JP2007255257A - Egr device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水冷式のEGRクーラーを備えたEGR装置に係り、特に、EGRクーラー内の冷却水のエアー抜きについて改良したEGR装置に関する。 The present invention relates to an EGR apparatus provided with a water-cooled EGR cooler, and more particularly, to an EGR apparatus improved in removing air from cooling water in the EGR cooler.
水冷式のEGRクーラーを備えたEGR装置は、例えば図3に示すように、水ポンプ3によってエンジン1とラジエータ2との間を循環する冷却水の循環経路4に、冷却水の上流側の部分と下流側の部分とを繋ぐようにしてバイパス配管5を接続し、バイパス配管5に水冷式のEGRクーラー6を設け、循環経路4内の冷却水の水圧差を利用してEGRクーラー6に冷却水を通過させるようにしている。
For example, as shown in FIG. 3, an EGR device equipped with a water-cooled EGR cooler has a cooling
なお、図例では、バイパス配管5の入口部と出口部とを、エンジン1とラジエータ2とを繋ぐ冷却水アッパー管41の上流側の部分と下流側の部分とに接続しているが、バイパス配管5の入口部を、ラジエータ2とエンジン1とを繋ぐ冷却水ロアー管42の水ポンプ3より下流側の部分に接続したものも知られている。また、図中T/stはサーモスタットであり、冷却水の水温が所定値以下のとき、冷却水をラジエータ2を通過させずに循環させるためのものである。
In the illustrated example, the inlet and outlet portions of the
エンジン1及びEGRクーラー6への冷却水の注水は、ラジエータ2のアッパータンク21から行う。一般に、EGRクーラー6はアッパータンク21よりも図例のように低い位置に配置されているため、エンジン1の下部から冷却水が注入されると、EGRクーラー6の内部のエアーは自然とアッパータンク21に向けて抜けていき、ラジエータキャップ26の気液分離機能により大気に解放される。そのため、エアー抜き構造は設けられていない。
Cooling water is poured into the
ところで、ディーゼルエンジン等の分野では、近年及び将来の排気ガス規制に対応するために、EGRガスを冷却して大量のEGRを行うことが可能となるEGRクーラーを用いたクールドEGR(Cooled EGR)が必須技術となっている。すなわち、将来の排気ガス規制に対応するためには、より大量のEGRが必要となり、EGRクーラー6はますます冷却能力アップ(大容量化)が必要となっている。
By the way, in the field of diesel engines, in order to comply with recent and future exhaust gas regulations, Cooled EGR (Cooled EGR) using an EGR cooler that can cool EGR gas and perform a large amount of EGR is available. It is an essential technology. That is, in order to comply with future exhaust gas regulations, a larger amount of EGR is required, and the
しかるに、車両への搭載性を考慮した場合、一個の大きなEGRクーラー6を搭載することはスペース的に困難であり、複数の小さなEGRクーラー6を直列に配置してEGRガスを冷却する手法が採られている。小さなEGRクーラー6を複数搭載する場合、車両搭載に際してのスペース的な制約により、一部のEGRクーラー6はエンジン1の上方、すなわちラジエータ2のアッパータンク21より高い位置に配置せざるを得ない状況となることがある。
However, when considering mounting on a vehicle, it is difficult to mount one
この場合、EGRクーラー6への注水時に最上部位置のEGRクーラー6のエアー抜きが不十分となることがあり、また注水後、エンジン1内の冷却水通路に残留していた微少気泡(エアー)がエンジン1の運転中に最上部位置のEGRクーラー6に集積することも起こり得る。高温の排気ガス(EGRガス)が通過するEGRクーラー6の内部のエアー抜きが不十分であると、エンジン1の負荷が増大するにつれてEGRクーラー6内の冷却水の水量が不足してEGRガスを十分冷却できず、NOxの増大や煤の発生、更にはEGRクーラー6のガス通路が過熱状態となって内部が焼損する等の事態が発生し得る。
In this case, when water is poured into the
特許文献1には、水冷式のEGRクーラー6がラジエータ2よりも高い位置に配置されたEGR装置であって、EGRクーラー6のウォータジャケットとラジエータ2との間にエアー抜き管(図示せず)を介設し、EGRクーラー6内部の冷却水中のエアーをエアー抜き管を通してラジエータ2に抜くようにしたものが記載されている。このものは、冷却水の循環経路4の上流側に位置するEGRクーラー6内の水圧(高圧)と、下流側に位置するラジエータ2内の水圧(低圧)との差を利用して、EGRクーラー6内のエアーをラジエータ2に排出するようにしている。
