JP2007192090A - Exhaust recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する内燃機関の排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that introduces part of the exhaust gas of the internal combustion engine into an intake system.
冷却水を冷媒とした熱交換器を排気還流通路に設けるとともにその熱交換器を迂回するバイパス通路を設け、排気系から取り出したガス(EGRガス)を熱交換器に通過させる一方でバイパス通路を閉鎖する位置と、排気還流通路を閉鎖する一方でバイパス通路を開放して熱交換器を迂回させる位置との間で通路を切替えるように構成した内燃機関の排気還流装置が知られている。このような通路の切り替えを実現するために、排気還流通路及びバイパス通路を開閉する弁体を設け、その弁体が一体回転可能に取付けられた弁軸の一端をハウジングの外部に露出させ、排気還流通路を開放する一方でバイパス通路を閉鎖する位置と、排気還流通路を閉鎖する一方でバイパス通路を開放する位置との間で、弁軸を回転駆動する通路切替装置がある。 A heat exchanger using cooling water as a refrigerant is provided in the exhaust gas recirculation passage, and a bypass passage that bypasses the heat exchanger is provided, and a gas taken out from the exhaust system (EGR gas) is passed through the heat exchanger while the bypass passage is provided. 2. Description of the Related Art There is known an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine configured to switch between a closed position and a position where an exhaust gas recirculation passage is closed while a bypass passage is opened to bypass a heat exchanger. In order to realize such switching of the passage, a valve body that opens and closes the exhaust gas recirculation passage and the bypass passage is provided, and one end of the valve shaft to which the valve body is attached so as to be integrally rotatable is exposed to the outside of the housing. There is a path switching device that rotationally drives the valve shaft between a position that opens the reflux path while closing the bypass path and a position that closes the exhaust path and opens the bypass path.
ところで、熱交換器を備えた排気還流装置の場合、排気中の水分が熱交換器にて冷却されることによって凝縮水に変化し、その凝縮水が排気還流通路内に生成されることで弁軸を伝わってハウジング外部へ漏れ出す可能性がある。排気還流装置で生成される凝縮水を低減する技術として、このような凝縮水の流れ落ちる位置に高温のEGRガスを供給しそのガスの熱を利用して凝縮水を蒸発させるものがある(特許文献1)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2が存在する。
By the way, in the case of an exhaust gas recirculation device equipped with a heat exchanger, the moisture in the exhaust gas is changed to condensed water by being cooled by the heat exchanger, and the condensed water is generated in the exhaust gas recirculation passage. There is a possibility of leaking out of the housing through the shaft. As a technique for reducing the condensed water generated in the exhaust gas recirculation apparatus, there is a technique for supplying high-temperature EGR gas to a position where such condensed water flows down and evaporating the condensed water using the heat of the gas (Patent Literature). 1). In addition, there is
しかしながら、内燃機関の排気温度が低い条件では、凝縮水を蒸発させるに十分な温度のEGRガスが得られないので、特許文献1の技術はハウジング外部へ凝縮水の漏出を防止する対策として不十分である。
However, since the EGR gas having a temperature sufficient to evaporate the condensed water cannot be obtained under a condition where the exhaust temperature of the internal combustion engine is low, the technique of
そこで、本発明は、排気還流装置で生成された凝縮水が外部へ漏出することを抑制できる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the exhaust gas recirculation apparatus of the internal combustion engine which can suppress that the condensed water produced | generated with the exhaust gas recirculation apparatus leaks outside.
