JP2003065162A - Egrシステム - Google Patents

Egrシステム

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JP2003065162A
JP2003065162A JP2001251522A JP2001251522A JP2003065162A JP 2003065162 A JP2003065162 A JP 2003065162A JP 2001251522 A JP2001251522 A JP 2001251522A JP 2001251522 A JP2001251522 A JP 2001251522A JP 2003065162 A JP2003065162 A JP 2003065162A
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JP
Japan
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catalyst
exhaust gas
liquid
passage
gas passage
Prior art date
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JP2001251522A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruyuki Katayama
晴之 片山
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/35Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の劣化を抑制可能なEGRシステムを提
供する。 【解決手段】 EGRクーラー2は冷却機能を有するた
め、排気ガスの冷却によって凝縮水が発生し、凝縮水は
EGRクーラー2から排気ガス通路3の内壁面上を下方
へ垂れて流れる。凝縮水が触媒1を避けるように、この
凝縮水の通路6が設定されているので、排気ガス通路3
の内壁面上を流れる液体が、触媒1に至らなくなり、触
媒1の劣化が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、EGR(排気ガス
再循環)システムに関する。
【0002】
【従来の技術】EGRシステムは、排気ガスをエンジン
の吸気側に帰還することで、排気ガス中に含まれるNO
xを低減させる装置である。より多くの量の排気ガスを
エンジンの吸気側に帰還するため、排気ガスを帰還する
経路内にはEGRクーラーが設けられている。また、E
GRクーラーの上流側には、Pt,Pd等の酸化活性を
有する触媒が形成された焼結合金又はセラミックからな
る触媒基体が設けられており、排気ガス中に含まれるカ
ーボン等をトラップしている。
【0003】このような技術は、特開平5−18732
9号公報、特開2000−249003号公報に記載さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
EGRシステムにおいては、EGRクーラーにおいて発
生する凝縮水が触媒に至り、触媒が劣化する虞があっ
た。本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので
あり、触媒の劣化を抑制可能なEGRシステムを提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係るEGRシステムは、触媒と、この触媒
よりも上方に位置するEGRクーラーとを接続する排気
ガス通路を備え、エンジンからの排気ガスを触媒、排気
ガス通路及びEGRクーラーを順次介してエンジンの吸
気側に帰還するEGRシステムを対象とするものであ
り、EGRクーラーから排気ガス通路の内壁面上を下方
へ垂れて流れる液体が、触媒を避けるように、この液体
の通路が設定されることを特徴とする。
【0006】この場合、液体の通路が上述の如く設定さ
れているので、排気ガス通路の内壁面上を流れる液体
が、触媒に至らなくなり、触媒の劣化が抑制される。
【0007】排気ガス通路が管からなり、EGRシステ
ムが、この管の内周に沿って形成された液体溜用の溝を
備える場合には、内周のいずれの位置を伝って垂れてく
る液体も、一度は溝内にトラップされ、また、溝の最下
点を介して液体を下方に流す構成も採用することができ
る。
【0008】このような構成を採用する場合、溝の深部
の3点を含む平面は、水平面に対して傾いていることが
好ましく、管の内周のいずれの位置を伝ってきた液体
も、溝内を伝って、溝の最下点に移動し、この位置から
下方に流すことができる。
【0009】この溝内の一部分から液体の通路が触媒を
避けて触媒よりも下方に延びている場合には、液体が触
媒に接触することはなくなるので、触媒の保護機能が高
くなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係るEGRシ
ステムについて説明する。なお、同一要素には同一符号
を用い、重複する説明は省略する。
【0011】図1は実施の形態に係るEGRシステムの
ブロック図である。EGRシステムは、触媒1と、触媒
1よりも上方に位置するEGRクーラー2とを接続する
排気ガス通路3を備え、エンジン4からの排気ガスを触
媒1、排気ガス通路3及びEGRクーラー2を順次介し
てエンジン4の吸気側に帰還する。EGRクーラー2と
エンジン4の吸気側のとの間にはEGRバルブ5が介在
しており、エンジン回転数や排気ガス温度に応じてEG
Rバルブ5が開閉する。
【0012】EGRクーラー2は冷却機能を有するた
め、排気ガスの冷却によって凝縮水(液体)が発生す
る。したがって、凝縮水はEGRクーラー2から排気ガ
ス通路3の内壁面上を下方へ垂れて流れる。この液体
が、触媒1に接触すると、触媒1が劣化する。すなわ
