JP2010196510A - Egr introduction device for engine - Google Patents

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JP2010196510A JP2009040087A JP2009040087A JP2010196510A JP 2010196510 A JP2010196510 A JP 2010196510A JP 2009040087 A JP2009040087 A JP 2009040087A JP 2009040087 A JP2009040087 A JP 2009040087A JP 2010196510 A JP2010196510 A JP 2010196510A
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Kengo Tanaka
健吾 田中
Kazuro Hotta
和郎 堀田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EGR introduction device for an engine, preventing generation of NOx by increasing an EGR gas flow rate without degrading the performance of the engine from an engine high load range to an engine low load range. <P>SOLUTION: An air supply throttle valve for controlling an air supply flow rate is provided in an air supply inlet passage communicating with the air supply valve of the engine. The air supply throttle valve includes a rotary valve provided with a valve case having an air supply inlet communicating with the air supply inlet passage, and a valve element relatively rotatably fitted into the valve case and internally formed with a fluid passage hole. In the rotary valve, the flow passage hole of the valve element and the air supply inlet in the valve case are so formed that the air supply passage is fully opened when the flow passage hole is positioned parallel to the air supply inlet by rotation of the valvae element, the air supply passage is reduced according as a relative positional value between the fluid passage hole and the air supply inlet is reduced with the rotation of the valve element, and the air supply passage is fully closed when the fluid passage hole approaches the air supply inlet at a right angle. The rotary valve is opened and closed in conjunction with the air supply valve. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、EGR付きディーゼルエンジンのEGR導入促進装置に用いられ、エンジンの給気弁に通ずる給気入口通路に、該給気の流量を制御し得る給気スロットル弁を有するとともに、エンジン排ガスの一部を排気通路からEGR通路に分岐させて該EGR通路を前記給気スロットル弁の下流部位の前記給気入口通路に投入するように構成されたエンジンのEGR導入装置に関する。   The present invention is used in an EGR introduction promoting device for an EGR-equipped diesel engine, and has an air supply throttle valve that can control the flow rate of the air supply in an air supply inlet passage that communicates with the air supply valve of the engine. The present invention relates to an EGR introduction device for an engine configured to branch a part from an exhaust passage into an EGR passage and to introduce the EGR passage into the supply air inlet passage in a downstream portion of the supply throttle valve.

図7は、従来のEGR付きディーゼルエンジンの給気系の全体配置の構成図である。
図7において、ディーゼルエンジン(以下エンジン100という)は、排気タービン109とこれに同軸駆動されるコンプレッサ108を有する排気ターボ過給機110を備えており、エンジン100の排気ガス120は、排ガス管111を通って前記排気ターボ過給機110の排気タービン109に到達し、これを駆動する。
前記コンプレッサ108は、排気ターボ過給機110の排気タービン109に同軸駆動
されており、該コンプレッサ108から吐出された空気は、給気入口管107を通って空気冷却器106に入り、該空気冷却器106で冷却される。
FIG. 7 is a configuration diagram of an overall arrangement of an air supply system of a conventional diesel engine with EGR.
In FIG. 7, a diesel engine (hereinafter referred to as engine 100) includes an exhaust turbocharger 110 having an exhaust turbine 109 and a compressor 108 driven coaxially thereto, and an exhaust gas 120 of the engine 100 is an exhaust gas pipe 111. And reaches the exhaust turbine 109 of the exhaust turbocharger 110 and drives it.
The compressor 108 is coaxially driven to the exhaust turbine 109 of the exhaust turbocharger 110, and the air discharged from the compressor 108 enters the air cooler 106 through the supply air inlet pipe 107, and the air cooling Cooled by the vessel 106.

該空気冷却器106で冷却された空気は、給気スロットル弁105で開度を制御された後、給気管104内の給気入口通路を通り、シリンダ3s毎に設けられた給気ポートからエンジン100に吸入される。
エンジン100においては、コモンレール等によって生成された高圧燃料が、噴射時期及び噴射量を制御されて、シリンダ3s毎に設けられた燃料噴射弁から噴射され、噴射された高圧燃料は前記給気ポートから吸入された空気との混合によって、燃焼せしめられ、前記のように、この排気ガス120が排ガス管111を通って排気タービン109に送られる。
The air cooled by the air cooler 106 is controlled in opening degree by the air supply throttle valve 105, passes through the air supply inlet passage in the air supply pipe 104, and is supplied to the engine from the air supply port provided for each cylinder 3 s. 100 is inhaled.
In the engine 100, high-pressure fuel generated by a common rail or the like is injected from a fuel injection valve provided for each cylinder 3s with the injection timing and injection amount controlled, and the injected high-pressure fuel is supplied from the air supply port. Combustion is performed by mixing with the sucked air, and the exhaust gas 120 is sent to the exhaust turbine 109 through the exhaust gas pipe 111 as described above.

