JP2010077833A - Exhaust gas recirculation system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas recirculation system for supplying a mixing gas which is obtained by removing condensed water produced in a mixing gas with an suction air and an EGR gas to the air intake line of an engine. <P>SOLUTION: The exhaust gas recirculation system 101 includes a main air intake passage 11 used for an engine 1 comprising a turbocharger 2, and communicating with the air intake port 2aa of the turbocharger 2, and a sub-air intake passage 21 that merges again into the main air intake passage 11 from a different direction from the main air intake passage 11, after branching at a branch part 11b in the middle of the main air intake passage 11, in an amerging part 21a at the air intake port 2aa side from the branch part 11b. Further, in the main air intake passage 11, the exhaust gas recirculation system includes a flow regulating valve 31, provided between the branch part 11b and the merging part 21a, for changing the cross-sectional area of the flow path of the main air intake passage 11. Yet further, the exhaust gas recirculation system includes an EGR gas passage 41 for refluxing part of the exhaust gas to the sub-air intake passage 21 as the EGR gas. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、過給機を備える内燃機関に使用される排気ガス再循環システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation system used for an internal combustion engine including a supercharger.

近年、自動車等のエンジンにおける窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出規制が厳しくなっている。しかしながら、ディーゼルエンジンにおいては、理論空燃比に対して空気が過剰な状態で燃焼が行われるため、窒素酸化物の排出量削減のために、ガソリンエンジンで使用される三元触媒を使用することができない。そこで、ディーゼルエンジンでは、排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてエンジンの吸気系統に還流させ、吸入混合ガスに混入させることによって、エンジンにおける燃焼温度を下げ、窒素酸化物の発生を抑制するＥＧＲシステムが一般的に使用されている。   In recent years, emission regulations of nitrogen oxides (NOx) in engines such as automobiles have become stricter. However, in a diesel engine, combustion is performed in a state where the air is excessive with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, a three-way catalyst used in a gasoline engine may be used to reduce nitrogen oxide emissions. Can not. Therefore, in a diesel engine, an EGR system that lowers the combustion temperature in the engine and suppresses the generation of nitrogen oxides by recirculating part of the exhaust gas as EGR gas to the intake system of the engine and mixing it with the intake mixed gas. Commonly used.

とくに、ディーゼルエンジンでは、燃焼に十分な酸素がある運転領域で、ＥＧＲガスをエンジンの吸気系統に還流させ、燃焼温度を下げることにより窒素酸化物（ＮＯｘ）を減らすことができる、すなわちＥＧＲ率を高めることができる。一方、多量のＥＧＲガスを還流すると、燃焼室に供給される混合ガスの温度が高くなり、エンジンの燃焼温度を効果的に下げることができない。また、酸素量が不足してくると煤が発生する。そこで、エンジンのシリンダ内に供給できる混合ガスの体積が同じである場合、還流される高温のＥＧＲガスを冷却し、ＥＧＲガスの体積を減少させることで、多量のＥＧＲガスを供給しても、燃焼温度を下げると共に十分な酸素の供給が可能である。そのため、エンジンへ還流されるＥＧＲガスの通路にＥＧＲクーラーが設けられる。   In particular, in diesel engines, nitrogen oxides (NOx) can be reduced by recirculating EGR gas to the intake system of the engine and lowering the combustion temperature in an operating region where there is sufficient oxygen for combustion. Can be increased. On the other hand, when a large amount of EGR gas is recirculated, the temperature of the mixed gas supplied to the combustion chamber increases, and the combustion temperature of the engine cannot be effectively reduced. Moreover, when the amount of oxygen is insufficient, soot is generated. Therefore, when the volume of the mixed gas that can be supplied into the engine cylinder is the same, even if a large amount of EGR gas is supplied by cooling the high-temperature EGR gas that is refluxed and reducing the volume of the EGR gas, Sufficient oxygen can be supplied while lowering the combustion temperature. Therefore, an EGR cooler is provided in the EGR gas passage that is recirculated to the engine.

例えば、特許文献１では、エンジンの吸気マニフォールド及び排気マニフォールドに接続されたターボチャージャが設けられている。さらに、このターボチャージャの排気側となるタービンハウジングに接続された排気管の途中に入口部が接続されると共に、出口側がターボチャージャの吸気側となるコンプレッサハウジングに接続された吸気管の途中に接続されるＥＧＲガス管が設けられている。さらに、ＥＧＲガス管には、入口部より出口側に向かって、内部を流通するＥＧＲガスに含有される固形状の煤を捕捉するためのスートトラップ、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラー、ＥＧＲガスの還流量を制御するＥＧＲ率制御バルブが順次設けられており、これらは、ＥＧＲガス管と共にＥＧＲガス還流回路、すなわち、ＥＧＲシステムを構成している。このＥＧＲシステムは、ターボタービン通過後の排気ガスをターボチャージャのコンプレッサの上流に還流するものでＬＰＬ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｌｏｏｐ）−ＥＧＲと称される。ＬＰＬ−ＥＧＲは、ターボタービン通過後の排気ガスをＥＧＲガスとして利用するので、排気エネルギーを回収して有効に利用しターボチャージャの過給圧を向上させるという特徴と、ＥＧＲガスを過給前の吸気通路に還流するので大量のＥＧＲガスの還流を可能とする特徴を有している。   For example, in Patent Document 1, a turbocharger connected to an intake manifold and an exhaust manifold of an engine is provided. Further, the inlet is connected in the middle of the exhaust pipe connected to the turbine housing on the exhaust side of the turbocharger, and the outlet side is connected in the middle of the intake pipe connected to the compressor housing on the intake side of the turbocharger. An EGR gas pipe is provided. Furthermore, the EGR gas pipe has a soot trap for capturing solid soot contained in the EGR gas flowing through the inside from the inlet portion toward the outlet side, an EGR cooler for cooling the EGR gas, and EGR EGR rate control valves for controlling the gas recirculation amount are sequentially provided, and these constitute an EGR gas recirculation circuit, that is, an EGR system together with the EGR gas pipe. This EGR system recirculates exhaust gas that has passed through a turbo turbine upstream of a turbocharger compressor, and is called LPL (Low Pressure Loop) -EGR. Since LPL-EGR uses the exhaust gas after passing through the turbo turbine as EGR gas, the exhaust gas energy is recovered and effectively used to improve the turbocharger supercharging pressure, and the EGR gas before supercharging. Since it recirculates to the intake passage, it has a feature that enables a large amount of EGR gas to recirculate.

特開平５−７１４２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-71428 特開平１０−２５９７６２号公報JP-A-10-259762 特開２００５−２５６６７９号公報JP 2005-256679 A

しかしながら、特許文献１のＥＧＲガス還流回路において、還流するＥＧＲガスの温度の低減手段としてＥＧＲクーラーが設けられているが、ＥＧＲクーラーにおけるＥＧＲガスの冷却時には、凝縮水が発生する。また、ＥＧＲガスは、エンジンに吸入される外気、すなわち、吸入空気と混合される際、吸入空気との温度差により凝縮水を発生させる。ＬＰＬ−ＥＧＲシステムでは、過給前の低温の吸入空気に大量のＥＧＲガスを還流するので、発生する凝縮水の量が多い。
この大量に発生した凝縮水が、ＥＧＲガス及び吸入空気の混合ガスに含まれた状態で、ターボチャージャのコンプレッサハウジング内に吸入されると、吸入された凝縮水によりコンプレッサホイールのインペラが破損してしまう問題がある。
また、ＥＧＲガスには、硫黄、酸素、窒素及び水素が含まれている。このため、凝縮水が、これらの物質と混ざり、硫酸や硝酸等の酸性水溶液となる場合や、アンモニア水等のアルカリ性水溶液になる場合がある。このような酸性又はアルカリ性の水溶液が、吸気管に吸い込まれると、ターボチャージャ、エンジンの吸気系統及びエンジンの内部に腐食が発生するという問題もある。 However, in the EGR gas recirculation circuit of Patent Document 1, an EGR cooler is provided as means for reducing the temperature of the recirculating EGR gas, but condensed water is generated when the EGR gas is cooled in the EGR cooler. Further, the EGR gas generates condensed water due to a temperature difference from the intake air when mixed with the outside air taken into the engine, that is, the intake air. In the LPL-EGR system, a large amount of EGR gas is recirculated to low-temperature intake air before supercharging, so that a large amount of condensed water is generated.
When this large amount of condensed water is contained in the mixed gas of EGR gas and intake air and is sucked into the compressor housing of the turbocharger, the impeller of the compressor wheel is damaged by the sucked condensed water. There is a problem.
The EGR gas contains sulfur, oxygen, nitrogen and hydrogen. For this reason, condensed water may be mixed with these substances to form an acidic aqueous solution such as sulfuric acid or nitric acid, or an alkaline aqueous solution such as ammonia water. When such an acidic or alkaline aqueous solution is sucked into the intake pipe, there is a problem that corrosion occurs in the turbocharger, the engine intake system, and the engine.

そこで、特許文献２には、ＥＧＲクーラーによりＥＧＲガスが冷却されて発生する凝縮水を貯留するタンクをＥＧＲクーラーの出口に設けたものが記載されている。このタンクは、ＥＧＲクーラーの出口から延びるＥＧＲガス管をＵ字形状とし、このＵ字形状の底部をタンクとしたものである。しかしながら、このようなタンクにより捕集できる凝縮水は、タンク周辺のＥＧＲガス管の内側に付着した凝縮水に限られるため、凝縮水は十分に捕集されずにＥＧＲガスに含まれた状態で、ＥＧＲガスがエンジンの吸気系統に還流されてしまうという問題がある。
また、特許文献３には、ＥＧＲガス管をターボチャージャ及びエンジンの間の吸気管に接続し、この接続部とエンジンとの間において、吸気管を円弧状とした後さらに曲げて一周させるような形状としたものが記載されている。これは、空気及びＥＧＲガスの混合ガスが円弧状の吸気管を流通する際、混合ガスに含まれる凝縮水に発生する遠心力により、凝縮水を吸気管の内側に付着させ、凝縮水の捕集率を向上させている。しかしながら、混合ガスの流量が少ない場合は、発生する遠心力も小さくなるため、凝縮水が十分に捕集されずに混合ガスに含まれた状態で、混合ガスがエンジンに供給されてしまうという問題がある。 Therefore, Patent Document 2 describes a tank in which condensed water generated by cooling the EGR gas by the EGR cooler is provided at the outlet of the EGR cooler. In this tank, the EGR gas pipe extending from the outlet of the EGR cooler has a U shape, and the bottom of the U shape is a tank. However, since the condensed water that can be collected by such a tank is limited to the condensed water adhering to the inside of the EGR gas pipe around the tank, the condensed water is not sufficiently collected but is contained in the EGR gas. There is a problem that the EGR gas is recirculated to the intake system of the engine.
In Patent Document 3, an EGR gas pipe is connected to an intake pipe between a turbocharger and an engine, and the intake pipe is formed into an arc shape between the connection portion and the engine, and then bent further to make a round. The shape is described. This is because when the mixed gas of air and EGR gas flows through the arc-shaped intake pipe, the condensed water adheres to the inside of the intake pipe due to the centrifugal force generated in the condensed water contained in the mixed gas, and the condensed water is trapped. The collection rate is improved. However, when the flow rate of the mixed gas is small, the generated centrifugal force is also small, so that there is a problem that the mixed gas is supplied to the engine in a state where the condensed water is not sufficiently collected and is contained in the mixed gas. is there.

