CN1932275B - 内燃机的废气再循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内燃机的废气再循环系统，其中具有连接到包括在催化转换器下游位置上的排气管的发动机排气系统上的EGR(气体)排出管，以便将发动机产生的废气排出，使该废气再循环回到该发动机的进气系统，该排气系统的排气管连接到该催化转换器的下游端同时弯曲，并且在该排气管弯向的那一侧上，EGR排出管连接到排气管上。同时，相对于催化转换器，在与由例如ACG的附属设备相对的一侧上，该EGR排出管与排气管连接。这样可以提高EGR排出管的刚性，并且改善排气系统的空间利用率，同时能够避免附属设备的安装空间受到限制，并且减小由EGR排出管散发的热量对附属设备的影响。

Description

内燃机的废气再循环系统

本申请是2004年3月12日提交、申请号为200410008604.7、发明名称为“内燃机的废气再循环系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于内燃机的废气再循环系统，尤其是涉及ERG(废气再循环)排出管的安装结构，用来把废气从发动机排出系统排出并且使其再循环或者返回到进气系统，作为ERG气体。

背景技术

在日本公开专利申请特开平4-175449和特开2002-180912中描述了用于内燃机的废气再循环系统的EGR排出管结构。

特开平4-175449号公报的废气再循环系统使用EGR排出管，该排出管从装在该发动机排气系统内的催化转换器的下游开始将废气排出，该废气再循环系统使废气再循环到达进气系统，并且它配备有利用发动机冷却剂来冷却EGR排出管(从这里吸热)从而冷却EGR气体的冷却器。在特开2002-180912号公报的废气再循环系统中，它使用类似的EGR排出管，通过法兰将排气歧管附加在发动机主单元上，并且通过与上述第一次提到的法兰一样的形成在相同表面上的单独法兰将EGR排出管连接到发动机主单元上。

在这种类型的废气再循环系统中，EGR排出管最好具有尽可能高的刚性，因为它要承受发动机的振动。另外，因为能够用于该排气系统的空间受到限制，所以选择安装EGR排出管的位置最好应该是能够节约空间的一个合适位置。然而，上面的引证参考文献在这些方面均没有提及。

另外，在安装有ACG(交流发电机)、空调压缩机和其他这类附属设备的发动机侧上，能够用来安装EGR排出管的空间受到限制，此外，这些附属设备容易受到由EGR排出管发散的热所产生的影响。尽管也应该考虑这些方面，但是上面的引证参考文献在这些方面依然没有提及。

另外，在这种类型的废气再循环系统中，由于这样的事实，即：EGR排出管最好具有尽可能高的刚性，因为它要承受发动机的振动；以及在发动机工作期间，该EGR排出管被加热到高温，所以最好采取一些措施来消散来自EGR排出管的热量。然而，上面引用的参考文献在这些方面依然没有提及。

发明内容

因此，本发明的一个目的是通过提供一种内燃机的废气再循环系统来克服上述的缺陷，其特征在于提高EGR排出管的刚性，以便排出EGR气体并且使其再循环，和通过合适地选择EGR排出管的安装位置来节约排气系统的空间。

本发明的另一目的是提供一种内燃机的废气再循环系统，其中，该EGR排出管对附属设备的安装空间没有限制，并且能够减小EGR排出管散发的热量对附属设备造成的影响。

本发明的另一目的是提供一种内燃机的废气再循环系统，其特征在于增强EGR排出管的刚性，并且能够消散EGR排出管的热量。

为了达到这些目的，本发明提供了一种内燃机的废气再循环系统，它具有连接到包括在催化转换器下游位置上的排气管的发动机排气系统上的气体排出管，以便将由发动机产生的废气排出，从而再循环回到该发动机的进气系统，其特征在于：该排气系统的排气管连接到该催化转换器的下游端同时弯曲；在该排气管弯向的那一侧上，该气体排出管连接到排气管上。

附图说明

根据下面的描述和附图，本发明的上述和其他目的以及优点将更加清楚，其中：

图1是表示装在车辆中的根据本发明一实施例的内燃机废气再循环系统的透视图；

图2是表示装在发动机上的在图1中画出的废气再循环系统的透视图；

图3是表示装有排气歧管的图1的废气再循环系统的透视图；

图4是在图3中所示的废气再循环系统的部分剖视图；

图5是在图3中所示的废气再循环系统的侧视图；

图6是在图4中所示的废气再循环系统的一部分的放大剖视图；

图7是在图2中所示的气缸盖的示意性剖面图。

具体实施方式

现在参考附图来解释根据本发明实施例的内燃机废气再循环系统。

图1是表示装在车辆中的根据该实施例的内燃机废气再循环系统的透视图，图2是表示装在发动机上的废气再循环系统的透视图，图3是表示排气歧管的透视图。图4是在图3中所示的废气再循环系统的那部分的部分剖视图，图5是其侧视图。

