JP2011032880A - Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関より排出される排気ガスの一部であるEGRガスを、過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路を経由して内燃機関に還流させる内燃機関の排気還流装置に関するもので、特に異物分離装置でEGRガスから分離した異物を車外に排出することなく、過給機のコンプレッサおよびインタークーラをバイパスさせて内燃機関に導くようにした内燃機関の排気還流装置に係わる。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that recirculates EGR gas, which is part of exhaust gas discharged from the internal combustion engine, to the internal combustion engine via an intake passage upstream of a compressor of a supercharger. In particular, the present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that bypasses the compressor and the intercooler of the supercharger and guides them to the internal combustion engine without discharging the foreign material separated from the EGR gas by the foreign material separation device.
[従来の技術]
従来より、例えばターボチャージャ(ターボ過給機)を備えたディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)より排出される排気ガスの一部(EGRガス)を排気通路から吸気通路に還流させる排気還流装置(EGRシステム)が公知である。
このEGRシステムの場合には、エアクリーナを通過した清浄な空気のみがターボ過給機のコンプレッサハウジングのスクロール室に流入するように構成されている。
ここで、EGRガスには、燃焼後の不活性ガス(水蒸気、二酸化炭素等)が多く含まれているが、EGRシステムを用いることで、燃焼温度を低下させて、排気ガス中に含まれる有害物質(例えば窒素酸化物:NOx)の発生量を低減できる効果がある。
また、従来より、ターボ過給機のタービンおよび触媒よりも下流側の排気通路からEGRガスパイプを経由してコンプレッサよりも上流側の吸気通路にEGRガスを還流させる低圧排気還流装置(LPL−EGRシステム)も知られている。
[Conventional technology]
Conventionally, an exhaust gas recirculation device (EGR gas) that recirculates a part of exhaust gas (EGR gas) discharged from an internal combustion engine (engine) such as a diesel engine equipped with a turbocharger (turbo supercharger) from an exhaust passage to an intake passage ( EGR system) is known.
In the case of this EGR system, only clean air that has passed through the air cleaner flows into the scroll chamber of the compressor housing of the turbocharger.
Here, the EGR gas contains a large amount of inert gas (water vapor, carbon dioxide, etc.) after combustion, but by using the EGR system, the combustion temperature is lowered and harmful gas contained in the exhaust gas. There is an effect that the generation amount of a substance (for example, nitrogen oxide: NOx) can be reduced.
Further, conventionally, a low pressure exhaust gas recirculation device (LPL-EGR system) that recirculates EGR gas from an exhaust passage downstream of a turbocharger turbine and a catalyst to an intake passage upstream of a compressor via an EGR gas pipe. ) Is also known.
[従来の技術の不具合]
ところが、LPL−EGRシステムの場合には、EGRガスパイプからターボ過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路にEGRガスを導入しているので、EGRガス中に含まれる異物(カーボン微粒子、水蒸気、水滴および氷結等)も吸入空気とEGRガスとの混合気と一緒にコンプレッサハウジングのスクロール室に流入する可能性がある。
ここで、ターボ過給機のコンプレッサハウジングのスクロール室に異物が流入すると、コンプレッサインペラの破損や摩耗を促進するという問題がある。
また、LPL−EGRシステムの場合に、EGRガス中に含まれる異物(EGRガスがエアクリーナを通過した空気によって冷やされた際に発生する凝縮水を含む)がコンプレッサハウジングのスクロール室に流入する可能性がある。
[Conventional technical problems]
However, in the case of the LPL-EGR system, since the EGR gas is introduced from the EGR gas pipe into the intake passage upstream of the turbocharger compressor, foreign substances (carbon fine particles, water vapor, water vapor, etc.) contained in the EGR gas are introduced. Water droplets and icing, etc.) may also flow into the scroll chamber of the compressor housing along with the mixture of intake air and EGR gas.
Here, when foreign matter flows into the scroll chamber of the compressor housing of the turbocharger, there is a problem that the compressor impeller is damaged or worn.
Further, in the case of the LPL-EGR system, foreign substances contained in the EGR gas (including condensed water generated when the EGR gas is cooled by the air that has passed through the air cleaner) may flow into the scroll chamber of the compressor housing. There is.
ここで、燃料中に硫黄分が含まれていると、この硫黄分から亜硫酸ガス(SO2 )が生成されて排気通路に排出される。また、亜硫酸ガスの一部は更に酸化されて硫酸(SO4 )や無水硫酸(SO3 )が生成される。この場合、LPL−EGRシステムのEGRガスパイプを経由してEGRガスをコンプレッサよりも上流側の吸気通路に還流させると、これらの酸性物質を含んだEGRガスが吸気通路に流入する。そして、エアクリーナを通過した空気によって冷やされると、EGRガス中に含まれる水蒸気と共に凝縮して強酸性の凝縮水となる。そして、強酸性の凝縮水は、アルミニウム合金等の金属材料で製造されるコンプレッサに付着し堆積すると、吸気通路(ターボ過給機のコンプレッサ等)に設けられた機器や吸気管を腐食させる可能性がある。 Here, if the fuel contains a sulfur content, sulfurous acid gas (SO 2 ) is generated from the sulfur content and discharged into the exhaust passage. Further, part of the sulfurous acid gas is further oxidized to produce sulfuric acid (SO 4 ) and sulfuric anhydride (SO 3 ). In this case, when the EGR gas is returned to the intake passage upstream of the compressor via the EGR gas pipe of the LPL-EGR system, the EGR gas containing these acidic substances flows into the intake passage. And if it cools with the air which passed the air cleaner, it will condense with the water vapor | steam contained in EGR gas, and will become strong acidic condensed water. If strongly acidic condensate adheres to and accumulates on a compressor made of a metal material such as an aluminum alloy, it may corrode equipment or intake pipes installed in the intake passage (such as a turbocharger compressor). There is.
そこで、ターボ過給機のコンプレッサよりも上流側の吸気通路内で発生した凝縮水を速やかに吸気管の外部に排出するという目的で、EGRガスから遠心分離された凝縮水を捕集し、外部に排出するための凝縮水捕集機構を設置したLPL−EGRシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この凝縮水捕集機構によれば、コンプレッサのインレットに接続される2重管部から側方に突出するように設けられるケーシングの円筒部に低圧EGR通路からEGRガスが導入される。低圧EGR通路から円筒部に導入されたEGRガスは、円筒部内で旋回流を形成し、旋回流の遠心力を利用してEGRガス中に含まれている凝縮水が円筒部の内面に付着し、捕集される。
Therefore, in order to quickly discharge the condensed water generated in the intake passage upstream of the compressor of the turbocharger to the outside of the intake pipe, the condensed water centrifuged from the EGR gas is collected, An LPL-EGR system in which a condensed water collecting mechanism for discharging is installed has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
According to this condensed water collecting mechanism, the EGR gas is introduced from the low pressure EGR passage into the cylindrical portion of the casing provided so as to protrude laterally from the double pipe portion connected to the inlet of the compressor. The EGR gas introduced into the cylindrical portion from the low pressure EGR passage forms a swirling flow in the cylindrical portion, and condensed water contained in the EGR gas adheres to the inner surface of the cylindrical portion using the centrifugal force of the swirling flow. , Collected.
また、2重管部の外管と内管との間に形成される円筒通路内に外管の接線方向からEGRガスが導入されるように構成されているので、円筒通路内において旋回流が形成され、旋回流の遠心力によりEGRガス中に含まれている凝縮水が外管の内面に付着する。
ところが、特許文献1に記載のLPL−EGRシステムにおいては、ケーシングの円筒部の内面に捕集された凝縮水、および2重管部の外管の内面に捕集された凝縮水を一旦タンクに溜めた後に、車外へ排出している。このため、例えば車両の停止中に、強酸性の凝縮水をそのまま車外へ排出すると、路面が部分的に変色する等の不具合が生じる。
Further, since the EGR gas is introduced into the cylindrical passage formed between the outer tube and the inner tube of the double pipe portion from the tangential direction of the outer tube, the swirling flow is generated in the cylindrical passage. The condensed water formed and contained in the EGR gas adheres to the inner surface of the outer tube by the centrifugal force of the swirling flow.
However, in the LPL-EGR system described in Patent Document 1, the condensed water collected on the inner surface of the cylindrical portion of the casing and the condensed water collected on the inner surface of the outer tube of the double pipe portion are temporarily stored in a tank. After collecting, it is discharged outside the vehicle. For this reason, for example, when strong acidic condensate is discharged out of the vehicle as it is while the vehicle is stopped, problems such as partial discoloration of the road surface occur.
本発明の目的は、吸気管の第1ダクト内で分離された異物を車外に排出することなく、しかも過給機のコンプレッサをバイパスさせて内燃機関に導くことで、コンプレッサの腐食、破損や摩耗を抑制することのできる内燃機関の排気還流装置を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent foreign matter separated in the first duct of the intake pipe from being discharged outside the vehicle and to bypass the compressor of the supercharger and lead it to the internal combustion engine, thereby causing corrosion, damage and wear of the compressor. An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can suppress the above.
請求項1に記載の発明によれば、内燃機関には、過給機、吸気管および排気ガス還流管が搭載されている。
過給機には、内燃機関より排出された排気ガスと空気とを混合した流体を加圧して高圧化し、高圧流体を内燃機関に送り込むコンプレッサが設けられている。
吸気管には、コンプレッサよりも流体の流れ方向の上流側に設けられる第1吸気通路(コンプレッサよりも上流側の吸気通路)、およびコンプレッサよりも流体の流れ方向の下流側に設けられる第2吸気通路(コンプレッサよりも下流側の吸気通路)が設けられている。
排気ガス還流管には、内燃機関より排出された排気ガスを吸気管の第1吸気通路内に還流させる流路(排気ガス還流路)が設けられている。
According to the first aspect of the present invention, the internal combustion engine is mounted with the supercharger, the intake pipe, and the exhaust gas recirculation pipe.
The supercharger is provided with a compressor that pressurizes a fluid obtained by mixing exhaust gas discharged from the internal combustion engine and air to increase the pressure and sends the high-pressure fluid to the internal combustion engine.
The intake pipe has a first intake passage (intake passage upstream of the compressor) provided upstream of the compressor in the fluid flow direction and a second intake air provided downstream of the compressor in the fluid flow direction. A passage (an intake passage on the downstream side of the compressor) is provided.
The exhaust gas recirculation pipe is provided with a flow path (exhaust gas recirculation path) that recirculates the exhaust gas discharged from the internal combustion engine into the first intake passage of the intake pipe.
そして、吸気管には、内部に第1吸気通路が形成される第1ダクトと、内部に第2吸気通路が形成される第2ダクトと、第1ダクトの第1吸気通路内を流通する流体中に含まれる異物を流体から分離させる異物分離手段と、第1ダクトの第1吸気通路内で流体から分離した異物を、コンプレッサを迂回(バイパス)させて内燃機関に導く異物排出手段とが設けられている。
これによって、吸気管の第1ダクト内で流体から分離された強酸性の凝縮水等の異物を、過給機のコンプレッサをバイパスさせて内燃機関に導くことができるので、コンプレッサの腐食、破損や摩耗を抑制することができる。
また、吸気管の第1ダクト内で流体から分離された強酸性の凝縮水等の異物を車外に排出することなく、内燃機関に導くことができるので、路面が部分的に変色する等の不具合の発生を抑制することができる。
The intake pipe includes a first duct having a first intake passage formed therein, a second duct having a second intake passage formed therein, and a fluid flowing through the first intake passage of the first duct. Foreign matter separating means for separating the foreign matter contained therein from the fluid and foreign matter discharging means for guiding the foreign matter separated from the fluid in the first intake passage of the first duct to the internal combustion engine by bypassing the compressor are provided. It has been.
As a result, foreign substances such as strongly acidic condensed water separated from the fluid in the first duct of the intake pipe can be led to the internal combustion engine by bypassing the compressor of the supercharger. Wear can be suppressed.
In addition, since the foreign matter such as strongly acidic condensed water separated from the fluid in the first duct of the intake pipe can be led to the internal combustion engine without being discharged outside the vehicle, the road surface is partially discolored. Can be suppressed.
請求項2に記載の発明によれば、吸気管の第1ダクト内で流体から分離した異物をコンプレッサで加圧された高圧流体に混入させるエジェクタ、および第1ダクトの第1吸気通路内で流体から分離した異物を、コンプレッサを迂回(バイパス)させてエジェクタに導くバイパス流路等によって異物排出手段を構成している。
なお、異物排出手段として、コンプレッサで加圧された高圧流体の流通により負圧を発生するエジェクタ、および第1ダクト内で流体から分離した異物を、コンプレッサを迂回させてエジェクタに導くバイパス流路を設けても良い。
また、過給機のコンプレッサのアウトレットと第2ダクトとの間にエジェクタを接続しても良い。また、コンプレッサのアウトレットに接続される第2ダクトの途中にエジェクタを配設しても良い。
According to the second aspect of the present invention, the ejector that mixes the foreign matter separated from the fluid in the first duct of the intake pipe into the high-pressure fluid pressurized by the compressor, and the fluid in the first intake passage of the first duct. The foreign matter discharging means is constituted by a bypass passage or the like that guides the foreign matter separated from the air to the ejector by bypassing the compressor.
In addition, as a foreign matter discharging means, an ejector that generates a negative pressure by circulation of a high-pressure fluid pressurized by a compressor, and a bypass channel that guides the foreign matter separated from the fluid in the first duct to the ejector by bypassing the compressor It may be provided.
Further, an ejector may be connected between the outlet of the compressor of the supercharger and the second duct. Moreover, you may arrange | position an ejector in the middle of the 2nd duct connected to the outlet of a compressor.
これによって、吸気管の第1ダクト内で流体から分離された強酸性の凝縮水等の異物を車外に排出することなく、コンプレッサで加圧された高圧流体と共に、内燃機関に導くことができるので、路面が部分的に変色する等の不具合の発生を抑制することができる。
また、エジェクタの作用により過給機のコンプレッサよりも下流側へ積極的に異物を流す流れを作り、吸気管の第1ダクト内で流体から分離した異物を吸引して速やかに第1ダクト内から排出することができる。これにより、新たな動力源を必要とすることなく、第1ダクト内で流体から分離した異物を速やかに第1ダクト内から排出することができる。したがって、異物分離手段で流体から分離した異物が第1ダクト内で再度流体に混入してしまう不具合を抑制できるので、異物分離効率を向上することができる。
As a result, foreign matter such as strongly acidic condensed water separated from the fluid in the first duct of the intake pipe can be led to the internal combustion engine together with the high-pressure fluid pressurized by the compressor without being discharged outside the vehicle. The occurrence of problems such as partial discoloration of the road surface can be suppressed.
