JP2010090771A - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸気通路に排気ガスを還流する内燃機関の排気ガス還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates exhaust gas from a recirculation passage of an exhaust recirculation pipe to an intake passage of an intake manifold.
従来、排気ガスを吸気通路に還流することにより内燃機関の排気ガス中の窒素酸化物を低減するようにした内燃機関の排気ガス還流装置(以下、EGR装置という)が知られている。このEGR装置においては、排気ガスをインテークマニホールドの吸気通路に還流して吸気通路内の吸気と混合している。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine (hereinafter referred to as an EGR device) that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas of the internal combustion engine by recirculating the exhaust gas to the intake passage is known. In this EGR device, the exhaust gas is returned to the intake passage of the intake manifold and mixed with the intake air in the intake passage.
近時、インテークマニホールドは、樹脂等の軽量な材料によって形成して、内燃機関の軽量化を図っている。しかしながら、このようなインテークマニホールドに高温の排気ガスを還流させるようにした場合には、インテークマニホールドが排気還流管に連結された部分で高温の排気ガスに晒されることになっている。そのため、インテークマニホールドが熱変形をして排気還流管とインテークマニホールドとの連結部分の導入孔が変形をすることがある。したがって、従来、インテークマニホールドと排気還流管の連結部分の構造を改良して熱的影響を避けるようにした排気ガス還流装置が提案されている(例えば、特許文献1〜5参照)。 Recently, the intake manifold has been formed of a light material such as resin to reduce the weight of the internal combustion engine. However, when the high-temperature exhaust gas is recirculated through such an intake manifold, the intake manifold is exposed to the high-temperature exhaust gas at a portion connected to the exhaust recirculation pipe. For this reason, the intake manifold may be thermally deformed and the introduction hole at the connection portion between the exhaust gas recirculation pipe and the intake manifold may be deformed. Therefore, conventionally, an exhaust gas recirculation device has been proposed in which the structure of the connecting portion between the intake manifold and the exhaust recirculation pipe is improved to avoid thermal influence (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
特許文献1に記載された排気ガス還流装置は、EGR案内管取付用開口部が設けられた合成樹脂製のインテークマニホールド本体と、金属製のEGR案内管と、貫通孔を有する断熱性のシール部材とを備え、EGR案内管は、シール部材によってEGR案内管取付用開口部に取り付けられており、EGR案内管の一部分はシール部材に設けられた貫通孔を介してインテークマニホールド本体内部に挿入されており、EGRガスがインテークマニホールド本体内に環流するインテークマニホールド本体内部に挿入されている。この排気ガス還流装置においては、EGR案内が断熱性のシール部材により合成樹脂製のインテークマニホールド本体のEGR案内管取付用開口部に取り付けられているため、EGR案内管から合成樹脂製のインテークマニホールド本体の伝熱が減少して、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形が防止される。 An exhaust gas recirculation device described in Patent Document 1 includes a synthetic resin intake manifold body provided with an opening for attaching an EGR guide pipe, a metal EGR guide pipe, and a heat insulating seal member having a through hole. The EGR guide tube is attached to the EGR guide tube mounting opening by a seal member, and a part of the EGR guide tube is inserted into the intake manifold main body through a through hole provided in the seal member. The EGR gas is inserted into the intake manifold body where the EGR gas circulates in the intake manifold body. In this exhaust gas recirculation device, the EGR guide is attached to the EGR guide pipe mounting opening of the synthetic resin intake manifold main body by a heat-insulating sealing member, so that the synthetic resin intake manifold main body extends from the EGR guide pipe. Heat transfer is reduced and thermal deformation of the intake manifold made of synthetic resin is prevented.
