JP2000161146A - 多気筒エンジンのegr装置 - Google Patents
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Abstract
に、新気とEGRガスの混合を十分に行なって、各気筒
に均等にEGRガスを混合した吸気を供給することがで
き、黒煙の増加を防止しながら、高いEGR率でNOx
を効率よく低減できる多気筒エンジンのEGR装置を提
供する。 【解決手段】多気筒エンジン1のEGR装置において、
EGR通路6a,6bを緩衝室20の対向する入口開口部
20a,20bに接続して、緩衝室20で入口開口部20a,20
bから流入するEGRガスGeを衝突させて排気脈動を
減少してから、混合室21に供給し、この混合室21におい
てこのEGRガスGeを吸気通路8から供給される新気
Aと混合して、この混合ガスを前記吸気系通路3a,3
bに供給するように構成する。
Description
ンなどにおいて、NOxの排出量を低減するために、排
気ガスの一部を吸気側に還流するEGRを備えた多気筒
エンジンの燃料噴射制御装置に関するものである。
てから、EGRガスを新気と均一に混合してから多気筒
エンジンの各気筒(シリンダ)に供給することにより、
各気筒間のEGR率の不均等によって発生する黒煙を防
止しながら、NOxを効率よく低減できる多気筒エンジ
ンのEGR装置に関する。
おいて、排気ガス中のNOx(窒素酸化物)の排出量を
低減するために、不活性ガスである排気ガスの一部、即
ちEGRガスを吸気系に還流することによって燃焼温度
を低く抑えて、NOxの生成を抑制するEGR(排気再
循環)が有効であることが知られており、広く実用化さ
れている。
使用したエンジンの場合を示す図3のように、エンジン
1の排気マニホールド2bから分岐したEGR通路6を
吸気マニホールド3a、3bに接続し、排気系通路2b
から排気ガスGの一部であるEGRガスGeを、EGR
通路6を経由して吸気通路8の新気Aに混入して吸気マ
ニホールド3a、3bへ還流させてEGRを行ってい
る。
ちながらNOxを低減するために、このEGR通路6に
は、EGR率調整用のEGR弁4を設けて、エンジン1
の回転数NEや負荷LOAD等の運転状態に応じて最適
なEGR率(=EGRガス量/(EGRガス量+新
気))となるように、EGR弁4の弁開度を調整して、
EGR通路6を通過するEGRガスGeの流量調整を行
っている。また、さらに、EGRクーラー5を設けてE
GRガスGeを冷却して体積を減少させ、気筒へ供給さ
れる新気の量を増加している。
エンジンにおいては、吸気マニホールドの形状やEGR
配管の取付け位置、吸排気のタイミング、エンジンの回
転数、負荷、運転の定常・非定常、EGR率などの運転
条件によって、各気筒間のEGR率が不均等になるとい
う現象がある。
の一つは、EGRガスを吸気マニホールド内に供給する
際に、吸気マニホールド内におけるEGRガスの流れに
偏りが生じ、各気筒に等分にEGRガスが分配されない
ことにある。図3のようにEGR通路6を吸気マニホー
ルド3a、3bに接続した場合には、EGRガスGeが
中央側を、新気Aは両端側を通過し易いので、中央側の
気筒No.3とNo.4のEGR率が大きく、両端側の
気筒No.1とNo.6のEGR率が小さくなる。
一つは、EGRガスが排気脈動の影響を受けており、脈
動圧や脈動流を持っているために、EGRガスの供給に
時間的変動があり混合ガスの濃度にムラが生じるので、
各気筒への流通路の長さや吸気のタイミングによって、
各気筒に供給される混合ガスのEGRガス濃度、即ちE
GR率が変動してしまうことである。
起因するので、全気筒の排気ガスが混合される場合に比
べて、図3に示すように、排気マニホールド2a、2b
が分割され、一方の半分の気筒の排気マニホールド2b
側のみからEGRガスGeを供給する場合には、この排
気脈動は著しく大きくなる。
ると、EGR率の高くなった気筒が新気不足となり、あ
るEGR率を越えると急激に燃焼が悪化して黒煙(スモ
ーク)を発生するため、図4に示すように、EGR率の
不均等さの拡大に伴って、黒煙の発生量(黒煙レベル)
が急激に多くなる。しかも全体のEGR率が増加する
程、黒煙の発生量が増加する。
が高くなる気筒のEGR率をさげるために、全体のEG
R率を下げると、NOxの低減が不十分になるという問
題がある。
開平7−34984号公報では、吸気マニホールドの上
流に混合室(第1ルーム)を設け、この混合室内に挿入
した排ガスパイプの吐出口からEGRガスをこの混合室