In addition, the action of the ejector creates a flow in which foreign matter actively flows downstream from the compressor of the supercharger, and the foreign matter separated from the fluid in the first duct of the intake pipe is sucked and quickly discharged from the first duct. Can be discharged. Thereby, the foreign material separated from the fluid in the first duct can be quickly discharged from the first duct without requiring a new power source. Therefore, the foreign matter separated from the fluid by the foreign matter separating means can be prevented from being mixed again with the fluid in the first duct, so that the foreign matter separation efficiency can be improved.
請求項3に記載の発明によれば、異物排出手段は、エジェクタの前後に生成される差圧によりバイパス流路に作用する負圧を発生する負圧発生部を有している。
ここで、負圧発生部がエジェクタ内部に設けられている場合、負圧発生部を有するエジェクタは、バイパス流路に作用する負圧により第1ダクト内で流体から分離した異物をバイパス流路を経由して第2ダクト内に吸引する。
また、エジェクタ内部に、コンプレッサで加圧された高圧流体が流通するノズル、およびこのノズルからの高圧流体の噴出によりバイパス流路に作用する負圧を発生する負圧発生部が設けられている場合、負圧発生部は、ノズルから高圧流体が噴出した際に発生する負圧吸引力により第1ダクト内で流体から分離した異物をバイパス流路を経由して第2ダクト内に吸引する異物吸引部を構成する。そして、エジェクタは、コンプレッサで加圧された高圧流体に吸引された異物を混入し、異物が混入した高圧流体を内燃機関に導く。
According to the invention described in
Here, when the negative pressure generating portion is provided inside the ejector, the ejector having the negative pressure generating portion removes the foreign matter separated from the fluid in the first duct by the negative pressure acting on the bypass flow passage. And sucked into the second duct.
In addition, when the ejector is provided with a nozzle through which the high-pressure fluid pressurized by the compressor flows, and a negative pressure generator that generates a negative pressure acting on the bypass flow path by the ejection of the high-pressure fluid from the nozzle The negative pressure generating unit sucks the foreign matter separated from the fluid in the first duct by the negative pressure suction force generated when the high pressure fluid is ejected from the nozzle into the second duct via the bypass channel. Parts. The ejector mixes the sucked foreign matter into the high-pressure fluid pressurized by the compressor, and guides the high-pressure fluid mixed with the foreign matter to the internal combustion engine.
なお、異物分離手段として、第1ダクト内で流体から分離した異物を捕集する異物捕集部を設け、異物排出手段として、異物分離手段の異物捕集部(第1ダクトの異物捕集部)とエジェクタの負圧発生部(異物排出手段の負圧発生部)とを接続するバイパス流路を使用しても良い。
また、異物分離手段として、第1ダクトを流通する流体の流れに第1ダクトの壁面に沿うように(螺旋状に)旋回する(螺旋状の)旋回流を発生させる旋回流発生手段を設け、異物排出手段として、異物分離手段の旋回流発生手段よりも下流側の第1ダクトとエジェクタの負圧発生部(異物排出手段の負圧発生部)とを接続するバイパス流路を使用しても良い。この場合には、異物分離手段の異物捕集部を設けても設けなくても構わない。
In addition, the foreign substance collection part which collects the foreign substance isolate | separated from the fluid in a 1st duct is provided as a foreign substance separation means, and the foreign substance collection part (foreign substance collection part of a 1st duct) of a foreign substance separation means is provided as a foreign substance discharge means. ) And a negative pressure generating portion of the ejector (negative pressure generating portion of the foreign matter discharging means) may be used.
Further, as the foreign matter separating means, provided is a swirl flow generating means for generating a swirl flow that spirals (spiral) along the wall surface of the first duct in the flow of fluid flowing through the first duct, As the foreign matter discharging means, a bypass flow path connecting the first duct downstream of the swirl flow generating means of the foreign matter separating means and the negative pressure generating portion of the ejector (negative pressure generating portion of the foreign matter discharging means) may be used. good. In this case, the foreign matter collecting part of the foreign matter separating means may or may not be provided.
請求項4に記載の発明によれば、過給機は、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、およびこのスクロール室より高圧流体を流出させるアウトレットを有するコンプレッサを備えている。
エジェクタは、コンプレッサのアウトレットと吸気管の第2ダクトとの間に配設(接続)されている。この場合、コンプレッサで加圧された高圧流体がエジェクタの内部を流通すると、エジェクタがバイパス流路に作用する負圧を発生する。これにより、コンプレッサで加圧された高圧流体に、エジェクタに吸引された異物が混入する。そして、異物が混入した高圧流体は、第2ダクトの第2吸気通路を通って内燃機関に導かれる。
According to the invention described in
The ejector is disposed (connected) between the outlet of the compressor and the second duct of the intake pipe. In this case, when the high-pressure fluid pressurized by the compressor flows through the inside of the ejector, the ejector generates a negative pressure that acts on the bypass flow path. As a result, the foreign matter sucked into the ejector is mixed into the high-pressure fluid pressurized by the compressor. The high-pressure fluid mixed with foreign matter is guided to the internal combustion engine through the second intake passage of the second duct.
請求項5に記載の発明によれば、エジェクタは、第2ダクトの第2吸気通路内に配設されている。この場合、コンプレッサで加圧された高圧流体がエジェクタの内部を流通すると、エジェクタがバイパス流路に作用する負圧を発生する。これにより、コンプレッサで加圧された高圧流体に、エジェクタ(第2ダクトの第2吸気通路)に吸引された異物が混入する。そして、異物が混入した高圧流体は、第2ダクトの第2吸気通路を通って内燃機関に導かれる。
請求項6に記載の発明によれば、第2ダクトの第2吸気通路は、エジェクタの周囲にコンプレッサで加圧された高圧流体が流通する筒状の流体流路を有している。この場合、コンプレッサで加圧された高圧流体の一部は、筒状の流体流路を通過して内燃機関側に向かう。また、コンプレッサで加圧された高圧流体の残部は、エジェクタの内部を通過して内燃機関側に向かう。
According to the invention described in
According to the sixth aspect of the present invention, the second intake passage of the second duct has a cylindrical fluid flow path through which the high-pressure fluid pressurized by the compressor flows around the ejector. In this case, a part of the high-pressure fluid pressurized by the compressor passes through the cylindrical fluid flow path toward the internal combustion engine. The remaining portion of the high-pressure fluid pressurized by the compressor passes through the inside of the ejector and travels toward the internal combustion engine.
請求項7に記載の発明によれば、過給機は、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、およびこのスクロール室より高圧流体を流出させるアウトレットを有するコンプレッサを備えている。
そして、第2ダクトの第2吸気通路は、エジェクタの周囲に形成される筒状の流体流路の流路断面積が、コンプレッサのアウトレットの開口径と同等以上となるように、エジェクタよりも上流側で第2ダクトの第2吸気通路の通路断面積が滑らかに拡大している。これにより、第2ダクトの第2吸気通路内にエジェクタを配設した場合であっても、コンプレッサで加圧されて第2吸気通路を流通する高圧流体の圧力損失を低減することができる。
According to the invention described in
The second intake passage of the second duct is located upstream of the ejector so that the cross-sectional area of the cylindrical fluid passage formed around the ejector is equal to or greater than the opening diameter of the compressor outlet. The passage sectional area of the second intake passage of the second duct is smoothly enlarged on the side. Thereby, even when the ejector is disposed in the second intake passage of the second duct, the pressure loss of the high-pressure fluid that is pressurized by the compressor and flows through the second intake passage can be reduced.
請求項8に記載の発明によれば、吸気管の第2ダクトには、コンプレッサで加圧された高圧流体を冷却するインタークーラが設けられている。
そして、エジェクタは、インタークーラに対して並列接続されている。そして、吸気管には、第1ダクト内で流体から分離した異物を、インタークーラを迂回させてエジェクタに導くバイパス流路が設けられている。
請求項9に記載の発明によれば、異物排出手段(例えばエジェクタ)には、インタークーラの前後に生成される差圧によりバイパス流路に作用する負圧を発生する負圧発生部が設けられている。
これによって、インタークーラの前後に生成される差圧をエジェクタに用いることで、新たな差圧源を必要とすることなく、効果的に負圧発生部でバイパス流路に作用する負圧(第1ダクト内で流体から分離した異物を第2ダクト内に吸引する負圧)を発生させることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the second duct of the intake pipe is provided with the intercooler that cools the high-pressure fluid pressurized by the compressor.
The ejector is connected in parallel to the intercooler. The intake pipe is provided with a bypass flow path that guides foreign matter separated from the fluid in the first duct to the ejector by bypassing the intercooler.
According to the ninth aspect of the present invention, the foreign matter discharging means (for example, an ejector) is provided with a negative pressure generating portion that generates a negative pressure that acts on the bypass flow path by a differential pressure generated before and after the intercooler. ing.
As a result, by using the differential pressure generated before and after the intercooler in the ejector, a negative pressure that effectively acts on the bypass flow path at the negative pressure generating section without the need for a new differential pressure source (the first pressure) Negative pressure that sucks foreign matter separated from the fluid in one duct into the second duct).
請求項10に記載の発明によれば、異物分離手段には、第1ダクトを流通する流体の流れに第1ダクトの壁面に沿うように(螺旋状に)旋回する(螺旋状の)旋回流を発生させる旋回流発生手段が設けられている。なお、異物分離手段として、旋回流発生手段で発生した旋回流の外周部に導かれて、第1ダクト内で流体から分離した異物を捕集する異物捕集部を設けても良い。
ここで、排気ガス中に含まれる異物は、排気ガスと空気とを混合した流体と比べて比重が大きい。このため、旋回流発生手段で発生した旋回流によって異物に作用する慣性力(旋回流の遠心力)は、流体に作用する遠心力よりも大きくなる。これにより、旋回流の遠心力により比重の大きい異物は、旋回流の外周部、つまり第1吸気通路の外周部に集まろうとし、比重の小さい流体は、旋回流の中心部、つまり第1吸気通路の中心部に集まろうとする。
According to the tenth aspect of the present invention, the foreign matter separating means includes a spiral flow that spirals (spiral) along the wall surface of the first duct along the flow of the fluid flowing through the first duct. There is provided a swirl flow generating means for generating. In addition, as a foreign material separation means, you may provide the foreign material collection part which is guided to the outer peripheral part of the swirl | vortex flow generated by the swirl flow generation means, and collects the foreign material isolate | separated from the fluid in the 1st duct.
Here, the foreign matter contained in the exhaust gas has a higher specific gravity than a fluid obtained by mixing exhaust gas and air. For this reason, the inertial force (centrifugal force of the swirl flow) acting on the foreign matter by the swirl flow generated by the swirl flow generating means is larger than the centrifugal force acting on the fluid. As a result, foreign matter having a large specific gravity due to the centrifugal force of the swirling flow tends to gather at the outer peripheral portion of the swirling flow, that is, the outer peripheral portion of the first intake passage, and the fluid having a low specific gravity is collected at the central portion of the swirling flow, that is, the first intake passage Try to gather in the center of the.
したがって、旋回流発生手段で発生した旋回流によって異物に遠心力が働き、異物が旋回流の外周部、つまり第1吸気通路の外周部に導かれる。そして、旋回流発生手段で発生した旋回流の外周部に導かれて流体から分離した異物は、例えば異物捕集部で捕集される。以上のように、旋回流発生手段で発生した旋回流の遠心力を利用して流体から異物を効率良く分離(遠心分離)することができるので、異物を殆ど含まない流体を過給機のコンプレッサに流入させることができる。
これによって、例えばカーボン粒子、氷結またはフィルタの破損に伴う破片等の異物がコンプレッサに流入する不具合を回避することができるので、排気ガス中に含まれる異物の衝突によるコンプレッサのインペラの破損や摩耗を抑制することができる。また、例えば強酸性の凝縮水等の異物がコンプレッサに流入する不具合を回避することができるので、例えばアルミニウム合金等の金属材料で製造されるコンプレッサに付着したり堆積したりすることはなく、吸気通路に設けられた機器(例えばインタークーラ等)や吸気管の腐食を抑制することができる。
なお、異物捕集部は設けなくても良い。
Accordingly, centrifugal force acts on the foreign matter by the swirling flow generated by the swirling flow generating means, and the foreign matter is guided to the outer peripheral portion of the swirling flow, that is, the outer peripheral portion of the first intake passage. And the foreign material which was guide | induced to the outer peripheral part of the swirl | vortex flow generated by the swirl | vortex flow generation means and isolate | separated from the fluid is collected by the foreign material collection part, for example. As described above, since the foreign matter can be efficiently separated (centrifugated) from the fluid by utilizing the centrifugal force of the swirling flow generated by the swirling flow generating means, the fluid of the supercharger can Can be allowed to flow into.
As a result, it is possible to avoid problems such as carbon particles, icing or debris due to breakage of the filter flowing into the compressor, so that the impeller of the compressor is damaged or worn due to collision of foreign matter contained in the exhaust gas. Can be suppressed. Further, for example, foreign matter such as strongly acidic condensate can be prevented from flowing into the compressor, so that it does not adhere to or accumulate on a compressor made of a metal material such as an aluminum alloy. Corrosion of equipment (such as an intercooler) provided in the passage and the intake pipe can be suppressed.
In addition, the foreign material collection part does not need to be provided.
請求項11に記載の発明によれば、異物分離手段には、第1ダクト内で流体から分離した異物を捕集する異物捕集部が設けられている。なお、旋回流発生手段の代わりに、フィルタ等の他の異物分離手段を設けても良い。
請求項12に記載の発明によれば、異物捕集部は、第1ダクト内で流体から分離した異物を溜めるタンクを有している。
ここで、異物排出手段として、コンプレッサで加圧された高圧流体の流通により負圧を発生するエジェクタ、および第1ダクト内で流体から分離した異物を、コンプレッサを迂回させてエジェクタに導くバイパス流路が設けられている場合、このバイパス流路として、タンクの底面で開口したスリットを介してタンクの内部空間(異物貯留空間)とエジェクタ(異物排出手段の負圧発生部)とを接続するバイパス流路を使用しても良い。
なお、異物排出手段のバイパス流路に連通するスリットを、第1ダクト内に形成される内部空間(異物貯留空間)における重力方向の最下部で開口するように形成しても良い。
According to the eleventh aspect of the present invention, the foreign matter separating means is provided with the foreign matter collecting portion for collecting the foreign matter separated from the fluid in the first duct. In place of the swirl flow generating means, other foreign matter separating means such as a filter may be provided.
According to the twelfth aspect of the present invention, the foreign matter collecting part has a tank for collecting foreign matter separated from the fluid in the first duct.