本発明の排気還流装置は、内燃機関の排気の一部を吸気系に導入する排気還流通路と、前記排気還流通路に設けられた冷却手段と、前記冷却手段を迂回するバイパス通路と、前記排気還流通路を開放する一方で前記バイパス通路を閉鎖する通過位置と前記排気還流通路を閉鎖する一方で前記バイパス通路を開放する迂回位置との間で切替え可能な通路切替手段と、を備え、前記通路切替手段は、前記排気還流通路の一部を構成し鉛直方向と交差する方向に延びる第1通路と前記バイパス通路の一部を構成し鉛直方向と交差する方向に延びる第2通路とが形成されたハウジングと、前記第1通路及び前記第2通路のそれぞれに設けられて各通路を開閉する弁体と、前記弁体が一体回転可能に取付けられるとともに前記第1通路及び前記第2通路のそれぞれを横切るように延びて一端が前記ハウジングの外部に露出する弁軸と、を有し、前記弁軸は、前記第1通路及び前記第2通路の中心線よりも鉛直上方に偏るように配置されていることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The exhaust gas recirculation apparatus of the present invention includes an exhaust gas recirculation passage for introducing a part of exhaust gas of an internal combustion engine into an intake system, a cooling means provided in the exhaust gas recirculation passage, a bypass passage that bypasses the cooling means, and the exhaust gas Passage switching means switchable between a passage position that opens the reflux passage while closing the bypass passage and a bypass position that closes the exhaust passage and opens the bypass passage. The switching means includes a first passage that forms part of the exhaust gas recirculation passage and extends in a direction that intersects the vertical direction, and a second passage that forms part of the bypass passage and extends in a direction that intersects the vertical direction. Housing, a valve body that is provided in each of the first passage and the second passage and opens and closes each passage, and the valve body is attached so as to be integrally rotatable, and the first passage and the second passage. A valve shaft extending across each of the two and having one end exposed to the outside of the housing, and the valve shaft is disposed so as to deviate vertically above the center line of the first passage and the second passage. Thus, the above-described problem is solved (claim 1).
この排気還流装置によれば、弁軸が第1通路及び第2通路の中心線よりも鉛直上方に偏るように配置されているので、鉛直下方に位置する通路の底部に溜る凝縮水から弁軸を十分に離すことができる。そのため、凝縮水が弁軸を伝わってハウジングの外部に漏れ出すことを抑制することができる。 According to this exhaust gas recirculation device, since the valve shaft is arranged so as to be vertically deviated from the center line of the first passage and the second passage, the valve shaft is formed from the condensed water accumulated at the bottom of the passage located vertically below. Can be released sufficiently. Therefore, it is possible to suppress the condensed water from leaking out of the housing through the valve shaft.
弁軸の配置位置は通路の中心線よりも鉛直上方に偏る位置であれば十分であるが、前記弁軸は前記第1通路及び前記第2通路の鉛直上方に位置する上端部に配置されていてもよい(請求項2)。このように弁軸を配置することによって通路の底部に溜る凝縮水から弁軸を更に離すことができるので、ハウジング外部への凝縮水の漏出抑止効果が更に向上する。 It is sufficient if the valve shaft is disposed at a position that is vertically deviated from the center line of the passage. However, the valve shaft is disposed at an upper end portion that is located vertically above the first passage and the second passage. (Claim 2). By disposing the valve shaft in this way, the valve shaft can be further separated from the condensed water accumulated at the bottom of the passage, so that the effect of suppressing the leakage of condensed water to the outside of the housing is further improved.
また、本発明の排気還流装置においては、前記排気還流通路を前記冷却手段が配置された通路と前記バイパス通路とに区分する隔壁を有した筒状の本体部に、前記切替手段が接続された冷却ユニットを備え、前記冷却ユニットは前記切替手段が接続された側よりもその反対側が鉛直下方に位置するように傾斜して配置されていてもよい(請求項3)。この場合、生成された凝縮水が重力によって通路切替手段から離れる側へ流れるので、通路切替手段の付近に凝縮水が溜ることが抑制される。そのため、ハウジング外部への凝縮水の漏出の危険性を低減することができる。 In the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention, the switching means is connected to a cylindrical main body having a partition wall that divides the exhaust gas recirculation passage into a passage in which the cooling means is disposed and the bypass passage. A cooling unit may be provided, and the cooling unit may be arranged so as to be inclined so that the opposite side is located vertically below the side to which the switching means is connected (Claim 3). In this case, since the generated condensed water flows to the side away from the passage switching means by gravity, it is suppressed that condensed water accumulates in the vicinity of the passage switching means. Therefore, the risk of leakage of condensed water to the outside of the housing can be reduced.
以上説明したように、本発明の排気還流装置によれば、第1通路及び第2通路のそれぞれに配置された弁体を駆動する弁軸が、これらの通路の中心線よりも鉛直上方に偏るように配置されているので、排気還流装置で生成された凝縮水が外部へ漏出することを抑制できるようになる。 As described above, according to the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention, the valve shafts that drive the valve bodies arranged in the first passage and the second passage are biased vertically upward from the center lines of these passages. Therefore, it is possible to suppress the condensed water generated by the exhaust gas recirculation device from leaking to the outside.
