JP2010071127A - Egr装置付きエンジンの給気装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】EGR通路110を給気通路200に接続する合流部110bの給気通路の上流側に、給気通路を通過する給気に給気通路の軸心周りに回転流を生成せしめる回転流形成手段202を設け、合流部に前記給気通路の周壁を外部と遮断して覆う外管部2を形成し、EGRガスを前記外管部2の内部空間2aに導き、前記周壁にEGRガスを給気通路の軸心周りに回転運動を行う給気中に向けて導入するEGR通路孔3を穿孔し、EGRガスを該EGR通路孔3を通して前記給気の回転流動中に流入、混合させることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
図11において、符号100で示されるディーゼルエンジン(以下エンジンという)で燃焼された排気ガスは、各シリンダの排気弁(図示省略)、排気ポート109、および排気通路199を通ってから、排気ターボ過給機122の排気タービン120に送りこまれて該排気タービン120を駆動する。
また、排気通路199から、エンジンの排気ガスの一部を抜き出してEGR通路110及びEGRクーラ124を通して、前記スロットル弁123下流側の給気通路200に還流する。該EGR通路110の通路面積はEGR弁112によって調整される。
また、特許文献2(特開2005−273558号公報)には、給気通路の中間部に流量調整ようの突起を設けて、該突起の絞り効果により、給気ポート出口側の混合、攪拌を制御している。
従って、かかる従来技術においては、エンジンの給気圧力を低下させるために、スロットル弁123の開度を絞っているが、給気圧低下のための損失が大きく、EGRガスの流入を促進するために、エンジン性能の低下の犠牲を伴うこととなる。
また、EGRガスが給気通路にスムーズに流入して、給気通路を流れる給気に対してEGRガスの混合が促進されて、混合がスムーズに行われることを目的とする。
従って、かかる発明によれば、スロットル弁の開度調整等のエンジン性能を低下させる手段を用いることなく、しかも給気通路にEGR通路孔等の簡単な手段を設けるのみという低コストの手段で以って、エンジン性能を低下せずに、EGRガスを給気通路に常時スムーズに流入可能とし、さらに給気とEGRガスとの混合がスムーズになされるEGR装置付きエンジンの給気装置を得ることができる。
なお、スロットル弁の開度調整等と併用することももちろん可能であり、併用すれば、より一層、EGRガスの導入および混合の促進が得られる。
また、前記回転流形成手段が、前記合流部の上流側の給気通路を少なくとも1回以上湾曲させた湾曲部からなり、該湾曲部を流過した給気流が回転運動するよう構成されるので(請求項4)、つまり、合流部の上流の給気通路の形状を、給気の回転流中にEGRガスを流入せしめるように給気通路の配管形状を給気に1回転以上の回転運動を与えるように湾曲せしめるので、前記請求項3のような羽根を設ける構造に比べて給気通路内の圧損を低減でき、さらに構造が簡単且つ低コストで構成できる。
給気の一定方向の回転流中に、傾斜した複数のEGR通路孔から、EGRガスを該給気の回転流動と逆方向に旋回させながら噴出させて、給気の回転流動を攪乱させる作用が生じるので、給気とEGRガスとの間に乱流が誘起されることとなって、給気とEGRガスとの混合がさらに促進される。
図1および図11において、符号100で示されるディーゼルエンジン(以下エンジンという)において、シリンダヘッド111に装着された燃料噴射弁107からの燃料噴射により燃焼された後の排気ガスは、各シリンダの排気弁(図示省略)、排気ポート109、および排気通路199を通ってから、排気ターボ過給機122(図11参照)の排気タービン120に送りこまれて該排気タービン120を駆動する。
図1に示すように、前記合流部110bには、円筒状に形成された給気通路200と前記EGR通路110との合流を行うEGR合流機構1を設けている。
図2は本発明の第1実施例である前記EGR合流機構1の詳細を示す一部断面斜視説明図、図3は図2のB−B矢視図である。図4は作用説明図である。
図1〜3において、前記EGR合流機構1には、円筒状に形成された給気通路200の通路内部200aに、該通路内部200aを流れる給気を回転させて旋回流を形成する回転流形成手段202が設けられており、該回転流形成手段202は、複数の(この例では7枚)の羽根4が、給気通路200の内周壁面に固定され、通路内部200aの一定長Dに沿って設けられることで構成している。
各羽根4は、図3に示すように、入口側から出口側に向けて所定角度だけ捩れて形成され、上流から下流に向かって流れる給気を旋回するようになっている。
そして、給気通路200の周壁には、通路内部200aと連通するEGR通路孔3が開孔されている。該EGR通路孔3は、図3のように、軸方向に見て給気通路200の周壁の任意の位置に1つまたは複数設けてもよい。
そして、給気通路200の周壁に、EGRガスを給気通路200の軸心200c周りに回転運動を行う給気中に向けて導入するようにEGR通路孔3を1つまたは複数穿孔する。さら前記EGR通路孔3を通してEGRガスを給気の旋回方向流S中に流入し、混合させる。
従って、かかる実施例によれば、スロットル弁123(図11参照)の開度調整等のエンジン性能を低下させる手段を用いることなく、しかも給気通路200にEGR通路孔3等の簡単な手段を設けるのみという低コストの手段で以って、エンジン性能を低下せずに、EGRガスを給気通路200に常時スムーズに流入可能としたエンジンの給気装置が得られる。
なお、スロットル弁123の開度調整等と併用することももちろん可能であり、併用すれば、より一層、EGRガスの導入および混合の促進が得られる。
