JP2007177651A - Egr device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のEGR装置に関する。 The present invention relates to an EGR device for an internal combustion engine.
水冷式のEGRクーラおよび空冷式のEGRクーラを備え、EGRガスを水冷式のEGRクーラから空冷式のEGRクーラの順に流すEGR装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このEGR装置によれば、EGRガスの温度を冷却水温度よりも低くすることができる。 There is known an EGR device that includes a water-cooled EGR cooler and an air-cooled EGR cooler, and causes EGR gas to flow from the water-cooled EGR cooler to the air-cooled EGR cooler in this order (see, for example, Patent Document 1). According to this EGR apparatus, the temperature of EGR gas can be made lower than the cooling water temperature.
しかし、従来のEGR装置では、EGRクーラの取り付け位置に関しては特に規定されていなかった。空冷式のEGRクーラは、空気とEGRガスとの熱交換によりEGRガスを冷却するため、該空冷式のEGRクーラの取り付け位置によっては、EGRガスの温度を更に低下させることができる。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関のEGR装置において、EGRガスの温度をより低下させることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of further reducing the temperature of EGR gas in an EGR device for an internal combustion engine.
上記課題を達成するために本発明による内燃機関のEGR装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関のEGR装置は、
排気通路を流れる内燃機関からの排気を吸気通路へ再循環させるEGR装置であって、
前記排気通路と前記吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられ前記EGR通路を流れるEGRガスと空気とで熱交換を行う空冷式のEGRクーラと、
他の熱交換器と、
を備え、
前記空冷式のEGRクーラは、前記他の熱交換器と共に車両に取り付けられ、且つ車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an EGR device for an internal combustion engine according to the present invention employs the following means. That is, the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention is:
An EGR device that recirculates exhaust from an internal combustion engine flowing through an exhaust passage to an intake passage,
An EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
An air-cooled EGR cooler that is provided in the middle of the EGR passage and performs heat exchange between the EGR gas flowing through the EGR passage and air;
With other heat exchangers,
With
The air-cooled EGR cooler is attached to the vehicle together with the other heat exchanger, and is attached to the vehicle as a reinforcing member for reinforcing the vehicle.
「他の熱交換器と共に車両に取り付けられ」とは、空冷式のEGRクーラと他の熱交換器とが一体となっている場合、および別体となっている場合を含んでいる。そして、空冷式のEGRクーラが他の熱交換器の近傍に位置することを示している。また、「他の熱交換器」とは、例えば、内燃機関の冷却水と外気とで熱交換を行うラジエータ、過給機により圧縮された吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ、または冷房用の熱媒体と外気とで熱交換を行うエアコンディショナ用コンデンサを挙げることができる。これらは通常、走行風が当たる車両前側に取り付けられるため、他の熱交換器と共に取り付けられる空冷式のEGRクーラにも走行風が当たることになる。これにより、EGRガスの冷却度合いを高くすることができる。また、他の熱交換器と共に車両に取り付けることにより、全体として省スペース化が可能となる。さらに、EGRガスの温度が新気の温度近傍まで低下されれば、吸気通路においてEGRガス中の酸性物質が凝縮してしまうことが抑制され
るので、吸気系を構成する部材の耐久性を向上させることができる。
“Attached to the vehicle together with other heat exchangers” includes the case where the air-cooled EGR cooler and the other heat exchanger are integrated, and the case where they are separated. And it has shown that the air-cooled EGR cooler is located in the vicinity of another heat exchanger. The “other heat exchanger” refers to, for example, a radiator that exchanges heat between cooling water and outside air of an internal combustion engine, an intercooler that exchanges heat between intake air compressed by a supercharger and outside air, or cooling An air conditioner capacitor that performs heat exchange between the heat medium for use and the outside air can be given. Since these are normally attached to the front side of the vehicle where the traveling wind hits, the traveling wind also hits an air-cooled EGR cooler attached together with other heat exchangers. Thereby, the cooling degree of EGR gas can be made high. Moreover, space saving is attained as a whole by attaching to a vehicle with another heat exchanger. Furthermore, if the temperature of the EGR gas is lowered to near the fresh air temperature, the acidic substance in the EGR gas is suppressed from condensing in the intake passage, so that the durability of the members constituting the intake system is improved. Can be made.
