Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasrückführvorrichtung, welche einen
Abgasrückführkanal
zum Rückführen einer
Menge eines Abgases von einem Abgaskanal zu einem Ansaugkanal enthält. Die
Abgasrückführvorrichtung
enthält
einen Wärmetauscher
zum Kühlen
des Abgases und ein Bypassrohr, welches an dem Wärmetauscher in dem Abgasrückführkanal
vorbei führt.
Der Wärmetauscher
wird als EGR-Gaskühler
bezeichnet.The
The present invention relates to an exhaust gas recirculation device, which a
Exhaust gas recirculation passage
to return one
Contains amount of an exhaust gas from an exhaust duct to an intake duct. The
Exhaust gas recirculation device
contains
a heat exchanger
for cooling
of the exhaust gas and a bypass pipe which is connected to the heat exchanger in the exhaust gas recirculation duct
leads past.
The heat exchanger
is used as an EGR gas cooler
designated.
In
einer herkömmlichen
Abgasrückführvorrichtung
ist in dem Abgasrückführrohr ein
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
vorgesehen, welches eine Strömungsrate
des zu der Ansaugseite zurück
zu führenden
Abgases einstellt, da die Rückführung des
Abgases zu der Ansaugseite eine Verschlechterung der Motorleistungen
verursachen kann. Die Abgasrückführvorrichtung
enthält
einen EGR-Gaskühler
in dem EGR-Rohr zum Rückführen des
Abgases in den Verbrennungsmotor. Dies deshalb, dass, wenn das Abgas,
welches in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors rückgeführt wird,
in der Mitte des EGR-Rohrs gekühlt
wird, eine Temperatur des Abgases erniedrigt und ein Volumen reduziert
wird und es damit möglich
ist, die Erzeugung von Stickstoffoxid (NOx) durch Senken einer Verbrennungstemperatur
des Brennstoffs im Innern des Verbrennungsmotors effektiv zu reduzieren.
Wenn jedoch der EGR-Gaskühler
in der Mitte des EGR-Rohrs vorsehen ist, wird das Abgas, das in
den Verbrennungsmotor rückgeführt wird,
unvermeidlich gekühlt,
und damit ist, selbst wenn das Abgas in einer kalten Jahreszeit
rückgeführt wird,
ein Leerlaufeffekt auf eine Ansaugluft klein. D.h. obwohl im Allgemeinen
die Rückführung des
Abgases einer hohen Temperatur zu der Ansaugseite in der kalten
Jahreszeit den Leerlaufeffekt auf die Ansaugluft erzielen kann, ist
es unmöglich,
da das Abgas, welches durch den EGR-Gaskühler gekühlt wird, während der kalten Jahreszeit
in die Ansaugseite rückgeführt wird,
den ausreichenden Leerlaufeffekt zu erzielen, wodurch ein Fall entsteht,
dass die Zündempfindlichkeit
des Verbrennungsmotors gesenkt wird und während der kalten Jahreszeit
ein weißer
Rauch erzeugt wird.In
a conventional one
Exhaust gas recirculation device
is in the exhaust gas recirculation pipe
Exhaust gas recirculation flow rate control valve
provided which is a flow rate
the back to the suction side
to lead
Exhaust gas sets because the recirculation of the
Exhaust gas to the intake side a deterioration in engine performance
can cause. The exhaust gas recirculation device
contains
an EGR gas cooler
in the EGR pipe to return the
Exhaust gas in the internal combustion engine. This is because when the exhaust gas,
which is returned to the intake duct of the internal combustion engine,
cooled in the middle of the EGR tube
is reduced, a temperature of the exhaust gas and a volume is reduced
and it becomes possible
is the generation of nitrogen oxide (NOx) by lowering a combustion temperature
to effectively reduce the fuel inside the internal combustion engine.
However, if the EGR gas cooler
is provided in the middle of the EGR pipe, the exhaust gas that is in
the internal combustion engine is returned,
inevitably chilled,
and with that, even if the exhaust gas is in a cold season
is returned
an idle effect on intake air small. That though in general
the repatriation of the
Exhaust gas of a high temperature to the intake side in the cold
Season can achieve the idle effect on the intake air
it impossible
since the exhaust gas, which is cooled by the EGR gas cooler, during the cold season
is returned to the suction side,
to achieve the sufficient idle effect, which creates a case
that the sensitivity to ignition
of the internal combustion engine is lowered and during the cold season
a white one
Smoke is generated.
Hier
wurde zum Zwecke der Optimierung der Temperatur des Abgases entsprechend
dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors eine Abgasrückführvorrichtung
(EGR-Gasvorrichtung)
vorgeschlagen, in welcher ein Kühlkanal
mit einem Wärmetauscher
(EGR-Kühler)
zum Kühlen
eines EGR-Gases mittels Motorkühlwassers
und ein Bypasskanal, welcher den Kühlkanal umgeht, in der Mitte
des Abgasrückführkanals
(EGR-Kanal) zum Rückführen eines
Teils des Abgases von dem Verbrennungsmotor (Abgasrückführgas: EGR-Gas)
sowie ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil (Dreiwegeventil)
zum Regulieren eines EGR-Gasströmungsratenverhältnisses
zwischen dem Kühlkanal
und dem Bypasskanal in dem Kühlkanal
an der stromabwärtigen
Seite des EGR-Gaskühlers
vorgesehen sind und ein Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
(Strömungsratenverhältnis-Regelventil)
zum Regeln einer EGR-Gesamtmenge in der Nähe eines Auslasses des EGR-Kanals
vorgesehen ist (zum Beispiel japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
11-280565, Seite 1 bis Seite 6, 1). Diese
EGR-Vorrichtung ist durch Verbinden eines abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohrs
und eines Verzweigungsabschnitts mit einem Strömungsbündelabschnitt unter Verwendung
eines Bypassrohres, durch Verbinden des Verzweigungsabschnitts mit
einem EGR-Gaskühler
unter Verwendung eines abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres, durch Verbinden
des EGR-Gaskühlers
mit dem Mischabschnitt unter Verwendung eines ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohres,
und durch Verbinden des Strömungsbündelabschnitts
mit einem Ansaugrohr unter Verwendung eines ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohres
aufgebaut. Ferner wird das Motorkühlwasser derart geschickt,
dass das Motorkühlwasser
zwischen einem Motor und dem EGR-Gaskühler durch ein Paar Kühlwasserrohre
zirkuliert.Here, for the purpose of optimizing the temperature of the exhaust gas in accordance with the operating state of the internal combustion engine, an exhaust gas recirculation device (EGR gas device) has been proposed, in which a cooling duct with a heat exchanger (EGR cooler) for cooling an EGR gas by means of engine cooling water and a bypass duct, which the Bypasses the cooling passage, in the middle of the exhaust gas recirculation duct (EGR duct) for returning a part of the exhaust gas from the internal combustion engine (exhaust gas recirculation gas: EGR gas) and an exhaust gas flow rate ratio control valve (three-way valve) for regulating an EGR gas flow rate ratio between the cooling duct and the bypass duct in the cooling passage is provided on the downstream side of the EGR gas cooler, and an exhaust gas recirculation flow rate control valve (flow rate ratio control valve) for regulating a total EGR amount is provided near an outlet of the EGR passage (for example, Japanese unexamined patent publisher Release 11-280565, page 1 to page 6, 1 ). This EGR device is by connecting an exhaust gas recirculation flow pipe and a branch section to a flow bundle section using a bypass pipe, connecting the branch section to an EGR gas cooler using an exhaust gas recirculation flow pipe, connecting the EGR gas cooler to the mixing section using an intake pipe exhaust gas recirculation flow , and constructed by connecting the flow bundle portion to an intake pipe using an intake-side exhaust gas recirculation flow pipe. Furthermore, the engine cooling water is sent so that the engine cooling water circulates between an engine and the EGR gas cooler through a pair of cooling water pipes.
Bezüglich der
in der oben genannten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 11-280565
sind jedoch das Dreiwegeventil, der EGR-Gaskühler, das Bypassrohr und das
Strömungsraten-Steuerventil
jeweils als einzelne Einheiten aufgebaut. Demgemäß werden die Abgasrückführrohre,
welche ein EGR-Gas in die jeweiligen einzelnen Einheiten leiten,
zum Verbinden der Einheiten verwendet, und eine Kanallänge des
EGR-Kanals wird insgesamt extrem lang. Insbesondere tritt eine Reaktionsverzögerung auf,
wenn ein Strömungsratenverhältnis des
EGR-Gases zwischen dem Kühlkanal
und dem Bypasskanal eingestellt wird, und daher ist es schwierig,
die ausgeklügelte
Temperatursteuerung durchzuführen.
Ferner wirkt eine Außenluft
auf die Abgasrückführrohre,
mit welchen die jeweiligen einzelnen Einheiten verbunden sind, und
daher neigt die EGR-Gastemperatur, welche durch Regulieren des Strömungsratenverhältnisses
des EGR-Gases zwischen dem Kühlkanal
und dem Bypasskanal erzielt wird, dazu, sich leicht zu ändern, wodurch
es schwierig ist, die ausgeklügelte
Temperatursteuerung durchzuführen.
Demgemäß ist es
unmöglich das
EGR-Gas, welches entsprechend dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors
auf die optimale Temperatur geregelt ist, in die Ansaugluft zu mischen,
wodurch Nachteile an Leistungsmerkmalen entstehen, insbesondere
eine Verschlechterung eines NOx-Reduktionseffekts in dem Abgas.Regarding the
in the above Japanese Unexamined Patent Publication 11-280565
However, the three-way valve, the EGR gas cooler, the bypass pipe and the
Flow rate control valve
each set up as individual units. Accordingly, the exhaust gas recirculation pipes,
which feed an EGR gas into the respective individual units,
used to connect the units, and a channel length of the
EGR channel becomes extremely long overall. In particular, there is a delay in reaction,
if a flow rate ratio of the
EGR gas between the cooling channel
and the bypass channel is set, and therefore it is difficult
the sophisticated one
Perform temperature control.
Outside air also acts
on the exhaust gas recirculation pipes,
with which the respective individual units are connected, and
therefore, the EGR gas temperature tends to be controlled by regulating the flow rate ratio
of the EGR gas between the cooling channel
and the bypass channel is achieved to change slightly, thereby
it is difficult the sophisticated
Perform temperature control.
Accordingly it is
impossible that
EGR gas, which corresponds to the operating state of the internal combustion engine
is regulated to the optimal temperature to mix into the intake air,
which creates disadvantages in performance features, in particular
deterioration of a NOx reduction effect in the exhaust gas.
Ferner
ist es bezüglich
der Temperatur des EGR-Gases, um den zufriedenstellenden NOx-Reduktionseffekt
in dem Abgas zu erzielen und ferner innere Bauteile des Dreiwegeventils
und innere Bauteile des Strömungsraten-Steuerventils
vor Hitze zu schützen,
notwendig, das Motorkühlwasser
außer
in dem EGR-Gaskühler
in das Dreiwegeventil und das Strömungsraten-Steuerventil einzuleiten.
In diesem Fall sind jeweils Kühlwasserrohre
zum Zirkulieren des Motorkühlwassers
in dem EGR-Gaskühler,
dem Dreiwegeventil und dem Strömungsratenverhältnis-Regelventil
zwischen dem Motor und diesen Elementen notwendig. Ferner wird ein
Kühlwasserrohr notwendig,
welches einen Kühlwasserkanal
des EGR-Gaskühlers
und einen Kühlwasserkanal
des Dreiwegeventils verbindet. Außerdem wird ein Kühlwasserrohr
notwendig, welches einen Kühlwasserkanal
des EGR-Gaskühlers
und einen Kühlwasserkanal des
Strömungsraten-Steuerventils
verbindet. Demgemäß wird die
Anzahl Bauteile der EGR-Gaskühlvorrichtung,
die für
die EGR-Vorrichtung notwendig sind, insgesamt erhöht und die
Anordnung wird auch unhandlich, was einen Nachteil bewirkt, dass
die Montierbarkeit der EGR-Vorrichtung im Innern eines Motorraums
eines Fahrzeugs verschlechtert ist.It is also related to the temperature of the EGR gas to achieve the satisfactory NOx reduction effect in the exhaust gas and also to protect inner components of the three-way valve and inner components of the flow rate control valve from heat, the engine cooling water other than in the EGR gas cooler into the three-way valve and the flow rate- Initiate control valve. In this case, cooling water pipes are required to circulate the engine cooling water in the EGR gas cooler, the three-way valve, and the flow rate ratio control valve between the engine and these elements. Furthermore, a cooling water pipe is necessary, which connects a cooling water channel of the EGR gas cooler and a cooling water channel of the three-way valve. In addition, a cooling water pipe is required which connects a cooling water channel of the EGR gas cooler and a cooling water channel of the flow rate control valve. Accordingly, the number of components of the EGR gas cooling device that are necessary for the EGR device is increased as a whole, and the arrangement also becomes bulky, causing a disadvantage that the assemblability of the EGR device inside an engine compartment of a vehicle is deteriorated.
Ferner
wurde auch eine Abgas-Rückführvorrichtung
(EGR-Vorrichtung) vorgeschlagen, in welcher ein Kühlkanal
mit einem Wärmetauscher (EGR-Gaskühler), welcher
ein EGR-Gas mittels Motorkühlwassers
kühlt,
und ein Bypasskanal, welcher den Kühlkanal umgeht, in der Mitte
eines EGR-Kanals, welcher ein EGR-Gas von einem Abgaskanal zu einem
Ansaugkanal rückführt, vorgesehen
sind, ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
zum Regeln eines EGR-Gasströmungsratenverhältnisses zwischen
dem Kühlkanal
und dem Bypasskanal an einer stromaufwärtigen Seite eines EGR-Gaskühlers des
Kühlkanals
und einer Einlassseite des Bypasskanals vorgesehen ist, und ein
EGR-Steuerventil, welches eine EGR-Gesamt menge reguliert, an einer stromabwärtigen Seite
eines Strömungsmischabschnitts
einer Auslassseite des Kühlkanals
und einer Auslassseite des Bypasskanals vorgesehen ist (siehe europäische Patentveröffentlichung EP 1 030 050 A1 ,
Seite 1 bis Seite 7, 1 bis 3).Furthermore, an exhaust gas recirculation device (EGR device) has also been proposed, in which a cooling duct with a heat exchanger (EGR gas cooler), which cools an EGR gas by means of engine cooling water, and a bypass duct, which bypasses the cooling duct, in the middle of an EGR -Channel that returns EGR gas from an exhaust passage to an intake passage, an exhaust gas flow rate ratio control valve for regulating an EGR gas flow rate ratio between the cooling passage and the bypass passage on an upstream side of an EGR gas cooler of the cooling passage and an inlet side of the bypass passage is provided, and an EGR control valve that regulates a total EGR amount is provided on a downstream side of a flow mixing portion of an outlet side of the cooling passage and an outlet side of the bypass passage (see European patent publication EP 1 030 050 A1 , Page 1 to page 7, 1 to 3 ).
Bei
der in der europäische
Patentveröffentlichung EP 1 030 050 A1 beschriebenen
EGR-Vorrichtung ist jedoch das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
an der stromaufwärtigen
Seite des EGR-Gaskühlers,
welcher den Kühlkanal
im Innern davon bildet, und des Bypassrohres, welches den Bypasskanal
im Innern davon bildet, angeordnet, sodass, wenn sich die EGR-Gastemperatur
entsprechend einer Änderung
eines Sollwerts der EGR-Gastemperatur ändert, die Steueransprechempfindlichkeit
um ein Maß entsprechend
einem Volumen (Länge)
des EGR-Gaskühlers
und des Bypasskanals verschlechtert ist, wodurch es schwierig ist,
die ausgeklügelte
Steuerung der EGR-Gastemperatur durchzuführen. Hier kann es möglich sein,
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
an der stromabwärtigen
Seite des EGR-Gaskühlers, welcher
den Kühlkanal
im Innern davon bildet, und des Bypassrohres, welches den Bypasskanal
im Innern davon bildet, vorzusehen.In the in the European patent publication EP 1 030 050 A1 described EGR device, however, the exhaust gas flow rate ratio control valve is arranged on the upstream side of the EGR gas cooler, which forms the cooling channel in the interior thereof, and the bypass tube, which forms the bypass channel in the interior thereof, so that when the EGR gas temperature is corresponding a change in a target value of the EGR gas temperature changes, the control response sensitivity is deteriorated by an amount corresponding to a volume (length) of the EGR gas cooler and the bypass passage, making it difficult to perform the sophisticated control of the EGR gas temperature. Here, it may be possible to provide the exhaust gas flow rate ratio control valve on the downstream side of the EGR gas cooler, which forms the cooling channel in the inside thereof, and the bypass pipe, which forms the bypass channel in the inside thereof.
Jedoch
ist das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
in dem EGR-Kanal vorgesehen, in welchem ein Abgas strömt, welches
winzige Teilchen von Verbrennungsrückständen, Kohlenstoff und dergleichen
enthält.
Insbesondere die winzigen Teilchen, welche nach Durchlaufen des
EGR-Gaskühlers
gekühlt
sind, haften an einem EGR-gaskühlerseitigen
Ventilelement des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
an und bilden eine Haftablagerung (wobei die Haftfähigkeit
auf der Niedertemperaturseite im Vergleich zu der Hochtemperaturseite
höher ist).
Wenn dann das EGR-gaskühlerseitige
Ventilelement des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
an einem Ventilsitz ruht und eine Einleitungsöffnung, welche das EGR-Gas
in das Innere des EGR-Kanals an der Ansaugkanalseite von dem EGR-Gaskühler geschlossen
ist, wird eine Haftablagerung so geschichtet, dass die Ablagerung über das EGR-gaskühlerseitige
Ventilelement und den Ventilsitz des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
schreitet, wodurch das EGR-gaskühlerseitige Ventilelement
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
fest an dem Ventilsitz anhaftet, wodurch der Öffnungs/Schließvorgang
des EGR-gaskühlerseitigen
Ventilelements des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
durch ein aus einer Membran oder dergleichen gebildetes Stellglied
nicht ruhig durchgeführt
werden kann.however
is the exhaust gas flow rate ratio control valve
provided in the EGR channel in which an exhaust gas flows, which
tiny particles of combustion residues, carbon and the like
contains.
Especially the tiny particles, which after passing through the
EGR gas cooler
chilled
stick to an EGR gas cooler side
Exhaust flow rate ratio control valve element
and form an adhesive deposit (whereby the adhesiveness
on the low temperature side compared to the high temperature side
is higher).
Then if the EGR gas cooler side
Exhaust flow rate ratio control valve element
rests on a valve seat and an inlet opening, which the EGR gas
closed into the interior of the EGR duct on the intake duct side by the EGR gas cooler
, an adhesive deposit is layered so that the deposit is on the EGR gas cooler side
Valve element and the valve seat of the exhaust gas flow rate ratio control valve
progresses, whereby the EGR gas cooler-side valve element
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
firmly adheres to the valve seat, causing the opening / closing process
of the EGR gas cooler side
Valve element of the exhaust gas flow rate ratio control valve
by an actuator formed from a membrane or the like
not done quietly
can be.
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasrückführvorrichtung
vorzusehen, welche eine hochentwickelte Steuerung einer Abgastemperatur
im Innern eines Abgasrückführkanals einfach
durchführen
kann. Ferner ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Abgasrückführvorrichtung
vorzusehen, welche eine Feststellung eines wärmetauscherseitigen Ventils
eines Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
aufgrund einer Haftablagerung verhindern kann. Es ist eine noch
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasrückführvorrichtung
vorzusehen, welche die Montierbarkeit davon an einem Fahrzeug durch
Verkürzen
einer Kanallänge
eines Abgasrückführkanals
und eines Kühlwasserzirkulationskanals verbessern
kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Abgasrückführvorrichtung vorzusehen,
welche die Erzeugung von Stickstoffoxid ohne Einhergehen einer geringeren
Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors und einer geringeren Betriebsfähigkeit
des Verbrennungsmotors effektiv reduzieren kann.It
is an object of the present invention, an exhaust gas recirculation device
to provide a sophisticated control of an exhaust gas temperature
simply inside an exhaust gas recirculation duct
carry out
can. Furthermore, it is a further object of the present invention
an exhaust gas recirculation device
to provide a determination of a heat exchanger side valve
of an exhaust gas flow rate ratio control valve
can prevent due to detention. It is still one
Another object of the present invention, an exhaust gas recirculation device
to provide the ability to mount it on a vehicle
Shorten
a channel length
an exhaust gas recirculation duct
and improve a cooling water circulation channel
can. It is another object of the present invention, one
Provide exhaust gas recirculation device,
which is the production of nitrogen oxide without being accompanied by less
Output power of an internal combustion engine and lower operability
of the internal combustion engine can effectively reduce.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in einer Abgasrückführvorrichtung
mit einem Abgasrückführkanal
zum Rückführen eines
Teils eines Abgases in einem Verbrennungsmotors zu einer Ansaugseite ein
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil, welches
ein Verhältnis
zwischen einer Strömungsrate des
Abgases, welches im Innern des Abgaswärmetauschers strömt, und
einer Strömungsrate
des Abgases, welches im Innern des Bypassrohres strömt, kontinuierlich
oder stufenweise regelt, in der Nähe der stromabwärtigen Seite
eines Abgaswärmetauschers,
welcher das Abgas kühlt,
welches im Innern des Abgasrückführkanals
und eines Bypassrohres, welches das im Inneren des Abgaszirkulationskanals von
dem Abgaswärmetauscher
strömende
Abgas umgeht, kühlt,
vorgesehen. Durch einen solchen Aufbau kann in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
das Abgas niedriger Temperatur, welches von dem Abgaswärmetauscher
zu der Ansaugseite mittels der ersten Einleitungsöffnung eingeleitet wird,
und das Abgas hoher Temperatur, das aus dem Bypassrohr mittels der
zweiten Einleitungsöffnung
zu der Ansaugseite eingeleitet wird, gemischt werden.According to the present
Invention is in an exhaust gas recirculation device
with an exhaust gas recirculation duct
to return a
Part of an exhaust gas in an internal combustion engine to an intake side
Exhaust gas flow rate ratio control valve, which
a relationship
between a flow rate of the
Exhaust gas that flows inside the exhaust gas heat exchanger, and
a flow rate
of the exhaust gas, which flows inside the bypass pipe, continuously
or regulates gradually, near the downstream side
an exhaust gas heat exchanger,
which cools the exhaust gas
which is inside the exhaust gas recirculation duct
and a bypass tube which the inside of the exhaust gas circulation channel from
the exhaust gas heat exchanger
flowing
Exhaust gas bypasses, cools,
intended. With such a structure, the exhaust gas flow rate ratio control valve can
the low temperature exhaust gas coming from the exhaust gas heat exchanger
is introduced to the suction side by means of the first inlet opening,
and the high temperature exhaust gas coming from the bypass pipe by means of the
second discharge opening
to the suction side is mixed.
Ferner
wird durch Vorsehen des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
in der Nähe
der stromabwärtigen
Seite des Abgaswärmetauschers und
des Bypassrohres, wenn sich eine Abgastemperatur im Innern des Abgasrückführkanals ändert, die Steueransprechempfindlichkeit
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
um ein Maß entsprechend
einem Volumen (einer Länge)
des Abgaswärmetauschers
und des Bypassrohres verbessert. Demgemäß gibt es keine Möglichkeit,
dass die Abgastemperatur im Innern des Abgasrückführkanals über oder unter einen Sollwert
anormal hinaus schießt, wodurch
es möglich
ist, die hochentwickelte Steuerung der Abgastemperatur im Innern
des Abgasrückführkanals
so durchzuführen,
dass die Abgastemperatur schnell auf den Sollwert konvergiert.Further
is achieved by providing the exhaust gas flow rate ratio control valve
nearby
the downstream
Side of the exhaust gas heat exchanger and
of the bypass pipe, if an exhaust gas temperature changes inside the exhaust gas recirculation duct, the control response sensitivity
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
by a measure accordingly
a volume (a length)
of the exhaust gas heat exchanger
and the bypass tube improved. Accordingly, there is no way
that the exhaust gas temperature inside the exhaust gas recirculation duct is above or below a setpoint
shoots abnormally, causing
it possible
is the sophisticated control of the exhaust gas temperature inside
of the exhaust gas recirculation duct
to perform so
that the exhaust gas temperature quickly converges to the setpoint.
Ferner
ist das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
mit einer ersten Einleitungsöffnung, welche
das Abgas aus dem Abgaswärmetauscher einleitet,
einer zweiten Einleitungsöffnung,
welche das Abgas aus dem Bypassrohr einleitet, und einem Ventil,
welches wenigstens eine Öffnungsfläche der ersten
Einleitungsöffnung
von der ersten Einleitungsöffnung
und der zweiten Einleitungsöffnung
einstellt, in der Nähe
der stromabwärtigen
Seite des Abgaswärmetauschers
und des Bypassrohres vorgesehen, und das Ventil des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
ist ausgestaltet, um zu öffnen,
wenn ein Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird. Durch einen
solchen Aufbau gibt es, selbst wenn in dem Abgas enthaltene winzige
Teilchen an dem Ventil auf der Abgaswärmetauscherseite anhaften und eine
Haftablagerung gebildet wird, keine Möglichkeit, dass die Haftablagerung
auf das Ventil des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und ein Ventilgehäuse
(zum Beispiel einen Ventilsitz) in einer übergreifenden Weise geschichtet
wird, sodass es möglich
ist, ein Feststellen des Ventils des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zu verhindern. Demgemäß kann der Öffnungs/Schließvorgang des
Ventils des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zum Beispiel durch ein Stellglied ruhig durchgeführt werden und daher kann die
Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
verbessert werden.Further
is the exhaust gas flow rate ratio control valve
with a first inlet opening, which
introduces the exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger,
a second inlet opening,
which introduces the exhaust gas from the bypass pipe and a valve,
which has at least one opening area of the first
introducing opening
from the first opening
and the second introduction opening
adjusts nearby
the downstream
Exhaust gas heat exchanger side
and the bypass pipe, and the valve of the exhaust gas flow rate ratio control valve
is designed to open
when the operation of the internal combustion engine is stopped. Through a
there is such a structure even if tiny ones contained in the exhaust gas
Particles adhere to the valve on the exhaust gas heat exchanger side and one
Detention is formed, no way that the detention
on the valve of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and a valve housing
(for example, a valve seat) layered in an overarching manner
becomes so that it becomes possible
is determining the valve of the exhaust gas flow rate ratio control valve
to prevent. Accordingly, the opening / closing operation of the
Exhaust gas flow rate ratio control valve
for example, can be carried out quietly by an actuator and therefore the
Control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve
be improved.
Ferner
können
das Abgasrückführströmungsrohr
(Rohrleitung), welches den Abgaswärmetauscher und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
verbindet, und das Abgasrückführströmungsrohr
(Rohleitung), welches das Bypassrohr und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
verbindet, extrem verkürzt
werden und daher kann die Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht werden.
Demgemäß ist die Montage
vereinfacht und ferner kann die Kanallänge des Abgasrückführkanals kurz
gemacht werden und daher kann die Montagefähigkeit an einem Fahrzeug verbessert
werden. Ferner ist es möglich,
da die Gesamtströmungsrate
des Abgases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals strömt, zu der
Ansaugseite des Verbrennungsmotors in optimaler Weise rückgeführt werden kann,
die Erzeugung des Stickstoffoxids ohne Einhergehen einer geringeren
Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors und einer geringeren Betriebsfähigkeit
des Verbrennungsmotors effektiv zu reduzieren. Weiter ist es möglich, das
Abgas zu der Ansaugseite des Verbrennungsmotors durch Optimieren
der Temperatur des Abgases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals
strömt,
rückzuführen und
daher kann die Zündempfindlichkeit
in dem Verbrennungsmotors mit dem ausreichenden Leerlaufeffekt auf
die Ansaugluft stark verbessert werden.Further
can
the exhaust gas recirculation flow pipe
(Pipeline), which includes the exhaust gas heat exchanger and the exhaust gas flow rate ratio control valve
connects, and the exhaust gas recirculation flow pipe
(Pipeline) which the bypass pipe and the exhaust gas flow rate ratio control valve
connects, extremely shortened
and therefore the construction of the pipeline can be simplified.
The assembly is accordingly
Simplified and the channel length of the exhaust gas recirculation channel can be short
can be made and therefore the ability to mount on a vehicle can be improved
become. It is also possible
because the total flow rate
of the exhaust gas flowing through the interior of the exhaust gas recirculation channel to the
Intake side of the internal combustion engine can be optimally returned,
the generation of the nitrogen oxide without being accompanied by a lower one
Output power of the internal combustion engine and lower operability
to effectively reduce the internal combustion engine. It is also possible that
Exhaust gas to the intake side of the internal combustion engine through optimization
the temperature of the exhaust gas, which through the interior of the exhaust gas recirculation channel
flows,
return and
therefore the sensitivity to ignition
in the internal combustion engine with the sufficient idling effect
the intake air can be greatly improved.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
so aufgebaut, dass ein erstes Ventilelement auf der Abgaswärmetauscherseite
die erste Einleitungsöffnung,
welche das Abgas aus dem Abgaswärmetauscher
einleitet, mit einem vorgegebenen Öffnungsgrad oder mehr öffnet, wenn
ein zweites Ventilelement auf der Bypassrohrseite die zweite Einleitungsöffnung,
welche das Abgas aus dem Bypassrohr einleitet, vollständig öffnet. D.h. selbst
wenn das Abgas hoher Temperatur aus dem Bypassrohr durch die zweite
Einleitungsöffnung
eingeleitet wird, können
durch Anpassen der Konstruktion, welche die erste Einleitungsöffnung nicht
vollständig
schließt,
aufgrund des Abgases niedriger Temperatur, welches aus dem Abgaswärmetauscher durch
die erste Einleitungsöffnung
eingeleitet wird, innere Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils gekühlt werden.
Demgemäß ist es möglich, die
inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
vor Wärme
des Abgases zu schützen,
und damit kann die Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
verbessert werden.According to a further aspect of the present invention, the exhaust gas flow rate ratio control valve is constructed such that a first valve element on the exhaust gas heat exchanger side opens the first introduction opening, which introduces the exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger, with a predetermined opening degree or more when a second valve element on the bypass pipe side opens second inlet opening, which introduces the exhaust gas from the bypass pipe, opens completely. That is, even if the high-temperature exhaust gas from the bypass pipe is introduced through the second introduction opening, by adjusting the construction that does not completely close the first introduction opening, internal components can be formed due to the low-temperature exhaust gas that is introduced from the exhaust gas heat exchanger through the first introduction opening of the exhaust gas flow rate ratio control valve. Accordingly, it is possible to prevent the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve from heat of the exhaust gas To protect it, and thus the control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve can be improved.