Here, as a foreign matter discharge means, an ejector that generates a negative pressure by circulation of a high-pressure fluid pressurized by a compressor, and a bypass flow path that guides the foreign matter separated from the fluid in the first duct to the ejector while bypassing the compressor As a bypass flow path, a bypass flow that connects the internal space (foreign matter storage space) of the tank and the ejector (negative pressure generating portion of the foreign matter discharge means) through a slit opened at the bottom of the tank A road may be used.
In addition, you may form the slit connected to the bypass flow path of a foreign material discharge | emission means so that it may open in the lowest part of the gravity direction in the internal space (foreign material storage space) formed in a 1st duct.
請求項13に記載の発明によれば、排気ガス還流管内を流通する排気ガスの流量を調整する排気ガス制御弁を備えている。この場合、流体、特に排気ガスから分離した異物を排気系に排出する場合に比べて、排気ガス制御弁(例えばEGRガス流量制御弁)で流量調整された排気ガスを、内燃機関の吸気系外に漏れ出る懸念はなく、内燃機関に還流させることができる。これによって、内燃機関の運転状態に対応して設定される目標EGR率(内燃機関の燃焼室に供給される全ガスの流量に対するEGRガスの流量の比=EGR率)から実際の燃焼室EGR率がずれる不具合を防止できるので、エミッションの悪化や、燃焼状態が不安定な状態に陥る不具合を抑制することができる。
請求項14に記載の発明によれば、吸気管の第2ダクトには、コンプレッサで加圧された高圧流体を冷却するインタークーラが設けられている。
請求項15に記載の発明によれば、過給機は、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、このスクロール室に流体を流入させるインレット、およびスクロール室より流体を流出させるアウトレットを有するコンプレッサを備えている。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the exhaust gas control valve for adjusting the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation pipe is provided. In this case, the exhaust gas whose flow rate is adjusted by an exhaust gas control valve (for example, an EGR gas flow control valve) is supplied to the outside of the intake system of the internal combustion engine, compared with the case where foreign matter separated from the fluid, particularly the exhaust gas, is discharged to the exhaust system. There is no fear of leaking into the internal combustion engine, and it can be returned to the internal combustion engine. Thus, from the target EGR rate (corresponding to the flow rate of EGR gas to the flow rate of all gases supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine = EGR rate) set corresponding to the operating state of the internal combustion engine, the actual combustion chamber EGR rate Since the problem of shifting can be prevented, it is possible to suppress the deterioration of emission and the problem that the combustion state becomes unstable.
According to the fourteenth aspect of the present invention, the second duct of the intake pipe is provided with an intercooler that cools the high-pressure fluid pressurized by the compressor.
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、コンプレッサの腐食、破損や摩耗を抑制するという目的を、吸気管の第1ダクト内で流体から分離された強酸性の凝縮水等の異物を車外に排出することなく、しかも過給機のコンプレッサをバイパスさせてエジェクタに導くことで実現した。
また、異物分離効率を向上させるという目的を、エジェクタの作用により過給機のコンプレッサよりも下流側へ積極的に異物を流す流れを作り、吸気管の第1ダクト内で流体から分離された異物を吸引して速やかに第1ダクト内から排出することで実現した。
さらに、排気ガス制御弁(例えばEGRガス流量制御弁)で流量調整された排気ガスを、内燃機関の吸気系外に漏れ出る懸念はなく、内燃機関に還流させるという目的を、吸気管の第1ダクト(コンプレッサよりも上流側の吸気通路)内で流体から分離された強酸性の凝縮水等の異物を、過給機のコンプレッサをバイパスさせてコンプレッサで加圧された高圧流体と共に内燃機関に導くことで実現した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The purpose of the present invention is to suppress the corrosion, breakage and wear of the compressor without discharging foreign matter such as strongly acidic condensate separated from the fluid in the first duct of the intake pipe, and supercharging it. This was achieved by bypassing the compressor of the machine and guiding it to the ejector.
In addition, the purpose of improving the foreign matter separation efficiency is to create a flow in which foreign matter is actively flowed downstream from the compressor of the supercharger by the action of the ejector, and the foreign matter separated from the fluid in the first duct of the intake pipe This was realized by sucking and quickly discharging from the first duct.
Further, there is no fear that the exhaust gas whose flow rate is adjusted by an exhaust gas control valve (for example, an EGR gas flow rate control valve) leaks out of the intake system of the internal combustion engine, and the purpose of returning the exhaust gas to the internal combustion engine is the first of the intake pipes. Foreign matter such as strongly acidic condensate separated from the fluid in the duct (the intake passage upstream of the compressor) is led to the internal combustion engine together with the high-pressure fluid pressurized by the compressor, bypassing the compressor of the supercharger. That was realized.
[実施例1の構成]
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図1はエンジン制御システムを示した図で、図2はLPL−EGRシステムの主要部を示した図で、図3は旋回流発生装置を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 3 show Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1 is a view showing an engine control system, FIG. 2 is a view showing a main part of an LPL-EGR system, and FIG. It is the figure which showed the flow generator.
本実施例の内燃機関の制御装置(以下エンジン制御システムと言う)は、例えば複数の気筒を有するディーゼルエンジン等の内燃機関(以下エンジン本体Eと言う)より流出した排気ガスの一部であるEGRガスを吸気管に再循環(還流)させる排気還流装置(内燃機関のEGR制御装置:以下EGRシステムと言う)と、このEGRシステムを燃料噴射装置およびブローバイガス還元装置(PCVシステム)等の各システムと関連して制御するエンジン制御ユニット(ECU)とを備えている。
これらのEGRシステム、燃料噴射装置およびPCVシステムは、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されている。
An internal combustion engine control apparatus (hereinafter referred to as an engine control system) according to the present embodiment is an EGR that is a part of exhaust gas flowing out from an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine body E) such as a diesel engine having a plurality of cylinders. Exhaust gas recirculation device (EGR control device for internal combustion engine: hereinafter referred to as EGR system) that recirculates (recirculates) gas to the intake pipe, and this EGR system as a fuel injection device, a blow-by gas reduction device (PCV system), etc. And an engine control unit (ECU) that performs control in association with the.
These EGR system, fuel injection device, and PCV system are mounted in an engine room of a vehicle such as an automobile.
エンジン本体Eは、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。エンジン本体Eは、複数の気筒(第1〜第4気筒)を有し、第1〜第4気筒が気筒配列方向に直列に配置されたシリンダブロックと、吸気管の下流端部(インテークマニホールド)および排気管の上流端部(エキゾーストマニホールド)が接続されるシリンダヘッドとを備えている。
エンジン本体Eのシリンダブロックの内部には、気筒配列方向に4つの燃焼室が形成されている。また、シリンダブロックの各気筒の内部に形成されるシリンダボア内には、連接棒を介してクランクシャフトに連結されたピストンが、シリンダボアの中心軸線方向に摺動自在に支持されている。
The engine body E employs a direct injection diesel engine in which fuel is directly injected into the combustion chamber. The engine body E has a plurality of cylinders (first to fourth cylinders), a cylinder block in which the first to fourth cylinders are arranged in series in the cylinder arrangement direction, and a downstream end portion (intake manifold) of the intake pipe And a cylinder head to which an upstream end (exhaust manifold) of the exhaust pipe is connected.
Inside the cylinder block of the engine body E, four combustion chambers are formed in the cylinder arrangement direction. Further, in a cylinder bore formed inside each cylinder of the cylinder block, a piston connected to a crankshaft via a connecting rod is supported so as to be slidable in the central axis direction of the cylinder bore.
エンジン本体Eのシリンダヘッドの一方側には、各気筒毎の燃焼室に独立して接続される複数の吸気ポート(インテークポート)が設けられている。これらの各気筒毎の吸気ポートは、ポペット型の吸気バルブ(インテークバルブ)によって開閉される。エンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートには、吸気管内に形成される吸気通路(内燃機関の吸気通路)が接続されている。
エンジン本体Eのシリンダヘッドの他方側には、各気筒毎の燃焼室に独立して接続される複数の排気ポート(エキゾーストポート)が設けられている。これらの各気筒毎の排気ポートは、ポペット型の排気バルブ(エキゾーストバルブ)によって開閉される。エンジン本体Eの各気筒毎の排気ポートには、排気管内に形成される排気通路(内燃機関の排気通路)が接続されている。
On one side of the cylinder head of the engine body E, a plurality of intake ports (intake ports) connected independently to the combustion chambers for each cylinder are provided. The intake port for each cylinder is opened and closed by a poppet-type intake valve (intake valve). An intake passage (intake passage of the internal combustion engine) formed in the intake pipe is connected to an intake port for each cylinder of the engine body E.
On the other side of the cylinder head of the engine body E, there are provided a plurality of exhaust ports (exhaust ports) that are independently connected to the combustion chamber for each cylinder. The exhaust port for each cylinder is opened and closed by a poppet type exhaust valve (exhaust valve). An exhaust passage (exhaust passage of the internal combustion engine) formed in the exhaust pipe is connected to the exhaust port of each cylinder of the engine body E.
燃料噴射装置は、ディーゼルエンジン用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム(蓄圧式燃料噴射装置)によって構成されている。このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料系の低圧側である燃料タンクから低圧燃料を汲み上げるフィードポンプを内蔵した燃料噴射ポンプ(サプライポンプ)と、このサプライポンプの吐出ポートから高圧燃料が導入されるコモンレールと、このコモンレールの各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個の燃料噴射弁(インジェクタ)とを備え、コモンレールの内部に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタを介してエンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
ここで、サプライポンプの燃料吐出量を制御する電磁式燃料調量弁、および複数個のインジェクタの開弁時期(噴射タイミング)と開弁期間(燃料噴射量)を制御する各電磁弁(インジェクタ用電磁弁)への供給電流量は、ECUによって電子制御されるように構成されている。
The fuel injection device is constituted by a common rail fuel injection system (accumulated pressure fuel injection device) known as a fuel injection system for a diesel engine. This common rail fuel injection system includes a fuel injection pump (supply pump) that incorporates a feed pump that pumps low pressure fuel from a fuel tank on the low pressure side of the fuel system, and a common rail into which high pressure fuel is introduced from the discharge port of the supply pump. And a plurality of fuel injection valves (injectors) to which high-pressure fuel is distributed and supplied from each fuel outlet of the common rail, and the high-pressure fuel accumulated in the common rail is passed through each injector to each cylinder of the engine body E. Each combustion chamber is configured to be supplied by injection.
Here, an electromagnetic fuel metering valve for controlling the fuel discharge amount of the supply pump, and each solenoid valve for controlling the valve opening timing (injection timing) and the valve opening period (fuel injection amount) of the plurality of injectors (for the injector) The amount of current supplied to the solenoid valve) is configured to be electronically controlled by the ECU.
PCVシステムは、エンジン本体Eのピストンとシリンダとの間の隙間からクランクケース内に吹き抜けるガス(ブローバイガス:以下PCVガスと言う)を大気中に放出せずに、再びエンジン本体Eの吸気系統に戻して再燃焼させるシステムである。すなわち、PCVシステムは、エンジン本体Eのクランクケースの内部で発生したPCVガスを抜き取り、エンジン本体Eの吸気系統(サージタンクまたはインテークマニホールド)に戻して再燃焼させると共に、エアクリーナ1で濾過された清浄な空気(外気中に含まれる異物が取り除かれたクリーンエア)をクランクケース内に導入してクランクケース内を換気するように構成されている。 The PCV system re-enters the intake system of the engine body E without releasing the gas (blow-by gas: hereinafter referred to as PCV gas) that blows into the crankcase from the gap between the piston and the cylinder of the engine body E into the atmosphere. This is a system for returning and reburning. That is, the PCV system extracts the PCV gas generated inside the crankcase of the engine body E, returns it to the intake system (surge tank or intake manifold) of the engine body E, and re-combusts it. Fresh air (clean air from which foreign matter contained in the outside air has been removed) is introduced into the crankcase to ventilate the crankcase.
PCVシステムは、エンジン本体Eの内部、特にクランクケースの内部(クランク室内)とエアクリーナホース2内の吸気通路とを接続する新気導入ホース(PCVホース)3と、エンジン本体Eの内部、特にシリンダヘッドカバーの内部とサージタンクまたはインテークマニホールドの内部とを接続するブローバイガス還流ホースとを有している。
PCVホース3の内部には、エアクリーナ1で濾過された清浄な空気(クリーンエア)をエンジン本体Eの内部、特にクランクケースの内部(クランク室内)に導くための新気導入通路が形成されている。また、ブローバイガス還流ホースの内部には、クランクケースの内部(クランク室内)で発生したPCVガスをエンジン本体Eの吸気系統(サージタンクまたはインテークマニホールド)に戻すためのブローバイガス還流通路が形成されている。
また、ブローバイガス還流通路の途中には、エンジン本体Eの運転状態に応じて開閉されるPCVバルブが設置されている。
The PCV system includes a fresh air introduction hose (PCV hose) 3 that connects the inside of the engine body E, particularly the inside of the crankcase (crank chamber) and the intake passage in the air
Inside the
A PCV valve that is opened and closed according to the operating state of the engine body E is installed in the middle of the blow-by gas recirculation passage.
エンジン本体Eには、全気筒の吸気ポートに連通する吸気通路を形成する吸気管、および全気筒の排気ポートに連通する排気通路を形成する排気管が接続されている。
吸気管は、エンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室内に吸入空気(新気)あるいは新気とEGRガスとを混合した流体(以下混合流体またはEGRガス等の流体とも言う)を供給するための吸気通路を形成するケーシング(吸気導入ダクト)である。この吸気管は、外気導入ダクト、エアクリーナ1のエアクリーナケース、エアクリーナホース2、第1インテークダクト(インテークパイプ、第1ダクト)4、第2インテークダクト(インテークパイプ、第2ダクト)5および第3インテークダクト(インテークパイプ、第2ダクト)6等を有している。
The engine body E is connected to an intake pipe that forms an intake passage that communicates with the intake ports of all the cylinders, and an exhaust pipe that forms an exhaust passage that communicates with the exhaust ports of all the cylinders.
The intake pipe is used to supply intake air (fresh air) or a fluid in which fresh air and EGR gas are mixed (hereinafter also referred to as a mixed fluid or a fluid such as EGR gas) into the combustion chamber of each cylinder of the engine body E. It is a casing (intake introduction duct) that forms an intake passage. The intake pipe includes an outside air introduction duct, an air cleaner case of the air cleaner 1, an air
ここで、インテークマニホールドは、吸入空気の圧力脈動を低減するサージタンク、およびこのサージタンクの複数(各気筒毎)の空気出口部にそれぞれ接続する複数(各気筒毎)の吸気分岐管等を有するサージタンク一体型インテークマニホールドである。
吸気管には、外気導入ダクトから流入した外気中に含まれる不純物(塵や埃、砂等のダスト)を捕捉して取り除くエアクリーナ1、このエアクリーナ1で濾過された清浄な空気(新気)とEGRガスとを混合した流体から異物を取り除く異物分離装置、この異物分離装置で異物が取り除かれた流体(EGRガスまたは混合流体)を過給してエンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室に高圧流体を送り込むターボ過給機のコンプレッサ、このコンプレッサで加圧(圧縮または加速)された高圧流体が流通するエジェクタ8、ターボ過給機のコンプレッサで加圧されて高圧になり吸気温度が上昇した高圧流体を冷却するインタークーラ9、およびエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートに導入される吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ10等が設置されている。
Here, the intake manifold includes a surge tank that reduces pressure pulsation of intake air, and a plurality (for each cylinder) of intake branch pipes that are respectively connected to a plurality (for each cylinder) of air outlets of the surge tank. This is a surge tank integrated intake manifold.
