JP2012041828A - Egr混合器 - Google Patents
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Abstract
【課題】新気の流れに排気ガスを負圧吸引させ、新気と排気ガスとを混合するEGR混合器において、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やす。
【解決手段】EGR混合器1によれば、1次内部開口22は、流路中心軸29と非直角に交差する。このため、新気が1次内部開口22から噴き出される際の急拡大による圧力損失を抑制することができる。また、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスは2次方向への直進により1次内部開口22を通過することができる。これにより、1次内部開口22を2次方向に通過した排気ガスは、1次導入部17の内壁44に向かって新気の流れを押し込む。このため、内壁44に沿う新気の流れは、さらに絞られてより大きな負圧を形成するので、排気ガスに対する吸引力を高めることができる。以上により、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やすことができる。
【選択図】図2
【解決手段】EGR混合器1によれば、1次内部開口22は、流路中心軸29と非直角に交差する。このため、新気が1次内部開口22から噴き出される際の急拡大による圧力損失を抑制することができる。また、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスは2次方向への直進により1次内部開口22を通過することができる。これにより、1次内部開口22を2次方向に通過した排気ガスは、1次導入部17の内壁44に向かって新気の流れを押し込む。このため、内壁44に沿う新気の流れは、さらに絞られてより大きな負圧を形成するので、排気ガスに対する吸引力を高めることができる。以上により、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やすことができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、EGR混合器に関する。
従来より、内燃機関から排気された排気ガスの一部を吸気ラインに戻して内燃機関に吸入させる排気ガス再循環(EGR)が行われており、このEGRを行うために、排気ガスの一部を新気に混合して新気と排気ガスとの混合ガスを形成するEGR混合器が公知となっている。
ところで、公知のEGR混合器には、新気の流れにベンチュリ効果を発生させ、排気ガスを新気の流れに吸引させて新気と排気ガスとを混合するものがある(例えば、特許文献1参照)。すなわち、ベンチュリ効果を利用するEGR混合器では、新気の流れを絞ることによって新気の流速を増加させるとともに新気の圧力を低下させ、圧力の低下した新気を噴き出すことで負圧を形成して排気ガスを新気の流れに吸引させる。
このため、排気ガスに対する吸引力を高めるには、より新気の流れを絞って大きな負圧を形成する必要があり、吸引力を高めようとすると新気の圧力損失が大きくなる。また、新気の負圧領域に対する排気ガスの吸入口(特許文献1では「環状スリット6」として表記されている。)が狭く、排気ガスの混合量も制限されてしまう。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ベンチュリ効果を利用して新気の流れに排気ガスを負圧吸引させ、新気と排気ガスとを混合するEGR混合器において、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やすことにある。
〔請求項1の手段〕
請求項1の手段によれば、EGR混合器は、内燃機関から排出される排気ガスの一部を新気に混合して内燃機関に吸入させるものである。
EGR混合器は、新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部と、1次導入部の噴出口を外周側で囲うように設けられ、1次導入部から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部とを備える。
請求項1の手段によれば、EGR混合器は、内燃機関から排出される排気ガスの一部を新気に混合して内燃機関に吸入させるものである。
EGR混合器は、新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部と、1次導入部の噴出口を外周側で囲うように設けられ、1次導入部から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部とを備える。
そして、1次導入部の噴出口を1次内部開口と定義すると、1次内部開口は、1次導入部の流路中心軸と非直角に交差するように設けられている。また、混合部への排気ガスの噴出口を2次内部開口と定義し、2次内部開口における排気ガスの流れ方向を2次方向と定義すると、排気ガスは、2次内部開口から2次方向に直進することで、2次方向への直進により1次内部開口を通過することができる。