Ferner
ist ein normalerweise offenes Ventil als erstes Ventilelement auf
der Abgaswärmetauscherseite
eingesetzt, und ein normalerweise geschlossenes Ventil ist als zweites
Ventilelement auf der Bypassrohrseite eingesetzt, sodass, selbst
wenn ein Stellglied des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
nicht steuerbar ist, das Abgas niedriger Temperatur, welches durch
Strömen
durch den Abgaswärmetauscher
gekühlt
ist, in das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
eindringen kann. Selbst wenn das Stellglied des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
eine Fehlfunktion hat, ist es demgemäß möglich, die inneren Bauteile
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
vor Hitze des Abgases hoher Temperatur zu schützen, wodurch die sekundäre Fehlfunktion
der Abgasrückführvorrichtung
verhindert werden kann.Further
is a normally open valve as the first valve element
the exhaust gas heat exchanger side
used, and a normally closed valve is the second
Valve element inserted on the bypass tube side, so that even
when an actuator of the exhaust gas flow rate ratio control valve
is not controllable, the low temperature exhaust gas, which by
Stream
through the exhaust gas heat exchanger
chilled
is in the exhaust gas flow rate ratio control valve
can penetrate. Even if the actuator of the exhaust gas flow rate ratio control valve
malfunction, it is accordingly possible to remove the internal components
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
protect from heat of the exhaust gas high temperature, causing the secondary malfunction
the exhaust gas recirculation device
can be prevented.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
so aufgebaut, dass es das erste Ventilelement auf der Abgaswärmetauscherseite öffnet und
das zweite Ventilelement auf der Bypassrohrseite schließt, wenn
der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist. Durch einen solchen
Aufbau gibt es, selbst wenn in dem Abgas enthaltene winzige Teilchen
an dem ersten Ventilelement des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
auf der Abgaswärmetauscherseite
anhaften und eine Haftablagerung gebildet wird, keine Möglichkeit,
dass die Haftablagerung auf dem ersten Ventilelement des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
auf der Abgaswärmetauscherseite
und einem Ventilgehäuse (z.B.
einem Ventilsitz) in einer überstreichenden
Weise geschichtet wird, sodass es möglich ist, ein Feststellen
des Ventils des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zu verhindern. Demgemäß kann der Öffnungs/Schließvorgang
des Ventils des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zum Beispiel durch ein Stellglied ruhig durchgeführt werden, und daher kann
die Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
verbessert werden.According to one
Another aspect of the present invention is the exhaust gas flow rate ratio control valve
constructed so that it opens the first valve element on the exhaust gas heat exchanger side and
the second valve element on the bypass tube side closes when
the operation of the internal combustion engine is stopped. Through one
There is structure even if tiny particles contained in the exhaust gas
on the first valve element of the exhaust gas flow rate ratio control valve
on the exhaust gas heat exchanger side
cling and a custody deposit is formed, no way
that the adhesive deposit on the first valve element of the exhaust gas flow rate ratio control valve
on the exhaust gas heat exchanger side
and a valve housing (e.g.
a valve seat) in a sweeping
Layered way so that it is possible to find out
the valve of the exhaust gas flow rate ratio control valve
to prevent. Accordingly, the opening / closing operation
the valve of the exhaust gas flow rate ratio control valve
for example, can be performed quietly by an actuator, and therefore can
the control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve
be improved.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Ventil aus einem
Doppeltellerventil aufgebaut, welches einen ersten Flanschabschnitt
mit einer etwa Kreisform, welcher das erste Ventilelement bildet,
und einen zweiten Flanschabschnitt mit einer etwa Kreisform, welcher
das zweite Ventilelement bildet, sowie einen schaftartigen Abschnitt,
welcher den Hubvorgang integral mit dem ersten Flanschabschnitt
und dem zweiten Flanschabschnitt durchführt, enthält. Durch einen solchen Aufbau
können
im Vergleich zu einem entsprechenden Ventil, welches den Hubvorgang
des ersten Flanschabschnitts und des zweiten Flanschabschnitts mittels
separater schaftartiger Abschnitte durchführt, die Anzahl Teile und die
Mannstunden für
die Montage reduziert werden, wodurch eine Kostensenkung realisiert
wird.According to one
Another aspect of the present invention is the valve from a
Double plate valve constructed, which has a first flange section
with an approximately circular shape, which forms the first valve element,
and a second flange portion having an approximately circular shape, which
forms the second valve element and a shaft-like section,
which integrates the lifting process with the first flange section
and performs the second flange section. With such a structure
can
compared to a corresponding valve that the lifting process
of the first flange section and the second flange section by means of
performs separate shaft-like sections, the number of parts and the
Man hours for
assembly can be reduced, thereby reducing costs
becomes.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung können das erste Ventilelement und
das zweite Ventilelement durch ein Stellglied und eine Ventil element-Vorspanneinrichtung
betrieben werden, sodass im Vergleich zu einem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil,
welches das erste Ventilelement und das zweite Ventilelement durch separate
Stellglieder und separate Ventilelement-Vorspanneinrichtungen betätigt, die
Anzahl Bauteile und die Mannstunden für die Montage reduziert werden
können,
womit eine Kostensenkung realisiert wird.According to one
Another aspect of the present invention, the first valve element and
the second valve element by an actuator and a valve element biasing device
operated so that compared to an exhaust gas flow rate ratio control valve,
which separates the first valve element and the second valve element by separate
Actuators and separate valve element biasing devices actuated
Number of components and man hours for assembly can be reduced
can,
with which a cost reduction is realized.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
eine erste Einleitungsöffnung zum
Einleiten des Abgases aus dem ersten Abgaskanal des Abgaswärmetauschers,
eine zweite Einleitungsöffnung
zum Einleiten des Abgases aus dem zweiten Abgaskanal des Bypassrohres,
ein normalerweise offenes erstes Ventilelement, welches eine offene
Fläche
der ersten Einleitungsöffnung
einstellt, ein normalerweise geschlossenes zweites Ventilelement,
welches eine offene Fläche
der zweiten Einleitungsöffnung
einstellt, und eine Mischkammer zum Mischen des Abgases hoher Temperatur
und des Abgases niedriger Temperatur im Innern davon. Durch einen
solchen Aufbau können
in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
das Abgas niedriger Temperatur, welches aus dem ersten Abgaskanal des
Abgaswärmetauschers
durch die erste Einleitungsöffnung
in die Mischkammer eingeleitet wird, und das Abgas hoher Temperatur,
welches aus dem zweiten Abgaskanal des Bypassrohres durch die zweite
Einleitungsöffnung
in die Mischkammer eingeleitet wird, vermischt werden.According to one
Another aspect of the present invention includes the exhaust gas flow rate ratio control valve
a first inlet opening for
Introducing the exhaust gas from the first exhaust gas duct of the exhaust gas heat exchanger,
a second opening
for introducing the exhaust gas from the second exhaust duct of the bypass tube,
a normally open first valve element, which is an open
area
the first opening
a normally closed second valve element,
which is an open area
the second opening
sets, and a mixing chamber for mixing the exhaust gas high temperature
and the low temperature exhaust gas inside thereof. Through a
such structure
in the exhaust gas flow rate ratio control valve
the low temperature exhaust gas, which from the first exhaust duct of the
exhaust gas heat exchanger
through the first opening
is introduced into the mixing chamber, and the high temperature exhaust gas,
which from the second exhaust duct of the bypass pipe through the second
introducing opening
is introduced into the mixing chamber, are mixed.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
einen Verbindungskanal, welcher mit dem Abgaswärmetauscher über die
erste Einleitungsöffnung
in Verbindung steht und auch mit dem Bypassrohr über die zweite Einleitungsöffnung in
Verbindung steht, ein Ventilelement, welches eine Öffnungsfläche des
Verbindungskanals reguliert, ein Stellglied, welches ein Ventilelement
in der Ventilöffnungsrichtung
antreibt, und eine Ventilelement-Vorspanneinrichtung, welche das
Ventilelement in die Ventilschließrichtung vorspannt. Durch
einen solchen Aufbau strömt
das Abgas, welches im Innern des Abgaswärmetauschers gekühlt wird,
in das Innere des Verbindungskanals des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils, und
daher ist es möglich,
die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
zu schützen,
wodurch die Steueransprechempfindlichkeit des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils verbessert
werden kann.According to a further aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation flow rate control valve includes a connecting channel which communicates with the exhaust gas heat exchanger via the first inlet opening and also communicates with the bypass pipe via the second inlet opening, a valve element which regulates an opening area of the connecting channel Actuator that drives a valve element in the valve opening direction and a valve element biasing device that biases the valve element in the valve closing direction. With such a structure, the exhaust gas, which is cooled inside the exhaust gas heat exchanger, flows into the inside of the communication passage of the exhaust gas recirculation flow rate control valve, and therefore it is possible to control the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate To protect ten control valve, whereby the control response sensitivity of the exhaust gas recirculation flow rate control valve can be improved.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Abgaskühlvorrichtung
so aufgebaut, dass der Abgaswärmetauscher
und das Bypassrohr parallel und nahe zueinander in der Mitte des
Abgasrückführkanals
zum Rückführen eines Teils
des Abgases von dem Verbrennungsmotor zu der Ansaugseite angeordnet
sind. Durch einen solchen Aufbau kann im Vergleich zum Stand der
Technik, in welchem ein Wärmetauscher
und ein Bypassrohr entfernt voneinander angeordnet sind, der Aufbau
der Abgaskühlvorrichtung
verkleinert werden. Demgemäß wird die
Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht und eine Montage der Abgaskühlvorrichtung
kann vereinfacht werden und daher wird die Montagefähigkeit
der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug verbessert.According to one
Another aspect of the present invention is the exhaust gas cooling device
constructed so that the exhaust gas heat exchanger
and the bypass tube parallel and close to each other in the middle of the
Exhaust gas recirculation duct
for returning a part
of the exhaust gas from the internal combustion engine to the intake side
are. Such a structure can in comparison to the state of the
Technology in which a heat exchanger
and a bypass tube are arranged apart from each other, the structure
the exhaust gas cooling device
be made smaller. Accordingly, the
Construction of the pipeline simplified and assembly of the exhaust gas cooling device
can be simplified and therefore the assembly ability
the exhaust gas cooling device
improved on a vehicle.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Bypassrohr im
Wesentlichen die gleiche Größe wie eine
Zylinderrichtungsgröße des Abgaswärmetauschers
und ist parallel zu und in der Nähe
von dem Abgaswärmetauscher
angeordnet. Ferner ist für
das Bypassrohr ein Balgabschnitt mit einer Balgform, welche in der
Zylinderrichtung des Bypassrohres verlängerbar und einziehbar ist,
vorgesehen. Durch einen solchen Aufbau kann der Unterschied der
Wärmedehnung
zwischen dem Abgaswärmetauscher,
welcher durch das Kühlen
des Abgases hoher Temperatur mit dem Kühlwasser ein Niedertemperaturabschnitt
wird, und dem Bypassrohr, welches durch direktes Durchströmen des
Abgases hoher Temperatur zu einem Hochtemperaturabschnitt wird,
durch den Balgabschnitt aufgenommen werden. Demgemäß ist es
möglich,
die Abgaskühlvorrichtung
vorzusehen, welche eine ausgezeichnete Haltbarkeit zeigt.According to one
Another aspect of the present invention has the bypass tube in
Essentially the same size as one
Cylinder direction size of the exhaust gas heat exchanger
and is parallel to and close to
from the exhaust gas heat exchanger
arranged. Furthermore, for
the bypass tube is a bellows section with a bellows shape, which in the
The cylinder direction of the bypass tube can be extended and retracted,
intended. With such a structure, the difference of
thermal expansion
between the exhaust gas heat exchanger,
which by cooling
the high temperature exhaust gas with the cooling water a low temperature section
is, and the bypass tube, which by direct flow through the
High temperature exhaust gas becomes a high temperature section
be taken up by the bellows section. Accordingly it is
possible,
the exhaust gas cooling device
to provide, which shows excellent durability.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in der Mitte des
Abgasrückführkanals,
welcher zum Rückführen eines
Teils des Abgases von dem Verbrennungsmotor zu der Ansaugseite vorgesehen
ist, der Abgaswärmetauscher, das
Bypassrohr und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
durch direktes Verbinden dieser Komponenten in Reihe integral ausgebildet.
Da ein Abgasrückführströmungsrohr
(Rohrleitung), welches den Abgaswärmetauscher und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
verbindet, und ein Abgasrückführströmungsrohr
(Rohrleitung), welches das Bypassrohr und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil verbindet,
unnötig
werden, kann die Anzahl Bauteile verringert werden. Demgemäß kann die
Montageeigenschaft des Abgaswärmtauschers
und des Abgas strömungsratenverhältnis-Regelventils
verbessert werden, oder die Montageeigenschaft des Bypassrohres
und des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
kann verbessert werden. Ferner kann eine Kanallänge des Abgasrückführkanals
stark verkürzt
werden, und daher kann die Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht werden,
womit die Montagefähigkeit
der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug verbessert wird. Ferner wird durch integrales
Ausbilden des Abgaswärmetauschers
und des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
durch direktes Verbinden dieser Komponenten in Reihe in der Mitte
des Abgasrückführkanals
die Wärme
des durch den Abgaswärmetauscher
gekühlten
Abgases effizient auf das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil übertragen, und
daher ist es möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zu kühlen,
wodurch die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
vor Wärme
des Abgases geschützt
werden können.
Demgemäß ist es
möglich,
die Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
zu verbessern.According to one
further aspects of the present invention are in the middle of the
Exhaust gas recirculation duct,
which to return a
Part of the exhaust gas is provided from the internal combustion engine to the intake side
is the exhaust gas heat exchanger that
Bypass pipe and the exhaust gas flow rate ratio control valve
integrally formed by directly connecting these components in series.
Because an exhaust gas recirculation flow pipe
(Pipeline), which includes the exhaust gas heat exchanger and the exhaust gas flow rate ratio control valve
connects, and an exhaust gas recirculation flow tube
(Pipeline) connecting the bypass pipe and the exhaust gas flow rate ratio control valve,
unnecessary
the number of components can be reduced. Accordingly, the
Installation characteristics of the exhaust gas heat exchanger
and the exhaust gas flow rate ratio control valve
be improved, or the assembly property of the bypass tube
and the exhaust gas flow rate ratio control valve
can be improved. Furthermore, a channel length of the exhaust gas recirculation channel
greatly shortened
and therefore the pipeline construction can be simplified
with which the assembly ability
the exhaust gas cooling device
is improved on a vehicle. Furthermore, by integral
Form the exhaust gas heat exchanger
and the exhaust gas flow rate ratio control valve
by directly connecting these components in series in the middle
of the exhaust gas recirculation duct
the heat
through the exhaust gas heat exchanger
cooled
Exhaust gas efficiently transferred to the exhaust gas flow rate ratio control valve, and
therefore it is possible
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
to cool
whereby the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
from warmth
of the exhaust gas protected
can be.
Accordingly it is
possible,
the control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve
to improve.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in der Mitte des
Abgasrückführkanals
zum Rückführen eines
Teils des Abgases des Verbrennungsmotors das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
durch direktes Verbinden dieser Komponenten in Reihe integral ausgebildet. Da
ein Abgasrückführströmungsrohr
(Rohrleitung), welches das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil verbindet,
unnötig
wird, kann die Anzahl Bauteile verringert werden. Demgemäß kann die
Montageeigenschaft des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils und
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
verbessert werden. Ferner kann eine Kanallänge des Abgasrückführkanals
stark verkürzt
werden, und daher kann die Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht
werden, wodurch die Montagefähigkeit
der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug verbessert wird. Ferner können die Unregelmäßigkeiten
der Abgastemperatur zwischen dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil unterdrückt werden,
und die Kanallänge
des Abgasrückführkanals
wird verkürzt,
und daher ist es möglich, die
Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführraten-Steuerventils
zu verbessern.According to one
further aspects of the present invention are in the middle of the
Exhaust gas recirculation duct
to return a
Part of the exhaust gas of the internal combustion engine is the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
integrally formed by directly connecting these components in series. There
an exhaust gas recirculation flow tube
(Pipeline) which the exhaust gas flow rate ratio control valve
and connects the exhaust gas recirculation flow rate control valve
unnecessary
the number of components can be reduced. Accordingly, the
Installation characteristic of the exhaust gas flow rate ratio control valve and
of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
be improved. Furthermore, a channel length of the exhaust gas recirculation channel
greatly shortened
and therefore the construction of the pipeline can be simplified
be, making the assembly ability
the exhaust gas cooling device
is improved on a vehicle. Furthermore, the irregularities
the exhaust gas temperature between the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve are suppressed,
and the channel length
of the exhaust gas recirculation duct
is shortened
and therefore it is possible to
Control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the EGR rate control valve
to improve.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die inneren Bauteile
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils im
Innern eines Gehäuses
aufgenommen und gehalten. Durch einen solchen Aufbau ist es möglich, das
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
durch direktes Verbinden dieser Komponenten in Reihe integral auszubilden,
und gleichzeitig erlauben das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
die gemeinsame Verwendung des einen Gehäuses.According to another aspect of the present invention, the inner components of the exhaust gas flow rate ratio control valve and the inner components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve are accommodated and held inside a housing. With such a structure, it is possible to directly connect the exhaust gas flow rate ratio control valve and the exhaust gas recirculation flow rate control valve Integrally forming components in series, and at the same time, the exhaust gas flow rate ratio control valve and the exhaust gas recirculation flow rate control valve allow the one housing to be shared.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind in der Mitte eines
Kühlwasserkreiskanals,
welcher das Kühlwasser
in dem Verbrennungsmotor in der Reihenfolge des Abgaswärmetauschers,
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
zirkulieren lässt,
der Abgaswärmetauscher,
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
durch direktes Verbinden dieser Komponenten in Reihe integral ausgebildet.
Demgemäß werden
ein Kühlwasserrohr,
welches den Abgaswärmetauscher
und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
verbindet, und ein Kühlwasserrohr,
welches das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
verbindet, unnötig
und daher kann die Anzahl Bauteile verringert werden. Da demgemäß die Kanallänge des
Kühlwasserkreiskanals stark
verkürzt
werden kann, kann die Konstruktion des Kühlwasserrohres vereinfacht
werden, wodurch die Montagefähigkeit
der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug verbessert wird. Ferner können durch direktes Einleiten
des Kühlwassers
in das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
aus dem Abgaswärmetauscher
das Abgas, welches durch das Innere des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
strömt,
das Abgas, welches durch das Innere des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils strömt, die
inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils mittels
des Kühlwassers
gekühlt
werden.According to one
further aspects of the present invention are in the middle of a
Cooling water circulation channel
which is the cooling water
in the internal combustion engine in the order of the exhaust gas heat exchanger,
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
circulates,
the exhaust gas heat exchanger,
the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
integrally formed by directly connecting these components in series.
Accordingly
a cooling water pipe,
which is the exhaust gas heat exchanger
and the exhaust gas flow rate ratio control valve
connects, and a cooling water pipe,
which is the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
connects, unnecessarily
and therefore the number of components can be reduced. Accordingly, since the channel length of the
Cooling water circuit channel strong
shortened
can be simplified, the construction of the cooling water pipe
be, making the assembly ability
the exhaust gas cooling device
is improved on a vehicle. Furthermore, by direct introduction
of the cooling water
into the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
from the exhaust gas heat exchanger
the exhaust gas passing through the inside of the exhaust gas flow rate ratio control valve
flows,
the exhaust gas flowing through the interior of the exhaust gas recirculation flow rate control valve, the
internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
of the cooling water
chilled
become.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in einem Gehäuse, welches
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils aufnimmt
und hält,
ein Kühlwasserkanal,
welcher einen Teil des Kühlwasserkreiskanals
bildet, an einer Innenbauteilseite des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und auf einer Innenbauteilseite des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils bezüglich des
Abgasrückführkanals
ausgebildet. Ferner ist der Abgaswärmetauscher auf der Innenbauteilseite
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und auf der Innenbauteilseite des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils bezüglich des
Bypasskanals angeordnet. Durch einen solchen Aufbau ist es durch
Kühlen
des Gehäuses
mittels des direkt in das Innere des Kühlwasserkanals aus dem Abgaswärmetauscher eingeleiteten
Kühlwassers
möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils zu
kühlen.
Demgemäß ist es
möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils vor
Wärme des
Abgases zu schützen,
und daher ist es möglich,
die Steueransprechempfindlichkeit des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils zu
verbessern.According to one
Another aspect of the present invention is in a housing which
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and houses the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
and holds,
a cooling water channel,
which is part of the cooling water circuit channel
forms on an inner component side of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and on an inner component side of the exhaust gas recirculation flow rate control valve with respect to
Exhaust gas recirculation duct
educated. Furthermore, the exhaust gas heat exchanger is on the inner component side
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and on the inner component side of the exhaust gas recirculation flow rate control valve with respect to
Bypass channel arranged. With such a structure, it is through
Cool
of the housing
by means of the one introduced directly into the interior of the cooling water duct from the exhaust gas heat exchanger
cooling water
possible,
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
cool.
Accordingly it is
possible,
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the inner components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
Warmth of
To protect exhaust gas
and therefore it is possible
the control response sensitivity of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the EGR flow rate control valve
improve.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem Gehäuse, welches
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils aufnimmt
und hält,
ein Kühlwasserkanal,
welcher einen Teil des Kühlwasserkreiskanals
bildet, an einer Innenbauteilseite des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und an einer Innenbauteilseite des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils bezüglich des
Abgasrückführkanals
ausgebildet. Ferner sind Wärmeübertragungsrippen
im Innern des Kühlwasserkreiskanals
in dem Gehäuse
ausgebildet, und daher ist es möglich,
die Wärme
des Gehäuses,
welche aufgrund des Abgases, welches durch das Innere des Gehäuses strömt, welches
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
enthält,
eine hohe Temperatur erlangt, auf das Kühlwasser zu übertragen,
welches im Innern des Kühlwasserkanals
zirkuliert. Demgemäß ist es
möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils mittels des Kühlwassers
zu kühlen. Auf
diese Weise ist es möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils und
die inneren Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
vor Wärme
des Abgases zu schützen,
und daher ist es möglich,
die Steueransprechempfindlichkeit des Abgas strömungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils zu
verbessern.According to one
Another aspect of the present invention is in the housing which
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and houses the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
and holds,
a cooling water channel,
which is part of the cooling water circuit channel
forms on an inner component side of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and on an inner component side of the exhaust gas recirculation flow rate control valve with respect to the
Exhaust gas recirculation duct
educated. There are also heat transfer fins
inside the cooling water circuit channel
in the housing
trained and therefore it is possible
the heat
the housing,
which due to the exhaust gas flowing through the interior of the housing
the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the exhaust gas recirculation flow rate control valve
contains
gets a high temperature to transfer to the cooling water,
which is inside the cooling water channel
circulated. Accordingly it is
possible,
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve
and the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve by means of the cooling water
to cool. On
this way it is possible
the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve and
the internal components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve
from warmth
to protect the exhaust gas,
and therefore it is possible
the control response sensitivity of the exhaust gas flow rate control valve
and the EGR flow rate control valve
improve.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden entsprechend einem
durch eine Betriebszustandserfassungseinrichtung erfassten Betriebszustand
des Verbrennungsmotors oder einer durch eine Abgastemperaturerfassungseinrichtung
erfassten Abgastemperatur ein Ventilöffnungsgrad des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und ein Ventilöffnungsgrad
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
kontinuierlich oder stufenweise gesteuert, wodurch die Temperatur
und die Gesamtströmungsrate
des Abgases, welches von dem Abgasrückführkanal in den Ansaugkanal
rückgeführt wird,
optimiert werden können.
Durch einen solchen Aufbau ist es möglich, die Temperatur und die
Gesamtströmungsrate
des Abgases, welches aus dem Abgasrückführkanal in den Ansaugkanal rückgeführt wird,
zu optimieren. Demgemäß ist es zum
Beispiel im normalen Betrieb durch Rückführen des Abgases in den Ansaugkanal
nach Kühlen
des Abgases durch den Abgaswärmetauscher
möglich, eine
Ausgabemenge von Stickstoffoxid (NOx) ohne Einhergehen einer geringeren
Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors und einer geringeren Betriebsfähigkeit
des Verbrennungsmotors und gleichzeitig die Ausgabemenge von winzigen
Teilchen (Partikelmaterie: PM) effektiv zu reduzieren. Ferner ist
es möglich,
das Abgas in den Ansaugkanal rückzuführen, während die
hohe Temperatur während
der kalten Jahreszeit gehalten wird, und daher ist es möglich, den
ausreichenden Leerlaufeffekt auf die Ansaugluft zu erzielen, wodurch
die Erzeugung weißen Rauchs
während
der kalten Jahreszeit verhindert werden kann.According to another aspect of the present invention, according to an operating state of the internal combustion engine detected by an operating state detection device or an exhaust gas temperature detected by an exhaust gas temperature detection device, a valve opening degree of the exhaust gas flow rate ratio control valve and a valve opening degree of the exhaust gas recirculation flow rate control valve are controlled continuously or stepwise, whereby the temperature and the total flow rate of the exhaust gas , which is returned from the exhaust gas recirculation duct into the intake duct, can be optimized. With such a structure, it is possible to control the temperature and the total flow rate of the exhaust gas optimized from the exhaust gas recirculation duct is returned to the intake duct. Accordingly, for example, in normal operation, by returning the exhaust gas into the intake passage after cooling the exhaust gas through the exhaust gas heat exchanger, it is possible to output nitrogen oxide (NOx) without a lower output of the engine and a lower operability of the engine, and at the same time the output amount of tiny ones Effectively reduce particles (particle matter: PM). Further, it is possible to recirculate the exhaust gas into the intake passage while maintaining the high temperature during the cold season, and therefore it is possible to achieve the sufficient idle effect on the intake air, which can prevent white smoke generation during the cold season ,
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird beim Starten des
Betriebs in kalter Atmosphäre,
d.h. wenn die Temperatur des Kühlwassers
im Verbrennungsmotor niedriger als ein erster vorgegebener Wert
ist, der Ventilöffnungsgrad des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
so gesteuert, um das zweite Ventilelement zu öffnen. Durch einen solchen
Vorgang wird die zweite Einleitungsöffnung geöffnet und daher strömt das meiste Abgas,
welches im Innern des Abgasrückführkanals strömt, durch
Umgehen des Abgaswärmetauschers durch
das Bypassrohr. Demgemäß wird beim
Starten des Betriebs in einer kalten Atmosphäre das Abgas hoher Temperatur
in die Ansaugseite rückgeführt, sodass
es möglich
ist, den ausreichenden Leerlaufeffekt zu erzielen, und daher wird
die Zündempfindlichkeit
im Verbrennungsmotor beim Starten des Betriebs in der kalten Atmosphäre ver bessert,
wodurch die Erzeugung weißen
Rauchs während
der kalten Jahreszeit unterdrückt
werden kann. Ferner wird nach Durchführen des Leerlaufvorgangs des
Verbrennungsmotors, d.h. wenn die Temperatur des Kühlwassers
im Verbrennungsmotor höher
als ein zweiter vorgegebener Wert ist, durch Steuern des Ventilöffnungsgrades
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
das erste Ventilelement geöffnet und
das zweite Ventilelement geschlossen. Durch einen solchen Vorgang
strömt
die gesamte Strömungsrate
des Abgases, welches im Innern des Abgasrückführströmungskanals strömt, durch
den Abgaswärmetauscher.
Demgemäß wird die
Temperatur des Abgases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals
strömt,
gesenkt und ein Volumen des Abgases wird reduziert. Demgemäß ist es
möglich,
die Erzeugung von Stickstoffoxid (NOx) durch Senken der Verbrennungstemperatur
des Brennstoffes im Innern des Verbrennungsmotors ohne Verringern
einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors effektiv zu reduzieren.According to one
Another aspect of the present invention is when starting the
Operating in a cold atmosphere,
i.e. when the temperature of the cooling water
in the internal combustion engine lower than a first predetermined value
is the valve opening degree of the
Exhaust gas flow rate ratio control valve
controlled to open the second valve element. Through one
Process, the second inlet opening is opened and therefore most of the exhaust gas flows,
which flows inside the exhaust gas recirculation channel
Bypassing the exhaust gas heat exchanger
the bypass tube. Accordingly, the
Start operating in a cold atmosphere, the exhaust gas of high temperature
returned to the suction side so that
it possible
is to achieve the sufficient idle effect, and therefore
the sensitivity to ignition
improved in the internal combustion engine when starting operation in the cold atmosphere,
causing the generation white
Smoke during
suppressed the cold season
can be. Furthermore, after performing the idle operation of the
Internal combustion engine, i.e. when the temperature of the cooling water
higher in the internal combustion engine
as a second predetermined value by controlling the valve opening degree
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
the first valve element opened and
the second valve element closed. Through such a process
flows
the total flow rate
of the exhaust gas flowing inside the exhaust gas recirculation flow passage
the exhaust gas heat exchanger.
Accordingly, the
Temperature of the exhaust gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation channel
flows,
is reduced and a volume of the exhaust gas is reduced. Accordingly it is
possible,
the generation of nitrogen oxide (NOx) by lowering the combustion temperature
the fuel inside the engine without reducing
to effectively reduce an output of the internal combustion engine.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt es durch Durchführen einer Rückkopplungssteuerung
des Ventilöffnungsgrades des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils basierend
auf der Temperaturabweichung zwischen einer aktuellen Abgastemperatur
und einem Sollwert, sodass die durch die Abgastemperaturerfassungseinrichtung
erfasste aktuelle Abgastemperatur im Wesentlichen mit dem entsprechend
dem Lastzustand des Verbrennungsmotors eingestellten Sollwert überein stimmt,
keine Möglichkeit,
dass die Temperatur des Abgases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals
strömt,
einen im Vergleich zu dem Sollwert anormal niedrigen Wert annimmt.
Demgemäß wird ein
Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors verbessert und die Drehzahl
des Verbrennungsmotors wird stabilisiert. Ferner gibt es durch Durchführen der
Rückkopplungssteuerung
des Ventilöffnungsgrades
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
basierend auf der Temperaturabweichung zwischen der aktuellen Abgastemperatur und
dem Sollwert keine Möglichkeit,
dass die Temperatur des Abgases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals
strömt,
einen im Vergleich zu dem Sollwert anormal hohen Wert annimmt. Demgemäß gibt es
keine Möglichkeit,
dass eine Rückführströmungsrate
des Abgases, welches ein Teil des Abgases in dem Verbrennungsmotor
ist, welches aus dem Abgaskanal in den Ansaugkanal strömt, oder
ein EGR-Verhältnis,
welches ein Verhältnis
der Abgasrückführströmungsrate
bezüglich
einer frischen Ansaugluftmenge ist, unzureichend wird, und daher kann
die Verschlechterung der Emission des Verbrennungsmotors unterdrückt werden.According to one
Another aspect of the present invention is by performing feedback control
the valve opening degree of the
Exhaust gas flow rate ratio control valve based
on the temperature deviation between a current exhaust gas temperature
and a target value so that the exhaust gas temperature detection device
recorded current exhaust gas temperature essentially with the corresponding
the setpoint set to the load state of the internal combustion engine corresponds,
no way,
that the temperature of the exhaust gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation duct
flows,
assumes an abnormally low value compared to the target value.
Accordingly, a
The combustion state of the internal combustion engine improves and the speed
of the internal combustion engine is stabilized. Furthermore, by performing the
Feedback control
the degree of valve opening
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
based on the temperature deviation between the current exhaust gas temperature and
the setpoint no way
that the temperature of the exhaust gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation duct
flows,
assumes an abnormally high value compared to the target value. Accordingly there is
no way,
that a return flow rate
of the exhaust gas, which is a part of the exhaust gas in the internal combustion engine
which flows from the exhaust duct into the intake duct, or
an EGR ratio,
which is a relationship
the EGR flow rate
in terms of
a fresh amount of intake air becomes insufficient, and therefore can
the deterioration of the emission of the internal combustion engine can be suppressed.
1 ist eine Teilquerschnittsansicht
des gesamten Aufbaus eines EGR-Moduls, in welchem eine Abgaskühlvorrichtung,
ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und ein Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
integral ausgebildet sind (erstes Ausführungsbeispiel). 1 10 is a partial cross-sectional view of the entire structure of an EGR module in which an exhaust gas cooling device, an exhaust gas flow rate ratio control valve, and an exhaust gas recirculation flow rate control valve are integrally formed (first embodiment).
2 ist eine Strukturansicht
des gesamten Aufbaus einer Abgasrückführvorrichtung für einen Dieselmotor
(erstes Ausführungsbeispiel). 2 Fig. 13 is a structural view of the entire structure of an exhaust gas recirculation device for a diesel engine (first embodiment).
3 ist eine Querschnittsansicht
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils
(erstes Ausführungsbeispiel). 3 14 is a cross-sectional view of the exhaust gas flow rate ratio control valve and the exhaust gas recirculation flow rate control valve (first embodiment).
4A ist eine Querschnittsansicht
der Hauptkonstruktion des EGR-Moduls, und 4B ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts
A in 4A. 4A 14 is a cross-sectional view of the main construction of the EGR module, and 4B is an enlarged view of a section A in 4A ,
5 ist eine schematische
Darstellung zur Erläuterung
des Gesamtaufbaus einer EGR-Kühlvorrichtung
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 5 FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the overall structure of an EGR cooling device according to the third embodiment of FIG present invention.
6 ist eine Querschnittsansicht
eines EGR-Kühlers
in einer EGR-Kühlvorrichtung
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 6 11 is a cross-sectional view of an EGR cooler in an EGR cooling device according to the third embodiment of the present invention.
7 ist eine Querschnittsansicht
entlang Linie VII-VII in 6. 7 Fig. 10 is a cross sectional view taken along line VII-VII in Fig 6 ,
8 ist eine schematische
Darstellung zur Erläuterung
des Gesamtaufbaus einer EGR-Kühlvorrichtung
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 8th FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the overall structure of an EGR cooling device according to the fourth embodiment of the present invention.
Eine
Aufgabe, eine hochentwickelte Steuerung einer Abgastemperatur im
Innern eines Abgasrückführkanals
durchzuführen
und ein Feststellen eines ersten Ventilelements auf einer Wärmetauscherseite
eines Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils durch
eine Haftablagerung zu verhindern, kann durch den folgenden Aufbau
realisiert werden. In der Nähe
eines Abgaswärmetauschers
und einer stromabwärtigen
Seite eines Bypassrohres ist ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil vorgesehen,
das eine erste Einleitungsöffnung,
welche ein Abgas aus dem Abgaswärmetauscher
einleitet, eine zweite Einleitungsöffnung, welche das Abgas aus dem
Bypassrohr einleitet, ein erstes Ventilelement auf der Abgaswärmetauscherseite,
welches eine Öffnungsfläche der
ersten Einleitungsöffnung
regelt, und ein zweites Ventilelement auf der Bypassrohrseite, welches
eine Öffnungsfläche der
zweiten Einleitungsöffnung
regelt, aufweist. Wenn ein Betrieb eines Verbrennungsmotors gestoppt
wird, wird das erste Ventilelement auf der Abgaswärmetauscherseite
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
geöffnet.A
Task, a sophisticated control of an exhaust gas temperature in the
Inside an exhaust gas recirculation duct
perform
and determining a first valve element on a heat exchanger side
of an exhaust gas flow rate ratio control valve
The following structure can prevent a build-up of adhesive
will be realized. Nearby
an exhaust gas heat exchanger
and a downstream one
An exhaust gas flow rate ratio control valve is provided on the side of a bypass pipe,
which is a first inlet opening,
which is an exhaust gas from the exhaust gas heat exchanger
introduces a second inlet opening, which the exhaust gas from the
Bypass pipe initiates a first valve element on the exhaust gas heat exchanger side,
which is an opening area of the
first discharge opening
regulates, and a second valve element on the bypass tube side, which
an opening area of the
second discharge opening
regulates, exhibits. When operation of an internal combustion engine stops
is, the first valve element on the exhaust gas heat exchanger side
of the exhaust gas flow rate ratio control valve
open.
(Erstes Ausführungsbeispiel)(First embodiment)
1 bis 3 zeigen das erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei 2 eine
Darstellung des Gesamtaufbaus einer Abgasrückführvorrichtung für einen
Dieselmotor ist. 1 to 3 show the first embodiment of the present invention, wherein 2 is a representation of the overall structure of an exhaust gas recirculation device for a diesel engine.
Die
Abgasrückführvorrichtung
dieses Ausführungsbeispiels
wird in einem Verbrennungsmotor wie beispielsweise einem Dieselmotor
(nachfolgend als Motor 1 bezeichnet) verwendet. Die Abgasrückführvorrichtung
enthält
einen Abgasrückführkanal 4, welcher
mit einem innerhalb eines Abgasrohres des Motors 1 ausgebildeten
Abgaskanal 2 verbunden ist, und führt einen Teil eines Abgases
(Abgasrückführgas: nachfolgend
als EGR-Gas bezeichnet) in einem innerhalb eines Ansaugrohres ausgebildeten
Ansaugkanal 3 zurück.
Das Abgas strömt
im Innern des Abgaskanals 2 des Motors 1. Im Innern
des Ansaugkanals 3 des Motors 1 strömt eine
Ansaugluft, welche durch einen Luftfilter 10 gefiltert
wird. In der Mitte eines Abgasrückführströmungsrohres,
welches den Abgasrückführkanal 4 dieses
Ausführungsbeispiels bildet,
d.h. zwischen einem abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohr 5, welches
von dem Abgasrohr verzweigt ist, und einem ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohr 6,
welches mit dem Ansaugrohr zusammen kommt, ist ein EGR-Modul 7 direkt
in Reihe verbunden. Das abgasseitige Abgasrückführungsströmungsrohr 5 dieses
Ausführungsbeispiels ist
mit einem Abgasverteiler des Abgasrohres verbunden. Das ansaugseitige
Abgasrückführströmungsrohr 6 ist
mit einem Ansaugverteiler oder einem Druckausgleichsbehälter des
Ansaugrohres verbunden.The exhaust gas recirculation device of this embodiment is used in an internal combustion engine such as a diesel engine (hereinafter referred to as an engine 1 designated) used. The exhaust gas recirculation device contains an exhaust gas recirculation channel 4 which with an inside an exhaust pipe of the engine 1 trained exhaust duct 2 is connected, and leads part of an exhaust gas (exhaust gas recirculation gas: hereinafter referred to as EGR gas) in an intake duct formed within an intake pipe 3 back. The exhaust gas flows inside the exhaust duct 2 of the motor 1 , Inside the intake duct 3 of the motor 1 an intake air flows through an air filter 10 is filtered. In the middle of an exhaust gas recirculation flow pipe, which is the exhaust gas recirculation channel 4 forms this embodiment, ie between an exhaust gas recirculation flow pipe 5 , which is branched from the exhaust pipe, and an intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 , which comes together with the intake pipe, is an EGR module 7 connected directly in series. The exhaust gas recirculation flow pipe on the exhaust side 5 This embodiment is connected to an exhaust manifold of the exhaust pipe. The intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 is connected to an intake manifold or a surge tank of the intake pipe.