The intake pipe includes an air cleaner 1 that traps and removes impurities (dust such as dust, dust, and sand) contained in the outside air flowing from the outside air introduction duct, and clean air (fresh air) filtered by the air cleaner 1. A foreign matter separation device that removes foreign matter from a fluid mixed with EGR gas, and a fluid (EGR gas or mixed fluid) from which foreign matter has been removed by this foreign matter separation device is supercharged to increase the pressure in the combustion chamber of each cylinder of the engine body E A turbocharger compressor that feeds fluid, an
ここで、異物分離装置は、第1インテークダクト4に配設された旋回流発生装置(旋回流発生手段)7、およびこの旋回流発生装置7で発生した旋回流の遠心力により旋回流の外周部に導かれて、EGRガスと吸入空気とを混合した流体から分離した異物を捕集する異物捕集部を有している。
また、本実施例の吸気管には、異物分離装置の作用により第1インテークダクト4内で流体から分離した異物を、ターボ過給機のコンプレッサを迂回させてエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導く異物排出装置(異物排出手段)が設置されている。この異物排出装置は、第1インテークダクト4内で流体から分離した異物をターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体に混入させるエジェクタ8、および第1インテークダクト4内で流体から分離した異物を、コンプレッサを迂回させてエジェクタ8に導くバイパス流路12等を有している。このバイパス流路12の途中には、エジェクタ8に吸引された異物を含む流体の逆流を防止する逆止弁13が設置されている。
なお、吸気管、特に第1〜第3インテークダクト4〜6、異物分離装置、異物排出装置(エジェクタ8、バイパス流路12等)の詳細は後述する。
Here, the foreign matter separating device includes a swirling flow generator (swirl flow generating means) 7 disposed in the
In addition, in the intake pipe of the present embodiment, the foreign matter separated from the fluid in the
The details of the intake pipe, particularly the first to
排気管は、エンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスを外部に排出するための排気通路を形成するケーシング(排気導出ダクト)である。この排気管は、エキゾーストマニホールド、エキゾーストダクトおよびエキゾーストパイプ等を有している。
ここで、エキゾーストマニホールドは、エンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室および排気ポートに接続する複数(各気筒毎)の排気分岐管、および各気筒毎の排気分岐管の合流部である集合部等を有している。
排気管には、ターボ過給機のタービン、このタービンを通過した排気ガス中に含まれるパティキュレート(PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)21、およびこのDPF21を通過した排気ガス中に含まれる窒素酸化物(NOx)を浄化するNOx吸蔵還元型の触媒(NOx触媒)22等が設置されている。
The exhaust pipe is a casing (exhaust exhaust duct) that forms an exhaust passage for exhausting the exhaust gas flowing out from the combustion chamber of each cylinder of the engine body E to the outside. The exhaust pipe has an exhaust manifold, an exhaust duct, an exhaust pipe, and the like.
Here, the exhaust manifold includes a plurality of (for each cylinder) exhaust branch pipes connected to a combustion chamber and an exhaust port for each cylinder of the engine main body E, and a collective portion that is a confluence of the exhaust branch pipes for each cylinder. have.
The exhaust pipe includes a turbocharger turbine, a diesel particulate filter (DPF) 21 that collects particulates (PM) contained in exhaust gas that has passed through the turbine, and exhaust gas that has passed through the
DPF21は、周知の構造のセラミックス製のフィルタであり、例えばコーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、排気ガス流路となる多数のセルを入口側または出口側が互い違いとなるように目封じしてなる。エンジン本体Eから排出された排気ガスは、DPF21の多孔性の隔壁を通過しながら下流へ流れ、その間にパティキュレート(PM)が捕集されて次第に堆積する。
なお、DPF21よりも上流側の排気管に、酸化触媒(DOC)が設置されていても良い。DPF21は、金属製フィルタであっても良く、酸化触媒が担持されていても、担持されていなくても良い。あるいは酸化触媒が担持されたDPFを用い、その上流にDOCを設置しないシステム構成とすることもできる。
The
An oxidation catalyst (DOC) may be installed in the exhaust pipe upstream of the
DOCは、周知の構造で、コーディエライトハニカム構造体等よりなるセラミックス製担体の表面に酸化触媒を担持してなる。DOCは、排気通路に供給される炭化水素(HC)を触媒反応により燃焼させて排気温度を上昇させ、DPF21を昇温する。なお、NOx触媒22よりも下流側の排気管にDOCを設置しても良い。この場合、NOx触媒22を通り抜けたHCやCOをDOC内で酸化することにより排気ガスを浄化する。
NOx触媒22は、例えばアルカリ土類系材料(吸蔵材)と白金とからなり、排気ガスの雰囲気が空燃比クリーン(理論空燃比よりも燃料比率の高い空燃比)の時には排気ガス中のNOxを吸蔵し、空燃比がリッチ(理論空燃比よりも燃料比率の低い空燃比)になった時には排気ガス中のHCやCOといった還元成分により吸蔵NOxを還元除去する特性を有している。
The DOC has a well-known structure and is formed by supporting an oxidation catalyst on the surface of a ceramic carrier made of a cordierite honeycomb structure or the like. The DOC burns hydrocarbons (HC) supplied to the exhaust passage by a catalytic reaction to raise the exhaust temperature and raise the temperature of the
The
ターボ過給機は、排気管内に形成される排気通路の途中に配設されたタービンと、吸気管内に形成される吸気通路の途中に配設されたコンプレッサとを備え、EGRガスと吸入空気とを混合した流体を加圧(圧縮または加速)してエンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室へと送り込むターボチャージャである。
タービンは、エンジン本体Eより排出される排気ガスにより回転駆動されるタービンインペラ(タービンホイール)23、およびこのタービンインペラ23を回転自在に収容するタービンハウジング24を有している。
コンプレッサは、タービンインペラ23と同軸的に配設されて、タービンインペラ23により回転駆動されるコンプレッサインペラ25、およびこのコンプレッサインペラ25を回転自在に収容するコンプレッサハウジング26を有している。
The turbocharger includes a turbine disposed in the middle of an exhaust passage formed in the exhaust pipe, and a compressor disposed in the middle of the intake passage formed in the intake pipe, and includes EGR gas, intake air, This is a turbocharger that pressurizes (compresses or accelerates) the fluid that is mixed into the combustion chamber for each cylinder of the engine body E.
The turbine includes a turbine impeller (turbine wheel) 23 that is rotationally driven by exhaust gas discharged from the engine body E, and a
The compressor is disposed coaxially with the
ここで、タービンインペラ23とコンプレッサインペラ25とは、回転軸方向に真っ直ぐに延びるロータシャフト(回転軸)27によって一体となって回転するように連結されている。このロータシャフト27の回転軸方向の一端部には、複数のタービンブレードを有するタービンインペラ23が結合されている。また、ロータシャフト27の回転軸方向の他端部には、複数のコンプレッサブレードを有するコンプレッサインペラ25が結合されている。
タービンインペラ23は、ロータシャフト27を中心にして回転する。
タービンハウジング24は、内部にタービンインペラ23を収容するスクロール室28が形成されたスクロール部を有している。スクロール室28は、タービンインペラ23の周囲を取り囲む渦巻き状の流体流路(スクロール流路)を含んでいる。
Here, the
The
The
タービンハウジング24のスクロール部の上流側には、エキゾーストマニホールド側のエキゾーストダクトからタービンハウジング24のスクロール室28に排気ガスを流入させるためのインレットが一体的に形成されている。このインレットの内部には、エキゾーストマニホールド側のエキゾーストダクト内に形成される排気通路に接続する流体導入流路が形成されている。
タービンハウジング24のスクロール部の下流側には、タービンハウジング24のスクロール室28からDPF側のエキゾーストダクトに排気ガスを流出させるためのアウトレットが一体的に形成されている。このアウトレットの内部には、DPF側のエキゾーストダクト内に形成される排気通路に接続する流体排出流路が形成されている。
An inlet for allowing exhaust gas to flow into the
An outlet for allowing exhaust gas to flow out from the
コンプレッサインペラ25は、ロータシャフト27を中心にして回転する。
コンプレッサハウジング26は、内部にコンプレッサインペラ25を収容するスクロール室29が形成されたスクロール部を有している。スクロール室29は、コンプレッサインペラ25の周囲を取り囲む渦巻き状の流体流路(スクロール流路)を含んでいる。
コンプレッサハウジング26のスクロール部の上流側には、第1インテークダクト(コンプレッサよりもエアクリーナ側のインテークダクト)4からコンプレッサハウジング26のスクロール室29に流体を流入させるためのインレット31が一体的に形成されている。このインレット31の内部には、第1インテークダクト4内に形成される第1吸気通路に接続する流体吸込流路32が形成されている。また、インレット31の上流側端部には、第1インテークダクト4に接続する円筒状のダクト接続部(接合部)が形成されている。
The
The
An
コンプレッサハウジング26は、例えばアルミニウム合金等の金属材料によって形成されている。
コンプレッサハウジング26のスクロール部の下流側には、コンプレッサハウジング26のスクロール室29から第2インテークダクト(コンプレッサよりもインタークーラ側のインテークダクト)5に高圧流体を流出させるためのアウトレット33が一体的に形成されている。このアウトレット33の内部には、エジェクタ8内に形成される軸線方向流路に接続する流体吐出流路34が形成されている。また、アウトレット33の下流側端部には、エジェクタ8に接続する円筒状のエジェクタ接続部(接合部)が形成されている。
The
On the downstream side of the scroll portion of the
ここで、本実施例のEGRシステム(排気還流装置)は、内部に排気通路が形成された排気管と、内部に吸気通路が形成された吸気管と、ターボ過給機のタービンハウジング24のスクロール室28よりも上流側の排気通路(タービンよりもエキゾーストマニホールド側のエキゾーストダクト)からコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側の吸気通路(コンプレッサよりもインテークマニホールド側のインテークダクト)へ高圧EGRガスを還流させる高圧排気還流装置(HPL−EGRシステム)と、ターボ過給機のタービンハウジング24のスクロール室28よりも下流側の排気通路、特にDPF21よりも下流側の排気通路(DPF21よりも下流側のエキゾーストダクト)からコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路(第1インテークダクト4)へ低圧EGRガスを還流させる低圧排気還流装置(LPL−EGRシステム)とを備えている。
Here, the EGR system (exhaust gas recirculation device) of this embodiment includes an exhaust pipe having an exhaust passage formed therein, an intake pipe having an intake passage formed therein, and a scroll of the
HPL−EGRシステムは、排気管から吸気管に高圧EGRガス(以下EGRガスとも言う)を還流させる高圧排気ガス還流管(HPL−EGRパイプ:以下EGRガスパイプと言う)35を有している。このEGRガスパイプ35の内部には、ターボ過給機のタービンハウジング24のスクロール室28よりも上流側の排気通路(エキゾーストマニホールド)からコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側の吸気通路(インテークマニホールド)に高圧EGRガスを還流させるEGRガス還流路(排気ガス還流路)が形成されている。
EGRガスパイプ35には、EGRガス還流路を流通する高圧EGRガスを冷却する高圧EGRクーラ37、EGRガス還流路を流通する高圧EGRガスの流量を調整する高圧EGR流量制御弁(排気ガス制御弁、EGRガス流量制御弁)38等が設置されている。なお、高圧EGRクーラ37を設けなくても良い。
The HPL-EGR system includes a high-pressure exhaust gas recirculation pipe (HPL-EGR pipe: hereinafter referred to as an EGR gas pipe) 35 that recirculates high-pressure EGR gas (hereinafter also referred to as EGR gas) from the exhaust pipe to the intake pipe. Inside the
The
LPL−EGRシステムは、排気管から吸気管に低圧EGRガス(以下EGRガスとも言う)を還流させる低圧排気ガス還流管(LPL−EGRパイプ:以下EGRガスパイプと言う)45を有している。このEGRガスパイプ45の内部には、DPF21よりも下流側の排気通路からコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41に低圧EGRガスを還流させるEGRガス還流路(排気ガス還流路)46が形成されている。
EGRガスパイプ45には、EGRガス還流路46を流通する低圧EGRガスを冷却する低圧EGRクーラ47、EGRガス還流路46を流通する低圧EGRガスの流量を調整する低圧EGR流量制御弁(排気ガス制御弁、EGRガス流量制御弁)48等が設置されている。なお、低圧EGRクーラ47を設けなくても良い。
The LPL-EGR system has a low-pressure exhaust gas recirculation pipe (LPL-EGR pipe: hereinafter referred to as EGR gas pipe) 45 that recirculates low-pressure EGR gas (hereinafter also referred to as EGR gas) from the exhaust pipe to the intake pipe. Inside the
The
次に、本実施例のLPL−EGRシステムに使用される吸気管の詳細を図1ないし図3に基づいて説明する。この吸気管には、内部に第1吸気通路41が形成される第1インテークダクト4と、内部に第2吸気通路42が形成される第2インテークダクト5と、内部に第3吸気通路43(図7および図8参照)が形成される第3インテークダクト6とが設けられている。
ここで、第1吸気通路41は、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の吸気通路を構成している。また、第2、第3吸気通路42、43は、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側の吸気通路を構成している。
Next, details of the intake pipe used in the LPL-EGR system of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The intake pipe includes a
Here, the
第1インテークダクト4は、第1吸気通路41の周囲を円周方向に取り囲むように設置されて、EGRガスと吸入空気とを混合した流体をコンプレッサハウジング26のスクロール室29に導入する第1吸気ダクトを構成している。
第1インテークダクト4の上流側端部には、エアクリーナ1で濾過された清浄な空気(クリーンエア、新気)とEGRガスパイプ45から導入されるEGRガスとの合流部49が設けられている。また、第1インテークダクト4の軸線方向全体には、旋回流発生装置7を配設した円筒状の外管51が設けられている。また、第1インテークダクト4の下流側端部には、2重管部が設けられている。この2重管部は、外管51の下流側端部である円筒状のタンク52、および外管51よりも軸線方向の長さが短い円筒状の内管53により構成される。なお、外管51の下流側端部(タンク52)と内管53の下流側端部との間には、円筒空間(異物貯留空間)54を閉鎖する円環状の閉塞壁が設けられている。
The
An upstream end portion of the
