JP2005232996A - Exhaust gas recirculating system - Google Patents

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隆 村上
Hideo Nakai
英夫 中井
Toshio Inui
敏男 乾
Kazuya Ohashi
一也 大橋
Seiji Ishida
誠二 石田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maximally omit a vibration countermeasure of an exhaust gas recirculating passage, while enhancing vehicle mountability by reducing the size of an exhaust gas recirculating device in an exhaust gas recirculating system. <P>SOLUTION: This system is composed of an inner pipe 3a and an outer pipe 3b arranged in a position at a predetermined interval from an outside surface of the inner pipe 3a; and is constituted so as to recirculate a part of exhaust gas to an intake passage 2 via an exhaust manifold 3 of a double tube structure connected to an exhaust port 1b of an engine 1, a communicating hole 30 formed in the inner pipe 3a, and a space between the inner pipe and the outer pipe positioned upstream of the communicating hole 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関のポンピングロスを低減して燃費向上を図るとともに、排ガスに含まれる窒素酸化物を低減するようにした排ガス還流システムに関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation system in which a pumping loss of an internal combustion engine is reduced to improve fuel consumption and nitrogen oxides contained in the exhaust gas are reduced.

従来より、内燃機関(エンジン)の排ガスの一部を吸気に還流させて窒素酸化物(NOx)の低減を図るようにした排ガス還流システム(以下、EGR装置という)が広く知られている。なお、このようなEGR装置では、エンジンのポンピングロスも低減されるため燃費向上を図ることもできる。
一般的に、EGR装置ではエンジンの吸気通路と排気通路とを排ガス還流通路(以下、EGR通路という)により接続し、このEGR通路を介して排ガス(EGRガス)を吸気通路内に還流させている。また、このEGR通路の途中には、EGRガスの還流量を制御するためのEGR弁が設けられており、エンジンの運転状態に応じてEGR弁のリフト量(開度)を制御することにより排ガスの還流量が制御される。
2. Description of the Related Art Conventionally, exhaust gas recirculation systems (hereinafter referred to as EGR devices) in which part of exhaust gas from an internal combustion engine (engine) is recirculated to intake air to reduce nitrogen oxides (NOx) are widely known. In such an EGR device, the pumping loss of the engine is also reduced, so that the fuel consumption can be improved.
In general, in an EGR device, an intake passage and an exhaust passage of an engine are connected by an exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an EGR passage), and exhaust gas (EGR gas) is recirculated into the intake passage through the EGR passage. . Further, an EGR valve for controlling the recirculation amount of the EGR gas is provided in the middle of the EGR passage, and the exhaust gas is controlled by controlling the lift amount (opening degree) of the EGR valve according to the operating state of the engine. The amount of reflux is controlled.

図3は従来のEGR装置の一例を示す模式図であって、101はエンジン、102は吸気通路(吸気マニホールド)、103は排気通路(排気マニホールド)、104は排気通路103の下流側に配設された触媒である。また、排気通路103は、触媒104の昇温促進及び保温を図る目的で2重管構造となっており、このため排気通路103は内管103aと外管103bとにより構成されている。そして、図3に示す例では、触媒104より下流側において、排気通路103にEGR通路105の一端が接続されており、エンジン101から排出された排ガスは触媒104で一旦浄化された後、その一部がEGR通路105を介して吸気通路102に還流されるようになっている。なお、符号106はEGR通路105上に介装されたEGR弁である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional EGR device, where 101 is an engine, 102 is an intake passage (intake manifold), 103 is an exhaust passage (exhaust manifold), and 104 is arranged downstream of the exhaust passage 103. Catalyst. The exhaust passage 103 has a double-pipe structure for the purpose of promoting the temperature rise and keeping the temperature of the catalyst 104. For this reason, the exhaust passage 103 includes an inner tube 103a and an outer tube 103b. In the example shown in FIG. 3, one end of the EGR passage 105 is connected to the exhaust passage 103 downstream from the catalyst 104, and the exhaust gas discharged from the engine 101 is once purified by the catalyst 104, The part is recirculated to the intake passage 102 via the EGR passage 105. Reference numeral 106 denotes an EGR valve interposed on the EGR passage 105.

