Recirculation)とは、自動車用の小型内燃機関において燃焼後の排気ガスの一部を取り入れ、再度吸気させる技術(手法あるいは方法)である。主として排気ガス中の窒素酸化物(NOx)低減や部分負荷時の燃費向上を目的としている。英語表記の頭文字をとってEGRと通称される。外部リンク概要[編集]内燃機関において、燃焼後の排気ガス中には酸素は含まれていないか、もしくは希薄な状態にある。この排気を吸気と混ぜると吸気中の酸素濃度が低下する。大気より酸素濃度が低い状態での燃焼により、その(ピーク)燃焼温度が低下する。この燃焼温度の低下によりNOxの発生が抑制される。燃焼温度の低下は、シリンダおよび燃焼室壁面やピストン表面からの熱エネルギー放散を低減する。熱解離による損失の低減にも若干ながら寄与する。ノッキングを抑制にも寄与する。ガソリン機関では部分負荷時にEGRを導入すると、EGRを導入しない場合に比べて吸気管負圧を小さく出来るため、スロットル損失の減少により燃料消費率が向上する。小排気量のエンジンを高負荷で使用するのと同等の効果が得られる。%程度であり、車両環境や走行条件に応じて常に最適量に制御される。車両重量に比してエンジン出力の小さい大型ディーゼル車両では、比較的高負荷においても排出ガス基準をクリアしなければならないため、EGRの適用範囲が広い。歴史[編集]EGRは、三元触媒が実用化される以前の1970年代に、ガソリン機関において酸化触媒では浄化できないNOxの低減対策として導入された。還流量や燃料噴射量を精密に制御できない場合には、燃焼を安定させるために吸気混合比を高く(リッチに)設定せざるを得ず、むしろ燃費が悪化する結果を生んだ。その後、制御技術が向上し、また三元触媒が実用化された現在では、排出NOx対策よりも燃費向上目的で用いられている。原理上スロットルバルブが不要なディーゼル機関[1]においては、スロットル損失の低減効果は無いので、1980年代後半より主としてNOx低減目的でのEGRが行われている。排気中に存在する多量の二酸化炭素(CO2)および水蒸気は大気に比べ比熱容量が高いので、若干の燃料消費率向上にも役立っている。技術[編集]ルノー・R9M型エンジンの外部LPL-EGRシステム。下部から順に、EGRクーラ、EGRバルブ、吸気ダクト(コンプレッサ前)フォルクスワーゲン・2.0TDIエンジンの外部LPL-EGRシステム。下部がEGRバルブ・クーラ。上部が吸気ダクト(コンプレッサ前)実用化されているEGR手法には、大きく分けて「内部EGR」と「外部EGR」の2つに分類される。前者は、バルブオーバーラップや吸気工程途中まで排気バルブを開いておく事で、排気ポートから排気ガスを直接引き戻す手法である。後者は、吸気マニホールドおよび排気マニホールドをパイプ等で接続し、中間に設けた制御バルブの開度や開弁時間を変化させて開閉および流量調整を行う。理論上、EGR量を変えて行けばガソリン機関のスロットル廃止も可能であるが、EGR導入時は燃焼が緩慢となり、アイドリング等の超低負荷時や冷間始動時は失火を起こす等の理由により実用化されていない。EGRと希薄燃焼技術は大いに関連性を持ち、さらにはガソリン直噴技術も希薄な混合気下でいかに安定した燃焼を得るかを課題としたものである。内部EGRは、バルブオーバーラップや吸気行程途中まで排気バルブを開いておく事で排気ポートから排気ガスを引き戻し直接利用する。外部装置ではなく動弁系で対応できるためスペースを抑えられ、構造も単純にできる利点がある。外部EGRに比べ炭化水素(HC)低減への効果が大きいとされる。これは内部EGRで再導入される排気工程末期の排気ガスには、消炎領域で発生する未燃焼ガス(HC)が多く含まれる為で、それを再燃焼させることでHCが低減されるためである。可変バルブ機構によってバルブタイミングを変更することでオーバーラップを積極的に増やし、内部EGRを促進できる為、可変バルブ機構を採用する理由の一つともなっている。吸気側に加え排気側にも可変バルブ機構を採用した場合は、より積極的な排気の導入が可能となる。排気カムを遅角する事で吸気工程の途中まで排気バルブを開いておく事も可能であり、更に吸気カムも遅角し遅開きとする事でオーバーラップを最小限にしつつEGRを行う事も可能である。一方で、外部EGRに比べ、ガス量の制御性や導入量では劣り、ガスの温度も高いというデメリットが存在する。外部EGR[編集]排気バルブからのガスの引き戻しではなく、排気経路と吸気経路を配管等で接続する事でガスの再循環を行う。中間に設けた制御バルブの開度や開弁時間を変化させて開閉および流量調整を行う。経路中に熱交換部位を設ける事でガスの冷却も可能となる。一方で流入経路は排ガスに晒されるためカーボン等が堆積しやすく制御バルブなどの可動部の固着で動作不良を生じる場合がある。高温のEGR導入による吸気充填効率の低下が無視出来ないため、今日の外部EGRを採用する殆どの機関は熱交換器によるEGR冷却機構を持つ(EGRクーラーを用いるクールドEGRやクールEGR。