しかし乍ら、このものは、EGRクーラー6内のエアーを、水ポンプ3で生成された循環経路4内の水圧差を十分に利用して、EGRクーラー6内から排出しているとはいえず、改良の余地がある。すなわち、循環経路4の下流側に位置するラジエータ2内の水圧は、上流側に位置するEGRクーラー6内の水圧より確かに低いものの、循環経路4には更に水圧が低くなる部分(水ポンプ3の吸込直前の部分)があるため、この部分の水圧(負圧)を利用してEGRクーラー6内のエアーを吸い出すようにすれば、短時間で効率よくEGRクーラー6内のエアー抜きが行える。
However, this does not mean that the air in the
また、EGRクーラー6内の冷却水及びエアーを、エアー抜き管を介してラジエータ2に排出することでEGRクーラー6内のエアー抜きを行っているため、EGRクーラー6内のエア抜きに伴ってEGRクーラー6内の冷却水もラジエータ2に導かれてしまうことが避けられない。このため、エンジン始動後にこのようなエアー抜きを行うと、エンジン1の冷却水がEGRクーラー6及びエアー抜き管を介してラジエータ2に流れ込んでしまい、エンジン1の暖機性の悪化、車室内用ヒータの効きの悪化を招く。すなわち、エンジン始動後にEGRクーラー6内の冷却水のエアー抜きを行うと、暖機性が悪化せざるを得ず、暖機時間の長期化を招く。
Moreover, since the air in the EGR
なお、文献1にはエアー抜き管に絞りを設けてEGRクーラー6からラジエータ2に流れ込む冷却水の流量Aを抑制したものも記載されているが、EGRクーラー6内のエアー抜きをするためには、流量Aをある程度の流量に設定せざるを得ず、暖機性の悪化に対する本質的な解決にはならない。
そこで、本発明の目的は、水冷式のEGRクーラー内の冷却水のエアー抜きを効率よく短時間で行うことができ、エンジン始動後にEGRクーラー内の冷却水のエアー抜きを行うことが暖機性の悪化に繋がらないEGR装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to efficiently vent the cooling water in the water-cooled EGR cooler in a short time, and to warm up the cooling water in the EGR cooler after starting the engine. It is in providing the EGR apparatus which does not lead to deterioration of the.
上記目的を達成するために第1の発明は、ラジエータのアッパータンクより高い位置に水冷式のEGRクーラーを配置し、該EGRクーラーの冷却水出口にクーラー冷却水出口管を接続し、該出口管を、エンジンの冷却水出口と上記ラジエータの冷却水入口との間に介設された冷却水アッパー管における、該アッパー管に設けられたサーモスタットより上流側に接続し、上記クーラー冷却水出口管の最上部に冷却水内のエアーを取り出すためのエアー抜き管を接続し、該エアー抜き管の先端を、上記ラジエータの冷却水出口と上記エンジンの冷却水入口との間に介設された冷却水ロアー管における、該ロアー管に設けられた水ポンプと上記サーモスタットと該ロアー管を接続する冷却水短絡管の接続位置との間の部分に接続し、上記エアー抜き管に開閉弁を設け、該開閉弁に該弁を上記エンジンの運転状態により開閉するための制御手段を接続したものである。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a water-cooled EGR cooler is disposed at a position higher than an upper tank of a radiator, and a cooler cooling water outlet pipe is connected to a cooling water outlet of the EGR cooler. Is connected upstream of a thermostat provided in the upper pipe in a cooling water upper pipe interposed between the cooling water outlet of the engine and the cooling water inlet of the radiator. An air vent pipe for taking out the air in the cooling water is connected to the uppermost part, and the tip of the air vent pipe is connected between the cooling water outlet of the radiator and the cooling water inlet of the engine. Connected to a portion of the lower pipe between the water pump provided in the lower pipe, the thermostat, and the connection position of the cooling water short-circuit pipe connecting the lower pipe, Off valve provided to the tube, the valve to the on-off valve which are connected to control means for opening and closing the operating state of the engine.