また、図3に示すようなもの以外にも、例えば特許文献1及び特許文献2にもEGR装置に関する技術が開示されている。
このうち特許文献1には、排気マニホールドを遮熱カバーで覆うことで排気通路を2重管構造とするとともに、極力高温のEGRガスを還流させるべく、排気マニホールドと同様に、遮熱カバー内にEGR通路を配設した技術が開示されている。
In addition to the one shown in FIG. 3, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 also disclose techniques related to the EGR device.
Of these, Patent Document 1 discloses that the exhaust manifold is covered with a heat shield cover so that the exhaust passage has a double-pipe structure, and in order to recirculate hot EGR gas as much as possible, A technique in which an EGR passage is disposed is disclosed.

また、特許文献2には、排気通路を内管と外管とからなる2重管構造とし、内管の内部空間及び内管と外管との間の空間との両方に排気を流し、内管と外管との間の空間にEGR通路を接続した技術が開示されている。
特開2002−21647号公報 特開2002−161738号公報
In Patent Document 2, the exhaust passage has a double-pipe structure composed of an inner tube and an outer tube, and exhaust flows through both the inner space of the inner tube and the space between the inner tube and the outer tube. A technique in which an EGR passage is connected to a space between a pipe and an outer pipe is disclosed.
JP 2002-21647 A JP 2002-161738 A

しかしながら、図3を用いて説明した従来の技術では、排ガスを還流させるために専用の比較的長いパイプで形成されたEGR通路が必要となるため、比較的空間の狭いエンジンルーム内ではそのレイアウトを行なうことが難しく、複雑となる。また、エンジン1の振動にともなうEGR通路の振動が大きくなるため、EGR通路に振動対策を施す必要があり、この分だけコスト増となるという課題がある。   However, the conventional technique described with reference to FIG. 3 requires an EGR passage formed by a relatively long dedicated pipe to recirculate the exhaust gas. Therefore, the layout is limited in an engine room with a relatively small space. Difficult to do and complicated. Further, since the vibration of the EGR passage due to the vibration of the engine 1 becomes large, it is necessary to take a countermeasure against vibration in the EGR passage, and there is a problem that the cost increases accordingly.

また、特許文献2の技術では、内管と外管との間の空間の一部をEGR通路として利用しているが、図3に示す従来の技術と同様に、エンジン外部に露出した比較的長いEGR通路を必要とするためEGR通路のレイアウトが困難となるという課題があるほか、EGR通路に振動対策を施す必要があるという課題がある。
さらに、特許文献1の技術では、EGR通路がエンジン外部に露出していないものの、別パイプによりEGR通路を形成しなければならす、レイアウトやコスト等に関する課題は依然として残る。
In the technique of Patent Document 2, a part of the space between the inner pipe and the outer pipe is used as the EGR passage. However, as in the conventional technique shown in FIG. In addition to the problem that the layout of the EGR passage becomes difficult because a long EGR passage is required, there is a problem that it is necessary to take measures against vibration in the EGR passage.
Furthermore, in the technique of Patent Document 1, although the EGR passage is not exposed to the outside of the engine, problems relating to layout, cost, and the like that must be formed by another pipe still remain.

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、車両搭載性を高めるとともに振動対策を極力抑制できるようにした、排ガス還流システムを提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation system that improves vehicle mountability and can suppress vibration measures as much as possible.

このため、本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに形成された排気ポートと、内管及び該内管の外面から所定間隔をおいた位置に設けられた外管とからなり、上記排気ポートに接続された2重管構造の排気マニホールドと、上記内管に形成された連通孔と、上記連通孔の上流に位置する上記内管及び上記外管との空間を介して排ガスの一部を上記内燃機関の吸気通路に還流する排ガス還流装置とから構成されたことを特徴としている(請求項1)。   For this reason, the present invention comprises an exhaust port formed in a cylinder head of an internal combustion engine, an inner tube and an outer tube provided at a predetermined distance from the outer surface of the inner tube, and is connected to the exhaust port. A part of the exhaust gas is removed from the internal combustion engine through a space between the exhaust manifold having a double pipe structure, a communication hole formed in the inner pipe, and the inner pipe and the outer pipe located upstream of the communication hole. The exhaust gas recirculation device is configured to recirculate to the intake passage of the engine (claim 1).