に供給するEGR装置が提案されており、更に、この排
ガスパイプをアクチュエータにより駆動して、この混合
室内を移動させることも提案されている。
室内に排ガスパイプを設け、この排ガスパイプの内側に
高温で腐蝕性のEGRガスを通過させる二重配管構造と
なるので、構造が複雑化し、メンテナンスが面倒になる
という問題がある。
ようとする場合に、吸気の脈動が悪くなり吸気の慣性を
利用できなくなるという理由で成立しにくいという問題
がある。また、アクチュエータで排ガスパイプを駆動す
る場合には、エンジンの回転数や負荷によってアクチュ
エータの回転数をコントロールする必要があり、装置が
複雑でコストが高くなり実用的でなくなる。
めに、特開平10−61503号公報では、EGR通路
にアクセルに応動するシャットオフバルブを設けて、黒
煙が発生し易い非定常時即ち過渡期に、このシャットバ
ルブを閉じてEGRを停止することにより黒煙の増加を
防止するEGR装置が提案されている。
踏み込んだ過渡期の黒煙の増加は防止できても、ここで
問題としている定常運転時のEGR率の不均等に基づく
黒煙の増加を防止することはできない。
されたものであり、その目的は、EGR装置を備えた多
気筒エンジンにおいて、EGRガスの排気脈動の影響を
減少すると共に、新気とEGRガスの混合を十分に行な
って、各気筒に均等にEGRガスを混合した混合ガスを
供給することができ、黒煙の増加を防止しながら、高い
EGR率でNOxを効率よく低減することができる多気
筒エンジンのEGR装置を提供することにある。
するための多気筒エンジンのEGR装置は、次のように
構成される。
から分岐される複数のEGR通路と、該複数のEGR通
路がそれぞれ接続され、かつ、対向して設けられた入口
開口部を有する緩衝室と、該緩衝室の出口通路と吸気通
路が接続された混合室と、該混合室と吸気系通路を接続
する排出通路とを有するEGR装置であって、EGRガ
スを前記緩衝室の対向する入口開口部から流入させて衝
突及び干渉させると共に、前記混合室においてEGRガ
スと新気を混合し、混合ガスを前記排出通路経由で前記
吸気系通路に供給するように構成される。
吸気における慣性過給や共鳴過給の動的効果を利用した
りして、排気マニホールドや吸気マニホールドが複数に
分割されたエンジンの場合は、更に、次のように構成さ
れる。
前記排気マニホールドからそれぞれ分岐され、前記混合
室は、複数の前記排出通路によって、複数に分割された
前記吸気マニホールドのそれぞれに連通するように構成
される。
スの入口開口部が対向して設けられ、複数のEGR通路
を通過するEGRガスが、この入口開口部から供給さ
れ、全体としてのEGRガスの脈動が緩衝され、より定
圧流及び定常流の状態に近づき、この定常流の状態に近
いEGRガスが混合室に供給される。
の排気マニホールドから分岐した場合には、通路拡大に
伴う脈動圧と脈動流の緩衝の効果を奏し、EGR通路を
複数の排気マニホールドから分岐した場合には、この通
路拡大に伴う緩衝の効果に加えて、各排気マニホールド
の気筒群の間で燃焼のタイミングが異なるために、排気
脈動のタイミングがずれたEGRガスを別々のEGR通
路で、緩衝室の対向する入口開口部から供給されて正面
衝突することにより、相互間で干渉する。そして、この
衝突及び干渉により排気脈動圧及び脈動流が平坦化し緩
衝される。
ドから分岐した場合には、一部のEGR通路の長さや太
さを変えたり、途中にオリフィスやサージタンクを設け
て排気脈動のタイミングを他のEGR通路と異ならせる
ことにより緩衝効果をより向上させることができる。
GRガスが、混合室において、吸気通路から混合室に入
って流速が低下する新気に混合するので、より均一な混
合ガス(吸気)となり、この均一な混合ガスが各気筒に
供給される。つまり、この混合室は、新気の流速を程良
く減速して、新気とEGRガスの混合効率を上げる機能
を有する。
Rガスの混合が十分に行なわれた混合ガスが各気筒に供
給されるので、各気筒間のEGR率の不均等がなくな
り、新気不足による黒煙の発生が防止される。従って、
高いEGR率でNOxを効率よく低減することができ
る。
る多気筒エンジンのEGR装置の実施の形態を説明す
る。図1、図2に、本発明に係る多気筒エンジンのEG
R装置のシステム構成を示すが、エンジン1の排気マニ
ホールド(排気系通路)2a、2bと吸気マニホールド
(吸気系通路)3a、3bは、それぞれ、No.1、
2、3気筒用とNo.4、5、6気筒用との2つに分岐
して設けられ、排気マニホールド2a、2bのぞれぞれ