In
dem Motor 1 ist ein Motorkühlwasserkreis (Kühlwasserkreiskanal)
vorgesehen, welcher Motorkühlwasser
zirkuliert und dem EGR-Modul 7 zuführt. Dieser Motorkühlwasserkreis
enthält
ein Kühlwasserrohr 8 zum
Zuführen
des Motorkühlwassers
in zirkulierender Weise zu einem Kühlwassereinlassrohr 11 des
EGR-Moduls 7 aus einem Wassermantel (nicht dargestellt
in der Zeichnung) des Motors 1, ein Kühlwasserrohr 9 zum
Durchführen
der Zirkulationszufuhr (Rückfuhr)
des Motorkühlwassers
aus einem Kühlwasserauslassrohr 12 des
EGR-Moduls 7 über einen
Kühler
(nicht dargestellt in der Zeichnung) zu dem Wassermantel des Motors 1,
und eine Wasserpumpe (nicht dargestellt in der Zeichnung), welche einen
Zirkulationsstrom des Motorkühlwassers
in dem Motorkühlwasserkreis
erzeugt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist es durch Durchführen
des Wärmeaustausches
zwischen dem Motorkühlwasser
und einer Außenluft
durch den Kühler
möglich,
das Motorkühlwasser
in einem vorgegebenen Temperaturbereich (zum Beispiel 75°C bis 80°C) dem Wassermantel
des Motors 1 rückzuführen.In the engine 1 an engine cooling water circuit (cooling water circuit channel) is provided, which circulates engine cooling water and the EGR module 7 supplies. This engine cooling water circuit contains a cooling water pipe 8th for supplying the engine cooling water in a circulating manner to a cooling water inlet pipe 11 of the EGR module 7 from a water jacket (not shown in the drawing) of the engine 1 , a cooling water pipe 9 for performing the circulation supply (return) of the engine cooling water from a cooling water outlet pipe 12 of the EGR module 7 via a cooler (not shown in the drawing) to the water jacket of the engine 1 , and a water pump (not shown in the drawing) that generates a circulation flow of the engine cooling water in the engine cooling water circuit. In this embodiment, by performing the heat exchange between the engine cooling water and an outside air through the radiator, it is possible for the engine cooling water to the engine's water jacket in a predetermined temperature range (for example, 75 ° C to 80 ° C) 1 recirculate.
Die
Konstruktion des EGR-Moduls 7 dieses Ausführungsbeispiels
wird kurz in Zusammenhang mit 1 bis 3 erläutert. Hierbei ist 1 eine Darstellung des Gesamtaufbaus
des EGR-Moduls, in welchem eine Abgaskühlvorrichtung, ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und ein Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
integral ausgebildet sind, und 3 ist
eine Darstellung des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils
und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils.The construction of the EGR module 7 this embodiment is briefly related to 1 to 3 explained. Here is 1 4 is an illustration of the overall structure of the EGR module in which an exhaust gas cooling device, an exhaust gas flow rate ratio control valve, and an exhaust gas recirculation flow rate control valve are integrally formed, and 3 FIG. 4 is an illustration of the exhaust gas flow rate ratio control valve and the exhaust gas recirculation flow rate control valve.
Das
EGR-Modul 7 dieses Ausführungsbeispiels
ist aus der Abgaskühlvorrichtung
(später
beschrieben), welche das EGR-Gas durch Durchführen des Wärmeaustausches zwischen dem
EGR-Gas hoher Temperatur und dem Motorkühlwasser niedriger Temperatur
kühlt,
und einem Ventilgehäuse 17, welches
direkt mit einer in der Strömungsrichtung des
EGR-Gases und des Motorkühlwassers
stromabwärtigen
Seite der Abgaskühlvorrichtung
verbunden ist, aufgebaut, wobei das EGR-Modul 7 einen Teil
des Abgasrückführströmungsrohres
der Abgasrückführvorrichtung
und einen Teil des Kühlwasserrohres
des Motorkühlwasserkreises
bildet.The EGR module 7 of this embodiment is the exhaust gas cooling device (described later) that cools the EGR gas by performing heat exchange between the high temperature EGR gas and the low temperature engine cooling water and a valve housing 17 , which is directly connected to a downstream side of the exhaust gas cooling device in the flow direction of the EGR gas and the engine cooling water, wherein the EGR module 7 a part of the exhaust gas recirculation flow pipe of the exhaust gas return device and forms part of the cooling water pipe of the engine cooling water circuit.
Zunächst enthält die Abgaskühlvorrichtung einen
Abgaswärmetauscher
(nachfolgend als EGR-Gaskühler
bezeichnet) 14, welcher das EGR-Gas gleich oder niedriger
als eine gewünschte Abgastemperatur
durch Durchführen
des Wärmeaustausches
zwischen dem EGR-Gas hoher Temperatur, welches aus dem im Innern
des abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres 5 ausgebildeten
Abgasrückführkanal 4 eingeleitet
wird, und dem Motorkühlwasser
niedriger Temperatur, welches aus dem im Innern des Kühlwasserrohres 8 ausgebildeten Kühlwasserkanal
in die Abgaskühlvorrichtung
strömt, kühlt, und
ein Bypassrohr 15 oder dergleichen, welches das aus dem
im Innern des abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres 5 ausgebildeten
Abgasrückführkanal 4 eingeleitete
EGR-Gas an dem EGR-Gaskühler 14 vorbei
leitet.First, the exhaust gas cooling device contains an exhaust gas heat exchanger (hereinafter referred to as an EGR gas cooler) 14 which makes the EGR gas equal to or lower than a desired exhaust gas temperature by performing heat exchange between the high temperature EGR gas which comes from inside the exhaust gas recirculation flow pipe 5 trained exhaust gas recirculation duct 4 is introduced, and the engine cooling water low temperature, which from the inside of the cooling water pipe 8th trained cooling water channel flows into the exhaust gas cooling device, cools, and a bypass pipe 15 or the like, which from inside the exhaust gas recirculation flow pipe 5 trained exhaust gas recirculation duct 4 EGR gas introduced to the EGR gas cooler 14 passes by.
Mit
einer in der Strömungsrichtung
des Abgases stromaufwärtigen
Seite des EGR-Gaskühlers 14 dieses
Ausführungsbeispiels
ist ein Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 integral verbunden,
welcher zum direkten Verbinden des EGR-Gaskühlers 14 mit einem
stromabwärtigen
Endabschnitt des abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres 5 in Reihe
dient. Ferner ist mit einer in der Strömungsrichtung des Abgases stromabwärtigen Seite
des EGR-Gaskühlers 14 ein
Verbindungsabschnitt 16 integral verbunden, welcher zum
direkten Verbinden des EGR-Gaskühlers 14 mit
einem stromaufwärtigen
Endabschnitt des Ventilgehäuses 17 in
Reihe dient. Ferner ist zwischen dem Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 und
dem Verbindungsabschnitt 16 das Bypassrohr 15 parallel und
nahe zu dem EGR-Gaskühler 14 angeordnet. Der
Zweiwegeverbindungsabschnitt 13, der EGR-Gaskühler 14,
das Bypassrohr 15 und der Verbindungsabschnitt 16 haben
ihre Abgaskanalseite dem EGR-Gas von 400°C bis 500°C oder mehr, das Hydrosulfid,
Salpetersäure,
Schwefelsäure,
Ammoniumionen, Essigsäure
oder dergleichen enthält,
und kondensiertem Wasser davon ausgesetzt, und daher sind diese
Elemente durch integrales Lötverbinden eines
Metallmaterials (zum Beispiel rostfreier Stahl), welches ausgezeichnete
Warmfestigkeit und Erosionsfestigkeit zeigt, hergestellt, wodurch
die Abgaskühlvorrichtung
integral ausgebildet werden kann.With an upstream side of the EGR gas cooler in the flow direction of the exhaust gas 14 of this embodiment is a two-way connection section 13 integrally connected, which for direct connection of the EGR gas cooler 14 with a downstream end portion of the exhaust gas recirculation flow pipe 5 serves in series. Further, with a downstream side of the EGR gas cooler in the flow direction of the exhaust gas 14 a connecting section 16 integrally connected, which for direct connection of the EGR gas cooler 14 with an upstream end portion of the valve housing 17 serves in series. Furthermore, between the two-way connection section 13 and the connecting section 16 the bypass tube 15 parallel and close to the EGR gas cooler 14 arranged. The two-way connection section 13 , the EGR gas cooler 14 , the bypass tube 15 and the connecting section 16 have their exhaust side exposed to the EGR gas of 400 ° C to 500 ° C or more containing hydrosulfide, nitric acid, sulfuric acid, ammonium ions, acetic acid or the like and condensed water thereof, and therefore these elements are integrally soldered to a metal material (to Stainless steel), which shows excellent heat resistance and erosion resistance, whereby the exhaust gas cooling device can be integrally formed.
Der
EGR-Gaskühler 14,
welcher den Hauptteil der Abgaskühlvorrichtung
bildet, enthält
ein winkelrohrartiges Gehäuse 21,
welches direkt mit dem stromabwärtigen
Endabschnitt des abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres 5 über den
Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 in Reihe verbunden ist und
direkt mit dem stromaufwärtigen
Endabschnitt des Ventilgehäuses 17 über den
Verbindungsabschnitt 16 in Reihe verbunden ist, sowie mehrere
Abgasrohre 22, die innerhalb des Gehäuses 21 beinhaltet
sind. Das Gehäuse 21 beinhaltet
die mehreren Abgasrohre 22 im Innern davon, und ein Kühlwasserkanal 23,
welcher das Motorkühlwasser
zirkuliert, ist im Umfang der mehreren Abgasrohre 22 vorgesehen.The EGR gas cooler 14 , which forms the main part of the exhaust gas cooling device, contains an angled tube-like housing 21 which is directly connected to the downstream end portion of the exhaust gas recirculation flow pipe 5 via the two-way connection section 13 is connected in series and directly to the upstream end portion of the valve housing 17 over the connecting section 16 is connected in series, as well as several exhaust pipes 22 that are inside the case 21 are included. The housing 21 contains the several exhaust pipes 22 inside of it, and a cooling water channel 23 , which circulates the engine cooling water, is in the range of several exhaust pipes 22 intended.
Das
Gehäuse 21,
welches eine Außenschale des
EGR-Gaskühlers 14 bildet,
ist durch Verbinden von zwei Formplatten (Metallplatten) durch Löten mittels
eines Lotmaterials wie beispielsweise Kupfer oder dergleichen in
eine Winkelrohrform ge formt, wobei diese zwei Formplatten aus einem
Metallmaterial (zum Beispiel rostfreier Stahl) mit der ausgezeichneten
Warmfestigkeit und der ausgezeichneten Erosionsfestigkeit gemacht
und in der Plattendickenrichtung mittels einer Presse in einen etwa
U-förmigen Querschnitt
geformt sind. Ferner ist an einem linken Endabschnitt des Gehäuses 21 in
der Zeichnung ein Kühlwassereinlassrohr 11,
welches das Motorkühlwasser
aus einem Wassermantel des Motors 1 in das Innere des Kühlwasserkanals 23 eindringen
lässt, vorgesehen,
während
an einem rechten Endabschnitt des Gehäuses 21 in der Zeichnung
ein Kühlwasserauslassabschnitt,
der das Motorkühlwasser
aus dem Kühlwasserkanal 23 über den
Verbindungsabschnitt 16 in das Innere des Ventilgehäuses 16 entnimmt,
vorgesehen ist. Hierbei sind mehrere Verstärkungsrippen 24 zum
Erhöhen
der Siedefestigkeit und der Druckwiderstandsfestigkeit an dem Gehäuse 21 in
einem gleichen Abstand so ausgebildet, dass die Verstärkungsrippen 24 nach
außen
ragen.The housing 21 which is an outer shell of the EGR gas cooler 14 is formed by connecting two mold plates (metal plates) by soldering using a solder material such as copper or the like into an angled tubular shape, these two mold plates made of a metal material (e.g. stainless steel) with excellent heat resistance and erosion resistance, and are shaped into an approximately U-shaped cross-section in the plate thickness direction by means of a press. Further is at a left end portion of the housing 21 in the drawing a cooling water inlet pipe 11 which the engine cooling water from a water jacket of the engine 1 into the interior of the cooling water channel 23 can penetrate, provided while at a right end portion of the housing 21 in the drawing, a cooling water outlet section that the engine cooling water from the cooling water channel 23 over the connecting section 16 inside the valve body 16 takes, is provided. Here are several reinforcing ribs 24 to increase the boiling strength and the pressure resistance on the housing 21 formed at an equal distance so that the reinforcing ribs 24 protrude outwards.
Mehrere
Abgasrohre 22 sind an mehreren abgeflachten Rohren ausgebildet,
in die das EGR-Gas aus einem im Innern des Zweiwegeverbindungsabschnitts 13 ausgebildeten
EGR-Gas-Zweiwegeabschnitt 30 eingeleitet wird. Diese Abgasrohre 22 sind
in einer Mehrzahl in der Richtung des kurzen Durchmessers mit einem
vorgegebenen Abstand dazwischen gestapelt und erstrecken sich in
der Richtung des langen Durchmessers, sodass die Abgasrohre 22 die
gesamte Länge
des Gehäuses 21 in
der Zylinderrichtung überdecken.
Hierbei ist in diesem Ausführungsbeispiel
der EGR-Gaskühler 14 zum
Erhöhen
des Siedewiderstandes des Motorkühlwassers,
welches durch das Innere des Kühlwasserkanals 23 des
Gehäuses 21 strömt, vorgesehen.
In dem EGR-Gaskühler 14 sind
die Strömungsrichtung
des Motorkühlwassers
im Innern des Kühlwasserkanals 23 des
Gehäuses 21 und
die Strömungsrichtung
des EGR-Gases im Innern der jeweiligen ersten Abgaskanäle 31 der
mehreren Abgasrohre 22 in der gleichen Richtung eingestellt
(Parallelströmung).Several exhaust pipes 22 are formed on a plurality of flattened pipes into which the EGR gas flows from an inside of the two-way connection section 13 trained EGR gas two-way section 30 is initiated. These exhaust pipes 22 are stacked in a plurality in the short diameter direction with a predetermined interval therebetween and extend in the long diameter direction so that the exhaust pipes 22 the entire length of the case 21 overlap in the cylinder direction. The EGR gas cooler is in this exemplary embodiment 14 to increase the boiling resistance of the engine cooling water, which through the interior of the cooling water channel 23 of the housing 21 flows, provided. In the EGR gas cooler 14 are the direction of flow of the engine cooling water inside the cooling water duct 23 of the housing 21 and the flow direction of the EGR gas inside the respective first exhaust gas passages 31 of the several exhaust pipes 22 set in the same direction (parallel flow).
Ferner
sind die jeweiligen Abgasrohre 22 in einer abgeflachten
Rohrform ausgebildet. Diese jeweiligen Abgasrohre 22 werden
wie folgt hergestellt. Eine Mehrrohrkonstruktion wird durch abwechselndes
Stapeln von zwei Formplatten (Metallplatten), welche die ausgezeichnete
Warmfestigkeit und die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigen,
gebildet und durch Pressformen in der gleichen Weise wie das Gehäuse 21 in
einen etwa U-förmigen
Querschnitt gebildet. Anschließend
werden diese Formplatten miteinander durch Löten mittels eines Lotmaterials
wie beispielsweise Kupfer verbunden. Dann werden im Innern der mehreren
Abgasrohre 22, wie oben beschrieben, die ersten Abgaskanäle 31,
welche die Abgaskühlkanäle bilden,
gebildet. Im Innern jedes ersten Abgaskanals 31 werden
Innenrippen (nicht dargestellt in der Zeichnung) mit einer Rechteckwellenform
angeordnet, welche die Wärmetauschleistung
zwischen dem EGR-Gas und dem Motorkühlwasser durch Vergrößern der
Wärmeübertragungsfläche mit
dem EGR-Gas verbessern.Furthermore, the respective exhaust pipes 22 formed in a flattened tube shape. These respective exhaust pipes 22 are made as follows. A multi-tube construction is achieved by alternately stacking two form plates (metal plates), which have the excellent heat resistance and the show excellent erosion resistance, formed and press-molded in the same way as the housing 21 formed in an approximately U-shaped cross section. These shaped plates are then connected to one another by soldering using a solder material such as copper. Then inside the several exhaust pipes 22 , as described above, the first exhaust channels 31 , which form the exhaust gas cooling channels. Inside every first exhaust duct 31 internal fins (not shown in the drawing) are arranged with a rectangular waveform which improve the heat exchange performance between the EGR gas and the engine cooling water by increasing the heat transfer area with the EGR gas.
Das
Bypassrohr 15 ist ein etwa zylindrisches Rohr mit der im
Wesentlichen gleichen Größe wie die Zylinderrichtungsgröße des Gehäuses 21 des EGR-Gaskühlers 14,
und es ist parallel zu und ferner in der Nähe von dem EGR-Gaskühler 14 angeordnet. Das
EGR-Gas wird in das Bypassrohr 15 aus dem EGR-Gas-Zweiwegeabschnitt 30 des
Zweiwegeverbindungsabschnitts 13 eingeleitet. Das Bypassrohr 15 ist
in der gleichen Weise wie das Gehäuse 21 durch integrales
Verbinden von zwei Formplatten (Metallplatten) aus einem Metallmaterial
(zum Beispiel rostfreier Stahl), das die ausgezeichnete Warmfestigkeit
und die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt, durch Löten mittels
eines Lotmaterials wie beispielsweise Kupfer in eine zylindrische
Rohrform gebildet. Dann wird der (in der Zeichnung) linke Endabschnitt
des Bypassrohres 15 mit einem Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 in
einem Zustand verbunden, dass der linke Endabschnitt in das Innere
eines Befestigungslochs mit einer Kreislochform, das in einer Kernplatte 34 des
Zweiwegeverbindungsabschnitts 13 ausgebildet ist, eingesetzt
ist. Ferner wird der (in der Zeichnung) rechte Endabschnitt des
Bypassrohres 15 mit einem Verbindungsabschnitt 16 in einem
Zustand verbunden, dass der rechte Endabschnitt in das Innere eines
Befestigungslochs mit einer Kreislochform, das in einer inneren
Trennwand 35 des Verbindungsabschnitts 16 ausgebildet
ist, eingesetzt ist.The bypass pipe 15 is an approximately cylindrical tube that is substantially the same size as the cylinder direction size of the housing 21 of the EGR gas cooler 14 , and is in parallel with and near the EGR gas cooler 14 arranged. The EGR gas is in the bypass pipe 15 from the EGR gas two-way section 30 of the two-way connection section 13 initiated. The bypass pipe 15 is in the same way as the case 21 by integrally connecting two mold plates (metal plates) made of a metal material (for example, stainless steel) exhibiting excellent heat resistance and erosion resistance, by soldering with a solder material such as copper into a cylindrical tube shape. Then the left end section (in the drawing) of the bypass tube 15 with a two-way connection section 13 connected in a state that the left end portion into the inside of a mounting hole with a circular hole shape, which in a core plate 34 of the two-way connection section 13 is trained, is used. Furthermore, the right end section (in the drawing) of the bypass tube 15 with a connecting section 16 connected in a state that the right end portion into the inside of a mounting hole with a circular hole shape, which in an inner partition 35 the connecting section 16 is trained, is used.
Ferner
ist im Innern des Bypassrohres 15 ein zweiter Abgaskanal 32 ausgebildet,
welcher das aus dem Innern des EGR-Gas-Zweiwegeabschnitt 30 eingeleitete
EGR-Gas an dem ersten
Abgaskanal 31 vorbei leitet. Ferner ist ein stromaufwärtiges Ende des
zweiten Abgaskanals 32 mit dem Innern des EGR-Gas-Zweiwegeabschnitts 30 verbunden,
und ein stromabwärtiges
Ende des zweiten Abgaskanals 32 ist mit dem Innern eines
zweiten Abgaskanals 32b, das im Inneren des Verbindungsabschnitts 16 ausgebildet
ist, verbunden. Hierbei ist an dem Bypassrohr 15 ein balgartiger
Balgabschnitt 36 integral ausgebildet, welcher in der Zylinderrichtung
des Bypassrohres 15 dehnbar und schrumpfbar ist.Furthermore, is inside the bypass tube 15 a second exhaust duct 32 formed which from inside the EGR gas two-way section 30 introduced EGR gas on the first exhaust duct 31 passes by. There is also an upstream end of the second exhaust passage 32 with the inside of the EGR gas two-way section 30 connected, and a downstream end of the second exhaust passage 32 is with the inside of a second exhaust duct 32b that is inside the connecting section 16 is formed, connected. Here is on the bypass tube 15 a bellows-like bellows section 36 integrally formed, which in the cylinder direction of the bypass tube 15 is stretchable and shrinkable.
Der
Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 bildet einen Abgaseinleitungsverbindungsabschnitt zum
Einleiten des EGR-Gases aus dem Innern des Abgasrückführkanals 4 des
abgasseitigen Abgasrührführströmungsrohres 5 und
ist aus einer Behälterplatte 33 und
einer Kernplatte 34 aufgebaut. Der Zweiwegeverbindungsabschnitt 13 ist
direkt mit einem stromaufwärtigen
Endabschnitt des Gehäuses 21 in
der Zylinderrichtung durch Löten
verbunden. Ferner sind die Behälterplatte 33 und
die Kernplatte 34 in der gleichen Weise wie das Gehäuse 21 durch Verbinden
von Formplatten (Metallplatten) aus einem Metallmaterial (zum Beispiel
rostfreier Stahl), welches die ausgezeichnete Warmfestigkeit und
die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt, durch Löten mittels
eines Lotmaterials wie beispielsweise Kupfer in vorgegebenen Formen
geformt. Hierbei bildet ein Innenraum, welcher von Ausnehmungsabschnitten der
Behälterplatte 33 und
der Kernplatte 34 umgeben ist, einen einlassseitigen Behälterabschnitt
des EGR-Gaskühlers 14 zum
Verteilen oder Verzweigen des in das Innere des EGR-Gaszweiwegeabschnitts 30 geströmten EGR-Gases
zu den jeweiligen ersten Abgaskanälen 31.The two-way connection section 13 forms an exhaust gas introduction connection portion for introducing the EGR gas from inside the exhaust gas recirculation passage 4 of the exhaust gas agitator flow pipe 5 and is from a container plate 33 and a core plate 34 built up. The two-way connection section 13 is directly with an upstream end portion of the housing 21 connected in the cylinder direction by soldering. Furthermore, the container plate 33 and the core plate 34 in the same way as the case 21 by joining shaped plates (metal plates) made of a metal material (for example, stainless steel) showing the excellent heat resistance and the excellent erosion resistance, by soldering using a solder material such as copper in predetermined shapes. Here, an interior space is formed which is formed by recess sections of the container plate 33 and the core plate 34 is surrounded, an inlet-side container section of the EGR gas cooler 14 for distributing or branching the inside of the EGR gas two-way section 30 flowed EGR gas to the respective first exhaust gas channels 31 ,
Dann
funktioniert der Innenraum (einlassseitige Behälterkammer), welcher von der
Behälterplatte 33 und
der Kernplatte 34 umgeben ist, als EGR-Gas-Zweiwegeabschnitt 30,
welcher das aus dem Innern des Abgasrückführkanals 4 des abgasseitigen
Abgasrückführströmungsrohres 5 eingeleitete
EGR-Gas in den ersten Abgaskanal 31 des EGR-Gaskühlers 14 und
den zweiten Abgaskanal 32 des Bypassrohres 15 mit
einem vorgegebenen Strömungsratenverhältnis verzweigt
oder die gesamte Strömungsrate
des aus dem Innern des Abgasrückführkanals 4 des
abgasseitigen Rückführströmungsrohres 5 eingeleiteten
EGR-Gases in den ersten Abgaskanal 31 des EGR-Gaskühlers 14 einleitet.
Hierbei sind in der Kernplatte 14 Einsetzlöcher mit
einer Winkellochform, mit welchen (in der Zeichnung) linke Endabschnitte
der jeweiligen ersten Abgaskanäle 31 der
mehreren Abgasrohre 32 durch Löten in einem Zustand verbunden
sind, dass die linken Endabschnitte in die Einsetzlöcher eingesetzt
sind, ausgebildet, wobei die Anzahl der Einsetzlöcher der Anzahl der Abgasrohre 22 entspricht.Then the interior works (inlet-side container chamber), which is from the container plate 33 and the core plate 34 is surrounded as an EGR gas two-way section 30 which is from inside the exhaust gas recirculation duct 4 the exhaust gas recirculation flow pipe 5 EGR gas introduced into the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 and the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 with a predetermined flow rate ratio or the total flow rate from the inside of the exhaust gas recirculation channel 4 of the exhaust-side return flow pipe 5 introduced EGR gas in the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 initiates. Here are in the core plate 14 Insert holes with an angled hole shape, with which (in the drawing) left end portions of the respective first exhaust gas channels 31 of the several exhaust pipes 32 are connected by soldering in a state that the left end portions are inserted into the insertion holes, the number of insertion holes being the number of the exhaust pipes 22 equivalent.
Der
Verbindungsabschnitt 16 wird in der gleichen Weise wie
das Gehäuse 21 durch
Formen einer Metallplatte aus einem Metallmaterial (zum Beispiel rostfreier
Stahl), welches die ausgezeichnete Warmfestigkeit und die Erosionsfestigkeit
zeigt, durch eine Presse in eine vorgegebene Form hergestellt. Der Verbindungsabschnitt 16 enthält einen
Befestigungsflanschabschnitt 37 zum direkten Verbinden
der stromabwärtigen
Abschnitte des EGR-Gaskühlers 14 und
des Bypassrohres 15 in Reihe mit dem Ventilgehäuse 17.
Ferner ist ein innerer Trennwandabschnitt 35 integral mit
dem Verbindungsabschnitt 16 ausgebildet. In dem inneren
Trennwandabschnitt 35 sind Einsetzlöcher mit einer Winkelform,
in welche (in der Zeichnung) rechte Endabschnitte der jeweiligen
ersten Abgaskanäle 31 der
mehreren Abgasrohre 22 durch Löten im einem Zustand verbunden
sind, dass diese rechten Endabschnitte in die Einsetzlöcher eingesetzt
sind, ausgebildet. Die Anzahl der Einsetzlöcher entspricht der Anzahl
der Abgasrohre 22.The connecting section 16 will be in the same way as the case 21 by molding a metal plate from a metal material (for example, stainless steel), which shows excellent heat resistance and erosion resistance, by a press into a predetermined shape. The connecting section 16 includes a mounting flange section 37 for directly connecting the downstream sections of the EGR gas cooler 14 and the bypass tube 15 in line with the valve body 17 , There is also an inner partition section 35 integral with the connecting portion 16 out forms. In the inner partition section 35 are insertion holes with an angular shape, into which (in the drawing) right end portions of the respective first exhaust gas passages 31 of the several exhaust pipes 22 are connected by soldering in a state that these right end portions are inserted into the insertion holes. The number of insertion holes corresponds to the number of exhaust pipes 22 ,
Hierbei
bildet der Innenraum, welcher durch das Ventilgehäuse 17 und
den Ausnehmungsabschnitt des inneren Trennwandabschnitts 35 umgeben
ist, einen auslassseitigen Behälterabschnitt
(erster Abgaskanal) 31b des EGR-Gaskühlers 14, um das aus
den jeweiligen ersten Abgaskanälen 31 eingeströmte EGR-Gas
bündeln
zu lassen. Ferner bildet der Verbindungsabschnitt 16 einen
Kühlwasserkanal 16,
welcher den Kühlwasserauslassabschnitt
des in dem Gehäuse 21 ausgebildeten
Kühlwasserkanals 23 und
den Kühlwasserkanal
im Innern des Ventilgehäuses 17 an
einer Seite in der Zeichnung über
dem zweiten Abgaskanal 32b direkt verbindet. Hierbei enthält der innere
Trennwandabschnitt 35 dieses Ausführungsbeispiels einen (in der
Zeichnung) oberen Trennwandabschnitt, welcher den Kühlwasserkanal 26 und
den ersten Abgaskanal 31b flüssigkeitsdicht und luftdicht
definiert, und einen (in der Zeichnung) unteren Trennwandabschnitt,
welcher den ersten Abgaskanal 31b und den zweiten Abgaskanal 32b flüssigkeitsdicht
und luftdicht definiert.Here, the interior is formed by the valve housing 17 and the recess portion of the inner partition portion 35 is surrounded, an outlet-side container section (first exhaust duct) 31b of the EGR gas cooler 14 to get that from the respective first exhaust channels 31 to let incoming EGR gas bundle. Furthermore, the connection section forms 16 a cooling water channel 16 which is the cooling water outlet portion of the in the housing 21 trained cooling water channel 23 and the cooling water channel inside the valve housing 17 on one side in the drawing above the second exhaust duct 32b connects directly. Here contains the inner partition section 35 of this embodiment, an (in the drawing) upper partition wall section, which the cooling water channel 26 and the first exhaust duct 31b defined liquid-tight and airtight, and a (in the drawing) lower partition section, which the first exhaust duct 31b and the second exhaust duct 32b defined liquid-tight and airtight.
Als
nächstes
sind an dem Ventilgehäuse 17 dieses
Ausführungsbeispiels
ein Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18,
welches ein Verhältnis zwischen
einer Strömungsrate
des EGR-Gases, welches in das Innere der jeweiligen ersten Abgaskanäle 31 des
EGR-Gaskühlers 14 strömt, und
einer Strömungsrate
des EGR-Gases, welches in das Innere des zweiten Abgaskanals 32 des
Bypassrohres strömt,
kontinuierlich regelt, ein Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil (EGR-Steuerventil) 19,
welches die Gesamtströmungsrate
des EGR-Gases, welches durch das Ventilgehäuse 17 strömt, kontinuierlich
regelt, und dergleichen integral befestigt. Ferner ist an dem Ventilgehäuse 17 ein
EGR-Mengensensor 20 integral befestigt. Der EGR-Mengensensor 20 wandelt
einen Ventilöffnungsgrad
(Drehwinkel) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 um
und gibt eine Menge des in eine Ansaugluft, welche in das Innere
des Ansaugkanals 3 strömt,
gemischten EGR-Gases,
d.h. eine EGR-Gasrückführströmungsrate
(EGR-Menge) in das Innere des Ansaugkanals 3 aus dem Abgaskanal 2 an
ein Motorsteuergerät
(Motorsteuereinheit: nachfolgend als ECU bezeichnet) 100 aus.Next are on the valve body 17 of this embodiment, an exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , which is a ratio between a flow rate of the EGR gas entering the interior of the respective first exhaust gas passages 31 of the EGR gas cooler 14 flows, and a flow rate of the EGR gas entering the inside of the second exhaust passage 32 of the bypass pipe flows, continuously regulates, an exhaust gas recirculation flow rate control valve (EGR control valve) 19 which is the total flow rate of EGR gas flowing through the valve body 17 flows, continuously regulates, and the like integrally attached. Furthermore, is on the valve housing 17 an EGR flow sensor 20 integrally attached. The EGR flow sensor 20 converts a valve opening degree (rotation angle) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 around and releases a lot of it into an intake air, which is inside the intake duct 3 flows, mixed EGR gas, that is, an EGR gas recirculation flow rate (EGR amount) into the inside of the intake passage 3 from the exhaust duct 2 to an engine control unit (engine control unit: hereinafter referred to as ECU) 100 out.
Das
Ventilgehäuse 17 dieses
Ausführungsbeispiels
wird durch das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 gemeinsam
benutzt. Demgemäß sind in
dem Ventilgehäuse 17,
wie in 1 und 3 dargestellt, ein erster
Abgaseinleitungskanal 41, in welchen das EGR-Gas aus dem ersten
Abgaskanal 31 des EGR-Gaskühlers 14 über den
ersten Abgaskanal 31b eingeleitet wird, ein zweiter Abgaseinleitungskanal 42,
in welchen das EGR-Gas aus dem zweiten Abgaskanal 32 des
Bypassrohres 15 über
den zweiten Abgaskanal 32b eingeleitet wird, ein Abgasrückführkanal
(Mischkammer) 43 zum Mischen des EGR-Gases hoher Temperatur und des EGR-Gases
niedriger Temperatur, ein Verbindungskanal 45, welcher
mit dem Abgasrückführkanal 43 über den
Abgasrückführkanal 44 verbunden ist,
und ein Abgasrückführkanal 46,
welcher das EGR-Gas in das Innere des im Innern des ansaugseitigen
Abgasrückführströmungsrohres 6 ausgebildeten
Abgasrückführkanals 4 aus
dem Verbindungskanal 45 einleitet, ausgebildet. Der erste
Abgaseinleitungskanal 41, der zweite Abgaseinleitungskanal 42, der
Abgasrückführkanal 43,
der Abgasrückführkanal 44,
der Verbindungskanal 45 und der Abgasrückführkanal 46 bilden
den Abgasrückführkanal 4.The valve housing 17 of this embodiment is through the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 shared. Accordingly, are in the valve housing 17 , as in 1 and 3 shown, a first exhaust gas inlet channel 41 , in which the EGR gas from the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 via the first exhaust duct 31b is initiated, a second exhaust gas inlet channel 42 , in which the EGR gas from the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 via the second exhaust duct 32b is initiated, an exhaust gas recirculation channel (mixing chamber) 43 for mixing the high temperature EGR gas and the low temperature EGR gas, a communication passage 45 which with the exhaust gas recirculation channel 43 via the exhaust gas recirculation duct 44 is connected, and an exhaust gas recirculation channel 46 , which the EGR gas into the interior of the inside of the intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 trained exhaust gas recirculation duct 4 from the connecting channel 45 initiates, trained. The first exhaust gas inlet duct 41 , the second exhaust gas inlet duct 42 , the exhaust gas recirculation duct 43 , the exhaust gas recirculation duct 44 , the connecting channel 45 and the exhaust gas recirculation duct 46 form the exhaust gas recirculation channel 4 ,
Hierbei
ist der Abgasrückführkanal 43 so
aufgebaut, dass das EGR-Gas aus dem ersten Abgaseinleitungskanal 41 durch
die erste Einleitungsöffnung 51 in
den Abgasrückführkanal 43 eingeleitet wird
und gleichzeitig das EGR-Gas aus dem zweiten Abgaseinleitungskanal 42 über die
zweite Einleitungsöffnung 52 in
den Abgasrückführkanal 43 eingeleitet
wird. Ferner steht der Verbindungskanal 45 mit den ersten
Abgaskanälen 31 des
EGR-Gaskühlers 14 über den
ersten Abgaseinleitungskanal 41 und die erste Einleitungsöffnung 51 in
Verbindung, und gleichzeitig steht der Verbindungskanal 45 mit den
zweiten Abgaskanälen 32 des
Bypassrohres 15 über
den zweiten Abgaseinleitungskanal 42 und die zweite Einleitungsöffnung 52 in
Verbindung. Ferner ist in einem (in der Zeichnung) unteren Ende
des zweiten Abgaseinleitungskanals 42 ausgebildeten Öffnungsabschnitt
ein Stopfen 47 befestigt.Here is the exhaust gas recirculation channel 43 constructed so that the EGR gas from the first exhaust gas inlet duct 41 through the first opening 51 into the exhaust gas recirculation channel 43 is introduced and at the same time the EGR gas from the second exhaust gas inlet duct 42 via the second inlet opening 52 into the exhaust gas recirculation channel 43 is initiated. There is also the connecting channel 45 with the first exhaust channels 31 of the EGR gas cooler 14 via the first exhaust gas inlet duct 41 and the first introduction opening 51 connected, and at the same time the connection channel is 45 with the second exhaust channels 32 of the bypass tube 15 via the second exhaust gas inlet duct 42 and the second introduction opening 52 in connection. Furthermore, in a (in the drawing) lower end of the second exhaust gas inlet duct 42 trained opening portion a plug 47 attached.
