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JP2998459B2 - Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine - Google Patents
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JP2998459B2 - Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine

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JP2998459B2
JP2998459B2 JP4284548A JP28454892A JP2998459B2 JP 2998459 B2 JP2998459 B2 JP 2998459B2 JP 4284548 A JP4284548 A JP 4284548A JP 28454892 A JP28454892 A JP 28454892A JP 2998459 B2 JP2998459 B2 JP 2998459B2
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recirculated
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、排気ガスを還流させて
再び各気筒に導くための内燃機関の排気還流装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine for recirculating exhaust gas and guiding the exhaust gas to each cylinder.

【0002】[0002]

【従来の技術】排気ガスの還流は、排気ガスの主成分で
ある不活性ガスの有する熱容量により、燃焼室内の燃焼
温度を低下させ、NOxの発生量を低減させるものであ
る。排気ガスの還流は、多少の燃焼悪化を伴うが、最近
の改良された内燃機関においては、高トルクを必要とし
ない機関中負荷時等に多量の排気ガスを還流させること
が可能となり、前述の効果を向上させるだけでなく、ピ
ストンのポンピングロスが低減され、燃費を改善するこ
とができる。
2. Description of the Related Art Exhaust gas recirculation reduces the combustion temperature in a combustion chamber and reduces the amount of NOx generated by the heat capacity of an inert gas which is a main component of the exhaust gas. Although the recirculation of the exhaust gas involves some deterioration in combustion, in the recent improved internal combustion engine, it becomes possible to recirculate a large amount of the exhaust gas at the time of an engine middle load that does not require a high torque. Not only the effect is improved, but also the pumping loss of the piston is reduced, and the fuel efficiency can be improved.

【0003】一般的な排気ガス還流装置は、排気通路か
ら吸気通路のサージタンクとスロットル弁との間に排気
ガスを還流させるものである。この装置により多量の排
気ガスの還流を実行すると、高トルクを必要とする機関
高負荷時となって排気ガス還流を停止する際に、容量の
大きなサージタンク内には多量の排気ガスが残留してい
るために、直ぐには燃焼室への排気ガス供給を中止する
ことができず、この時の応答性が悪く、また多量の排気
ガス還流時に、排気ガスが通過するサージタンクはその
熱により加熱されており、サージタンクは比較的大きな
熱容量を有するために、しばらくの間はサージタンクを
通る吸気の温度が上昇して充填効率が減少し、いずれに
よっても、直ぐには所望の高トルクの運転を実現するこ
とはできない。さらに、吸気通路の排気ガス供給部の近
傍には、スロットル弁があり、多量の排気ガス還流が実
行されると、長期的には排気ガス中に含有されるカーボ
ン等がスロットル弁に多量に付着して、スロットル弁が
固着する可能性もある。
[0003] A general exhaust gas recirculation device recirculates exhaust gas from an exhaust passage between a surge tank in an intake passage and a throttle valve. If a large amount of exhaust gas is recirculated by this device, a large amount of exhaust gas will remain in the large capacity surge tank when the exhaust gas recirculation is stopped due to high engine load requiring high torque. As a result, the supply of exhaust gas to the combustion chamber cannot be stopped immediately, resulting in poor responsiveness.In addition, when a large amount of exhaust gas is recirculated, the surge tank through which the exhaust gas passes is heated by the heat. Since the surge tank has a relatively large heat capacity, the temperature of the intake air passing through the surge tank rises for a while and the charging efficiency decreases, and in either case, the desired high torque operation can be performed immediately. It cannot be realized. Furthermore, there is a throttle valve near the exhaust gas supply section in the intake passage, and when a large amount of exhaust gas recirculation is performed, a large amount of carbon and the like contained in the exhaust gas adheres to the throttle valve in the long term. As a result, the throttle valve may stick.

