CN107269428B - 废气回流装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废气回流装置，目的在于抑制在吸气系统中流动的新气向废气回流配管侧逆流，提高发动机的燃烧效率。废气回流装置安装在汽缸体中，使在排气系统中流动的废气的一部分向吸气系统回流。配置于汽缸体的吸气歧管具有多个形成有连通吸气口的吸气流路(22)的吸气分支(23)，回流歧管(26)具有设置有通过导入孔(35)连通吸气流路(22)的回流流路(28)的多个回流分支(27)。导入孔(35)的回流流路侧的内径比吸气流路侧的内径大。

Description

废气回流装置
技术领域
本发明涉及一种从排气系统中提取来自发动机的废气的一部分并导入到吸气系统的废气回流装置。
背景技术
废气回流装置(EGR)应用在发动机中，该废气回流装置(EGR)从排气系统中提取废气的一部分，再将其放回到发动机的吸气系统，加入到混合气体中。这种废气回流装置具有废气回流管，废气回流管设置在从吸气歧管向各吸气口分岔的吸气分支管与排气歧管之间。
专利文献1记载的废气回流装置具有配置在内燃机与吸气歧管之间的圆筒形腔室、以及将从排气管向腔室内导入的废气供给到吸气分支的废气回流管路。废气回流管路与设置在吸气分支中的导入孔连接，废气从导入孔向吸气分支导入。
专利文献2记载的废气回流装置具有横跨吸气歧管的分岔吸气通道安装的废气分配块。废气分配块中设置有EGR气体腔室，导入到EGR气体腔室中的废气从形成设置在分配块中的导入孔的分支导入到吸气歧管。
专利文献3记载的进气模块具有：吸气歧管，其具有多个进气口，向发动机供给混合气体；以及废气回流用歧管，其安装在吸气歧管上，向混合气体供给废气。吸气歧管上设置有导入废气用的开口部，废气从开口部导入到混合气体中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2001-207918号公报
专利文献2：(日本)特开平6-108928号公报
专利文献3：美国专利第8051841号说明书
现有的废气回流装置中，废气从设置在吸气分支中的导入孔即导入口，导入到吸气分支内的新气中。在吸气系统中流动的新气和在排气系统中流动的废气发生脉动，从吸气歧管的吸气分支向汽缸的吸气口供给的新气有时会逆流到废气回流配管中。当新气向废气回流配管即回流流路逆流并进入到回流流路内时，向汽缸内供给的新气的分量会在各汽缸中发生变化。如此，当新气逆流到回流流路内时，会使发动机的燃烧效率降低。
发明内容
本发明的目的在于抑制在吸气系统中流动的新气向废气回流配管侧逆流，提高发动机的燃烧效率。
本发明的废气回流装置，安装在形成有多个汽缸的汽缸体中，使在排气系统中流动的废气的一部分向吸气系统回流，所述多个汽缸组装有活塞，所述废气回流装置包括：吸气歧管，其具有形成有与吸气口连通的吸气流路的多个吸气分支，且配置于所述汽缸体；回流配管，其与将废气导向外部的排气歧管连接；以及回流歧管，其具有设置有通过导入孔与所述吸气流路连通的回流流路的多个回流分支，且与所述回流配管连接，其中，所述导入孔的回流流路侧的内径比吸气流路侧的内径大。
发明效果
废气回流装置具有形成有与吸气口连通的吸气流路的多个吸气分支、以及设置有回流流路的多个回流分支，回流流路通过导入孔与吸气流路连通。导入孔的回流流路侧的内径比吸气流路侧的内径大，能够增加从回流流路向吸气流路回流的废气的流量，同时还能够抑制新气从吸气流路向回流流路逆流。由此，能够实现废气的净化，并提高发动机的燃烧效率。
附图说明
图1是表示一实施方式的废气回流装置的概略俯视图；
图2是图1的主视图；
图3是从下侧观看图2所示的吸气歧管和回流歧管的立体图；
图4是回流歧管的俯视图；
图5是表示连接有回流分支的吸气分支和汽缸体的一部分的截面图；
图6是表示吸气分支和回流分支的一部分的剖面的立体图；
图7中(A)是表示图6所示的导入孔的截面图，(B)是(A)的俯视图，(C)是(A)的仰视图；
图8中(A)是表示导入孔的变形例的截面图，(B)是表示导入孔的另一变形例的截面图；
图9是表示将导入孔设为直孔时的导入孔的出口侧直径与废气流向吸气分支的流量的关系的导入孔特性线图。
符号说明
11 汽缸体
12 汽缸
13 活塞
16 吸气口
17 排气口
21 吸气歧管
22 吸气流路