外管51は、内部に第1吸気通路(大径通路)41を形成する円筒内面(壁面、内周面)を有している。この外管51は、内管53よりも吸気通路径(通路断面積)が大きい大径ダクト(円筒ダクト)である。また、外管51の下流側部(タンク52)は、異物貯留空間54の周囲を円周方向に取り囲むように設置されている。また、外管51は、コンプレッサハウジング26のインレット31の開口径(インレット径)および内管53の吸気通路径(ダクト径)よりも大きくなるように設定されている。
なお、第1インテークダクト4、特に外管51には、EGRガスパイプ45のEGRガス還流路46から第1吸気通路41にEGRガスが導入される排気ガス導入部(EGRガス導入ポート)が形成されている。
The
The
内管53は、内部に第1吸気通路(小径通路)41を形成する円筒内面(壁面、内周面)を有している。この内管53は、外管51よりも吸気通路径(通路断面積)が小さい小径ダクト(円筒ダクト)である。また、内管53は、コンプレッサハウジング26のインレット31の開口径と同じ吸気通路径を有している。
なお、内管53の下流側端部には、コンプレッサハウジング26のインレット31のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のインレット接続部(接合部)が形成されている。
The
A cylindrical inlet connecting portion (joining portion) that is hermetically connected to the duct connecting portion of the
また、本実施例の吸気管は、図1ないし図3に示したように、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体(EGRガスと吸入空気とを混合した流体)中に含まれる異物を流体から分離して捕集する異物分離装置、およびこの異物分離装置内で流体から分離した異物を、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)させてエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートや燃焼室に導く異物排出装置を備えている。
異物分離装置は、第1インテークダクト4、特に外管51に配設された旋回流発生装置7、第1インテークダクト4の下流側端部に設けられた2重管部、およびこの2重管部の内管53で流体から分離した異物を捕集する異物捕集部を有している。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the intake pipe of the present embodiment is in a fluid flowing through the
The foreign matter separating device includes the
旋回流発生装置7は、図3に示したように、第1インテークダクト4の外管51の壁面に取り付けられた円板状のプレート55、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体の流れに外管51の壁面に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流を発生させる複数の固定旋回翼(プロペラ)56と、これらの各固定旋回翼56を支持する支持軸57とを備えている。複数の固定旋回翼56は、プレート55に複数形成された多角形状の切り起こし片をその板厚方向の上流側および下流側に切り起こして設けられ、支持軸57が吸気通路(第1吸気通路41)の中心軸線上に位置するように外管51の壁面に固定されている。
As shown in FIG. 3, the swirling
2重管部、特に外管51と内管53との間には、第1吸気通路41と異物貯留空間54とを連通する円環状の段差開口部58が形成されている。この段差開口部58は、複数の固定旋回翼56よりも下流側で、且つ第1吸気通路41の外周部に配設されている。また、段差開口部58は、円環状に開口している。そして、段差開口部58は、複数の固定旋回翼56を流体が通過することによって複数の固定旋回翼56よりも下流側に発生した旋回流の遠心力を利用して旋回流の外周部(第1吸気通路41の外周部)に導かれた異物を流体から分離(遠心分離)する。
異物捕集部は、内管53の周囲を円周方向に取り囲むように第1インテークダクト4の外周部に設置されている。この異物捕集部は、段差開口部58で流体から分離した異物を一時的に溜めるタンク52を有している。このタンク52内に形成される異物貯留空間54は、段差開口部58を介して第1吸気通路41に連通している。なお、タンク52には、スリット(異物排出部)11を介してバイパス流路12が接続されている。
An annular step opening 58 that connects the
The foreign matter collecting part is installed on the outer peripheral part of the
異物排出装置は、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体の流通により負圧を発生するエジェクタ8と、タンク52の底面で開口したスリット11とエジェクタ8の吸引ポート14を、コンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)して接続するバイパス流路12とを備えている。
異物排出装置は、タンク52の内面(壁面)に付着して捕集されたり、また、互いに凝集による自重増加によって異物貯留空間54内における重力方向下方に位置する底面上に落下して堆積したりした異物をエジェクタ8の負圧発生部17に発生する負圧吸引力を使用してエンジン本体Eに導く異物排出手段である。
The foreign matter discharging apparatus includes an
The foreign matter discharge device adheres to and collects on the inner surface (wall surface) of the
エジェクタ8は、コンプレッサハウジング26のアウトレット33の下流側端部(エジェクタ接続部)と第2インテークダクト5の上流側端部(エジェクタ接続部)との間に配設されている。このエジェクタ8の外面には、コンプレッサで加圧された高圧流体が流入するエジェクタ入口部(入口ポート)、バイパス流路12から異物を吸引する吸引ポート14、および第2吸気通路42へ異物を混入した高圧流体を吐出するエジェクタ出口部(吐出ポート)が開口している。なお、入口ポートおよび吐出ポートは、同一軸線上に配置されている。
The
エジェクタ8は、コンプレッサで加圧された高圧流体が流通するノズル15、このノズル15の絞り部16(またはノズル出口部)からの高圧流体の噴出によりバイパス流路12に作用する負圧を発生する負圧発生部17、ノズル15の絞り部16から噴出された高圧流体と負圧発生部17に吸引された異物とを混合する混合部18、および異物を含んだ高圧流体の圧力を昇圧させるディフューザ19等を有している。
なお、絞り部16は、ノズル15の出口に設けられている。また、ノズル15、混合部18およびディフューザ19は、同一軸線上に設けられており、エジェクタ8の軸線方向流路を構成する。
The
The
ここで、エジェクタ8は、コンプレッサで加圧された高圧流体に吸引された異物を混入し、異物を混入した高圧流体をエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートや燃焼室に導く。なお、エジェクタ8は、ノズル15の絞り部16よりも上流側に設けられる負圧発生部17に異物を導入するように構成されているので、バイパス流路12を流通する異物の流れの剥離等、圧力損失の少ない形状となっている。
Here, the
負圧発生部17は、エジェクタ8の前後(入口ポートおよびこの入口ポートよりも上流側、吐出ポートおよびこの吐出ポートよりも下流側)に生成される差圧によりバイパス流路12に作用する負圧を発生する。また、負圧発生部17は、ノズル15の絞り部16から高圧流体が噴出した際に発生する負圧吸引力により第1インテークダクト4内で遠心分離した異物、つまり第1インテークダクト4に設けられる異物貯留空間54内に捕集された異物をバイパス流路12および吸引ポート14を経由して第2インテークダクト5に設けられる第2吸気通路42内に吸引する異物吸引部を構成する。
The
バイパス流路12は、第1インテークダクト4に設けられる異物貯留空間54内に捕集された異物を、コンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)させてエジェクタ8に導く異物排出流路である。このバイパス流路12は、第1インテークダクト4に設けられるタンク52の底面で開口したスリット11を介して異物分離装置の異物捕集部と、エジェクタ8の外面で開口した吸引ポート14を介してエジェクタ8の負圧発生部17とを接続している。
The
また、バイパス流路12の下流側端部は、エジェクタ8に設けられる負圧発生部17の吸引ポート14に接続されている。なお、バイパス流路12は、第1インテークダクト4のタンク52とエジェクタ8の吸引ポート14とを接続するバイパスパイプ20の内部に形成されている。
バイパス流路12の上流側端部は、タンク52の底面で開口したスリット11を介して異物分離装置の異物捕集部、つまり複数の固定旋回翼56等の旋回流発生装置7よりも下流側の第1インテークダクト4のタンク52に接続されている。
ここで、異物捕集部としての機能を有するタンク52に形成されたスリット11は、第1インテークダクト4内に形成される異物貯留空間54の重力方向(車両上下方向)の最下部となる位置近傍で開口している。
逆止弁13は、バイパス流路12の途中に設置されて、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体(異物を混入した高圧流体またはエジェクタ8の負圧発生部17に吸引された異物)の逆流を防止するボールバルブ、このボールバルブが着座、離座するバルブシートおよびこのバルブシートを貫通する弁孔(バイパス流路孔)を有している。
The downstream end of the
The upstream end of the
Here, the
The
[実施例1の作用]
次に、本実施例のエンジン制御システムの作用を図1ないし図3に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the engine control system of this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
エンジン本体Eより排出された排気ガスは、インレット内に形成された流体導入流路からスクロール室28のスクロール流路に導入される。そして、スクロール室28のスクロール流路を通過する際に回転力を得た排気ガスは、スクロール室28の内面に形成された流体導入口を通ってタービンインペラ23のタービンブレードへと吹き付けられる。このようにタービンブレードに吹き付けられた排気ガスによって、タービンインペラ23がロータシャフト27を中心にして回転される。これにより、ロータシャフト27が回転する。そして、タービンインペラ23に吹き付けられた排気ガスは、タービンインペラ23の正面側に開口した流体排出口を通って、アウトレット内に形成された流体排出流路からDPF側のエキゾーストダクトに排出される。
Exhaust gas discharged from the engine body E is introduced into the scroll passage of the
タービンインペラ23の回転がロータシャフト27を介してコンプレッサインペラ25に伝達されると、コンプレッサインペラ25が回転する。そして、コンプレッサインペラ25が回転すると、インレット31内に形成された流体吸込流路32から、コンプレッサインペラ25の正面側に開口した流体吸入口を通って吸入空気または混合流体が吸引される。このようにしてコンプレッサインペラ25に吸引された吸入空気または混合流体は、コンプレッサインペラ25のコンプレッサブレードによって圧縮され、スクロール室29のスクロール流路へと強制的に送り込まれる。そして、スクロール室29のスクロール流路に送り込まれた高圧流体は、スクロール室29の内面に形成された流体吐出口を通ってアウトレット33内に形成された流体吐出流路34に送り込まれる。そして、流体吐出流路34に送り込まれた高圧流体は、エジェクタ8の軸線方向流路(ノズル15、混合部18およびディフューザ19)、第2インテークダクト5内に形成される第2吸気通路42、インタークーラ9、第3インテークダクト6内に形成される第3吸気通路43、スロットルバルブ10を通ってエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室へと送られる。
When the rotation of the
ここで、第1インテークダクト4の上流側端部には、エアクリーナ1で濾過された清浄な空気(クリーンエア、新気)とEGRガスパイプ45のEGRガス還流路46から導入されるEGRガスとの合流部49が設けられている。そして、EGRガスパイプ45に設置された低圧EGR流量制御弁48が開弁している場合には、タービンハウジング24のアウトレットよりも下流側の排気通路、特にDPF21よりも下流側の排気通路からEGRガスパイプ45のEGRガス還流路46を経由して、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41にEGRガスが導入される。
そして、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内でEGRガスと吸入空気とが混合されて混合流体(EGRガス等の流体)となる。この混合流体は、第1インテークダクト4の第1吸気通路41の途中に配設された複数の固定旋回翼56を通過すると、混合流体の流れに外管51の壁面に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流が発生する。
Here, at the upstream end portion of the
Then, the EGR gas and the intake air are mixed in the
ここで、第1インテークダクト4の第1吸気通路41に導入されたEGRガス中に含まれる異物(例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21が破損した際の破片等)は、吸入空気とEGRガスとを混合した流体(混合流体)と比べて比重が大きい。このため、複数の固定旋回翼56を通過することで発生する混合流体の旋回流によって異物に作用する慣性力(旋回流の遠心力)は、混合流体に作用する遠心力よりも大きくなる。
これにより、旋回流の遠心力により比重の大きい異物(カーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21が破損した際の破片等)は、旋回流の外周部、つまり吸気通路(特に外管51内の第1吸気通路41)の外周部に集まろうとし、比重の小さい混合流体(吸入空気、EGRガス等)は、旋回流の中心部、つまり吸気通路(特に外管51内の第1吸気通路41)の中心部に集まろうとする。
Here, foreign matters (for example, carbon fine particles, condensed water, icing, debris when the
As a result, foreign matter having a large specific gravity (carbon fine particles, condensed water, icing, debris when the
したがって、異物は、円筒状の外管51の壁面(内周面)に沿って螺旋状に旋回しながら内管53の上流側端部近傍に到達する。そして、内管53の上流側端部近傍に到達した異物は、そのまま円環状の段差開口部58を通って異物貯留空間54に流入する。そして、混合流体の旋回流により混合流体から遠心分離して、異物貯留空間54に流入した異物は、円筒状の内管53の壁面(外周面)に沿うように異物貯留空間54の円周方向に旋回する。そして、異物貯留空間54内を旋回する異物は、旋回流の遠心力によってタンク52の内面(壁面)に付着して捕集されたり、また、互いに凝集による自重増加によって異物貯留空間54内における重力方向下方に位置する底面上に落下して堆積したりする。
Accordingly, the foreign matter reaches the vicinity of the upstream end portion of the
ここで、エジェクタ8のノズル15をターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体が流通し、ノズル15の絞り部16から高圧流体が噴出されると、エジェクタ8の負圧発生部17にバイパス流路12に作用する負圧(タンク52内で捕集または堆積した異物をバイパス流路12を経由して吸引する負圧吸引力)が発生する。これにより、タンク52内で捕集または堆積した異物は、タンク52の内部空間である異物貯留空間54からバイパス流路12、吸引ポート14を通って負圧発生部17に吸引される。このとき、一部の混合流体も異物と一緒にバイパス流路12、吸引ポート14を通って負圧発生部17に吸引される。
そして、負圧発生部17に吸引された異物(および異物と一緒に吸引された混合流体)は、エジェクタ8の混合部18でターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体と混合され、この異物を含んだ高圧流体は、第2インテークダクト5内に形成される第2吸気通路42、インタークーラ9、第3インテークダクト6内に形成される第3吸気通路43、スロットルバルブ10を通ってエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導かれる。
Here, when the high pressure fluid pressurized by the compressor of the turbocharger flows through the
The foreign matter sucked by the negative pressure generating unit 17 (and the mixed fluid sucked together with the foreign matter) is mixed with the high-pressure fluid pressurized by the compressor of the turbocharger in the mixing
[実施例1の効果]
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、ターボ過給機のタービンハウジング24のスクロール室28よりも下流側の排気通路、特にDPF21よりも下流側の排気通路からコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41にEGRガスを還流させるEGRガス還流路46を設けている。
そして、EGRガス還流路46から導入されたEGRガスをエアクリーナ1で濾過された清浄な空気(クリーンエア、新気)と混合した流体(混合流体、EGRガス等の流体)をエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に送り込む吸気管には、内部に第1吸気通路(コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の吸気通路)41が形成される第1インテークダクト4と、内部に第2吸気通路(コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側の吸気通路)42が形成される第2インテークダクト5と、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体中に含まれる異物を流体から分離させる異物分離装置(旋回流発生装置7、2重管部および異物捕集部)と、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内で流体から分離した異物を、コンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)させてエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導く異物排出装置(エジェクタ8、バイパス流路12および逆止弁13等)とが設けられている。
[Effect of Example 1]