Ferner
ist im Innern des Ventilgehäuses 17 ein
Kühlwasserkanal 27 ausgebildet,
in welchen das Motorkühlwasser
aus dem Kühlwasserauslassabschnitt
des in dem EGR-Gaskühler 14 ausgebildeten Kühlwasserkanals 23 über den
Kühlwasserkanal 26 eingeleitet
wird. Ein Kühlwassereinlassabschnitt
des Kühlwasserkanals 27,
welcher an einem (in der Zeichnung) linken Endabschnitt des Kühlwasserkanals 27 ausgebildet
ist, ist direkt mit dem Kühlwasserkanal 26 des
Verbindungsabschnitts 16 verbunden. Ferner ist an einem
(in der Zeichnung) rechten Endabschnitt des Kühlwasserkanals 27 ein
Kühlwasserauslassrohr 12 vorgesehen,
welches mit dem Kühlwasserrohr 9 verbunden
ist. Hierbei sind in diesem Ausführungsbeispiel
der Kühlwasserkanal 23 des EGR-Gaskühlers 14 und
der Kühlwasserkanal 27 des
Ventilgehäuses 17 auf
einer innenbauteiligen (zum Beispiel Lager 57) Seite des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
auf einer innenbauteiligen (zum Beispiel Lager 76) Seite
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 angeordnet,
wodurch die Innenbauteile einfacher mittels des Motorkühlwassers
gekühlt
werden können.Furthermore, is inside the valve housing 17 a cooling water channel 27 in which the engine cooling water from the cooling water outlet portion of the in the EGR gas cooler 14 trained cooling water channel 23 via the cooling water channel 26 is initiated. A cooling water inlet section of the cooling water channel 27 , which at a (in the drawing) left end portion of the cooling water channel 27 is formed is directly connected to the cooling water channel 26 the connecting section 16 connected. Furthermore, is at a (in the drawing) right end portion of the cooling water channel 27 a cooling water outlet pipe 12 provided which with the cooling water pipe 9 connected is. Here are the cooling water channel in this embodiment 23 of the EGR gas cooler 14 and the cooling water channel 27 of the valve housing 17 on an internal component (for example bearing 57 ) Side of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and on an internal component (for example bearing 76 ) Exhaust gas recirculation flow rate control valve side 19 arranged, whereby the internal components can be cooled more easily by means of the engine cooling water.
Dann
ist das Ventilgehäuse 17 dieses
Ausführungsbeispiels
durch Aluminiumguss oder Aluminiumdruckguss integral in eine vorgegebene
Form geformt und durch Befestigen an einem stromabwärtigen Abschnitt
des Verbindungsabschnitts 16 der Abgaskühlvorrichtung, welcher integral
durch Löten ausgebildet
ist, mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Schrauben wie
beispielsweise Befestigungsschrauben oder dergleichen fixiert. In
diesem Fall ist, um ein Austreten des Motorkühlwassers aus einem Verbindungsabschnitt,
wo der Kühlwasserkanal 26 des
Verbindungsabschnitts 16 und der Kühlwasserkanal 27 des
Ventilgehäuses 17 verbunden
sind, eine Gummidichtung (nicht dargestellt in der Zeichnung) zwischen
einer (in der Zeichnung) rechten Endfläche des Befestigungsflanschabschnitts 37 des
Verbindungsabschnitts 16 und einer (in der Zeichnung) linken
Endfläche
des Ventilgehäuses 17 montiert.
Ferner sind, um ein Austreten des EGR-Gases aus einem Verbindungsabschnitt,
wo der erste Abgaskanal 31b des Verbindungsabschnitts 16 und
der erste Abgaseinleitungskanal 41 des Ventilgehäuses 17 verbunden
sind, zu verhindern und gleichzeitig ein Austreten des EGR-Gases
aus einem Verbindungsabschnitt, wo der zweite Abgaskanal 32b des
Verbindungsabschnitts 16 und der zweite Abgaseinleitungskanal 42 des
Ventilgehäuses 17 verbunden sind,
zu verhindern Metalldichtungen (nicht dargestellt in der Zeichnung)
jeweils zwischen einer (in der Zeichnung) rechten Endfläche des
Befestigungsflanschabschnitts 37 des Verbindungsabschnitts 16 und einer
(in der Zeichnung) linken Endfläche
des Ventilgehäuses 17 montiert.Then the valve body 17 of this embodiment is integrally molded into a predetermined shape by cast aluminum or die-cast aluminum and by attaching to a downstream portion of the connection portion 16 the exhaust gas cooling device, which is integrally formed by soldering, by means of screws, not shown in the drawing, such as fastening screws or the like. In this case, there is a leakage of the engine cooling water from a connection section where the cooling water channel 26 the connecting section 16 and the cooling water channel 27 of the valve housing 17 are connected, a rubber seal (not shown in the drawing) between a (in the drawing) right end surface of the mounting flange portion 37 the connecting section 16 and a left end face (in the drawing) of the valve housing 17 assembled. Also, to prevent the EGR gas from leaking from a connection portion where the first exhaust passage 31b the connecting section 16 and the first exhaust gas introduction channel 41 of the valve housing 17 are connected to prevent and at the same time leakage of the EGR gas from a connecting section where the second exhaust duct 32b the connecting section 16 and the second exhaust gas introduction duct 42 of the valve housing 17 are connected to prevent metal seals (not shown in the drawing) each between a (in the drawing) right end surface of the mounting flange portion 37 the connecting section 16 and a left end face (in the drawing) of the valve housing 17 assembled.
Wenn
hierbei ein Metallmaterial, welches integral mit dem Verbindungsabschnitt 16 verlötet werden
kann, als Material des Ventilgehäuses 17 verwendet
wird, kann beim Durchführen
des integralen Lötens
der Abgaskühlvorrichtung
auch das Ventilgehäuse 17 durch
Löten verbunden
werden. In diesem Fall werden nach dem Durchführen des integralen Lötens die
jeweiligen Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
die jeweiligen Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 und die jeweiligen
Bauteile des EGR-Mengensensors 20 an dem Ventilgehäuse 17 montiert.
Hierbei kann der Kühlwasserkanal 27 des
Ventilgehäuses 17 in
einem Umfang der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57)
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 und
eines Antriebsmotors (später
beschrieben) zum Zwecke des Schutzes der inneren Bauteile (zum Beispiel
Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 vor
Wärme des EGR-Gases
vorgesehen sein.If this is a metal material which is integral with the connecting portion 16 can be soldered as the material of the valve housing 17 is used, the valve housing can also be carried out when performing the integral soldering of the exhaust gas cooling device 17 be connected by soldering. In this case, after performing the integral soldering, the respective components of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , the respective components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 and the respective components of the EGR flow sensor 20 on the valve housing 17 assembled. Here, the cooling water channel 27 of the valve housing 17 to a degree of internal components (for example bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 and a drive motor (described later) for the purpose of protecting the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 be provided before heat of the EGR gas.
Das
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 enthält eine
erste und eine zweite Einleitungsöffnung 51, 52,
welche im Innern des Ventilgehäuses 17 ausgebildet
sind, ein Doppeltellerventil 53 aus Metall, welches die Öffnungsflächen der
ersten und der zweiten Einleitungsöffnung 51, 52 regelt,
einen Ventilschaft aus Metall (schaftartiger Abschnitt) 54,
welcher in der axialen Richtung integral mit dem Doppeltellerventil 53 hin
und her betätigt
wird, eine Ventilelement-Antriebseinrichtung (später beschrieben) zum Antreiben
des Doppeltellerventils 53 und des Ventilschafts 54 in
der Aufwärtsrichtung
in der Zeichnung, und eine Ventilelement-Vorspanneinrichtung (zum Beispiel Feder) 55,
welche das Doppeltellerventil 53 und den Ventilschaft 54 nach
unten in der Zeichnung vorspannt. Hierbei ist die zweite Einleitungsöffnung 52 im
Innern einer Ventilplatte 56 aus Metall ausgebildet.The exhaust gas flow rate ratio control valve 18 contains a first and a second inlet opening 51 . 52 which inside the valve housing 17 are formed, a double-plate valve 53 made of metal, which the opening surfaces of the first and second inlet opening 51 . 52 regulates a valve stem made of metal (stem-like section) 54 , which is integral with the double poppet valve in the axial direction 53 is operated back and forth, a valve element drive device (described later) for driving the double-poppet valve 53 and the valve stem 54 in the upward direction in the drawing, and a valve element biasing device (e.g. spring) 55 which the double plate valve 53 and the valve stem 54 biased downward in the drawing. Here is the second opening 52 inside a valve plate 56 made of metal.
Das
Doppeltellerventil 53 dieses Ausführungsbeispiels ist in einer
etwa scheibenartigen Form unter Verwendung eines Metallmaterials
ausgebildet, welches die ausgezeichnete Warmfestigkeit und die ausgezeichnete
Erosionsfestigkeit zeigt, wie beispielsweise rostfreier Stahl oder
dergleichen, und ist aus einem normalerweise offenen ersten Ventilelement
(erster Flanschabschnitt, Ventil) 61, welches eine Öffnungsfläche der
ersten Einleitungsöffnung 51 regelt,
einem normalerweise geschlossenen zweiten Ventilelement (zweiter
Flanschabschnitt, Ventil) 62, welches eine Öffnungsfläche der
zweiten Einleitungsöffnung 52 regelt,
einem zylindrischen Verbindungsabschnitt 63, welcher das
erste und das zweite Ventilelement 61, 62 verbindet,
und dergleichen aufgebaut. Das Doppeltellerventil 53 ist über einen
Außenumfang
eines Ventilhalteabschnitts gepasst, der an einer (in der Zeichnung)
unteren Endseite des Ventilschafts 54 ausgebildet ist,
und ist integral mit dem Ventilschaft 54 ausgebildet. Hierbei
besitzt das Doppeltellerventil 53 dieses Ausführungsbeispiels den
Aufbau, dass, selbst wenn das zweite Ventilelement 62 auf
der Seite des Bypassrohres 15 vollständig geöffnet ist, das erste Ventilelement 61 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 nicht
vollständig
geschlossen ist. Wenn das zweite Ventilelement 62 des Doppeltellerventils 53 auf
der Seite des Bypassrohres 15 vollständig geschlossen ist, ruht
ferner das zweite Ventilelement 62 auf dem zweiten Ventilsitz
an der (in der Zeichnung) oberen Endseite, der aus dem etwa kreisringförmigen Ventilsitz 56 gebildet
ist, und daher ist die zweite Einleitungsöffnung 52 hermetisch geschlossen.The double plate valve 53 of this embodiment is formed in an approximately disc-like shape using a metal material exhibiting excellent heat resistance and erosion resistance such as stainless steel or the like, and is made of a normally open first valve element (first flange portion, valve) 61 , which has an opening area of the first introduction opening 51 regulates a normally closed second valve element (second flange section, valve) 62 , which has an opening area of the second introduction opening 52 regulates a cylindrical connecting section 63 , which the first and the second valve element 61 . 62 connects, and the like built. The double plate valve 53 is fitted over an outer periphery of a valve holding portion, which is on a (in the drawing) lower end side of the valve stem 54 is formed, and is integral with the valve stem 54 educated. Here the double-poppet valve has 53 this embodiment has the structure that even if the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 is completely open, the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 is not completely closed. If the second valve element 62 of the double plate valve 53 on the side of the bypass tube 15 is completely closed, the second valve element also rests 62 on the second valve seat on the (in the drawing) upper end side, which consists of the approximately circular valve seat 56 is formed, and therefore the second introduction port 52 hermetically sealed.
Der
Ventilschaft 54 dieses Ausführungsbeispiels ist verschiebbar
im Innern eines inneren Bauteils (zum Beispiel Lager 57)
angeordnet, welches in einem Lagerhalteabschnitt auf der (in der
Zeichnung) linken Seite des Ventilgehäuses 17 aufgenommen und
gehalten ist. In der gleichen Weise wie das Doppeltellerventil 53 ist
der Ventilschaft 54 integral aus einem Metallmaterial,
wie beispielsweise rostfreier Stahl oder dergleichen, ausgebildet,
welches die ausgezeichnete Warmfestigkeit und die ausgezeichnete
Erosionsfestigkeit zeigt, wobei der Ventilschaft 54 einen
Ventilhalteabschnitt enthält,
welcher das Doppeltellerventil 53 unter Verwendung einer
Befestigungseinrichtung wie zum Beispiel Schweißen hält und fixiert. Hierbei ist
eine Hülse
großen
Durchmessers 58 an einem Außenumfang des Ventilschafts 54 befestigt.
Ferner ist in dem Ventilgehäuse 17 eine Hülse kleinen
Durchmessers 59, welche in einen Innendurchmesser der Hülse großen Durchmessers 58 eingepasst
ist, befestigt. Aufgrund des Vorsehens der Hülse großen Durchmessers 58 und
der Hülse kleinen
Durchmessers 59 dringen die winzigen Teilchen, welche in
dem EGR-Gas enthalten
sind, in das Innere eines zwischen einem Außenumfang des Ventilschafts 54 und
einem Innenumfang des Lagers 57 ausgebildeten Lagergleitabschnitt, wodurch
die Bildung der Ablagerung unterdrückt wird. Demgemäß ist es
möglich,
einen Nachteil zu verhindern, dass die Ablagerung in einem winzigen
Spalt, der zwischen dem Außenumfang
des Ventilschafts 54 und dem Innenumfang des Lagers 57 definiert
ist, sich festsetzt und daher der Ventilschaft 54 an einer Gleitfläche des
Lagers 57 anhaftet, wodurch das Doppeltellerventil 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 den
ruhigen Öffnungs/Schließvorgang
nicht durchführen
kann.The valve stem 54 this embodiment is slidable inside an inner structure partly (e.g. warehouse 57 ) arranged, which in a bearing section on the (in the drawing) left side of the valve housing 17 is recorded and held. In the same way as the double plate valve 53 is the valve stem 54 integrally formed of a metal material such as stainless steel or the like, which shows the excellent heat resistance and the excellent erosion resistance, with the valve stem 54 includes a valve holding section which holds the double poppet valve 53 holds and fixes using a fastener such as welding. Here is a sleeve of large diameter 58 on an outer circumference of the valve stem 54 attached. Furthermore, is in the valve housing 17 a sleeve of small diameter 59 , which in an inner diameter of the sleeve of large diameter 58 is fitted, attached. Due to the provision of the large diameter sleeve 58 and the small diameter sleeve 59 the tiny particles contained in the EGR gas penetrate inside between an outer periphery of the valve stem 54 and an inner circumference of the bearing 57 trained bearing sliding portion, whereby the formation of the deposit is suppressed. Accordingly, it is possible to prevent a disadvantage that the deposit in a tiny gap between the outer periphery of the valve stem 54 and the inner circumference of the bearing 57 is defined, and therefore the valve stem 54 on a sliding surface of the bearing 57 adheres, causing the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 cannot carry out the quiet opening / closing process.
Die
Ventilelement-Antriebseinrichtung, welche das Doppeltellerventil 53 und
den Ventilschaft 54 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 dieses
Ausführungsbeispiels
antreibt, ist ein mit Unterdruck arbeitendes Stellglied, welches
Gebrauch von einem Negativdruck macht und das erste Ventilelement 61 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 aus
dem Doppeltellerventil 53 in die Ventilschließrichtung
antreibt und gleichzeitig das zweite Ventilelement 62 auf
der Seite des Bypassrohres 15 aus dem Doppeltellerventil 53 in
die Ventilöffnungsrichtung
antreibt. Hierbei verschiebt das mit Unterdruck arbeitende Stellglied
eine Membran 64 durch Steuern des Druckunterschieds zwischen
einer Unterdruckkammer 65a, die zwischen einem Gehäuse 60 und
einer Dünnfilm-Membran 64 gebildet
ist, und einer Atmosphärendruckkammer 65 mittels
eines elektromagnetischen oder eines elektrisch betriebenen Unterdrucksteuerventils 18a,
wodurch der Hub des Doppeltellerventils 53 und des Ventilschafts 54 in
der axialen Richtung erzeugt wird. Auf einen Mittelabschnitt der
Membran 64 wird durch zwei Druckplatten 66 gedrückt, um
die Befestigung eines (in der Zeichnung) oberen Endabschnitts des
Ventilschafts 54 durch eine Befestigungseinrichtung wie
beispielsweise Verstemmen zu ermöglichen.The valve element drive device, which is the double-plate valve 53 and the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 of this embodiment is a negative pressure actuator using negative pressure and the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 from the double plate valve 53 drives in the valve closing direction and at the same time the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 from the double plate valve 53 drives in the valve opening direction. Here, the actuator working with negative pressure moves a membrane 64 by controlling the pressure difference between a vacuum chamber 65a between a housing 60 and a thin film membrane 64 is formed, and an atmospheric pressure chamber 65 by means of an electromagnetic or an electrically operated vacuum control valve 18a , which causes the stroke of the double-plate valve 53 and the valve stem 54 is generated in the axial direction. On a middle section of the membrane 64 is through two pressure plates 66 pressed to attach an upper end portion (in the drawing) of the valve stem 54 by a fastening device such as caulking.
Ferner
ist die Unterdruckkammer 65a ausgestaltet, um einen Unterdruck
von einer Unterdruckquelle, wie beispielsweise einer Vakuumpumpe, über das
elektromagnetische oder elektrisch betriebene Unterdrucksteuerventil 18a zu
empfangen. Hierbei ist das elektromagnetische oder elektrisch betriebene Unterdrucksteuerventil 18a in
der Lage, den in das Innere der Unterdruckkammer 65a eingeleiteten
Unterdruck kontinuierlich zu ändern.
Ferner kann ein Unterdruck in dem Ansaugrohr als Unterdruckquelle verwendet
werden. Außerdem
ist eine Feder 55 im Innern der Unterdruckkammer 65a angeordnet.
Diese Feder 55 ist eine Feder (Ventilelement-Vorspanneinrichtung),
welche dem Vorspannen des ersten Ventilelements 61 in die Ventilöffnungsrichtung
und gleichzeitig dem Vorspannen des zweiten Ventilelements 62 in
die Ventilschließrichtung
durch Drücken der
Membran 64 zu der Seite der Atmosphärendruckkammer 65 dient.
Hierbei sind in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 dieses
Ausführungsbeispiels
zwischen dem Lagerhalteabschnitt des Ventilgehäuses 17 und dem (in
der Zeichnung) oberen Endseitenabschnitt des Ventilschafts 54 ein zylindrisches
Stoppelement 68 und eine zylindrische Führung 69 zum Halten
einer Öldichtung 67 befestigt.Furthermore, the vacuum chamber 65a configured to a vacuum from a vacuum source, such as a vacuum pump, via the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a to recieve. Here is the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a able to get inside the vacuum chamber 65a introduced negative pressure change continuously. Furthermore, a vacuum in the intake pipe can be used as a vacuum source. There is also a feather 55 inside the vacuum chamber 65a arranged. That feather 55 is a spring (valve element biasing device) which is used to bias the first valve element 61 in the valve opening direction and at the same time the biasing of the second valve element 62 in the valve closing direction by pressing the membrane 64 to the side of the atmospheric pressure chamber 65 serves. Here are in the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 this embodiment between the bearing portion of the valve housing 17 and the upper end side portion (in the drawing) of the valve stem 54 a cylindrical stop element 68 and a cylindrical guide 69 for holding an oil seal 67 attached.
Das
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 enthält einen
Verbindungskanal 45, der im Innern des Ventilgehäuses 17 angeordnet
ist, ein Ventil aus Metall (Ventilelement) 71, welches
eine Öffnungsfläche des
Verbindungskanals 45 regelt, einen metallenen Ventilschaft 72,
welcher integral mit dem Ventil 71 in der Drehrichtung
betrieben wird, eine Ventilelement-Antriebseinrichtung (später beschrieben),
welche das Ventil 71 und den Ventilschaft 72 in
der Ventilöffnungsrichtung
antreibt, und eine Ventilelement-Vorspanneinrichtung (zum Beispiel Feder),
welche das Ventil 71 und den Ventilschaft 72 in
die Ventilschließrichtung
vorspannt. Hierbei ist der Verbindungskanal 45 im Innern
des metallenen, kreiszylindrischen Rohres (Düse) 74 ausgebildet, welches
in das Innere des Ventilgehäuses 17 eingepasst
ist.The exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 contains a connection channel 45 which is inside the valve body 17 is arranged, a valve made of metal (valve element) 71 , which has an opening area of the connecting channel 45 regulates a metal valve stem 72 which is integral with the valve 71 is operated in the direction of rotation, a valve element drive device (described later) which the valve 71 and the valve stem 72 drives in the valve opening direction, and a valve element biasing means (for example spring) which the valve 71 and the valve stem 72 preloaded in the valve closing direction. Here is the connection channel 45 inside the metal, circular cylindrical tube (nozzle) 74 formed which in the interior of the valve housing 17 is fitted.
Das
Ventil 71 dieses Ausführungsbeispiels ist
unter Verwendung eines Metallmaterials, welches die ausgezeichnete
Warmfestigkeit und die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt,
wie zum Beispiel rostfreier Stahl, in eine etwa scheibenartige Form ausgebildet.
Ein Dichtring 75, welcher mit einer Innenwandfläche (Strömungskanalfläche) der
Düse 74 in
Gleitkontakt kommen kann, ist an einem Außenumfangsabschnitt des Ventils 71 in
der Nähe
der vollständig
offenen Stellung des Ventils gehalten. Der Dichtring 75 ist
ebenso unter Verwendung eines Metallmaterials, welches die ausgezeichnete
Wärmefestigkeit
und die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt, wie zum Beispiel
rostfreier Stahl, in der gleichen Weise wie das Ventil 71 in
eine etwa zylindrische Form geformt. Der Ventilschaft 72 ist
verschiebbar im Innern eines inneren Bauteils (zum Beispiel Lager 76)
befestigt, welches in einem Lagerhalterabschnitt (rechte Seite in
der Zeichnung) des Ventilgehäuses 17 aufgenommen
und gehalten ist. Der Ventilschaft 72 ist unter Verwendung
eines Metallmaterials, welches die ausgezeichnete Wärmefestigkeit und
die ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt, wie zum Beispiel rostfreier
Stahl, in der gleichen Weise wie das Ventil 71 integral
ausgebildet. Ferner besitzt der Ventilschaft 72 einen Ventilhalteabschnitt
zum Halten und Befestigen des Ventils 71 daran mittels
einer Befestigungseinrichtung, wie zum Beispiel Schweißen. Um
ein Phänomen
zu unterdrücken, dass
in dem EGR-Gas enthaltene winzige Teilchen in das Innere des Lagergleitabschnitts
eindringen, welcher zwischen einem Außenumfang des Ventilschafts 72 und
einem Innenumfang des Lagers 76 ausgebildet ist, und eine
Ablagerung bilden, ist hierbei eine Führung 77 an dem Außenumfang
des Ventilschafts 72 befestigt. Durch einen solchen Aufbau
ist es möglich,
einen Nachteil zu überwinden,
dass die Ablagerung in den winzigen Spalt eindringt, der zwischen
dem Außenumfang
des Ventilschafts 72 und dem Innenumfang des Lagers 76 definiert
ist, und daher der Ventilschaft 72 an der Gleitfläche des
Lagers 76 anhaftet, wodurch der ruhige Öffnungs-/Schließvorgang
des Ventils 71 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 nicht
erzielt werden könnte.The valve 71 of this embodiment is formed into an approximately disk-like shape using a metal material exhibiting excellent heat resistance and erosion resistance, such as stainless steel. A sealing ring 75 , which with an inner wall surface (flow channel surface) of the nozzle 74 can come into sliding contact is on an outer peripheral portion of the valve 71 kept near the fully open position of the valve. The sealing ring 75 is also using a metal material showing excellent heat resistance and erosion resistance, such as stainless steel way like the valve 71 shaped into an approximately cylindrical shape. The valve stem 72 can be moved inside an internal component (e.g. bearing 76 ) attached, which in a bearing holder section (right side in the drawing) of the valve housing 17 is recorded and held. The valve stem 72 is using a metal material showing excellent heat resistance and erosion resistance, such as stainless steel, in the same way as the valve 71 integrally formed. The valve stem also has 72 a valve holding section for holding and fixing the valve 71 attached to it by means of a fastening device such as welding. In order to suppress a phenomenon that minute particles contained in the EGR gas enter the inside of the bearing sliding portion, which is between an outer periphery of the valve stem 72 and an inner circumference of the bearing 76 is formed, and form a deposit, here is a guide 77 on the outer periphery of the valve stem 72 attached. With such a structure, it is possible to overcome a disadvantage that the deposit penetrates into the minute gap between the outer periphery of the valve stem 72 and the inner circumference of the bearing 76 is defined, and therefore the valve stem 72 on the sliding surface of the bearing 76 adheres, causing the valve to open / close smoothly 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 could not be achieved.
Ferner
ist die Ventilantriebseinrichtung des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 aus einem
elektrisch betriebenen Stellglied aus einer Triebeinheit aufgebaut
und treibt das Ventil 71 durch Drehantrieb des Ventilschafts 72 in
eine Ventilöffnungsrichtung
an. An einem (in der Zeichnung) oberen Endabschnitt des Ventilschafts 72 dieses
Ausführungsbeispiels
ist ein Verstemmbefestigungsabschnitt integral ausgebildet, welcher
ein ventilseitiges Getriebe 78, welches ein Bauelement
eines Kraftübertragungsmechanismus
bildet, und einen Rotor 79, welcher ein Bauelement des
EGR-Mengensensors 20 bildet, daran mittels einer Befestigungseinrichtung wie
beispielsweise einer Verstemmung oder dergleichen befestigt.Furthermore, the valve drive device of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 constructed from an electrically operated actuator from a drive unit and drives the valve 71 by rotating the valve stem 72 in a valve opening direction. At an upper end portion of the valve stem (in the drawing) 72 of this embodiment, a caulking attachment portion is integrally formed which has a valve-side gear 78 , which forms a component of a power transmission mechanism, and a rotor 79 which is a component of the EGR flow sensor 20 forms, attached to it by means of a fastening device such as caulking or the like.
Die
Triebeinheit ist ausgestaltet, um einen Antriebsmotor (nicht dargestellt
in der Zeichnung), welcher das Ventil 71 und den Ventilschaft 72 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 in
der Drehrichtung antreibt, und einen Kraftübertragungsmechanismus (in
diesem Ausführungsbeispiel
ein Untersetzungsgetriebemechanismus) zum Übertragen einer Drehkraft des
Antriebsmotors auf den Ventilschaft 72 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 zu
enthalten. Der Untersetzungsgetriebemechanismus ist zum Verringern
einer Drehzahl einer Motorwelle des Antriebsmotors auf ein vorgegebenes
Untersetzungsverhältnis
vorgesehen und enthält
ein Ritzel (nicht dargestellt in der Zeichnung), welches an einem
Außenumfang
der Motorwelle des Antriebsmotors befestigt ist, ein Untersetzungszwischengetriebe
(nicht dargestellt in der Zeichnung), welches mit dem Ritzel in
Eingriff steht und durch das Ritzel angetrieben wird, und ein ventilseitiges
Zahnrad 78, welches mit dem Untersetzungszwischengetriebe
in Eingriff steht und durch das Untersetzungszwischengetriebe angetrieben
wird.The drive unit is designed to a drive motor (not shown in the drawing), which the valve 71 and the valve stem 72 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 drives in the direction of rotation, and a power transmission mechanism (a reduction gear mechanism in this embodiment) for transmitting a rotational force of the drive motor to the valve stem 72 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to contain. The reduction gear mechanism is provided for reducing a speed of a motor shaft of the drive motor to a predetermined reduction ratio and includes a pinion (not shown in the drawing) which is fixed to an outer periphery of the motor shaft of the drive motor, a reduction gear (not shown in the drawing) which engages with the pinion and is driven by the pinion, and a valve-side gear 78 , which is in engagement with the reduction gear and is driven by the reduction gear.
Das
ventilseitige Zahnrad 78 ist in einer vorgegebenen etwa
Ringform zum Beispiel unter Verwendung eines Kunstharzmaterials
integral geformt. An einem Außenumfangsabschnitt
des ventilseitigen Zahnrads 78 ist ein Zahnradabschnitt 80,
welcher mit dem Untersetzungszwischengetriebe in Eingriff steht,
integral ausgebildet. Hierbei ist in dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 dieses
Ausführungsbeispiels
eine Feder 73 zwischen einer unteren Wandfläche eines
Getriebegehäuseabschnitts oder
eines Motorgehäuseabschnitts 81,
welcher integral mit einer (in der Zeichnung) oberen Endseite des Ventilgehäuses 17 ausgebildet
ist, und einer (in der Zeichnung) unteren Endseite des ventilseitigen Zahnrads 78 befestigt.
Ferner ist ein Rotor 79 aus einem eisen-gerichteten Metallmaterial
(magnetisches Material) an einem Innenumfangsabschnitt des ventilseitigen
Zahnrads 78 durch Einsetzformen ausgebildet.The valve-side gear 78 is integrally molded in a predetermined roughly ring shape using, for example, a synthetic resin material. On an outer peripheral portion of the valve-side gear 78 is a gear section 80 , which is in engagement with the reduction intermediate gear, integrally formed. Here is in the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 this embodiment a spring 73 between a lower wall surface of a gear housing section or a motor housing section 81 , which is integral with an (in the drawing) upper end side of the valve housing 17 is formed, and a (in the drawing) lower end side of the valve-side gear 78 attached. There is also a rotor 79 made of an iron-directed metal material (magnetic material) on an inner peripheral portion of the valve-side gear 78 formed by insert molding.
Der
EGR-Mengensensor 20 ist eine Drehwinkelerfassungsvorrichtung,
welche einen Ventilöffnungsgrad
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19,
d.h. einen Drehwinkel des Ventils 71 und des Ventilschafts 72 erfasst.
Der EGR-Mengensensor 20 ist aus dem oben genannten Rotor 79,
einem geteilten Permanentmagneten 91, welcher eine Magnetfelderzeugungsquelle
ist, einem geteilten Joch (nicht dargestellt in der Zeichnung),
welches durch den Permanentmagneten 91 magnetisiert wird,
mehreren Hall-Elementen (berührungslose
Drehwinkelerfassungselemente), welche integral auf einer Seite einer
Sensorabdeckung 92, welche aus einem elektrisch isolierenden
Kunstharz gemacht ist, in einem Zustand, dass die Hall-Elemente
dem Permanentmagneten 91 zugewandt sind, angeordnet sind,
Anschlüssen 94,
welche die Hall-Elemente 93 und eine externe ECU 100 elektrisch
verbinden, und einem Stator 95, welcher aus einem eisen-gerichteten
Metallmaterial (magnetisches Material) gemacht ist, welcher magnetische
Flüsse
auf die Hall-Elemente 93 fokussiert, aufgebaut. Hierbei
ist zwischen dem Lagerhalteabschnitt des Ventilgehäuses 17 dieses
Ausführungsbeispiels
und einem (in der Zeichnung) oberen Endseitenabschnitt des Ventilschafts 72 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 eine Öldichtung 96 befestigt.The EGR flow sensor 20 12 is a rotation angle detection device which shows a valve opening degree of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 , ie an angle of rotation of the valve 71 and the valve stem 72 detected. The EGR flow sensor 20 is from the above rotor 79 , a split permanent magnet 91 , which is a magnetic field generation source, a split yoke (not shown in the drawing) which is formed by the permanent magnet 91 is magnetized, several Hall elements (non-contact rotation angle detection elements), which are integral on one side of a sensor cover 92 , which is made of an electrically insulating synthetic resin, in a state that the Hall elements are the permanent magnet 91 are facing, are arranged, connections 94 which are the Hall elements 93 and an external ECU 100 electrically connect, and a stator 95 which is made of an iron-directed metal material (magnetic material) which has magnetic fluxes on the Hall elements 93 focused, built. Here is between the bearing section of the valve housing 17 of this embodiment and an upper end side portion (in the drawing) of the valve stem 72 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 an oil seal 96 attached.
In
der ECU 100 ist ein Mikrocomputer einer bekannten Konstruktion
vorgesehen, welcher durch Einschließen von Funktionen einer CPU,
welche eine Steuerverarbeitung und eine arithmetische Verarbeitung
ausführt,
einer Speichervorrichtung (Speicher wie beispielsweise ROM, RAM
und dergleichen), welche verschiedene Programme und Daten speichert,
einer Eingabeschaltung, einer Ausgabeschaltung und dergleichen aufgebaut
ist. Ferner ist die ECU 100 so ausgestaltet, dass, wenn
ein in der Zeichnung nicht dargestellter Zündschalter eingeschaltet wird
(IG/ON), zum Beispiel basierend auf einem in dem Speicher gespeicherten
Steuerprogramm der Ventilöffnungsgrad
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
der Ventilöffnungsgrad
des Ventils 71 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 elektronisch
gesteuert werden. Hierbei ist die ECU 100 auch so ausgestaltet,
dass, wenn der Zündschalter
ausgeschaltet wird (IG/OFF), die oben genannte Steuerung basierend
auf dem in dem Speicher gespeicherten Steuerprogramm zwangsweise
beendet wird.In the ECU 100 is a microcomputer one known construction provided which is constructed by including functions of a CPU which executes control processing and arithmetic processing, a memory device (memory such as ROM, RAM and the like) which stores various programs and data, an input circuit, an output circuit and the like , Furthermore, the ECU 100 designed such that when an ignition switch (not shown in the drawing) is switched on (IG / ON), for example based on a control program stored in the memory, the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the valve opening degree of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 can be controlled electronically. Here is the ECU 100 also configured so that when the ignition switch is turned off (IG / OFF), the above-mentioned control is forcibly ended based on the control program stored in the memory.