まず、1次内部開口を1次導入部の流路中心軸と非直角に交差するように設けることで、1次内部開口を形成する1次導入部の噴出部は、例えば、斜めにカットされた筒状を呈し、1次内部開口は、斜めカットの切り口により形成される。このため、絞られた新気が1次内部開口から噴き出される際の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
また、2次内部開口から2次方向に直進した排気ガスが2次方向への直進により1次内部開口を通過できるようにすることで、1次内部開口を通過した排気ガスにより、例えば、斜めにカットされた筒状部の内壁に向かって新気の流れを押すことができる。このため、筒状部の内壁に沿う新気の流れをさらに絞ることができ、結果的に、新気の流速をさらに増加させて、より大きな負圧を形成することができるので、排気ガスに対する吸引力を高めることができる。
以上により、ベンチュリ効果を利用して新気の流れに排気ガスを負圧吸引させ、新気と排気ガスとを混合するEGR混合器において、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やすことができる。
〔請求項2の手段〕
請求項2の手段によれば、混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有する。また、混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、1次内部開口から外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合される。そして、1次内部開口から外部開口に至る混合部の内部空間は、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減するように設定されている。
これにより、2次内部開口から外部開口に至るまでの排気ガスの圧力損失を、例えば、内部空間における流体の通過断面積を急縮小する場合に比べて抑制することができる。
請求項2の手段によれば、混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有する。また、混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、1次内部開口から外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合される。そして、1次内部開口から外部開口に至る混合部の内部空間は、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減するように設定されている。
これにより、2次内部開口から外部開口に至るまでの排気ガスの圧力損失を、例えば、内部空間における流体の通過断面積を急縮小する場合に比べて抑制することができる。
〔請求項3の手段〕
請求項3の手段によれば、1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、2次方向に垂直な投影面を想定して、投影面に、1次内部開口および2次内部開口を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口の投影範囲の上流端は、2次内部開口の投影範囲の上流端よりも上流側にある。
これにより、2次内部開口から噴き出された排気ガスが、例えば、1次内部開口を形成する筒状部の外壁に衝突することによる圧力損失を抑制することができる。
請求項3の手段によれば、1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、2次方向に垂直な投影面を想定して、投影面に、1次内部開口および2次内部開口を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口の投影範囲の上流端は、2次内部開口の投影範囲の上流端よりも上流側にある。
これにより、2次内部開口から噴き出された排気ガスが、例えば、1次内部開口を形成する筒状部の外壁に衝突することによる圧力損失を抑制することができる。
〔請求項4の手段〕
請求項4の手段によれば、1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、2次方向に垂直な投影面を想定して、投影面に、1次内部開口および2次内部開口を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口の投影範囲の下流端は、2次内部開口の投影範囲の下流端よりも下流側にある。
これにより、2次内部開口から噴き出された排気ガスを、例えば、1次内部開口を形成する筒状部の内壁に沿う新気の流れを絞るために効率的に利用することができる。
請求項4の手段によれば、1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、2次方向に垂直な投影面を想定して、投影面に、1次内部開口および2次内部開口を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口の投影範囲の下流端は、2次内部開口の投影範囲の下流端よりも下流側にある。
これにより、2次内部開口から噴き出された排気ガスを、例えば、1次内部開口を形成する筒状部の内壁に沿う新気の流れを絞るために効率的に利用することができる。
〔請求項5の手段〕