附图中的参考标号10代表内燃机。发动机10是火花点火的、串联的、四缸四冲程SOHC发动机，它安装在车辆12的发动机舱12a内，从而相对于车辆的长度方向横向布置。

如图2所示，ACG(交流发电机)14和压缩机16(在图中没有画出空调的压缩机)安装在发动机10附近。由发动机10驱动这些附属设备。为了简化附图，在图1中省略了发动机10之外的部件，并且在图1和其他附图中示意性地表示出了发动机10。

在发动机10内，通过空气净化器(未示出)吸入的空气流过进气管(未示出)，并且在节流阀(未示出)的控制下，通过进气歧管到达各个气缸的进气口(未示出)。(在图1中，用参考标号18表示其上装有进气管、进气歧管等类似件的进气侧。)

在每一气缸处，进气与由喷头(未示出)喷射的汽油燃料混合以产生空气燃料混合物，当打开进气阀(未示出)时，该空气燃料混合物流入燃烧室，该混合物在燃烧室内被点燃并且燃烧。当排气阀(未示出)打开时，燃烧生成的气体(废气)流进排气歧管20。由装在排气歧管20下游(紧挨在其下面)的催化转换器22来净化该废气，并且之后通过排气管24将其排放到外部。

最好如图3所示，排气歧管20在其上端(上游)形成有法兰20a，并且如图2所示，该排气歧管通过法兰20a安装到发动机10的主单元10a上(更确切地讲，气缸盖)。详细说来，如图3所示，通过将螺钉26穿过形成在法兰20a和中间垫圈30上的孔，并且将螺钉26拧入形成在发动机主单元10a的气缸盖侧面的螺钉插入孔(未示出)，可以安装排气歧管20。

最好如图5所示，设置在包括发动机10的排气歧管20和排气管24的排气系统的催化转换器22包括：圆柱形壳体22a和气密地密封在该圆柱形壳体22a内的催化剂床22b。该催化剂床22b由三元催化剂组成。

绝热材料(未示出)设置在催化剂床22b和圆柱形壳体22a的内壁之间，从而当发动机10启动时促使催化剂床22b变热。如图3和4所示，使用支架22c将该圆柱形壳体22a螺纹固定到发动机主单元10a上。虽然在附图中没有详细说明，但是可以知道支架22c被焊接到该圆柱形壳体22a的后面，并且通过将螺钉26穿过形成在支架22c上的孔且将它们拧入形成在发动机主单元10a侧面内的螺钉插入孔中，把该催化转换器22固定到发动机主单元10a上。

排气管24连接到催化转换器22的圆柱形壳体22a的下游端。排气管24形成有锥形部分24a，其直径从紧接催化转换器22的下面开始逐渐减小。最好如图2中所示，排气管24构造成这样弯曲，即：逐渐远离如ACG14和空调压缩机16这样的附属设备移动。该排气管24通过法兰24b与一附加的下游排气管(未示出)连接。

EGR排出管32(气体排出管)连接到排气管24的锥形部分24a上，以便排出废气并且使其作为EGR气体再循环到达进气系统，该进气系统包括位于进气侧18的发动机10的进气管和进气歧管。详细说来，EGR排出管32插入到形成在锥形部分24a上的孔内且通过焊接固定到位。因此，该排气管24与催化转换器22连接，同时发生弯曲(具有弯曲的形状)，并且EGR排出管32连接在排气管24弯向的那一侧。此外，在其与ACG14等等相对的一侧上，EGR排出管32与催化转换器22连接。

这样，在该实施例中，在内燃机10的废气再循环系统中，具有与该发动机的排气系统连接的EGR(气体)排出管32，该发动机的排气系统包括位于催化转换器22下游的排气管24，用来将发动机产生的废气排出并再循环到达发动机的进气系统，该排气系统的排气管24连接到催化转换器22的下游端同时弯曲，并且EGR排出管32连接在排气管24弯向的那一侧上的排气管35。此外，相对于催化转换器，在与ACG14等(附属设备)相对的一侧上，EGR排出管32与排气管24连接。

EGR排出管32的中间部分形成为波纹部分32a。如图中所示，该波纹部分32a具有增加与周围空气的接触面积的波浪形状。这有助于通过消散EGR排出管32的热量来冷却通过该EGR排出管32的废气(EGR气体)。

EGR排出管32从催化转换器22的下游侧延伸到法兰20a，通过该法兰其另一端连接到发动机主单元10a上。具体说来，如图6中所示，EGR排出管32在其插入到形成在法兰20a内的孔20a1的末端32b处，通过焊接被连接到法兰20a上。然后，如图3中所示，将螺钉26穿过形成在法兰20a上的孔，并且拧入形成在发动机主单元10a的侧壁内的螺钉插入孔，从而完成连接。

由支杆32c将EGR排出管32和法兰20a桥接起来，从而通过支杆32c将EGR排出管32和法兰20a相互连接起来。(在图3中省略了支杆32c)。在该波纹部分32a的下游一点上，将支杆32c连接到EGR排出管32上。  (在说明书中，词语“下游”和“上游”是相对于从排气系统到进气系统的EGR气体的流路而定义的。)通过焊接将支杆32c与法兰20a连接起来，从而使法兰20a和支杆32c成为一体。