Hierbei
sind Sensorsignale der verschiedenen Sensoren so ausgestaltet, dass
sie dem in der ECU 100 integrierten Mikrocomputer nach
Unterziehen einer A/D-Umsetzung
durch einen A/D-Umsetzer eingegeben werden. Ferner sind mit dem
Mikrocomputer ein Drehzahlsensor 101, welcher eine Motordrehzahl
(auch als Motordrehzahl NE bezeichnet) erfasst, als eine Betriebszustandserfassungseinrichtung
zum Erfassen eines Betriebszustandes des Motors 1, ein
Beschleunigungsöffnungsgradsensor
(Motorlasterfassungseinrichtung) 102, welcher einen Beschleunigungsöffnungsgrad
(ACCP) entsprechend einem Eindrückmaß eines
Gaspedals erfasst, ein Ansaugtemperatursensor 103, welcher
eine Temperatur einer in die jeweiligen Zylinder des Motors 1 durch
die Ansaugrohre angesaugten Ansaugluft (Ansaugtemperatur) erfasst,
ein Ansaugluftmengensensor (Luftströmungsmesser, nicht dargestellt
in der Zeichnung), welcher eine Strömungsrate (Ansaugluftmenge)
der in die jeweiligen Zylinder des Motors 1 durch das Ansaugrohr
angesaugten Ansaugluft erfasst, und ein Kühlwassertemperatursensor (Kühlwassertemperaturerfassungseinrichtung,
nicht dargestellt in der Zeichnung), welcher eine Motorkühlwassertemperatur
(THW) erfasst, und dergleichen verbunden.Here, sensor signals from the various sensors are designed so that they correspond to those in the ECU 100 integrated microcomputer after undergoing A / D conversion by an A / D converter. There is also a speed sensor with the microcomputer 101 , which detects an engine speed (also referred to as engine speed NE), as an operating state detection device for detecting an operating state of the engine 1 , an acceleration opening degree sensor (engine load detection device) 102 , which detects an acceleration opening degree (ACCP) according to a depression amount of an accelerator pedal, an intake temperature sensor 103 which is a temperature one in the respective cylinder of the engine 1 through the intake pipes intake air (intake temperature) detected, an intake air quantity sensor (air flow meter, not shown in the drawing), which a flow rate (intake air quantity) into the respective cylinder of the engine 1 intake air sucked through the intake pipe, and a cooling water temperature sensor (cooling water temperature detecting means, not shown in the drawing) that detects an engine cooling water temperature (THW), and the like.
Ferner
sind mit dem Mikrocomputer der oben genannte EGR-Mengensensor 20 und
ein Abgastemperatursensor (Abgastemperaturerfassungseinrichtung) 104,
welcher eine Temperatur des im Innern des Abgasrückführkanals 4 des ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohres 6 zu
dem Innern des Ansaugkanals 3 nach Ausströmen aus
dem EGR-Modul 7 strömenden
EGR-Gases erfasst, verbunden. Hierbei gibt der Abgastemperatursensor 104 ein
Sensorsignal fein Spannungssignal) entsprechend einer Temperatur
des EGR-Gases nach Vermischen des EGR-Gases, welches im Innern der
jeweiligen ersten Abgaskanäle 31 des
EGR-Gaskühlers 14 strömt, und
des EGR-Gases, welches im Innern der zweiten Abgaskanäle 32 des
Bypassrohres 15 strömt,
zu der ECU 100 aus.Furthermore, with the microcomputer, the above-mentioned EGR amount sensor 20 and an exhaust gas temperature sensor (exhaust gas temperature detection device) 104 , which is a temperature of the inside of the exhaust gas recirculation channel 4 of the intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 to the inside of the intake duct 3 after flowing out of the EGR module 7 flowing EGR gas detected, connected. Here, the exhaust gas temperature sensor 104 a sensor signal fine voltage signal) corresponding to a temperature of the EGR gas after mixing the EGR gas, which is inside the respective first exhaust gas channels 31 of the EGR gas cooler 14 flows, and the EGR gas, which is inside the second exhaust channels 32 of the bypass tube 15 flows to the ECU 100 out.
(Steuerverfahren von Ausführungsbeispiel
1)(Control method of embodiment
1)
Als
nächstes
wird kurz das Steuerverfahren der Abgasrückführvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
in Zusammenhang mit 1 bis 3 erläutert.Next, the control method of the exhaust gas recirculation device of this embodiment will be briefly related to FIG 1 to 3 explained.
Die
ECU 100 ist ausgestaltet, um elektromagnet-betätigte Ventile
von Injektoren (zum Beispiel elektromagnetische Brennstoffeinspritzventile),
die entsprechend jeweiligen Zylindern des Motors 1 befestigt
sind, zu steuern. D.h. eine Grundeinspritzmenge (Q) wird basierend
auf der durch den Drehzahlsensor 101 erfassten Motordrehzahl
(NE) und dem durch den Beschleunigungsöffnungssensor 102 erfassten
Beschleunigungsöffnungsgrad
(ACCP) berechnet. Dann wird eine Befehlseinspritzmenge (eine Solleinspritzmenge
QFIN) durch Addieren einer Einspritzkorrekturmenge berechnet, die
man erhält,
i dem die Motorkühlwassertemperatur
(THW), eine Brennstofftemperatur (THF) und dergleichen bei der Grundeinspritzmenge
(Q) berücksichtigt
werden. Ferner ist die ECU 100 ausgestaltet, um eine Befehlseinspritzperiode
(TFIN) basierend auf der Motordrehzahl (NE) und der Befehlseinspritzmenge
(QFIN) zu berechnen.The ECU 100 is designed to operate solenoid-operated valves of injectors (for example, electromagnetic fuel injectors) that correspond to respective cylinders of the engine 1 are attached to control. That is, a basic injection quantity (Q) is based on that by the speed sensor 101 detected engine speed (NE) and that by the accelerator opening sensor 102 detected acceleration opening degree (ACCP) is calculated. Then, a command injection amount (a target injection amount QFIN) is calculated by adding an injection correction amount obtained by taking the engine cooling water temperature (THW), a fuel temperature (THF), and the like into account in the basic injection amount (Q). Furthermore, the ECU 100 configured to calculate a command injection period (TFIN) based on the engine speed (NE) and the command injection amount (QFIN).
Ferner
führt die
ECU 100 in diesem Ausführungsbeispiel,
um die durch die ECU 100 befohlene (bestimmte) Soll-EGR-Gastemperatur
(Sollwert) und die durch den Abgastemperatursensor 104 erfasste EGR-Gastemperatur
(Messwert) im Wesentlichen einander anzugleichen, eine Rückkopplungssteuerung
eines Antriebsstromwerts der Ventilelement-Antriebseinrichtung zum
Antreiben des Doppeltellerventils 53 und des Ventilschafts 54 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
insbesondere eines Antriebsstromwerts des elektromagnetischen oder elektrisch
betriebenen Unterdrucksteuerventils 18a basierend auf einer
bekannten Proportional-Integral-Differential-Steuerung
(PID-Steuerung) oder einer bekannten Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung)
aus. Hierbei wird die Soll-EGR-Gastemperatur so bestimmt, dass der
Betriebszustand des Motors 1 basierend auf wenigstens Informationen
aus Sensorsignalen von dem Drehzahlsensor 101, dem Beschleunigungsöffnungsgradsensor 102, dem
Abgastemperatursensor 104 und dergleichen und der Befehlseinspritzmenge
(QFIN) erfasst wird und dann ein optimaler Wert der Soll-EGR-Gastemperatur
basierend auf dem aktuellen Betriebszustand des Motors 1 bestimmt
wird. Hierbei ist es wünschenswert,
dass die Steuerung des Steuerbefehlswerts (Antriebsstromwert) an
das elektromagnetische oder elektrisch betriebene Unterdrucksteuerventil 18a mittels
einer Einschaltsteuerung ausgeführt
wird. D.h. die ECU 100 wendet die Einschaltsteuerung an,
bei welcher eine Einschalt/Ausschalt-Rate der Steuerimpulssignale
je Zeiteinheit (Erregungsrate oder Einschaltverhältnis) entsprechend der Temperaturabweichung
zwischen der Soll-EGR-Gastemperatur und der erfassten EGR-Gastemperatur
eingestellt wird und der Ventilöffnungsgrad
(Drehwinkel) des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 kontinuierlich
verändert
wird.The ECU also leads 100 in this embodiment, by the ECU 100 Commanded (determined) target EGR gas temperature (target value) and by the exhaust gas temperature sensor 104 detected EGR gas temperature (measured value) substantially equal to each other, a feedback control of a drive current value of the valve element drive device for driving the double-plate valve 53 and the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , in particular a drive current value of the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a based on a known proportional-integral-differential control (PID control) or a known proportional-integral control (PI control). Here, the target EGR gas temperature is determined so that the operating state of the engine 1 based on at least information from sensor signals from the speed sensor 101 , the accelerator opening degree sensor 102 , the exhaust gas temperature sensor 104 and the like and the command injection amount (QFIN) is detected and then an optimal value of the target EGR gas temperature based on the current operating state of the engine 1 is determined. Here, it is desirable that control of the control command value (drive current value) to the electromagnetic cal or electrically operated vacuum control valve 18a is carried out by means of a switch-on control. Ie the ECU 100 applies the switch-on control, in which a switch-on / switch-off rate of the control pulse signals per unit of time (excitation rate or switch-on ratio) is set in accordance with the temperature deviation between the target EGR gas temperature and the detected EGR gas temperature and the valve opening degree (angle of rotation) of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 is continuously changed.
Ferner
führt die
ECU 100 in diesem Ausführungsbeispiel,
um die durch die ECU 100 befohlene (bestimmte) Befehls-EGR-Menge
(Soll-Ventilöffnungsgrad)
und die durch den EGR-Mengensensor 20 erfasste EGR-Menge
(tatsächlicher
Ventilöffnungsgrad)
im wesentlichen anzugleichen, eine Rückkopplungssteuerung eines
Antriebsstromwerts des Antriebsmotors zum Drehantrieb des Ventils 71 und
des Ventilschafts 72 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 basierend
auf einer bekannten Proportional-Integral-Differential-Steuerung (PID-Steuerung)
oder einer bekannten Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung)
aus. Hierbei wird die Befehls-EGR-Menge so bestimmt, dass der Betriebszustand
des Motors 1 basierend auf Sensorsignalen von dem EGR-Mengensensor 20,
dem Drehzahlsensor 101, dem Ansaugtemperatursensor 103,
dem Ansaugluftmengensensor und dergleichen und auf der Befehlseinspritzmenge
(QFIN) bestimmt wird und dann ein optimaler Wert der befohlenen EGR-Menge
basierend auf dem aktuellen Betriebszustand des Motors 1,
d.h. der optimale Wert der befohlenen EGR-Menge, welche die Erzeugungsmenge
von Stickstoffoxid (NOx) in dem Abgas bei gleichzeitiger Unterdrückung einer
Verringerung der Ausgangsleistung des Motors 1 und Verringerung
der Betriebsfähigkeit
des Motors 1 reduzieren kann, bestimmt wird. Hierbei ist
es wünschenswert,
dass die Steuerung des Steuerbefehlswerts (Antriebsstromwert) zu
dem Antriebsmotor mittels einer Einschaltsteuerung ausgeführt wird.
D.h. die ECU 100 wendet die Einschaltsteuerung an, bei
welcher eine Einschalt/Ausschalt-Rate der Steuerimpuls signale je Zeiteinheit
(Erregungsrate oder Einschaltverhältnis) entsprechend der Abweichung
zwischen der befohlenen EGR-Menge (Soll-Ventilöffnungsgrad) und der gemessenen
EGR-Menge (tatsächlicher
Ventilöffnungsgrad)
eingestellt wird und der Ventilöffnungsgrad
(Drehwinkel) des Ventils 71 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 kontinuierlich
verändert
wird.The ECU also leads 100 in this embodiment, by the ECU 100 commanded (determined) command EGR amount (target valve opening degree) and that by the EGR amount sensor 20 substantially equalize detected EGR amount (actual valve opening degree), a feedback control of a drive current value of the drive motor for rotating the valve 71 and the valve stem 72 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 based on a known proportional-integral-differential control (PID control) or a known proportional-integral control (PI control). Here, the command EGR amount is determined so that the operating state of the engine 1 based on sensor signals from the EGR quantity sensor 20 , the speed sensor 101 , the intake temperature sensor 103 , the intake air amount sensor, and the like and on the command injection amount (QFIN), and then an optimal value of the commanded EGR amount based on the current operating state of the engine 1 , that is, the optimum value of the commanded EGR amount, which is the generation amount of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas while suppressing a decrease in the output of the engine 1 and reducing engine operability 1 can reduce, is determined. Here, it is desirable that the control command value (drive current value) to the drive motor is controlled by a power-up control. Ie the ECU 100 applies the switch-on control, in which a switch-on / switch-off rate of the control pulse signals per unit of time (excitation rate or switch-on ratio) is set in accordance with the deviation between the commanded EGR quantity (target valve opening degree) and the measured EGR quantity (actual valve opening degree) and the valve opening degree (angle of rotation) of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 is continuously changed.
Als
nächstes
wird ein Beispiel des Steuerverfahrens des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 entsprechend
dem Betriebszustand des Motors 1 erläutert. Zuerst wird, wenn der
Betrieb des Motors 1 gestoppt wird, um die Erzeugung eines Phänomens zu
verhindern, dass die in dem Abgas enthaltenen winzigen Teilchen
an der Oberfläche
des ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 anhaften
und eine Haftablagerung auf der Oberfläche bilden, die Erregung des
elektromagnetischen oder des elektrisch betriebenen Unterdrucksteuerventils 18a gestoppt,
um das erste Ventilelement 61 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 vollständig zu öffnen und
das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 vollständig zu schließen. Durch
einen solchen Vorgang wird, wenn der Betrieb des Motors 1 gestoppt
wird, die erste Einleitungsöffnung 51,
welche das Abgas in das Innere des Abgasrückführkanals (Mischkanal) 43 auf
der Ansaugseite von den ersten Abgaskanälen 31 im Innern des
EGR-Gaskühlers 14 einleitet,
freigegeben (vollständig
geöffnet),
und die zweite Einleitungsöffnung 52,
welche das Abgas aus den zweiten Abgaskanälen 32 im Innern des
Bypassrohres 15 in das Innere des Abgasrückführkanals 43 auf
der Ansaugseite einleitet, gesperrt (vollständig geschlossen). D.h. wenn
der Betrieb des Motors 1 gestoppt wird, wird die Temperatur
des EGR-Gases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals 4 zum
Rückführen des
EGR-Gases in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres strömt, auf
ein etwas höheres
Niveau gesetzt.Next, an example of the control method of the valve opening degree of the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 according to the operating state of the engine 1 explained. First, when the engine is operating 1 is stopped to prevent the generation of a phenomenon that the minute particles contained in the exhaust gas on the surface of the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 adhere and form an adhesive deposit on the surface, the excitation of the electromagnetic or the electrically operated vacuum control valve 18a stopped the first valve element 61 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 on the side of the EGR gas cooler 14 fully open and the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 to close completely. Through such an operation, when the engine is operating 1 is stopped, the first opening 51 which the exhaust gas into the interior of the exhaust gas recirculation channel (mixing channel) 43 on the intake side of the first exhaust ducts 31 inside the EGR gas cooler 14 initiates, releases (fully open), and the second opening 52 which the exhaust gas from the second exhaust gas channels 32 inside the bypass tube 15 into the interior of the exhaust gas recirculation duct 43 initiates on the intake side, blocked (completely closed). Ie if the operation of the engine 1 is stopped, the temperature of the EGR gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation channel 4 for returning the EGR gas into the intake duct 3 of the intake pipe flows, set to a somewhat higher level.
Ferner
wird, wenn der Betriebszustand des Motors 1 beim Starten
des Betriebs in einer kalten Jahreszeit ist, d.h. wenn die durch
den Kühlwassertemperatursensor
erfasste Motorkühlwassertemperatur
(THW) niedriger als ein erster vorgegebener Wert (zum Beispiel 0°C) ist, um
den ausreichenden Leerlaufeffekt auf die Ansaugluft zu erzielen,
das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 vollständig geöffnet. Selbst
wenn die zweite Einleitungsöffnung 52,
welche das Abgas aus dem zweiten Abgaskanal 32 in das Innere
des Bypassrohres 15 einleitet, voll ständig geöffnet ist, öffnet hierbei in diesem Ausführungsbeispiel
das erste Ventilelement 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 die erste
Einleitungsöffnung 51,
welche das Abgas aus den ersten Abgaskanälen 31 in das Innere
des EGR-Gaskühlers 14 einleitet,
mit einem vorgegebenen Öffnungsgrad
oder mehr. D.h. das erste Ventilelement 61 auf der Seite
des EGR-Gaskühlers 14 wird nicht
vollständig
geschlossen und daher ruht das erste Ventilelement 61 nicht
auf dem Ventilsitz.Furthermore, when the operating state of the engine 1 when starting operation in a cold season, that is, when the engine cooling water temperature (THW) detected by the cooling water temperature sensor is lower than a first predetermined value (for example, 0 ° C) to achieve the sufficient idling effect on the intake air, the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 fully open. Even if the second opening 52 which the exhaust gas from the second exhaust duct 32 into the inside of the bypass tube 15 initiates, is fully open, opens the first valve element in this embodiment 61 on the side of the EGR gas cooler 14 the first opening 51 which the exhaust gas from the first exhaust gas channels 31 inside the EGR gas cooler 14 initiates, with a predetermined degree of opening or more. Ie the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 is not closed completely and therefore the first valve element is at rest 61 not on the valve seat.
Ferner
wird, nachdem der Leerlaufbetrieb des Motors 1 beendet
ist (nach dem Leerlauf des Motors 1), d.h. wenn die durch
den Kühlwassertemperatursensor
erfasste Motorkühlwassertemperatur (THW)
höher als
ein zweiter vorgegebener Wert (zum Beispiel 80°C) höher als der erste vorgegebene
Wert ist, um die Erzeugung des Stickstoffoxids (NOx) durch Senken
der Verbrennungstemperatur des Brennstoffs in den Verbrennungskammern
der jeweiligen Zylinder des Motors 1 effektiv zu reduzieren,
die Erregung des elektromagnetischen oder elektrisch betriebenen
Unterdrucksteuerventils 18a gestoppt, um so das erste Ventilelement 61 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 vollständig zu öffnen und das
zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohrs 15 vollständig zu
schließen.
Aufgrund eines solchen Vorgangs wird nach dem Leerlaufbetrieb des
Motors 1 die Temperatur des EGR-Gases, welches durch das
Innere des Abgasrückführkanals 4 zum
Rückführen des
EGR-Gases in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres strömt, ausreichend
niedrig. Insbesondere wird die Temperatur des EGR-Gases, welches
in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres rückgeführt wird, zum Beispiel etwa
120°C.Furthermore, after the engine idles 1 is finished (after the engine is idling 1 ), i.e. when the engine cooling water temperature (THW) detected by the cooling water temperature sensor is higher than a second predetermined value (for example 80 ° C) higher than the first predetermined value, in order to reduce the generation of the nitrogen oxide (NOx) by lowering the combustion temperature of the fuel in the Combustion chambers of the respective cylinder of the engine 1 effectively reduce the excitation of the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a stopped so the first valve element 61 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 on the side of the EGR gas cooler 14 fully open and the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 to close completely. Due to such an operation, the engine will idle 1 the temperature of the EGR gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation channel 4 for returning the EGR gas into the intake duct 3 of the intake pipe flows, sufficiently low. In particular, the temperature of the EGR gas entering the intake duct 3 of the intake pipe is returned, for example about 120 ° C.
Ferner
wird während
einer Dauer vom Starten des Leerlaufs des Motors 1 in der
kalten Jahreszeit, d.h. wenn die durch den Kühlwassertemperatursensor erfasste
Kühlwassertemperatur
(THW) auf einen Wert in einem Temperaturbereich von einer Temperatur
gleich oder höher
als der erste vorgegebene Wert (zum Beispiel 0°C) bis zu einer Temperatur gleich
oder niedriger als der zweite vorgegebene Wert (zum Beispiel 80°C) eingestellt
ist, um die durch den Abgastemperatursensor 104 erfasste
EGR-Gastemperatur (Temperatur des aus dem EGR-Modul 7 geströmten und
in das Innere des Ansaugkanals 3 geströmten EGR-Gases) im Wesentlichen
an die Soll-EGR-Gastemperatur, welche entsprechend dem Betriebszustand
des Motors 1 eingestellt ist, anzugleichen, eine Rückkopplungssteuerung
bezüglich des
Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis- Regelventils 18 mittels
einer bekannten Proportional-Integral-Differential-Steuerung (PID-Steuerung)
oder einer bekannten Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung)
ausgeführt.
Demgemäß wird während der
Dauer vom Starten bis zum Leerlauf des Motors 1 in der kalten
Jahreszeit die Temperatur des EGR-Gases, welches durch das Innere
des Abgasrückführkanals 4 zum
Rückführen des
EGR-Gases in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres strömt, entsprechend
der Soll-EGR-Gastemperatur gesteuert. Insbesondere wird die Temperatur
des EGR-Gases, welches in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres
rückgeführt wird, zum
Beispiel auf etwa 130°C
bis 300°C
geregelt.Furthermore, during a period of starting the engine idling 1 in the cold season, that is, when the cooling water temperature (THW) detected by the cooling water temperature sensor has a value in a temperature range from a temperature equal to or higher than the first predetermined value (for example, 0 ° C) to a temperature equal to or lower than the second specified value (for example 80 ° C) is set by the exhaust gas temperature sensor 104 EGR gas temperature recorded (temperature of the EGR module 7 flowed and into the interior of the intake duct 3 flowed EGR gas) essentially to the target EGR gas temperature, which corresponds to the operating state of the engine 1 is set to adjust, a feedback control with respect to the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 by means of a known proportional-integral-differential control (PID control) or a known proportional-integral control (PI control). Accordingly, during the period from starting to idling the engine 1 in the cold season the temperature of the EGR gas, which passes through the interior of the exhaust gas recirculation channel 4 for returning the EGR gas into the intake duct 3 of the intake pipe flows, controlled according to the target EGR gas temperature. In particular, the temperature of the EGR gas entering the intake duct 3 of the intake pipe is returned, for example regulated to about 130 ° C to 300 ° C.
Hierbei
wird während
der Dauer vom Starten bis zum Leerlauf des Motors 1 in
der kalten Jahreszeit die Temperatur des Abgases in Abhängigkeit
von der Motorlast verändert.
Insbesondere wird, wenn die Motorlast niedrig ist, die Temperatur
des Abgases zum Beispiel etwa 180°C,
und wenn die Motorlast mittel ist, wird die Temperatur des Abgases
zum Beispiel etwa 350°C.
Demgemäß ist es
während
der Dauer vom Starten bis zum Leerlauf des Motors 1 in der
kalten Jahreszeit durch Optimieren des Ventilöffnungsgrades des Doppeltellerventils 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 entsprechend
der Motorlast möglich,
die EGR-Gastemperatur auf die Soll-EGR-Gastemperatur (zum Beispiel etwa
130°C bis
300°C) zu
steuern.Here, during the period from starting to idling the engine 1 in the cold season the temperature of the exhaust gas changes depending on the engine load. In particular, when the engine load is low, the temperature of the exhaust gas becomes, for example, about 180 ° C, and when the engine load is medium, the temperature of the exhaust gas becomes, for example, about 350 ° C. Accordingly, it is during the period from starting to idling the engine 1 in the cold season by optimizing the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 Depending on the engine load, it is possible to control the EGR gas temperature to the target EGR gas temperature (for example about 130 ° C to 300 ° C).
Als
nächstes
wird die Funktionsweise der Abgasrückführvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
in Zusammenhang mit 1 bis 3 erläutert.Next, the operation of the exhaust gas recirculation device of this embodiment will be related to FIG 1 to 3 explained.
(Funktionsweise des ersten
Ausführungsbeispiels)(How the first one works
Embodiment)
Wenn
zum Beispiel das Ansaugventil der in dem Zylinderkopf des Motors 1 ausgebildeten
Ansaugöffnung
beim Starten des Motors 1, wie beispielsweise des Dieselmotors,
geöffnet
wird, wird die Ansaugluft, welche durch den Luftfilter 10 gefiltert wird,
in den Ansaugverteiler der jeweiligen Zylinder durch den Ansaugkanal 3,
den Drosselkörper
und den Druckausgleichsbehälter
des Ansaugrohres verteilt und in das Innere der jeweiligen Zylinder
des Motors 1 gesaugt. Im Motor 1 wird die Luft
komprimiert, um eine Temperatur höher als eine Temperatur zu haben,
bei welcher der Kraftstoff brennbar wird, und dann wird ein unter
hohen Druck gesetzter Brennstoff aus einem Injektor eingespritzt,
wodurch die Verbrennung erzeugt wird. Anschließend wird das Verbrennungsgas,
welches in den jeweiligen Zylindern verbrannt wird, aus den in dem
Zylinderkopf des Motors 1 ausgebildeten Abgasöffnungen
ausgegeben und durch Abgasverteiler und den Abgaskanal 2 der
Abgasrohre nach außen
ausgegeben.For example, if the intake valve is in the cylinder head of the engine 1 trained intake opening when starting the engine 1 , such as the diesel engine, is opened, the intake air through the air filter 10 is filtered into the intake manifold of the respective cylinder through the intake duct 3 , the throttle body and the surge tank of the intake pipe distributed and inside the respective cylinder of the engine 1 sucked. In the engine 1 the air is compressed to have a temperature higher than a temperature at which the fuel becomes combustible, and then a fuel under pressure is injected from an injector, thereby producing the combustion. Then the combustion gas, which is burned in the respective cylinders, from the in the cylinder head of the engine 1 trained exhaust ports and output through exhaust manifolds and the exhaust duct 2 the exhaust pipes are released to the outside.
Hierbei
wird der dem elektromagnetischen oder elektrisch betriebenen Unterdrucksteuerventil 18a zugeführte Antriebsstromwert
durch die ECU 100 so geregelt, dass das Doppeltellerventil 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 einen
vorgegebenen Ventilöffnungsgrad
annimmt, der Unterdruck wird in die Unterdruckkammer 65a eingeleitet
und die Membran 64 weicht entsprechend dem Druckunterschied
zwischen der Unterdruckkammer 65a und der Atmosphärendruckkammer 65 aus
und der Ventilschaft 54 wird um ein vorgegebenes Hubmaß in der
Zeichnung nach oben gehoben. Durch einen solchen Vorgang wird das
erste Ventilelement 61 des Doppeltellerventils 53 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 in
die Ventilschließrichtung
angetrieben und daher wird die Öffnungsfläche der
im Innern des Ventilgehäuses 17 ausgebildeten
ersten Einleitungsöffnung 51 auf
einen vorgegebenen Ventilöffnungsgrad
geregelt. Gleichzeitig wird das zweite Ventilelement 62 des
Doppeltellerventils 53 auf der Seite des Bypassrohres 15 in
die Ventilöffnungsrichtung
angetrieben und daher wird die Öffnungsfläche des
im Innern des Ventilgehäuses 17 ausgebildeten zweiten
Einleitungsöffnung 52 auf
einen vorgegebenen Ventilöffnungsgrad
geregelt. Demgemäß werden eine
Strömungsrate
des EGR-Gases, welches
im Innern der ersten Abgaskanäle 31 des
EGR-Gaskühlers
strömt,
und eine Strömungsrate
des EGR-Gases, welches im Innern des zweiten Abgaskanals 32 des
Bypassrohres 15 strömt,
entsprechend dem Betriebszustand des Motors 1 und der Temperatur
des EGR-Gases optimiert.Here, the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a drive current value supplied by the ECU 100 regulated so that the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 assumes a predetermined valve opening degree, the negative pressure is in the negative pressure chamber 65a initiated and the membrane 64 deviates according to the pressure difference between the vacuum chamber 65a and the atmospheric pressure chamber 65 out and the valve stem 54 is lifted up by a specified stroke dimension in the drawing. Through such an operation, the first valve element 61 of the double plate valve 53 on the side of the EGR gas cooler 14 driven in the valve closing direction and therefore the opening area of the inside of the valve housing 17 trained first introduction opening 51 regulated to a predetermined valve opening degree. At the same time, the second valve element 62 of the double plate valve 53 on the side of the bypass tube 15 driven in the valve opening direction and therefore the opening area of the inside of the valve housing 17 trained second inlet opening 52 regulated to a predetermined valve opening degree. Accordingly, a flow rate of the EGR gas which is inside the first exhaust gas passages 31 of the EGR gas cooler lers flows, and a flow rate of the EGR gas, which is inside the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 flows according to the operating state of the engine 1 and the temperature of the EGR gas optimized.
Wenn
dagegen der Antriebsmotor durch die ECU 100 erregt wird,
sodass das Ventil 71 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 einen vorgegebenen
Ventilöffnungsgrad
annimmt, wird die Motorwelle des Antriebsmotors gedreht. Dann wird aufgrund
der Drehung der Motorwelle das Ritzel gedreht und ein Drehmoment
wird auf das Untersetzungszwischengetriebe übertragen. Dann wird durch die
Drehung des Untersetzungszwischengetriebes das ventilseitige Zahnrad 78 mit
dem Zahnradabschnitt 80, welcher mit dem Untersetzungszwischengetriebe
in Eingriff steht, gedreht. Demgemäß wird der Ventilschaft 72,
welcher integral mit dem ventilseitigen Zahnrad 78 ausgebildet
ist, um einen vorgegebenen Drehwinkel gedreht und das Ventil 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 wird
in die Richtung gedreht, dass das Ventil 71 von der vollständig geschlossenen
Stellung in die vollständig
offene Stellung öffnet
(Ventilöffnungsrichtung).
Durch einen solchen Vorgang wird die Öffnungsfläche des Verbindungskanals 45,
welcher mit den ersten Abgaskanälen 31 des
EGR-Gaskühlers 14 durch
den ersten Abgaseinleitungskanal 41 und die Einleitungsöffnung 51 in
Verbindung steht und auch mit dem zweiten Abgaskanal 32 des
Bypassrohres 15 durch den zweiten Abgaseinleitungskanal 42 und
die zweite Einleitungsöffnung 52 in
Verbindung steht, auf einen vorgegebenen Ventilöffnungsgrad geregelt. Demgemäß kann die
Gesamtströmungsrate
des EGR-Gases, welches
durch den Abgasrückführkanal 43,
den Abgasrückführkanal 44, den
Verbindungskanal 45 und den Abgasrückführkanal 46 in dem
Ventilgehäuse 17 strömt, d.h.
die Gesamtströmungsrate
des EGR-Gases, welches durch das Innere des Abgasrückführkanals 4 zum
Rückführen des
EGR-Gases in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohrs strömt, entsprechend
dem Betriebszustand des Motors 1 und der Temperatur des EGR-Gases
optimiert werden.On the other hand, if the drive motor by the ECU 100 is excited so the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 assumes a predetermined valve opening degree, the motor shaft of the drive motor is rotated. Then, due to the rotation of the motor shaft, the pinion is rotated and torque is transmitted to the reduction gear. Then the valve-side gear is turned by the rotation of the reduction gear 78 with the gear section 80 , which is in engagement with the reduction gear, rotated. Accordingly, the valve stem 72 , which is integral with the valve-side gear 78 is formed to rotate a predetermined angle of rotation and the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 is turned in the direction that the valve 71 opens from the fully closed position to the fully open position (valve opening direction). Through such a process, the opening area of the connecting channel 45 which with the first exhaust channels 31 of the EGR gas cooler 14 through the first exhaust gas inlet duct 41 and the inlet opening 51 is connected and also with the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 through the second exhaust gas inlet duct 42 and the second introduction opening 52 is connected, regulated to a predetermined valve opening degree. Accordingly, the total flow rate of the EGR gas flowing through the exhaust gas recirculation passage 43 , the exhaust gas recirculation duct 44 , the connecting channel 45 and the exhaust gas recirculation duct 46 in the valve housing 17 flows, ie the total flow rate of the EGR gas which passes through the interior of the exhaust gas recirculation channel 4 for returning the EGR gas into the intake duct 3 of the intake pipe flows according to the operating state of the engine 1 and the temperature of the EGR gas can be optimized.
Demgemäß strömt das EGR-Gas,
welches aus dem Abgaskanal 2 des Abgasrohres in den in dem
abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohr ausgebildeten
Abgasrückführkanal 4 eingeleitet
wird, durch das Innere des EGR-Moduls 7 und den im Innern
des ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohres 6 ausgebildeten
Abgasrückführkanal 4 in
das Innere des Ansaugkanals 3 des Ansaugrohres und wird
mit der Ansaugluft aus dem Luftfilter 10 vermischt. Hierbei
wird das EGR-Gas, welches aus dem abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohr 5 in
das Innere des EGR-Gas-Zweiwegeabschnitts 30 des Zweiwegeverbindungsabschnitts 13 eingeleitet
wird, mit einem vorgegebenen Strömungsratenverhältnis in
die ersten Abgaskanäle 31 des
EGR-Gaskühlers 14 und
den zweiten Abgaskanal 32 des Bypassrohres 15 verzweigt.
Das EGR-Gas, welches in die ersten Abgaskanäle 31 des EGR-Gaskühlers 14 strömt, wird
dem Wärmeaustausch
mit dem Motorkühlwasser,
welches im Innern des Kühlwasserkanals 23 des EGR-Gaskühlers 14 strömt, unterzogen
und wird damit gekühlt.
Anschließend
strömt
das EGR-Gas über den
ersten Abgaskanal 31b des Verbindungsabschnitts 16 in
das Innere des ersten Abgaseinleitungskanals 41 des Ventilgehäuses 17.
Dann strömt das
EGR-Gas, welches in das Innere des ersten Abgaseinleitungskanals 41 strömt, durch
die erste Einleitungsöffnung 51 in
den Abgasrückführkanal 43.Accordingly, the EGR gas flows out of the exhaust passage 2 of the exhaust pipe in the exhaust gas recirculation duct formed in the exhaust gas recirculation flow pipe 4 is initiated through the interior of the EGR module 7 and inside the exhaust gas recirculation flow pipe 6 trained exhaust gas recirculation duct 4 into the interior of the intake duct 3 of the intake pipe and with the intake air from the air filter 10 mixed. Here, the EGR gas coming from the exhaust gas recirculation flow pipe 5 inside the EGR gas two-way section 30 of the two-way connection section 13 is introduced into the first exhaust gas channels with a predetermined flow rate ratio 31 of the EGR gas cooler 14 and the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 branched. The EGR gas, which is in the first exhaust gas channels 31 of the EGR gas cooler 14 flows, the heat exchange with the engine cooling water, which is inside the cooling water duct 23 of the EGR gas cooler 14 flows, subjected and is cooled with it. The EGR gas then flows through the first exhaust duct 31b the connecting section 16 into the interior of the first exhaust gas inlet duct 41 of the valve housing 17 , Then the EGR gas flows into the inside of the first exhaust gas introduction passage 41 flows through the first inlet opening 51 into the exhaust gas recirculation channel 43 ,
Andererseits
strömt
das EGR-Gas, welches in das Innere des zweiten Abgaskanals 32 des
Bypassrohres 15 strömt,
durch den zweiten Abgaskanal 32b des Verbindungsabschnitts 16 in
das Innere des zweiten Abgaseinleitungskanals 41 des Ventilgehäuses 17,
ohne dem Wärmeaustausch
mit dem Motorkühlwasser
unterzogen zu werden. Dann strömt
das EGR-Gas, welches in den zweiten Abgaseinleitungskanal 42 strömt, durch
die zweite Einleitungsöffnung 52 in
den Abgasrückführkanal 43 und
wird dann mit dem EGR-Gas, welches durch die erste Einleitungsöffnung 51 aus
den ersten Abgaskanälen 31 des EGR-Gaskühlers 14 in
den Abgasrückführkanal 43 strömt, vermischt,
und daher wird das EGR-Gas auf eine optimale Temperatur geregelt.