一方、空冷式のEGRクーラは車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられる。すなわち、内燃機関側ではなく車両本体側に取り付けられている。そして、この空冷式のEGRクーラが補強部材を兼ねることにより、他の補強部材を少なくしたり、軽量化を図ったりすることができる。 On the other hand, the air-cooled EGR cooler is attached to the vehicle as a reinforcing member for reinforcing the vehicle. That is, it is attached not to the internal combustion engine side but to the vehicle body side. The air-cooled EGR cooler also serves as a reinforcing member, so that other reinforcing members can be reduced or the weight can be reduced.
また、本発明においては、前記空冷式のEGRクーラよりも前記排気通路側に設けられ、前記EGR通路を流れるEGRガスと前記内燃機関の冷却水とで熱交換を行う水冷式のEGRクーラをさらに備えることができる。 In the present invention, there is further provided a water-cooled EGR cooler that is provided closer to the exhaust passage than the air-cooled EGR cooler and performs heat exchange between the EGR gas flowing through the EGR passage and the cooling water of the internal combustion engine. Can be provided.
水冷式のEGRクーラと空冷式のEGRクーラとが同じ大きさとした場合、水冷式のEGRクーラのほうが、空冷式のEGRクーラよりも冷却効率が高い。そして、EGRガスが、まず水冷式のEGRクーラで冷却されることにより、EGRガスの温度が冷却水の温度近くまで低下する。次に、空冷式のEGRクーラで冷却されることにより、EGRガスの温度が外気の温度近くまで低下する。このように、2つのEGRクーラを通過させることにより、EGRガスの温度をより確実に低下させることができる。また、水冷式のEGRクーラによりEGRガスの温度を低下させると、その下流のEGR通路に耐熱性の低い材料を用いることができる。 When the water-cooled EGR cooler and the air-cooled EGR cooler have the same size, the water-cooled EGR cooler has higher cooling efficiency than the air-cooled EGR cooler. Then, the EGR gas is first cooled by the water-cooled EGR cooler, so that the temperature of the EGR gas is lowered to near the temperature of the cooling water. Next, by cooling with an air-cooled EGR cooler, the temperature of the EGR gas is lowered to near the temperature of the outside air. In this way, the temperature of the EGR gas can be more reliably lowered by passing the two EGR coolers. Further, when the temperature of the EGR gas is lowered by the water-cooled EGR cooler, a material having low heat resistance can be used for the downstream EGR passage.
また、本発明においては、前記水冷式のEGRクーラから前記空冷式のEGRクーラの間の少なくとも一部が曲折自在であっても良い。排気通路は、内燃機関と共に振動する。しかし、水冷式のEGRクーラから空冷式のEGRクーラの間の少なくとも一部が曲折自在であれば、この振動が空冷式のEGRクーラに伝わるのが抑制される。これにより、空冷式のEGRクーラを車両に固定することもできる。また、水冷式のEGRクーラを通過した後のEGRガスが、この屈曲自在な部分を流れるため、この部分の耐熱性は低くても良い。そのため、樹脂等からなる部品を用いることができる。 In the present invention, at least a part between the water-cooled EGR cooler and the air-cooled EGR cooler may be bendable. The exhaust passage vibrates with the internal combustion engine. However, if at least a portion between the water-cooled EGR cooler and the air-cooled EGR cooler is bendable, the vibration is suppressed from being transmitted to the air-cooled EGR cooler. Thereby, the air-cooled EGR cooler can be fixed to the vehicle. Further, since the EGR gas after passing through the water-cooled EGR cooler flows through this bendable part, the heat resistance of this part may be low. Therefore, parts made of resin or the like can be used.
そして、本発明においては、前記空冷式のEGRクーラは、前記他の熱交換器よりも上方または下方に設けられることができる。 In the present invention, the air-cooled EGR cooler can be provided above or below the other heat exchanger.
空冷式のEGRクーラおよび他の熱交換器は、車両前側に取り付けられる。つまり、空冷式EGRクーラは、車両前側の補強部材として取り付けられる。そして、他の熱交換器よりも上方または下方に取り付けることにより、他の熱交換器および空冷式のEGRクーラの夫々に走行風を直接当てることができる。これにより、EGRガスの冷却性能を向上させることができる。 An air-cooled EGR cooler and other heat exchangers are attached to the front side of the vehicle. That is, the air-cooled EGR cooler is attached as a reinforcing member on the vehicle front side. Then, by attaching the upper side or the lower side of the other heat exchanger, the traveling wind can be directly applied to each of the other heat exchanger and the air-cooled EGR cooler. Thereby, the cooling performance of EGR gas can be improved.