As described above, in the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, the exhaust passage on the downstream side of the
A fluid (mixed fluid, fluid such as EGR gas) obtained by mixing EGR gas introduced from the EGR
これによって、複数の固定旋回翼56等により構成される旋回流発生装置7で発生した旋回流によってEGRガス中に含まれる異物(例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21の破損に伴う破片等)に遠心力が働き、異物が旋回流の外周部、つまり第1吸気通路41の外周部に導かれる。そして、第1インテークダクト4の下流側端部に設けた内管53および段差開口部58で異物が流体から分離される。内管53および段差開口部58で流体から分離した異物は、タンク52の内面(壁面)に付着して捕集されたり、また、互いに凝集による自重増加によって異物貯留空間54内における重力方向下方に位置する底面上に落下して堆積したりする。
そして、第1インテークダクト4の下流側端部に設けられるタンク52内で捕集または堆積した異物は、エジェクタ8の作用(負圧発生部17で発生する負圧吸引力)によりバイパス流路12を経由して負圧発生部17内に吸引され、更に、混合部18内でコンプレッサで加圧された高圧流体に混入した後にエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導かれる。
As a result, foreign substances contained in the EGR gas due to the swirling flow generated by the swirling
The foreign matter collected or deposited in the
ここで、LPL−EGRシステムのEGRガスパイプ45のEGRガス還流路46を経由して、酸性物質を含んだEGRガスを第1吸気通路41に還流させた場合には、エアクリーナ1を通過した空気によってEGRガスが冷やされると、EGRガス中に含まれる水蒸気と共に凝縮して強酸性の凝縮水が生成される。そして、強酸性の凝縮水は、例えばアルミニウム合金等の金属材料で製造されるコンプレッサハウジング26に付着し堆積すると、コンプレッサハウジング26を腐食させる可能性がある。また、特許文献1に記載のLPL−EGRシステムのように、捕集された強酸性の凝縮水をそのまま車外へ排出すると、路面が部分的に変色する等の不具合が生じる。
このような不具合に対して、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、第1インテークダクト4の下流側端部に設けられるタンク52内で捕集された強酸性の凝縮水等の異物を車外に排出することなく、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体と共に、エンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導くことができるので、自動車等の車両を停車させても路面が部分的に変色する等の不具合の発生を抑制することができる。
Here, when the EGR gas containing the acidic substance is recirculated to the
In order to deal with such problems, in the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, strongly acidic condensed water collected in the
また、本実施例の異物排出装置は、異物分離装置で流体から分離した異物、つまり第1インテークダクト4のタンク52内で捕集された異物を、コンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)させてエンジン本体Eの吸気系(第2インテークダクト5の第2吸気通路42)に導いている。
これによって、EGRガスから分離した強酸性の凝縮水等の異物をエンジン本体Eの排気系に排出する場合に比べて、低圧EGR流量制御弁48で流量調整されたEGRガスを、エンジン本体Eの吸気系外に漏れ出る懸念はなく、エンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に還流させることができる。これによって、エンジン本体Eの運転状況(運転状態)に対応して設定される目標EGR率(エンジン本体Eの燃焼室に供給される全ガスの流量に対するEGRガスの流量の比=EGR率)から実際の燃焼室EGR率がずれる不具合を防止できるので、エミッションの悪化や、燃焼状態が不安定な状態に陥る不具合を抑制することができる。
In addition, the foreign matter discharging apparatus of the present embodiment bypasses the
As a result, the EGR gas whose flow rate has been adjusted by the low pressure EGR
また、第1インテークダクト4の下流側端部に設けられるタンク52内で捕集された強酸性の凝縮水等の異物を、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26をバイパスさせてエジェクタ8に導くことができるので、例えばアルミニウム合金等の金属材料で製造されるコンプレッサハウジング26が腐食する不具合の発生を抑制することができる。
また、エジェクタ8の作用によりコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側へ積極的に異物を流す流れを作り、タンク52内で捕集または堆積した異物を吸引して速やかに第1インテークダクト4、特にタンク52の異物貯留空間54内から排出することができる。これにより、新たな動力源を必要とすることなく、第1インテークダクト4内で流体から分離した異物を速やかにタンク52の異物貯留空間54内から排出することができる。したがって、異物分離装置で流体から分離した異物が第1インテークダクト4内で長時間滞留することにより再度流体に混入してしまう不具合を抑制できるので、異物分離効率を向上することができる。
Further, foreign matter such as strongly acidic condensed water collected in a
Also, the action of the
ここで、ターボ過給機のタービンハウジング24のスクロール室28よりも下流側の排気通路には、図1に示したように、エンジン本体Eより排出される排気ガス中に含まれる粒子状物質(所謂PM)を捕集するDPF21が設置されている。
ところが、DPF21を備えた排気浄化装置においては、DPF21にて捕集されたPMを、加熱ヒータまたは燃料噴射制御(ポスト噴射)によりDPF21の温度を上昇させ、触媒反応で燃焼させるようになっている。しかし、多量のPMが急激に燃焼した際に温度が上がり過ぎてしまい、DPF21が破損(溶損およびクラック)する可能性がある。この場合、DPF21が破損した際の破片が、EGRガスパイプ45を通って第1吸気通路41に再循環されてしまうと、破片がコンプレッサインペラ25に衝突し、コンプレッサインペラ25の破損や摩耗を促進するという問題がある。
Here, in the exhaust passage on the downstream side of the
However, in the exhaust emission control device provided with the
このような不具合に対して、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、複数の固定旋回翼56等により構成される旋回流発生装置7で発生した旋回流の遠心力を利用して流体から異物を効率良く分離(遠心分離)することができるので、例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21の破損に伴う破片等の異物を殆ど含まない流体をターボ過給機のコンプレッサハウジング26内に形成されるスクロール室29、つまりコンプレッサインペラ25を回転自在に収容するスクロール室29に流入させることができる。これによって、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の吸気通路(第1吸気通路41)内に導入されるEGRガス中に含まれる異物の衝突によるコンプレッサインペラ25の破損や摩耗を抑制することができる。
To deal with such problems, the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, utilizes the centrifugal force of the swirl flow generated by the
図4は本発明の実施例2を示したもので、図4は旋回流発生装置を示した図である。
本実施例の吸気管は、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のインレット31に接続される円筒状の第1インテークダクト4に一体的に設けられる旋回流発生装置7を有し、この旋回流発生装置7で発生した旋回流の遠心力を利用して、EGRガスと吸入空気とを混合した流体から異物(例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21の破損に伴う破片等)を分離する異物分離装置を備えている。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a swirl flow generator.
The intake pipe of the present embodiment has a
旋回流発生装置7は、第1吸気通路41を流通するEGRガス等の流体の流れに第1インテークダクト4の壁面(円筒内面)に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流を発生させる旋回流発生手段を構成している。
ここで、旋回流発生装置7を構成する第1インテークダクト4は、異物分離装置のケーシングを構成し、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41、特に吸入空気とEGRガスとの合流部49の周囲を取り囲むように設置されている。
The swirling
Here, the
また、第1インテークダクト4には、EGRガスパイプ45の下流端に接続するEGR導入パイプ61が形成されている。このEGR導入パイプ61には、EGRガスパイプ45内に形成されるEGRガス還流路46の下流端に接続するEGRガス導入流路62、およびこのEGRガス導入流路62から第1吸気通路41、特に合流部49にEGRガスを導入するEGRガス導入口(EGRガス導入ポート)63が形成されている。
ここで、本実施例の旋回流発生装置7は、EGR導入パイプ61内に形成されるEGRガス導入流路62等により構成されている。このEGRガス導入流路62は、第1インテークダクト4の壁面の接線方向にEGRガスを導入する流体導入流路である。EGRガス導入流路62は、第1インテークダクト4の壁面の接線方向に真っ直ぐに延びるストレート部(直線流路)64、および第1インテークダクト4の壁面に沿うように円弧状に湾曲し、第1インテークダクト4の円周方向に延びる湾曲部(曲線流路)65を有している。
Further, the
Here, the swirling
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、EGR導入パイプ61内に形成されるEGRガス導入流路62が第1インテークダクト4の壁面の接線方向に延長されている。これにより、EGRガスパイプ45のEGRガス還流路46からEGRガス導入流路62を経由して第1吸気通路41内に導入されるEGRガスは、EGRガス導入ポート63から第1吸気通路41内に流出した際に、第1インテークダクト4の壁面に沿うように第1吸気通路41の円周方向に旋回する。この第1吸気通路41内に形成されるEGRガスの旋回流により、EGRガス中に含まれる異物がその遠心力を利用してEGRガスより分離する。
As described above, in the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, the EGR gas
ここで、実施例1の旋回流発生装置7、つまり複数の固定旋回翼56の代わりに本実施例の旋回流発生装置7を採用しても良い。
また、本実施例では、コンプレッサよりも上流側の第1吸気通路41内に流体を導入する流体導入流路として、第1インテークダクト4の壁面の接線方向にEGRガスを導入するEGRガス導入流路62を採用しているが、流体導入流路として、コンプレッサよりも上流側の第1吸気通路41内に流体を導入する第1インテークダクト4の壁面の接線方向に吸入空気(新気)とEGRガスとを混合した流体(混合流体)を導入する流体導入流路を採用しても良い。
Here, instead of the
In the present embodiment, the EGR gas introduction flow for introducing EGR gas in the tangential direction of the wall surface of the
図5は本発明の実施例3を示したもので、図5は旋回流発生装置を示した図である。
本実施例の吸気管は、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のインレット31に接続される円筒状の第1インテークダクト4に一体的に設けられる旋回流発生装置7を有し、この旋回流発生装置7で発生した旋回流の遠心力を利用して、EGRガスと吸入空気とを混合した流体から異物(例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21の破損に伴う破片等)を分離する異物分離装置を備えている。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a swirling flow generator.
The intake pipe of the present embodiment has a
旋回流発生装置7は、第1吸気通路41を流通するEGRガス等の流体の流れに第1インテークダクト4の壁面(円筒内面)に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流を発生させる旋回流発生手段を構成している。
ここで、旋回流発生装置7を構成する第1インテークダクト4は、異物分離装置のケーシングを構成し、コンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41、特に吸入空気とEGRガスとの合流部49の周囲を取り囲むように設置されている。
The swirling
Here, the
第1インテークダクト4には、エアクリーナ1のエアクリーナケースから延びるエアクリーナ側のエアクリーナホース2の下流端に接続する第1流体導入パイプ66が形成されている。また、第1インテークダクト4には、EGRガスパイプ45の下流端に接続する第2流体導入パイプ67が形成されている。
ここで、本実施例の旋回流発生装置7は、第1インテークダクト4の壁面の接線方向に吸入空気(新気)を導入する第1流体導入流路71、および第1インテークダクト4の壁面の接線方向にEGRガスを導入する第2流体導入流路72を有している。
The
Here, the swirling
第1流体導入流路71は、第1インテークダクト4の壁面の接線方向に真っ直ぐに延びる第1ストレート部(直線流路)73、および第1インテークダクト4の壁面に沿うように円弧状に湾曲し、第1インテークダクト4の円周方向に延びる第1湾曲部(曲線流路)74、75を有している。なお、第1流体導入流路71の中で第1ストレート部73および第1湾曲部74は、第1流体導入パイプ66内に形成される。
第2流体導入流路72は、第1インテークダクト4の壁面の接線方向に真っ直ぐに延びる第2ストレート部(直線流路)76、および第1インテークダクト4の壁面に沿うように円弧状に湾曲し、第1インテークダクト4の円周方向に延びる第2湾曲部(曲線流路)77、78を有している。なお、第2流体導入流路72の中で第2ストレート部76および第2湾曲部77は、第2流体導入パイプ67内に形成される。
The first
The second
そして、旋回流発生装置7は、第1湾曲部74の曲がり方向外側の壁面を形成し、且つ第1インテークダクト4の円周方向に延びる第1外壁81、第2湾曲部77の曲がり方向外側の壁面を形成し、且つ第1インテークダクト4の円周方向に延びる第2外壁82、第1湾曲部74の曲がり方向内側の壁面を形成し、且つ第1インテークダクト4の円周方向に延びる第1内壁83、および第2湾曲部77の曲がり方向内側の壁面を形成し、且つ第1インテークダクト4の円周方向に延びる第2内壁84を有している。
第1内壁83は、第1外壁81および第2外壁82よりも小さい曲率半径を有している。この第1内壁83は、第1湾曲部74の曲がり方向内側の壁面に対して逆側の壁面が、第2湾曲部78の曲がり方向外側の壁面となっており、この第2湾曲部78の曲がり方向外側の壁面は第1インテークダクト4の壁面と滑らかに接続している。
The swirling
The first
第2内壁84は、第1外壁81および第2外壁82よりも小さい曲率半径を有している。この第2内壁84は、第2湾曲部77の曲がり方向内側の壁面に対して逆側の壁面が、第1湾曲部75の曲がり方向外側の壁面となっており、この第1湾曲部75の曲がり方向外側の壁面は第1インテークダクト4の壁面と滑らかに接続している。
以上により、第1流体導入流路71は、吸気流方向の下流側に向かう程、第1湾曲部74、75の曲率半径が段階的または連続的に小さくなるように形成されている。また、第2流体導入流路72は、EGRガス流方向の下流側に向かう程、第2湾曲部77、78の曲率半径が段階的または連続的に小さくなるように形成されている。
The second
As described above, the first
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、2つの第1、第2流体導入流路71、72が第1インテークダクト4の壁面の接線方向に延長されており、しかも第1吸気通路41の中心部に向かう程、曲率半径が小さくなるように構成されている。
これにより、2つの第1、第2流体導入流路71、72から第1吸気通路41の合流部49内に導入される吸入空気およびEGRガスは、第1インテークダクト4の壁面に沿うように第1吸気通路41の円周方向に旋回する。このとき、2つの第1、第2流体導入流路71、72が第1吸気通路41の中心部に向かう程、曲率半径がきつくなっているので、旋回流の遠心力を実施例1及び2よりも稼ぐ(強化する)ことができる。また、吸入空気側の第1外壁81および第1内壁83とEGRガス側の第2外壁82および第2内壁84とを効率良く利用しているので、吸入空気とEGRガスとを良好に混合させることが可能な合流部49を形成するのに必要なダクト材料を減らすことができる。
ここで、実施例1の旋回流発生装置7、つまり複数の固定旋回翼56の代わりに本実施例の旋回流発生装置7を採用しても良い。
As described above, in the EGR system according to the present embodiment, particularly the LPL-EGR system, the two first and second
As a result, the intake air and EGR gas introduced into the
Here, instead of the
図6ないし図8は本発明の実施例4を示したもので、図6はエンジン制御システムを示した図で、図7および図8はLPL−EGRシステムの主要部を示した図である。
本実施例の吸気管は、内部に第1吸気通路41が形成される第1インテークダクト4と、内部に第2吸気通路42が形成される第2インテークダクト5と、内部に第3吸気通路43が形成される第3インテークダクト6と、実施例1〜3のうちのいずれかの旋回流発生装置7を有する異物分離装置と、エジェクタ8、バイパス流路12および逆止弁13を有する異物排出装置とを備えている。
FIGS. 6 to 8 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 shows an engine control system. FIGS. 7 and 8 show the main part of the LPL-EGR system.