この発明は、これらのような問題点を解決するためになされたもので、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスにおいて発生する凝縮水を除去した混合ガスをエンジンの吸気系統に供給する排気ガス再循環システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and is an exhaust gas recirculation for supplying a mixed gas from which condensed water generated in a mixed gas of intake air and EGR gas is removed to an intake system of an engine. The purpose is to provide a system.

この発明に係る排気ガス再循環システムは、過給機を備える内燃機関に用いられる排気ガス再循環システムであって、過給機の吸気口に連通するメイン吸気通路と、メイン吸気通路の途中の分岐部で分岐した後、分岐部より吸気口側となる合流部にて、メイン吸気通路と異なる方向からメイン吸気通路に再び合流させ、合流部下流のメイン吸気通路を流れる気体に旋回流を発生させるサブ吸気通路と、メイン吸気通路の、分岐部及び合流部の間に設けられ、メイン吸気通路の流路断面積を変更する流量調整弁と、排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてサブ吸気通路に還流するＥＧＲガス通路とを備えることを特徴とする。   An exhaust gas recirculation system according to the present invention is an exhaust gas recirculation system used for an internal combustion engine including a supercharger, and includes a main intake passage communicating with an intake port of the supercharger, and a middle portion of the main intake passage. After branching at the bifurcation, the merging section, which is closer to the intake port than the bifurcation, rejoins the main intake passage from a different direction from the main intake passage, generating a swirling flow in the gas flowing through the main intake passage downstream of the merging section A sub-intake passage, a flow adjustment valve that is provided between the branching portion and the merging portion of the main intake passage, and changes the cross-sectional area of the main intake passage; And an EGR gas passage that recirculates in the air.

まず、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラーによる冷却時、及びエンジンへの吸入空気との混合時において、凝縮水を発生する。そこで、この排気ガス再循環システムは、合流部において、メイン吸気通路とサブ吸気通路との方向が異なり、合流部下流のメイン吸気通路を流れる気体に旋回流を発生させるため、サブ吸気通路からメイン吸気通路に合流するガスは、旋回する。よって、合流部において、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスは、この旋回流により、混合ガスに含まれる凝縮水が遠心分離される。また、流量調整弁を調整することによりメイン吸気通路の流路断面積が変更されるため、メイン吸気通路内のガスは、分岐部より吸気口側において、メイン吸気通路及びサブ吸気通路を流通する流量の配分を自在に変化させて分配されることができる。すなわち、流量調整弁を調整することにより、サブ吸気通路を流通する混合ガスの流速が調整され、メイン吸気通路及びサブ吸気通路の合流部において発生する旋回流の強さを調整することができる。よって、混合ガスの流量及び流速に関係なく、すなわち、内燃機関の運転条件に関係なく、旋回流の強さを調整でき、混合ガスに含まれる凝縮水を効果的に除去することができる。従って、ＥＧＲクーラーによって冷却されて発生しＥＧＲガスに含まれている凝縮水や、ＥＧＲガスが吸入空気と混合される際に発生し混合ガスに含まれている凝縮水が、過給機の吸気口に混合ガスが吸入される前に除去されるため、これらの凝縮水による過給機の破損を防止することができる。   First, the EGR gas generates condensed water when cooled by the EGR cooler and when mixed with the intake air into the engine. Therefore, in this exhaust gas recirculation system, the main intake passage and the sub intake passage are different in the merging portion, and a swirling flow is generated in the gas flowing in the main intake passage downstream of the merging portion. The gas that joins the intake passage turns. Therefore, in the confluence portion, the condensed water contained in the mixed gas is centrifuged by the swirling flow of the mixed gas of the intake air and the EGR gas. In addition, since the flow passage cross-sectional area of the main intake passage is changed by adjusting the flow rate adjustment valve, the gas in the main intake passage flows through the main intake passage and the sub intake passage on the intake side from the branch portion. The flow rate can be distributed by changing the distribution freely. That is, by adjusting the flow rate adjustment valve, the flow rate of the mixed gas flowing through the sub intake passage is adjusted, and the strength of the swirling flow generated at the junction of the main intake passage and the sub intake passage can be adjusted. Therefore, the strength of the swirling flow can be adjusted regardless of the flow rate and flow velocity of the mixed gas, that is, regardless of the operating conditions of the internal combustion engine, and the condensed water contained in the mixed gas can be effectively removed. Therefore, the condensed water that is generated by being cooled by the EGR cooler and contained in the EGR gas, and the condensed water that is generated when the EGR gas is mixed with the intake air are contained in the intake air of the supercharger. Since the mixed gas is removed before being sucked into the mouth, it is possible to prevent the turbocharger from being damaged by the condensed water.

ＥＧＲガス通路は、サブ吸気通路に連結してもよい。よって、ＥＧＲガスの全てがサブ吸気通路に還流されるため、ＥＧＲガスが確実に旋回される。このため、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスに含まれる凝縮水の除去を効果的に行うことができる。
ＥＧＲガス通路は、過給機の吸気口に対して分岐部より上流となる位置で、メイン吸気通路に連結してもよい。 The EGR gas passage may be connected to the sub intake passage. Accordingly, since all of the EGR gas is recirculated to the sub intake passage, the EGR gas is reliably swirled. For this reason, it is possible to effectively remove the condensed water contained in the mixed gas of the intake air and the EGR gas.
The EGR gas passage may be connected to the main intake passage at a position upstream from the branch portion with respect to the intake port of the supercharger.

過給機の吸気口及び合流部の間に設けられる連通部を有し、連通部が、連通部の内部の液体を排出するための液体排出口をもってもよい。このため、連通部において、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスの旋回流が発生し、この混合ガスに含まれる凝縮水が遠心分離される。そして、遠心分離された凝縮水は、液体排出口より連通部の外部に排出される。
連通部は、二重管式気液分離構造であってもよい。このため、連通部を二重管式気液分離構造とすることによって、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスは旋回流により凝縮水が効果的に除去される。
合流部において、サブ吸気通路はメイン吸気通路の内周面の接線方向に接続され、メイン吸気通路に対するサブ吸気通路の異なる方向は、垂直となってもよい。このため、合流部における、メイン吸気通路に対するサブ吸気通路の方向を、メイン吸気通路の内周面の接線方向とし且つメイン吸気通路に垂直とすることにより、サブ吸気通路からメイン吸気通路に合流するガスの旋回力を向上させることができる。 There may be a communication portion provided between the intake port and the merge portion of the supercharger, and the communication portion may have a liquid discharge port for discharging the liquid inside the communication portion. For this reason, a swirling flow of a mixed gas of intake air and EGR gas is generated in the communicating portion, and condensed water contained in the mixed gas is centrifuged. And the condensed water centrifuged is discharged | emitted from the liquid discharge port to the exterior of a communicating part.
The communication part may be a double-pipe gas-liquid separation structure. For this reason, condensate water is effectively removed by the swirling flow of the mixed gas of the intake air and the EGR gas by providing the communication portion with a double-pipe gas-liquid separation structure.
In the merging portion, the sub intake passage is connected to a tangential direction of the inner peripheral surface of the main intake passage, and the different direction of the sub intake passage with respect to the main intake passage may be vertical. For this reason, the direction of the sub intake passage with respect to the main intake passage in the merging portion is tangential to the inner peripheral surface of the main intake passage and perpendicular to the main intake passage, so that the sub intake passage joins with the main intake passage. The turning force of gas can be improved.

この発明によれば、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスにおいて発生する凝縮水を除去した混合ガスをエンジンの吸気系統に供給することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to supply a mixed gas from which condensed water generated in a mixed gas of intake air and EGR gas is removed to an intake system of an engine.

以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態は、ディーゼルエンジンを搭載する車両に用いられる形態を示すものである。
実施の形態１．
まず、図１〜３を使用して、この発明の実施の形態１に係る排気ガス再循環システム１０１を備える内燃機関の構成を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiment shows the form used for the vehicle carrying a diesel engine.
Embodiment 1 FIG.
First, the structure of an internal combustion engine provided with the exhaust gas recirculation system 101 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示すように、内燃機関であるディーゼルエンジン１は、過給機であるターボチャージャ２に連通するが、エンジン吸気通路１ｂによって、内部にコンプレッサホイール２ｃを含むコンプレッサハウジング２ａに連通する。また、エンジン１は、エンジン排気通路１ｃによって、内部にタービンホイール２ｄを含むタービンハウジング２ｂに連通する。なお、ターボチャージャ２は、エンジン１からエンジン排気通路１ｃを介して供給された排気ガスによりタービンホイール２ｄを回転させると共に、タービンホイール２ｄとタービンシャフト２ｅを介して連結されたコンプレッサホイール２ｃを回転させる。さらに、このコンプレッサホイール２ｃの回転により加圧された吸気を、エンジン吸気通路１ｂを介してエンジン１に供給し、エンジン１の出力を向上させるものである。   As shown in FIG. 1, a diesel engine 1 as an internal combustion engine communicates with a turbocharger 2 as a supercharger, but communicates with a compressor housing 2a including a compressor wheel 2c therein by an engine intake passage 1b. The engine 1 communicates with a turbine housing 2b including a turbine wheel 2d therein through an engine exhaust passage 1c. The turbocharger 2 rotates the turbine wheel 2d by the exhaust gas supplied from the engine 1 through the engine exhaust passage 1c, and rotates the compressor wheel 2c connected to the turbine wheel 2d through the turbine shaft 2e. . Further, the intake air pressurized by the rotation of the compressor wheel 2c is supplied to the engine 1 via the engine intake passage 1b, and the output of the engine 1 is improved.