【0004】特願平2−333622号には、サージタ
ンク下流のインテークマニホルド部に気筒毎に排気ガス
を還流させる排気ガス還流装置が記載されている。この
装置によれば、多量の排気ガスの還流を実行しても、上
流に位置する容量及び熱容量の大きなサージタンク内を
排気ガスが通過することはなく、またスロットル弁はサ
ージタンクよりさらに上流に位置しているために、前述
の問題が生じることはない。
[0004] Japanese Patent Application No. 2-333622 discloses an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas for each cylinder to an intake manifold downstream of a surge tank. According to this device, even if a large amount of exhaust gas is recirculated, the exhaust gas does not pass through the surge tank having a large capacity and heat capacity located upstream, and the throttle valve is further upstream of the surge tank. Due to the location, the above-mentioned problem does not occur.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、排気ガス還
流通路には制御弁が設けられ、運転状態によって還流さ
せる排気ガス量を制御している。還流される排気ガスが
多量である時には、問題とはならないが、少量となる
と、前述の排気ガス還流装置では、制御弁からインテー
クマニホルドの各供給部までの排気ガス還流通路長が異
なるために、この排気ガス還流長が短くなる制御弁に近
い気筒程、多くの排気ガスが供給され、各気筒に供給さ
れる排気ガスを同一量とすることができない。
Generally, a control valve is provided in an exhaust gas recirculation passage to control the amount of exhaust gas to be recirculated depending on the operation state. When the amount of recirculated exhaust gas is large, it does not matter, but when the amount is small, in the exhaust gas recirculation device described above, the length of the exhaust gas recirculation passage from the control valve to each supply unit of the intake manifold is different. As the exhaust gas recirculation length becomes shorter, the closer the cylinder is to the control valve, the more exhaust gas is supplied and the same amount of exhaust gas cannot be supplied to each cylinder.

【0006】従って、本発明の目的は、多量排気ガス還
流停止直後における応答性を良好とすると共に、少量排
気ガス還流時における各気筒への同一量分配を可能とす
る内燃機関の排気ガス還流装置を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to improve the responsiveness immediately after a large amount of exhaust gas recirculation is stopped, and to provide an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine capable of distributing the same amount to each cylinder during a small amount of exhaust gas recirculation. It is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による第一の内燃
機関の排気ガス還流装置は、各気筒へ還流させる排気ガ
スを一旦集合させる集合部と、前記集合部と各気筒毎と
を略等しい流体抵抗を持ってそれぞれ接続する複数の通
路とが設けられ、前記集合部と前記各通路とを介する第
1排気ガス還流通路と、前記集合部を介することなく前
記各通路を介する第2排気ガス還流通路とを具備し、燃
焼が不安定な低負荷時には還流させる排気ガスを少量と
して前記第1排気ガス還流通路によって排気ガスを還流
させ、前記低負荷時より負荷が高くて燃焼が安定な特定
負荷時には還流させる排気ガスを多量として前記第2排
気ガス還流通路によって排気ガスを還流させることを特
徴とする。
According to the first aspect of the present invention, an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention is configured such that an exhaust gas recirculated to each cylinder is once gathered, and the gathering portion and each cylinder are substantially equal. A plurality of passages respectively connected with fluid resistance are provided, a first exhaust gas recirculation passage passing through the collecting portion and the respective passages, and a second exhaust gas passing through the respective passages without passing through the collecting portion. A recirculation passage, wherein the exhaust gas is recirculated by the first exhaust gas recirculation passage by reducing the amount of exhaust gas to be recirculated at a low load when combustion is unstable, and the load is higher than the low load and stable combustion is specified. At the time of load, the amount of exhaust gas to be recirculated is increased and the exhaust gas is recirculated through the second exhaust gas recirculation passage.

【0008】また、本発明による第二の内燃機関の排気
ガス還流装置は、前述の第一の内燃機関の排気ガス還流
装置において、前記第1排気ガス還流通路の前記集合部
がサージタンクから構成され、前記複数の通路が前記サ
ージタンク下流の前記各気筒に通じる複数の吸気ポート
から構成されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas recirculation device for the first internal combustion engine, wherein the collecting portion of the first exhaust gas recirculation passage comprises a surge tank. The plurality of passages include a plurality of intake ports communicating with the respective cylinders downstream of the surge tank.

【0009】[0009]

【作用】前述の第一の内燃機関の排気ガス還流装置は、
燃焼が不安定な低負荷時には還流させる排気ガスを少量
として第1排気ガス還流通路によって排気ガスを還流さ
せるために、各気筒へ還流させる少量の排気ガスは、一
旦集合部に集合させられ、この集合部と各気筒毎とを略
等しい流体抵抗を持ってそれぞれ接続する複数の通路を
通り各気筒へ確実に同一量分配される。また、低負荷時
より負荷が高くて燃焼が安定な特定負荷時には還流させ
る排気ガスを多量として第2排気ガス還流通路によって
排気ガスを還流させるために、各気筒へ還流させる多量
の排気ガスは集合部を介することなく複数の通路を通り
各気筒へ還流される。
The exhaust gas recirculation device of the first internal combustion engine is
At a low load where combustion is unstable, a small amount of exhaust gas to be recirculated to each cylinder is once collected in a collecting portion in order to reduce the amount of exhaust gas to be recirculated and to recirculate the exhaust gas through the first exhaust gas recirculation passage. The same amount is surely distributed to each cylinder through a plurality of passages that respectively connect the collecting portion and each cylinder with substantially equal fluid resistance. Also, at a specific load where the load is higher than at a low load and combustion is stable, a large amount of exhaust gas is circulated to each cylinder in order to recirculate the exhaust gas through the second exhaust gas recirculation passage with a large amount of exhaust gas being recirculated. The fluid is returned to each cylinder through a plurality of passages without passing through any part.