また前記排ガス管111の途中から、EGR(排ガス再循環)管116が分岐されて、排気ガス120の一部(EGRガス)は、EGR管116内に抽出される。該EGRガスは、EGRクーラ115で降温され、EGR弁114で流量を制御されて、給気管104の給気スロットル弁105に下流部位の給気入口通路に投入される。   Further, an EGR (exhaust gas recirculation) pipe 116 is branched from the middle of the exhaust gas pipe 111, and a part of the exhaust gas 120 (EGR gas) is extracted into the EGR pipe 116. The temperature of the EGR gas is lowered by the EGR cooler 115, the flow rate is controlled by the EGR valve 114, and the air supply throttle valve 105 of the air supply pipe 104 is introduced into the supply inlet passage in the downstream portion.

尚、特許文献1(特開2008−133787号公報)においては、排ガス管の途中から、EGR管11が分岐されて、排ガスの一部がEGR管11で抽出され、該EGRガスは、EGRクーラ12で降温され、EGR弁13で流量を制御されて、給気管3の給気スロットル弁7の下流部位の給気入口通路に投入されており、EGR弁13の開度と給気スロットル弁7の開度をそれぞれ制御している。   In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-133787), the EGR pipe 11 is branched from the middle of the exhaust gas pipe, and a part of the exhaust gas is extracted by the EGR pipe 11, and the EGR gas is supplied to the EGR cooler. 12, the flow rate is controlled by the EGR valve 13, and the flow is controlled by the EGR valve 13, and is introduced into the air supply inlet passage downstream of the air supply throttle valve 7 of the air supply pipe 3. The opening degree of each is controlled.

特開2008−133787号公報JP 2008-133787 A

EGRについては、排ガス管111の途中からEGR管116が分岐されて、排ガスの一部がEGRとして抽出され、給気管104の給気スロットル弁105に下流部位の給気入口通路に投入されている。このため、EGRの投入口の給気管104内の圧力は、常時EGRの圧力よりも低くする必要がある。   As for EGR, the EGR pipe 116 is branched from the middle of the exhaust gas pipe 111, a part of the exhaust gas is extracted as EGR, and is supplied to the intake throttle valve 105 of the intake pipe 104 into the intake inlet passage in the downstream portion. . For this reason, the pressure in the supply pipe 104 at the EGR inlet needs to be always lower than the pressure of the EGR.

特に、エンジンの高負荷運転域では、給気圧力が増大するため給気圧力に比べて相対的に排気圧力即ちEGR圧力が低くなり、つまりEGR圧力が給気圧力に比べて低いため、EGRガスが給気通路に入りにくくなる。
従って、エンジンの高負荷〜低負荷に至るまでエンジンの性能を落とすことなく、EGRガス流量を増加して、NOxの発生を回避できるようにする必要がある。
In particular, in an engine high load operating region, the supply air pressure increases, so the exhaust pressure, that is, the EGR pressure is relatively lower than the supply air pressure, that is, the EGR pressure is lower than the supply air pressure. Becomes difficult to enter the air supply passage.
Therefore, it is necessary to increase the EGR gas flow rate so as to avoid the generation of NOx without degrading the engine performance from the high load to the low load of the engine.

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、エンジンの高負荷〜低負荷に至るまで、エンジンの性能を落とすことなくEGRガス流量を増加して、NOxの発生を回避できるようなエンジンのEGR導入装置を提供することを目的とする。   In view of the problems of the prior art, the present invention provides an EGR introduction device for an engine that can increase the EGR gas flow rate without reducing the engine performance from the high load to the low load of the engine and avoid the generation of NOx. The purpose is to provide.

本発明はかかる課題を解決するもので、エンジンの給気弁に通ずる給気入口通路に、給気の流量を制御し得る給気スロットル弁を有するとともに、エンジン排ガスの一部を排気通路からEGR通路に分岐させて該EGR通路を前記給気スロットル弁の下流部位の前記給気入口通路に投入し、前記EGR通路には流量を制御するEGR弁を備えて構成された、エンジンのEGR導入装置において、
前記給気スロットル弁は、前記給気入口通路に連通された給気入口を有する弁ケースと、該弁ケース内に相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔が形成された弁体とを備えたロータリ弁で構成され、前記ロータリ弁は、前記弁体の流体通路孔と前記弁ケース内の給気入口とは、該弁体の回転により前記流体通路孔が前記給気入口と平行位置に来る時に給気通路を全開に設定し、前記弁体の回転に連れて該流体通路孔と前記給気入口の相対位値が縮小するに従い前記給気通路が小さくなり、前記流体通路孔が前記給気入口に対して直角に近づいたとき前記給気通路を全閉に設定するように形成され、該ロータリ弁は前記給気弁と関連して開閉されることを特徴とする。
The present invention solves such a problem, and has an air supply throttle valve capable of controlling the flow rate of the air supply in an air supply inlet passage that communicates with the air supply valve of the engine, and a part of the engine exhaust gas from the exhaust passage through the EGR. An EGR introduction device for an engine, which is configured to branch into a passage and introduce the EGR passage into the intake inlet passage downstream of the intake throttle valve, and the EGR passage includes an EGR valve for controlling a flow rate. In
The air supply throttle valve includes a valve case having an air supply inlet communicated with the air supply inlet passage, and a valve body fitted in the valve case so as to be relatively rotatable and having a fluid passage hole formed therein. The rotary valve includes a fluid passage hole of the valve body and an air supply inlet in the valve case. The fluid passage hole is positioned in parallel with the air supply inlet by rotation of the valve body. When the valve body rotates, the air supply passage is set to be fully open, and as the relative value of the fluid passage hole and the air supply inlet decreases as the valve body rotates, the air supply passage becomes smaller and the fluid passage hole becomes smaller. The air supply passage is formed to be fully closed when approaching at right angles to the air supply inlet, and the rotary valve is opened and closed in association with the air supply valve.