また、請求項1記載の排ガス還流システムにおいて、上記排ガス還流装置は、上記シリンダヘッドの側面に接続された上記内管及び上記外管との間に位置する該シリンダヘッドの外面に形成された第1開口から上記吸気通路に向かうよう上記シリンダヘッド内に形成された第1通路を有することを特徴としている(請求項2)。
また、請求項2記載の排ガス還流システムにおいて、上記第1通路は、上記第1開口が形成された上記シリンダヘッドの外面と反対側の該シリンダヘッドの外面に形成された第2開口を有し、該第2開口と上記吸気通路とを接続する第2通路を有するのが好ましい(請求項3)。
The exhaust gas recirculation system according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation device is formed on an outer surface of the cylinder head positioned between the inner tube and the outer tube connected to a side surface of the cylinder head. It has the 1st channel | path formed in the said cylinder head so that it may go to the said intake channel from 1 opening (Claim 2), It is characterized by the above-mentioned.
3. The exhaust gas recirculation system according to claim 2, wherein the first passage has a second opening formed on the outer surface of the cylinder head opposite to the outer surface of the cylinder head in which the first opening is formed. It is preferable that a second passage for connecting the second opening and the intake passage is provided.

また、請求項2記載の排ガス還流システムにおいて、上記内管に介装され該内管を通過する排ガスを浄化可能な触媒を有し、上記外管は少なくとも上記触媒が介装された位置まで延設され、上記連通孔は上記触媒の下流に位置する上記内管に形成されるのが好ましい(請求項4)。   The exhaust gas recirculation system according to claim 2, further comprising a catalyst that is disposed in the inner pipe and that can purify the exhaust gas that passes through the inner pipe, and the outer pipe extends at least to a position where the catalyst is interposed. It is preferable that the communication hole is formed in the inner pipe located downstream of the catalyst.

本発明の排ガス還流システムによれば、排ガス還流装置が外部に露出しないので、コンパクト化を図ることができ、車両搭載時におけるレイアウトが容易となるという利点がある。また、従来のような内燃機関の外部に露出した長い排ガス還流通路が不要となるので、排ガス還流通路がエンジンの振動による影響をほとんど受けることがなく、振動対策も極力省略することができる利点がある。   According to the exhaust gas recirculation system of the present invention, since the exhaust gas recirculation device is not exposed to the outside, there is an advantage that the downsizing can be achieved and the layout when mounted on the vehicle becomes easy. Further, since the long exhaust gas recirculation passage exposed outside the internal combustion engine as in the prior art becomes unnecessary, the exhaust gas recirculation passage is hardly affected by the vibration of the engine, and the vibration countermeasure can be omitted as much as possible. is there.

以下、図面により、本発明の実施形態について説明する。
(1)第1実施形態の説明。
まず、本発明の第1実施形態に係る排ガス還流システムについて説明すると、図1はその全体構成を示す模式図であって、図1において1はエンジン(内燃機関)、2は吸気マニホールド(吸気通路)、3は排気マニホールド(排気通路)である。また、図示するように、排気マニホールド3の下流側にはエンジン1から排出された排ガスを浄化する排気浄化触媒(触媒)4が設けられている。なお、本実施形態においては、この触媒4は排ガス中のHC,CO,NOxの3つの成分を浄化する三元触媒である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Description of the first embodiment.
First, an exhaust gas recirculation system according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration. In FIG. 1, 1 is an engine (internal combustion engine), and 2 is an intake manifold (intake passage). ) 3 is an exhaust manifold (exhaust passage). Further, as shown in the figure, an exhaust purification catalyst (catalyst) 4 for purifying exhaust gas discharged from the engine 1 is provided on the downstream side of the exhaust manifold 3. In the present embodiment, the catalyst 4 is a three-way catalyst that purifies three components of HC, CO, and NOx in the exhaust gas.

ここで、三元触媒等の触媒4は、良く知られているように、所定の活性化温度以下では十分に排ガスを浄化することができない。そこで、図示するように、排気マニホールド3は触媒4の昇温促進及び保温を図る目的で2重管構造となっている。より具体的には、排気マニホールド3は排気ポート1bに接続された内管3aと、上記内管3aを覆うようにして形成された外管3bとから構成されており、内管3aと外管3bとの間の空間が断熱層(保温層)として機能するようになっている。   Here, as is well known, the catalyst 4 such as a three-way catalyst cannot sufficiently purify the exhaust gas below a predetermined activation temperature. Therefore, as shown in the figure, the exhaust manifold 3 has a double-pipe structure for the purpose of promoting temperature rise and keeping the temperature of the catalyst 4. More specifically, the exhaust manifold 3 includes an inner pipe 3a connected to the exhaust port 1b and an outer pipe 3b formed so as to cover the inner pipe 3a. The inner pipe 3a and the outer pipe The space between 3b functions as a heat insulation layer (thermal insulation layer).