図1は、本発明の実施形態に係る排気還流装置の外観構成を示した斜視図であり、図2は、図1の排気還流装置の内部構成の要部を矢印A方向から示した断面模式図である。図1に示すように、排気還流装置1は、内燃機関の排気の一部(EGRガス)を取り出す排気還流通路2を有しており、その排気還流通路2には、EGRガスを冷却するための冷却ユニット3と、その冷却ユニット3の下流側に配置されてEGRガスの流量を調整する排気還流制御弁4とがそれぞれ設けられている。排気還流通路2は、その上流側の一端が排気マニホールド等の内燃機関の排気系100に接続され、その下流側の他端が吸気マニホールド等の内燃機関の吸気系101に接続されている。
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the main part of the internal configuration of the exhaust gas recirculation apparatus shown in FIG. FIG. As shown in FIG. 1, the exhaust
図2に示すように、冷却ユニット3は、排気還流通路2を二つの通路に区分ように延びる隔壁33が設けられた筒状の本体部31と、その本体部31の下流側に接続された通路切替部32とを備えている。冷却ユニット3は、通路切替部32が接続された側(出口側)よりも反対側(入口側)が鉛直下方に位置するように傾斜して配置されている(図1参照)。隔壁33にて区分された一方の通路34には冷却手段としての熱交換器36が配置されている。隔壁33にて区分された他方の通路35は熱交換器36を迂回するバイパス通路として機能する。隔壁33は本体部31と通路切替部32との境界まで延びている。図1及び図2に示すように、本体部31が有する熱交換器36は導入口36aから導入した冷却水等の冷媒を排出口36bから排出して冷媒を循環させることにより、熱交換器36に導入されたEGRガスと冷媒との間で熱交換きるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the cooling unit 3 is connected to a cylindrical
図3は、図1のIII−III線に沿う方向から通路切替部32を模式的に示した模式図である。図2及び図3に示すように、通路切替部32は、本体部31の通路34と接続されて排気還流通路2の一部を構成する第1通路37aと、本体部31の通路35と接続されてバイパス通路の一部を構成する第2通路37bとを有するハウジング37を備えている。通路37a、37bはそれぞれ鉛直方向と交差する方向に延びるように形成されている。通路37a、37bには通路形状に対応するように構成された板状の弁体38が一つずつ設けられている。各弁体38はボルト等の締結手段7にて弁軸39に取付けられており、その弁軸39は第1通路37a及び第2通路37bのそれぞれを横切るように延びて第1通路37a側の一端がハウジング37の外部に露出している。ハウジング37には、弁軸39を回転可能に支持する支持部37cが設けられており、その支持部37cには、径が互いに相違する複数のワッシャが組み合わされて構成されたガスシール10(図3)が設けられている。このガスシール10によって弁軸39とハウジング37との間からのガス漏れが抑えられている。また、図3に示すように、各通路37a、37bには弁体38を着座させるための弁座37dが設けられている。弁軸39は第1通路37a及び第2通路37bのそれぞれの中心線CL1よりも鉛直上方に偏って配置されている(図4、図5も参照)。なお、中心線CL1は通路の横断面の図心を通る直線を意味する。図示の形態では、各通路37a、37bの鉛直上方に位置する上端部に配置されている。以上により、通路切替部32は各弁体38が弁軸39の回転軸線CL2を中心として弁軸39と一体回転できるように構成される。
FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the
図4は、図3のIV−IV線に沿った断面模式図であり、図5は、図3のV−V線に沿った断面模式図である。これらの図にも示すように、各弁体38は、第1通路37aの弁体38と第2通路37bの弁体38とが弁軸39に対して取付け位置を互いに略90°ずらすようにして弁軸39に取付けられている。そのため、図4及び図5の実線で示すように、第1通路37aが弁体38にて開放された場合には第2通路37bが弁体38にて閉鎖される。逆に、図4及び図5の想像線で示すように、第1通路37aが弁体38にて閉鎖された場合には第2通路37bが弁体38にて開放される。即ち、通路切替部32は弁軸39の回転位置を変化させることにより、排気還流通路(第1通路37a)を開放する一方でバイパス通路(第2通路37b)を閉鎖する通過位置と、排気還流通路を閉鎖する一方でバイパス通路を開放する迂回位置との間で切替え可能な通路切替手段として機能する。弁軸39はその一端にリンク結合されたアクチュエータ40(図1及び図2参照)により回転駆動される。なお、図2及び図3並びに図4及び図5の実線は通過位置を、図4及び図5の想像線は迂回位置をそれぞれ示している。
4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along line V-V in FIG. As shown in these drawings, each
以上の排気還流装置1によれば、弁軸39が第1通路37a及び第2通路37bの中心線CL1よりも鉛直上方に偏るように、図示の形態では各通路37a、37bの上端部に弁軸39が配置されているので、鉛直下方に位置する通路の底部に溜る凝縮水から弁軸39を十分に離すことができる。従って、生成された凝縮水が弁軸39を伝わってハウジング37の外部に漏れ出すことを抑制できる。また、冷却ユニット3が通路切替部32が接続された側(出口側)よりも反対側(入口側)が鉛直下方に位置するように傾斜して配置されているので、ハウジング37外部への凝縮水の漏出の危険性を低減できる。
According to the exhaust