因此，在该实施例中，排气系统包括通过法兰20c紧固到发动机主单元10a上的排气歧管20，和EGR排出管32通过支杆32c连接到法兰20c上，在该波纹部分32a的下游一点上，将支杆32c连接到EGR排出管32上，并且将支杆32c与法兰20c连接起来，从而成为一体。

如图6中所示，在连接到法兰20a的部分上，末端32b的直径减小。换句话说，直到与发动机主单元10a连接的部分将EGR排出管32的直径(内径d1)制造成大于在连接部分处的直径(内径d2)。因为这样会增加直到连接部分处与周围空气接触的表面积，也有助于通过消散EGR排出管32的热量来冷却通过该EGR排出管32的EGR气体。

如图7所示，与发动机主单元10a连接的EGR排出管32随后通过形成在发动机主单元10a的气缸盖内的盖内通道10a1与EGR阀36连通。EGR阀36调节EGR气体的流速并且通过第二盖内通道10a2与进气侧18连通。因此，EGR气体流过盖内通道10a1、EGR阀36和第二盖内通道10a2，再循环或者返回到进气系统。形成在第二盖内通道10a2附近的发动机冷却通道10a3以例示的方式来冷却EGR气体。

如图1所示，在根据该实施例的废气再循环系统中，排气歧管20和催化转换器22都位于车辆12的前面，且因此遭受在车辆行驶过程中穿过前格栅12b进入的气流(由于车辆的行驶而产生)。然而，散热器38安装在前格栅12b的后面，通过散热器38的气流到达催化转换器22，并且其他气流吹过车上其他部件(在附图中未示出)之间的通路，从而吹到催化转换器22上并且将其冷却。

如上所述，该实施例布置成这样，即：在内燃机10的废气再循环系统中，具有与该发动机的排气系统连接的气体排出管(EGR排出管32)，该发动机的排气系统包括位于催化转换器22下游位置的排气管24，用来将发动机产生的废气排出并再循环到达发动机的进气系统，该排气系统的排气管24连接到催化转换器22的下游端同时弯曲，并且该气体排出管连接在排气管24弯向的那一侧上的排出管。这样，该EGR排出管32能够变短，并且增加刚度，同时由于没有任何凸出部分，也能够节约排气系统的空间。

在该系统内，相对于催化转换器22在与由发动机10驱动的附属设备(ACG14等)相对的一侧上，气体排出管(EGR排出管32)与排气管24连接。因此，这种布置不但能够获得前述的效果，而且也能够减小EGR排出管32散发的热量对ACG14(交流发电机)、空调压缩机16和其他这样由发动机10驱动的附属设备的影响。另外，EGR排出管32能够被合适地定位，从而避免在附属设备这一侧以及在空间受到严格限制的其他这样位置上的安装。

在该系统中，排气系统包括通过法兰20a紧固到发动机10的主单元10a上的排气歧管20，并且该气体排出管(EGR排出管32)通过支杆32c连接到法兰20a上。因此，借助于支杆32c，这种布置能够增强EGR排出管的刚性。另外，能够通过热传导将EGR排出管的热量传递给法兰20a，或者通过支杆释放进入空气中。

在该系统中，该气体排出管(EGR排出管32)形成有增大与周围空气接触面积的波纹部分32a，从而有助于冷却通过这里的废气，并且在该波纹部分的下游一点上，将支杆32c连接到气体排出管上。通过缩短支杆32c，这种布置可以增强EGR排出管的刚性。

在该系统中，将支杆32c与法兰20a连接起来，使它们成为一体。这种结构不但可以获得上述的效果和好处，而且也能够减少部件的数量和组装步骤。

应注意，上述的催化转换器22不限于例示的结构，也可以以任何需要的方式构造。

还应注意，本发明也能够用于推进船只的舷外马达或者其他发动机，其中发动机10的曲轴垂直定向。

Claims (3)

1.一种内燃机的废气再循环系统，它具有连接到包括在催化转换器下游位置上的排气管的发动机排气系统上的气体排出管，以便排出由发动机产生的废气，并使该废气再循环回到该发动机的进气系统，

其特征在于：

该排气系统包括排气歧管和排气管，所述排气歧管通过法兰紧固到发动机主单元上，所述排气管连接到该催化转换器的下游端同时弯曲；

在该排气管弯向的、且相对于所述催化转换器与由发动机驱动的附属设备相对的那一侧上，该气体排出管的一端连接到所述排气管上；

所述气体排出管的另一端通过所述法兰连接到所述发动机；

所述发动机安装成相对于车辆的长度方向横向布置；并且

所述排气歧管和所述催化转换器安装在车辆的前面。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，支杆桥接在所述气体排出管和所述法兰之间并与该法兰连接起来，从而成为一体。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该气体排出管形成有增大与周围空气接触面积的波纹部分，从而有助于冷却从这里通过的废气，并且在该波纹部分的在废气从所述排气系统向所述进气系统流动的方向的下游一点上，将该支杆连接到气体排出管上。

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