【0010】また、前述の第二の内燃機関の排気ガス還
流装置は、燃焼が不安定な低負荷時には還流させる排気
ガスを少量として第1排気ガス還流通路によって排気ガ
スを還流させるために、各気筒へ還流させる少量の排気
ガスは、一旦サージタンクに集合させられ、サージタン
クと各気筒毎とを略等しい流体抵抗を持ってそれぞれ接
続する複数の吸気ポートを通り各気筒へ確実に同一量分
配される。また、低負荷時より負荷が高くて燃焼が安定
な特定負荷時には還流させる排気ガスを多量として第2
排気ガス還流通路によって排気ガスを還流させるため
に、各気筒へ還流させる多量の排気ガスはサージタンク
を介することなく複数の吸気ポートを通り各気筒へ還流
される。
The above-described second exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine uses the first exhaust gas recirculation passage to recirculate the exhaust gas by reducing the amount of the exhaust gas to be recirculated at a low load when combustion is unstable. A small amount of exhaust gas to be recirculated to the cylinders is once collected in a surge tank and reliably distributed to each cylinder through multiple intake ports that connect the surge tank and each cylinder with substantially equal fluid resistance. Is done. Further, at a specific load where the load is higher than at the time of low load and the combustion is stable, the amount of exhaust gas to be recirculated is increased and the second
In order to recirculate exhaust gas through the exhaust gas recirculation passage, a large amount of exhaust gas recirculated to each cylinder is returned to each cylinder through a plurality of intake ports without passing through a surge tank.

【0011】[0011]

【実施例】図1は、本発明による内燃機関の排気ガス還
流装置の第一実施例を示す概略図である。同図におい
て、1は四気筒エンジン、2は吸気通路、3は排気通路
である。吸気通路2は、サージタンク2aと、上流側の
スロットル弁4を有する単一の吸気管2bと、下流側の
各気筒に通じる吸気ポート2c,2d,2e,2fとを
具備し、各吸気ポート2c,2d,2e,2fは、各気
筒へ供給される吸気量を同じにするために、略等しい流
体抵抗を有するように構成されている。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention. In the figure, 1 is a four-cylinder engine, 2 is an intake passage, and 3 is an exhaust passage. The intake passage 2 includes a surge tank 2a, a single intake pipe 2b having an upstream throttle valve 4, and intake ports 2c, 2d, 2e, and 2f communicating with the downstream cylinders. 2c, 2d, 2e, and 2f are configured to have substantially the same fluid resistance in order to make the intake air amount supplied to each cylinder the same.

【0012】排気通路3から分岐する還流用主排気ガス
通路5は、各吸気ポート2c,2d,2e,2fに順次
接続され、吸気ポート2cとの接続部の直上流には第1
制御弁6が設けられている。また、第1制御弁6の上流
と吸気管2bのスロットル弁4下流とは、還流用副排気
ガス通路7によって接続され、この通路7には第2制御
弁8が設けられている。
A recirculating main exhaust gas passage 5 branched from the exhaust passage 3 is connected to each of the intake ports 2c, 2d, 2e, and 2f in sequence, and a first upstream of a connection portion with the intake port 2c is provided.
A control valve 6 is provided. The upstream of the first control valve 6 and the downstream of the throttle valve 4 of the intake pipe 2b are connected by a recirculation auxiliary exhaust gas passage 7, and a second control valve 8 is provided in the passage 7.

【0013】この排気ガス還流装置は、機関運転状態に
より決定される還流排気ガス量が少量である時、第1制
御弁6は閉弁されると共に、第2制御弁8は適量の排気
ガスが還流されるように開度制御される。それにより、
還流用主排気ガス通路5の第1制御弁6上流と、還流用
副排気ガス通路7と、サージタンク2aと、各吸気ポー
ト2c,2d,2e,2fとによって第1排気ガス還流
通路が形成され、適量の還流排気ガスがサージタンク2
a内で均一に分布し、吸気と共に略等しい流体抵抗を有
する各吸気ポート2c,2d,2e,2fを通り、各気
筒へ同一量に分配され供給される。
In this exhaust gas recirculation device, when the amount of recirculated exhaust gas determined by the operating state of the engine is small, the first control valve 6 is closed and the second control valve 8 is supplied with an appropriate amount of exhaust gas. The opening is controlled so as to be recirculated. Thereby,
A first exhaust gas recirculation passage is formed by the recirculation main exhaust gas passage 5 upstream of the first control valve 6, the recirculation sub-exhaust gas passage 7, the surge tank 2a, and the intake ports 2c, 2d, 2e, 2f. And an appropriate amount of recirculated exhaust gas is
a, and is distributed and supplied to each cylinder in the same amount through each of the intake ports 2c, 2d, 2e, and 2f having a substantially equal fluid resistance together with the intake air.