本発明に係る内燃機関のEGR装置によれば、EGRガスの温度をより低下させることができる。 According to the EGR device for an internal combustion engine according to the present invention, the temperature of the EGR gas can be further reduced.
以下、本発明に係る内燃機関のEGR装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an EGR device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係るEGR装置を適用する内燃機関とその吸・排気系および過給機の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an EGR device according to this embodiment is applied, an intake / exhaust system thereof, and a supercharger. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four
内燃機関1には、吸気通路3および排気通路4が接続されている。この吸気通路3の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ5のコンプレッサハウジング5aが設けられている。また、コンプレッサハウジング5aよりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調節する吸気スロットル6が設けられている。この吸気スロットル6は、電動アクチュエータにより開閉される。
An
コンプレッサハウジング5aよりも内燃機関1側の吸気通路3には、該吸気通路3内の吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が設けられている。
An intercooler 8 is provided in the
一方、排気通路4の途中には、前記ターボチャージャ5のタービンハウジング5bが設けられている。また、タービンハウジング5bよりも下流の排気通路4には、吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタ9が設けられている。
On the other hand, a turbine housing 5 b of the
そして、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を吸気通路3へ再循環させるEGR装置30が備えられている。このEGR装置30は、金属製配管31、水冷式EGRクーラ32、空冷式EGRクーラ33、EGR弁34、およびゴム製配管35を備えて構成されている。金属製配管31の材質はステンレス鋼であり、ゴム製配管35の材質は曲折自在のゴムである。また、水冷式EGRクーラ32および空冷式EGRクーラ33の材質は、ステンレス鋼である。
The internal combustion engine 1 is provided with an
金属製配管31の一端側はパティキュレートフィルタ9よりも下流側の排気通路4に接続され、他端側はゴム製配管35の一端側に接続されている。また、ゴム製配管35の他端側はコンプレッサハウジング5aよりも上流の吸気通路3に接続されている。この金属製配管31およびゴム製配管35を順に通って、排気が再循環される。
One end side of the
そして、金属製配管31には、水冷式EGRクーラ32が備えられている。また、ゴム製配管35には、排気通路4側から順に、空冷式EGRクーラ33およびEGR弁34が備えられている。
The
EGR弁34は、ゴム製配管35の通路断面積を調整することにより、該ゴム製配管35を流れる外部EGRガスの量を調整する。水冷式EGRクーラ32は、内燃機関1の冷却水が循環しEGRガスと冷却水とで熱交換を行うことにより、EGRガスの温度を低下させる。この水冷式EGRクーラ32により、EGRガスの温度が冷却水の温度近くまで低下される。また、空冷式EGRクーラ33は、走行風が当たる車両前側に取り付けられ、空気とEGRガスとで熱交換を行うことにより、EGRガスの温度を低下させる。この空冷式EGRクーラ33により、EGRガスの温度が外気温度近くまで低下される。
The
また、内燃機関1には、冷却水通路41が接続され冷却水が循環されている。冷却水通路41の途中には、ラジエータ42が備えられている。ラジエータ42は、走行風が当たる車両前側に取り付けられ、空気と冷却水とで熱交換を行うことにより冷却水の温度を低下させる。
A cooling
ここで、図2は、車両前面から見たときの空冷式EGRクーラ33およびラジエータ42の取り付け状態を示した図である。空冷式EGRクーラ33およびラジエータ42は、車両の左側を構成する部材51(以下、左側構成部材51という。)と、車両の右側を構成する部材52(以下、右側構成部材52という。)の間に設置されている。また、空冷式EGRクーラ33は、ラジエータ42の下方に取り付けられている。なお、空冷式EGRクーラ33およびラジエータ42は、一体であっても別体であっても良い。
Here, FIG. 2 is a view showing an attachment state of the air-cooled
ラジエータ42よりも上側には、左側構成部材51と右側構成部材52とを接続する上
側補強部材53が取り付けられている。また、空冷式EGRクーラ33よりも下側には、左側構成部材51と右側構成部材52とを接続する下側補強部材54が取り付けられている。
An upper reinforcing