特許文献2に記載された排気ガス還流装置は、複数の個別吸気通路および上流側端部が接続される集合部を有した合成樹脂製のインテークマニホールドにおける集合部にEGR通路口形成部が設けられ、集合部内に突出する先端管状部を有したEGR通路部が断熱材を介して取り付けられ、先端管状部の外周面とEGR通路口形成部における先端管状部の外周面を包囲する部分との間に空隙が形成され、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止している。 The exhaust gas recirculation device described in Patent Document 2 is provided with an EGR passage port forming portion at a collecting portion in a synthetic resin intake manifold having a collecting portion to which a plurality of individual intake passages and upstream end portions are connected. The EGR passage portion having a tip tubular portion protruding into the collecting portion is attached via a heat insulating material, and between the outer peripheral surface of the tip tubular portion and the portion surrounding the outer peripheral surface of the tip tubular portion in the EGR passage opening forming portion. A void is formed in the intake manifold to prevent thermal deformation of the synthetic resin intake manifold.
特許文献3に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドの開口にコネクタを介して排気ガス管を連結し、排気ガス管の先端部を大径にすることにより再循環する排気ガスが大径の先端部で急に膨張して温度を下げる。このため、コネクタからインテークマニホールドの取り付け部に伝達される熱量が減少して熱的影響が殆どなくなり、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形が防止される。 In the exhaust gas recirculation device described in Patent Document 3, an exhaust gas pipe is connected to an opening of a synthetic resin intake manifold via a connector, and the exhaust gas pipe is recirculated by increasing the tip of the exhaust gas pipe. The exhaust gas expands suddenly at the tip of the large diameter and lowers the temperature. For this reason, the amount of heat transmitted from the connector to the attachment portion of the intake manifold is reduced, so that there is almost no thermal influence, and thermal deformation of the intake manifold made of synthetic resin is prevented.
特許文献4に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドの開口にコネクタを介して排気ガス管を連結し、コネクタはボルトでインテークマニホールドに固定され、排気ガス管に近接して放熱フィンが形成される。排気ガスの熱は排気ガス管からコネクタに伝達されるが、放熱フィンによって吸入空気中に放出され、コネクタ外周部のインテークマニホールドとの連結部には熱的影響が減少し、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止することができる。 In the exhaust gas recirculation device described in Patent Document 4, an exhaust gas pipe is connected to an opening of a synthetic resin intake manifold via a connector, and the connector is fixed to the intake manifold with a bolt and is close to the exhaust gas pipe. Thus, heat radiation fins are formed. The heat of the exhaust gas is transmitted from the exhaust gas pipe to the connector, but is released into the intake air by the heat radiating fin, and the thermal influence is reduced at the connection portion with the intake manifold on the outer periphery of the connector, so that the intake made of synthetic resin The thermal deformation of the manifold can be prevented.
特許文献5に記載された排気ガス還流装置においては、合成樹脂製のインテークマニホールドと排気還流制御弁との間に金属性の冷却ハウジングを介在させ、冷却ハウジング内の冷却水通路に冷却水を通流させる。高温の排気ガスが排気導入孔の内周面に接触しないよう排気吐出管を通して導入されることにより、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱的影響が減少し、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱変形を防止することができる。
前述のように、特許文献1〜5に記載された従来の排気ガス還流装置は、合成樹脂製のインテークマニホールドの熱的影響を避けてその熱変形を防止することができるため、EGRガスの流量を安定させることができるが、インテークマニホールドと排気還流管との連結構造が複雑であるため、インテークマニホールドと排気還流管の点検時や交換時のメンテナンス作業の作業性が悪化してしまうという問題点があった。 As described above, the conventional exhaust gas recirculation devices described in Patent Documents 1 to 5 can prevent the thermal influence of the intake manifold made of synthetic resin and prevent its thermal deformation. However, since the connection structure between the intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe is complicated, the workability of maintenance work during inspection and replacement of the intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe deteriorates. was there.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させつつ、インテークマニホールドおよび排気還流管を簡単な構造によって連結することができるようにして、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる内燃機関の排気ガスの還流装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. The intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe have a simple structure while stabilizing the flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation pipe to the intake manifold. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can be easily connected to the intake manifold and the exhaust recirculation pipe so that maintenance work such as inspection and replacement can be performed. It is.