The intake pipe of the present embodiment includes a
第1インテークダクト4は、異物分離装置のケーシングを構成している。この第1インテークダクト4の下流側端部には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のインレット31のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のインレット接続部(接合部)が形成されている。
第2インテークダクト5の上流側端部には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のアウトレット(図示せず)のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のアウトレット接続部(接合部)が形成されている。また、第2インテークダクト5の下流側端部には、メインダクト91およびバイパスダクト92が設けられている。
The
At the upstream end of the
メインダクト91の下流側端部には、インタークーラ9のダクト接続部(入口タンク部)に気密的に接続するクーラ接続部(接合部)が形成されている。このメインダクト91の内部には、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体をインタークーラ9の入口タンク部に導く第2吸気通路(メイン流路93)が形成されている。
また、バイパスダクト92の下流側端部には、エジェクタ8のエジェクタ入口部(入口ポート)に気密的に接続するエジェクタ接続部(接合部)が形成されている。このバイパスダクト92の内部には、コンプレッサで加圧された高圧流体をインタークーラ9を迂回(バイパス)させてエジェクタ8のノズル15に導く第2吸気通路(分岐流路94)が形成されている。
At the downstream end of the
In addition, an ejector connection portion (joint portion) that is hermetically connected to an ejector inlet portion (inlet port) of the
第3インテークダクト6の上流側端部には、メインダクト95およびバイパスダクト96が設けられている。
メインダクト95の上流側端部には、インタークーラ9のダクト接続部(出口タンク部)に気密的に接続するクーラ接続部(接合部)が形成されている。このメインダクト95の内部には、インタークーラ9より流出した高圧流体をエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導く第3吸気通路(メイン流路97)が形成されている。
また、バイパスダクト96の上流側端部には、エジェクタ8のエジェクタ出口部(吐出ポート)に気密的に接続するエジェクタ接続部(接合部)が形成されている。このバイパスダクト96の内部には、エジェクタ8より流出した異物が混入した高圧流体をエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導く第3吸気通路(合流流路98)が形成されている。
A
At the upstream end of the
In addition, an ejector connection portion (joint portion) that is hermetically connected to an ejector outlet portion (discharge port) of the
本実施例のエジェクタ8は、インタークーラ9に対して並列接続されている。このエジェクタ8のエジェクタ入口部は、第2インテークダクト5の第2吸気通路42より分岐した分岐流路94を形成するバイパスダクト92に気密的に接続している。また、エジェクタ8のエジェクタ出口部は、第3インテークダクト6の第3吸気通路43に合流する合流流路98を形成するバイパスダクト96に気密的に接続している。
The
ここで、エジェクタ8は、インタークーラ9の前後に生成される差圧によりバイパス流路12に作用する負圧を発生させる負圧発生部17を有している。これにより、本実施例の異物排出装置は、インタークーラ9の前後の圧力差を用いて、エジェクタ8に必要な流量を得ることができる。なお、エジェクタ8の絞り部16の方が、インタークーラ9よりも圧力損失が大きいので、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体は、エジェクタ8の軸線方向流路(ノズル15、絞り部16、混合部18およびディフューザ19)よりもインタークーラ9の方に多く流れる。
インタークーラ9は、入口タンク部と出口タンク部との間に複数のチューブを備えている。入口タンク部、出口タンク部および各チューブは、アルミニウム合金等の金属材料で製造されている。
Here, the
The
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、異物分離装置でEGRガスと吸入空気とを混合した流体から分離した強酸性の凝縮水等の異物を車外に排出することなく、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体と共に、エンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導くことができるので、自動車等の車両を停車させても路面が部分的に変色する等の不具合の発生を抑制することができる。また、第1インテークダクト4の下流側端部に設けられるタンク52内で捕集された強酸性の凝縮水等の異物を、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26をバイパスさせてエジェクタ8に導くことができるので、例えばアルミニウム合金等の金属材料で製造されるコンプレッサ(特にコンプレッサハウジング26)およびインタークーラ9の腐食を抑制することができる。
As described above, in the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, foreign matter such as strongly acidic condensed water separated from the fluid in which the EGR gas and the intake air are mixed by the foreign matter separation device is discharged outside the vehicle. Without any problem, even if the vehicle such as an automobile is stopped, the road surface is partially maintained because the high-pressure fluid pressurized by the compressor of the turbocharger can be guided to the intake port and the combustion chamber for each cylinder of the engine body E. Occurrence of defects such as discoloration can be suppressed. Further, foreign matter such as strongly acidic condensed water collected in a
また、エジェクタ8の作用によりコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも下流側へ積極的に異物を流す流れを作り、異物分離装置でEGRガスと吸入空気とを混合した流体から分離した異物を吸引して速やかに第1インテークダクト4内から排出することができる。これにより、新たな動力源を必要とすることなく、異物分離装置内で流体から分離した異物を速やかに第1インテークダクト4から排出することができる。したがって、異物分離装置で流体から分離した異物が第1インテークダクト4内で長時間滞留することにより再度流体に混入してしまう不具合を抑制できるので、異物分離効率を向上することができる。
Also, the action of the
また、異物分離装置でEGRガスと吸入空気とを混合した流体から異物を効率良く分離(遠心分離)することができるので、例えばカーボン微粒子、凝縮水、氷結、DPF21の破損に伴う破片等の異物を殆ど含まない流体をターボ過給機のコンプレッサハウジング26内に形成されるスクロール室29、つまりコンプレッサインペラ25を回転自在に収容するスクロール室29に流入させることができる。これによって、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内に導入されるEGRガス中に含まれる異物の衝突によるコンプレッサインペラ25の破損や摩耗を抑制することができる。
Further, since the foreign matter can be efficiently separated (centrifugated) from the fluid in which the EGR gas and the intake air are mixed by the foreign matter separation device, for example, foreign matter such as carbon fine particles, condensed water, freezing, debris caused by breakage of the
図9は本発明の実施例5を示したもので、図9はLPL−EGRシステムの主要部を示した図である。
本実施例の吸気管は、内部に第1吸気通路41が形成される第1インテークダクト4と、内部に第2吸気通路42が形成される第2インテークダクト5と、実施例1〜3のうちのいずれかの旋回流発生装置7を有する異物分離装置と、エジェクタ8、バイパス流路12および逆止弁13を有する異物排出装置とを備えている。
第1インテークダクト4は、異物分離装置のケーシングを構成している。この第1インテークダクト4の下流側端部には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のインレット31のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のインレット接続部(接合部)が形成されている。
FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing a main part of the LPL-EGR system.
The intake pipe of the present embodiment includes a
The
第2インテークダクト5の上流側端部には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のアウトレット33のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のアウトレット接続部(接合部)が形成されている。また、第2インテークダクト5の下流側端部には、インタークーラ9のダクト接続部(入口タンク部)に気密的に接続するクーラ接続部(接合部)が形成されている。また、第2インテークダクト5の内部には、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体が流通する第2吸気通路42が形成されている。
そして、第2インテークダクト5の第2吸気通路42は、図9に示したように、エジェクタ8の周囲を高圧流体が通過するようにエジェクタ8の周囲に形成された円筒状の流体流路44を有している。これにより、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体は、エジェクタ8よりも吸気流方向の上流側の第2吸気通路42内で、筒状の流体流路44を通過する高圧流体の流れと、エジェクタ8の内部(軸線方向流路)を通過する高圧流体の流れとに分岐する。すなわち、コンプレッサで加圧された高圧流体の一部は、筒状の流体流路44を通過してエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポート側に向かう。また、コンプレッサで加圧された高圧流体の残部は、エジェクタ8の内部(軸線方向流路:ノズル15、混合部18およびディフューザ19)を通過してエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポート側に向かう。
At the upstream end of the
As shown in FIG. 9, the
本実施例のエジェクタ8は、第2インテークダクト5の第2吸気通路42内に配設されている。この場合、エジェクタ8のノズル15をターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体が流通し、ノズル15の絞り部16から高圧流体が噴出されると、エジェクタ8の負圧発生部17にバイパス流路12に作用する負圧(タンク52内で捕集または堆積した異物をバイパス流路12を経由して吸引する負圧吸引力)が発生する。これにより、異物分離装置で分離された異物は、異物分離装置からバイパス流路12、吸引ポート14を通って負圧発生部17に吸引される。そして、エジェクタ8に吸引された異物は、混合部18内でコンプレッサで加圧された高圧流体に混入し、ディフューザ19を通ってエジェクタ8のエジェクタ出口部(吐出ポート)から第2インテークダクト5の第2吸気通路42(エジェクタ8よりも吸気流方向の下流側の第2吸気通路42)内に吐出される。そして、第2インテークダクト5の第2吸気通路42(エジェクタ8よりも吸気流方向の下流側の第2吸気通路42)内に吐出された異物が混入した高圧流体は、流体流路44を通過した高圧流体に混入した後に、エンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導かれる。
The
ここで、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のアウトレット33に接続する第2インテークダクト5の第2吸気通路42内にエジェクタ8を配設すると、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体に大きな圧力損失が発生し、エンジン本体Eを運転するのに必要な吸入空気量を得ることができなくなる可能性がある。
そこで、本実施例の第2インテークダクト5の第2吸気通路42は、図9に示したように、エジェクタ8の周囲に形成される円筒状の流体流路44の流路断面積が、コンプレッサハウジング26のアウトレット33の開口径と同等以上となるように、エジェクタ8のエジェクタ入口部(入口ポート)よりも上流側で第2インテークダクト5の第2吸気通路42の通路断面積が滑らかに拡大している。これにより、第2インテークダクト5の第2吸気通路42内にエジェクタ8を配設した場合であっても、ターボ過給機のコンプレッサで加圧されて第2吸気通路42を流通する高圧流体に発生する圧力損失を低減することができる。
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、実施例1と同様な作用効果を得ることができる。
Here, when the
Therefore, as shown in FIG. 9, the
As described above, in the EGR system of the present embodiment, in particular, the LPL-EGR system, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained.
図10は本発明の実施例6を示したもので、図10は異物分離装置の主要部を示した図である。
本実施例の吸気管は、内部に第1吸気通路41が形成される円筒状の第1インテークダクト4と、内部に第2吸気通路42が形成される第2インテークダクト5と、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体(EGRガスと吸入空気とを混合した混合流体)中に含まれる異物を流体から分離させる異物分離装置と、この異物分離装置で流体から分離した異物をターボ過給機のコンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回させてエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導く異物排出装置とを備えている。
本実施例の異物分離装置は、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体の流れに第1インテークダクト4の壁面に沿うように旋回する旋回流を発生させる旋回流発生装置7(実施例1〜3のうちのいずれかの旋回流発生装置7)を有している。なお、第1インテークダクト4には、旋回流発生装置7で発生した旋回流の遠心力により旋回流の外周部に導かれて、流体から分離した異物を捕集する異物捕集部が設けられていない。
FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a view showing the main part of the foreign matter separating apparatus.
The intake pipe of this embodiment includes a cylindrical
The foreign matter separating apparatus according to the present embodiment generates a swirl flow generator that generates a swirl flow swirling along the wall surface of the
ここで、本実施例の第1インテークダクト4の下流側端部には、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のインレット31のダクト接続部に気密的に接続する円筒状のインレット接続部(接合部)が形成されている。なお、第1インテークダクト4のインレット接続部近傍には、スリット(異物排出部)11を介してバイパス流路12が接続されている。
本実施例の異物排出装置は、コンプレッサで加圧された高圧流体の流通により負圧を発生するエジェクタ8と、第1インテークダクト4のインレット接続部近傍で開口したスリット11とエジェクタ8の吸引ポート14を、コンプレッサハウジング26のスクロール室29を迂回(バイパス)して接続するバイパス流路12とを備えている。
なお、スリット11は、旋回流発生装置7よりも吸気流方向の下流側の第1インテークダクト4の円筒内面(壁面)で開口している。また、スリット11は、第1吸気通路41の中心軸線に平行な方向(第1インテークダクト4の延長方向)に真っ直ぐに延びる一文字状の開口部である。また、実施例1〜5と同様に、バイパス流路12の途中に、ターボ過給機のコンプレッサで加圧された高圧流体(異物を混入した高圧流体またはエジェクタ8の負圧発生部17に吸引された異物)の逆流を防止する逆止弁13を設置しても良い。
Here, at the downstream end portion of the
The foreign matter discharging apparatus of the present embodiment includes an
The
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、旋回流発生装置7で発生した旋回流によってEGRガス中に含まれる異物に遠心力が働き、異物が旋回流の外周部、つまり第1吸気通路41の外周部に導かれる。そして、旋回流発生装置7で発生した旋回流の外周部に導かれて流体から分離した異物は、第1インテークダクト4のインレット接続部近傍の壁面(円筒内面)に沿うように旋回する。この旋回中の異物は、スリット11からバイパス流路12を通ってエジェクタ8の負圧発生部17に吸引され、更に、コンプレッサで加圧された高圧流体に混入した後にエンジン本体Eの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に導かれる。
したがって、実施例1と同様な作用効果を得ることができる。
As described above, in the EGR system of this embodiment, particularly the LPL-EGR system, the centrifugal force acts on the foreign matter contained in the EGR gas by the swirling flow generated by the swirling
Therefore, the same effect as Example 1 can be obtained.