23 吸气分支
24 排气歧管
26 回流歧管
27 回流分支
28 回流流路
31 回流配管
35 导入孔
具体实施方式
下面基于附图，对本发明的实施方式进行详细说明。如图1和图2所示，废气回流装置10使在排气系统中流动的废气的一部分向吸气系统回流，抑制从排气系统向外部排出的NOx的产生。作为车辆驱动源的发动机具有汽缸体11，汽缸体11中形成有多个缸膛即汽缸12，各个汽缸12中可自由往复地组装有活塞13。图1和图2所示的汽缸体11中，4个汽缸12在水平方向上延伸形成，组装在各个汽缸12中的活塞13在水平方向上往复运动。如此，图示的发动机为水平对向型的4缸发动机。
汽缸体11的中央部可自由旋转地安装有曲轴14，以曲轴14为中心，在图1和图2的左右两侧，各2个活塞13组装在汽缸体11中，各个活塞13通过连杆15与曲轴14连结。活塞13的直线往复运动通过连杆15转变为曲轴14的旋转运动，曲轴14的旋转扭矩传递到未图示的驱动轮上。各个汽缸12与活塞13在图1中沿着曲轴14的方向上错开。
与汽缸12连通的吸气口16在汽缸体11的上表面开口。如图1所示，2个汽缸12的吸气口16设置在汽缸体11的左右一方的端部侧，另2个汽缸12的吸气口16设置在汽缸体11的左右另一方的端部侧。与汽缸12连通的排气口17在汽缸体11的下表面开口。如图1所示，2个汽缸12的排气口17设置在汽缸体11的左右一方的端部侧，另2个汽缸12的排气口17设置在汽缸体11的左右另一方的端部侧。
汽缸体11的上面侧配置有构成用于向各汽缸12供给新气的吸气系统的吸气歧管21。吸气歧管21具有形成有与各个吸气口16连通的吸气流路22的4个吸气分岔部，即吸气分支23。各个吸气分支23的前端固定在汽缸体11的上表面。
汽缸体11的下面侧配置有构成用于将来自各汽缸12的废气向外部排出的排气系统的排气歧管24。排气歧管24中形成有与各个排气口17连通的排气流路25，从4个排气口17排出的废气被集中到一起，通过排气催化剂引导到排气消音器，排出到外部。
吸气歧管21的下侧安装有回流歧管26。图3是从下侧观看吸气歧管21和回流歧管26的立体图，图4是回流歧管26的俯视图。
回流歧管26具有沿着各个吸气分支23延伸的4个回流分支27，各个回流分支27中形成有回流流路28，回流分支27与回流歧管26一体连接。如图2所示，在回流歧管26和排气歧管24之间连接有回流配管31，在排气歧管24中从排气口17排出的废气的一部分被回流到构成吸气系统的吸气分支23。如图2所示，回流配管31中设置有用于控制回流到吸气分支23的废气的流量的回流控制阀32。
图5是表示连接有回流分支27的吸气分支23和汽缸体11的一部分的截面图。图6是表示吸气分支23和回流分支27的一部分的剖面的立体图。如图5所示，吸气口16由吸气阀33进行开闭，排气口17由排气阀34进行开闭。吸气阀33和排气阀34由未图示的阀动机构(動弁機構)进行开闭驱动。各个吸气分支23中形成有导入孔35，各个导入孔35位于回流分支27的前端部。
当发动机启动时，向构成吸气系统的吸气歧管21供给新气，新气从吸气歧管21分配到各个吸气分支23内的吸气流路22，并供给到吸气口16。在各汽缸12内燃烧后的气体从各排气口17排出到排气歧管24。排出的废气的一部分通过回流配管31回流到回流歧管26。回流到回流歧管26的废气从回流分支27内的回流流路28通过导入孔35回流供给到吸气分支23内的吸气流路22。
回流歧管26配置在吸气歧管21的下侧，因此即使在吸气歧管21内产生冷凝水，冷凝水也会从导入孔35落到回流分支27的底面，停留在回流歧管26内。
图7中(A)是表示图6所示的导入孔35的截面图，图7中(B)是图7中(A)的俯视图，图7中(C)是图7中(A)的仰视图。
关于导入孔35，将吸气流路22侧的开口部36的内径设为D1，将回流流路28侧的开口部37的内径设为D2，则回流流路侧的内径D2设置为比吸气流路侧的内径D1大。导入孔35中，两个开口部36、37之间的部分38成为向内方突出的弯曲面。如此，回流流路侧的开口部37即吸气分支23的外面的内径D2设置为比吸气流路侧的开口部36即吸气分支23的内面的内径D1大。也就是说，吸气流路侧的内径D1设置为比回流流路侧的内径D2小，则新气从吸气流路22向回流流路28的流动的通风阻力比废气从回流流路28向吸气流路22的流动的通风阻力大。由此，从回流流路28向吸气流路22流入的废气的流量不会降低，能够抑制新气从吸气流路22向回流流路28逆流的现象发生。