本発明に係る内燃機関の排気ガス還流装置は、上記目的を達成するため、空気を吸入する吸入通路を有する合成樹脂製のインテークマニホールドと、前記吸入通路に排気ガスを還流する還流通路を有する排気還流管とを備えた内燃機関の排気還流装置において、前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットと、前記インサートナットに螺合され、前記還流通路と前記吸入通路を連通して前記還流通路から前記吸入通路に排気ガスを導入する導入孔を有し、前記インテークマニホールドと前記排気還流管を連結する金属製の連結ボルトとを備えたものから構成されている。 In order to achieve the above object, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention is an exhaust manifold having a synthetic resin intake manifold having a suction passage for sucking air and a recirculation passage for returning exhaust gas to the suction passage. In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine including a recirculation pipe, a metal insert nut held by the intake manifold, and a threaded engagement with the insert nut, and the recirculation passage and the suction passage communicate with each other. The intake passage has an introduction hole for introducing exhaust gas into the intake passage, and includes a metal connection bolt that connects the intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe.
この構成により、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸入通路に排気ガスを導入する導入孔が金属製の連結ボルトに設けられ、この連結ボルトが前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットに螺合されているため、導入孔の熱変形を防止することができ、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させることができる。 With this configuration, an introduction hole for introducing exhaust gas from the return passage of the exhaust return pipe to the intake passage of the intake manifold is provided in the metal connection bolt, and the connection bolt is held in the intake manifold and is made of a metal insert nut. Therefore, the introduction hole can be prevented from being thermally deformed, and the flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust recirculation pipe to the intake manifold can be stabilized.
また、排気還流管およびインテークマニホールドを排気ガスの導入孔を有するボルトによって連結しているため、排気還流管およびインテークマニホールドの分解、組み立てを容易に行うことができ、排気還流管およびインテークマニホールドの点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。 In addition, since the exhaust gas recirculation pipe and intake manifold are connected by a bolt having an exhaust gas introduction hole, the exhaust gas recirculation pipe and intake manifold can be easily disassembled and assembled, and the exhaust gas recirculation pipe and intake manifold can be inspected. Maintenance work such as time or replacement can be easily performed.
さらに、排気還流管からインテークマニホールドに排気ガスを導入する通路の導入孔が金属製の連結ボルトに設けられているため、連結ボルト内にデポジットが付着して排気ガスの流通が不十分となるときに、連結ボルトを交換することにより排気ガスの流通を容易に確保することができる。 Furthermore, since the introduction hole of the passage for introducing the exhaust gas from the exhaust gas recirculation pipe to the intake manifold is provided in the metal connection bolt, when deposits adhere to the connection bolt and the circulation of the exhaust gas becomes insufficient In addition, it is possible to easily ensure the flow of the exhaust gas by exchanging the connecting bolts.
本発明によれば、排気還流管からインテークマニホールドに還流される排気ガスの流量を安定させつつ、インテークマニホールドおよび排気還流管を簡単な構造によって連結することができるようにして、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができる内燃機関の排気ガスの還流装置を提供することができる。 According to the present invention, the intake manifold and the exhaust gas recirculation are configured so that the intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe can be connected with a simple structure while stabilizing the flow rate of the exhaust gas recirculated from the exhaust gas recirculation pipe to the intake manifold. It is possible to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can easily perform maintenance work such as pipe inspection and replacement.
以下、本発明に係る内燃機関の排気ガスの還流装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1、図2は、本発明に係る内燃機関の排気ガスの還流装置の一実施の形態を示す図である。
Embodiments of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 and 2 are views showing an embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention.