かかる発明において、好ましくは、前記給気弁が全閉する前に、前記ロータリ弁を閉じるように設定される。   In this invention, preferably, the rotary valve is set to be closed before the air supply valve is fully closed.

また、本発明は、好ましくは、前記ロータリ弁は、エンジン負荷と連動して開閉時期をシフトされ、低負荷域ではロータリ弁が給気弁と同時に閉じるよう設定され、エンジン負荷が増加するに従いロータリ弁の開時期が進み、給気弁よりも早く閉じるよう設定される。   In the present invention, it is preferable that the rotary valve has its opening / closing timing shifted in conjunction with the engine load, and is set so that the rotary valve closes simultaneously with the air supply valve in a low load region, and the rotary valve increases as the engine load increases. The opening timing of the valve advances, and the valve is set to close earlier than the air supply valve.

本発明によれば、エンジンの給気弁に通ずる給気入口通路に備えた給気スロットル弁は、前記給気入口通路に連通された給気入口を有する弁ケースと、該弁ケース内に相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔が形成された弁体を備えたロータリ弁で構成され、前記ロータリ弁は、弁体の流体通路孔と前記弁ケース内の給気入口とは、該弁体の回転により前記流体通路孔が前記給気入口と平行位置に来る時に給気通路を全開に設定し、前記弁体の回転に連れて該流体通路孔と前記給気入口の相対位値が縮小するに従い前記給気通路が小さくなり、前記流体通路孔と前記給気入口に対して直角に近づいたとき前記給気通路を全閉に設定するように形成され、該ロータリ弁は前記給気弁と関連して開閉されるように構成されたので、すなわち、前記給気スロットル弁は、回転式で弁ケース内に相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔が形成された弁体を備えたロータリ弁で構成されているので、エンジン負荷の最適位置に、エンジン負荷の検出手段等と連動して、相対回転する弁体の流体通路孔と弁ケース内の給気入口との関係位置をセットすることにより、弁体の開時期を簡単に要望の値にシフトすることができる。   According to the present invention, an air supply throttle valve provided in an air supply inlet passage communicating with an air supply valve of an engine includes a valve case having an air supply inlet communicated with the air supply inlet passage, and a relative position in the valve case. The rotary valve includes a valve body that is rotatably fitted and has a fluid passage hole formed therein. The rotary valve includes a fluid passage hole of the valve body and an air supply inlet in the valve case. When the fluid passage hole comes to a position parallel to the air supply inlet by the rotation of the valve body, the air supply passage is set to be fully open, and the relative position value of the fluid passage hole and the air supply inlet as the valve body rotates. The air supply passage becomes smaller as the pressure decreases, and the air supply passage is formed so as to be fully closed when approaching at right angles to the fluid passage hole and the air supply inlet. Since it was configured to open and close in relation to the air valve, The air supply throttle valve is a rotary valve that is a rotary valve having a valve body that is fitted in a valve case so as to be relatively rotatable and has a fluid passage hole formed therein. By setting the relative position of the fluid passage hole of the valve body that rotates relative to the engine load detection means and the air supply inlet in the valve case, the opening timing of the valve body can be easily set to the desired value. Can be shifted.

従って、かかる給気スロットル弁にロータリ弁を採用することにより、特にエンジンの高負荷運転域においては、エンジンの性能を落とすことなく、給気スロットル弁の最適な開時期に簡単にシフトすることができ、これによりEGRガス流量を増加し得る給気スロットル弁の開時期を、エンジン負荷の検出手段等と連動して簡単に設定することができる。また、ロータリ弁を給気弁よりも早く閉じることで、エンジンの実圧縮比が低下し、筒内ガス温度が低下するためEGRガス量増加の効果とあわせてNOxの発生量を低減できる。   Therefore, by adopting a rotary valve for the air supply throttle valve, it is possible to easily shift to the optimum opening timing of the air supply throttle valve without degrading the engine performance, particularly in the engine high load operation region. Thus, the opening timing of the air supply throttle valve that can increase the EGR gas flow rate can be easily set in conjunction with the engine load detection means and the like. Moreover, since the actual compression ratio of the engine is lowered and the in-cylinder gas temperature is lowered by closing the rotary valve earlier than the air supply valve, the generation amount of NOx can be reduced together with the effect of increasing the EGR gas amount.