また、ターボチャージャ２のタービンハウジング２ｂにおける排気口２ｂａには、排気通路３の一方の端部が接続されている。さらに、排気通路３の他方の端部は、エンジン１の稼働時における排気音を低減するマフラー４に接続されており、排気通路３内の排気ガスはマフラー４を介して外部に排出される。
また、ターボチャージャ２及びマフラー４の間において、排気通路３には、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタであるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）装置、及び排気ガス中に含まれる窒素酸化物の含有量を低減する触媒装置を含む排気ガス処理装置５が設けられている。 One end of the exhaust passage 3 is connected to the exhaust port 2ba in the turbine housing 2b of the turbocharger 2. Further, the other end of the exhaust passage 3 is connected to a muffler 4 that reduces exhaust noise during operation of the engine 1, and exhaust gas in the exhaust passage 3 is discharged to the outside through the muffler 4.
Further, between the turbocharger 2 and the muffler 4, the exhaust passage 3 has a DPF (diesel particulate filter) device that is a filter that captures particulate matter contained in the exhaust gas, and nitrogen contained in the exhaust gas. An exhaust gas treatment device 5 including a catalyst device for reducing the oxide content is provided.

一方、ターボチャージャ２のコンプレッサハウジング２ａにおける吸気口２ａａには、略円筒形状をした気液分離器６が設けられている。気液分離器６は、吸気口２ａａに向かってその断面積が２段階に増加する略円筒形状をした外殻６ａ、吸気口２ａａに接続されて外殻６ａの内部に突出する気体排出路６ｂ、及び、吸気口２ａａ側において外殻６ａの下部と接続して外部に延びる液体排出路６ｃにより構成されている。（図２参照）   On the other hand, a gas-liquid separator 6 having a substantially cylindrical shape is provided at the intake port 2aa in the compressor housing 2a of the turbocharger 2. The gas-liquid separator 6 has a substantially cylindrical outer shell 6a whose cross-sectional area increases in two steps toward the intake port 2aa, and a gas exhaust passage 6b that is connected to the intake port 2aa and protrudes into the outer shell 6a. And a liquid discharge path 6c extending to the outside by connecting to the lower portion of the outer shell 6a on the side of the intake port 2aa. (See Figure 2)

また、図２を参照すると、気液分離器６において、コンプレッサハウジング２ａの吸気口２ａａ側となる端面６ａａから外殻６ａの内部に気体排出路６ｂが延びており、気体排出路６ｂの径は、略円筒状をした外殻６ａの径より小さくなっている。さらに、気体排出路６ｂの軸心は、外殻６ａにおいて気体排出路６ｂ側となる円筒状をした第１円筒部６ａｂの軸心と同一になっている。よって、気液分離器６は、外殻６ａ及び気体排出路６ｂによる二重管構造を有する二重管式気液分離器となっている。
さらに、気液分離器６の外殻６ａには、その下部に液体排出路６ｃが接続されているが、液体排出路６ｃは、外殻６ａの第１円筒部６ａｂにおいて外殻６ａの内部に開口している。なお、液体排出路６ｃの第１円筒部６ａｂにおける開口である液体排出口６ｃａは、外殻６ａの内部に延びる気体排出路６ｂの先端６ｂａより端面６ａａ側、すなわち、ターボチャージャ２の吸気口２ａａ側に配置されている。 Referring to FIG. 2, in the gas-liquid separator 6, the gas discharge path 6 b extends from the end surface 6 aa on the intake port 2 aa side of the compressor housing 2 a to the inside of the outer shell 6 a, and the diameter of the gas discharge path 6 b is The diameter is smaller than the diameter of the substantially cylindrical outer shell 6a. Furthermore, the axial center of the gas exhaust path 6b is the same as the axial center of the cylindrical first cylindrical portion 6ab on the gas exhaust path 6b side in the outer shell 6a. Therefore, the gas-liquid separator 6 is a double-tube type gas-liquid separator having a double-tube structure with the outer shell 6a and the gas discharge path 6b.
Further, a liquid discharge path 6c is connected to the lower part of the outer shell 6a of the gas-liquid separator 6, and the liquid discharge path 6c is provided inside the outer shell 6a in the first cylindrical portion 6ab of the outer shell 6a. It is open. The liquid discharge port 6ca, which is an opening in the first cylindrical portion 6ab of the liquid discharge channel 6c, is located on the end surface 6aa side of the gas discharge channel 6b extending inside the outer shell 6a, that is, the intake port 2aa of the turbocharger 2. Arranged on the side.

また、気液分離器６における気体排出路６ｂに対向する端面６ａｄには、メイン吸気通路１１の一方の端部が接続されている。なお、メイン吸気通路１１は円筒状をしており、その径は、気液分離器６におけるメイン吸気通路１１側となる第２円筒部６ａｃの径より小さくなっている。このメイン吸気通路１１における気液分離器６との接続部１１ａにおいて、メイン吸気通路１１の軸心は、気液分離器６の気体排出路６ｂの軸心と同一になっている。このようにして、気液分離器６は、メイン吸気通路１１を、ターボチャージャ２におけるコンプレッサハウジング２ａの吸気口２ａａに連通する連通部を構成している。
また、図１に戻り、メイン吸気通路１１の他方の端部はエアクリーナ７に接続されており、エアクリーナ７を介してメイン吸気通路１１内に外気が導入されるようになっている。なお、エアクリーナ７は、外気に含まれるゴミ、埃及び異物等を捕捉し、これらがエンジン１やターボチャージャ２に侵入することを防止するものである。 One end of the main intake passage 11 is connected to an end face 6ad of the gas-liquid separator 6 that faces the gas discharge path 6b. The main intake passage 11 has a cylindrical shape, and the diameter thereof is smaller than the diameter of the second cylindrical portion 6ac on the gas / liquid separator 6 on the main intake passage 11 side. In the connection portion 11 a of the main intake passage 11 to the gas-liquid separator 6, the axis of the main intake passage 11 is the same as the axis of the gas discharge path 6 b of the gas-liquid separator 6. In this manner, the gas-liquid separator 6 constitutes a communication portion that communicates the main intake passage 11 with the intake port 2aa of the compressor housing 2a in the turbocharger 2.
Returning to FIG. 1, the other end of the main intake passage 11 is connected to an air cleaner 7, and outside air is introduced into the main intake passage 11 through the air cleaner 7. The air cleaner 7 captures dust, dust, foreign matter, and the like contained in the outside air and prevents them from entering the engine 1 and the turbocharger 2.

さらに、メイン吸気通路１１の内部において、気液分離器６との接続部１１ａの近傍には、メイン吸気通路１１の流路断面積を変更する流量調整弁３１が設けられている。流量調整弁３１は、車両のＥＣＵ８に電気的に接続されており、ＥＣＵ８の制御により、メイン吸気通路１１の流路断面積を０〜１００％まで変更することができる。
また、メイン吸気通路１１におけるエアクリーナ７の近傍には、メイン吸気通路１１への外気の吸入空気量を測定するためのエアフロメータ９が設けられている。エアフロメータ９は、ＥＣＵ８に電気的に接続されており、測定した吸入空気量情報をＥＣＵ８に送る。 Further, in the main intake passage 11, a flow rate adjusting valve 31 that changes the cross-sectional area of the main intake passage 11 is provided in the vicinity of the connection portion 11 a with the gas-liquid separator 6. The flow rate adjustment valve 31 is electrically connected to the ECU 8 of the vehicle, and the flow passage cross-sectional area of the main intake passage 11 can be changed from 0 to 100% under the control of the ECU 8.
An air flow meter 9 for measuring the amount of outside air taken into the main intake passage 11 is provided near the air cleaner 7 in the main intake passage 11. The air flow meter 9 is electrically connected to the ECU 8 and sends the measured intake air amount information to the ECU 8.

また、メイン吸気通路１１におけるエアクリーナ７から気液分離器６に向かう途中の分岐部１１ｂにおいて、サブ吸気通路２１が分岐している。さらに、サブ吸気通路２１は、円筒状をしており、気液分離器６におけるメイン吸気通路１１側となる第２円筒部６ａｃ（図２参照）に接続している、すなわち、気液分離器６を介して、メイン吸気通路１１に合流している。
また、図２に示すように、サブ吸気通路２１及び気液分離器６の接続部は、サブ吸気通路２１がメイン吸気通路１１に合流する合流部２１ａを構成している。よって、気液分離器６は、合流部２１ａ及びターボチャージャ２の吸気口２ａａの間に配置されるようにして設けられている。また、合流部２１ａにおいて、サブ吸気通路２１の軸心は、気液分離器６の第２円筒部６ａｃの軸心、及びメイン吸気通路１１の軸心と垂直になっている。さらに、図３に示すように、サブ吸気通路２１は、気液分離器６の第２円筒部６ａｃに対して、その内周面６ａｃ１に沿うようにして内周面６ａｃ１の断面を形成する円周の接線方向、すなわち、内周面６ａｃ１の接線方向に接続している。また、サブ吸気通路２１は、メイン吸気通路１１の内周面１１ｃ（図２参照）の接線方向に接続しているともいえる。 Further, the sub intake passage 21 is branched at a branching portion 11 b in the main intake passage 11 on the way from the air cleaner 7 to the gas-liquid separator 6. Further, the sub intake passage 21 has a cylindrical shape and is connected to the second cylindrical portion 6ac (see FIG. 2) on the main intake passage 11 side in the gas-liquid separator 6, that is, the gas-liquid separator. 6 joins the main intake passage 11.
As shown in FIG. 2, the connecting portion of the sub intake passage 21 and the gas-liquid separator 6 constitutes a joining portion 21 a where the sub intake passage 21 joins the main intake passage 11. Therefore, the gas-liquid separator 6 is provided so as to be disposed between the merging portion 21 a and the intake port 2 aa of the turbocharger 2. In the merging portion 21 a, the axis of the sub intake passage 21 is perpendicular to the axis of the second cylindrical portion 6 ac of the gas-liquid separator 6 and the axis of the main intake passage 11. Further, as shown in FIG. 3, the sub intake passage 21 is a circle that forms a cross section of the inner peripheral surface 6ac1 along the inner peripheral surface 6ac1 with respect to the second cylindrical portion 6ac of the gas-liquid separator 6. The connection is made in the circumferential tangential direction, that is, in the tangential direction of the inner peripheral surface 6ac1. Further, it can be said that the sub intake passage 21 is connected in the tangential direction of the inner peripheral surface 11 c (see FIG. 2) of the main intake passage 11.