上記制御手段は、上記エンジンの始動後、上記冷却水の水温が所定値になるまでは上記開閉弁を開き、上記水温が所定値以上になった後に上記開閉弁を閉じるものであることが好ましい。 Preferably, the control means opens the on-off valve until the coolant temperature reaches a predetermined value after starting the engine, and closes the on-off valve after the water temperature reaches a predetermined value or more. .
上記制御手段は、上記開閉弁を閉じた後、所定期間毎に、上記開閉弁を所定時間だけ開弁するものであることが好ましい。 Preferably, the control means opens the on-off valve for a predetermined time every predetermined period after the on-off valve is closed.
また、第2の発明は、水ポンプによってエンジンとラジエータとの間を循環する冷却水の循環経路に、一端が上記循環経路のある部分に接続され他端がその部分より上記冷却水の下流側の部分に接続されたバイパス配管を設け、該配管に水冷式のEGRクーラーを設けたEGR装置であって、上記EGRクーラーを上記ラジエータより高い位置に配置し、上記EGRクーラー自体又は上記バイパス配管の上記EGRクーラーよりも下流側の部分に、冷却水内のエアーを取り出すためのエアー抜き管を接続し、該エアー抜き管の先端を上記水ポンプの吸込口に接続された吸込管の該吸込口に近い位置に接続し、上記エアー抜き管に開閉弁を設け、該開閉弁に該弁を上記エンジンの運転状態により開閉するための制御手段を接続したものである。 The second aspect of the invention is a cooling water circulation path that circulates between the engine and the radiator by a water pump, one end connected to a portion of the circulation path, and the other end downstream of the cooling water from that portion. The EGR apparatus is provided with a bypass pipe connected to the pipe portion, and a water-cooled EGR cooler is provided on the pipe. The EGR cooler is disposed at a position higher than the radiator, and the EGR cooler itself or the bypass pipe The suction port of the suction pipe in which the air vent pipe for taking out the air in the cooling water is connected to the downstream side of the EGR cooler, and the tip of the air vent pipe is connected to the suction port of the water pump The air vent pipe is provided with an opening / closing valve, and the opening / closing valve is connected to a control means for opening / closing the valve according to the operating state of the engine.
本発明に係るEGR装置によれば、次のような効果を発揮できる。 The EGR device according to the present invention can exhibit the following effects.
(1)水冷式のEGRクーラー内の冷却水のエアーを、冷却水の循環経路の中で最も圧力が低くなる水ポンプの吸込直前位置の負圧を利用して、EGRクーラー内から吸い出すようにしているので、EGRクーラーのエアー抜きを効率よく短時間で行うことができる。 (1) The cooling water in the water-cooled EGR cooler is sucked out of the EGR cooler using the negative pressure immediately before the suction of the water pump where the pressure is the lowest in the cooling water circulation path. Therefore, the air removal of the EGR cooler can be performed efficiently and in a short time.
(2)かかるエアー抜きの際に、EGRクーラー内からエアーと共に吸い出された冷却水は、ラジエータを通過することなく水ポンプの吸込側に導かれる。よって、EGRクーラー内の冷却水のエアー抜きを行うことが、エンジン始動後の暖機性の悪化に繋がらず、暖機時間の長期化を防止できる。 (2) During such air venting, the cooling water sucked out together with the air from the EGR cooler is guided to the suction side of the water pump without passing through the radiator. Therefore, venting of the cooling water in the EGR cooler does not deteriorate the warm-up property after starting the engine and can prevent the warm-up time from being prolonged.