まず、構成を説明する。
図1は、排気ガス還流装置を備えた4気筒ガソリンエンジンの概略構成図である。ここで、図示していないエアクリーナから取り入れられた吸入空気(図では矢印で示されている)は吸気管12内に取り入れられてスロットルボディ14に導入される。スロットルボディ14では内部のスロットルバルブ16によって吸入空気が調整された後、吸入空気はインテークマニホールド26に流れ込む。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-cylinder gasoline engine equipped with an exhaust gas recirculation device. Here, intake air (shown by arrows in the drawing) taken from an air cleaner (not shown) is taken into the
また、エンジン20の運転状態に応じてエキゾーストマニホールド24から排気還流管21内の還流通路22を介してインテークマニホールド26に排気ガス(以下、単にEGRガスという)が導入される。
また、インテークマニホールド26に流れ込んだ吸入空気は、サージタンク28を介してエンジン20の各シリンダ20a、20b、20c、20dに導入される。
Further, exhaust gas (hereinafter simply referred to as EGR gas) is introduced from the
The intake air that has flowed into the
各シリンダ20a〜20d内においては、図示していない燃料噴射バルブから直接シリンダ20a〜20d内に燃料が噴射されることにより、混合気が形成される。次いで、図示していない点火プラグにて混合気に点火されてエンジン20に回転トルクを発生させている。
In each
燃焼後の排気ガスは、各シリンダ20a〜20dから矢印に示すように排出されてエキゾーストマニホールド24にて集合され、図示していない三元触媒やマフラー等を介して排出される。なお、この排気ガスの一部は、前述したようにEGRガスとなって排気還流管21の還流通路22によりインテークマニホールド26に戻される。
Exhaust gas after combustion is discharged from the
なお、還流通路22には排気ガス還流バルブ(以下、EGRバルブという)30が配置されている。このEGRバルブ30の開度は、図示していない各種センサによりエンジン20の運転状態を制御している電子制御ユニット(以下、ECUという)32により、エンジン20の運転状態に応じて適切なEGR率(吸入空気中における排気ガスの割合)となるように制御されている。
An exhaust gas recirculation valve (hereinafter referred to as EGR valve) 30 is disposed in the
また、還流通路22の一部22aは、アイドルスピードコントロールのためにスロットルバルブ16を迂回する吸入空気迂回路34の一部を兼ねている。吸入空気迂回路34にはアイドルスピードコントロールバルブ35が設けられて、エンジン20がアイドル状態にある時に、ECU32によりその開度の調整がなされて、アイドル時のエンジン20の回転数が制御される。
The
なお、スロットルボディ14は金属製、例えば、主としてアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、インテークマニホールド26は合成樹脂製である。
The
次に、排気ガス還流装置の詳細な構成について説明する。図2は、インテークマニホールド26と排気還流管21の連結部18の断面図を示している。なお、排気ガス還流装置は、インテークマニホールド26と排気還流管21によって構成されている。
Next, a detailed configuration of the exhaust gas recirculation device will be described. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the connecting
インテークマニホールド26は空気を吸入する吸入通路27を有し、排気還流管21は、吸入通路27にEGRガスを還流する還流通路22を有する。合成樹脂製のインテークマニホールド26は放射外方に突出する円筒状の突出部26aを有し、この突出部26aには金属製のインサートナット29が挿入され保持されている。
The
金属製のインサートナット29の保持は、例えばインサートナット29の外側部にねじが形成されるとともに突出部26aにもねじが形成され、インサートナット29が突出部26aにねじ結合されるようにしてもよい。このようなインサートナット29と突出部26aのねじ結合の外、インサートナット29と突出部26aが接着剤で接合されてもよく、またその他インサートナット29と突出部26aを結合するものであれば如何なる結合手段でもよい。
For example, the
インサートナット29の内側部にはねじが形成されており、インサートナット29には金属製のスタッドボルト36の先端部が螺合される。スタッドボルト36は、還流通路22と吸入通路27を連通して還流通路22から吸入通路27にEGRガスを導入する導入孔31を有し、インテークマニホールド26と排気還流管21を連結するものであり、本発明における金属製の連結ボルトを構成している。
A screw is formed on the inner side of the
インテークマニホールド26に近接した排気還流管21の先端部には、ボルト挿入孔21bが形成されており、排気還流管21がインテークマニホールド26に連結される際、スタッドボルト36がこのボルト挿入孔21bに挿入され、次いで、インサートナット29に螺合されて、排気還流管21とインテークマニホールド26が連結されるようになっている。
A
すなわち、排気還流管21とインテークマニホールド26の連結状態においては、還流通路22と吸入通路27が連通して還流通路22から吸入通路27に導入孔31を介してEGRガスを導入することができるようになっている。スタッドボルト36の後端部は、締め付けナット37により締め付けられており、排気還流管21とインテークマニホールド26を強固に連結している。