また、図１に戻ると、一方の端部が排気通路３における排気ガス処理装置５及びマフラー４の間に接続され、他方の端部がサブ吸気通路２１に接続されるＥＧＲガス通路４１が設けられている。ＥＧＲガス通路４１は、エンジン１から排出される排気ガスの一部をＥＧＲガスとして、エンジン１の吸気系統であるターボチャージャ２のコンプレッサハウジング２ａの上流に還流するものである。
さらに、ＥＧＲガス通路４１の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラー５１が設けられている。また、ＥＧＲガス通路４１において、ＥＧＲクーラー５１及びサブ吸気通路２１の間には、ＥＧＲガス通路４１を開閉するＥＧＲ開閉弁であるＥＧＲバルブ６１が設けられている。なお、ＥＧＲバルブ６１は、ＥＣＵ８に電気的に接続されており、ＥＣＵ８の制御により、ＥＧＲガス通路４１の流路断面積を０〜１００％まで変更することができる。 Returning to FIG. 1, an EGR gas passage 41 having one end connected between the exhaust gas treatment device 5 and the muffler 4 in the exhaust passage 3 and the other end connected to the sub intake passage 21 is provided. It has been. The EGR gas passage 41 returns a part of the exhaust gas discharged from the engine 1 to the upstream of the compressor housing 2a of the turbocharger 2 that is an intake system of the engine 1 as EGR gas.
Further, an EGR cooler 51 for cooling the EGR gas is provided in the middle of the EGR gas passage 41. In the EGR gas passage 41, an EGR valve 61, which is an EGR opening / closing valve that opens and closes the EGR gas passage 41, is provided between the EGR cooler 51 and the sub intake passage 21. The EGR valve 61 is electrically connected to the ECU 8, and the flow path cross-sectional area of the EGR gas passage 41 can be changed from 0 to 100% under the control of the ECU 8.

また、気液分離器６の液体排出路６ｃは、液体排出路６ｃより排出された液体を貯留するための蓄液器７１の内部に連通している。さらに、蓄液器７１には、蓄液排出路８１の一方の端部が接続されており、蓄液排出路８１の他方の端部は、ＥＧＲガス通路４１及びマフラー４の間において排気通路３と接続している。よって、蓄液器７１内の液体は、蓄液排出路８１を介して、排気通路３におけるマフラー４の上流に排出される。さらに、蓄液排出路８１の途中には、蓄液排出路８１を開閉する開閉バルブ９１が設けられている。なお、開閉バルブ９１は、ＥＣＵ８に電気的に接続されており、ＥＣＵ８の制御により、蓄液排出路８１の流路断面積を０〜１００％まで変更することができる。
また、この発明の実施の形態１における排気ガス再循環システム１０１は、メイン吸気通路１１、流量調整弁３１、サブ吸気通路２１、気液分離器６、及びＥＧＲガス通路４１によって構成されている。 In addition, the liquid discharge path 6c of the gas-liquid separator 6 communicates with the inside of the liquid storage 71 for storing the liquid discharged from the liquid discharge path 6c. Furthermore, one end of a liquid storage discharge path 81 is connected to the liquid reservoir 71, and the other end of the liquid storage discharge path 81 is connected to the exhaust passage 3 between the EGR gas passage 41 and the muffler 4. Connected. Therefore, the liquid in the liquid accumulator 71 is discharged upstream of the muffler 4 in the exhaust passage 3 via the liquid storage discharge path 81. Further, an opening / closing valve 91 for opening and closing the liquid storage discharge path 81 is provided in the middle of the liquid storage discharge path 81. The on-off valve 91 is electrically connected to the ECU 8, and the flow path cross-sectional area of the liquid storage discharge path 81 can be changed from 0 to 100% under the control of the ECU 8.
Further, the exhaust gas recirculation system 101 according to the first embodiment of the present invention includes a main intake passage 11, a flow rate adjusting valve 31, a sub intake passage 21, a gas-liquid separator 6, and an EGR gas passage 41.

次に、図１〜４を使用して、この発明の実施の形態１に係る排気ガス再循環システム１０１及び排気ガス再循環システム１０１を備える内燃機関、すなわち、エンジン１の動作を示す。
そこで、まず、エンジン１の動作を説明する。
図１を参照すると、エンジン１の稼働時、流量調整弁３１が図１に示す状態にある場合、エアクリーナ７を介して、メイン吸気通路１１に外気が吸入される。さらに、吸入された外気、すなわち、空気は、主としてメイン吸気通路１１を介して気液分離器６にそのまま流入し、また、その量は少ないが一部がメイン吸気通路１１の途中の分岐部１１ｂにおいて分岐してサブ吸気通路２１を介して気液分離器６に流入する。そして、気液分離器６に流入した空気は、ターボチャージャ２のコンプレッサハウジング２ａに吸入される。 Next, the operation of the internal combustion engine including the exhaust gas recirculation system 101 and the exhaust gas recirculation system 101 according to the first embodiment of the present invention, that is, the operation of the engine 1 will be described with reference to FIGS.
First, the operation of the engine 1 will be described.
Referring to FIG. 1, when the engine 1 is in operation, outside air is sucked into the main intake passage 11 via the air cleaner 7 when the flow rate adjustment valve 31 is in the state shown in FIG. 1. Furthermore, the sucked outside air, that is, the air mainly flows into the gas-liquid separator 6 through the main intake passage 11 as it is, and a part of the branched air 11b in the middle of the main intake passage 11 though the amount is small. And then flows into the gas-liquid separator 6 via the sub intake passage 21. The air flowing into the gas-liquid separator 6 is sucked into the compressor housing 2a of the turbocharger 2.

なお、流量調整弁３１が動作してメイン吸気通路１１の流路断面積を減少させると、メイン吸気通路１１を介して気液分離器６に流入する空気量は少なくなり、サブ吸気通路２１を介して気液分離器６に流入する空気量が多くなる。さらに、流量調整弁３１がメイン吸気通路１１の流路断面積を０とすると、エアクリーナ７を介してメイン吸気通路１１に吸入された空気は全て、サブ吸気通路２１を介して、気液分離器６に流入し、ターボチャージャ２のコンプレッサハウジング２ａに吸入される。
なお、流量調整弁３１の動作の詳細は、後述にて示す。 When the flow rate adjustment valve 31 operates to reduce the flow passage cross-sectional area of the main intake passage 11, the amount of air flowing into the gas-liquid separator 6 through the main intake passage 11 decreases, and the sub intake passage 21 Thus, the amount of air flowing into the gas-liquid separator 6 increases. Further, when the flow rate adjustment valve 31 sets the flow passage cross-sectional area of the main intake passage 11 to 0, all of the air sucked into the main intake passage 11 via the air cleaner 7 passes through the sub intake passage 21 to the gas-liquid separator. 6 and is sucked into the compressor housing 2a of the turbocharger 2.
Details of the operation of the flow rate adjusting valve 31 will be described later.

また、ターボチャージャ２のコンプレッサハウジング２ａに吸入された空気は、コンプレッサハウジング２ａ内のコンプレッサホイール２ｃにより過給されて、エンジン吸気通路１ｂに送られる。送られた空気は、エンジン１に過給された状態で供給され、エンジン１のシリンダ１ａ内において噴射された燃料と混合されて、自己着火により燃焼する。その後、排気ガスとして、エンジン排気通路１ｃに排出される。排出された排気ガスは、ターボチャージャ２のタービンハウジング２ｂに流入し、内部のタービンホイール２ｄ及びタービンホイール２ｄに連結されたコンプレッサホイール２ｃの回転を上昇させつつ、排気通路３に排出される。排気通路３に排出された排気ガスは、排気ガス処理装置５において、粒子状物質及び窒素酸化物の含有量を低減された後、マフラー４を介して図示しない車両の外部に排出される。   The air sucked into the compressor housing 2a of the turbocharger 2 is supercharged by the compressor wheel 2c in the compressor housing 2a and sent to the engine intake passage 1b. The sent air is supplied to the engine 1 in a supercharged state, mixed with the fuel injected in the cylinder 1a of the engine 1, and burned by self-ignition. Thereafter, the exhaust gas is discharged into the engine exhaust passage 1c. The discharged exhaust gas flows into the turbine housing 2b of the turbocharger 2, and is discharged into the exhaust passage 3 while increasing the rotation of the internal turbine wheel 2d and the compressor wheel 2c connected to the turbine wheel 2d. The exhaust gas discharged to the exhaust passage 3 is discharged to the outside of the vehicle (not shown) through the muffler 4 after the contents of particulate matter and nitrogen oxides are reduced in the exhaust gas processing device 5.

次に、排気ガス再循環システム１０１の動作を説明する。
図１を参照すると、排気ガス処理装置５を通過した排気ガスの一部が、ＥＧＲガス通路４１に流入する。流入した排気ガス、すなわち、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラー５１によって冷却された後、ＥＧＲバルブ６１を経由して、サブ吸気通路２１に流入し、さらに、気液分離器６に流入する。なお、ＥＧＲガスがＥＧＲクーラー５１によって冷却される際、ＥＧＲガスより凝縮水が発生し、発生した凝縮水はＥＧＲガスに含まれた状態で、サブ吸気通路２１及び気液分離器６に流入する。
また、ＥＧＲガスの気液分離器６への流入量、すなわち、エンジン１の吸気系統への還流量は、ＥＣＵ８によりＥＧＲバルブ６１の開閉度が制御されて調整される。
なお、ＥＣＵ８は、エンジン１の回転数や負荷などの運転条件に合わせた所定のＥＧＲ率を予め記憶している。そして、ＥＣＵ８は、エンジン１の運転条件に基づきその条件に適合したＥＧＲ率を算出し、さらに、エアフロメータ９の測定した吸入空気量情報等に基づき、算出したＥＧＲ率にＥＧＲガスの還流量が適合するように、ＥＧＲバルブ６１を制御する。また、ＥＧＲ率は、ＥＧＲガス流量／（ＥＧＲガス流量＋吸入空気量）によって示される。 Next, the operation of the exhaust gas recirculation system 101 will be described.
Referring to FIG. 1, a part of the exhaust gas that has passed through the exhaust gas processing device 5 flows into the EGR gas passage 41. The inflowing exhaust gas, that is, EGR gas, is cooled by the EGR cooler 51, then flows into the sub intake passage 21 via the EGR valve 61, and further flows into the gas-liquid separator 6. When the EGR gas is cooled by the EGR cooler 51, condensed water is generated from the EGR gas, and the generated condensed water flows into the sub-intake passage 21 and the gas-liquid separator 6 while being contained in the EGR gas. .
The amount of EGR gas flowing into the gas-liquid separator 6, that is, the amount of recirculation to the intake system of the engine 1 is adjusted by the ECU 8 by controlling the degree of opening and closing of the EGR valve 61.
Note that the ECU 8 stores in advance a predetermined EGR rate in accordance with operating conditions such as the rotational speed and load of the engine 1. The ECU 8 calculates an EGR rate that conforms to the operating condition of the engine 1, and further, based on the intake air amount information measured by the air flow meter 9, the recirculation amount of the EGR gas is calculated to the calculated EGR rate. The EGR valve 61 is controlled to fit. The EGR rate is indicated by EGR gas flow rate / (EGR gas flow rate + intake air amount).