また、排気タービンの絞りと前記ロータリ弁からなる給気スロットル弁のシフト位置
との関係から、排気タービンの絞りに相当する排気圧力に対応するロータリ弁の最適シフト位置の位相を設定できる。
Further, the phase of the optimum shift position of the rotary valve corresponding to the exhaust pressure corresponding to the throttle of the exhaust turbine can be set from the relationship between the throttle of the exhaust turbine and the shift position of the supply throttle valve composed of the rotary valve.

また、かかる発明において、前記給気弁が全閉する前に、前記ロータリ弁からなる給気スロットル弁を閉じるように設定されるように構成するため、給気弁が全閉する前にロータリ弁からなる給気スロットル弁を閉じることとなり、一方で前記EGR通路は、ロータリ弁からなる給気スロットル弁の下流部位から前記給気入口通路に接続されているので、該EGRガス導入口の前記下流部位の給気圧力が前記給気スロットル弁の閉鎖により低下する。
従って、エンジンの低負荷運転域においても、前記のような、EGRガスの流入部位の給気圧力の低下により、EGRガスの流入が容易となり、エンジンの性能を落とすことなく、EGRガス流量の低下を防止でき、NOxの発生量を低減できる。
Further, in this invention, the configuration is such that the air supply throttle valve comprising the rotary valve is set to be closed before the air supply valve is fully closed. On the other hand, the EGR passage is connected to the air supply inlet passage from the downstream portion of the air supply throttle valve made of a rotary valve, so that the downstream of the EGR gas inlet The supply air pressure at the site is reduced by closing the supply air throttle valve.
Therefore, even in the low-load operation region of the engine, the EGR gas inflow is facilitated by the decrease in the supply pressure of the EGR gas inflow portion as described above, and the EGR gas flow rate is decreased without degrading the engine performance. Can be prevented, and the amount of NOx generated can be reduced.

また、ロータリ弁からなる給気スロットル弁を、前記給気弁が全閉する前に閉じることにより、エンジンの実圧縮比が低下するため、前記のようなEGRガスの流入増加と筒内ガス温度の低下によっても、NOxの発生量を低減できる。   Further, since the actual compression ratio of the engine is lowered by closing the air supply throttle valve composed of a rotary valve before the air supply valve is fully closed, the increase in the inflow of EGR gas and the in-cylinder gas temperature as described above. The reduction in NOx can also reduce the amount of NOx generated.

また、かかる発明において、ロータリ弁は、エンジン負荷と連動して開閉時期をシフトされ、低負荷域ではロータリ弁が給気弁と同時に閉じるよう設定され、エンジン負荷が増加するに従いロータリ弁の開時期が進み、給気弁よりも早く閉じるよう設定されるように構成するので、EGR通路はロータリ弁の下流部位から前記給気入口通路に投入されているので、該EGRガス導入口の前記下流部位の給気圧力が、前記給気弁が閉じるよりも前にロータリ弁が閉鎖することにより低下する。
従って、かかるEGRガスの流入部位の給気圧力の低下により、EGRガスの流入が容易となり、エンジンの性能を落とすことなく、EGRガス流量を増加させることができ、NOxの発生量を低減できる。
In this invention, the rotary valve is shifted in opening and closing timing in conjunction with the engine load, and in the low load range, the rotary valve is set to close simultaneously with the air supply valve. As the engine load increases, the rotary valve is opened. Since the EGR passage is set so as to be closed earlier than the air supply valve, the EGR passage is introduced into the air supply inlet passage from the downstream portion of the rotary valve, so the downstream portion of the EGR gas inlet The air supply pressure is reduced by closing the rotary valve before the air supply valve is closed.
Accordingly, the decrease in the supply pressure at the EGR gas inflow region facilitates the inflow of EGR gas, and the EGR gas flow rate can be increased and the amount of NOx generated can be reduced without degrading the engine performance.

また、エンジン低負荷時にはロータリ弁が前記給気弁と同時に閉じるようにシフトされるので、EGR量増大と筒内ガス温度低下による燃焼悪化を避けることができる。   Further, since the rotary valve is shifted so as to be closed simultaneously with the air supply valve when the engine is under a low load, combustion deterioration due to an increase in the EGR amount and a decrease in the cylinder gas temperature can be avoided.

本発明の第1実施例に係るEGR付きディーゼルエンジンの給気系の全体配置の構成図である。It is a block diagram of the whole arrangement | positioning of the air supply system of the diesel engine with EGR which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1実施例にかかる図1のZ部詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a portion Z in FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例において、ロータリ弁からなる給気スロットル弁の拡大断面図である。In the first embodiment of the present invention, it is an enlarged cross-sectional view of an air supply throttle valve comprising a rotary valve. 前記ロータリ弁の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the said rotary valve. 本発明の第1実施例におけるP−V(筒内圧力−容積)線図である。It is a PV (in-cylinder pressure-volume) diagram in a 1st example of the present invention. 本発明の第2実施例を示す弁の開口面積線図である。It is an opening area diagram of the valve which shows 2nd Example of this invention. 従来のEGR付きディーゼルエンジンの給気系の全体配置の構成図である。It is a block diagram of the whole arrangement | positioning of the air supply system of the conventional diesel engine with EGR.

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to specific examples unless otherwise specified. Only.