That is, when the exhaust
このように、本実施の形態では、スタッドボルト36によって排気還流管21とインテークマニホールド26を連結することにより、排気還流管21の還流通路22に高温のEGRガスが導入孔31を通りインテークマニホールド26の吸入通路27に還流されても、インサートナット29とスタッドボルト36が金属製であるので、導入孔31の変形が抑制され、その内径の経年変化がない。したがって、導入孔31を通るガスの流量を安定させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、排気還流管21とインテークマニホールド26を、導入孔31を有するスタッドボルト36によって連結しているので、排気還流管21とインテークマニホールド26を簡単な構造によって連結することができる。
Further, in the present embodiment, the exhaust
また、排気還流管21とインテークマニホールド26との点検や交換等のメンテナンスを行う必要がある場合には、スタッドボルト36を排気還流管21とインテークマニホールド26に対して着脱することにより、排気還流管21とインテークマニホールド26の分解および組み立てを容易に行うことができるため、排気還流管21とインテークマニホールド26のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
When it is necessary to perform maintenance such as inspection and replacement between the exhaust
また、本実施の形態では、排気還流管21からインテークマニホールド26にEGRガスを導入する通路の導入孔が金属製のスタッドボルト36に設けられているため、スタッドボルト36内にデポジットが付着してEGRガスの流通が不十分となるときに、スタッドボルト36を交換することによりEGRガスの流通を容易に確保することができる。
Further, in the present embodiment, since the introduction hole of the passage for introducing the EGR gas from the exhaust
なお、インサートナット29および締め付けナット37に螺合するスタッドボルト36の先端部および後端部は、それぞれピッチが異なるねじが形成されてもよく、ピッチが等しいねじが形成されてもよい。
In addition, as for the front-end | tip part and rear-end part of the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、インテークマニホールドおよび排気還流管の点検時や交換時等のメンテナンス作業を容易に行うことができるという効果を有し、排気還流管の還流通路からインテークマニホールドの吸気通路に排気ガスを還流する内燃機関の排気ガス還流装置等として有用である。 As described above, the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention has an effect that maintenance work such as inspection and replacement of the intake manifold and the exhaust gas recirculation pipe can be easily performed. This is useful as an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates exhaust gas from the recirculation passage to the intake passage of the intake manifold.
21 排気還流管
22 還流通路
26 インテークマニホールド
27 吸入通路
29 インサートナット
31 導入孔
36 スタッドボルト(連結ボルト)
21
Claims (1)
前記吸入通路に排気ガスを還流する還流通路を有する排気還流管とを備えた内燃機関の排気還流装置において、
前記インテークマニホールドに保持された金属製のインサートナットと、
前記インサートナットに螺合され、前記還流通路と前記吸入通路を連通して前記還流通路から前記吸入通路に排気ガスを導入する導入孔を有し、前記インテークマニホールドと前記排気還流管を連結する金属製の連結ボルトとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 An intake manifold made of synthetic resin having a suction passage for sucking air;
In an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation pipe having a recirculation passage for recirculating exhaust gas in the suction passage,
A metal insert nut held in the intake manifold;
A metal threadedly engaged with the insert nut, having an introduction hole for introducing the exhaust gas from the return passage to the intake passage through the return passage and the intake passage, and connecting the intake manifold and the exhaust return pipe An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising: a connecting bolt made of metal.
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