請求項5の手段によれば、EGR混合器は、混合部に接続して2次内部開口を形成するとともに、排気ガスを2次方向に噴き出す2次導入部を備える。そして、1次導入部の流路中心軸と2次導入部の流路中心軸とが交差する。
これにより、新気の負圧による排気ガスの吸引を効率的に行うことができるとともに、排気ガスの圧力損失を抑制することができる。
請求項5の手段によれば、EGR混合器は、混合部に接続して2次内部開口を形成するとともに、排気ガスを2次方向に噴き出す2次導入部を備える。そして、1次導入部の流路中心軸と2次導入部の流路中心軸とが交差する。
これにより、新気の負圧による排気ガスの吸引を効率的に行うことができるとともに、排気ガスの圧力損失を抑制することができる。
〔請求項6の手段〕
請求項6の手段によれば、混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有する。また、混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、1次内部開口から外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合される。さらに、1次内部開口は、1次導入部に設けられた筒状噴出部の開口であり、外部開口は、混合部に設けられた筒状噴出部の開口であり、1次内部開口を形成する筒状噴出部と外部開口を形成する筒状噴出部とは同軸的に配される。
請求項6の手段によれば、混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有する。また、混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、1次内部開口から外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合される。さらに、1次内部開口は、1次導入部に設けられた筒状噴出部の開口であり、外部開口は、混合部に設けられた筒状噴出部の開口であり、1次内部開口を形成する筒状噴出部と外部開口を形成する筒状噴出部とは同軸的に配される。
そして、外部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積は、1次内部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積以下である。
これにより、1次内部開口から噴き出された新気の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
これにより、1次内部開口から噴き出された新気の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
実施形態のEGR混合器は、内燃機関から排出される排気ガスの一部を新気に混合して内燃機関に吸入させるものである。
EGR混合器は、新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部と、1次導入部の噴出口を外周側で囲うように設けられ、1次導入部から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部とを備える。
EGR混合器は、新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部と、1次導入部の噴出口を外周側で囲うように設けられ、1次導入部から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部とを備える。
そして、1次導入部の噴出口を1次内部開口と定義すると、1次内部開口は、1次導入部の流路中心軸と非直角に交差するように設けられている。また、混合部への排気ガスの噴出口を2次内部開口と定義し、2次内部開口における排気ガスの流れ方向を2次方向と定義すると、排気ガスは、2次内部開口から2次方向に直進することで、2次方向への直進により1次内部開口を通過することができる。
また、混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有する。そして、混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、1次内部開口から外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合される。そして、1次内部開口から外部開口に至る混合部の内部空間は、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減するように設定されている。
また、1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、2次方向に垂直な投影面を想定して、投影面に、1次内部開口および2次内部開口を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口の投影範囲の上流端は、2次内部開口の投影範囲の上流端よりも上流側にあり、1次内部開口の投影範囲の下流端は、2次内部開口の投影範囲の下流端よりも下流側にある。
また、EGR混合器は、混合部に接続して2次内部開口を形成するとともに、排気ガスを2次方向に噴き出す2次導入部を備える。そして、1次導入部の流路中心軸と2次導入部の流路中心軸とが交差する。