Anschließend strömt das EGR-Gas
durch den Abgasrückführkanal 44,
den Verbindungskanal 45 und den Abgasrückführkanal 46 in das
ansaugseitige Abgasrückführströmungsrohr 6.On the other hand, the EGR gas flows into the inside of the second exhaust passage 32 of the bypass tube 15 flows through the second exhaust duct 32b the connecting section 16 into the interior of the second exhaust gas inlet duct 41 of the valve housing 17 without undergoing heat exchange with the engine cooling water. Then the EGR gas flows into the second exhaust gas introduction channel 42 flows through the second inlet opening 52 into the exhaust gas recirculation channel 43 and then comes with the EGR gas that passes through the first inlet port 51 from the first exhaust channels 31 of the EGR gas cooler 14 into the exhaust gas recirculation channel 43 flows, mixes, and therefore the EGR gas is regulated to an optimal temperature. The EGR gas then flows through the exhaust gas recirculation channel 44 , the connecting channel 45 and the exhaust gas recirculation duct 46 into the intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 ,
Ferner
strömt
das Motorkühlwasser,
welches das EGR-Gas im Innern des EGR-Gaskühlers 14 kühlt, durch
das Kühlwasserrohr 8 und
das Kühlwassereinlassrohr 11 des
EGR-Moduls 7 aus dem Wassermantel (nicht dargestellt in
der Zeichnung) des Motors 1 in den Kühlwasserkanal 23 des
EGR-Gaskühlers 14 und
kühlt das
EGR-Gas durch Wegnehmen von Wärme
des EGR-Gases, welches im Innern der ersten Abgaskanäle 31 des
EGR-Gaskühlers 14 strömt. Anschließend strömt das Motorkühlwasser aus
dem Kühlwasserauslassabschnitt
des Kühlwasserkanals 23 des
EGR-Gaskühlers 14 in
das Innere des Kühlwasserkanals 26 des
Verbindungsabschnitts 26. Dann strömt das Motorkühlwasser,
welches in den Kühlwasserkanal 26 strömt, in den
Kühlwasserkanal 27 des
Ventilgehäuses 17 und
kühlt das Ventilgehäuse 17,
dessen Temperatur aufgrund der Wärme
des EGR-Gases auf die hohe Temperatur gestiegen ist. Anschließend wird
das Motorkühlwasser in
einer zirkulierenden Weise von dem Auslassrohr 12 des EGR-Moduls 7 durch
den Kühler
dem Wassermantel des Motors 1 zugeführt.Furthermore, the engine cooling water flows, which the EGR gas inside the EGR gas cooler 14 cools, through the cooling water pipe 8th and the cooling water inlet pipe 11 of the EGR module 7 from the water jacket (not shown in the drawing) of the engine 1 in the cooling water channel 23 of the EGR gas cooler 14 and cools the EGR gas by removing heat from the EGR gas which is inside the first exhaust gas passages 31 of the EGR gas cooler 14 flows. Then, the engine cooling water flows out of the cooling water outlet portion of the cooling water duct 23 of the EGR gas cooler 14 into the interior of the cooling water channel 26 the connecting section 26 , Then the engine cooling water flows into the cooling water channel 26 flows into the cooling water channel 27 of the valve housing 17 and cools the valve body 17 whose temperature has risen to the high temperature due to the heat of the EGR gas. Then, the engine cooling water is circulated from the exhaust pipe 12 of the EGR module 7 through the radiator to the engine's water jacket 1 fed.
Hierbei
wird im Normalbetrieb zum Beispiel das Ventil 71 des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 mit
einem geeigneten Öffnungsgrad
geöffnet
und das erste Ventilelement 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des
Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 geöffnet, um
so das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohrs 15 zu öffnen, wodurch
das gesamte EGR-Gas, welches in den im Innern des abgasseitigen
Abgasrückführströmungsrohres 5 ausgebildeten
Abgasrückführkanal 4 eingeleitet
wird, durch den ersten Abgaskanal 31 des EGR-Gaskühlers 14 zu
dem Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres rückgeführt wird. Durch einen solchen Vorgang
wird das EGR-Gas durch das Motorkühlwasser ausreichend gekühlt. Demgemäß wird das EGR-Gas,
welches auf der niedrigen Temperatur ist und das kleine Volumen
aufweist, in die Ansaugluft gemischt, und daher ist es möglich, die
Erzeugung von NOx durch Senken der Verbrennungstemperatur ohne Verringern
der Ausgangsleistung des Motors 1 effektiv zu reduzieren.In normal operation, for example, the valve 71 the exhaust gas recirculation flow th control valve 19 opened with a suitable degree of opening and the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the double plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 opened so the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 open, causing all of the EGR gas contained in the inside of the exhaust gas recirculation flow pipe 5 trained exhaust gas recirculation duct 4 is initiated through the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 to the intake duct 3 of the intake pipe is returned. By doing so, the EGR gas is sufficiently cooled by the engine cooling water. Accordingly, the EGR gas, which is at the low temperature and has the small volume, is mixed into the intake air, and therefore it is possible to reduce the generation of NOx by lowering the combustion temperature without reducing the output of the engine 1 effectively reduce.
Ferner
wird zum Beispiel in der kalten Jahreszeit das Ventil 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 mit
einem geeigneten Öffnungsgrad
geöffnet,
und sowohl das erste Ventilelement 61 auf der Seite des
EGR-Gaskühlers 14 als
auch das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 von
dem Doppeltellerventil 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 werden
geöffnet,
sodass das EGR-Gas, welches in den im Innern des abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohres 5 gebildeten
Abgasrückführkanal 4 eingeleitet
wird, mit einem vorgegeben Strömungsratenverhältnis in
den ersten Abgaskanal 31 des EGR-Gaskühlers 14 bzw. in den
zweiten Abgaskanal 32 des Bypassrohres 15 verzweigt
wird, wodurch die Temperatur des EGR-Gases optimiert wird, und anschließend wird das
EGR-Gas in den Ansaugkanal 3 des Ansaugrohres zurück geführt. Durch
einen solchen Vorgang kann das EGR-Gas in einem Zustand, dass die
Temperatur des EGR-Gases in dem relativ hohen Zustand gehalten wird,
rückgeführt werden.
Demgemäß ist es
möglich,
den ausreichenden Leerlaufeffekt auf die Ansaugpumpe zu erzielen,
und daher wird die Zündempfindlichkeit
im Motor 1 verbessert, wodurch die Erzeugung weißen Rauchs
verhindert werden kann.Furthermore, for example, in the cold season the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 opened with a suitable degree of opening, and both the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 as well as the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 from the double plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 are opened so that the EGR gas, which is in the inside of the exhaust gas recirculation flow pipe 5 Exhaust gas recirculation channel formed 4 is initiated with a predetermined flow rate ratio in the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 or in the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 is branched, which optimizes the temperature of the EGR gas, and then the EGR gas is introduced into the intake duct 3 of the intake pipe returned. By doing so, the EGR gas can be returned in a state that the temperature of the EGR gas is kept in the relatively high state. Accordingly, it is possible to achieve the sufficient idling effect on the suction pump, and therefore the ignition sensitivity in the engine 1 improved, whereby the generation of white smoke can be prevented.
Ferner
gibt es, wenn die Temperatur der Ansaugluft durch Kühlen des
EGR-Gases gesenkt wird, eine Tendenz, dass eine Ausgabemenge von
NOx verringert wird. Jedoch wird in dem Betriebszustand, in welchem
der Motor 1 mit der relativ niedrigen Drehzahl und der
relativ niedrigen Last betrieben wird, wenn das EGR-Gas gekühlt wird,
die Ausgabemenge der winzigen Abgasteilchen (Partikelmaterie: PM) erhöht. Demgemäß ist es
durch Steuern des ersten Ventilelements 61 auf der Seite
des EGR-Gaskühlers 14 und
des zweiten Ventilelements 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 des
Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 entsprechend
dem Betriebszustand des Motors 1 auf geeignete Ventilöffnungsgrade
möglich,
die Ausgabemenge von NOx und die Ausgabemenge von PM gleichzeitig
durch Ändern
der Temperatur des EGR-Gases derart, dass das EGR-Gas die optimale Temperatur
annimmt, zu reduzieren.Furthermore, when the temperature of the intake air is lowered by cooling the EGR gas, there is a tendency that an output amount of NOx is reduced. However, in the operating state in which the engine 1 operating at the relatively low speed and the relatively low load when the EGR gas is cooled increases the output amount of the minute exhaust gas particles (particulate matter: PM). Accordingly, it is by controlling the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 and the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 of the double plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 according to the operating state of the engine 1 to suitable valve opening degrees possible to simultaneously reduce the output amount of NOx and the output amount of PM by changing the temperature of the EGR gas so that the EGR gas adopts the optimal temperature.
(Vorteilhafte Wirkung
des ersten Ausführungsbeispiels)(Beneficial effect
of the first embodiment)
Wie
oben erläutert
worden ist, wird in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 dieses
Ausführungsbeispiels,
wenn der Betrieb des Motors 1 gestoppt wird, durch Stoppen
der Erregung des elektromagnetischen oder elektrisch betriebenen
Unterdrucksteuerventils 18a die Einleitung des Unterdrucks
in das Innere der Unterdruckkammer 65a gestoppt und daher
wird der Druckunterschied zwischen der Druckkammer 65 und
der Unterdruckkammer 65a klein. Demgemäß werden die Membran 64 und
der Ventilschaft 54 durch die Vorspannkraft der Feder 55 nach
unten bewegt, und daher ruht das zweite Ventilelement 62 auf
der Seite des Bypassrohres 15 des Doppeltellerventils 53 auf
dem zweiten Ventilsitz an der (in der Zeichnung) oberen Endseite des
Ventilsitzes 56. Demgemäß öffnet das
erste Ventilelement 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 die
erste Einleitungsöffnung 51 vollständig, und
das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 schließt die zweite
Einleitungsöffnung 52 vollständig. D.h.
wenn der Motor 1 gestoppt wird, wird die erste Einleitungsöffnung 51,
welche das Abgas aus den ersten Abgaskanälen 31 im Innern des EGR-Gaskühlers 14 in
den Abgasrückführkanal 43 auf
der Ansaugseite einleitet, freigegeben (vollständig geöffnet), und die zweite Einleitungsöffnung 52, welche
das Abgas aus dem zweiten Abgaskanal 32 im Innern des Bypassrohres 15 in
den Abgasrückführkanal 43 auf
der Ansaugseite einleitet, wird gesperrt (vollständig geschlossen).As explained above, in the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 this embodiment when the operation of the engine 1 is stopped by stopping the energization of the electromagnetic or electrically operated vacuum control valve 18a the introduction of the vacuum into the interior of the vacuum chamber 65a stopped and therefore the pressure difference between the pressure chamber 65 and the vacuum chamber 65a small. Accordingly, the membrane 64 and the valve stem 54 by the biasing force of the spring 55 moves downward and therefore the second valve element is at rest 62 on the side of the bypass tube 15 of the double plate valve 53 on the second valve seat on the (in the drawing) upper end side of the valve seat 56 , Accordingly, the first valve element opens 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 the first opening 51 completely, and the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 closes the second opening 52 Completely. Ie if the engine 1 is stopped, the first discharge opening 51 which the exhaust gas from the first exhaust gas channels 31 inside the EGR gas cooler 14 into the exhaust gas recirculation channel 43 initiates on the suction side, released (fully open), and the second inlet opening 52 which the exhaust gas from the second exhaust duct 32 inside the bypass tube 15 into the exhaust gas recirculation channel 43 initiates on the suction side, is blocked (completely closed).
Hierbei
wird im Allgemeinen bezüglich
des EGR-Gases, welches durch die Abgasrohre 22 (erste Abgaskanäle 31)
des EGR-Gaskühlers 14 strömt, wenn
das EGR-Gas durch das Motorkühlwasser, welches
im Innern des Kühlwasserkanals 23 des
Gehäuses 21 zirkuliert,
gekühlt
wird, das Haftvermögen der
in dem EGR-Gas enthaltenen winzigen Teilchen erhöht. Um eine Abgasrückführvorrichtung
eines Typs zu erreichen, bei welchem das erste Ventilelement 61 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 auf dem
ersten Sitz des Ventilsitzes ruht, gibt es, wenn anhaftende winzige
Teilchen an der Oberfläche
des ersten Ventilelements 61 anhaften und eine Ablagerung
bilden, eine Möglichkeit,
dass die Haftablagerung das erste Ventilelement 61 und
den ersten Ventilsitz über brückt und
daher eine Haftablagerung schichtet. In einem solchen Fall ist das
erste Ventilelement 61 beim nächsten Starten des Motors an
dem ersten Ventilsitz fixiert, und daher existiert eine Möglichkeit,
dass die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18, insbesondere
des Ventilöffnungsgrades
des ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 verschlechtert
ist.This is generally related to the EGR gas passing through the exhaust pipes 22 (first exhaust channels 31 ) of the EGR gas cooler 14 flows when the EGR gas flows through the engine cooling water, which is inside the cooling water channel 23 of the housing 21 is circulated, cooled, the adhesiveness of the minute particles contained in the EGR gas is increased. To achieve an exhaust gas recirculation device of a type in which the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 resting on the first seat of the valve seat, there are tiny particles adhering to the surface of the first valve element 61 adhere and form a deposit, a possibility that the adhesive deposit the first valve element 61 and the first Ven tilsitz bridges and therefore stratifies an adhesive deposit. In such a case, the first valve element 61 fixed to the first valve seat the next time the engine was started, and therefore there is a possibility that the control responsiveness of the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , in particular the degree of valve opening of the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 is deteriorated.
Jedoch
gibt es im Fall dieses Ausführungsbeispiels
durch Öffnung
nur des ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des Doppeltellerventils 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
wenn der Motor 1 gestoppt wird, selbst wenn die in dem
Gas enthaltenen winzigen Teilchen an einer Oberfläche des
ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 und
dem Umfang der ersten Einleitungsöffnung 51 anhaften
und eine Haftablagerung bilden, keine Möglichkeit, dass sich die Haftablagerung
in einen Zustand schichtet, dass die Haftablagerung über das erste
Ventilelement 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
das Ventilgehäuse
(erster Ventilsitz 17) streicht, wodurch ein Fixieren des
ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 verhindert
werden kann. Demgemäß ist es
möglich, den Öffnungs/Schließvorgang
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
insbesondere des ersten Ventilelements 61 auf der Seite
des EGR-Gaskühlers 14 unter
Verwendung des zum Beispiel aus der Membran 64 und dergleichen
gebildeten Unterdruckstellglieds ruhig durchzuführen, wodurch die Steueransprechempfindlichkeit
des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
insbesondere die Steueransprechempfindlichkeit der Ventilöffnung des
ersten Ventilelements 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 erhöht werden
kann.However, in the case of this embodiment, there is only opening of the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the double plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 when the engine 1 is stopped even if the minute particles contained in the gas on a surface of the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 and the circumference of the first introduction opening 51 adhere and form an adhesive deposit, no possibility that the adhesive deposit layered in a state that the adhesive deposit over the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the valve housing (first valve seat 17 ) strokes, thereby fixing the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 can be prevented. Accordingly, it is possible to open / close the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , in particular the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 using that from, for example, the membrane 64 and the like formed vacuum actuator quietly, thereby the control response sensitivity of the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , in particular the control response sensitivity of the valve opening of the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 can be increased.
Hierbei
ist es, wie oben beschrieben, in einer kalten Jahreszeit während einer
Dauer vom Starten bis zum Leerlauf notwendig, die Temperatur des EGR-Gases,
welches aus dem EGR-Modul 7 ausströmt und in das Innere des Ansaugkanals 3 im
Innern des Abgasrückführkanals 4 des
ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohres 6 voranschreitet,
auf die Soll-EGR-Gastemperatur (zum Beispiel etwa 130°C bis 300°C), welche
entsprechend dem Betriebszustand des Motors 1 (zum Beispiel
Motorlast) eingestellt ist, zu steuern. Demgemäß wird in diesem Ausführungsbeispiel durch
Anordnen des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
der Nähe
der stromabwärtigen Seite
der Abgaskühlvorrichtung,
welche aus dem EGR-Gaskühler 14,
dem Bypassrohr 15 und dergleichen aufgebaut ist, beim Ändern der
Temperatur des Abgases, welches in das Innere des Ansaugrohres 3 im
Innern des Abgasrückführkanals 4 weiter
strömt, die
Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Doppeltellerventils 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 um
ein Maß entsprechend
dem Volumen (Länge)
der Abgaskühlvorrichtung
erhöht.Here, as described above, it is necessary in a cold season for a period from starting to idling, the temperature of the EGR gas coming from the EGR module 7 flows out and into the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 of the intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 advances to the target EGR gas temperature (for example, about 130 ° C to 300 ° C), which corresponds to the operating state of the engine 1 (e.g. engine load) is set to control. Accordingly, in this embodiment, by arranging the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 near the downstream side of the exhaust gas cooler, which comes from the EGR gas cooler 14 , the bypass tube 15 and the like is constructed upon changing the temperature of the exhaust gas entering the inside of the intake pipe 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows further, the control response sensitivity of the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 increased by a measure corresponding to the volume (length) of the exhaust gas cooling device.
Ferner
gibt es durch Ausführen
der Rückkopplungssteuerung
des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 basierend
auf der Temperaturabweichung zwischen der Abgastemperatur und der
Soll-EGR-Gastemperatur derart, dass die Temperatur des Abgases,
welches zum Innern des Ansaugkanals 3 im Innern des Abgasrückführkanals 4 weiter
strömt,
mit der Soll-EGR-Gastemperatur übereinstimmt,
keine Möglichkeit,
dass die Temperatur des Abgases, welches zum Innern des Ansaugkanals 3 im
Innern des Abgasrückführkanals 4 weiter strömt, anormal
niedrig unter der Soll-EGR-Gastemperatur (Unterschreitung) wird.
Demgemäß wird der Verbrennungszustand
(Motorverbrennung) im Innern der Verbrennungskammern der jeweiligen
Zylinder des Motors 1 günstiger,
und daher wird die Drehzahl des Motors 1 stabilisiert.
Ferner gibt es durch Ausführen
der Rückkopplungssteuerung
des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 basierend
auf der Temperaturabweichung zwischen der Abgastemperatur und der
EGR-Gastemperatur derart, dass die Temperatur des Abgases, welches
weiter zum Innern des Ansaugkanals 3 im Innern des Abgasrückführkanals 4 strömt, mit
der Soll-EGR-Gastemperatur übereinstimmt,
keine Möglichkeit,
dass die Temperatur des Abgases, welches weiter zum Innern des Ansaugkanals 3 im
Innern des Abgasrückführkanals 4 strömt, anormal
hoch über
die Soll-EGR-Gastemperatur (Überschreitung)
wird. Demgemäß gibt keine Möglichkeit,
dass die EGR-Gasrückführströmungsrate
(EGR-Menge) oder
das EGR-Verhältnis,
welches ein Verhältnis
der EGR-Menge bezüglich
der Ansaugfrischluftmenge ist, unzureichend wird, und daher kann
die Verschlechterung der Emission des Motors 1 unterdrückt werden.Furthermore, by performing the feedback control of the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature and the target EGR gas temperature such that the temperature of the exhaust gas leading to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 continues to flow, matches the target EGR gas temperature, no possibility that the temperature of the exhaust gas leading to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 continues to flow, becomes abnormally low below the target EGR gas temperature (undershoot). Accordingly, the combustion state (engine combustion) inside the combustion chambers of the respective cylinders of the engine 1 cheaper, and therefore the speed of the engine 1 stabilized. Furthermore, by performing the feedback control of the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 based on the temperature deviation between the exhaust gas temperature and the EGR gas temperature such that the temperature of the exhaust gas is further to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows with the target EGR gas temperature, there is no possibility that the temperature of the exhaust gas, which continues to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows, becomes abnormally high above the target EGR gas temperature (exceeded). Accordingly, there is no possibility that the EGR gas recirculation flow rate (EGR amount) or the EGR ratio, which is a ratio of the EGR amount with respect to the intake fresh air amount, becomes insufficient, and therefore the deterioration of the emission of the engine can 1 be suppressed.
D.h.
durch Ausführung
der Rückkopplungssteuerung
des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 basierend auf
der Temperaturabweichung zwischen der Temperatur des Abgases, welches
weiter zum Innern des Ansaugkanals 3 im Innern des Abgasrückführkanals 4 strömt, und
der Soll-EGR-Gastemperatur gibt es keine Möglichkeit, dass die Temperatur
des Abgases, welches weiter zum Innern des Ansaugkanals 3 im
Innern des Abgasrückführkanals 4 strömt, die
Soll-EGR-Gastemperatur ungewöhnlich überschreitet
oder unterschreitet, wodurch es möglich ist, die hochentwickelte
Steuerung der Temperatur des Abgases, welches weiter zum Innern
des Ansaugkanals 3 im Innern des Abgasrückführkanals 4 strömt, so durchzuführen, dass die
Abgastemperatur schnell auf die Soll-EGR-Gastemperatur konvergiert.
Demgemäß ist es
in Anbetracht der Verbesserung der Steueransprechempfindlichkeit
des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 äußerst vorteilhaft,
das Doppeltellerventil 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
der Nähe
der stromabwärtigen Seite
der Abgaskühlvorrichtung,
welche aus dem EGR-Gaskühler,
dem Bypassrohr 15 und dergleichen aufgebaut ist, anzuordnen.That is, by executing the feedback control of the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 based on the temperature deviation between the temperature of the exhaust gas, which further to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows, and the target EGR gas temperature, there is no way that the temperature of the exhaust gas, which is further to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows, abnormally exceeds or falls below the target EGR gas temperature, making it possible to control the sophisticated control Generation of the temperature of the exhaust gas, which continues to the interior of the intake duct 3 inside the exhaust gas recirculation duct 4 flows so that the exhaust gas temperature quickly converges to the target EGR gas temperature. Accordingly, it is considering the improvement in the control responsiveness of the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 extremely advantageous, the double plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 near the downstream side of the exhaust gas cooling device, which consists of the EGR gas cooler, the bypass pipe 15 and the like is arranged to be arranged.
Ferner
sind in der Abgasrückführvorrichtung dieses
Ausführungsbeispiels
zwischen dem abgasseitigen Abgasrückführströmungsrohr 5, welches
von dem Abgasrohr verzweigt, und dem ansaugseitigen Abgasrückführströmungsrohr 6,
welches sich mit dem Abgasrohr vereint, und ferner zwischen dem Kühlwasserrohr 8 und
dem Kühlwasserrohr 9 des Motorkühlwasserkreises
das EGR-Modul 7 mit der Abgaskühlvorrichtung, welche aus dem
Zweiwegeverbindungsabschnitt 13, dem EGR-Gaskühler 14, dem
Bypassrohr 15, dem Verbindungsabschnitt 16 und
dergleichen aufgebaut ist, und mit dem Ventilgehäuse 17, welches die
jeweiligen Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18,
die jeweiligen Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 und
die jeweiligen Bauteile des EGR-Mengensensors 20 hält, direkt
in Reihe angeschlossen. Durch eine solche Konstruktion sind das Abgasrückführströmungsrohr,
welches den EGR-Gaskühler 14,
das Bypassrohr 15 und das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 verbindet,
das Abgasrückführströmungsrohr,
welches das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und das
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 verbindet,
das Kühlwasserrohr,
welches den EGR-Gaskühler 14 und
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 verbindet,
und das Kühlwasserrohr,
das das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 verbindet,
nicht notwendig und daher kann die Anzahl der Teile reduziert werden. Demgemäß können die
Montageeigenschaft des EGR-Gaskühlers 14,
des Bypassrohres 15 und des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 sowie
die Montageeigenschaft des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 verbessert
werden. Ferner können
die Kanallängen
des Abgasrückführkanals 4 und
des Kühlwasserkanals
extrem verkürzt
werden, und daher kann die Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht
werden und die Montierbarkeit der Abgasrückführvorrichtung an einem Fahrzeug
wird weiter verbessert.Further, in the exhaust gas recirculation device of this embodiment, there are between the exhaust gas recirculation flow pipe 5 , which branches from the exhaust pipe, and the intake-side exhaust gas recirculation flow pipe 6 , which unites with the exhaust pipe, and also between the cooling water pipe 8th and the cooling water pipe 9 of the engine cooling water circuit the EGR module 7 with the exhaust gas cooling device which comes from the two-way connection section 13 , the EGR gas cooler 14 , the bypass tube 15 , the connecting section 16 and the like is constructed, and with the valve housing 17 which the respective components of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 , the respective components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 and the respective components of the EGR flow sensor 20 holds, connected directly in series. With such a construction, the exhaust gas recirculation flow pipe, which is the EGR gas cooler 14 , the bypass tube 15 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 connects the exhaust gas recirculation flow pipe which connects the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 connects the cooling water pipe, which connects the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 connects, and the cooling water pipe, which is the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 connects, not necessary and therefore the number of parts can be reduced. Accordingly, the assembly property of the EGR gas cooler 14 , the bypass tube 15 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 as well as the mounting property of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 be improved. Furthermore, the channel lengths of the exhaust gas recirculation channel 4 and the cooling water channel can be extremely shortened, and therefore the construction of the pipeline can be simplified and the mountability of the exhaust gas recirculation device to a vehicle is further improved.
Ferner
ist in diesem Ausführungsbeispiel
in der Mitte des Abgasrückführkanals 4 die
Abgaskühlvorrichtung
so ausgestaltet, dass der EGR-Gaskühler 14 und das Bypassrohr 15 parallel
und nahe zueinander angeordnet sind. Demgemäß kann im Vergleich zum Stand
der Technik, in welchem der EGR-Gaskühler 14 und das Bypassrohr 15 voneinander
entfernt angeordnet sind, der Aufbau der Abgaskühlvorrichtung verkleinert werden.
Demgemäß ist die
Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht und der Zusammenbau der
Abgaskühlvorrichtung
ist vereinfacht, wodurch durch Montierbarkeit der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug verbessert werden kann.Furthermore, in this embodiment is in the middle of the exhaust gas recirculation channel 4 the exhaust gas cooling device configured so that the EGR gas cooler 14 and the bypass tube 15 are arranged parallel and close to each other. Accordingly, compared to the prior art in which the EGR gas cooler 14 and the bypass tube 15 are arranged away from each other, the structure of the exhaust gas cooling device can be reduced. Accordingly, the construction of the pipeline is simplified and the assembly of the exhaust gas cooling device is simplified, which can be improved by being able to mount the exhaust gas cooling device on a vehicle.
Ferner
können
in diesem Ausführungsbeispiel
durch Halten der jeweiligen Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
der jeweiligen Bauteile des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 in
dem einen Ventilgehäuse 17, d.h.
indem diese zwei Ventile 18, 19 das eine Ventilgehäuse 17 gemeinsam
nutzen, das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 integral
in Reihe ausgebildet werden. Diesbezüglich sind im Stand der Technik
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 miteinander
durch das Abgasrückführströmungsrohr
zwischen diesen zwei Ventilen 18, 19 verbunden,
und daher liegt das Abgasrückführströmungsrohr
an der Außenluft,
wodurch ein Nachteil existierte, dass die Temperaturschwankungen
des EGR-Gases stattfanden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist es durch den oben genannten Aufbau möglich, das Motorkühlwasser
in das Innere des Kühlwasserkanals 27 des
Ventilgehäuses 17 strömen zu lassen,
und daher kann die Temperatur des EGR-Gases, welches durch das Innere
des Abgasrückführkanals 4 in
dem Gehäuse 17 strömt, stabilisiert
werden, und gleichzeitig ist es möglich, die Temperaturschwankungen
des EGR-Gases durch Verkürzen
der Kanallänge
des Abgasrückführkanals 4 zu
unterdrücken.Furthermore, in this embodiment, by holding the respective components of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the respective components of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 in the one valve housing 17 , ie by using these two valves 18 . 19 the one valve housing 17 share, the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 be integrally formed in series. In this regard, the exhaust gas flow rate ratio control valve is in the prior art 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 with each other through the exhaust gas recirculation flow pipe between these two valves 18 . 19 connected, and therefore the exhaust gas recirculation flow pipe is in the outside air, which has been a disadvantage that the temperature fluctuations of the EGR gas have occurred. According to this embodiment, the above-mentioned structure enables the engine cooling water into the interior of the cooling water channel 27 of the valve housing 17 to flow, and therefore the temperature of the EGR gas passing through the interior of the exhaust gas recirculation channel 4 in the housing 17 flows, can be stabilized, and at the same time it is possible to reduce the temperature fluctuations of the EGR gas by shortening the duct length of the exhaust gas recirculation duct 4 to suppress.
Ferner
werden einem Abschnitt des Ventilgehäuses 17, welcher den
Abgasrückführkanal
zwischen dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 umgibt,
sowohl die Wärme
des EGR-Gases, dessen Temperatur nach Durchlaufen des EGR-Gaskühlers 14 niedrig
gemacht ist, als auch die Wärme
des EGR-Gases, welches nach Durchlaufen des Bypassrohrs 15 die
hohe Temperatur hält,
effizient übertragen.
Demgemäß wird die Temperatur
des Ventilgehäuses 17,
welche durch Aufnehmen der Wärme
des EGR-Gases gestiegen ist, nahe der Temperatur des EGR-Gases,
und daher wird die Temperatur des EGR-Gases, welches im Innern des Abgasrückführkanals
des Ventilgehäuses 17 strömt, stabil.Furthermore, a portion of the valve housing 17 which the exhaust gas recirculation channel between the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 surrounds both the heat of the EGR gas, its temperature after passing through the EGR gas cooler 14 is made low, as well as the heat of the EGR gas, which after passing through the bypass pipe 15 maintains the high temperature, efficiently transmitted. Accordingly, the temperature of the valve body 17 , which has increased by absorbing the heat of the EGR gas, close to the temperature of the EGR gas, and therefore the temperature of the EGR gas, which is inside the exhaust gas recirculation duct of the valve housing 17 flows, stable.
Da
ferner die Kanallänge
des Abgasrückführkanals 4 verkürzt ist,
ist es möglich,
die Messgenauigkeit eines Abgastemperatursensors 104 zu erhöhen, welcher
die Temperatur des EGR-Gases nach Mischen des EGR-Gases, welches
im Innern der jeweiligen ersten Abgaskanäle 31 des EGR-Gaskühlers 14 strömt, und
des EGR-Gases, welches
im Innern des zweiten Abgaskanals 32 des Bypassrohrs 15 strömt, erfasst.
Demgemäß ist es
möglich,
die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Doppeltellerventils 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 zu
erhöhen.Furthermore, since the channel length of the exhaust gas recirculation channel 4 is shortened, it is possible to measure the accuracy of an exhaust gas temperature sensor 104 to increase the temperature of the EGR gas after mixing the EGR gas which is inside the respective first exhaust gas channels 31 of the EGR gas cooler 14 flows, and the EGR gas, which is inside the second exhaust duct 32 of the bypass tube 15 flows, captured. Accordingly, it is possible to control the responsiveness of the valve opening degree of the double poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to increase.
Ferner
nutzen das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 das
eine Ventilgehäuse 17 mit
dem Kühlwasserkanal 27 gemeinsam,
und daher ist es möglich,
den in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 ausgebildeten
Kühlwasserkanal
und den in dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 ausgebildeten
Kühlwasserkanal integral
auszubilden. Durch einen solchen Aufbau wird das Kühlwasserrohr,
welches den in dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 ausgebildeten
Kühlwasserkanal
und den in dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 ausgebildeten
Kühlwasserkanal
verbindet, unnötig
und daher besteht keine Möglichkeit,
dass die Temperatur des Motorkühlwassers
durch den Wärmeaustausch
zwischen dem Motorkühlwasser,
welches durch das Kühlwasserrohr
zwischen diesen Ventilen 18, 19 strömt, und der
Außenluft
instabil wird. Demgemäß kann die Temperatur
des EGR-Gases, welches im Innern des Abgasrückführkanals des Ventilgehäuses 17 strömt, stabilisiert
werden, und daher ist es möglich,
die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Doppeltellerventils 53 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 zu
erhöhen.Also use the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 the one valve housing 17 with the cooling water channel 27 common, and therefore it is possible to use the in the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 formed cooling water channel and in the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 trained trained cooling water channel integrally. With such a structure, the cooling water pipe, which is the in the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 formed cooling water channel and in the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 Trained cooling water channel connects, unnecessarily and therefore there is no possibility that the temperature of the engine cooling water due to the heat exchange between the engine cooling water, which through the cooling water pipe between these valves 18 . 19 flows, and the outside air becomes unstable. Accordingly, the temperature of the EGR gas, which is inside the exhaust gas recirculation channel of the valve housing 17 flows, are stabilized, and therefore it is possible to control the sensitivity of the valve opening degree of the double-poppet valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to increase.
Ferner
ist in diesem Ausführungsbeispiel
die Abgaskühlvorrichtung
durch insbesondere direktes Verbinden des EGR-Gaskühlers 14 und
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
Reihe mittels des Verbindungsabschnitts 16 integral ausgebildet.
Im Stand der Technik entsteht durch Verbinden des EGR-Gaskühlers 14 und
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 mittels
des Abgasrückführströmungsrohres
ein Nachteil, dass die Wärmeübertragungsleistung
zwischen diesen Komponenten schlecht ist. D.h. bezüglich der
inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 wird
die Wärme
des EGR-Gases auf die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 mittels
des Ventilgehäuses 17 beim
Vermischen übertragen.
In diesem Ausführungsbeispiel
wird durch integrales Ausbilden des EGR-Gaskühlers 14 und des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 die
Wärme des
durch das Motorkühlwasser
gekühlten EGR-Gases
mit niedriger Temperatur auch von dem Verbindungsabschnitt 16 direkt
auf das Ventilgehäuse 17 übertragen,
und daher ist es möglich,
das Ventilgehäuse 17,
welches durch die Wärme
des EGR-Gases mit hoher Temperatur, welches direkt aus dem Bypassrohr 15 geströmt ist,
auf eine hohe Temperatur erwärmt
ist, effizient zu kühlen.