このように空冷式EGRクーラ33およびラジエータ42を取り付けることにより、EGRガスを車両前側で冷却することができる。また、EGRガスは水冷式EGRクーラ32を通過した後に空冷式EGRクーラ33を通過するため、空冷式EGRクーラ33を通過する前に冷却水の温度近くまで低下している。そのため、空冷式EGRクーラ33の付近のゴム製配管35の材質をゴムにすることができる。これにより、内燃機関1で発生する振動がゴムにより吸収されるので、空冷式EGRクーラ33を左側構成部材51、右側構成部材52、上側補強部材53、または下側補強部材54に固定することができる。また、省スペース化を実現することができる。なお、ラジエータ42に代えて、インタークーラ8またはエアコンディショナ用のコンデンサと空冷式EGRクーラ33とを組み合わせても良い。
By attaching the air-cooled
また、図3は、車両前面から見たときの空冷式EGRクーラ33およびラジエータ42の他の取り付け状態を示した図である。図2に示した場合と比較して、下側補強部材54を備えておらず、空冷式EGRクーラ33が下側補強部材54を兼ねている点で相違する。空冷式EGRクーラ33は、材質がステンレス鋼のため、強度および剛性が高い。そのため、空冷式EGRクーラ33を介して、左側構成部材51と右側構成部材52とを接続することで、該空冷式EGRクーラ33自体が車両の補強部材となり、車両の剛性を高めることができる。また、従来の補強部材を廃止することができるので、軽量化を図ることもできる。
FIG. 3 is a view showing another attachment state of the air-cooled
なお、空冷式EGRクーラ33をラジエータ42の上側に取り付けて、上側補強部材53を兼ねるようにしても良い。
The air-cooled
そして、図1に示したように、水冷式EGRクーラ32および空冷式EGRクーラ33をEGRガスが通過するので、EGRガスの温度を外気温度近傍まで低下させることができる。また、本実施例に示すようなタービンハウジング5bよりも下流からEGRガスを取り入れて、コンプレッサハウジング5aよりも上流へEGRガスを供給するEGR装置では、インタークーラ8でEGRガスが冷却されると、EGRガス中の酸性物質(例えば燃料中に含まれる硫黄成分)が凝縮するおそれがある。しかし、本実施例によれば、EGRガスが吸気通路3に供給される時点で既に温度が低くなっているため、EGRガスがインタークーラ8に流入したとしても、該インタークーラ8での酸性物質の凝縮が抑制される。そのため、吸気系の部材(例えばインタークーラ8)の腐食を抑制することができる。また、腐食が抑制されるので、インタークーラ8等にアルミ等の軽量な素材を用いることができる。
As shown in FIG. 1, since the EGR gas passes through the water-cooled
1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 ターボチャージャ
5a コンプレッサハウジング
5b タービンハウジング
6 吸気スロットル
8 インタークーラ
9 パティキュレートフィルタ
30 EGR装置
31 金属製配管
32 水冷式EGRクーラ
33 空冷式EGRクーラ
34 EGR弁
35 ゴム製配管
41 冷却水通路
42 ラジエータ
51 左側構成部材
52 右側構成部材
53 上側補強部材
54 下側補強部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記排気通路と前記吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路の途中に設けられ前記EGR通路を流れるEGRガスと空気とで熱交換を行う空冷式のEGRクーラと、
他の熱交換器と、
を備え、
前記空冷式のEGRクーラは、前記他の熱交換器と共に車両に取り付けられ、且つ車両を補強するための補強部材として車両に取り付けられることを特徴とする内燃機関のEGR装置。 An EGR device that recirculates exhaust from an internal combustion engine flowing through an exhaust passage to an intake passage,
An EGR passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
An air-cooled EGR cooler that is provided in the middle of the EGR passage and performs heat exchange between the EGR gas flowing through the EGR passage and air;
With other heat exchangers,
With
An EGR device for an internal combustion engine, wherein the air-cooled EGR cooler is attached to the vehicle together with the other heat exchanger and is attached to the vehicle as a reinforcing member for reinforcing the vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005375021A JP2007177651A (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Egr device for internal combustion engine |
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