ち、触媒1と液体との温度差によって触媒1が割れた
り、また、液体自体が触媒1の付着物と反応したり、或
いは、触媒1で構成された網目内に付着物を流し込んだ
りする。
【0013】そこで、本システムにおいては、液体が、
触媒1を避けるように、この液体の通路6が設定されて
いる。このように液体の通路6が設定されているので、
排気ガス通路3の内壁面上を流れる液体が、触媒1に至
らなくなり、触媒1の劣化が抑制される。
【0014】図2は上記排気ガス通路3の近傍の構成を
示す断面図、図3は図2に示した装置のIII−III
矢印断面図である。
【0015】排気ガス通路3は管からなる。エンジンの
排気側に接続された排気マニホールド7は、触媒基体1
0の収容管8の一端に接続されており、収容管8の他端
は排気ガス通路3に接続されている。
【0016】収容管8内には触媒基体10が取付部材9
を介して取り付けられている。触媒基体10は、合金や
セラミックからなる基体の表面上にPt等からなる触媒
1を薄膜として形成してなるものであり、収容管8の長
手方向手に沿って延びた複数の貫通孔THを網目状に有
している。なお、触媒1は貫通孔THの内面に形成され
ている。触媒1は、排気ガス中に含まれるカーボン等を
トラップし、酸素等と反応させて排気ガスを浄化する。
【0017】排気マニホールド7から収容管8内に流入
した排気ガス(EGRガス)は、触媒基体10の貫通孔
THを通ることによって触媒1に接触し、浄化された
後、排気ガス通路3を通ってEGRクーラー2に至る。
触媒基体10よりもEGRクーラー2は上方に位置する
ので、排気ガス圧力の他に対流も寄与して、排気ガスは
スムーズにEGRクーラー2内に流れ込む。
【0018】収容管8の上部及び排気ガス通路3の下部
はフランジを構成しており、排気ガス通路3の下部を構
成するフランジは管の中心方向に向かって延びた鍔部を
有している。鍔部の上面には内周方向に沿って液体溜用
の溝31が形成されている。
【0019】EGRシステムは排気ガス通路3の内周に
沿って形成された液体溜用の溝31を備えているので、
内周のいずれの位置を伝って垂れてくる液体Wも、一度
は溝31内にトラップされ、また、溝の最下点を介して
液体Wを下方に流すことができる。
【0020】溝31の所定位置の深部からは液体Wの通
路(バイパス通路)6が下方に延びており、触媒基体1
0の下方に至り、収容管8の下部に開放している。収容
管8の下部は、排気マニホールド7に隣接しているの
で、排気ガスによって高温に加熱され、ここに流出した
液体Wは容易に蒸発することとなる。また、溝31内の
一部分から、液体Wの通路6が触媒(基体)10を避け
て触媒(基体)10よりも下方に延びているので、液体
Wが触媒1に接触することはなくなり、触媒1の保護機
能が高くなる。
【0021】なお、液体Wの通路6の断面積は、収容管
8の断面積よりも著しく小さく設定されており、液体W
の通路6内の排気ガスの通過が抑制される。
【0022】図4は上記排気ガス通路3の近傍の別の構
成を示す断面図である。図4に示したものは、図2に示
したものと比較して、排気ガス通路3の下部フランジが
水平面に対して傾いている点のみが異なる。すなわち、
溝31の深部の3点を含む平面は、水平面に対して傾い
ている。この場合、排気ガス通路3の内周のいずれの位
置を伝ってきた液体も、溝31内を伝って、溝の最下点
に移動し、この位置に設けられた液体の通路6を介して
下方に流れる。なお、本例の傾斜角αは5度である。
【0023】以上、説明したように、上述のEGRシス
テムによれば、排気ガス通路3の内壁面上を流れる液体
Wが、触媒1に至らなくなるので、触媒1の劣化が抑制
され、NOxやカーボン等の排出を長期間に渡って抑制
することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明のEGRシステムによれば、触媒
の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係るEGRシステムのブロック図
である。
【図2】排気ガス通路3の近傍の構成を示す断面図であ
る。
【図3】図2に示した装置のIII−III矢印断面図
である。
【図4】排気ガス通路3の近傍の別の構成を示す断面図
である。
【符号の説明】
1…触媒、2…クーラー、3…排気ガス通路、4…エン
ジン、5…バルブ、6…液体の通路、7…排気マニホー
ルド、8…収容管、9…取付部材、10…触媒基体、3
1…溝、TH…貫通孔、W…液体、α…傾斜角。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 触媒と該触媒よりも上方に位置するEG
    Rクーラーとを接続する排気ガス通路を備え、エンジン
    からの排気ガスを前記触媒、前記排気ガス通路及び前記
    EGRクーラーを順次介して前記エンジンの吸気側に帰
    還するEGRシステムにおいて、前記EGRクーラーか
    ら前記排気ガス通路の内壁面上を下方へ垂れて流れる液
    体が、前記触媒を避けるように、この液体の通路が設定
    されることを特徴とするEGRシステム。
  2. 【請求項2】 前記排気ガス通路は管からなり、前記管
    の内周に沿って形成された液体溜用の溝を備えることを
    特徴とする請求項1に記載のEGRシステム。
  3. 【請求項3】 前記溝の深部の3点を含む平面は水平面
    に対して傾いていることを特徴とする請求項2に記載の
    EGRシステム。
  4. 【請求項4】 前記溝内の一部分から前記液体の通路が
    前記触媒を避けて前記触媒よりも下方に延びていること
    を特徴とする請求項2又は3に記載のEGRシステム。
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Cited By (7)

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