【0014】この機関運転状態が変化して排気ガスの還
流を停止する際に、第2制御弁8を閉弁すれば、サージ
タンク2b内に残留する排気ガス量も少ないために、直
ぐに排気ガスの各気筒への供給は中止され、またサージ
タンク2bに供給された少量の排気ガスは、吸気により
冷却されるために、サージタンク2bは加熱されること
なく低温度に維持されている。
If the second control valve 8 is closed when the engine operation state changes and the recirculation of the exhaust gas is stopped, the amount of the exhaust gas remaining in the surge tank 2b is small. Is stopped, and the small amount of exhaust gas supplied to the surge tank 2b is cooled by the intake air, so that the surge tank 2b is maintained at a low temperature without being heated.

【0015】また、機関運転状態により決定される還流
排気ガス量が多量である時、第1制御弁6は適量の排気
ガスが還流されるように開度制御されると共に、第2制
御弁8は閉弁される。それにより、還流用主排気ガス通
路5と各吸気ポート2c,2d,2e,2fとによって
第2排気ガス還流通路が形成され、この時、還流される
排気ガス量は多量であるために、サージタンク2b等の
排気ガス集合部を通さなくても同一量の排気ガスを各気
筒に供給することができる。
When the amount of recirculated exhaust gas determined by the operating state of the engine is large, the opening of the first control valve 6 is controlled so that an appropriate amount of exhaust gas is recirculated, and the second control valve 8 is controlled. Is closed. As a result, a second exhaust gas recirculation passage is formed by the recirculation main exhaust gas passage 5 and each of the intake ports 2c, 2d, 2e, 2f. The same amount of exhaust gas can be supplied to each cylinder without passing through the exhaust gas collecting portion such as the tank 2b.

【0016】この機関運転状態が変化して排気ガスの還
流を停止する際に、第1制御弁6を閉弁すれば、この
時、排気ガスは比較的大きな容量を有するサージタンク
2bを通過しておらず、直ぐに排気ガスの各気筒への供
給は中止されると共に、多量排気ガスにより比較的大き
な熱容量を有するサージタンク2bが加熱されることも
ない。
If the first control valve 6 is closed when the engine operation state changes and the recirculation of the exhaust gas is stopped, the exhaust gas passes through the surge tank 2b having a relatively large capacity at this time. Therefore, the supply of the exhaust gas to each cylinder is immediately stopped, and the surge tank 2b having a relatively large heat capacity is not heated by the large amount of the exhaust gas.

【0017】このように、本実施例の排気ガス還流装置
によれば、排気ガスの還流を停止する時における良好な
応答性が保証され、またこの時、排気ガスによるサージ
タンク2bの加熱によって吸気温度が上昇し、充填効率
が低下して所望のトルクが得られないことは防止され、
さらに、スロットル弁4近傍を頻繁に排気ガスが通過す
るわけでなく、しかも、ここを通過する排気ガスは少量
であるために、スロットル弁4に排気ガス中のカーボン
等が付着する可能性は低く、長期の使用に対してもスロ
ットル弁4が固着することはない。
As described above, according to the exhaust gas recirculation apparatus of the present embodiment, good responsiveness when stopping the recirculation of the exhaust gas is guaranteed, and at this time, the intake gas is heated by heating the surge tank 2b with the exhaust gas. It is prevented that the temperature rises, the filling efficiency decreases and the desired torque cannot be obtained,
Further, since the exhaust gas does not frequently pass near the throttle valve 4 and the amount of the exhaust gas passing therethrough is small, the possibility that carbon or the like in the exhaust gas adheres to the throttle valve 4 is low. In addition, the throttle valve 4 does not stick even for long-term use.

【0018】図2は、本発明による内燃機関の排気ガス
還流装置の第二実施例を示す概略図である。本実施例
は、図1に示す第一実施例において、第2制御弁8が省
略され、第1制御弁6の代わりに第3制御弁9が還流用
副排気ガス通路7の分岐部に設けられているものであ
り、特に、還流用主排気ガス通路5は多量の排気ガスが
通過できるように太く、還流用副排気ガス通路7は少量
の排気ガスしか通過できないように細くされている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a second embodiment of the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the second control valve 8 is omitted, and a third control valve 9 is provided instead of the first control valve 6 at a branch portion of the sub-recirculation exhaust gas passage 7. In particular, the recirculating main exhaust gas passage 5 is thick so as to allow a large amount of exhaust gas to pass therethrough, and the recirculating sub-exhaust gas passage 7 is thin so that only a small amount of exhaust gas can pass therethrough.