本発明は以上の形態に限定されず、種々の形態にて実施してよい。図示の形態では、冷却手段とバイパス通路とが一体化されているが、これらが別体化された形態として本発明を実施してもよい。また、冷却ユニットの通路切替部が出口側に接続されているが、入口側に接続した形態で本発明を実施してもよい。 This invention is not limited to the above form, You may implement with a various form. In the illustrated form, the cooling means and the bypass passage are integrated, but the present invention may be implemented as a form in which these are separated. Moreover, although the passage switching unit of the cooling unit is connected to the outlet side, the present invention may be implemented in a form connected to the inlet side.
1 排気還流装置
2 排気還流通路
3 冷却ユニット
101 吸気系
31 本体部
32 通路切替部(通路切替手段)
33 隔壁
36 熱交換器(冷却手段)
35 通路(バイパス通路)
37 ハウジング
37a 第1通路
37b 第2通路
38 弁体
39 弁軸
CL1 中心線
DESCRIPTION OF
33
35 passage (bypass passage)
37
Claims (3)
前記通路切替手段は、前記排気還流通路の一部を構成し鉛直方向と交差する方向に延びる第1通路と前記バイパス通路の一部を構成し鉛直方向と交差する方向に延びる第2通路とが形成されたハウジングと、前記第1通路及び前記第2通路のそれぞれに設けられて各通路を開閉する弁体と、前記弁体が一体回転可能に取付けられるとともに前記第1通路及び前記第2通路のそれぞれを横切るように延びて一端が前記ハウジングの外部に露出する弁軸と、を有し、
前記弁軸は、前記第1通路及び前記第2通路の中心線よりも鉛直上方に偏るように配置されていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 An exhaust gas recirculation passage for introducing a part of the exhaust gas of the internal combustion engine into the intake system, a cooling means provided in the exhaust gas recirculation passage, a bypass passage that bypasses the cooling means, and the exhaust gas recirculation passage are opened while Passage switching means switchable between a passing position for closing the bypass passage and a bypass position for closing the exhaust gas recirculation passage while opening the bypass passage;
The passage switching means includes a first passage that constitutes a part of the exhaust gas recirculation passage and extends in a direction intersecting the vertical direction, and a second passage that constitutes a part of the bypass passage and extends in a direction intersecting the vertical direction. A formed housing; a valve body provided in each of the first passage and the second passage; for opening and closing each passage; the valve body is attached to be integrally rotatable; and the first passage and the second passage A valve shaft that extends across each of the first and second ends and is exposed to the outside of the housing.
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the valve shaft is disposed so as to be deviated vertically upward from a center line of the first passage and the second passage.
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JP2019007461A (en) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 愛三工業株式会社 | EGR cooler bypass valve |
Citations (2)
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JPH09228902A (en) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | Exhaust gas circulating device for engine |
JP2005273564A (en) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Denso Corp | Exhaust gas recirculation device |
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