から、2エントリーターボ10に排気ガスGが供給される
ように構成される。
れ、排気マニホールド2a、2bから分岐し、EGR弁
4a、4bとEGRクーラー5a、5bをそれぞれ経由
して、緩衝室20の入口開口部20a、20bに接続される。
2つの供給口から排気ガスGを均等に供給できるので、
ターボの効率を維持できる。つまり、先行技術の図3の
構成では、片方の排気マニホールド2bだけからEGR
ガスGeを吸気マニホールド3bに供給するために、2
エントリーターボ10の2つの供給口から供給する排気ガ
スGが不均等になってターボ効率が低下するが、これを
図1の構成では防止することができる。
互いに向き合うように、即ち、対向して設けられる。ま
た、この入口開口部20a、20bには、EGRガスGeの
逆流を防止するために、リード弁25a、25bがそれぞれ
設けられる。
イミングのずれを維持して、緩衝室20内での干渉効果を
上げるために、通路面積や通路長等の通路形状をできる
だけ等しく形成することが好ましい。
合室21に接続され、更に、この混合室21には、吸気通路
8が接続される。この混合室21に前側の排出通路23aと
後側の吸気マニホールド2bがそれぞれ接続して設けら
れ、これらは、前側の吸気マニホールド2aと後側の排
出通路23bに接続されて構成される。
分割は、吸気における動的効果である共鳴過給効果と慣
性過給効果のバランスをとるために6気筒や8気筒のエ
ンジンで行なわれている。
供給される新気Aと緩衝室20の出口通路22から供給され
るEGRガスGeとの混合が行なわれ、この混合ガスA
+Geが、前側と後側の排出通路23a、23bにより前側
と後側の吸気マニホールド2a、2bに供給されるよう
に構成される。なお、吸気通路8にはインタクーラー9
が設けられ、ターボ20で圧縮されて温度が上昇した新気
Aを冷却している。
によれば、EGRガスGeの緩衝室20への入り口である
入口開口部20a、20bを対向して配置したので、この入
口開口部20a、20bから供給されるEGRガスGeを互
いに衝突させることができる。
RガスGeは、前側の排気マニホールド2aの気筒群N
o.1、2、3と後側の排気マニホールド2bの気筒群
No.4、5、6と燃焼や排気のタイミングが異なるた
めに、排気脈動のタイミングがずれており、この排気脈
動のタイミングがずれたEGRガス同士を正面衝突させ
るので、干渉効果が大きい。
の効果もあるので、EGRガスGeの排気脈動圧及び脈
動流を大幅に緩衝することができ、EGRガスGeの排
気脈動を平坦化することができる。
より、定圧流及び定常流の状態に近づいた状態のEGR
ガスGeを、出口通路22経由で混合室21に送ることがで
き、更に、混合室21で、このEGRガスGeを流速の低
下した新気Aに混合することができるので、より均一な
混合ガスA+Geを得ることができ、この均一な混合ガ
スA+Geを各気筒に供給できる。
ン1において、一部気筒のEGR率が大きくなって、黒
煙量が増加するを防止しながら、高いEGR率でNOx
を効率よく低減することができる。
ンジンのEGR装置によれば、緩衝室において、EGR
ガスを対向して配置された入口開口部から供給して、E
GRガスを互いに衝突させて、EGRガスの排気脈動を
緩衝することができる。
常流の状態に近づいたEGRガスを混合室に送って、吸
気通路から混合室に流入して流速が低下した新気と混合
することができるので、より均一な混合ガスを得ること
ができる。
EGRガスの排気脈動の影響が減少し、かつ、均一に混
合した混合ガスを各気筒に供給できるので、各気筒間の
EGR率の不均等が原因である黒煙の増加を防止しなが
ら、高いEGR率でNOxを効率よく低減することがで
きる。
ステム構成図である。
テム構成図である。
係を示す図である。
ールド(後側) 3a 吸気マニホールド(前側) 3b 吸気マニホ
ールド(後側) 4a EGR弁(前側) 4b EGR弁
(後側) 5a EGRクーラー(前側) 5b EGRクー
ラー(後側) 6a EGR通路(前側) 6b EGR通路
(後側) 8 吸気通路 9 インタクーラー 10 2エントリーターボ 20 緩衝室 20a、20b 入口
開口部 21 混合室 22 出口通路 23a 排出通路(前側) 23b 排出通路(後
側) 25a、25b リード弁 A 新気 G 排気ガス Ge EGRガス A+Ge 混合ガ
ス
Claims (2)
- 【請求項1】 多気筒エンジンのEGRガスを排気系通
路から分岐される複数のEGR通路と、該複数のEGR