【0019】第3制御弁9は、両排気ガス通路5,7を
同時に閉鎖する第1位置と、還流用副排気ガス通路7だ
けを開放する第2位置と、還流用主排気ガス通路5だけ
を開放する第3位置を選択可能なものである。それによ
り、排気ガスの還流を停止する時は第1位置とすること
で排気ガスの還流は停止され、少量排気ガス還流実行時
には第2位置とすることで前述の第1排気ガス還流通路
が形成され、還流用副排気ガス通路7が少量の排気ガス
しか通過できないように細くされているために、所望の
少量の排気ガスの還流が実行される。また、多量排気ガ
ス還流実行時には第3位置とすることで前述の第2排気
ガス還流通路が形成され、還流用主排気ガス通路5が多
量の排気ガスが通過できるように太くされているため
に、所望の多量の排気ガスの還流が実行される。このよ
うに、単一の第3制御弁9だけを使用して第一実施例と
同様な効果を得ることができる。また、第3位置は、両
排気ガス通路5,7を同時に開放するような位置であっ
ても、多量排気ガス還流実行時において、ほとんどの排
気ガスは流体抵抗の小さい還流用主排気ガス通路5を通
るために同様な効果を得ることができる。
The third control valve 9 has a first position in which both exhaust gas passages 5 and 7 are simultaneously closed, a second position in which only the recirculation auxiliary exhaust gas passage 7 is opened, and only a recirculation main exhaust gas passage 5. Can be selected from a third position at which to open. Thus, when the recirculation of the exhaust gas is stopped, the first position is set to the first position, and the recirculation of the exhaust gas is stopped. When the small amount of exhaust gas is recirculated, the second position is set, thereby forming the first exhaust gas recirculation passage. Since the recirculation sub-exhaust gas passage 7 is so narrow that only a small amount of exhaust gas can pass, a desired small amount of exhaust gas is recirculated. When the large amount of exhaust gas is recirculated, the second exhaust gas recirculation passage is formed by setting the third position, and the recirculation main exhaust gas passage 5 is made thick to allow a large amount of exhaust gas to pass therethrough. , A desired amount of exhaust gas recirculation is performed. Thus, the same effect as in the first embodiment can be obtained by using only a single third control valve 9. Further, even if the third position is a position where both exhaust gas passages 5 and 7 are simultaneously opened, most of the exhaust gas has a small fluid resistance when the large amount of exhaust gas is recirculated. A similar effect can be obtained for passing through.

【0020】図3は、本発明による内燃機関の排気ガス
還流装置の第三実施例を示す概略図である。本実施例と
図1に示す第一実施例との違いは、第2制御弁8が省略
され、特に、還流用副排気ガス通路5は、多量の排気ガ
スの通過を可能とする還流用主排気ガス通路5に比較し
て、サージタンク2b内の負圧を利用しても少量の排気
ガスしか通過できないくらい細くされていることであ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a third embodiment of the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention. The difference between this embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is that the second control valve 8 is omitted, and in particular, the recirculation sub-exhaust gas passage 5 has a recirculation main exhaust passage that allows a large amount of exhaust gas to pass. Compared with the exhaust gas passage 5, even if a negative pressure in the surge tank 2b is used, only a small amount of exhaust gas can pass therethrough.

【0021】一般的な還流排気ガス量制御は、排気ガス
還流時に多少の燃焼悪化が起こることを考慮して、燃焼
が比較的不安定な低負荷時において少量とし、中負荷時
において多量とし、また高トルクを必要とする高負荷時
において排気ガス還流を停止するものである。このよう
な還流排気ガス量制御に対して本実施例の排気ガス還流
装置は、第1制御弁6だけを第一実施例と同様に開閉制
御すれば、少量排気ガス還流実行時、すなわち機関低負
荷時に、第1制御弁6は閉弁されて前述の第1排気ガス
還流通路が形成され、この時スロットル弁4の開度が小
さく、サージタンク2b内の負圧の程度が大きくなり、
この負圧を利用して少量の排気ガスが還流用副排気ガス
通路7を通して還流される。
In general, the recirculated exhaust gas amount control is set to a small amount at a low load where combustion is relatively unstable and a large amount at a medium load, taking into consideration that some combustion deterioration occurs at the time of exhaust gas recirculation. Further, the exhaust gas recirculation is stopped at the time of a high load requiring a high torque. In the exhaust gas recirculation apparatus of the present embodiment, by controlling the opening and closing of only the first control valve 6 in the same manner as in the first embodiment, the exhaust gas recirculation device of the present embodiment can perform such a small amount of exhaust gas recirculation, At the time of load, the first control valve 6 is closed to form the above-described first exhaust gas recirculation passage. At this time, the opening degree of the throttle valve 4 is small, and the degree of negative pressure in the surge tank 2b is large,
Utilizing this negative pressure, a small amount of exhaust gas is recirculated through the sub exhaust gas passage 7 for recirculation.