(実施例1)
図1は、本発明の第1実施例に係るEGR付きディーゼルエンジンの給気系の全体配置の構成図である。図2は図1のZ部詳細図である。図3はロータリ弁からなる給気スロットル弁の拡大断面図である。図4は前記ロータリ弁の作用説明図である。
Example 1
FIG. 1 is a configuration diagram of an overall arrangement of an air supply system of a diesel engine with EGR according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed view of a portion Z in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an air supply throttle valve composed of a rotary valve. FIG. 4 is an explanatory view of the operation of the rotary valve.

図1において、ディーゼルエンジン(以下エンジン100という)は、排気タービン109とこれに同軸駆動されるコンプレッサ108を有する排気ターボ過給機110を備えており、エンジン100の排気ガス120は、排ガス管111を通って前記排気ターボ過給機110の排気タービン109に到達し、これを駆動して排ガス管112から外部に排出される。
前記コンプレッサ108は、排気ターボ過給機110の排気タービン109に同軸駆動
されており、該コンプレッサ108から吐出された空気は、給気入口管107を通って空気冷却器106に入り、該空気冷却器106で冷却される。
In FIG. 1, a diesel engine (hereinafter referred to as engine 100) includes an exhaust turbocharger 110 having an exhaust turbine 109 and a compressor 108 driven coaxially thereto, and an exhaust gas 120 of the engine 100 is an exhaust gas pipe 111. It passes through the exhaust turbocharger 110 of the exhaust turbocharger 110 and is driven to be discharged from the exhaust pipe 112 to the outside.
The compressor 108 is coaxially driven to the exhaust turbine 109 of the exhaust turbocharger 110, and the air discharged from the compressor 108 enters the air cooler 106 through the supply air inlet pipe 107, and the air cooling Cooled by the vessel 106.

該空気冷却器106で冷却された空気は、ロータリ弁1で開度を制御された後、給気管104内の給気入口通路を通り、シリンダ3s毎に設けられた給気ポートからエンジン100に吸入される。
エンジン100においては、コモンレール等によって生成された高圧燃料が、噴射時期及び噴射量を制御されて、シリンダ3s毎に設けられた燃料噴射弁から噴射され、噴射された高圧燃料は、前記給気管104内の給気入口通路を通って吸入された空気との混合によって、燃焼せしめられ、前記のように、この排気ガスが排ガス管111を通って排気タービン109に送られる。
The air cooled by the air cooler 106 is controlled in opening degree by the rotary valve 1, passes through a supply air inlet passage in the supply pipe 104, and is supplied to the engine 100 from a supply port provided for each cylinder 3 s. Inhaled.
In the engine 100, the high-pressure fuel generated by the common rail or the like is injected from the fuel injection valve provided for each cylinder 3s with the injection timing and the injection amount controlled, and the injected high-pressure fuel is supplied to the air supply pipe 104. The exhaust gas is combusted by mixing with the air sucked through the air supply inlet passage, and the exhaust gas is sent to the exhaust turbine 109 through the exhaust pipe 111 as described above.

また前記排ガス管111の途中から、EGR(排ガス再循環)管116が分岐されて、排ガス120の一部(EGRガス)はEGR管116内に抽出される。該抽出されたEGRガスは、EGRクーラ115で降温され、EGR弁114で流量を制御されて、給気管104の給気スロットル弁105の下流部位の給気入口通路に投入される。   Further, an EGR (exhaust gas recirculation) pipe 116 is branched from the middle of the exhaust gas pipe 111, and a part of the exhaust gas 120 (EGR gas) is extracted into the EGR pipe 116. The extracted EGR gas is cooled by the EGR cooler 115, the flow rate is controlled by the EGR valve 114, and is introduced into the supply air inlet passage of the supply pipe 104 downstream of the supply throttle valve 105.

本発明は、前記給気スロットル弁の改良に係りロータリ弁からなる給気スロットル弁にかかるものである。   The present invention relates to an improvement in the air supply throttle valve, and relates to an air supply throttle valve comprising a rotary valve.

前記ロータリ弁1は、前記給気入口管107の給気入口通路107aに連通された給気入口107bを有する弁ケース1bと、該弁ケース内1bに相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔1cが形成された球状の弁体1aを備えて構成されている。
前記ロータリ弁1は、弁体1aの流体通路孔1cと前記弁ケース1b内の給気入口107bとは、図3のように、該弁体1aの回転により前記流体通路孔1cが前記給気入口107bの方向と平行位置に来る時には、給気通路の前記給気入口107bと流体通路孔1cと給気出口104aとが、一直線に連通する。
The rotary valve 1 includes a valve case 1b having an air supply inlet 107b communicated with an air supply inlet passage 107a of the air supply inlet pipe 107, and a valve passage 1b fitted in the valve case 1b so as to be rotatable relative to the valve case 1b. A spherical valve body 1a in which a hole 1c is formed is provided.
In the rotary valve 1, as shown in FIG. 3, the fluid passage hole 1c of the valve body 1a and the air inlet 107b in the valve case 1b are connected to the fluid passage hole 1c by the rotation of the valve body 1a. When coming to a position parallel to the direction of the inlet 107b, the air inlet 107b, the fluid passage hole 1c and the air outlet 104a of the air supply passage communicate with each other in a straight line.