本発明の好適実施形態を添付図面を用いて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、エンジン1とラジエータ2との間には、水ポンプ3によって加圧された冷却水が循環する循環経路4が設けられている。循環経路4は、エンジン1の冷却水出口11とラジエータ2のアッパータンク21の冷却水入口22との間に介設された冷却水アッパー管41と、ラジエータ2のロアータンク23の冷却水出口24とエンジン1の冷却水入口12との間に介設された冷却水ロアー管42とを備えている。エンジン1の内部には、冷却水が流れるウォータジャケット(図示せず)等が設けられており、冷却水ロアー管42には、水ポンプ3が設けられている。水ポンプ3は、エンジン1のクランク軸の回転によって駆動される。
As shown in FIG. 1, a
アッパー管41とロアー管42との間には、冷却水短絡管43が介設されており、その短絡管43とアッパー管41との接続部には、サーモスタットT/stが設けられている。サーモスタットT/stは、そこを通過する水温が所定の作動温度(例えば、摂氏80度)以下のときには冷却水をラジエータ2側ではなく冷却水短絡管43側に流し、水温が上記作動温度を超えたならば冷却水を冷却水短絡管43側ではなくラジエータ2側に流す機能を有する。
A cooling water short-
アッパータンク21には、冷却水の注水口25が形成されており、注水口25にはラジエータキャップ26が着脱可能に取り付けられている。ラジエータキャップ26は、圧力弁が内蔵されており、冷却水を加圧することで沸騰を抑制してオーバーヒート及び冷却水のキャビテーションを抑制すると共に、循環経路4内を循環する冷却水内のエアーをサブタンク27に抜く気液分離機能を発揮する。サブタンク27は、エンジン1により加熱されて熱膨張した冷却水の一部を吸収する機能を有し、ラジエータキャップ26からサブタンク27に抜かれたエアーは、管28から大気に解放される。
A cooling
循環経路4には、一端が該経路4のエンジン1の内部のある部分(冷却水出口13)に接続され、他端がその部分よりも冷却水の下流側の部分である冷却水アッパー管41に接続されたバイパス配管5が設けられている。バイパス配管5には、EGRガスを冷却水で冷却する水冷式のEGRクーラー6が設けられている。EGRクーラー6は、直列に接続された第1EGRクーラー61と第2EGRクーラー62とから成り、第2EGRクーラー62は、車両へ搭載するときのスペース上の問題から、アッパータンク21よりも高い位置のエンジン1の上方に配置されている。
One end of the
バイパス配管5は、エンジン1の冷却水出口13と第1EGRクーラー61との間に介設され水ポンプ3で加圧されてエンジン1の内部を通過した冷却水の一部が導入される冷却水入口管51と、第1EGRクーラー61と第2EGRクーラー62との間に介設された冷却水中間管52と、第2EGRクーラー62の冷却水出口63と冷却水アッパー管41のサーモスタットT/stの上流側の部分との間に介設された冷却水出口管53とから構成されている。第2EGRクーラー62の冷却水出口63は、該クーラー62内の冷却水中のエアーを効率よく取り出すため、該クーラー62のウォータジャケットの最上部位置に設けられることが好ましい。
The
バイパス配管5のEGRクーラー6(第2EGRクーラー62)よりも下流側の部分である冷却水出口管53には、冷却水内のエアーを取り出すためのエアー抜き管7が、冷却水出口管53の最上部に接続されている。なお、エアー抜き管7は、第2EGRクーラー63自体(クーラー63のウォータジャケット)に、特に該クーラー63のウォータジャケットの最上部位置に、直接、接続してもよい。エアー抜き管7は、冷却水ではなくエアーを通過させることを目的としているため、循環経路4の配管(アッパー管41、ロアー管42等)やバイパス配管5よりも細く設定されており、本実施形態では内径1〜2mm程度に設定されている。
The cooling
エアー抜き管7の先端は、冷却水ロアー管42の水ポンプ3と冷却水短絡管43の接続位置431との間の部分に接続されている。すなわち、エアー抜き管7の先端は、水ポンプ3の吸込口31に接続された吸込管421(冷却水ロアー管42の一部を構成する)に、接続されている。詳しくは、管7の先端は、吸込管421の吸込口31に近い位置(好ましくは直前位置)に接続されている。
The tip of the air vent pipe 7 is connected to a portion between the
エアー抜き管7には、開閉弁として電磁弁8が設けられており、電磁弁8には、該弁8をエンジン1の運転状態により開閉するための制御手段(電子コントロールユニット)9が接続されている。制御手段9は、エンジン1の回転速度(rpm)、冷却水の温度(水温)等に応じて、電磁弁8を図2に示すフローに基づいて開閉する。
The air vent pipe 7 is provided with an electromagnetic valve 8 as an on-off valve, and a control means (electronic control unit) 9 for opening and closing the valve 8 depending on the operating state of the