【0022】また、多量排気ガス還流実行時、すなわち
機関中負荷時に、第1制御弁6は適量の排気ガスが還流
されるように開度制御され、前述の第2排気ガス還流通
路が形成される。この時、第1排気ガス還流通路も形成
されているが、スロットル弁4の開度増加に伴いサージ
タンク2b内の負圧の程度は小さくなっており、排気ガ
スは、還流用副排気ガス通路7を通ることなく、還流用
主排気ガス通路5をだけを通り還流され、前述の第2排
気ガス還流通路だけが使用される。また、排気ガス還流
停止時、すなわち機関高負荷時に、第1制御弁6は閉弁
されて第1排気ガス還流通路だけが形成されるが、この
時サージタンク2b内はほぼ大気圧となっており、排気
ガスは還流用副排気ガス通路7を通過することはなく、
排気ガス還流は停止される。
When a large amount of exhaust gas is recirculated, that is, when the engine is under medium load, the opening of the first control valve 6 is controlled so that an appropriate amount of exhaust gas is recirculated, and the above-described second exhaust gas recirculation passage is formed. You. At this time, the first exhaust gas recirculation passage is also formed, but the degree of the negative pressure in the surge tank 2b is reduced with the increase in the opening of the throttle valve 4, and the exhaust gas is recirculated to the sub exhaust gas passage for recirculation. The gas is returned only through the main exhaust gas passage 5 for recirculation without passing through the passage 7, and only the above-mentioned second exhaust gas recirculation passage is used. When the exhaust gas recirculation is stopped, that is, when the engine is under a high load, the first control valve 6 is closed to form only the first exhaust gas recirculation passage. At this time, the pressure in the surge tank 2b becomes almost atmospheric pressure. The exhaust gas does not pass through the sub exhaust gas passage 7 for recirculation,
Exhaust gas recirculation is stopped.

【0023】図4は、本発明による内燃機関の排気ガス
還流装置の第四実施例を示すスロットル弁近傍の拡大断
面図である。本実施例は、図3に示す第三実施例の還流
用副排気ガス通路7に負圧弁10を追加したものであ
る。負圧弁10は、接続管10aによってサージタンク
2bと連通する第1圧力室10bと、大気に開放された
第2圧力室10cと、両圧力室10b,10cの境界と
なるダイヤフラム10dとを有し、第1圧力室10b内
にはダイヤフラム10dを第2圧力室10c側に付勢す
るバネ10eが設けられ、ダイヤフラム10dの第2圧
力室10c側には、第2圧力室10c外に気密に延在す
る弁部材10fが接続されている。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of the vicinity of a throttle valve showing a fourth embodiment of the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention. In the present embodiment, a negative pressure valve 10 is added to the sub-recirculation exhaust gas passage 7 of the third embodiment shown in FIG. The negative pressure valve 10 has a first pressure chamber 10b communicating with the surge tank 2b by a connection pipe 10a, a second pressure chamber 10c opened to the atmosphere, and a diaphragm 10d serving as a boundary between the two pressure chambers 10b, 10c. A spring 10e for urging the diaphragm 10d toward the second pressure chamber 10c is provided in the first pressure chamber 10b, and the spring 10e is airtightly extended outside the second pressure chamber 10c on the second pressure chamber 10c side of the diaphragm 10d. The existing valve member 10f is connected.

【0024】サージタンク2b内の圧力が大気圧に近い
時、両圧力室10b,10cの間の差圧は小さく、弁部
材10fの先端は、バネ10eにより付勢されたダイヤ
フラム10dの押圧力によって還流用副排気ガス通路7
を閉鎖する。一方、サージタンク2b内の負圧が所定値
となると、両圧力室10b,10cの間の差圧が大きく
なってバネ10eの付勢力と釣り合い、所定値未満とな
ると、さらに大きくなってバネ10eに逆らってダイヤ
フラム10dが第1圧力室10b側に凸状に変形し、弁
部材の先端は、還流用副排気ガス通路7を開放する。
When the pressure in the surge tank 2b is close to the atmospheric pressure, the pressure difference between the two pressure chambers 10b and 10c is small, and the tip of the valve member 10f is pressed by the diaphragm 10d urged by the spring 10e. Recirculation auxiliary exhaust gas passage 7
To close. On the other hand, when the negative pressure in the surge tank 2b reaches a predetermined value, the differential pressure between the two pressure chambers 10b and 10c increases and balances with the urging force of the spring 10e. The diaphragm 10d is deformed in a convex shape toward the first pressure chamber 10b, and the distal end of the valve member opens the auxiliary exhaust gas passage 7 for recirculation.