なお、本実施例では、旋回流発生装置7で発生した旋回流により遠心分離した異物をエジェクタ8の負圧発生部17で発生する負圧吸引力により吸引するようにしているので、第1インテークダクト4のインレット接続部近傍の壁面(円筒内面)で開口したスリット11の開口位置は、第1吸気通路41における重力方向(車両上下方向)の最下部である必要はなく、第1インテークダクト4の円筒部の円周方向(第1吸気通路41の中心軸線の周囲を円周方向に取り囲む方向)のいずれの箇所でスリット11が開口しても構わない。
In the present embodiment, the foreign matter centrifuged by the swirling flow generated by the swirling
図11は本発明の実施例7を示したもので、図11は異物分離装置の主要部を示した図である。
本実施例の第1インテークダクト4の下流側端部には、旋回流発生装置7で発生した旋回流の外周部に導かれた異物をスリット11に導くガイドプレート99が設置されている。このガイドプレート99は、旋回流発生装置7で発生した旋回流の外周部に導かれた異物の旋回方向に対向するように、第1インテークダクト4の円筒内面(壁面)から内側に突出している。
FIG. 11 shows
At the downstream end of the
以上のように、本実施例のEGRシステム、特にLPL−EGRシステムにおいては、実施例6の構造に加えて、スリット11の上部にガイドプレート99を設けているので、旋回流発生装置7で発生した旋回流により遠心分離した異物の排出効率を上げることができる。
旋回流発生装置7で発生した旋回流による流体の回転方向に対向させてスリット11近傍にガイドプレート99を設けているので、旋回流発生装置7で発生した旋回流の外周部に導かれた異物がガイドプレート99に衝突して、流体から効率良く分離される。また、ターボ過給機のコンプレッサインペラ25の回転軸方向(吸気流方向)に対して垂直方向にガイドプレート99を配置することで、EGRガスを含む吸入空気の圧力損失を抑えることができる。
As described above, in the EGR system of the present embodiment, particularly the LPL-EGR system, in addition to the structure of the sixth embodiment, the
Since the
[変形例]
本実施例では、ターボ過給機のコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41を流通する流体(EGRガスのみでも良い)の流れに第1インテークダクト4の円筒内面(壁面)に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流を発生させ、この旋回流により流体から異物を遠心分離する旋回流発生装置7を第1インテークダクト4に設けているが、旋回流発生装置7をEGRガスパイプ45に設けて、EGRガスの旋回流をターボ過給機のコンプレッサハウジング26のスクロール室29よりも上流側の第1吸気通路41内に導入するようにしても良い。
また、内燃機関(エンジン本体E)として、ガソリンエンジンを用いても良い。また、内燃機関(エンジン本体E)として、多気筒エンジンだけでなく、単気筒エンジンを用いても良い。
[Modification]
In the present embodiment, the cylindrical inner surface of the first intake duct 4 (the EGR gas alone may be flowed) in the flow of the fluid (or only EGR gas) flowing through the
A gasoline engine may be used as the internal combustion engine (engine body E). Further, as the internal combustion engine (engine body E), not only a multi-cylinder engine but also a single-cylinder engine may be used.
本実施例では、過給機として、内燃機関(エンジン本体E)の排気エネルギーを利用して、エンジン本体Eの各気筒毎の燃焼室内に吸入される吸入空気を過給するターボ過給機(ターボチャージャ)を採用した例を説明したが、過給機として、ターボ過給機の回転軸(ロータシャフト27)を回転駆動するアシストモータ付きのターボ過給機(ターボチャージャ)を採用しても良い。あるいはモータの駆動トルクを利用して、内燃機関(エンジン本体E)の各気筒毎の燃焼室内に吸入される吸入空気を過給する電動機付き過給機(スーパーチャージャ)を採用しても良い。また、過給機として、コンプレッサのみで過給機を構成した電動コンプレッサを用いても良い。 In this embodiment, as a supercharger, a turbocharger that supercharges intake air sucked into a combustion chamber for each cylinder of the engine body E using the exhaust energy of the internal combustion engine (engine body E). Although an example in which a turbocharger is employed has been described, a turbocharger (turbocharger) with an assist motor that rotationally drives the rotating shaft (rotor shaft 27) of the turbocharger may be employed as a turbocharger. good. Or you may employ | adopt the supercharger with a motor (supercharger) which supercharges the intake air suck | inhaled in the combustion chamber for every cylinder of an internal combustion engine (engine main body E) using the drive torque of a motor. Moreover, you may use the electric compressor which comprised the supercharger only with the compressor as a supercharger.
本実施例では、EGRガスパイプ35の途中に高圧EGRクーラ37を設置しているが、EGRガスパイプ35の途中に高圧EGRクーラ37を迂回(バイパス)するバイパス配管を接続しても良い。この場合、バイパス配管内に形成されるEGRガス還流路を開閉する流路切替弁を設置しても良い。
本実施例では、EGRガスパイプ45の途中に低圧EGRクーラ47を設置しているが、EGRガスパイプ45の途中に低圧EGRクーラ47を迂回(バイパス)するバイパス配管を接続しても良い。この場合、バイパス配管内に形成されるEGRガス還流路を開閉する流路切替弁を設置しても良い。
In the present embodiment, the high-pressure EGR cooler 37 is installed in the middle of the
In the present embodiment, the low pressure EGR cooler 47 is installed in the middle of the
本実施例では、異物分離手段として、第1インテークダクト4の第1吸気通路41内を流通する流体の流れに外管51の壁面に沿うように螺旋状に旋回する螺旋状の旋回流を発生させる旋回流発生装置(旋回流発生手段)7を設けているが、異物分離手段として、排気ガス(EGRガス)と空気とを混合した流体中の異物を捕捉して流体から分離するフィルター等の異物分離手段を採用しても良い。例えばシート状のメッシュフィルタを用いても良い。
In this embodiment, as the foreign matter separating means, a spiral swirling flow that spirally swirls along the wall surface of the
E エンジン本体(内燃機関)
4 第1インテークダクト(第1ダクト)
5 第2インテークダクト(第2ダクト)
6 第3インテークダクト(第2ダクト)
7 旋回流発生装置(異物分離手段、旋回流発生手段)
8 エジェクタ(異物排出手段)
9 インタークーラ
11 スリット(異物排出手段、異物排出部)
12 バイパス流路(異物排出手段)
13 逆止弁(異物排出手段)
14 エジェクタの吸引ポート
15 エジェクタのノズル(異物排出手段)
16 ノズルの絞り部
17 エジェクタの負圧発生部(異物排出手段)
18 エジェクタの混合部(異物排出手段)
19 エジェクタのディフューザ(異物排出手段)
25 コンプレッサインペラ
26 コンプレッサハウジング
27 ロータシャフト(回転軸)
29 スクロール室
31 インレット
33 アウトレット
41 第1インテークダクトの第1吸気通路
42 第2インテークダクトの第2吸気通路
44 流体流路
45 EGRガスパイプ(排気ガス還流管)
48 低圧EGR流量制御弁(排気ガス制御弁)
51 外管
52 タンク(異物捕集部)
53 内管
54 異物貯留空間(異物捕集部、円筒空間)
E Engine body (internal combustion engine)
4 First intake duct (first duct)
5 Second intake duct (second duct)
6 Third intake duct (second duct)
7 Swirling flow generator (foreign matter separating means, swirling flow generating means)
8 Ejector (Foreign matter discharging means)
9
12 Bypass channel (foreign matter discharging means)
13 Check valve (means for discharging foreign matter)
14
16
18 Ejector mixing part (foreign matter discharging means)
19 Ejector diffuser
25
29
48 Low pressure EGR flow control valve (exhaust gas control valve)
51
53
Claims (15)
前記コンプレッサよりも流体の流れ方向の上流側に設けられる第1吸気通路、および前記コンプレッサよりも流体の流れ方向の下流側に設けられる第2吸気通路を有する吸気管と、
前記内燃機関より排出された排気ガスを前記第1吸気通路内に還流させる排気ガス還流管と
を備えた内燃機関の排気還流装置において、
前記吸気管は、
前記第1吸気通路の周囲を周方向に取り囲むように設置されて、前記排気ガス還流管から導入された排気ガスと空気とを混合した流体を前記コンプレッサに導く第1ダクトと、 前記第2吸気通路の周囲を周方向に取り囲むように設置されて、前記コンプレッサで加圧された高圧流体を前記内燃機関に導く第2ダクトと、
前記第1ダクトに配設されて、前記第1ダクト内を流通する流体中に含まれる異物を流体から分離させる異物分離手段と、
前記第1ダクト内で流体から分離した異物を、前記コンプレッサを迂回させて前記内燃機関に導く異物排出手段と
を具備したことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 A supercharger having a compressor for feeding high pressure fluid to the internal combustion engine;
An intake pipe having a first intake passage provided upstream of the compressor in the fluid flow direction and a second intake passage provided downstream of the compressor in the fluid flow direction;
An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, comprising an exhaust gas recirculation pipe for recirculating exhaust gas discharged from the internal combustion engine into the first intake passage.
The intake pipe is
A first duct that is disposed so as to surround the first intake passage in the circumferential direction, and that guides a fluid that is a mixture of exhaust gas and air introduced from the exhaust gas recirculation pipe to the compressor; and the second intake air A second duct that is installed so as to surround the periphery of the passage in the circumferential direction and guides the high-pressure fluid pressurized by the compressor to the internal combustion engine;
Foreign matter separating means disposed in the first duct for separating foreign matter contained in the fluid flowing through the first duct from the fluid;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising: foreign matter discharge means for guiding foreign matter separated from the fluid in the first duct to the internal combustion engine by bypassing the compressor.
前記異物排出手段は、前記第1ダクト内で流体から分離した異物を前記コンプレッサで加圧された高圧流体に混入させるエジェクタ、および前記第1ダクト内で流体から分離した異物を、前記コンプレッサを迂回させて前記エジェクタに導くバイパス流路を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1,
The foreign matter discharging means bypasses the compressor with the ejector that mixes the foreign matter separated from the fluid in the first duct into the high-pressure fluid pressurized by the compressor, and the foreign matter separated from the fluid in the first duct. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine comprising a bypass flow path that leads to the ejector.
前記異物排出手段は、前記エジェクタの前後に生成される差圧により前記バイパス流路に作用する負圧を発生する負圧発生部を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 2,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the foreign matter discharging means has a negative pressure generating portion that generates a negative pressure acting on the bypass flow path by a differential pressure generated before and after the ejector.
前記コンプレッサは、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、およびこのスクロール室より高圧流体を流出させるアウトレットを有し、
前記エジェクタは、前記コンプレッサのアウトレットと前記第2ダクトとの間に配設されていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3,
The compressor has an impeller that rotates about a rotation axis, a scroll chamber that rotatably accommodates the impeller, and an outlet that allows high-pressure fluid to flow out from the scroll chamber.
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the ejector is disposed between an outlet of the compressor and the second duct.
前記エジェクタは、前記第2ダクト内に配設されていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3,
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the ejector is disposed in the second duct.
前記第2吸気通路は、前記エジェクタの周囲に前記コンプレッサで加圧された高圧流体が流通する筒状の流体流路を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 5,
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the second intake passage has a cylindrical fluid flow path through which a high-pressure fluid pressurized by the compressor flows around the ejector.
前記コンプレッサは、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、およびこのスクロール室より高圧流体を流出させるアウトレットを有し、
前記第2吸気通路は、前記流体流路の流路断面積が、前記コンプレッサのアウトレットの開口径と同等以上となるように、前記エジェクタよりも上流側で前記第2吸気通路の通路断面積が滑らかに拡大していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 6,
The compressor has an impeller that rotates about a rotation axis, a scroll chamber that rotatably accommodates the impeller, and an outlet that allows high-pressure fluid to flow out from the scroll chamber.
The second intake passage has a passage sectional area of the second intake passage upstream of the ejector so that a passage sectional area of the fluid passage is equal to or larger than an opening diameter of an outlet of the compressor. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, which is smoothly expanded.
前記第2ダクトは、前記コンプレッサで加圧された高圧流体を冷却するインタークーラを備え、
前記エジェクタは、前記インタークーラに対して並列接続されており、
前記バイパス流路は、前記第1ダクト内で流体から分離した異物を、前記インタークーラを迂回させて前記エジェクタに導くことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 2 to 4,
The second duct includes an intercooler that cools the high-pressure fluid pressurized by the compressor,
The ejector is connected in parallel to the intercooler,
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the bypass channel guides foreign matter separated from the fluid in the first duct to the ejector by bypassing the intercooler.
前記異物排出手段は、前記インタークーラの前後に生成される差圧により前記バイパス流路に作用する負圧を発生する負圧発生部を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 8,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the foreign matter discharging means has a negative pressure generating portion that generates a negative pressure acting on the bypass flow path by a differential pressure generated before and after the intercooler. .
前記異物分離手段は、前記第1ダクトを流通する流体の流れに前記第1ダクトの壁面に沿うように旋回する旋回流を発生させる旋回流発生手段を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9,
The internal combustion engine characterized in that the foreign matter separating means has a swirl flow generating means for generating a swirl flow swirling along the wall surface of the first duct in the flow of fluid flowing through the first duct. Exhaust gas recirculation device.
前記異物分離手段は、前記第1ダクト内で流体から分離した異物を捕集する異物捕集部を有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the foreign matter separating means has a foreign matter collecting portion for collecting the foreign matter separated from the fluid in the first duct.
前記異物捕集部は、前記第1ダクト内で流体から分離した異物を溜めるタンクを有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 11,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, wherein the foreign matter collecting section includes a tank for collecting foreign matter separated from the fluid in the first duct.
前記排気ガス還流管内を流通する排気ガスの流量を調整する排気ガス制御弁を備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12,
An exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, comprising an exhaust gas control valve for adjusting a flow rate of exhaust gas flowing through the exhaust gas recirculation pipe.
前記第2ダクトは、前記コンプレッサで加圧された高圧流体を冷却するインタークーラを備えたことを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 13,
The exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine, wherein the second duct includes an intercooler that cools the high-pressure fluid pressurized by the compressor.
前記コンプレッサは、回転軸を中心にして回転するインペラ、このインペラを回転自在に収容するスクロール室、このスクロール室に流体を流入させるインレット、および前記スクロール室より流体を流出させるアウトレットを有していることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 14,
The compressor has an impeller that rotates about a rotation shaft, a scroll chamber that rotatably accommodates the impeller, an inlet that allows fluid to flow into the scroll chamber, and an outlet that allows fluid to flow out of the scroll chamber. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
JP2009177593A JP2011032880A (en) | 2009-07-30 | 2009-07-30 | Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine |
US12/835,839 US20110011084A1 (en) | 2009-07-16 | 2010-07-14 | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine |
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JP2015137590A (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | internal combustion engine |
US9470140B2 (en) | 2011-07-15 | 2016-10-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Electric supercharger, assembling method of the same, and internal combustion engine |
US10036353B2 (en) | 2013-12-27 | 2018-07-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Exhaust gas recirculation apparatus and engine system including such exhaust gas recirculation apparatus |
-
2009
- 2009-07-30 JP JP2009177593A patent/JP2011032880A/en active Pending
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JP2015137590A (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | internal combustion engine |
WO2015111679A1 (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US10393072B2 (en) | 2014-01-22 | 2019-08-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
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