エンジン1には、クランク軸の回転速度を検出するエンジン回転センサ91が設けられ、冷却水アッパー管41には、エンジン1の冷却水出口11での水温を検出する水温センサー92が設けられており、これらセンサー91、92の出力が制御手段9に入力されるようになっている。制御手段9は、各センサー91、92の出力値及び後述のタイマーに基づいて、電磁弁8を以下に説明するように開閉する。
The
図2に示すように、エンジン1の始動時に、運転者がイグニッションキーを捻る等すると、先ず、ステップS1でキースイッチがオンされ、ステップS2で全てのパラメータがイニシャライズされ、ステップS3で電磁弁8が開弁される。これにより、第2EGRクーラー62のエアー抜きの準備が整うことになる。
As shown in FIG. 2, when the driver turns the ignition key at the start of the
次に、ステップS4で、エンジン回転速度Nが零を超えているか、即ちクランク軸が回転しているか否か判断され、クランク軸が回転するまで、ひとまず電磁弁8の開弁が保持される。クランク軸が回転したならステップS5で、冷却水の水温Twが所定値(所定温度To:例えば摂氏60度)を超えたか否かが判断され、水温Twが所定温度Toを超えるまで電磁弁8の開弁が保持される。 Next, in step S4, it is determined whether the engine speed N exceeds zero, that is, whether or not the crankshaft is rotating. Until the crankshaft rotates, the opening of the solenoid valve 8 is held for the time being. If the crankshaft has rotated, it is determined in step S5 whether or not the coolant water temperature Tw has exceeded a predetermined value (predetermined temperature To: for example, 60 degrees Celsius). Opening is maintained.
ステップS4、S5においては、クランク軸の回転に伴って水ポンプ3が駆動されるため、水ポンプ3で加圧された冷却水が、エンジン1、第1EGRクーラー61、第2EGRクーラー62へと順次注入される。すると、エンジン1内の冷却水路の各部および第1EGRクーラー61内のエアーが、より上方の第2EGRクーラー62に導かれるところ、第2EGRクーラー62内のエアーは、冷却水と共に出口管53に押し出され、エアー抜き管7を通って、水ポンプ3に吸い込まれる。
In steps S4 and S5, since the
ここで、エアー抜き管7の先端が接続された水ポンプ3の吸込口31の直前位置(吸込管421の部分)は、冷却水の循環経路4の中で最も水圧が低くなるため(負圧状態)、第2EGRクーラー62内のエアーは、該クーラー62内から強い吸引力で吸い出される。よって、第2EGRクーラー62のエアー抜きが、効率よく短時間で達成される。詳しくは、エアー抜き管7の根元が接続された第2EGRクーラー62の冷却水出口管53は、ラジエータ2よりも冷却水の上流側に位置するため少なくともラジエータよりも高圧状態であり、このようにある程度の高圧状態となっている出口管53内の冷却水中のエアーが、最も圧力が低くなる水ポンプ3の吸込口31の直前位置の負圧によって吸い出されるため、第2EGRクーラー62のエアー抜きが、効率よく短時間で達成されるのである。
Here, the position immediately before the suction port 31 of the
水ポンプ3に吸い込まれたエアーは、入口12からエンジン1内に導かれエンジン1内の冷却水通路(ウォータジャケット等)に分散されて微少気泡等となってエンジン1内の冷却水通路にストレージされるため、その全てが直ちに出口13から排出されて第2EGRクーラー62に戻るという可能性は小さい。仮に、一部のエアーがエンジン1内から出口13を通じて第2EGRクーラー62に戻ったとしても、エアー抜き管7を通じたエア抜きを継続するに伴って、エンジン1内にストレージされるエアー(微少気泡)の割合が高まっていくため、第2EGRクーラー62のエアー抜きが達成されることになる。なお、このとき水温はサーモスタットT/stの作動温度以下であるので、冷却水はラジエータ2のアッパータンク21側には流れない。
The air sucked into the
また、かかるエアー抜きの際に、第2EGRクーラー62の冷却水出口管53からエアー抜き管7にエアーと共に不可避的に吸い出された冷却水は、ラジエータ2を通過することなく、即ちラジエータ2によって冷却されることなく水ポンプ3の吸込側に導かれる。よって、第2EGRクーラー62内の冷却水のエアー抜きを行うことが、エンジン始動後の暖機性の悪化に繋がらず、暖機時間の長期化を防止できる。