また、このエンジン1には、排ガスの一部を吸気マニホールド2に還流させる排ガス還流装置(EGR装置)7が付設されている。ここで、EGR装置7は、主に、吸気マニホールド2と排気マニホールド3との間に介装されたEGR通路(排ガス還流通路)5と、上記EGR通路5上に介装されたEGR弁6と、上記EGR弁6の作動状態を制御するコントローラ(図示省略)等から構成されている。そして、コントローラではエンジン1の運転状態に基づいてEGR弁6の作動を制御する信号を出力し、EGR弁6の開度がコントローラからの制御信号に基づいて制御されることにより、排ガスの還流量が制御されるようになっている。   The engine 1 is also provided with an exhaust gas recirculation device (EGR device) 7 that recirculates part of the exhaust gas to the intake manifold 2. Here, the EGR device 7 mainly includes an EGR passage (exhaust gas recirculation passage) 5 interposed between the intake manifold 2 and the exhaust manifold 3, and an EGR valve 6 interposed on the EGR passage 5. And a controller (not shown) for controlling the operating state of the EGR valve 6. Then, the controller outputs a signal for controlling the operation of the EGR valve 6 based on the operating state of the engine 1, and the opening degree of the EGR valve 6 is controlled based on the control signal from the controller. Is to be controlled.

次に、本装置の要部について説明すると、本排ガス還流システムでは、EGR通路5の構成に特徴がある。ここで、EGR通路5は、一端が吸気マニホールド2に接続された第1EGR通路(第2通路)51と、一端が第1EGR通路51の他端に接続された第2EGR通路(第1通路)52と、一端が第2EGR通路52の他端に接続された第3EGR通路53とから構成されている。   Next, the main part of the present apparatus will be described. In the exhaust gas recirculation system, the configuration of the EGR passage 5 is characteristic. Here, the EGR passage 5 includes a first EGR passage (second passage) 51 having one end connected to the intake manifold 2 and a second EGR passage (first passage) 52 having one end connected to the other end of the first EGR passage 51. And a third EGR passage 53 having one end connected to the other end of the second EGR passage 52.

このうち、第1EGR通路51にはEGR弁6が介装されている。また、図示するように、第2EGR通路52はエンジン1のシリンダヘッド1aを貫通するようにシリンダヘッド1a内に形成されている。なお、この第2EGR通路52は、例えばシリンダヘッド1a内にパイプ等を配設して形成されたものであって、シリンダヘッド1aの吸気側側面と排気側側面とにパイプの両端の開口部(第1及び第2開口)21,22が形成されている。   Among these, the EGR valve 6 is interposed in the first EGR passage 51. Further, as shown in the figure, the second EGR passage 52 is formed in the cylinder head 1 a so as to penetrate the cylinder head 1 a of the engine 1. The second EGR passage 52 is formed, for example, by arranging a pipe or the like in the cylinder head 1a. The second EGR passage 52 is formed with openings at both ends of the pipe (on the intake side surface and the exhaust side surface of the cylinder head 1a). First and second openings) 21 and 22 are formed.

また、第3EGR通路53は、エンジン1の排気マニホールド3と一体に形成されたものであって、上述したマニホールド3の内管3aと外管3bとの間の空間が第3EGR通路53としても機能するように構成されている。
ところで、図示するように、外管3bは内管3aを覆いながら内管3aの終端部よりもさらに下流側に延びて形成されている。一方、内管3aの終端部は開口して形成されるとともに、この開口部分に触媒4が介装されている。そして、このように構成することにより、触媒4の下流側において内管3aと第3EGR通路53とが連通孔30を介して連通することとなり、これにより、触媒4で浄化された排ガスの一部がEGRガスとして第3EGR通路53に流入するようになっている。
The third EGR passage 53 is formed integrally with the exhaust manifold 3 of the engine 1, and the space between the inner pipe 3a and the outer pipe 3b of the manifold 3 described above also functions as the third EGR passage 53. Is configured to do.
Incidentally, as shown in the figure, the outer tube 3b is formed to extend further downstream than the end portion of the inner tube 3a while covering the inner tube 3a. On the other hand, the end portion of the inner pipe 3a is formed as an opening, and the catalyst 4 is interposed in the opening. With this configuration, the inner pipe 3a and the third EGR passage 53 are communicated with each other via the communication hole 30 on the downstream side of the catalyst 4, thereby a part of the exhaust gas purified by the catalyst 4. Flows into the third EGR passage 53 as EGR gas.