因此，即使在吸气系统中流动的新气和在排气系统中流动的废气发生脉动，也会抑制从吸气歧管的吸气分支向汽缸12的吸气口16供给的新气从回流分支向回流配管31逆流。由此，能够实现废气的净化，并提高发动机的燃烧效率。
图8中(A)和(B)分别是表示导入孔的变形例的截面图。图8中(A)所示的导入孔35的在两个开口部36、37之间的部分38a形成从吸气流路侧向回流流路侧、内径逐渐增大的锥面。另一方面，图8中(B)所示的导入孔35的在两个开口部36、37之间的部分由具有回流流路侧的锥面38a、以及吸气流路侧的直面38b的阶梯锥面(段付きテーパ面)形成。
无论哪种方式，通过将回流流路侧的开口部37的边缘的部分内径D2设置为比吸气流路侧的开口部36的边缘的部分内径D1大，能够增加回流到吸气流路22的废气的量，并且还能够抑制从吸气流路22进入回流流路28的新气发生逆流。
图9是表示将导入孔设为直孔时的导入孔的出口侧直径与废气流向吸气分支的流量的关系的导入孔特性线图。
图9中，横轴表示直导入孔的内径，纵轴表示从回流流路28向吸气流路22回流的废气的流量。当导入孔的内径增大时，流量也会增加，但当导入孔的口径即内径超过特定的阈值A时，以阈值A的内径为拐点，流量的增加量会减少。由于存在这种趋势，因此将流量增加量减少的内径的阈值A设为导入孔的最小直径。该趋势并不取决于发动机排气量的大小等，而是在多个发动机中共通的，即使在将导入孔35的内径设为吸气流路侧比回流流路侧大的情况下，也为相同特性。
因此，当将根据阈值A求出的内径例如设置为吸气流路侧的开口部36的内径时，能够保证向吸气流路22回流的废气的流量，并抑制新气的逆流。
图1和图2所示的发动机为水平对向发动机，吸气歧管21配置在汽缸体11的上侧，回流歧管26配置在吸气歧管21和汽缸体11之间。如此，当将回流歧管26配置在吸气歧管21的下侧时，即使在吸气歧管21内的吸气流路22中产生冷凝水，沿着吸气分支23的底面流动的冷凝水也会从导入孔35落到回流分支27的底面，停留在回流分支27和回流歧管26内。由此，能够防止冷凝水混入吸气口16中，提高发动机的燃烧效率。
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内，可以进行各种变更。本发明的废气循环装置不仅可以应用在水平对向型的发动机中，还可以应用在其他类型的发动机中。另外，也可以应用在不将吸气歧管21配置在汽缸体11的上侧，而是配置在汽缸体11的侧面侧的发动机中。

Claims (2)

1.一种废气回流装置，其安装在形成有多个汽缸的汽缸体中，使在排气系统中流动的废气的一部分向吸气系统回流，所述多个汽缸分别组装有活塞，所述废气回流装置包括：
吸气歧管，其具有多个吸气分支且配置于所述汽缸体，所述吸气分支形成有与吸气口连通的吸气流路；
回流配管，其与将废气导向外部的排气歧管连接；以及
回流歧管，其具有多个回流分支，安装在所述吸气歧管的下侧且与所述回流配管连接，所述多个回流分支分别沿着所述吸气分支延伸并且设置有通过导入孔与所述吸气流路连通的回流流路，
其中，所述导入孔设置于所述吸气分支，并具有：第一开口部，其向所述吸气分支的吸气流路侧的边缘开口；以及第二开口部，其向所述吸气分支的回流流路侧的边缘开口，且设置于所述第一开口部的下侧，
所述导入孔的回流流路侧的第二开口部的内径比吸气流路侧的所述第一开口部的内径大，
所述导入孔是使所述第一开口部和所述第二开口部之间的部分向内方突出所得到的弯曲面、内径从所述吸气流路侧向所述回流流路侧变大的锥面、或由所述吸气流路侧的直面与所述回流流路侧的锥面组成的阶梯锥面。
2.根据权利要求1所述的废气回流装置，其中，
所述吸气歧管具有所述吸气分支，所述吸气分支与设置在所述气缸体的两端部且分别在所述气缸体的上表面开口的吸气口连通，所述吸气分支配置在所述汽缸体的上侧，
所述排气歧管与排气口连通，配置在所述汽缸体的下侧，所述排气口设置在所述气缸体的两端部且分别在所述气缸体的下表面开口，
所述回流歧管位于所述气缸体的上侧且安装于所述吸气歧管。
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