ここで、図２を参照すると、サブ吸気通路２１は、気液分離器６の第２円筒部６ａｃに対して、第２円筒部６ａｃの外周に沿うようにして接続されている（図３参照）ため、サブ吸気通路２１から気液分離器６に流入するＥＧＲガスは、気液分離器６の第２円筒部６ａｃ及び第１円筒部６ａｂの内周面に沿って流れ、この内周面に沿った旋回力を有するようになる。
この旋回力を有するＥＧＲガスの流れは、メイン吸気通路１１から吸入される空気（外気）と合流して空気に旋回力を与え、ＥＧＲガス及び空気の混合ガスは第２円筒部６ａｃ及び第１円筒部６ａｂの内周面に沿った旋回流を発生する。 Here, referring to FIG. 2, the sub intake passage 21 is connected to the second cylindrical portion 6ac of the gas-liquid separator 6 along the outer periphery of the second cylindrical portion 6ac (see FIG. 3). Therefore, the EGR gas flowing into the gas-liquid separator 6 from the sub intake passage 21 flows along the inner peripheral surfaces of the second cylindrical portion 6ac and the first cylindrical portion 6ab of the gas-liquid separator 6, and this inner peripheral surface. It will have a turning power along.
The flow of the EGR gas having the turning force joins with air (outside air) sucked from the main intake passage 11 to give the turning force to the air. The mixed gas of EGR gas and air is the second cylindrical portion 6ac and the first gas. A swirling flow is generated along the inner peripheral surface of the cylindrical portion 6ab.

旋回力を与えられた混合ガスは、気液分離器６の内部において旋回しつつ、気体排出路６ｂに向かって流れる、すなわち、らせん状に流れる。そして、混合ガスは、気体排出路６ｂを介して、吸気口２ａａよりターボチャージャ２に吸入される。この混合ガスの旋回により、ＥＧＲクーラー５１（図１参照）の冷却により発生してＥＧＲガスに含まれていた凝縮水、及び、ＥＧＲガスが空気と混合されることにより発生して混合ガスに含まれていた凝縮水は、混合ガスから遠心分離され、気液分離器６の第１円筒部６ａｂ及び第２円筒部６ａｃの内周面に付着する。
付着した凝縮水は、さらなる混合ガスから遠心分離された凝縮水により、水滴状になり、気液分離器６の内周面に沿って底部に流下する。この底部に流下した水滴は、第１円筒部６ａｂに流れ、第１円筒部６ａｂの底部に設けられた液体排出口６ｃａより液体排出路６ｃを介して気液分離器６の外部に排出される。
なお、気体排出路６ｂは、気液分離器６の端面６ａａに対して内部に突出して二重管構造を形成しているため、遠心分離された凝縮水が、気体排出路６ｂに流入することはない。 The mixed gas given the swirl force flows toward the gas discharge path 6b while swirling inside the gas-liquid separator 6, that is, spirally flows. Then, the mixed gas is sucked into the turbocharger 2 from the intake port 2aa through the gas discharge path 6b. Due to the swirling of the mixed gas, the condensed water generated by the cooling of the EGR cooler 51 (see FIG. 1) and contained in the EGR gas and the EGR gas mixed with the air are generated and included in the mixed gas. The condensed water that has been collected is centrifuged from the mixed gas and adheres to the inner peripheral surfaces of the first cylindrical portion 6ab and the second cylindrical portion 6ac of the gas-liquid separator 6.
The adhering condensed water is formed into water droplets by the condensed water centrifuged from the further mixed gas, and flows down to the bottom along the inner peripheral surface of the gas-liquid separator 6. The water droplets flowing down to the bottom flow into the first cylindrical portion 6ab and are discharged to the outside of the gas-liquid separator 6 through the liquid discharge passage 6c from the liquid discharge port 6ca provided at the bottom of the first cylindrical portion 6ab. .
In addition, since the gas discharge path 6b protrudes inside with respect to the end surface 6aa of the gas-liquid separator 6, and forms the double tube structure, the condensed water which carried out the centrifugation flows in into the gas discharge path 6b. There is no.

また、図１を参照すると、気液分離器６より排出された凝縮水は、液体排出路６ｃを介して、蓄液器７１に貯留される。蓄液器７１は、蓄液排出路８１を介して排気通路３と連通しているため、蓄液器７１に貯留された水は、排気通路３におけるＥＧＲガス通路４１及びマフラー４の間に排出される。排出された水は、排気ガスの排気温度によって水蒸気化されて、図示しない車両の外部に排出される。なお、蓄液器７１からの水の排出流量は、蓄液排出路８１に設けられた開閉バルブ９１によって、蓄液排出路８１の流路断面積が変更されて調整される。また、開閉バルブ９１は、ＥＣＵ８によって蓄液器７１内の貯留量及び排気温度等の情報に基づいて制御される。   Referring to FIG. 1, the condensed water discharged from the gas-liquid separator 6 is stored in the liquid storage 71 through the liquid discharge path 6c. Since the reservoir 71 communicates with the exhaust passage 3 via the reservoir discharge path 81, the water stored in the reservoir 71 is discharged between the EGR gas passage 41 and the muffler 4 in the exhaust passage 3. Is done. The discharged water is steamed by the exhaust temperature of the exhaust gas and discharged outside the vehicle (not shown). In addition, the discharge flow rate of the water from the liquid reservoir 71 is adjusted by changing the flow path cross-sectional area of the liquid storage discharge path 81 by the opening / closing valve 91 provided in the liquid storage discharge path 81. Further, the opening / closing valve 91 is controlled by the ECU 8 based on information such as the storage amount in the liquid storage 71 and the exhaust temperature.

次に、図１〜４を使用して、流量調整弁３１の動作を示す。
図１を参照すると、例えば、エンジン１の低回転・低負荷時、メイン吸気通路１１に吸入される空気量は少ないものとなる。このとき、図２を参照すると、流量調整弁３１が図２の実線で示される状態にある場合、実線矢印で示されるメイン吸気通路１１より気液分離器６に直接流入する空気の流速に比べて、破線矢印で示されるサブ吸気通路２１に分岐した空気の流速は遙かに小さくなっている。そこで、ＥＧＲ率が低い時は、発生する凝縮水の量が少ないため、サブ吸気通路２１の流速が小さくても問題ない。しかし、ＥＧＲ率が高くなると、発生する凝縮水の量が多くなるため、強い旋回流を必要とするが、流量調整弁３１が図２の実線で示される状態では、サブ吸気通路２１に流入する空気量が少なく、ＥＧＲガス及び空気の混合ガスが合流部２１ａより気液分離器６へ流出する流量が少なく、流速が遅いため十分な旋回流を得る事ができず、気液分離器６内に流入する空気及びＥＧＲガスの混合ガスに含まれる凝縮水の分離が効果的に行われない。 Next, operation | movement of the flow regulating valve 31 is shown using FIGS.
Referring to FIG. 1, for example, when the engine 1 is running at a low speed and a low load, the amount of air taken into the main intake passage 11 is small. At this time, referring to FIG. 2, when the flow rate adjusting valve 31 is in the state indicated by the solid line in FIG. 2, it is compared with the flow velocity of the air directly flowing into the gas-liquid separator 6 from the main intake passage 11 indicated by the solid line arrow. Thus, the flow velocity of the air branched into the sub intake passage 21 indicated by the broken line arrow is much smaller. Therefore, when the EGR rate is low, the amount of condensed water generated is small, so there is no problem even if the flow rate of the sub intake passage 21 is small. However, when the EGR rate increases, the amount of condensed water generated increases, and thus a strong swirling flow is required. However, when the flow rate adjustment valve 31 is shown by the solid line in FIG. The amount of air is small, the flow rate of the mixed gas of EGR gas and air from the junction 21a to the gas-liquid separator 6 is small, and since the flow rate is slow, a sufficient swirling flow cannot be obtained. Separation of condensed water contained in the mixed gas of air and EGR gas flowing into the gas is not effectively performed.

そこで、流量調整弁３１は、ＥＣＵ８（図１参照）によって動作されて、例えば、図２の破線で示される状態となる。これにより、メイン吸気通路１１から気液分離器６への流路断面積が減少するため、実線矢印で示されるメイン吸気通路１１より気液分離器６に直接流入する空気量は小さくなるが、破線矢印で示されるサブ吸気通路２１に流入する空気量及びその流速が増大する。そして、サブ吸気通路２１より気液分離器６に流入する空気及びＥＧＲガスの混合ガスは、その流速が増大し、気液分離器６内において強い旋回力を有するようになるため、気液分離器６内における旋回流の強さが増大される。このため、気液分離器６内に流入する空気及びＥＧＲガスの混合ガスに含まれる凝縮水の分離が効果的に行われるようになる。
従って、エンジン１（図１参照）の吸入空気量が少なくＥＧＲ率が高い時は、流量調整弁３１がメイン吸気通路１１を絞るように動作することにより、気液分離器６内における混合ガスの旋回流は強まるように変更されて、混合ガスに含まれる凝縮水の分離、除去が効率的に行われる。 Therefore, the flow rate adjustment valve 31 is operated by the ECU 8 (see FIG. 1) and is in a state indicated by, for example, a broken line in FIG. Thereby, since the cross-sectional area of the flow path from the main intake passage 11 to the gas-liquid separator 6 decreases, the amount of air directly flowing into the gas-liquid separator 6 from the main intake passage 11 indicated by the solid line arrow is reduced. The amount of air flowing into the sub intake passage 21 indicated by the broken arrow and the flow velocity thereof increase. The mixed gas of air and EGR gas flowing into the gas-liquid separator 6 from the sub-intake passage 21 has an increased flow velocity and has a strong turning force in the gas-liquid separator 6. The strength of the swirl flow in the vessel 6 is increased. For this reason, the separation of the condensed water contained in the mixed gas of air and EGR gas flowing into the gas-liquid separator 6 is effectively performed.
Therefore, when the intake air amount of the engine 1 (see FIG. 1) is small and the EGR rate is high, the flow rate adjustment valve 31 operates to throttle the main intake passage 11, so that the mixed gas in the gas-liquid separator 6 is reduced. The swirl flow is changed so as to increase, and the condensed water contained in the mixed gas is efficiently separated and removed.