また、図1に示すように、上面視において、外管3bの上流端側は、シリンダヘッド1aの排気側側面を覆うようにしてシリンダヘッド1aに接続されており、これにより、内管3aと外管3bとの間の空間(第3EGR通路53)と第2EGR通路52とが接続されるようになっている。
このような構成により、エンジン1から排出された排ガスは排気マニホールド3の内管3aを通って触媒4に供給され、この触媒4において排ガス中の有害成分が浄化される。その後、排ガスの大部分は排気マニホールド3の下流側に流れて、図示しないマフラを介して大気中に排出される。また、一部の排ガスは、EGRガスとして内管3aの終端部から第3EGR通路53に取り込まれる。そして、このようなEGRガスにより内管3aの周囲が覆われて、第3EGR通路53が断熱層として機能することにより、内管3aの内部及び触媒4が高温に保持され、触媒4の昇温効果及び保温効果が高められる。
Further, as shown in FIG. 1, in the top view, the upstream end side of the outer tube 3b is connected to the cylinder head 1a so as to cover the exhaust side surface of the cylinder head 1a. A space (the third EGR passage 53) between the outer pipe 3b and the second EGR passage 52 is connected.
With such a configuration, the exhaust gas discharged from the engine 1 is supplied to the catalyst 4 through the inner pipe 3 a of the exhaust manifold 3, and harmful components in the exhaust gas are purified in the catalyst 4. Thereafter, most of the exhaust gas flows downstream of the exhaust manifold 3 and is discharged into the atmosphere through a muffler (not shown). A part of the exhaust gas is taken into the third EGR passage 53 from the end portion of the inner pipe 3a as EGR gas. The periphery of the inner pipe 3a is covered with such EGR gas, and the third EGR passage 53 functions as a heat insulating layer, whereby the inside of the inner pipe 3a and the catalyst 4 are maintained at a high temperature, and the temperature of the catalyst 4 is increased. The effect and the heat retention effect are enhanced.

また、第3EGR通路53内のEGRガスは、シリンダヘッド1a内に形成された第2EGR通路52を介して第1EGR通路51に流入するとともに、この第1EGR通路51から吸気マニホールド2に還流される。そして、エンジン1の燃焼室に新気とともにEGRガスが供給されることにより、燃焼室内の燃焼が緩慢なものとなりNOxの発生が抑制される。   The EGR gas in the third EGR passage 53 flows into the first EGR passage 51 through the second EGR passage 52 formed in the cylinder head 1a, and is returned to the intake manifold 2 from the first EGR passage 51. By supplying EGR gas together with fresh air to the combustion chamber of the engine 1, the combustion in the combustion chamber becomes slow and the generation of NOx is suppressed.

したがって、本発明の第1実施形態に係る排ガス還流システムによれば、第2EGR通路52がシリンダヘッド1aに形成されるとともに、第3EGR通路53が排気マニホールド3と一体に形成されることにより、第2EGR通路52及び第3EGR通路53が排気マニホールド3を含んだエンジン1の外部に露出又は突出することがなく、EGR通路5を大幅に小型化することができる利点がある。したがって、車両搭載時におけるレイアウトが容易なものとなる。また、上述のように、第2EGR通路52をシリンダヘッド1aに形成するとともに、第3EGR通路を排気マニホールド3と一体に形成することにより、EGR通路5ひいてはEGR装置本体の部品点数を低減することができ、コスト低減を図ることができるという利点がある。   Therefore, according to the exhaust gas recirculation system according to the first embodiment of the present invention, the second EGR passage 52 is formed in the cylinder head 1a, and the third EGR passage 53 is formed integrally with the exhaust manifold 3, thereby The 2EGR passage 52 and the third EGR passage 53 are not exposed or projected outside the engine 1 including the exhaust manifold 3, and there is an advantage that the EGR passage 5 can be greatly reduced in size. Therefore, the layout when mounted on the vehicle becomes easy. Further, as described above, the second EGR passage 52 is formed in the cylinder head 1a, and the third EGR passage is formed integrally with the exhaust manifold 3, thereby reducing the number of parts of the EGR passage 5 and the EGR device main body. There is an advantage that the cost can be reduced.