さらに、1次内部開口は、1次導入部に設けられた筒状噴出部の開口であり、外部開口は、混合部に設けられた筒状噴出部の開口であり、1次内部開口を形成する筒状噴出部と外部開口を形成する筒状噴出部とは同軸的に配される。
そして、外部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積は、1次内部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積以下である。
そして、外部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積は、1次内部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積以下である。
〔実施例の構成〕
実施例のEGR混合器1の構成を、図面に基づいて説明する。
EGR混合器1は、例えば図1に示すように、内燃機関2の吸気流路3に組み入れられて内燃機関2の吸排気装置4の一構成要素をなすものであり、内燃機関2から排出された排気ガスの一部を吸気流路3に戻して内燃機関2に吸入させる排気ガス再循環(EGR)を行うために、排気ガスの一部を新気に混合して新気と排気ガスとの混合ガスを形成するものである。
実施例のEGR混合器1の構成を、図面に基づいて説明する。
EGR混合器1は、例えば図1に示すように、内燃機関2の吸気流路3に組み入れられて内燃機関2の吸排気装置4の一構成要素をなすものであり、内燃機関2から排出された排気ガスの一部を吸気流路3に戻して内燃機関2に吸入させる排気ガス再循環(EGR)を行うために、排気ガスの一部を新気に混合して新気と排気ガスとの混合ガスを形成するものである。
ここで、吸排気装置4は、タービン5およびコンプレッサ6を有して排気ガスのエネルギーにより内燃機関2に吸入される吸気ガスとしての混合ガスを圧縮するターボチャージャー7、ターボチャージャー7により圧縮された混合ガスを冷却するインタークーラー8、EGR混合器1にて新気に混合される排気ガスを冷却するEGRクーラー9、EGRクーラー9からEGR混合器1に供給すべき排気ガスの流量を操作するEGR弁10、EGR混合器1の上流側で新気の流れを絞る新気絞り弁11等を備える。
また、排気ガスを吸気流路3に戻すためのEGR流路12は、排気流路13におけるタービン5の下流側と、吸気流路3におけるコンプレッサ6の上流側とを接続しており、EGR混合器1は、吸気流路3とEGR流路12との接続部をなすものである。
EGR混合器1は、新気の流れにベンチュリ効果を発生させ、排気ガスを新気の流れに吸引させて新気と排気ガスとを混合する。つまり、EGR混合器1では、新気の流れを絞ることによって新気の流速を増加させるとともに新気の圧力を低下させ、圧力の低下した新気を噴き出すことで負圧を形成して排気ガスを新気の流れに吸引させ、排気ガスと新気とを混合する。
すなわち、EGR混合器1は、図2に示すように、新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部17と、1次導入部17の噴出口を外周側で囲うように設けられ、1次導入部17から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部18と、混合部18に接続して混合部18への排気ガスの噴出口を形成するとともに排気ガスを混合部18に噴き出す2次導入部19とを備える。
ここで、1次導入部17の噴出口を1次内部開口22とする。また、2次導入部19の噴出口、つまり混合部18への排気ガスの噴出口を2次内部開口23とし、2次内部開口23における排気ガスの流れ方向を2次方向とする。つまり、2次導入部19は、混合部18に接続して2次内部開口23を形成するとともに、排気ガスを2次方向に噴き出す。
また、混合部18には混合ガスの噴出口が設けられており、混合ガスの噴出口を外部開口24とする。
また、混合部18には混合ガスの噴出口が設けられており、混合ガスの噴出口を外部開口24とする。
1次導入部17は、EGR混合器1の上流側の吸気流路3から新気を受け入れる円筒状の大径部26と、大径部26よりも小径かつ大径部26と同軸的に設けられ1次内部開口22を形成する円筒状の小径部27と、大径部26から小径部27に向かってテーパ状に縮径して新気の流れを絞る絞り部28とを有する。
ここで、小径部27は、斜めにカットされた円筒形を呈し、1次内部開口22は、円筒に対する斜めカットの切り口により形成される。このため、1次導入部17の流路中心軸29は、1次内部開口22と非直角に交差する。なお、1次内部開口22は楕円形である。
ここで、小径部27は、斜めにカットされた円筒形を呈し、1次内部開口22は、円筒に対する斜めカットの切り口により形成される。このため、1次導入部17の流路中心軸29は、1次内部開口22と非直角に交差する。なお、1次内部開口22は楕円形である。
混合部18は、1次導入部17の小径部27を外周側で包囲する大径部31と、大径部31よりも小径かつ大径部31と同軸的に設けられ、外部開口24を形成する円筒状の小径部32と、大径部31から小径部32に向かってテーパ状に縮径して混合ガスの流れを絞る絞り部33とを有する。なお、外部開口24は円形を呈する。