一方、エンジン１（図１参照）の高回転・高負荷時、メイン吸気通路１１に吸入される空気量が多くなる。このとき、流量調整弁３１は、図２の実線で示される状態となるように動作する。これにより、メイン吸気通路１１から気液分離器６への流路断面積が増大するため、メイン吸気通路１１からサブ吸気通路２１に流入する空気量が減少するが、低回転・低負荷時よりも流量の絶対量は多くなり、また同じＥＧＲ率でも低回転・低負荷時に比べＥＧＲガス流量も多くなる。そして、ＥＧＲガス及び空気の混合ガスが合流部２１ａより気液分離器６へ流出する流量が多く流速が速くなるため、凝縮水を分離するのに十分な旋回流を得る事ができる。また、流量調整弁３１を図２の実線で示される状態とすることにより、メイン吸気通路１１及び気液分離器６を介した、ターボチャージャ２、すなわち、エンジン１（図１参照）の吸気圧損が低減されて、エンジン１（図１参照）の性能を向上させる。
従って、エンジン１（図１参照）の高回転・高負荷時、流量調整弁３１がメイン吸気通路１１を開くように動作することにより、必要最小限の旋回流で混合ガスに含まれる凝縮水の分離が行われつつ、エンジン１（図１参照）の吸気圧損が低減される。 On the other hand, when the engine 1 (see FIG. 1) is at high speed and high load, the amount of air taken into the main intake passage 11 increases. At this time, the flow regulating valve 31 operates so as to be in a state shown by a solid line in FIG. As a result, the flow passage cross-sectional area from the main intake passage 11 to the gas-liquid separator 6 increases, so the amount of air flowing from the main intake passage 11 into the sub intake passage 21 decreases, but from the time of low rotation and low load. However, the absolute amount of flow increases, and even at the same EGR rate, the EGR gas flow increases as compared with low rotation and low load. And since the flow rate from which the mixed gas of EGR gas and air flows out into the gas-liquid separator 6 from the confluence | merging part 21a is large, and a flow velocity becomes quick, a swirl flow sufficient to isolate | separate condensed water can be obtained. Further, by setting the flow rate adjusting valve 31 to the state shown by the solid line in FIG. 2, the intake pressure loss of the turbocharger 2, that is, the engine 1 (see FIG. 1) via the main intake passage 11 and the gas-liquid separator 6 is achieved. Is reduced to improve the performance of the engine 1 (see FIG. 1).
Therefore, when the engine 1 (see FIG. 1) is at a high rotation speed and a high load, the flow rate adjustment valve 31 operates so as to open the main intake passage 11, so that the condensed water contained in the mixed gas with the minimum necessary swirl flow is obtained. While the separation is performed, the intake pressure loss of the engine 1 (see FIG. 1) is reduced.

また、エンジン１（図１参照）にＥＧＲガスの還流の必要がなく、ＥＧＲバルブ６１が閉じられている場合、流量調整弁３１は、エンジン１（図１参照）の吸気圧損を低減するために、図２の実線で示される状態となるように動作する。
上述のように、排気ガス再循環システム１０１において、メイン吸気通路１１に吸入される空気量、及びサブ吸気通路２１に流入するＥＧＲガス流量に応じて、流量調整弁３１がメイン吸気通路１１の流路断面積を変更することにより、エンジン１（図１参照）の運転条件に関係なく、ＥＧＲガスから発生した凝縮水は分離、除去される。 Further, when the EGR gas does not need to be recirculated to the engine 1 (see FIG. 1) and the EGR valve 61 is closed, the flow rate adjustment valve 31 reduces the intake pressure loss of the engine 1 (see FIG. 1). 2 operates in a state indicated by a solid line in FIG.
As described above, in the exhaust gas recirculation system 101, the flow rate adjustment valve 31 flows in the main intake passage 11 in accordance with the amount of air sucked into the main intake passage 11 and the EGR gas flow rate flowing into the sub intake passage 21. By changing the road cross-sectional area, the condensed water generated from the EGR gas is separated and removed regardless of the operating conditions of the engine 1 (see FIG. 1).

また、ＥＧＲガス通路４１より気液分離器６に還流されるＥＧＲガス流量は、ＥＣＵ８（図１参照）によるＥＧＲバルブ６１の調整によって制御されるが、この制御は、エンジン１の回転数や負荷などの運転条件に基づくＥＧＲ率、及びエアフロメータ９（図１参照）の測定した吸入空気量情報等により行われる。
従って、メイン吸気通路１１の吸入空気量及びＥＧＲガス通路４１のＥＧＲガス流量により制御される流量調整弁３１は、エアフロメータ９（図１参照）の測定した吸入空気量及びＥＧＲ率に基づいて制御することができる。 The flow rate of the EGR gas recirculated from the EGR gas passage 41 to the gas-liquid separator 6 is controlled by adjusting the EGR valve 61 by the ECU 8 (see FIG. 1). This is performed based on the EGR rate based on the operating conditions such as the above, the intake air amount information measured by the air flow meter 9 (see FIG. 1), and the like.
Therefore, the flow rate adjustment valve 31 controlled by the intake air amount of the main intake passage 11 and the EGR gas flow rate of the EGR gas passage 41 is controlled based on the intake air amount and the EGR rate measured by the air flow meter 9 (see FIG. 1). can do.

エアフロメータ９（図１参照）の測定した吸入空気量及びＥＧＲ率に基づく制御マップの一例が、図４に示される。このマップは、縦軸をＥＧＲ率とし、横軸をエアフロメータ９（図１参照）の測定した吸入空気量、すなわち、新気流量とする。また、マップ上の数字％は、流量調整弁３１によるメイン吸気通路１１の開閉度を示し、０％が全開、すなわち、図２の実線で示される状態の流量調整弁３１を示し、１００％が全閉、すなわち、図２の実線で示される状態の流量調整弁３１が９０°回転したものである。さらに、各曲線によって囲まれるエリア内の各数字％は、エリア内の各点に相当するＥＧＲ率及び新気流量における流量調整弁３１の開閉度を示している。すなわち、例えば、点Ａに相当するＥＧＲ率及び新気流量においては、流量調整弁３１の開閉度は１００％、点Ｂに相当するＥＧＲ率及び新気流量においては、流量調整弁３１の開閉度は５０％、点Ｃに相当するＥＧＲ率及び新気流量においては、流量調整弁３１の開閉度は０％となる。
このようなマップが、ＥＣＵ８（図１参照）に記憶され、このマップに基づき、ＥＣＵ８によって流量調整弁３１の動作が制御されて、凝縮水の除去がなされる。 An example of a control map based on the intake air amount and EGR rate measured by the air flow meter 9 (see FIG. 1) is shown in FIG. In this map, the vertical axis represents the EGR rate, and the horizontal axis represents the intake air amount measured by the air flow meter 9 (see FIG. 1), that is, the fresh air flow rate. The number% on the map indicates the degree of opening and closing of the main intake passage 11 by the flow rate adjustment valve 31, 0% indicates the fully open state, that is, the flow rate adjustment valve 31 in the state shown by the solid line in FIG. The flow rate adjustment valve 31 in the fully closed state, that is, the state shown by the solid line in FIG. Further, each number% in the area surrounded by each curve indicates the EGR rate corresponding to each point in the area and the opening / closing degree of the flow rate adjustment valve 31 at the fresh air flow rate. That is, for example, at the EGR rate and the fresh air flow corresponding to the point A, the degree of opening and closing of the flow rate adjustment valve 31 is 100%, and at the EGR rate and the fresh air flow corresponding to the point B, Is 50%, and at the EGR rate and fresh air flow corresponding to point C, the degree of opening and closing of the flow rate adjustment valve 31 is 0%.
Such a map is stored in the ECU 8 (see FIG. 1), and based on this map, the operation of the flow rate adjustment valve 31 is controlled by the ECU 8, and the condensed water is removed.

このように、この実施の形態１に係る排気ガス再循環システム１０１は、ターボチャージャ２を備えるエンジン１に用いられ、ターボチャージャ２の吸気口２ａａに連通するメイン吸気通路１１と、メイン吸気通路１１の途中の分岐部１１ｂにおいて分岐した後、分岐部１１ｂより吸気口２ａａ側となる合流部２１ａにおいて、メイン吸気通路１１と異なる方向からメイン吸気通路１１に再び合流させ、合流部２１ａ下流のメイン吸気通路１１を流れる気体に旋回流を発生させるサブ吸気通路２１と、メイン吸気通路１１において、分岐部１１ｂ及び合流部２１ａの間に設けられ、メイン吸気通路１１の流路断面積を変更する流量調整弁３１と、排気ガスの一部をＥＧＲガスとしてサブ吸気通路２１に還流するＥＧＲガス通路４１とを備える。   As described above, the exhaust gas recirculation system 101 according to the first embodiment is used in the engine 1 including the turbocharger 2, and the main intake passage 11 communicated with the intake port 2aa of the turbocharger 2, and the main intake passage 11. After branching at the branch portion 11b in the middle of the engine, the merging portion 21a, which is closer to the intake port 2aa than the divergence portion 11b, is joined again to the main intake passage 11 from a direction different from the main intake passage 11, and the main intake air downstream of the merging portion 21a. The sub-intake passage 21 that generates a swirling flow in the gas flowing through the passage 11 and the main intake passage 11 are provided between the branching portion 11b and the merging portion 21a, and the flow rate adjustment that changes the cross-sectional area of the main intake passage 11 A valve 31 and an EGR gas passage 41 that recirculates a part of the exhaust gas as EGR gas to the sub intake passage 21 are provided.