また、本実施形態に係る排ガス還流システムでは、EGR通路5は外部に露出する部分が少ないので、エンジン1の振動の影響をほとんど受けない。このため、EGR通路5に振動対策を施す必要がなくるので、コスト低減を図ることができる利点がある。
また、内管3aと外管3bとの間の空間が第3EGR通路53として機能するので、第3EGR通路53に高温の排ガス(EGRガス)が流れることで、内管3aと外管3bとの間の空間の断熱層を高温に保持でき、内管3aの内部を通過する排ガスの温度低下を抑制することができる。したがって、高い温度を保持した排ガスを触媒4に流入させることができ、冷態始動時であっても触媒4を早期に活性化温度にまで昇温させることができるほか、昇温後の保温効果を高めることができる。また、触媒4をより早期に昇温させることにより、排ガスの浄化性能が向上する。また、内管が高温に保持されるので、排ガス中のすす成分の燃焼が促進されて、排ガス及びEGRガスのさらなる浄化を図ることができる。
In the exhaust gas recirculation system according to the present embodiment, the EGR passage 5 is hardly affected by the vibration of the engine 1 because there are few portions exposed to the outside. For this reason, there is no need to take measures against vibration in the EGR passage 5, and there is an advantage that the cost can be reduced.
In addition, since the space between the inner tube 3a and the outer tube 3b functions as the third EGR passage 53, when high-temperature exhaust gas (EGR gas) flows through the third EGR passage 53, the inner tube 3a and the outer tube 3b The heat insulation layer in the space between them can be kept at a high temperature, and the temperature reduction of the exhaust gas passing through the inside of the inner pipe 3a can be suppressed. Therefore, the exhaust gas holding a high temperature can be caused to flow into the catalyst 4 and the catalyst 4 can be quickly raised to the activation temperature even at the time of cold start. Can be increased. Further, exhaust gas purification performance is improved by raising the temperature of the catalyst 4 earlier. Further, since the inner pipe is maintained at a high temperature, combustion of the soot component in the exhaust gas is promoted, and further purification of the exhaust gas and the EGR gas can be achieved.

また、内管3aと外管3bとの間の空間に流入したEGRガスは外気により冷却されるため、吸気マニホールド2に還流されるEGRガス温度の低下を促進することができる。したがって、エンジン1内の燃焼温度が低下して、窒素酸化物NOxの生成を大幅に抑制することができ、このような観点からも排ガスのさらなる浄化を実現することができる。また、吸気マニホールド2に還流させる排ガス温度が低下するので、吸気の体積効率が向上して燃費も向上するという利点がある。   Further, since the EGR gas that has flowed into the space between the inner pipe 3a and the outer pipe 3b is cooled by the outside air, it is possible to promote a decrease in the temperature of the EGR gas returned to the intake manifold 2. Therefore, the combustion temperature in the engine 1 is lowered, and the production of nitrogen oxides NOx can be greatly suppressed, and further purification of exhaust gas can be realized from this viewpoint. Moreover, since the exhaust gas temperature recirculated to the intake manifold 2 is lowered, there is an advantage that the volumetric efficiency of intake air is improved and fuel efficiency is improved.

さらに、本実施形態のように、触媒4よりも下流側において、内管3aと第3EGR通路53とを連通させることにより、触媒4で一旦浄化されたクリーンな排ガスをEGR5を介して吸気マニホールド2に還流させることができるという利点もある。   Further, as in the present embodiment, by connecting the inner pipe 3a and the third EGR passage 53 on the downstream side of the catalyst 4, clean exhaust gas once purified by the catalyst 4 is passed through the intake manifold 2 via the EGR 5. There is also an advantage that it can be refluxed.