また、図4のT1に示すように、前記弁体1aの回転に連れて該流体通路孔1cと前記給気入口107bの相対位値Tが縮小するに従い、前記給気通路が小さくなり、図4のT2に示すように、前記流体通路孔1cと前記給気入口107bに対して直角に近づいたとき前記給気通路を全閉になるように設定している。
図3において、1fは前記弁体1aの4すみに設置されたシールリング、1dは前記弁体1aを駆動する操作部である。
Further, as shown by T1 in FIG. 4, as the relative position value T between the fluid passage hole 1c and the air supply inlet 107b decreases as the valve body 1a rotates, the air supply passage becomes smaller. 4, the air supply passage is set to be fully closed when approaching at a right angle to the fluid passage hole 1 c and the air supply inlet 107 b.
In FIG. 3, 1f is a seal ring installed at the four corners of the valve body 1a, and 1d is an operating portion for driving the valve body 1a.

図1において、前記ロータリ弁1の操作部1dは、弁制御装置2によって操作される。前記エンジン100の負荷を検出する負荷検出器3からのエンジン負荷の検出信号、及び前記エンジン100のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出器4からのエンジン回転数の検出信号は、前記弁制御装置2に入力される。そして、前記弁制御装置2はかかるエンジン負荷及びエンジン回転数の検出信号に基づき、前記ロータリ弁1の操作部1dを駆動する。   In FIG. 1, the operation portion 1 d of the rotary valve 1 is operated by a valve control device 2. The detection signal of the engine load from the load detector 3 that detects the load of the engine 100 and the detection signal of the engine speed from the engine speed detector 4 that detects the engine speed of the engine 100 are the valve control. Input to device 2. And the said valve control apparatus 2 drives the operation part 1d of the said rotary valve 1 based on the detection signal of this engine load and engine speed.

そして、かかる実施例においては、図2に示されるように、エンジンの給気弁8が弁座7に当たって全閉する前に、前記ロータリ弁1からなる給気スロットル弁を閉じるように設定している。
即ち、図5のP−V(筒内圧力−容積)線図に示すように、エンジンの給気弁8がロータリ弁1を閉じるように設定すれば、給気弁8が全閉する前にロータリ弁1を閉じることとなり、図2に示すように、一方では前記EGR通路116aは、ロータリ弁1の下流部位から前記給気入口通路107aに投入されているので、該EGRガス導入口の前記下流部位の給気圧力Aは、通常時(給気圧力B)よりも前記ロータリ弁1の閉鎖により、図5のC部のように低下する。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, before the air supply valve 8 of the engine hits the valve seat 7 and is fully closed, the air supply throttle valve composed of the rotary valve 1 is set to be closed. Yes.
That is, as shown in the PV (in-cylinder pressure-volume) diagram of FIG. 5, if the intake valve 8 of the engine is set to close the rotary valve 1, before the intake valve 8 is fully closed. As shown in FIG. 2, the rotary valve 1 is closed. On the other hand, the EGR passage 116 a is introduced from the downstream portion of the rotary valve 1 into the supply air inlet passage 107 a, and therefore the EGR gas introduction port The supply air pressure A in the downstream portion is lowered as shown in part C of FIG. 5 by closing the rotary valve 1 than in the normal time (supply air pressure B).

従って、エンジンの高負荷運転域においては、前記のような、図2に示すように、EGRガスの流入部位116cの給気圧力の低下により、EGRガスの流入が容易となり、エンジンの性能を落とすことなく、EGRガス流量の低下を防止でき、NOxの発生量を低減できる。   Therefore, in the high-load operation region of the engine, as shown in FIG. 2, as the supply pressure of the EGR gas inflow portion 116c decreases, the EGR gas can be easily flown and the performance of the engine is deteriorated. Therefore, it is possible to prevent the EGR gas flow rate from being lowered and to reduce the amount of NOx generated.

また、ロータリ弁1を、前記給気弁8が全閉する前に閉じることにより、エンジンの実圧縮比が低下するため、前記のようなEGRガスの流入増加と筒内ガス温度の低下によっても、NOxの発生量を低減できる。   Moreover, since the actual compression ratio of the engine is reduced by closing the rotary valve 1 before the air supply valve 8 is fully closed, the increase in the inflow of EGR gas and the decrease in the in-cylinder gas temperature as described above are also possible. , NOx generation amount can be reduced.

以上のように、かかる第1実施例によれば、前記給気スロットル弁は、回転式で弁ケース1b内に相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔1cが形成された弁体1aを備えたロータリ弁1で構成されているので、負荷検出器3で検出されたエンジン負荷の検出信号のエンジン負荷の最適位置に、相対回転する弁体1aの流体通路孔1cと弁ケース1b内の給気入口との関係位置をセットすることにより、弁体1aの開時期を簡単に要望の値にシフトすることができる。   As described above, according to the first embodiment, the air supply throttle valve is a rotary type that is fitted in the valve case 1b so as to be relatively rotatable, and has a valve body 1a having a fluid passage hole 1c formed therein. Since the rotary valve 1 is provided, the fluid passage hole 1c of the valve body 1a and the valve case 1b that rotate relative to each other at the optimum position of the engine load of the detection signal of the engine load detected by the load detector 3 are provided. By setting the position relative to the air supply inlet, the opening timing of the valve body 1a can be easily shifted to a desired value.