そこで、まず、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラー５１による冷却時、及びエンジン１への吸入空気との混合時において、凝縮水を発生する。そして、排気ガス再循環システム１０１は、合流部２１ａにおいて、メイン吸気通路１１とサブ吸気通路２１との方向が異なり、合流部２１ａ下流のメイン吸気通路１１を流れる気体に旋回流を発生させるため、サブ吸気通路２１からメイン吸気通路１１に合流するガスは、旋回する。よって、合流部２１ａにおいて、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスは、この旋回流により、混合ガスに含まれる凝縮水が遠心分離される。また、流量調整弁３１を調整することによりメイン吸気通路１１の流路断面積が変更されるため、メイン吸気通路１１内のガスは、分岐部１１ｂより吸気口２ａａ側において、メイン吸気通路１１及びサブ吸気通路２１を流通する流量の配分を自在に変化させて分配されることができる。すなわち、流量調整弁３１を調整することにより、サブ吸気通路２１を流通する混合ガスの流速が調整され、メイン吸気通路１１及びサブ吸気通路２１の合流部２１ａにおいて発生する旋回流の強さを調整することができる。よって、混合ガスの流量及び流速に関係なく、すなわち、エンジン１の運転条件に関係なく、旋回流の強さを調整でき、混合ガスに含まれる凝縮水を効果的に除去することができる。従って、ＥＧＲクーラー５１によって冷却されて発生しＥＧＲガスに含まれている凝縮水や、ＥＧＲガスが吸入空気と混合される際に発生し混合ガスに含まれている凝縮水が、ターボチャージャ２の吸気口２ａａに混合ガスが吸入される前に除去されるため、これらの凝縮水によるターボチャージャ２の破損を防止することができる。   Therefore, first, the EGR gas generates condensed water at the time of cooling by the EGR cooler 51 and at the time of mixing with the intake air to the engine 1. The exhaust gas recirculation system 101 is different in the direction of the main intake passage 11 and the sub intake passage 21 in the merging portion 21a, and generates a swirling flow in the gas flowing in the main intake passage 11 downstream of the merging portion 21a. The gas that joins from the sub intake passage 21 to the main intake passage 11 turns. Therefore, the condensate contained in the mixed gas is centrifuged by the swirling flow of the mixed gas of the intake air and the EGR gas in the merging portion 21a. Further, since the flow passage cross-sectional area of the main intake passage 11 is changed by adjusting the flow rate adjusting valve 31, the gas in the main intake passage 11 is separated from the branch portion 11b on the intake port 2aa side by the main intake passage 11 and The distribution of the flow rate flowing through the sub intake passage 21 can be freely changed and distributed. That is, by adjusting the flow rate adjustment valve 31, the flow rate of the mixed gas flowing through the sub intake passage 21 is adjusted, and the strength of the swirl flow generated in the merging portion 21 a of the main intake passage 11 and the sub intake passage 21 is adjusted. can do. Therefore, the strength of the swirling flow can be adjusted regardless of the flow rate and flow velocity of the mixed gas, that is, regardless of the operating conditions of the engine 1, and the condensed water contained in the mixed gas can be effectively removed. Accordingly, the condensed water contained in the EGR gas generated by being cooled by the EGR cooler 51 and the condensed water produced when the EGR gas is mixed with the intake air are contained in the turbocharger 2. Since the mixed gas is removed before being sucked into the intake port 2aa, the turbocharger 2 can be prevented from being damaged by the condensed water.

また、ＥＧＲガスの全てがサブ吸気通路２１に還流されるため、ＥＧＲガスが確実に旋回される。このため、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスに含まれる凝縮水の除去を効果的に行うことができる。
また、気液分離器６において、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスの旋回流が発生し、この混合ガスに含まれる凝縮水が遠心分離されるが、遠心分離された凝縮水は、液体排出口６ｃａより気液分離器６の外部への排出が可能となる。
また、気液分離器６を二重管式気液分離構造とすることによって、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスは旋回流により凝縮水を効果的に除去されることが可能になる。さらに、二重管式気液分離構造により、混合ガスから分離された凝縮水が、気体排出路６ｂに流入することを防ぐことが可能となる。
また、合流部２１ａにおいて、サブ吸気通路２１を気液分離器６の第２円筒部６ａｃの内周面６ａｃ１の接線方向、すなわち、メイン吸気通路１１の内周面１１ｃの接線方向に接続し、メイン吸気通路１１に対するサブ吸気通路２１の方向を垂直とすることにより、サブ吸気通路２１からメイン吸気通路１１に合流するガスの旋回力を向上させることができる。 Further, since all of the EGR gas is returned to the sub intake passage 21, the EGR gas is reliably swirled. For this reason, it is possible to effectively remove the condensed water contained in the mixed gas of the intake air and the EGR gas.
Further, in the gas-liquid separator 6, a swirling flow of the mixed gas of the intake air and the EGR gas is generated, and the condensed water contained in the mixed gas is centrifuged. It is possible to discharge the gas-liquid separator 6 from 6ca.
Further, by making the gas-liquid separator 6 have a double-pipe gas-liquid separation structure, the mixed water of the intake air and the EGR gas can be effectively removed by the swirling flow. Furthermore, the double pipe type gas-liquid separation structure can prevent the condensed water separated from the mixed gas from flowing into the gas discharge path 6b.
Further, in the junction portion 21a, the sub intake passage 21 is connected in the tangential direction of the inner peripheral surface 6ac1 of the second cylindrical portion 6ac of the gas-liquid separator 6, that is, in the tangential direction of the inner peripheral surface 11c of the main intake passage 11, By making the direction of the sub intake passage 21 perpendicular to the main intake passage 11, the turning force of the gas that merges from the sub intake passage 21 into the main intake passage 11 can be improved.

また、流量調整弁３１によってメイン吸気通路１１を絞ることにより、メイン吸気通路１１から気液分離器６への流路断面積が減少するため、メイン吸気通路１１及びサブ吸気通路２１から気液分離器６に流入する混合ガスの流速が向上する。よって、ターボチャージャ２の吸気口２ａａに吸入される混合ガスの流速が向上する。従って、エンジン１の低回転時において、ターボチャージャ２の吸気口２ａａにおけるサージングを防ぐことができる、すなわち、サージ限界の向上が可能になる。   Further, by restricting the main intake passage 11 with the flow rate adjusting valve 31, the cross-sectional area from the main intake passage 11 to the gas-liquid separator 6 decreases, so that the gas-liquid separation from the main intake passage 11 and the sub intake passage 21. The flow rate of the mixed gas flowing into the vessel 6 is improved. Therefore, the flow rate of the mixed gas sucked into the intake port 2aa of the turbocharger 2 is improved. Accordingly, surging at the intake port 2aa of the turbocharger 2 can be prevented when the engine 1 is running at a low speed, that is, the surge limit can be improved.

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る排気ガス再循環システム１０２は、実施の形態１の排気ガス再循環システム１０１においてサブ吸気通路２１に接続していたＥＧＲガス通路４１を、メイン吸気通路に接続するようにし、さらに、この接続位置をメイン吸気通路からサブ吸気通路が分岐する分岐部より上流とした構成を有するものである。
そこで、図５を参照すると、ＥＧＲガス通路４２は、メイン吸気通路１２からのサブ吸気通路２２の分岐部１２ｂより上流、すなわち、エアクリーナ７（図１参照）側において、メイン吸気通路１２に接続している。
このため、流量調整弁３２が図５の実線で示す状態及び破線で示す状態のいずれの状態にある場合でも、実線矢印で示す空気及び一点鎖線矢印で示すＥＧＲガスの混合ガスが、メイン吸気通路１２を介して気液分離器６に流入し、また、破線矢印で示す空気及び二点鎖線矢印で示すＥＧＲガスの混合ガスが、サブ吸気通路２２を介して気液分離器６に流入する。 Embodiment 2. FIG.
The exhaust gas recirculation system 102 according to Embodiment 2 of the present invention connects the EGR gas passage 41 connected to the sub intake passage 21 in the exhaust gas recirculation system 101 of Embodiment 1 to the main intake passage. In addition, the connection position is further upstream from the branching portion where the sub intake passage branches from the main intake passage.
Therefore, referring to FIG. 5, the EGR gas passage 42 is connected to the main intake passage 12 upstream of the branch portion 12b of the sub intake passage 22 from the main intake passage 12, that is, on the air cleaner 7 (see FIG. 1) side. ing.
Therefore, regardless of whether the flow rate adjustment valve 32 is in the state indicated by the solid line or the broken line in FIG. 5, the mixed gas of the air indicated by the solid line arrow and the EGR gas indicated by the one-dot chain line arrow is 12 flows into the gas-liquid separator 6, and a mixed gas of air indicated by a broken line arrow and EGR gas indicated by a two-dot chain line arrow flows into the gas-liquid separator 6 via the sub-intake passage 22.

また、メイン吸気通路１２の全閉状態を１００％とする流量調整弁３２の開閉度が、実施の形態１の排気ガス再循環システム１０１の流量調整弁３１と同一である場合、サブ吸気通路２２を流通する空気及びＥＧＲガスの混合ガスの流量は、排気ガス再循環システム１０１のサブ吸気通路２１に比べて少なくなる。よって、気液分離器６において、排気ガス再循環システム１０１と同等の旋回流の強さを達成するためには、流量調整弁３２におけるメイン吸気通路１２の開閉度は、排気ガス再循環システム１０１の流量調整弁３１のメイン吸気通路１１の開閉度より大きくなる。
従って、この排気ガス再循環システム１０２におけるＥＧＲ率及びエアフロメータ９（図１参照）の測定した吸入空気量、すなわち、新気流量との関係は、図４におけるマップを図面右方向に僅かに遷移させたような形状となる。
また、この発明の実施の形態２に係る排気ガス再循環システム１０２のその他の構成及び動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 Further, when the opening / closing degree of the flow rate adjustment valve 32 with the fully closed state of the main intake passage 12 being 100% is the same as that of the flow rate adjustment valve 31 of the exhaust gas recirculation system 101 of the first embodiment, the sub intake passage 22. The flow rate of the mixed gas of air and EGR gas flowing through the exhaust gas recirculation system 101 is smaller than that of the sub intake passage 21 of the exhaust gas recirculation system 101. Therefore, in order to achieve the same swirling flow strength as the exhaust gas recirculation system 101 in the gas-liquid separator 6, the degree of opening and closing of the main intake passage 12 in the flow rate adjustment valve 32 is determined by the exhaust gas recirculation system 101. The opening / closing degree of the main intake passage 11 of the flow rate adjusting valve 31 becomes larger.
Therefore, the relationship between the EGR rate in the exhaust gas recirculation system 102 and the intake air amount measured by the air flow meter 9 (see FIG. 1), that is, the fresh air flow rate, slightly shifts the map in FIG. 4 to the right in the drawing. The shape looks like
Moreover, since the other structure and operation | movement of the exhaust-gas recirculation system 102 which concern on Embodiment 2 of this invention are the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