(2)第2実施形態の説明。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、この第2実施形態では、上述した第1実施形態と異なって構成された部分について主に説明し、第1実施形態と同様に構成された部分については第1実施形態で用いた符号をそのまま用いるとともに、その説明を極力省略する。
(2) Description of the second embodiment.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, portions that are configured differently from the above-described first embodiment will be mainly described, and portions that are configured in the same manner as the first embodiment are denoted by the reference numerals used in the first embodiment. The description is omitted as much as possible while being used as it is.

図2はその全体構成を示す模式図であって、この第2実施形態では、内管3aの排ガスを触媒4の上流側から第3EGR通路に導くように構成されており、具体的には連通孔30の位置が異なる点でのみ第1実施形態と異なって構成されている。
すなわち、上述した第1実施形態では、触媒4の下流側において内管3aと第3EGR通路53とが連通するように構成されている(図1参照)が、本第2実施形態では、図2に示すように、触媒4を通った排ガスが第3EGR通路53に流入するのを防止するべく、内管3aと外管3bとの間には仕切壁9が設けられている。また、内管3の触媒4が配設された位置よりも上流側の位置に開口30が形成されており、排ガスの一部はこの開口30を介して内管3aから第3EGR通路53に流入するようになっている。
FIG. 2 is a schematic view showing the overall configuration. In the second embodiment, the exhaust gas in the inner pipe 3a is guided from the upstream side of the catalyst 4 to the third EGR passage. It differs from 1st Embodiment only by the point from which the position of the hole 30 differs.
That is, in the first embodiment described above, the inner pipe 3a and the third EGR passage 53 are configured to communicate with each other on the downstream side of the catalyst 4 (see FIG. 1), but in the second embodiment, FIG. As shown in FIG. 3, a partition wall 9 is provided between the inner tube 3a and the outer tube 3b in order to prevent the exhaust gas that has passed through the catalyst 4 from flowing into the third EGR passage 53. An opening 30 is formed at a position upstream of the position where the catalyst 4 of the inner pipe 3 is disposed, and a part of the exhaust gas flows into the third EGR passage 53 from the inner pipe 3 a through the opening 30. It is supposed to do.

したがって、本発明の第2実施形態に係る排ガス浄化装置によれば、上述した第1実施形態と略同様の利点があるほか、触媒4よりも上流側において内管3aと第3EGR通路53とを連通させることにより、圧力の高い排ガスをEGR通路5を介して吸気マニホールド2に還流させることができる。このため、例えばエンジン1が過給機を備えて吸気マニホールド2内の圧力が高い場合でも確実に吸気マニホールド2に排ガスを還流させることができるという利点がある。   Therefore, according to the exhaust gas purification apparatus according to the second embodiment of the present invention, there are substantially the same advantages as those of the first embodiment described above, and the inner pipe 3a and the third EGR passage 53 are connected upstream of the catalyst 4. By communicating, exhaust gas with high pressure can be recirculated to the intake manifold 2 via the EGR passage 5. For this reason, for example, there is an advantage that exhaust gas can be reliably recirculated to the intake manifold 2 even when the engine 1 includes a supercharger and the pressure in the intake manifold 2 is high.

また、触媒4を通過する前の高温の排ガスが第3EGR通路53に流入するため、第1実施形態よりもEGRガスの温度が高くなり、内管3aの昇温効果及び保温効果をさらに高めることができるという利点がある。
(3)その他
本発明の排ガス還流システムは上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、外管3bが内管3aの全周を覆うのではなく部分的に覆うような2重管構造としてもよい。また、第2EGR通路52をシリンダヘッド1a内に形成せずに、シリンダヘッド1aの外部に形成してもよい。さらには吸気マニホールドと第1EGR通路51とは別体に構成しても良いし、一体に構成してもよい。また、排気浄化触媒4として上記の三元触媒の代わりに、リーンNOx触媒、HCトラップ触媒等他の触媒を配設してもよいし、また排気中のPMを捕捉するフィルタを設けても良い。
Further, since the high temperature exhaust gas before passing through the catalyst 4 flows into the third EGR passage 53, the temperature of the EGR gas becomes higher than that in the first embodiment, and the temperature increase effect and the heat retention effect of the inner pipe 3a are further enhanced. There is an advantage that can be.
(3) Others The exhaust gas recirculation system of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a double tube structure in which the outer tube 3b partially covers the inner tube 3a instead of the entire circumference may be employed. Further, the second EGR passage 52 may be formed outside the cylinder head 1a without being formed in the cylinder head 1a. Furthermore, the intake manifold and the first EGR passage 51 may be configured separately or may be configured integrally. Further, as the exhaust purification catalyst 4, other catalysts such as a lean NOx catalyst and an HC trap catalyst may be provided instead of the above three-way catalyst, or a filter for capturing PM in the exhaust may be provided. .