通路がそれぞれ接続され、かつ、対向して設けられた入
口開口部を有する緩衝室と、該緩衝室の出口通路と吸気
通路が接続された混合室と、該混合室と吸気系通路を接
続する排出通路とを有するEGR装置であって、EGR
ガスを前記緩衝室の対向する入口開口部から流入させて
衝突及び干渉させると共に、前記混合室においてEGR
ガスと新気を混合し、混合ガスを前記排出通路経由で前
記吸気系通路に供給するように構成されたことを特徴と
する多気筒エンジンのEGR装置。 - 【請求項2】 前記複数のEGR通路が複数に分割され
た前記排気マニホールドからそれぞれ分岐され、前記混
合室は、複数の前記排出通路によって、複数に分割され
た前記吸気マニホールドのそれぞれに連通するように構
成されたことを特徴とする請求項1記載の多気筒エンジ
ンのEGR装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33211098A JP3937612B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 多気筒エンジンのegr装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33211098A JP3937612B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 多気筒エンジンのegr装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000161146A true JP2000161146A (ja) | 2000-06-13 |
JP3937612B2 JP3937612B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=18251274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33211098A Expired - Fee Related JP3937612B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 多気筒エンジンのegr装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3937612B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006132374A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Hino Motors Ltd | 過給機付内燃機関 |
JP2008185008A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 多気筒エンジン |
US7908859B2 (en) * | 2005-11-29 | 2011-03-22 | Volvo Lastvagnar Ab | Exhaust gas recirculation mixer for a turbo-charged internal combustion engine |
CN102140977A (zh) * | 2010-01-29 | 2011-08-03 | 曼恩柴油机涡轮公司,曼恩柴油机涡轮德国公司子公司 | 具有排气再循环控制系统的大型二冲程柴油发动机 |
JP2015183625A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | ヤンマー株式会社 | エンジン |
JP2017141689A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 株式会社Subaru | ガス還流装置 |
JP2017203422A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 株式会社豊田自動織機 | 内燃機関の吸気装置 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP33211098A patent/JP3937612B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3937612B2 (ja) | 2007-06-27 |
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