Auf diese Weise wird durch integrales Ausbilden des EGR-Gaskühlers 14 und
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 die
Wärmeübertragungsleistung
verbessert, und daher ist es möglich,
die inneren Bauteile des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 effizient
zu kühlen.Furthermore, in this exemplary embodiment, the exhaust gas cooling device is, in particular, by directly connecting the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 in series by means of the connecting section 16 integrally formed. In the prior art, the EGR gas cooler is connected 14 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 by means of the exhaust gas recirculation flow pipe, a disadvantage that the heat transfer performance between these components is poor. Ie with regard to the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 the heat of the EGR gas is applied to the internal components of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 by means of the valve housing 17 transferred when mixing. In this embodiment, by integrally forming the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 the heat of the low temperature EGR gas cooled by the engine cooling water also from the connection portion 16 directly on the valve housing 17 transmitted, and therefore it is possible the valve body 17 , which is caused by the heat of the EGR gas at high temperature, which comes directly from the bypass pipe 15 flowed, is heated to a high temperature, efficiently cool. In this way, by integrally forming the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 improves the heat transfer performance, and therefore it is possible to control the internal components of the exhaust gas flow rate ratio valve 18 to cool efficiently.
Ferner
ist in diesem Ausführungsbeispiel
in dem Ventilgehäuse 17,
welches die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 aufnimmt
und hält,
der Kühlwasserkanal 27,
in welchen das Motorkühlwasser
aus dem Kühlwasserkanal 23 des
EGR-Gaskühlers 14 mittels
des Kühlwasserkanals 26 strömt, auf der
Seite der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
auf der Seite der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76)
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 bezüglich des
Abgasrückführkanals 4 ausgebildet.
Ferner ist der EGR-Gaskühler 14 bezüglich des
Bypassrohres 15 auf der Seite der inneren Bauteile (zum
Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
auf der Seite der inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76)
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 angeordnet.
Durch einen solchen Aufbau ist es durch Kühlen des Ventilgehäuses 17 unter
Verwendung des Motorkühlwassers,
welches aus dem Kühlwasserkanal 23 des
EGR-Gaskühlers 14 durch
den Kühlwasserkanal 26 direkt
in das Innere des Kühlwasserkanals 27 eingeleitet
wird, möglich,
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 effizient
zu kühlen.Furthermore, in this embodiment is in the valve housing 17 which the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 picks up and holds, the cooling water channel 27 , in which the engine cooling water from the cooling water channel 23 of the EGR gas cooler 14 by means of the cooling water channel 26 flows on the side of the internal components (for example bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and on the side of the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 regarding the exhaust gas recirculation duct 4 educated. Furthermore, the EGR gas cooler 14 regarding the bypass tube 15 on the side of the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and on the side of the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 arranged. With such a structure, it is by cooling the valve housing 17 using the engine cooling water coming from the cooling water channel 23 of the EGR gas cooler 14 through the cooling water channel 26 directly into the interior of the cooling water channel 27 is initiated, possible, the internal components (for example, bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to cool efficiently.
Ferner
verwendet das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 dieses
Ausführungsbeispiels
das normalerweise offene Ventil als erstes Ventilelement 61 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 und
verwendet das normalerweise geschlossene Ventil als zweites Ventilelement 62 auf
der Seite des Bypassrohres. Demgemäß wird, wenn das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 versagt, d.h,
wenn die Ventilelement-Antriebseinrichtung des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 unsteuerbar
wird und daher die Ventilschließung
anormal wird (zum Beispiel sind das Doppeltellerventil 53 und
der Ventilschaft 54 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
einem nicht-angehobenen Zustand fixiert), während das zweite Ventilelement 62 des
Doppeltellerventils 53 auf der Seite des Bypassrohres 1 geschlossen
ist, das erste Ventilelement 61 des Doppeltellerventils 53 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 mit
einem vorgegebenen Ventilöffnungsgrad
geöffnet.
Selbst wenn das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 versagt,
strömt demgemäß das Niedertemperatur-Abgas,
welches durch Durchlaufen des EGR-Gaskühlers 14 gekühlt ist,
in das Innere des Abgasrückführkanals
des Ventilgehäuses 17 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19.
Demgemäß ist es möglich, die
inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 vor Wärme des
Hochtemperatur-Abgases zu schützen.Also uses the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 this embodiment, the normally open valve as the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 and uses the normally closed valve as a second valve element 62 on the side of the bypass tube. Accordingly, when the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 fails, that is, when the valve element drive means of the Exhaust gas flow rate ratio control valve 18 becomes uncontrollable and therefore the valve closure becomes abnormal (for example, the double-plate valve 53 and the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 fixed in a non-raised state) while the second valve element 62 of the double plate valve 53 on the side of the bypass tube 1 is closed, the first valve element 61 of the double plate valve 53 on the side of the EGR gas cooler 14 opened with a predetermined valve opening degree. Even if the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 fails, accordingly, the low-temperature exhaust gas flows through the EGR gas cooler 14 is cooled, into the interior of the exhaust gas recirculation duct of the valve housing 17 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 , Accordingly, it is possible to use the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to protect against heat from the high-temperature exhaust gas.
Ferner
werden, wenn das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 versagt,
d.h. wenn die Ventilelement-Antriebseinrichtung des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 unsteuerbar wird
und daher die Ventilöffnung
anormal wird (zum Beispiel sind das Doppeltellerventil 53 und
der Ventilschaft 54 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
einen angehobenen Zustand fixiert), sowohl das erste Ventilelement 61 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers 14 als
auch das zweite Ventilelement 62 auf der Seite des Bypassrohres 15 des
Doppeltellerventils 53 geöffnet. Selbst wenn das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 versagt, wird
demgemäß das Niedertemperatur-Abgas,
welches durch Durchlaufen des EGR-Gaskühlers 14 gekühlt ist,
in das Hochtemperatur-Abgas, welches durch das Bypassrohr 15 strömt, gemischt
und kühlt das
Hochtemperatur-Abgas.
Demgemäß ist es
möglich,
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und die
inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 vor Wärme des
Hochtemperatur-Abgases zu schützen.Furthermore, when the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 fails, that is, when the valve element driving device of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 becomes uncontrollable and therefore the valve opening becomes abnormal (for example, the double-plate valve 53 and the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 fixed in a raised state), both the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 as well as the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 of the double plate valve 53 open. Even if the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 accordingly, the low-temperature exhaust gas, which is caused by passing through the EGR gas cooler, fails 14 is cooled in the high-temperature exhaust gas, which is through the bypass pipe 15 flows, mixes and cools the high-temperature exhaust gas. Accordingly, it is possible to use the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to protect against heat from the high-temperature exhaust gas.
Ferner
ist das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 dieses
Ausführungsbeispiels
so ausgestaltet, dass, wenn das zweite Ventilelement 62 auf
der Seite des Bypassrohres 15 die zweite Einleitungsöffnung 52,
in welche das Abgas aus dem zweiten Abgaskanal 32 im Innern
des Bypassrohres 15 eingeleitet wird, vollständig öffnet, das
erste Ventilelement 61 auf der Seite des EGR-Gaskühlers 14 die
erste Einleitungsöffnung 51,
in welche das Abgas aus dem ersten Abgaskanal 31 im Innern
des EGR-Gaskühlers 14 eingeleitet
wird, mit einem vorgegebenen Öffnungsgrad
oder mehr öffnet.
D.h. selbst wenn das Hochtemperatur-Abgas aus dem zweiten Abgaskanal 32 im
Innern des Bypassrohres 15 durch die zweite Einleitungsöffnung 52 eingeleitet wird,
ist es durch Anwenden der Konstruktion, welche die erste Einleitungsöffnung 51 nicht
vollständig schließt, mit
der Verwendung des Niedertemperatur-Abgases, welches aus dem ersten
Abgaskanal 31 im Innern des EGR-Gaskühlers 14 durch die
erste Einleitungsöffnung 51 eingeleitet
wird, möglich,
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 zu
kühlen.Furthermore, the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 of this embodiment such that when the second valve element 62 on the side of the bypass tube 15 the second opening 52 , into which the exhaust gas from the second exhaust duct 32 inside the bypass tube 15 is initiated, fully opens the first valve element 61 on the side of the EGR gas cooler 14 the first opening 51 , into which the exhaust gas from the first exhaust duct 31 inside the EGR gas cooler 14 is initiated, opens with a predetermined degree of opening or more. That is, even if the high-temperature exhaust gas from the second exhaust duct 32 inside the bypass tube 15 through the second inlet opening 52 is initiated, it is by applying the construction that the first introduction opening 51 does not completely close with the use of the low temperature exhaust gas coming from the first exhaust duct 31 inside the EGR gas cooler 14 through the first opening 51 is initiated, possible, the internal components (for example, bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to cool.
Demgemäß ist es
möglich,
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 vor
Wärme des
Hochtemperatur-Abgases zu schützen,
und daher kann das Auftreten eines Verschiebefehlers des Ventilschafts 54 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
eines Verschiebefehlers des Ventilschafts 72 des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 verhindert
werden, wodurch die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und die
Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 erhöht werden
können.Accordingly, it is possible to use the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 protect from heat of the high temperature exhaust gas, and therefore the occurrence of a displacement error of the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and a misalignment of the valve stem 72 of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 can be prevented, which increases the control response sensitivity of the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 can be increased.
Ferner
sind an dem Gehäuse 21,
welches eine Außenschale
des EGR-Gaskühlers 14 bildet, mehrere
Verstärkungsrippen 24 in
einem gleichmäßigen Abstand
in einem solchen Zustand ausgebildet, dass die Verstärkungsrippen 24 nach
außen
ragen. Durch einen solchen Aufbau sind in der Innenwandseite der
mehreren Verstärkungsrippen 24 Ausnehmungsabschnitte,
welche die Wirbelströmung
in dem Motorkühlwasser,
welches durch den im Innern des EGR-Gaskühlers 14 ausgebildeten
Kühlwasserkanal 23 strömt, erzeugen,
ausgebildet. Demgemäß sind im
Innern des Kühlwasserkanals 23 kaum
Verweilabschnitte des Motorkühlwassers
ausgebildet und daher ist es möglich,
ein Phänomen
zu verhindern, dass das Motorkühlwasser
Wärme des
EGR-Gases an den Verweilabschnitten aufnimmt und die Temperatur des
Motorkühlwassers übermäßig auf
eine hohe Temperatur steigt (Sieden). D.h. es ist möglich, eine Verringerung
der Kühlleistung
des EGR-Gases, welches durch das Innere des ersten Abgaskanals 31 des
EGR-Gaskühlers 14 strömt, zu verhindern,
und es ist gleichzeitig möglich,
den übermäßigen Anstieg des
Drucks im Innern des Gehäuses 21 des EGR-Gaskühlers 14 zu
verhindern, wodurch die Abgaskühlvorrichtung
mit der ausgezeichneten Haltbarkeit vorgesehen werden kann.Also on the housing 21 which is an outer shell of the EGR gas cooler 14 forms, several reinforcing ribs 24 formed at a uniform distance in such a state that the reinforcing ribs 24 protrude outwards. With such a structure, the plurality of reinforcing ribs are in the inner wall side 24 Recess sections, which the vortex flow in the engine cooling water, which by the inside of the EGR gas cooler 14 trained cooling water channel 23 flows, generate, trained. Accordingly, inside the cooling water channel 23 hardly any dwell portions of the engine cooling water are formed, and therefore, it is possible to prevent a phenomenon that the engine cooling water absorbs heat of the EGR gas at the dwell portions and the temperature of the engine cooling water excessively rises to a high temperature (boiling). That is, it is possible to reduce the cooling capacity of the EGR gas which passes through the inside of the first exhaust duct 31 of the EGR gas cooler 14 flows, prevent, and at the same time it is possible to prevent the excessive increase in pressure inside the housing 21 of the EGR gas cooler 14 to prevent, whereby the exhaust gas cooling device can be provided with the excellent durability.
Ferner
ist in diesem Ausführungsbeispiel
der balgartige Balgabschnitt 36, welcher in der Zylinderrichtung
des Bypassrohres 15 dehnbar und schrumpfbar ist, integral
mit dem Bypassrohr 15 ausgebildet. Durch einen solchen
Aufbau kann der Unterschied in der Wärmedehnung zwischen dem EGR-Gaskühler 14,
welcher durch Kühlen
des Hochtemperatur-Abgases mit dem Motorkühlwasser einen Niedertemperatur-Abschnitt bildet,
und dem Bypassrohr 15, welches durch Durchströmen des
Hochtemperatur-Abgases einen Hochtemperatur-Abschnitt bildet, durch
den Balgabschnitt 36 aufgenommen werden, und daher kann
die Abgaskühlvorrichtung mit
der ausgezeichneten Haltbarkeit vorgesehen werden.Furthermore, in this embodiment, the bellows-like bellows section 36 which is in the cylinder direction of the bypass tube 15 is stretchable and shrinkable, integral with the bypass tube 15 educated. Such a construction can make the difference in thermal expansion between the EGR gas cooler 14 , which forms a low-temperature section by cooling the high-temperature exhaust gas with the engine cooling water, and the bypass pipe 15 which forms a high-temperature section by flowing through the high-temperature exhaust gas through the bellows section 36 can be accommodated, and therefore the exhaust gas cooling device can be provided with the excellent durability.
(Zweites Ausführungsbeispiel)(Second embodiment)
4A und 4B zeigen das zweite Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und zeigen insbesondere den wesentlichen
Aufbau des EGR-Moduls, welches integral aus der Abgaskühlvorrichtung,
dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil
und dem Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil
ausgebildet ist. 4A and 4B show the second embodiment of the present invention and particularly show the essential structure of the EGR module, which is integrally formed from the exhaust gas cooling device, the exhaust gas flow rate ratio control valve and the exhaust gas recirculation flow rate control valve.
In
diesem Ausführungsbeispiel
kann durch Vorsehen von spiralförmigen
Wärmeübertragungsrippen 29 im
Innern des Kühlwassereinlassabschnitts 28,
der an einem (in der Zeichnung) linken Endabschnitt des im Innern
des Ventilgehäuses 17 ausgebildeten
Kühlwasserkanals 27 ausgebildet
ist, die Wärme
des Ventilgehäuses 17,
dessen Temperatur durch ein Abgas, welches durch das Innere des
Ventilgehäuses 17 strömt, auf
eine hohe Temperatur gestiegen ist, mittels des Motorkühlwassers,
welches im Innern des Kühlwasserkanals 27 zirkuliert,
effizient gekühlt
werden. Durch einen solchen Aufbau ist die Wärmeübertragungsleistung (Wärmestrahlleistung) des
Motorkühlwassers
weiter verbessert, und daher ist es möglich, die inneren Bauteile
(zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 mittels
des Motorkühlwassers
effizient zu kühlen.In this embodiment, by providing spiral heat transfer fins 29 inside the cooling water inlet section 28 , which at a (in the drawing) left end portion of the inside of the valve housing 17 trained cooling water channel 27 is formed, the heat of the valve housing 17 , the temperature of which is caused by an exhaust gas passing through the interior of the valve housing 17 flows, has risen to a high temperature, by means of the engine cooling water, which is inside the cooling water duct 27 circulated, cooled efficiently. With such a structure, the heat transfer performance (heat radiation performance) of the engine cooling water is further improved, and therefore it is possible to use the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 to cool efficiently by means of the engine cooling water.
Demgemäß ist es
möglich,
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 57) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
die inneren Bauteile (zum Beispiel Lager 76) des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 vor
Wärme des
Hochtemperatur-Abgases zu schützen,
und daher kann das Auftreten eines Verschiebefehlers des Ventilschafts 54 des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und
eines Verschiebefehlers des Ventilschafts 72 des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 verhindert
werden, wodurch die Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades
des Doppeltellerventils 53 des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 und die
Steueransprechempfindlichkeit des Ventilöffnungsgrades des Ventils 71 des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 erhöht werden.Accordingly, it is possible to use the internal components (e.g. bearings 57 ) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the internal components (e.g. bearings 76 ) of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 protect from heat of the high temperature exhaust gas, and therefore the occurrence of a displacement error of the valve stem 54 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and a misalignment of the valve stem 72 of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 can be prevented, which increases the control response sensitivity of the valve opening degree of the double-plate valve 53 of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the control responsiveness of the valve opening degree of the valve 71 of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 increase.
(Modifikation)(Modification)
In
den oben genannten Ausführungsbeispielen
ist die Ventilelement-Antriebseinrichtung des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 aus dem
mit Unterdruck betreibbaren Stellglied mit dem elektromagnetischen
oder elektrisch betriebenen Unterdrucksteuerventil 18a aufgebaut.
Jedoch kann die Ventilelement-Antriebseinrichtung
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 auch
aus einem elektrisch betriebenen Stellglied mit einer Leistungseinheit,
welche einen Antriebsmotor und einen Kraftübertragungsmechanismus (zum
Beispiel einen Untersetzungsmechanismus oder dergleichen) enthält, oder
einem elektromagnetischen Stellglied, wie beispielsweise einem elektromagnetischen
Strömungsratensteuerventil
aufgebaut sein. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel die Ventilelement-Antriebseinrichtung
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 aus
einem elektrisch betriebenen Stellglied mit der Leistungseinheit,
welche den Antriebsmotor und den Kraftübertragungsmechanismus (den
Untersetzungsgetriebemechanismus in diesem Ausführungsbeispiel) enthält, aufgebaut.
Jedoch kann die Ventilelement-Antriebseinrichtung des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 auch aus
einem mit Unterdruck betreibbaren Stellglied mit einem elektromagnetischen
oder elektrisch betriebenen, mit Unterdruck betreibbaren Steuerventil
oder einem elektromagnetischen Stellglied wie beispielsweise einem
elektromagnetischen Strömungsratensteuerventil
aufgebaut sein.In the above embodiments, the valve element driving device is the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 from the actuator that can be operated with negative pressure with the electromagnetic or electrically operated negative pressure control valve 18a built up. However, the valve element driving device of the exhaust gas flow rate ratio control valve can 18 can also be constructed from an electrically operated actuator with a power unit, which contains a drive motor and a power transmission mechanism (for example a reduction mechanism or the like), or an electromagnetic actuator, such as an electromagnetic flow rate control valve. Further, in this embodiment, the valve element driving device is the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 composed of an electrically operated actuator with the power unit, which contains the drive motor and the power transmission mechanism (the reduction gear mechanism in this embodiment). However, the valve element driving device of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 can also be constructed from an actuator that can be operated with negative pressure, with an electromagnetic or electrically operated control valve that can be operated with negative pressure, or an electromagnetic actuator such as, for example, an electromagnetic flow rate control valve.
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ventilgehäuse
des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 direkt
mit der stromabwärtigen
Seite der Abgaskühlvorrichtung
(dem EGR-Gaskühler 14 und dem
Bypassrohr 15) in Reihe verbunden, und gleichzeitig ist
das Ventilgehäuse
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 direkt
mit der stromabwärtigen
Seite des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
Reihe verbunden, sodass das eine Ventilgehäuse 17 gemeinsam durch
das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 benutzt
wird. Jedoch kann es möglich
sein, dass nur das Ventilgehäuse
des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 direkt
mit der stromabwärtigen Seite
des EGR-Gaskühlers 14 in
Reihe verbunden ist. Auch in diesem Fall werden das Abgasrückführströmungsrohr
und das Kühlwasserrohr,
welche den EGR-Gaskühler 14 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 verbinden,
unnötig
und daher kann die Anzahl der Teile reduziert werden. Ferner kann
die Montageeigenschaft des EGR-Gaskühlers 14 und des Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 verbessert
werden. Da außerdem
die Kanallänge des
Abgasrückführkanals
und des Kühlwasserkanals
extrem verkürzt
werden kann, wird die Konstruktion der Rohrleitung vereinfacht und die
Montierbarkeit der Abgaskühlvorrichtung
an einem Fahrzeug kann verbessert werden.In this embodiment, the valve body is the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 directly with the downstream side of the exhaust gas cooler (the EGR gas cooler 14 and the bypass tube 15 ) connected in series, and at the same time is the valve housing of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 directly with the downstream side of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 connected in series so that the one valve body 17 together through the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 is used. However, it may be possible that only the valve body of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 directly with the downstream side of the EGR gas cooler 14 is connected in series. Also in this case, the exhaust gas recirculation flow pipe and the cooling water pipe, which are the EGR gas cooler 14 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 connect, unnecessary and therefore the number of parts can be reduced. Furthermore, the assembly property of the EGR gas cooler 14 and the EGR flow rate th control valve 19 be improved. In addition, since the duct length of the exhaust gas recirculation duct and the cooling water duct can be extremely shortened, the construction of the pipeline is simplified and the mountability of the exhaust gas cooling device on a vehicle can be improved.
Hierbei
kann es möglich
sein, das Abgasrückführströmungsrohr
und das Kühlwasserrohr,
welche den EGR-Gaskühler 14 oder
das Bypassrohr 15 mit dem Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 verbinden,
im Vergleich zum Stand der Technik durch Anordnen des Ventilgehäuses des
Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 in
der Nähe der
stromabwärtigen
Seite des EGR-Gaskühlers 14 oder
des Bypassrohres 15 zu verkürzen. Weiter kann es auch möglich sein,
das Abgasrückführströmungsrohr
und das Kühlwasserrohr,
welche das Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventil 18 und
das Abgasrückführströmungsraten-Steuerventil 19 verbinden, im
Vergleich zum Stand der Technik durch Anordnen des Ventilgehäuses des
Abgasrückführströmungsraten-Steuerventils 19 in
der Nähe
der stromabwärtigen
Seite des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 zu
verkürzen.Here, it may be possible to use the exhaust gas recirculation flow pipe and the cooling water pipe, which are the EGR gas cooler 14 or the bypass tube 15 with the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 connect, compared to the prior art by arranging the valve housing of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 near the downstream side of the EGR gas cooler 14 or the bypass tube 15 To shorten. Furthermore, it may also be possible to use the exhaust gas recirculation flow pipe and the cooling water pipe, which are the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 and the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 connect, compared to the prior art by arranging the valve housing of the exhaust gas recirculation flow rate control valve 19 near the downstream side of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 To shorten.
In
diesem Ausführungsbeispiel
ist das Ventil (das Ventilelement) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 aus
dem Doppeltellerventil 53, welches die Öffnungsflächen der ersten und der zweiten
Einleitungsöffnung 51, 52 einstellt,
und dem Ventilschaft 54, welcher sich in der axialen Richtung zusammen
mit dem Doppeltellerventil 53 hin und her bewegt, aufgebaut
und weiter ist das Doppeltellerventil 53 aus dem normalerweise
offenen ersten Ventilelement 61, welches die Öffnungsfläche der
ersten Einleitungsöffnung 51 regelt,
und dem normalerweise geschlossenen zweiten Ventilelement 62,
welches die Öffnungsfläche der
zweiten Einleitungsöffnung 52 regelt,
aufgebaut. Jedoch kann das Ventil (das Ventilelement) des Abgasströmungsratenverhältnis-Regelventils 18 auch
aus einem normalerweise offenen Ventilelement (zum Beispiel ein
Tellerventil) aufgebaut sein, welches die Öffnungsfläche nur der ersten Einleitungsöffnung 51 auf
der Seite des EGR-Gaskühlers
(des Abgaswärmetauscherventils) 14 regelt. Ferner
kann es möglich
sein, die Anzahl Teile oder die Arbeitsstunden und somit die Kosten
zu reduzieren, indem das Ventilelement und der Ventilschaft 54 des
Doppeltellerventils 53 oder des Tellerventils integral
ausgebildet werden.In this embodiment, the valve (the valve element) is the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 from the double plate valve 53 , which defines the opening areas of the first and second introduction openings 51 . 52 and the valve stem 54 , which is in the axial direction together with the double-poppet valve 53 The double plate valve moves back and forth, is set up and on 53 from the normally open first valve element 61 , which is the opening area of the first introduction opening 51 regulates, and the normally closed second valve element 62 , which is the opening area of the second introduction opening 52 regulates, builds up. However, the valve (the valve element) of the exhaust gas flow rate ratio control valve 18 can also be constructed from a normally open valve element (for example a poppet valve) which covers the opening area of only the first inlet opening 51 on the side of the EGR gas cooler (the exhaust gas heat exchanger valve) 14 regulates. Furthermore, it may be possible to reduce the number of parts or the number of hours worked and thus the costs by adding the valve element and the valve stem 54 of the double plate valve 53 or the poppet valve are integrally formed.
(Drittes Ausführungsbeispiel)(Third embodiment)
5 ist eine schematische
Darstellung zur Erläuterung
des Gesamtaufbaus eines EGR-Systems 200, bei welchem eine
EGR-Kühlvorrichtung 2 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet ist. 5 is a schematic diagram for explaining the overall structure of an EGR system 200 , in which an EGR cooling device 2 is applied according to the first embodiment of the present invention.
6 ist eine Querschnittsansicht
eines EGR-Kühlers 203 in
der EGR-Kühlvorrichtung 2 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. 6 is a cross-sectional view of an EGR cooler 203 in the EGR cooler 2 according to the first embodiment of the present invention.
7 ist eine Querschnittsansicht
entlang einer Linie VII-VII in 2. 7 Fig. 10 is a cross sectional view taken along a line VII-VII in Fig 2 ,
In
dem EGR-System 200 stehen, wie in 5 dargestellt, ein Abgaskanal 204 und
ein Ansaugkanal 205 eines Motors 201 miteinander
durch einen EGR-Kanal 206 in Verbindung, um so einen Teil
eines Abgases aus dem Motor 201 zu dem Ansaugkanal 205 rückzuführen. D.h.
ein Teil des Motorabgases wird in einen Zylinder des Motors gesaugt. Dann
steuert das EGR-System 200 hauptsächlich einen Ventilöffnungsgrad
eines Wechselventils 233, welches später beschrieben wird, derart,
dass das Abgas, welches zu dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
d.h. die EGR-Gasströmungsrate
entsprechend einem Betriebszustand (Drehzahl, Last oder dergleichen)
des Motors 201 zu einer optimalen Strömungsrate wird. Üblicherweise
wird der EGR-Kanal 206 zu dem Ansaugkanal 205 an
einer stromabwärtigen
Seite eines Luftfilters 211 geöffnet und mit diesem verbunden.In the EGR system 200 stand as in 5 shown an exhaust duct 204 and an intake duct 205 of an engine 201 with each other through an EGR channel 206 connected to so part of an exhaust gas from the engine 201 to the intake duct 205 recirculate. That is, part of the engine exhaust is drawn into a cylinder of the engine. Then the EGR system controls 200 mainly a valve opening degree of a shuttle valve 233 , which will be described later, such that the exhaust gas that leads to the intake passage 205 is returned, that is, the EGR gas flow rate corresponding to an operating condition (speed, load or the like) of the engine 201 becomes an optimal flow rate. Usually the EGR channel 206 to the intake duct 205 on a downstream side of an air filter 211 opened and connected to it.
Eine
EGR-Kühlvorrichtung 202 ist,
wie in 5 dargestellt,
zum Kühlen
eines EGR-Gases
mittels eines EGR-Kühlers 203,
welcher in der Mitte des EGR-Kanals 206 gebildet ist, vorgesehen,
wodurch die Temperatur des EGR-Gases, welches zu dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
erniedrigt wird.An EGR cooler 202 is like in 5 shown for cooling an EGR gas by means of an EGR cooler 203 which is in the middle of the EGR channel 206 is formed, thereby reducing the temperature of the EGR gas to the intake duct 205 is returned, is degraded.
Die
EGR-Kühlvorrichtung 202 ist
aus dem EGR-Kühler 203,
welcher in der Mitte des EGR-Kanals 206 vorgesehen ist
und das EGR-Gas mittels Motorkühlwasser
kühlt,
einem Kühlwassereinleitungsrohr 206,
welches das Kühlwasser
aus dem Kühlwasserkanal 212 des
Motors 201 zu dem EGR-Kühler 205 einleitet,
und einem Kühlwasserwechselventil 209,
welches in der Mitte des Kühlwassereinleitungsrohres 208 vorgesehen
ist und die Verbindung/Unterbrechung des Kühlwassereinleitungsrohres 208 wechselt,
aufgebaut. Hierbei enthält
der EGR-Kühler 203 einen
Hauptkanal 231, welcher einen ersten Kanal bildet, durch
welchen das EGR-Gas strömt,
einen Bypasskanal 232, welcher einen zweiten Kanal parallel
zu dem Hauptkanal 231 bildet und durch welchen das EGR-Gas
strömt,
ein Wechselventil 233, welches ein erste Wechselventil
zum Wechseln der Verbindung/Unterbrechung des Hauptkanals 231 bildet,
und ein Wechselventil 234, welches ein zweites Wechselventil
zum Wechseln der Verbindung/Unterbrechung des Bypasskanals 232 bildet.The EGR cooler 202 is from the EGR cooler 203 which is in the middle of the EGR channel 206 is provided and the EGR gas cools by means of engine cooling water, a cooling water inlet pipe 206 which the cooling water from the cooling water channel 212 of the motor 201 to the EGR cooler 205 initiates, and a cooling water change valve 209 which is in the middle of the cooling water inlet pipe 208 is provided and the connection / interruption of the cooling water inlet pipe 208 changes, built. Here, the EGR cooler contains 203 a main channel 231 , which forms a first channel through which the EGR gas flows, a bypass channel 232 which has a second channel parallel to the main channel 231 forms and through which the EGR gas flows, a shuttle valve 233 , which is a first shuttle valve for changing the connection / disconnection of the main channel 231 forms, and a shuttle valve 234 , which has a second shuttle valve for changing the connection / interruption of the bypass channel 232 forms.
In
einem Kühlwasserkreis
des Motors 201 zirkuliert das Kühlwasser, welches durch eine
Wasserpumpe 214 unter Druck gesetzt wird, wie durch einen
Pfeil in 5 angedeutet,
im Innern des Motors 201 und strömt anschließend über den Kühlwasserkanal 212 in
einen Kühler 213 und
wird gekühlt.
Dann wird das Kühlwasser über den
Kühlwasserkanal 221 in
die Wasserpumpe 214 gesaugt und wird unter Druck gesetzt
und wieder dem Motor 201 zugeführt.In a cooling water circuit of the engine 201 circulates the cooling water, which by a water pump 214 is pressurized as by egg an arrow in 5 indicated, inside the engine 201 and then flows over the cooling water channel 212 into a cooler 213 and is cooled. Then the cooling water through the cooling water channel 221 into the water pump 214 sucked and put under pressure and back to the engine 201 fed.
Andererseits
steht, wie in 5 dargestellt, ein
Kühlwassereinlass 203c des
EGR-Kühlers 203 mit
dem Kühlwasserkanal 212 des
Motors 201 über einen
Kühlwassereinleitungskanal 208a in
Verbindung, während
ein Kühlwasserauslass 203d des EGR-Kühlers 203 mit
dem Kühlwasserkanal 221 des Motors 201 über einen
Kühlwasserausströmkanal 208b in
Verbindung steht. Durch einen solchen Aufbau erreicht ein Teil des
Kühlwassers,
welches aus dem Motor 201 in den Kühler 213 strömt, durch
den Kühlwassereinleitungskanal 208a den
EGR-Kühler 203,
strömt
durch den Kühlwasserausströmkanal 208b durch
einen Wassermantel 235, vereint sich durch den Kühlwasserausströmkanal 208b mit
dem Kühlwasserkanal 221,
und wird in die Wasserpumpe 214 gesaugt.On the other hand, as in 5 shown a cooling water inlet 203c of the EGR cooler 203 with the cooling water channel 212 of the motor 201 via a cooling water inlet duct 208a connected while a cooling water outlet 203d of the EGR cooler 203 with the cooling water channel 221 of the motor 201 via a cooling water outflow channel 208b communicates. With such a structure, part of the cooling water which comes from the engine 201 in the cooler 213 flows through the cooling water inlet channel 208a the EGR cooler 203 , flows through the cooling water outflow channel 208b through a water jacket 235 , unites through the cooling water outflow channel 208b with the cooling water channel 221 , and gets into the water pump 214 sucked.
Ferner
ist in der Mitte des Kühlwassereinleitungskanal 208a,
wie in 5 dargestellt,
ein Kühlwasserwechselventil 209 montiert.
Das Kühlwasserwechselventil 209 enthält ein elektromagnet-betriebenes
Ventil und wird elektrisch gesteuert. Das Kühlwasserwechselventil 209 steuert
die Einleitung/Unterbrechung des Kühlwassers zu dem EGR-Kühler 203 durch
Wechseln der Verbindung/Unterbrechung des Kühlwassereinleitungsrohres 208.Furthermore, in the middle of the cooling water inlet channel 208a , as in 5 shown, a cooling water exchange valve 209 assembled. The cooling water change valve 209 contains an electromagnetically operated valve and is electrically controlled. The cooling water change valve 209 controls the introduction / interruption of the cooling water to the EGR cooler 203 by changing the connection / interrupting the cooling water inlet pipe 208 ,
Als
nächstes
wird der Aufbau des EGR-Kühlers 203 der
EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erläutert.Next is the construction of the EGR cooler 203 the EGR cooler 202 according to the third embodiment of the present invention.
Der
Hauptteil 239 des EGR-Kühlers 203 ist aus
einem Material gemacht, welches eine ausgezeichnete Warmfestigkeit
und ausgezeichnete Erosionsfestigkeit zeigt, wie beispielsweise
rostfreier Stahl oder dergleichen. An einem Ende des Hauptteils 239 des
EGR-Kühlers 203 (linke
Seite in 2) ist, wie
in 6 dargestellt, ein
Gaseinlass 203a vorgesehen, während an der anderen Seite
des Hauptteils 239 (rechte Seite in 6) ein Gasauslass 203b vorgesehen
ist. Demgemäß strömt das EGR-Gas, wie durch einen
Pfeil in 6 dargestellt,
durch den Gaseinlass 203a in den EGR-Kühler 203 und strömt durch
den Gasauslass 203b aus dem EGR-Kühler 203 heraus.The main part 239 of the EGR cooler 203 is made of a material which exhibits excellent heat resistance and erosion resistance, such as stainless steel or the like. At one end of the main part 239 of the EGR cooler 203 (left side in 2 ) is like in 6 shown a gas inlet 203a provided while on the other side of the main part 239 (right side in 6 ) a gas outlet 203b is provided. Accordingly, the EGR gas flows as in an arrow in 6 represented by the gas inlet 203a in the EGR cooler 203 and flows through the gas outlet 203b from the EGR cooler 203 out.
Wie
in 6 dargestellt, enthält der EGR-Kühler 203 als
Kanal, durch welchen das EGR-Gas strömt, einen Hauptkanal 231 und
einen parallel zu dem Hauptkanal 231 angeordneten Bypasskanal 232.
Das EGR-Gas strömt
durch das Innere des Hauptkanals 231 und das Innere des
Bypasskanals 232 in der durch einen Pfeil in 6 dargestellten Richtung.
Der Hauptkanal 231 und der Bypasskanal 232 sind
aus rostfreiem Stahl gemacht und sind in einer Rohrform ausgebildet
und die Querschnittsformen der beiden Kanäle 231, 232 in
der Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung (Links/Rechts-Richtung
in 6) des EGR-Gases sind
gleich, wie in 7 dargestellt.