本発明の第1実施形態に係る排ガス還流システムの全体構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the whole exhaust gas recirculation system composition concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る排ガス還流システムの全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the exhaust gas recirculation system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 従来のEGR装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the conventional EGR apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
1a シリンダヘッド
1b 排気ポート
2 吸気マニホールド(吸気通路)
3 排気マニホールド(排気通路)
3a 内管
3b 外管
4 触媒(排気浄化触媒)
5 EGR通路(排ガス還流通路)
6 EGR弁
7 EGR装置(排ガス還流装置)
21 第1開口
22 第2開口
30 連通孔
51 第1EGR通路(第2通路)
52 第2EGR通路(第1通路)
53 第3EGR通路
1 engine (internal combustion engine)
1a Cylinder head 1b Exhaust port 2 Intake manifold (intake passage)
3 Exhaust manifold (exhaust passage)
3a Inner pipe 3b Outer pipe 4 Catalyst (Exhaust gas purification catalyst)
5 EGR passage (exhaust gas recirculation passage)
6 EGR valve 7 EGR device (exhaust gas recirculation device)
21 1st opening 22 2nd opening 30 Communication hole 51 1st EGR passage (2nd passage)
52 2nd EGR passage (first passage)
53 3rd EGR passage

Claims (4)

内燃機関のシリンダヘッドに形成された排気ポートと、
内管及び該内管の外面から所定間隔をおいた位置に設けられた外管とからなり、上記排気ポートに接続された2重管構造の排気マニホールドと、
上記内管に形成された連通孔と、
上記連通孔の上流に位置する上記内管及び上記外管との空間を介して排ガスの一部を上記内燃機関の吸気通路に還流する排ガス還流装置とから構成された
ことを特徴とする、排ガス還流システム。
An exhaust port formed in the cylinder head of the internal combustion engine;
An exhaust manifold having a double-pipe structure connected to the exhaust port, comprising an inner tube and an outer tube provided at a position spaced from the outer surface of the inner tube;
A communication hole formed in the inner pipe;
An exhaust gas, comprising an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of the exhaust gas to the intake passage of the internal combustion engine via a space between the inner pipe and the outer pipe located upstream of the communication hole Reflux system.
上記排ガス還流装置は、上記シリンダヘッドの側面に接続された上記内管及び上記外管との間に位置する該シリンダヘッドの外面に形成された第1開口から上記吸気通路に向かうよう上記シリンダヘッド内に形成された第1通路を有する
ことを特徴とする、請求項1記載の排ガス還流システム。
The exhaust gas recirculation device is configured so that the cylinder head faces the intake passage from a first opening formed on an outer surface of the cylinder head located between the inner tube and the outer tube connected to a side surface of the cylinder head. The exhaust gas recirculation system according to claim 1, further comprising a first passage formed therein.
上記第1通路は、上記第1開口が形成された上記シリンダヘッドの外面と反対側の該シリンダヘッドの外面に形成された第2開口を有し、該第2開口と上記吸気通路とを接続する第2通路を有する
ことを特徴とする、請求項2記載の排ガス還流システム。
The first passage has a second opening formed on the outer surface of the cylinder head opposite to the outer surface of the cylinder head in which the first opening is formed, and connects the second opening and the intake passage. The exhaust gas recirculation system according to claim 2, further comprising a second passage.
上記内管に介装され該内管を通過する排ガスを浄化可能な触媒を有し、上記外管は少なくとも上記触媒が介装された位置まで延設され、上記連通孔は上記触媒の下流に位置する上記内管に形成された
ことを特徴とする、請求項1記載の排ガス還流システム。
A catalyst that is disposed in the inner pipe and purifies exhaust gas passing through the inner pipe; the outer pipe is extended to at least a position where the catalyst is interposed; and the communication hole is provided downstream of the catalyst. The exhaust gas recirculation system according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation system is formed in the inner pipe located.
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