In addition, the cooling water inevitably sucked together with the air from the cooling
さて、ステップS5で、冷却水の水温Twが所定温度Toを超えたならば、ステップS6でタイマーがリセットされ、ステップS7でタイマーの時間カウントがスタートされ、ステップS8で電磁弁8が閉弁される。電磁弁8が閉弁されると、第2EGRクーラー62の冷却水出口管53内のエアーがエアー抜き管7を通って水ポンプ3に吸い込まれなくなるので、エンジン始動直後のエアー抜きが終了する。すなわち、エンジン始動後、水温Twが所定温度Toに至るまでには所定時間かかるところ、エンジン始動からその所定時間が経過するまでは、上述のようにして第2EGRクーラー62のエアー抜きを行い、所定時間が経過したならば、即ち水温Twが所定温度Toを超えたなら、このエアー抜きを一旦終了する。所定温度To(本実施形態では60度)は、上記所定時間がエンジン始動後の水ポンプ3による第2EGRクーラー62への注水時に第2EGRクーラー62のウォータジャケット内のエアー抜きを十分に行える時間となるように、設定されることは勿論である。
If the coolant temperature Tw exceeds the predetermined temperature To in step S5, the timer is reset in step S6, the timer time count is started in step S7, and the solenoid valve 8 is closed in step S8. The When the solenoid valve 8 is closed, the air in the cooling
ステップS9では、タイマーがスタートした後にカウントした時間Timeが第1所定時間Time1(例えば5秒)を超えたか否かが判断され、タイマーがカウントを開始してからの経過時間Timeが第1所定時間Time1以内であれば電磁弁8の閉弁が保持され、第1所定時間Time1を超えたならばステップS10で電磁弁8が開弁される。次に、ステップS11では、上記経過時間Timeが第2所定時間Time2(例えば15秒)を超えたか否かが判断され、経過時間Timeが第2所定時間Time2以内であれば電磁弁8の開弁が保持され、第2所定時間Time2を超えたならばステップS12で電磁弁8が閉弁される。これにより、第1所定時間Time1が経過した後に第2所定時間Time2が満了するまでの間(15秒−5秒=10秒)、電磁弁8が開弁されて上述のようにして第2EGRクーラー62のエアー抜きが行われる。 In step S9, it is determined whether or not a time Time counted after the timer has started exceeds a first predetermined time Time1 (for example, 5 seconds), and an elapsed time Time after the timer starts counting is a first predetermined time. If it is within Time1, the valve 8 is kept closed. If the first predetermined time Time1 is exceeded, the solenoid valve 8 is opened in Step S10. Next, in step S11, it is determined whether or not the elapsed time Time exceeds a second predetermined time Time2 (for example, 15 seconds). If the elapsed time Time is within the second predetermined time Time2, the solenoid valve 8 is opened. Is maintained, and if the second predetermined time Time2 is exceeded, the electromagnetic valve 8 is closed in step S12. Thus, the electromagnetic valve 8 is opened until the second predetermined time Time2 expires after the first predetermined time Time1 has elapsed (15 seconds−5 seconds = 10 seconds), and the second EGR cooler is operated as described above. 62 is vented.