このように、実施の形態２に係る排気ガス再循環システム１０２おいて、上記実施の形態１の排気ガス再循環システム１０１と同様な効果が得られる。
また、排気ガス再循環システム１０２において、ＥＧＲガス通路４２からメイン吸気通路１２に還流されるＥＧＲガスがサブ吸気通路２２を流通する流量が、実施の形態１の場合に比べて少なくなっているため、ＥＧＲガスが気液分離器６において発生する旋回力は、実施の形態１の場合に比べて小さくなっている。このため、エンジン１の高回転・高負荷時において、ＥＧＲガスの還流量が多くなるが、実施の形態１の排気ガス再循環システム１０１に比べて、エンジン１の吸気圧損を低減することができる。
また、実施の形態２において、ＥＧＲガス通路４２は、メイン吸気通路１２に対して、分岐部１２ｂの上流において接続していたが、分岐部１２ｂにおいて接続してもよい。 Thus, in the exhaust gas recirculation system 102 according to the second embodiment, the same effect as that of the exhaust gas recirculation system 101 of the first embodiment can be obtained.
In the exhaust gas recirculation system 102, the flow rate of the EGR gas recirculated from the EGR gas passage 42 to the main intake passage 12 through the sub intake passage 22 is smaller than that in the first embodiment. The swirl force generated by the EGR gas in the gas-liquid separator 6 is smaller than that in the first embodiment. For this reason, the recirculation amount of the EGR gas increases at the time of high rotation and high load of the engine 1, but the intake pressure loss of the engine 1 can be reduced as compared with the exhaust gas recirculation system 101 of the first embodiment. .
In the second embodiment, the EGR gas passage 42 is connected to the main intake passage 12 upstream of the branch portion 12b, but may be connected to the branch portion 12b.

実施の形態１及び２において、気液分離器６は二重管構造を有していたが、これに限られるものではなく、気液分離器６が、メイン吸気通路１１，１２の径、及びターボチャージャ２の吸気口２ａａの径より大きい径を有する単管構造であってもよい。気液分離器６の径をメイン吸気通路１１，１２の径より大きくすることにより、内部の旋回流による遠心力を増大することができ、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスに含まれる凝縮水を効果的に分離することができる。さらに、気液分離器６の径を吸気口２ａａの径より大きくすることにより、分離した凝縮水が吸気口２ａａに流入することを防ぐことができる。   In the first and second embodiments, the gas-liquid separator 6 has a double-pipe structure. However, the present invention is not limited to this, and the gas-liquid separator 6 has the diameters of the main intake passages 11 and 12 and A single pipe structure having a diameter larger than the diameter of the intake port 2aa of the turbocharger 2 may be used. By making the diameter of the gas-liquid separator 6 larger than the diameter of the main intake passages 11 and 12, the centrifugal force due to the internal swirl flow can be increased, and the condensed water contained in the mixed gas of intake air and EGR gas can be reduced. Can be separated effectively. Furthermore, by making the diameter of the gas-liquid separator 6 larger than the diameter of the intake port 2aa, it is possible to prevent the separated condensed water from flowing into the intake port 2aa.

また、実施の形態１及び２において、メイン吸気通路１１，１２及びターボチャージャ２の吸気口２ａａの間に気液分離器６を設けていたが、これを設けずにメイン吸気通路１１，１２を吸気口２ａａに直接接続してもよい。吸気口２ａａ付近のメイン吸気通路１１，１２の内側に複数の溝や液体排出口を設けることにより、吸入空気及びＥＧＲガスの混合ガスから旋回流により分離された凝縮水を捕捉し、排出することができる。
また、実施の形態１及び２において、サブ吸気通路２１，２２は、気液分離器６に接続していたが、これに限定されるものではなく、流量調整弁３１，３２及び気液分離器６の間においてメイン吸気通路１１，１２に接続してもよい。
また、実施の形態１及び２において、サブ吸気通路２１，２２は、メイン吸気通路１１，１２に対して、その向きが垂直になっていた、また、サブ吸気通路２１，２２は、気液分離器６の第２円筒部６ａｃに対して、その内周面６ａｃ１に沿うようにして内周面６ａｃ１の断面を形成する円周の接線方向に接続することで、混合ガスが旋回力を有するようにしたが、これに限定されるものではない。合流部２１ａ，２２ａおいて、サブ吸気通路２１，２２からメイン吸気通路１１，１２に合流する混合ガスが旋回力を有するような向き、および合流部２１ａ，２２ａの形状であればよい。 In the first and second embodiments, the gas-liquid separator 6 is provided between the main intake passages 11 and 12 and the intake port 2aa of the turbocharger 2, but the main intake passages 11 and 12 are not provided. You may connect directly to the inlet 2aa. By providing a plurality of grooves and liquid discharge ports inside the main intake passages 11 and 12 near the intake port 2aa, the condensed water separated by the swirling flow from the mixed gas of intake air and EGR gas is captured and discharged. Can do.
In the first and second embodiments, the sub-intake passages 21 and 22 are connected to the gas-liquid separator 6. However, the present invention is not limited to this, and the flow rate adjusting valves 31 and 32 and the gas-liquid separator are not limited thereto. 6 may be connected to the main intake passages 11 and 12.
In the first and second embodiments, the sub intake passages 21 and 22 are perpendicular to the main intake passages 11 and 12, and the sub intake passages 21 and 22 are separated from each other. By connecting the second cylindrical portion 6ac of the vessel 6 along the inner circumferential surface 6ac1 in the tangential direction of the circumference forming the cross section of the inner circumferential surface 6ac1, the mixed gas has a swirling force. However, the present invention is not limited to this. In the merging portions 21a and 22a, the direction of the mixed gas merging from the sub-intake passages 21 and 22 to the main intake passages 11 and 12 and the shape of the merging portions 21a and 22a may be used.

この発明の実施の形態１に係る排気ガス再循環システムを備える内燃機関の概略構成を示す全体系統図である。1 is an overall system diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine including an exhaust gas recirculation system according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態１に係る排気ガス再循環システムの構成の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of a structure of the exhaust-gas recirculation system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the III-III cross section of FIG. この発明の実施の形態１に係る排気ガス再循環システムにおける流量調整弁の開閉度、ＥＧＲ率及び新気流量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the open / close degree of the flow regulating valve, the EGR rate, and the fresh air flow rate in the exhaust gas recirculation system according to Embodiment 1 of the present invention. この発明の実施の形態２に係る排気ガス再循環システムの構成の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of a structure of the exhaust-gas recirculation system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ エンジン（内燃機関）、２ ターボチャージャ（過給機）、２ａａ 吸気口（過給機の吸気口）、６ 気液分離器（連通部）、６ｃａ 液体排出口、１１，１２ メイン吸気通路、１１ｂ，１２ｂ 分岐部、１１ｃ 内周面（メイン吸気通路の内周面）、２１，２２ サブ吸気通路、２１ａ，２２ａ 合流部、３１，３２ 流量調整弁、４１，４２ ＥＧＲガス通路、１０１，１０２ 排気ガス再循環システム。   1 engine (internal combustion engine), 2 turbocharger (supercharger), 2aa intake port (supercharger intake port), 6 gas-liquid separator (communication portion), 6ca liquid discharge port, 11, 12 main intake passage, 11b, 12b Branch portion, 11c Inner peripheral surface (inner peripheral surface of main intake passage), 21, 22 Sub intake passage, 21a, 22a Merge portion, 31, 32 Flow rate adjusting valve, 41, 42 EGR gas passage, 101, 102 Exhaust gas recirculation system.

Claims (6)

過給機を備える内燃機関に用いられる排気ガス再循環システムであって、
前記過給機の吸気口に連通するメイン吸気通路と、
前記メイン吸気通路の途中の分岐部で分岐した後、前記分岐部より前記吸気口側となる合流部にて、前記メイン吸気通路と異なる方向から前記メイン吸気通路に再び合流させ、前記合流部下流の前記メイン吸気通路を流れる気体に旋回流を発生させるサブ吸気通路と、
前記メイン吸気通路の、前記分岐部及び前記合流部の間に設けられ、前記メイン吸気通路の流路断面積を変更する流量調整弁と、
排気ガスの一部をＥＧＲガスとして前記サブ吸気通路に還流するＥＧＲガス通路と
を備える排気ガス再循環システム。 An exhaust gas recirculation system used for an internal combustion engine equipped with a supercharger,
A main intake passage communicating with the intake port of the supercharger;
After branching at a branch portion in the middle of the main intake passage, the main intake passage is rejoined from a different direction from the main intake passage at a joining portion that is closer to the intake port than the branch portion, and downstream of the joining portion. A sub-intake passage that generates a swirling flow in the gas flowing through the main intake passage,
A flow rate adjusting valve provided between the branch portion and the merging portion of the main intake passage to change a cross-sectional area of the main intake passage;
An exhaust gas recirculation system comprising: an EGR gas passage that recirculates a part of the exhaust gas as EGR gas to the sub intake passage. 前記ＥＧＲガス通路は、前記サブ吸気通路に連結する
請求項１に記載の排気ガス再循環システム。 The exhaust gas recirculation system according to claim 1, wherein the EGR gas passage is connected to the sub intake passage. 前記ＥＧＲガス通路は、
前記過給機の前記吸気口に対して前記分岐部より上流となる位置で、前記メイン吸気通路に連結する
請求項１に記載の排気ガス再循環システム。 The EGR gas passage is
The exhaust gas recirculation system according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation system is connected to the main intake passage at a position upstream of the branch portion with respect to the intake port of the supercharger. 前記過給機の前記吸気口及び前記合流部の間に設けられる連通部を有し、
前記連通部が、前記連通部の内部の液体を排出するための液体排出口をもつ
請求項１〜３のいずれか一項に記載の排気ガス再循環システム。 A communication portion provided between the intake port of the supercharger and the merging portion;
The exhaust gas recirculation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the communication part has a liquid discharge port for discharging the liquid inside the communication part. 前記連通部は、二重管式気液分離構造である
請求項４に記載の排気ガス再循環システム。 The exhaust gas recirculation system according to claim 4, wherein the communication portion has a double-pipe gas-liquid separation structure. 前記合流部において、前記サブ吸気通路は前記メイン吸気通路の内周面の接線方向に接続され、前記メイン吸気通路に対する前記サブ吸気通路の前記異なる方向は、垂直となる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気ガス再循環システム。 The said sub intake passage is connected to the tangent direction of the internal peripheral surface of the said main intake passage in the said confluence | merging part, The said different direction of the said sub intake passage with respect to the said main intake passage becomes perpendicular | vertical. An exhaust gas recirculation system according to claim 1.
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