【0025】このような負圧弁10を設けることで、少
量排気ガス還流実行時、すなわち機関低負荷時に、スロ
ットル弁4の開度が小さく、サージタンク2b内の負圧
が所定値未満となることを利用して、自動的に還流用副
排気ガス通路7を開放して、第三実施例と同様に前述の
第1排気ガス還流通路を形成し、還流用副排気ガス通路
7がこの時の負圧を利用して少量の排気ガスを還流させ
る。また、それ以外の時において、スロットル弁4の開
度は大きくなり、サージタンク2b内の負圧が所定値以
上となり、自動的に還流用排気ガス通路7を閉鎖する。
それにより、第三実施例における多量排気ガス還流実行
時、すなわち機関中負荷時、及び排気ガス還流停止時、
すなわち機関高負荷時に、完全に還流用副排気ガス通路
7を閉鎖することができ、これらの時に第1排気ガス還
流通路が形成されることはなく、第三実施例に比較し
て、本発明の効果を得るための信頼性を向上させること
ができる。
By providing such a negative pressure valve 10, when the small amount of exhaust gas is recirculated, that is, when the engine is under a low load, the opening of the throttle valve 4 is small and the negative pressure in the surge tank 2b becomes less than a predetermined value. , The recirculation sub-exhaust gas passage 7 is automatically opened to form the above-described first exhaust gas recirculation passage in the same manner as in the third embodiment. A small amount of exhaust gas is recirculated using negative pressure. At other times, the opening of the throttle valve 4 becomes large, the negative pressure in the surge tank 2b becomes greater than or equal to a predetermined value, and the recirculation exhaust gas passage 7 is automatically closed.
Thereby, at the time of executing a large amount of exhaust gas recirculation in the third embodiment, that is, at the time of medium engine load, and at the time of exhaust gas recirculation
That is, when the engine is under a high load, the auxiliary exhaust gas passage 7 for recirculation can be completely closed, and at this time, the first exhaust gas recirculation passage is not formed. Reliability for obtaining the effect of (1) can be improved.

【0026】第一、第三、及び第四実施例に使用した第
1制御弁6は、多量排気ガス実行時において排気ガス量
制御可能なように開度制御するようにしたが、この時の
排気ガス量制御が不要であれば、開弁又は閉弁の制御と
することも可能である。
The opening of the first control valve 6 used in the first, third and fourth embodiments is controlled so that the amount of exhaust gas can be controlled when a large amount of exhaust gas is executed. If it is not necessary to control the amount of exhaust gas, valve opening or valve closing control may be performed.

【0027】以上説明した全ての実施例において、構造
を簡単とするために、少量排気ガス還流実行時に使用さ
れる第1排気ガス還流通路は、サージタンク2b及び吸
気ポート2c,2d,2e,2fを利用したが、還流排
気ガスが一旦集合する集合部、及びこの集合部から各気
筒へ略同一の流体抵抗をもって通じる複数の通路を別に
設けることも可能である。また、本発明は四気筒エンジ
ンに限定されず他の複数気筒のエンジンにも適用可能で
あることは明らかである。
In all of the embodiments described above, in order to simplify the structure, the first exhaust gas recirculation passage used at the time of executing the small amount of exhaust gas recirculation includes the surge tank 2b and the intake ports 2c, 2d, 2e, 2f. However, it is also possible to separately provide a collecting portion in which the recirculated exhaust gas temporarily collects, and a plurality of passages from the collecting portion to each cylinder with substantially the same fluid resistance. Further, it is apparent that the present invention is not limited to the four-cylinder engine, but can be applied to other multi-cylinder engines.