次に、ステップS13では、上記経過時間Timeが第3所定時間Time3(例えば60分)を超えたか否かが判断され、経過時間Timeが第3所定時間Time3以内であれば電磁弁8の閉弁が保持され、第3所定時間Time3を超えたならば、ステップS6でタイマがリセットされ、ステップS7でタイマーが再スタートされ、同様のルーチンを繰り返す。第3所定時間Time3は、エンジン1の運転中、エンジン内部のウォータジャケットや各冷却水配管等に残留していた微少気泡(エアー)が最上部位置の第2EGRクーラー62に集積されるところ、それが所定量以上に溜まることを防止するために、定期的にエアー抜きを行うための時間である。
Next, in step S13, it is determined whether or not the elapsed time Time exceeds a third predetermined time Time3 (for example, 60 minutes). If the elapsed time Time is within the third predetermined time Time3, the solenoid valve 8 is closed. Is held and the third predetermined time Time3 is exceeded, the timer is reset in step S6, the timer is restarted in step S7, and the same routine is repeated. The third predetermined time Time3 is the time when minute bubbles (air) remaining in the water jacket and each cooling water pipe inside the
ステップS6〜S13により、第2EGRクーラー62のエアー抜きは、エンジン1が始動されて冷却水の水温TwがTo(60度)を超えて安定した後、60分(Time3)毎に、10秒間(Time2−Time1)行われる。これにより、エンジン運転中に冷却水の循環経路4の最上部位置に配置された第2EGRクーラー62のウォータジャケットに集積されたエアーが、所定期間(Time3:60分)毎に所定時間(Time2−Time1=10秒)エアー抜きされるので、第2EGRクーラー62にエアーが問題を引き起こす程に多量に集積滞留することが防止される。
In steps S6 to S13, the
この結果、第2EGRクーラー62の冷却不足によるNOxの増大や煤の発生を回避でき、また、第2EGRクーラー62のガス通路が過熱状態となって内部が焼損する等の事態を回避でき、性能の維持と信頼性の向上を図ることができる。また、エンジン1の高負荷運転中に、第2EGRクーラー62内のガス配管の一部で仮に局所的に冷却水が沸騰し、蒸発が生じたとしても、その蒸発気泡が長期間、第2EGRクーラー62内に溜まることが防止される。
As a result, it is possible to avoid an increase in NOx and generation of soot due to insufficient cooling of the
エンジン1が始動されて冷却水の水温TwがTo(60度)を超えて安定した後のエア抜きについてのエアーの流れを詳述すると、水ポンプ3に吸い込まれたエアーは、入口12からエンジン1内に導かれた後、エンジン1内の冷却水通路(ウォータジャケット等)に分散されて微少気泡等となってエンジン1内の冷却水通路にストレージされ、ストレージされることなくエンジン1内の冷却水通路を通過したエアーは、冷却水の温度がサーモスタットT/stの作動温度以上となったときに、出口11から冷却水のメイン循環路である冷却水アッパー管41に排出された後、ラジエータ2のアッパータンク21に導かれ、ラジエータキャップ26の気液分離機能によって管28から大気に解放される。
When the
また、冷却水の作動温度がサーモスタットT/stの作動温度以下のときには、エンジン1内の冷却水通路にストレージされた上記微少気泡(エアー)の一部が出口13を通じて第2EGRクーラーに戻ったとしても、そのエアーは、出口管53及びエアー抜き管7を介して再び水ポンプ3に吸い込まれるという循環を繰り返す。その後、冷却水の温度がサーモスタットT/stの作動温度以上となったときに、エンジン1内のエアーは、出口11からアッパー管41を介してアッパータンク21に導かれ、ラジエータキャップ26によって大気に解放されていく。
Further, when the operating temperature of the cooling water is equal to or lower than the operating temperature of the thermostat T / st, it is assumed that a part of the fine bubbles (air) stored in the cooling water passage in the
こうして、エンジン1が始動されて冷却水の水温TwがTo(60度)を超えて安定した後のエア抜きが達成されるのである。
In this way, air bleeding after the
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図1において、第1EGRクーラー61を省略してその分第2EGRクーラー62を大型化し、一つの大きなEGRクーラー62をラジエータ2のアッパータンク21より高い位置に配置してもよい。また、図2にて、To(60度)、Time1(5秒)、Time2(15秒)、Time3(60分)、またサーモスタットT/stの作動温度(80度)は、例示であり、他の数値でも構わないことは勿論である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in FIG. 1, the first EGR cooler 61 may be omitted, and the
1 エンジン
11 冷却水出口
12 冷却水入口
2 ラジエータ
21 アッパータンク
22 冷却水入口
24 冷却水出口
3 水ポンプ
31 吸込口
4 循環経路
41 冷却水アッパー管
42 冷却水ロアー管
421 部分(吸込管)
43 冷却水短絡管
431 接続位置
5 バイパス管
53 クーラー冷却水出口管