従って、かかる給気スロットル弁にロータリ弁1を採用することにより、特にエンジンの低負荷運転域においては、エンジンの性能を落とすことなく、ロータリ弁1の最適な開時期に簡単にシフトすることができ、これによりEGRガス流量を増加し得るロータリ弁1の開時期を、エンジン負荷の負荷検出器3と連動して簡単に設定することができることとなり、従ってNOxの発生量を低減できる。   Therefore, by adopting the rotary valve 1 for such an air supply throttle valve, it is possible to easily shift to the optimal opening timing of the rotary valve 1 without degrading the engine performance, particularly in the low load operation region of the engine. Thus, the opening timing of the rotary valve 1 that can increase the EGR gas flow rate can be easily set in conjunction with the load detector 3 of the engine load, and therefore the amount of NOx generated can be reduced.

また、排気タービン109の絞りと前記ロータリ弁1からなる給気スロットル弁のシフト位置との関係から、排気タービン109の絞りに相当する排気圧力に対応するロータリ弁1の最適シフト位置の位相を設定できる。   Further, the phase of the optimum shift position of the rotary valve 1 corresponding to the exhaust pressure corresponding to the throttle of the exhaust turbine 109 is set from the relationship between the throttle of the exhaust turbine 109 and the shift position of the supply throttle valve comprising the rotary valve 1. it can.

(実施例2)
図6は本発明の第2実施例を示す弁の開口面積線図である。
この第2実施例においては、構成は前記第1実施例と同様であるが、前記ロータリ弁1の開閉タイミングを具体的に設定する。
(Example 2)
FIG. 6 is an opening area diagram of a valve showing a second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the configuration is the same as that of the first embodiment, but the opening / closing timing of the rotary valve 1 is specifically set.

かかる第2実施例においては、ロータリ弁1は、エンジン100の負荷を検出する負荷検出器3からのエンジン負荷の検出信号と連動して開閉時期をシフトされる。
図6において、前記エンジン負荷が一定負荷以下の低負荷時(部分負荷域)には、前記給気弁8が閉じるのと同時にロータリ弁1が閉じ(図6のB)、エンジン負荷が増加するに従い、ロータリ弁1の開時期が進み、給気弁8が閉じる時期より早く閉じる(図6のA)ように設定される。
In the second embodiment, the rotary valve 1 is shifted in opening / closing timing in conjunction with the engine load detection signal from the load detector 3 that detects the load of the engine 100.
In FIG. 6, when the engine load is low (partial load region) below a certain load, the rotary valve 1 is closed simultaneously with the supply valve 8 (B in FIG. 6), and the engine load increases. Accordingly, the opening timing of the rotary valve 1 is advanced, and it is set so that it closes earlier than the closing timing of the air supply valve 8 (A in FIG. 6).

かかる第2実施例によれば、ロータリ弁1を、エンジン負荷と連動して開閉時期をシフトするように構成し、エンジン負荷が高負荷時(図6のA)には、ロータリ弁1を給気弁8が閉じるよりも前に閉じることにより、EGR通路116はロータリ弁1の下流部位(図2の116c)から前記給気入口通路に投入されているので、該EGRガス導入口の前記下流部位(図2の116c)の給気圧力が、前記給気弁8が閉じるよりも前に、ロータリ弁1が閉鎖することにより低下する。
従って、かかるEGRガスの流入部位(図2の116c)の給気圧力の低下により、EGRガスの流入が容易となり、エンジンの性能を落とすことなく、EGRガス流量の低下を防止でき、NOxの発生量を低減できる。
According to the second embodiment, the rotary valve 1 is configured to shift the opening / closing timing in conjunction with the engine load, and when the engine load is high (A in FIG. 6), the rotary valve 1 is supplied. By closing before the air valve 8 is closed, the EGR passage 116 is introduced from the downstream portion of the rotary valve 1 (116c in FIG. 2) into the supply air inlet passage, so that the downstream of the EGR gas inlet The supply air pressure at the portion (116c in FIG. 2) is reduced by closing the rotary valve 1 before the supply valve 8 is closed.
Therefore, a decrease in the supply pressure of the EGR gas inflow region (116c in FIG. 2) facilitates the inflow of EGR gas, prevents a decrease in the EGR gas flow rate without degrading the engine performance, and generates NOx. The amount can be reduced.

また、エンジン低負荷時には(図6のB)前記給気弁8と同時に閉じるようにシフトされるので、EGR量増大と筒内ガス温度低下による燃焼悪化を避けることができる。   In addition, when the engine is under a low load (B in FIG. 6), the shift is performed so as to be closed simultaneously with the air supply valve 8, so that deterioration of combustion due to an increase in the EGR amount and a decrease in the in-cylinder gas temperature can be avoided.