【0028】[0028]

【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の排
気ガス還流装置によれば、燃焼が不安定な低負荷時には
還流させる排気ガスを少量として第1排気ガス還流通路
によって排気ガスを還流させるために、各気筒へ還流さ
せる少量の排気ガスは、集合部において均一に分布し、
その後に、集合部と各気筒毎とを略等しい流体抵抗を持
ってそれぞれ接続する複数の通路を通って同一量に分配
されて各気筒へ供給される。また、低負荷時より負荷が
高くて燃焼が安定な特定負荷時には還流させる排気ガス
を多量として第2排気ガス還流通路によって排気ガスを
還流させるために、各気筒へ還流させる多量の排気ガス
は集合部を介することなく複数の通路を通り各気筒へ還
流され、多量の排気ガスが集合部に蓄えられて集合部を
加熱することはなく、排気ガス還流停止直後における応
答性が良く、また吸気加熱の問題は解決される。また、
集合部としてサージタンクを利用し、複数の通路として
サージタンク下流の吸気ポートを利用することで、この
排気ガス還流装置の構造を簡単なものとすることができ
る。
As described above, according to the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the exhaust gas is recirculated by the first exhaust gas recirculation passage with a small amount of the exhaust gas recirculated at a low load when combustion is unstable. Therefore, a small amount of exhaust gas to be recirculated to each cylinder is uniformly distributed in the collecting section,
After that, the same amount is distributed to the respective cylinders through a plurality of passages respectively connecting the collecting portion and each of the cylinders with substantially equal fluid resistance, and supplied to the respective cylinders. Also, at a specific load where the load is higher than at a low load and combustion is stable, a large amount of exhaust gas is circulated to each cylinder in order to recirculate the exhaust gas through the second exhaust gas recirculation passage with a large amount of exhaust gas being recirculated. The exhaust gas is recirculated to each cylinder through a plurality of passages without passing through the section, and a large amount of exhaust gas is stored in the collecting section and does not heat the collecting section. Problem is solved. Also,
The structure of the exhaust gas recirculation device can be simplified by using the surge tank as the collecting portion and using the intake ports downstream of the surge tank as the plurality of passages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による内燃機関の排気ガス還流装置の第
一実施例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明による内燃機関の排気ガス還流装置の第
二実施例を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing a second embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図3】本発明による内燃機関の排気ガス還流装置の第
三実施例を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a third embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention.

【図4】本発明による内燃機関の排気ガス還流装置の第
四実施例を示すスロットル弁近傍の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing the vicinity of a throttle valve according to a fourth embodiment of the exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…四気筒エンジン 2…吸気通路 2a…吸気管 2b…サージタンク 2c,2d,2e,2f…吸気ポート 3…排気通路 4…スロットル弁 5…還流用主排気ガス通路 6…第1制御弁 7…還流用副排気ガス通路 8…第2制御弁 9…第3制御弁 10…負圧弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Four-cylinder engine 2 ... Intake passage 2a ... Intake pipe 2b ... Surge tank 2c, 2d, 2e, 2f ... Intake port 3 ... Exhaust passage 4 ... Throttle valve 5 ... Recirculation main exhaust gas passage 6 ... 1st control valve 7 ... recirculation auxiliary exhaust gas passage 8 ... second control valve 9 ... third control valve 10 ... negative pressure valve

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 580 F02M 25/07 570 F02M 35/10 F02M 35/10 311 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 25/07 580 F02M 25/07 570 F02M 35/10 F02M 35/10 311

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 各気筒へ還流させる排気ガスを一旦集合
させる集合部と、前記集合部と各気筒毎とを略等しい流
体抵抗を持ってそれぞれ接続する複数の通路とが設けら
れ、前記集合部と前記各通路とを介する第1排気ガス還
流通路と、前記集合部を介することなく前記各通路を介
する第2排気ガス還流通路とを具備し、燃焼が不安定な
低負荷時には還流させる排気ガスを少量として前記第1
排気ガス還流通路によって排気ガスを還流させ、前記低
負荷時より負荷が高くて燃焼が安定な特定負荷時には還
流させる排気ガスを多量として前記第2排気ガス還流通
路によって排気ガスを還流させることを特徴とする内燃
機関の排気ガス還流装置。
A collection portion for once collecting exhaust gas to be recirculated to each cylinder; and a plurality of passages respectively connecting said collection portion and each cylinder with substantially equal fluid resistance. And a first exhaust gas recirculation passage through the respective passages, and a second exhaust gas recirculation passage through the respective passages without passing through the collecting portion. The first
The exhaust gas is recirculated by the exhaust gas recirculation passage, and the exhaust gas is recirculated by the second exhaust gas recirculation passage with a large amount of the recirculated exhaust gas at a specific load where the load is higher than the low load and the combustion is stable when the load is stable. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
【請求項2】 前記第1排気ガス還流通路の前記集合部
がサージタンクから構成され、前記複数の通路が前記サ
ージタンク下流の前記各気筒に通じる複数の吸気ポート
から構成されることを特徴とする請求項1に記載の内燃
機関の排気ガス還流装置。
2. The method according to claim 1, wherein the collecting portion of the first exhaust gas recirculation passage comprises a surge tank, and the plurality of passages comprise a plurality of intake ports communicating with the respective cylinders downstream of the surge tank. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1.
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