62 EGRクーラー(第2EGRクーラー)
63 冷却水出口
7 エアー抜き管
8 開閉弁
9 制御手段
Tw 水温
To 所定値
Time3 所定期間
Time2−Time1 所定時間
T/st サーモスタット
DESCRIPTION OF
43 Cooling water short-
63 Cooling water outlet 7 Air vent pipe 8 On-off
Claims (4)
該EGRクーラーの冷却水出口にクーラー冷却水出口管を接続し、該出口管を、エンジンの冷却水出口と上記ラジエータの冷却水入口との間に介設された冷却水アッパー管における、該アッパー管に設けられたサーモスタットより上流側に接続し、
上記クーラー冷却水出口管の最上部に冷却水内のエアーを取り出すためのエアー抜き管を接続し、該エアー抜き管の先端を、上記ラジエータの冷却水出口と上記エンジンの冷却水入口との間に介設された冷却水ロアー管における、該ロアー管に設けられた水ポンプと上記サーモスタットと該ロアー管を接続する冷却水短絡管の接続位置との間の部分に接続し、
上記エアー抜き管に開閉弁を設け、該開閉弁に該弁を上記エンジンの運転状態により開閉するための制御手段を接続したことを特徴とするEGR装置。 A water-cooled EGR cooler is placed above the upper tank of the radiator,
A cooling water outlet pipe is connected to a cooling water outlet of the EGR cooler, and the outlet pipe is connected to the cooling water upper pipe interposed between the cooling water outlet of the engine and the cooling water inlet of the radiator. Connect to the upstream side of the thermostat provided in the pipe,
An air vent pipe for taking out air in the cooling water is connected to the top of the cooler cooling water outlet pipe, and the tip of the air vent pipe is connected between the cooling water outlet of the radiator and the cooling water inlet of the engine. In the cooling water lower pipe interposed in, connected to the portion between the water pump provided in the lower pipe and the connection position of the thermostat and the cooling water short circuit pipe connecting the lower pipe,
An EGR device, wherein an opening / closing valve is provided in the air vent pipe, and a control means for opening / closing the valve according to an operating state of the engine is connected to the opening / closing valve.
上記EGRクーラーを上記ラジエータより高い位置に配置し、上記EGRクーラー自体又は上記バイパス配管の上記EGRクーラーよりも下流側の部分に、冷却水内のエアーを取り出すためのエアー抜き管を接続し、該エアー抜き管の先端を上記水ポンプの吸込口に接続された吸込管の該吸込口に近い位置に接続し、
上記エアー抜き管に開閉弁を設け、該開閉弁に該弁を上記エンジンの運転状態により開閉するための制御手段を接続したことを特徴とするEGR装置。
Bypass piping with one end connected to a part of the circulating path and the other end connected to a part downstream of the cooling water from that part in the circulating path of the cooling water circulating between the engine and the radiator by a water pump An EGR apparatus in which a water-cooled EGR cooler is provided in the pipe,
The EGR cooler is arranged at a position higher than the radiator, and an air vent pipe for taking out air in the cooling water is connected to the EGR cooler itself or a portion of the bypass pipe on the downstream side of the EGR cooler, Connect the tip of the air vent pipe to a position near the suction port of the suction pipe connected to the suction port of the water pump,
An EGR device, wherein an opening / closing valve is provided in the air vent pipe, and a control means for opening / closing the valve according to an operating state of the engine is connected to the opening / closing valve.
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