Ferner sind in dem Hauptkanal 231, wie in 7 dargestellt, Innenrippen 231a befestigt.
Diese Innenrippen 231a erhöhen eine Wärmestrahlmenge von dem EGR-Gas
auf das Kühlwasser
in dem Hauptkanal 231. Hierbei enthält der EGR-Kühler der
EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sechs Hauptkanäle 231 und drei Bypasskanäle 232.
An beiden Enden jedes der Hauptkanäle 231 und der Bypasskanäle 232 sind Endplatten 236a, 236b durch
Löten,
Schweißen
oder dergleichen dicht montiert.As in 6 shown, contains the EGR cooler 203 as a channel through which the EGR gas flows, a main channel 231 and one parallel to the main channel 231 arranged bypass channel 232 , The EGR gas flows through the interior of the main channel 231 and the inside of the bypass channel 232 in the by an arrow in 6 shown direction. The main channel 231 and the bypass channel 232 are made of stainless steel and are formed in a tube shape and the cross-sectional shapes of the two channels 231 . 232 in the direction perpendicular to the flow direction (left / right direction in 6 ) of the EGR gas are the same as in 7 shown. Furthermore are in the main channel 231 , as in 7 shown, inner ribs 231 attached. These inner ribs 231 increase an amount of heat radiation from the EGR gas to the cooling water in the main duct 231 , Here, the EGR cooler contains the EGR cooler 202 according to the third embodiment of the present invention, six main channels 231 and three bypass channels 232 , At both ends of each of the main channels 231 and the bypass channels 232 are end plates 236a . 236b tightly assembled by soldering, welding or the like.
D.h.
ein Raum, der durch einen Körperabschnitt 239,
Außenumfänge beider
Kanäle 231, 232 und
die Endplatten 236a und 236b umgeben ist, definiert
einen Wassermantel 235, durch welchen das Kühlwasser
strömt.
An dem Körperabschnitt 239 sind entsprechend
dem Wassermantel 235, wie in 6 dargestellt,
ein Kühlwassereinlass 203c und
ein Kühlwasserauslass 203d ausgebildet.
Indem das Kühlwasser
aus dem Kühlwassereinlass 203c in
das Innere des Wassermantels 235 strömen und sich durch das Innere
des Wassermantels 235 zu dem Kühlwasserauslass 203d bewegen
kann, wird der Wärmeaustausch
zwischen dem EGR-Gas, welches durch die Hauptkanäle 231 und die Bypasskanäle 232 strömt, und
dem Kühlwasser
durchgeführt.
D.h. das EGR-Gas wird durch seinen solchen Wärmeaustausch gekühlt.Ie a space through a body section 239 , Outer circumference of both channels 231 . 232 and the end plates 236a and 236b surrounded, defines a water jacket 235 through which the cooling water flows. On the body section 239 are according to the water jacket 235 , as in 6 shown a cooling water inlet 203c and a cooling water outlet 203d educated. By removing the cooling water from the cooling water inlet 203c inside the water jacket 235 pour and spread through the interior of the water jacket 235 to the cooling water outlet 203d The heat exchange between the EGR gas, which passes through the main channels 231 and the bypass channels 232 flows, and performed the cooling water. That is, the EGR gas is cooled by its heat exchange.
An
einer stromabwärtigen
Seite (rechte Seite in 6)
der auf der stromabwärtigen
Seite (rechte Seite in 6)
des Hauptkanals 231 und des Bypasskanals 232 vorgesehenen
Endplatte 236b ist, wie in 6 dargestellt,
eine Ventilsitzplatte 238 befestigt. Die Ventilsitzplatte 238 ist
aus einem Material gemacht, welches eine ausgezeichnete Warmfestigkeit
und eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit zeigt, wie beispielsweise
legierter Stahl mit Nickel, Molybdän oder dergleichen. In den
Ventilsitzplatten 238 sind Ventilsitzabschnitte 238a, 238b ausgebildet,
auf welchen Wechselventile 233, 234 ruhen, die
später erläutert werden.On a downstream side (right side in 6 ) on the downstream side (right side in 6 ) of the main channel 231 and the bypass channel 232 provided end plate 236b is like in 6 shown, a valve seat plate 238 attached. The valve seat plate 238 is made of a material which exhibits excellent heat resistance and wear resistance, such as alloy steel with nickel, molybdenum or the like. In the valve seat plates 238 are valve seat sections 238a . 238b trained on which shuttle valves 233 . 234 rest, which will be explained later.
Zwischen
der Endplatte 236b und der Ventilsitzplatte 238 ist,
wie in 6 dargestellt,
eine Trennplatte 237 vorgesehen. Die Trennplatte 237 unterbricht
die Verbindung zwischen dem Hauptkanal 231 und dem Bypasskanal 232 in
einem zwischen der Endplatte 236b und der Ventilsitzplatte 238 definierten
Raum.Between the end plate 236b and the valve seat plate 238 is like in 6 shown a partition plate 237 intended. The partition plate 237 breaks the connection between the main channel 231 and the bypass channel 232 in one between the end plate 236b and the valve seat plate 238 defined space.
An
der stromabwärtigen
Seite (rechte Seite) der Ventilsitzplatte 238 sind, wie
in 6 dargestellt, ein
Wechselventil 233, welches ein erstes Wechselventil zum
Wechseln der Verbindung/Unterbrechung des Hauptkanals 231 bildet,
und ein Wechselventil 234, welches ein zweites Wechselventil
zum Wechseln der Verbindung/Unterbrechung des Bypasskanals 232 bildet,
vorgesehen.On the downstream side (right side) of the valve seat plate 238 are like in 6 shown, a shuttle valve 233 , which is a first shuttle valve for changing the connection / disconnection of the main channel 231 forms, and a shuttle valve 234 , which has a second shuttle valve for changing the connection / interruption of the bypass channel 232 forms, provided.
In
den Wechselventilen 233, 234 wird zum Beispiel
ein Schrittmotor, ein linearer Elektromagnet oder dergleichen als
Energiequelle verwendet. D.h. die Wechselventile 233, 234 sind
von einer Art, welche Ventilöffnungsgrade,
d.h. Hübe
des Ventilelements 233a und des Ventilelements 234a (in
der Links/Rechts-Richtung in 6 positioniert)
kontinuierlich steuern kann. Mit anderen Worten sind die Wechselventile 233, 234 so
ausgestaltet, dass die Ventilelemente 233a, 234a nicht
nur eine vollständig geschlossene
Stellung und eine vollständig
offene Stellung annehmen können,
sondern auch in beliebiger Stellung zwischen der vollständig geschlossenen Stellung
und der vollständig
offenen Stellung gehalten werden können.In the shuttle valves 233 . 234 For example, a stepper motor, a linear solenoid, or the like is used as an energy source. Ie the shuttle valves 233 . 234 are of a type which valve opening degrees, ie strokes of the valve element 233a and the valve element 234a (in the left / right direction in 6 positioned) can control continuously. In other words, the shuttle valves 233 . 234 designed so that the valve elements 233a . 234a not only can assume a fully closed position and a fully open position, but can also be held in any position between the fully closed position and the fully open position.
Demgemäß ist es
durch Steuern des Ventilöffnungsgrades
eines der beiden Wechselventile 233, 234 oder
durch gleichzeitiges Steuern der Ventilöffnungsgrade beider Wechselventile 233, 234 durch
die Steuerung 210 möglich,
eine Strömungsrate
des EGR-Gases, welches zu dem Ansaugkanal 205 zurückgeführt wird,
zu steuern.Accordingly, by controlling the degree of valve opening, it is one of the two shuttle valves 233 . 234 or by simultaneously controlling the valve opening degrees of both shuttle valves 233 . 234 through the controller 210 possible a flow rate of the EGR gas leading to the intake duct 205 is returned to control.
Wenn
das Ventilelement 233a des Wechselventils 233 auf
dem Ventilsitzabschnitt 238a der Ventilsitzplatte 238 ruht,
wird der Hauptkanal 231 unterbrochen, während, wenn das Ventilelement 233a sich
einen vorgegebenen Abstand in die Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 238a (rechte
Richtung in 6) bewegt
und freigegeben wird, der Hauptkanal 231 einen Verbindungszustand
annimmt. Analog wird, wenn das Ventilelement 234a des Wechselventils 234 auf
dem Ventilsitzabschnitt 238b der Ventilsitzplatte 238 ruht,
der Bypasskanal 232 unterbrochen, während, wenn sich das Ventilelement 234a einen
vorgegebenen Abstand in die Richtung weg von dem Ventilsitzabschnitt 238b (rechte
Richtung in 6) bewegt
und einen freigegebenen Zustand annimmt, der Bypasskanal 232 einen
Verbindungszustand annimmt. Hierbei zeigt 6 das Wechselventil 233 in einem
geschlossenen Zustand und das Wechselventil 234 in einem
freigegebenen Zustand.If the valve element 233a of the shuttle valve 233 on the valve seat section 238a the valve seat plate 238 is at rest, becomes the main channel 231 interrupted while when the valve element 233a a predetermined distance in the direction away from the valve seat portion 238a (right direction in 6 ) is moved and released, the main channel 231 assumes a connection state. Analog becomes when the valve element 234a of the shuttle valve 234 on the valve seat section 238b the valve seat plate 238 is at rest, the bypass channel 232 interrupted while when the valve element 234a a predetermined distance in the direction away from the valve seat portion 238b (right direction in 6 ) moves and assumes a released state, the bypass channel 232 assumes a connection state. Here shows 6 the shuttle valve 233 in a closed state and the shuttle valve 234 in a released state.
Als
nächstes
wird die Funktionsweise des EGR-Systems 200, bei welchem
die EGR-Kühlvorrichtung 202 mit
dem oben genannten Aufbau angewendet ist, unter Fokussierung auf
die Funktionsweise der EGR-Kühlvorrichtung 202 in
Zusammenhang mit der schematischen Darstellung in 1 erläutert.Next is how the EGR system works 200 in which the EGR cooler 202 with the above structure is applied, focusing on the operation of the EGR cooling device 202 in connection with the schematic representation in 1 explained.
In
dem EGR-System 200 empfängt
die Steuerung 210, wie in 5 dargestellt,
Energie von einer Batterie 220 durch einen Zündschalter 219.
Dann werden entsprechend dem Betriebszustand des Motors 201,
d.h. entsprechend den durch verschiedene Sensoren 215, 216, 217, 219 erfassten
Messsignalen das Wechselventil 233 und das Wechselventil 234 angetrieben
und damit wird das Kühlen/Nichtkühlen des
EGR-Gases, welches dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
gesteuert und gleichzeitig wird die Strömungsrate des EGR-Gases, welches
dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
auf einen optimalen Wert gesteuert. Hierbei werden in dem EGR-System 200 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung als Sensoren zum Erfassen des Betriebszustands
des Motors 201 ein Wassertemperatursensor 215 zum
Erfassen der Temperatur des Kühlwassers,
ein Abgastemperatursensor 216 zum Erfassen der Abgastemperatur,
ein Drehzahlsensor 217 zum Erfassen der Drehzahl einer Kurbelwelle
(nicht dargestellt in der Zeichnung) und ein Lastsensor 218 verwendet.
Hierbei können
als Lastsensor 218 zum Beispiel ein Brennstoffeinspritzmengensensor
(nicht dargestellt in der Zeichnung) des Motors 201, ein
Drosselklappensensor zum Erfassen der Drehstellung einer Drosselklappe
(nicht dargestellt in der Zeichnung) oder dergleichen verwendet
werden. Hierbei ist es möglich,
einen Brennstoffeinspritzmengensensor (nicht dargestellt in der Zeichnung)
des Motors 201, einen Drosselklappensensor (nicht dargestellt
in der Zeichnung), welcher die Drehstellung der Drosselklappe erfasst,
oder dergleichen als Lastsensor 218 zu verwenden.In the EGR system 200 receives control 210 , as in 5 shown energy from a battery 220 through an ignition switch 219 , Then, according to the operating condition of the engine 201 , that is, according to the various sensors 215 . 216 . 217 . 219 the changeover valve 233 and the shuttle valve 234 driven and thus the cooling / non-cooling of the EGR gas, which is the intake duct 205 is returned, controlled and at the same time the flow rate of the EGR gas, which is the intake duct 205 is returned to an optimal value. Here, in the EGR system 200 according to the third exemplary embodiment of the present invention as sensors for detecting the operating state of the engine 201 a water temperature sensor 215 to detect the temperature of the cooling water, an exhaust gas temperature sensor 216 to record the exhaust gas temperature, a speed sensor 217 for detecting the speed of a crankshaft (not shown in the drawing) and a load sensor 218 used. Here can be used as a load sensor 218 for example a fuel injection quantity sensor (not shown in the drawing) of the engine 201 , a throttle valve sensor for detecting the rotational position of a throttle valve (not shown in the drawing) or the like can be used. It is possible to use a fuel injection quantity sensor (not shown in the drawing) of the engine 201 , a throttle valve sensor (not shown in the drawing), which detects the rotational position of the throttle valve, or the like as a load sensor 218 to use.
(1)
Der Fall, in welchem der Motor 201 in einem Nicht-Lastbereich
oder in einem extrem niedrigen Lastbereich ist und die Abgastemperatur
gleich oder niedriger als ein vorgegebener Wert ist.(1) The case in which the engine 201 is in a no-load range or in an extremely low load range and the exhaust gas temperature is equal to or lower than a predetermined value.
Hier
gibt der vorgegebene Wert der Abgastemperatur einen Wert an, der
niedriger als die Abgastemperatur während des Normalbetriebs des
Motors 201 ist und unmittelbar nach dem Starten des Motors
oder beim Leerlaufbetrieb erscheint, wobei der vorgegebene Wert
der Abgastemperatur für
jeden Motor bestimmt wird.Here, the specified value of the exhaust gas temperature specifies a value that is lower than the exhaust gas temperature during normal operation of the engine 201 and appears immediately after starting the engine or when idling, with the predetermined value of the exhaust gas temperature being determined for each engine.
In
diesem Fall treibt die Steuerung 21 1 das Wechselventil 233 in
einem Unterbrechungszustand, das Wechselventil 234 in einem
Verbindungszustand bzw. das Kühlwasserwechselventil 209 in
einem Unterbrechungszustand an. Ferner wird der Ventilöffnungsgrad
des Wechselventils 234 so gesteuert, dass die Strömungsrate
des EGR-Gases, welches dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
den optimalen Wert annimmt.In this case the control system drives 21 1 the shuttle valve 233 in an interrupted state, the shuttle valve 234 in a connected state or the cooling water exchange valve 209 in an interrupted state. Furthermore, the valve opening degree of the shuttle valve 234 controlled so that the flow rate of the EGR gas entering the intake duct 205 is returned, assumes the optimal value.
Durch
einen solchen Aufbau wird das EGR-Gas in den Ansaugkanal durch den
Bypasskanal 232 des EGR-Kühlers 203 rückgeführt, und
das Kühlwasser
strömt
nicht mehr in den EGR-Kühler 203.
Da der Bypasskanal 232 keine Innenrippen 231a aufweist
und das Kühlwasser
nicht in den EGR-Kühler 203 strömt, wird
ein Absenken der Temperatur des EGR-Gases in dem EGR-Kühler äußerst gering,
wodurch es möglich
ist, den Verbrennungszustand des Motors 201 zu stabilisieren.
Da der Bypasskanal 232 keine Innenrippen 231a aufweist,
haften ferner winzige Teilchenkomponenten in dem EGR-Gas, insbesondere
Komponenten mit einem starken Haftvermögen, nicht an dem Bypasskanal 232 an
und daher besteht keine Möglichkeit,
dass die winzigen Teilchenkomponenten in dem EGR-Gas an dem EGR-Kühler 203 anhaften
oder aufschichten.With such a structure, the EGR gas is introduced into the intake passage through the bypass passage 232 of the EGR cooler 203 returned, and that Cooling water no longer flows into the EGR cooler 203 , Because the bypass channel 232 no inner ribs 231 and the cooling water is not in the EGR cooler 203 flows, a decrease in the temperature of the EGR gas in the EGR cooler becomes extremely small, making it possible to change the combustion state of the engine 201 to stabilize. Because the bypass channel 232 no inner ribs 231 furthermore, minute particle components in the EGR gas, especially components with strong adhesiveness, do not adhere to the bypass channel 232 and therefore there is no possibility that the tiny particle components in the EGR gas on the EGR cooler 203 cling or build up.
(2)
Der Fall, in welchem der Motor 201 im Niederlastbereich
oder im Zwischenlastbereich ist und die Abgastemperatur einen vorgegebenen
Wert übersteigt.(2) The case in which the engine 201 is in the low load range or in the intermediate load range and the exhaust gas temperature exceeds a predetermined value.
In
diesem Fall treibt die Steuerung 210 das Wechselventil 233 in
einem Verbindungszustand, das Wechselventil 234 in einem
Unterbrechungszustand bzw, das Kühlwasserwechselventil 208 in
einem Verbindungszustand an. Ferner wird der Ventilöffnungsgrad
des Wechselventils 233 so gesteuert, dass die Strömungsrate
des EGR-Gases, welches zu dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
den optimalen Wert annimmt.In this case the control system drives 210 the shuttle valve 233 in a connected state, the shuttle valve 234 in an interrupted state or, the cooling water exchange valve 208 in a connection state. Furthermore, the valve opening degree of the shuttle valve 233 controlled so that the flow rate of the EGR gas leading to the intake duct 205 is returned, assumes the optimal value.
Durch
einen solchen Aufbau wird das EGR-Gas zu dem Ansaugkanal durch den
Hauptkanal 231 des EGR-Kühlers 203 rückgeführt, und
das Kühlwasser
strömt
in den Wassermantel 235 des EGR-Kühlers 203. Die Innenrippen 231a sind
an dem Hauptkanal 231 vorgesehen und das Kühlwasser strömt in den
EGR-Kühler 203 und
daher wird das EGR-Gas nach Durchlaufen des EGR-Kühlers 203 gekühlt, wodurch
die EGR-Gastemperatur gesenkt wird. Demgemäß ist es möglich, den günstigen NOx-Reduziereffekt durch
das EGR-System 200 zu erzielen.With such a structure, the EGR gas becomes the intake passage through the main passage 231 of the EGR cooler 203 returned, and the cooling water flows into the water jacket 235 of the EGR cooler 203 , The inner ribs 231 are on the main channel 231 provided and the cooling water flows into the EGR cooler 203 and therefore the EGR gas after passing through the EGR cooler 203 cooled, which lowers the EGR gas temperature. Accordingly, it is possible to achieve the favorable NOx reduction effect through the EGR system 200 to achieve.
(3)
Der Fall, bei welchem der Motor 201 in einem Niederlastbereich
oder in einem Zwischenlastbereich ist und die Abgastemperatur einen
zweiten vorgegebenen Wert übersteigt.(3) The case where the engine 201 is in a low load range or in an intermediate load range and the exhaust gas temperature exceeds a second predetermined value.
Hierbei
gibt der zweite vorgegebene Wert der Abgastemperatur einen Wert
an, der höher
als die Abgastemperatur während
des Normalbetriebs des Motors ist und erscheint, wenn die Last des
Motors 201 groß ist
oder dergleichen, wobei der zweite vorgegebene Wert der Abgastemperatur
für jeden Motor
bestimmt wird.Here, the second predetermined value of the exhaust gas temperature indicates a value which is higher than the exhaust gas temperature during normal operation of the engine and appears when the load of the engine 201 is large or the like, the second predetermined value of the exhaust gas temperature being determined for each engine.
In
diesem Fall treibt die Steuerung 210 das Wechselventil 233 in
einem Verbindungszustand, das Wechselventil 234 in einem
Verbindungszustand bzw. das Kühlwasserwechselventil 208 in
einem Verbindungszustand an. Ferner werden der Ventilöffnungsgrad
des Wechselventils 233 und der Ventilöffnungsgrad des Wechselventils 234 so
gesteuert, dass die Strömungsrate
des EGR-Gases, welches zu dem Ansaugkanal 205 rückgeführt wird,
den optimalen Wert annimmt.In this case the control system drives 210 the shuttle valve 233 in a connected state, the shuttle valve 234 in a connected state or the cooling water exchange valve 208 in a connection state. Furthermore, the valve opening degree of the shuttle valve 233 and the valve opening degree of the shuttle valve 234 controlled so that the flow rate of the EGR gas leading to the intake duct 205 is returned, assumes the optimal value.
Durch
einen solchen Aufbau wird das EGR-Gas zu dem Ansaugkanal durch den
Hauptkanal 231 und den Bypasskanal 232 des EGR-Kühlers 203 rückgeführt, und
das Kühlwasser
strömt
in den Wassermantel 235 des EGR-Kühlers 203. Die Innen rippen 231a sind
an dem Hauptkanal 231 vorgesehen und das Kühlwasser
strömt
in den EGR-Kühler 203,
und daher wird das EGR-Gas nach Durchlaufen des EGR-Kühlers 203 gekühlt, wodurch
die Temperatur des EGR-Gases gesenkt wird. Ferner wird auch in dem
Bypasskanal 232 Wärme
des EGR-Gases an das Kühlwasser
von einer Außenfläche davon
abgestrahlt, und daher kann die Temperatur des EGR-Gases verringert
werden. D.h. während
der Bypasskanal in der herkömmlichen
EGR-Kühlvorrichtung
keine EGR-Gaskühlfunktion
besitzt, ist in der EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung die EGR-Gaskühlfunktion
dem Bypasskanal 232 hinzugefügt. Demgemäß ist es möglich, den günstigen
NOx-Reduziereffekt durch das EGR-System 200 zu erzielen.With such a structure, the EGR gas becomes the intake passage through the main passage 231 and the bypass channel 232 of the EGR cooler 203 returned, and the cooling water flows into the water jacket 235 of the EGR cooler 203 , Rib inside 231 are on the main channel 231 provided and the cooling water flows into the EGR cooler 203 , and therefore the EGR gas after passing through the EGR cooler 203 cooled, which lowers the temperature of the EGR gas. Also in the bypass channel 232 Heat of the EGR gas is radiated to the cooling water from an outer surface thereof, and therefore the temperature of the EGR gas can be reduced. That is, while the bypass channel has no EGR gas cooling function in the conventional EGR cooling device, it is in the EGR cooling device 202 according to the third embodiment of the present invention, the EGR gas cooling function of the bypass channel 232 added. Accordingly, it is possible to achieve the favorable NOx reduction effect through the EGR system 200 to achieve.
Die
EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche oben erläutert ist, hat den folgenden Aufbau.
D.h. in der Mitte des Kühlwassereinleitungskanals 208,
welcher das Kühlwasser
in den EGR-Kühler 203 einleitet,
ist das Kühlwasserwechselventil 209 vorgesehen,
welches die Einleitung und die Unterbrechung des Kühlwassers
zu dem EGR-Kühler 203 schaltet.
Ferner enthält
der Hauptkanal 231, durch welchen das EGR-Gas strömt, den Bypasskanal 232,
welcher parallel zu dem Hauptkanal 231 angeordnet ist,
das Wechselventil 233, welches die Verbindung und Unterbrechung
des Hauptkanals 231 wechselt, und das Wechselventil 234, welches
die Verbindung und Unterbrechung des Bypasskanals 232 wechselt.The EGR cooler 202 according to the third embodiment of the present invention explained above has the following structure. Ie in the middle of the cooling water inlet channel 208 which is the cooling water in the EGR cooler 203 initiates, is the cooling water change valve 209 provided that the introduction and the interruption of the cooling water to the EGR cooler 203 on. The main channel also contains 231 through which the EGR gas flows, the bypass channel 232 which is parallel to the main channel 231 is arranged, the shuttle valve 233 which is the connection and disconnection of the main channel 231 changes, and the shuttle valve 234 which connects and disconnects the bypass channel 232 replaced.
In
der herkömmlichen
EGR-Kühlvorrichtung 202 bilden
der Bypasskanal und das Kanalwechselventil Teile, welche separat
von dem EGR-Kühler sind.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind jedoch der Bypasskanal und das Kanalwechselventil integral
als Bypasskanal 232 und Wechselventile 233, 234 ausgebildet,
wodurch ein einziges Teil im Innern des EGR-Kühlers 203 gebildet
ist. Demgemäß kann insbesondere
die Anzahl von für
das EGR-Gas relevanten Rohrverbindungsabschnitten stark reduziert
werden und die Arbeitsstunden zur Montage der EGR-Kühlvorrichtung 202 in
den Motor 201 können reduziert
werden.In the conventional EGR cooler 202 the bypass duct and the duct change valve form parts which are separate from the EGR cooler. In this exemplary embodiment, however, the bypass channel and the channel change valve are integral as a bypass channel 232 and shuttle valves 233 . 234 formed, creating a single part inside the EGR cooler 203 is formed. Accordingly, in particular, the number of pipe connection sections relevant for the EGR gas can be greatly reduced and the working hours for assembling the EGR cooling device 202 in the engine 201 can be reduced.
Ferner
kann erforderlichenfalls die Einleitung des Kühlwassers zu dem EGR-Kühler 203 mittels des
Kühlwasserwechselventils 209 unterbrochen werden.
D.h. unmittelbar nach dem Starten des Motors oder wenn der Motorbetriebszustand
in einem Niederlastbereich oder dergleichen ist, d.h. wenn das EGR-Gas
nicht durch den Hauptkanal 231 strömt, sondern durch den Bypasskanal 232 strömt, ist
es möglich,
die Kühlfunktion
des EGR-Kühlers 203 durch
Unterbrechen der Einleitung des Kühlwassers in den EGR-Kühler 203 zu
stoppen. Demgemäß kann durch
Unterdrücken
des Absenkens der Temperatur des EGR-Gases, welches durch den Bypasskanal 232 strömt, auf
ein minimales Niveau die Verbrennung unmittelbar nach dem Starten
des Motors 201 oder wenn der Betriebszustand des Motors 201 in
einem extrem niedrigen Lastbereich ist, stabilisiert werden.Furthermore, if necessary, the introduction of the cooling water to the EGR cooler 203 by means of the cooling water change valve 209 to be interrupted. That is, immediately after the engine is started or when the engine operating state is in a low load range or the like, that is, when the EGR gas is not through the main passage 231 flows but through the bypass channel 232 flows, it is possible the cooling function of the EGR cooler 203 by interrupting the introduction of the cooling water into the EGR cooler 203 to stop. Accordingly, by suppressing the lowering of the temperature of the EGR gas passing through the bypass passage 232 flows to a minimum level the combustion immediately after starting the engine 201 or if the operating state of the engine 201 is in an extremely low load range.
Ferner
können
die Wechselventile 233, 234 separat gesteuert
werden, und daher ist es möglich, wenn
die Abgastemperatur des Motors 201 höher ist, das EGR-Gas durch
sowohl den Hauptkanal 231 als auch den Bypasskanal 232 strömen zu lassen.
Durch einen solchen Aufbau wird auch in dem Bypasskanal 232 Wärme des
EGR-Gases in das
Kühlwasser
abgestrahlt, und daher kann die EGR-Gaskühlung realisiert werden. D.h.
in der herkömmlichen
EGR-Gaskühlvorrichtung
strömt
das EGR-Gas nicht in dem Bypasskanal, wenn der EGR-Kühler benutzt
wird. Dieses Ausführungsbeispiel
macht dagegen Gebrauch von dem Bypasskanal für die EGR-Gaskühlung. Demgemäß kann der
Bypasskanal, welcher nur in einer kurzen Dauer wie beispielsweise
während des
Startens des Motors benutzt wird, d.h. der Bypasskanal, welcher
in der herkömmlichen
EGR-Gaskühlvorrichtung
eine geringe Betriebsfähigkeit
zeigt, in diesem Ausführungsbeispiel
zum Kühlen
des EGR-Gases benutzt werden, und daher kann die Konstruktion der
gesamten EGR-Kühlvorrichtung
reduziert werden.Furthermore, the shuttle valves 233 . 234 can be controlled separately and therefore it is possible if the exhaust gas temperature of the engine 201 is higher, the EGR gas through both the main channel 231 as well as the bypass channel 232 to flow. Such a structure also in the bypass channel 232 Heat of the EGR gas is radiated into the cooling water, and therefore the EGR gas cooling can be realized. That is, in the conventional EGR gas cooling device, the EGR gas does not flow in the bypass passage when the EGR cooler is used. In contrast, this exemplary embodiment makes use of the bypass channel for EGR gas cooling. Accordingly, the bypass passage, which is used only for a short time such as during engine starting, that is, the bypass passage, which shows low operability in the conventional EGR gas cooling device, can be used for cooling the EGR gas in this embodiment, and therefore, the construction of the entire EGR cooling device can be reduced.
Ferner
sind der Hauptkanal 231 und der Bypasskanal 232 durch
Rohrelemente mit der gleichen Querschnittsform in der Richtung senkrecht
zu der Strömungsrichtung
des EGR-Gases ausgebildet. Demgemäß ist es ausreichend, eine
einzige Art von Form zum Herstellen der Rohrelemente vorzusehen, und
daher können
die Herstellungskosten des EGR-Kühlers 203 reduziert
werden. Ferner können erforderlichenfalls
die gesamte Querschnittsfläche des
Hauptkanals 231 und die gesamte Querschnittsfläche des
Bypasskanals 232 einfach durch Ändern der Anzahl der Rohrelemente
verändert
werden.Furthermore, the main channel 231 and the bypass channel 232 formed by pipe members with the same cross-sectional shape in the direction perpendicular to the flow direction of the EGR gas. Accordingly, it is sufficient to provide a single type of mold for manufacturing the tubular members, and therefore the manufacturing cost of the EGR cooler can 203 be reduced. Furthermore, if necessary, the entire cross-sectional area of the main channel 231 and the entire cross-sectional area of the bypass channel 232 simply by changing the number of pipe elements.
(Viertes Ausführungsbeispiel)Fourth Embodiment
8 ist eine schematische
Darstellung zur Erläuterung
des Gesamtaufbaus des EGR-Systems 200, bei welchem die
EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 8th is a schematic diagram for explaining the overall structure of the EGR system 200 in which the EGR cooler 202 according to the fourth embodiment of the present invention.
In
dem EGR-System 200, bei welchem die EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist der Aufbau des EGR-Kühlers 203 verändert und
das EGR-Ventil 207 ist hinzugefügt.In the EGR system 200 in which the EGR cooler 202 is applied according to the fourth embodiment of the present invention, the structure of the EGR cooler 203 changed and the EGR valve 207 is added.
Das
EGR-Ventil 207 ist im Wesentlichen gleich dem EGR-Ventil,
welches in der herkömmlichen
EGR-Kühlvorrichtung
verwendet wird. D.h. das EGR-Ventil 207 ist zum kontinuierlichen
Steuern der Strömungsrate
des EGR-Gases vorgesehen, welches dem Einlasskanal 205 rückgeführt wird.The EGR valve 207 is substantially the same as the EGR valve used in the conventional EGR cooling device. Ie the EGR valve 207 is designed to continuously control the flow rate of the EGR gas flowing through the intake port 205 is returned.
An
dem EGR-Kühler 203 sind
die Wechselventile 301, 302 anstelle der in dem
ersten Ausführungsbeispiel
verwendeten Wechselventile 233, 234 montiert.On the EGR cooler 203 are the shuttle valves 301 . 302 instead of the shuttle valves used in the first embodiment 233 . 234 assembled.
Während die
Wechselventile 233, 234 das Verfahren anwenden,
bei welchem der Ventilöffnungsgrad
kontinuierlich gesteuert werden kann, verwenden die Wechselventile 301, 302 dieses
Ausführungsbeispiels
ein Verfahren, welches die Ventile 301, 302 nur
entweder in der Unterbrechungsstellung (vollständig geschlossen) oder der
Verbindungsstellung (vollständig
geöffnet)
antreiben.While the shuttle valves 233 . 234 apply the method in which the valve opening degree can be continuously controlled, use the shuttle valves 301 . 302 this embodiment, a method that the valves 301 . 302 drive only in the open position (fully closed) or in the connection position (fully open).
In
dem EGR-System 200, bei welchem die EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angewendet ist, steuern die Wechselventile 301, 302 nur die
Verbindung/Unterbrechung des Hauptkanals 231 bzw. des Bypasskanals 232,
während
die Steuerung der EGR-Gasströmungsrate
durch das EGR-Ventil 207 durchgeführt wird.In the EGR system 200 in which the EGR cooler 202 applied according to the fourth embodiment of the present invention, control the shuttle valves 301 . 302 only the connection / interruption of the main channel 231 or the bypass channel 232 while controlling the EGR gas flow rate through the EGR valve 207 is carried out.
Beim
kontinuierlichen Steuern des Ventilöffnungsgrades mittels des Wechselventils,
um die Steuergenauigkeit der EGR-Gasströmungsrate zu erhöhen, ist
es notwendig, einige Ventilöffnungsgrad-Erfassungssensoren
vorzusehen und diese können
die Kosten des Wechselventils in die Höhe treiben. Im zweiten Ausführungsbeispiel
ist das Wechselventil, welches den Ventilöffnungsgrad kontinuierlich
steuert, nur aus dem EGR-Ventil 207 aufgebaut, und daher
kann der Anstieg der Kosten des EGR-Systems 200 unterdrückt werden.In continuously controlling the valve opening degree by means of the shuttle valve to increase the control accuracy of the EGR gas flow rate, it is necessary to provide some valve opening degree detection sensors, and these can increase the cost of the shuttle valve. In the second embodiment, the shuttle valve, which continuously controls the valve opening degree, is only from the EGR valve 207 built up, and therefore the increase in the cost of the EGR system 200 be suppressed.
Hierbei
kann in der EGR-Kühlvorrichtung 202 gemäß dem dritten
und vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welche zuvor erläutert worden sind, obwohl die
Wechselventile 233, 234, 301, 302 einen
pilzförmigen
Typ als Ventiltyp einsetzen, auch ein Ventil eines anderen Ventiltyps verwendet
werden. Zum Beispiel kann ein Flügelventil,
ein Hülsenventil
oder dergleichen als Wechselventile 233, 234 verwendet
werden.This can be done in the EGR cooling device 202 according to the third and fourth embodiments of the present invention, which have been explained above, although the shuttle valves 233 . 234 . 301 . 302 use a mushroom-shaped type as the valve type, a valve of another valve type can also be used. For example, a wing valve, a sleeve valve or the like can be used as a shuttle valve 233 . 234 be used.
Ferner
sind diese Ausführungsbeispiele,
sofern ein Motor von einem Typ ist, bei dem die EGR-Kühlvorrichtung 201 dieser
Ausführungsbeispiele
anwendbar ist, auf sowohl den Benzinmotor als auch den Dieselmotor
anwendbar.Furthermore, these embodiments are so far as an engine is of a type in which the EGR cooling device 201 of these embodiments is applicable to both the gasoline engine and the diesel engine.