本発明によれば、エンジンの高負荷〜低負荷域まで、エンジンの性能を落とすことなくEGRガス流量を増加して、NOxの発生を回避できるような
エンジンのEGR導入装置を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide an EGR introduction device for an engine that can increase the EGR gas flow rate from the high load to the low load range of the engine without decreasing the performance of the engine and avoid the generation of NOx.

1 ロータリ弁
1a 弁体
1b 弁ケース
1c 流体通路孔
1d 操作部
1f シールリング
2 弁制御装置
3 シリンダ
3 負荷検出器
4 エンジン回転数検出器
100 エンジン
104 給気管
104a 給気出口
107 給気入口管
107a 給気入口通路
107b 給気入口
109 排気タービン
110 排気ターボ過給機
111 排ガス管
114 EGR弁
116 EGR(排ガス再循環)管
120 排ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary valve 1a Valve body 1b Valve case 1c Fluid passage hole 1d Operation part 1f Seal ring
2 Valve control device 3 Cylinder
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Load detector 4 Engine speed detector 100 Engine 104 Supply air pipe 104a Supply air outlet 107 Supply air inlet pipe 107a Supply air inlet passage 107b Supply air inlet 109 Exhaust turbine 110 Exhaust turbo supercharger 111 Exhaust gas pipe 114 EGR valve 116 EGR (Exhaust gas recirculation) Pipe 120 Exhaust gas

Claims (3)

エンジンの給気弁に通ずる給気入口通路に、給気の流量を制御し得る給気スロットル弁を有するとともに、エンジン排ガスの一部を排気通路からEGR通路に分岐させて該EGR通路を前記給気スロットル弁の下流部位の前記給気入口通路に投入し、前記EGR通路には流量を制御するEGR弁を備えて構成された、エンジンのEGR導入装置において、
前記給気スロットル弁は、前記給気入口通路に連通された給気入口を有する弁ケースと、該弁ケース内に相対回転可能に嵌合され内部に流体通路孔が形成された弁体とを備えたロータリ弁で構成され、前記ロータリ弁は、前記弁体の流体通路孔と前記弁ケース内の給気入口とは、該弁体の回転により前記流体通路孔が前記給気入口と平行位置に来る時に給気通路を全開に設定し、前記弁体の回転に連れて該流体通路孔と前記給気入口の相対位値が縮小するに従い前記給気通路が小さくなり、前記流体通路孔が前記給気入口に対して直角に近づいたとき前記給気通路を全閉に設定するように形成され、該ロータリ弁は前記給気弁と関連して開閉されることを特徴とするエンジンのEGR導入装置。
An air supply inlet passage that communicates with the air supply valve of the engine has an air supply throttle valve that can control the flow rate of the supply air, and a part of the engine exhaust gas is branched from the exhaust passage to the EGR passage so that the EGR passage can be supplied to the supply passage. In an EGR introduction device for an engine, the EGR passage is provided with an EGR valve that controls the flow rate in the EGR passage at a downstream portion of an air throttle valve.
The air supply throttle valve includes a valve case having an air supply inlet communicated with the air supply inlet passage, and a valve body fitted in the valve case so as to be relatively rotatable and having a fluid passage hole formed therein. The rotary valve includes a fluid passage hole of the valve body and an air supply inlet in the valve case. The fluid passage hole is positioned in parallel with the air supply inlet by rotation of the valve body. When the valve body rotates, the air supply passage is set to be fully open, and as the relative value of the fluid passage hole and the air supply inlet decreases as the valve body rotates, the air supply passage becomes smaller and the fluid passage hole becomes smaller. The engine EGR is configured to set the supply passage to be fully closed when approaching at right angles to the supply air inlet, and the rotary valve is opened and closed in association with the supply valve. Introduction device.
前記給気弁が全閉する前に、前記ロータリ弁を閉じるように設定されたことを特徴とする請求項1記載のエンジンのEGR導入装置。   2. The engine EGR introduction device according to claim 1, wherein the rotary valve is set to be closed before the air supply valve is fully closed. 前記ロータリ弁は、エンジン負荷と連動して開閉時期をシフトされ、低負荷域ではロータリ弁が給気弁と同時に閉じるよう設定され、エンジン負荷が増加するに従いロータリ弁の開時期が進み、給気弁よりも早く閉じるよう設定されたことを特徴とする請求項1記載のエンジンのEGR導入装置。   The rotary valve has its opening / closing timing shifted in conjunction with the engine load. In the low load range, the rotary valve is set to close simultaneously with the air supply valve, and as the engine load increases, the opening timing of the rotary valve advances. 2. The EGR introduction device for an engine according to claim 1, wherein the EGR introduction device is set to close earlier than the valve.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115760A (en) * 2013-01-18 2013-05-22 湖南天雁机械有限责任公司 Device for testing opening flow of control valve of automobile waste recycling system
CN103115760B (en) * 2013-01-18 2017-06-06 湖南天雁机械有限责任公司 Test automobile exhaust gas recirculating system controls the device of valve opening flow

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