図5〜図7を参照して本発明の第2実施例を説明する。
図6は、第2実施例のEGR合流機構1の詳細を示す一部断面斜視説明図である。図7は、図6のE−E矢視図である。この第2実施例においては、回転流形成手段202は実施例1と同様であるが、下流側の給気通路200の周壁へのEGR通路110の接続が相違する。
給気通路200の周壁には、外部と遮断して外管部2が覆っている。該外管部2の内部空間2aは円環状の案内部に形成され、該内部空間2aに前記EGR通路110が接続されている。
そして、給気通路200の周壁には、図5〜6のように、該内部空間2aと通路内部200aとを連通するEGR通路孔3が開孔されている。該EGR通路孔3は、図3のように、軸方向に見て羽根4毎の位置に対応するように該羽根4と同数設けても、任意の位置に任意の数設けてもよい。
図8を参照して本発明の第3実施例を説明する。
この第3実施例においては、第1、第2実施例で説明した回転流形成手段202に代えて、上流側の給気通路200を少なくとも1回転以上湾曲して(湾曲部を200dで示す)、該湾曲部200dを流過した給気流が合流部110bでEGRガスと合流するように構成したことが特徴である。
すなわち、給気通路200の軸心200c周りに少なくとも1回転以上の回転運動流200eを成すように給気通路200の湾曲部200dが形成されている。
そして、前記第2実施例と同様に、EGRガスを外部と遮断した外管部2の内部空間2aに導き、前記給気通路200周壁にEGRガスが前記給気流に向けて流過するEGR通路孔3を複数穿孔し、EGRガスを複数のEGR通路孔3を通して前記給気の回転運動流200e中に流入せしめるように構成する。
その他の構成は前記第2実施例と同様で、これと同一の部材は同一の符号で示す。
図9は本発明の第4実施例である前記EGR合流機構1の詳細を示す図6のF−F矢視相当図である。
この第4実施例においては、前記EGR合流機構1に、給気の一定方向の回転流を形成する手段を設ける。つまり、前記第1実施例〜第3実施例と同様な手段で、EGRガスの合流部110bに、給気の一定方向の旋回方向流Sを形成する(同図では左方向であるが右方向でもよい)。
このEGRガスを、給気通路200の周壁に穿孔された傾斜した複数のEGR通路孔3から、前記給気の旋回方向流S中に該給気の回転流動と同方向に噴出させて給気の回転流動中に混合するように構成する。
その他の構成は前記第1実施例〜第3実施例と同様で、これと同一の部材は同一の符号で示す。
図10は本発明の第5実施例である前記EGR合流機構1の詳細を示す図6のF−F矢視相当図である。
この第5実施例においては、前記EGR合流機構1に、給気の一定方向の回転流を形成する手段を設ける。つまり、前記第1実施例〜第3実施例と同様な手段で、EGRガスの合流部110bに、給気の一定方向の旋回方向流Sを形成する(同図では左方向であるが右方向でもよい)。
このEGRガスを、給気通路200の周壁に設けたEGR通路孔3から、前記給気の回転流動流即ち旋回方向流Sと逆方向に噴出させる。即ちこの第5実施例のEGR通路孔3は、前記第4実施例と逆向きとなる。
かかるEGR通路孔3から前記給気の旋回方向流S中に、該給気の旋回方向流Sと逆方向に噴出させて給気の回転流動を攪乱させる。
その他の構成は前記第1実施例〜第3実施例と同様で、これと同一の部材は同一の符号で示す。
2 外管部
2a 内部空間
3 EGR通路孔
4 羽根
100 エンジン(4サイクルディーゼルエンジン)
101 ピストン
102 シリンダライナ
103 燃焼室
104 給気弁
105 排気弁
107 燃料噴射弁
108 給気ポート
109 排気ポート
110 EGR通路
110a 分岐点
110b 合流部
112 EGR弁
122 排気ターボ過給機
123 スロットル弁
199 排気通路
200 給気通路
200a 給気通路の内部
200c 軸心
200d 湾曲部
200e 回転運動流
S 旋回方向流
Claims (6)
- エンジンの排気ガス通路中の排気ガスの一部を、給気通路内に還流するEGR通路を備えてなるEGR装置付きエンジンの給気装置において、
前記EGR通路を前記給気通路に接続する合流部の給気通路上流側に、給気通路を通過する給気に給気通路の軸心周りに回転流を生成せしめる回転流形成手段を設け、EGRガスを前記給気の回転流動中に流入、混合させることを特徴とするEGR装置付きエンジンの給気装置。 - 前記合流部に前記給気通路の周壁を外部と遮断して覆う外管部を形成し、前記EGR通路を経たEGRガスを前記外管部の内部空間に導き、前記周壁にEGRガスを給気通路の軸心周りに回転運動を行う給気中に向けて導入するEGR通路孔を穿孔し、該EGRガスを該EGR通路孔を通して前記給気の回転流動中に流入、混合させることを特徴とする請求項1記載のEGR装置付きエンジンの給気装置。
- 前記回転流形成手段が、筒状に形成された給気通路の内壁に設けられた固定羽根によって構成されることを特徴とする請求項1記載のEGR装置付きエンジンの給気装置。
- 前記回転流形成手段が、前記合流部の上流側の給気通路を少なくとも1回以上湾曲させた湾曲部からなり、該湾曲部を流過した給気流が回転運動するように構成されることを特徴とする請求項1記載のEGR装置付きエンジンの給気装置。
- 給気通路の周壁に設けたEGR通路孔を、前記回転流形成手段によって形成される給気の回転流の方向と同一方向にEGRガスを導入するように設置されたことを特徴とする請求項1に記載のEGR装置付きエンジンの給気装置。
- 給気通路の周壁に設けたEGR通路孔を、前記回転流形成手段によって形成される給気の回転流の方向と逆方向にEGRガスを導入するように設置されたことを特徴とする請求項1に記載のEGR装置付きエンジンの給気装置。
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