ここで、大径部31に対して、1次導入部17は同軸的に組み込まれており、結果的に、1次導入部17の流路中心軸29は混合部18の流路中心軸と一致して1本の直線をなす。よって、以下の説明では、混合部18の流路中心軸に関しても流路中心軸29と表記する。そして、流路中心軸29に沿って1次内部開口22の中心から外部開口24の中心に向かう新気および混合ガスの流れの方向について上流下流を定義する。
また、絞り部33は、大径部31から小径部32に向かってテーパ状に縮径することから、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減している。そして、1次内部開口22から噴き出された新気が外部開口24に向かって流れる間に、排気ガスが新気に混合される。
また、混合部18の小径部32における流体の通過断面積αは、1次導入部17の小径部27において1次内部開口22よりも上流側の部分における流体の通過断面積β以下である。
また、混合部18の小径部32における流体の通過断面積αは、1次導入部17の小径部27において1次内部開口22よりも上流側の部分における流体の通過断面積β以下である。
2次導入部19は、円筒状に設けられ、混合部18の大径部31に接続して2次内部開口23を形成している。つまり、2次導入部19の下流端開口が2次内部開口23をなす。また、2次導入部19は大径部31に対し径方向に接続しており、2次導入部19の流路中心軸35は1次導入部17および混合部18の流路中心軸29と直交する。さらに、2次導入部19は、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスが2次方向への直進により1次内部開口22を通過することができるように、大径部31に接続している。
ここで、1次導入部17の流路中心軸29に垂直な切断面37(図2のA−A断面に相当する。)により小径部27を切断したときに、小径部27の断面は円弧を呈し、円弧に対する弦は1次内部開口22の断面となる(図2(b)参照。)。したがって、2次導入部19と大径部31との接続を上記のような態様にすることで、切断面37上を2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスは、1次内部開口22である弦を2次方向に通過して、小径部27である円弧の内側に進入する。
また、2次方向に垂直な投影面38を想定して、投影面38に、1次内部開口22および2次内部開口23を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口22の投影範囲の上流端39は、2次内部開口23の投影範囲の上流端40よりも上流側にあり、1次内部開口22の投影範囲の下流端41は、2次内部開口23の投影範囲の下流端42よりも下流側にある。
以上の構成において、内燃機関2の運転中にEGR弁10が開弁すると、EGRクーラー9で冷却された排気ガスが、新気の噴出により形成される負圧に吸引されて2次内部開口23から混合部18に噴き出される。
このとき、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスは、1次内部開口22を通過し、例えば図3に示すように、小径部27の内壁44に向かって新気の流れを押し込むように流れる。このため、内壁44に沿う新気の流れは、さらに絞られてより大きな負圧を形成する。
このとき、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスは、1次内部開口22を通過し、例えば図3に示すように、小径部27の内壁44に向かって新気の流れを押し込むように流れる。このため、内壁44に沿う新気の流れは、さらに絞られてより大きな負圧を形成する。
〔実施例の効果〕
実施例のEGR混合器1によれば、1次内部開口22は、流路中心軸29と非直角に交差するように設けられている。このため、絞り部28により絞られた新気が1次内部開口22から噴き出される際の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
実施例のEGR混合器1によれば、1次内部開口22は、流路中心軸29と非直角に交差するように設けられている。このため、絞り部28により絞られた新気が1次内部開口22から噴き出される際の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
また、2次導入部19は、2次内部開口23から2次方向に直進した排気ガスが2次方向への直進により1次内部開口22を通過することができるように、大径部31に接続している。これにより、1次内部開口22を2次方向に通過した排気ガスは、1次内部開口22を形成する内壁44に向かって新気の流れを押し込む。このため、内壁44に沿う新気の流れは、さらに絞られてより大きな負圧を形成するので、排気ガスに対する吸引力を高めることができる。
以上により、ベンチュリ効果を利用して新気の流れに排気ガスを負圧吸引させ、新気と排気ガスとを混合するEGR混合器1において、新気の圧力損失を抑制するとともに排気ガスの混合量を増やすことができる。
また、絞り部33は、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減するように設定されている。
これにより、2次内部開口23から外部開口24に至るまでの排気ガスの圧力損失を、例えば、流体の通過断面積を急縮小する場合に比べて抑制することができる。
これにより、2次内部開口23から外部開口24に至るまでの排気ガスの圧力損失を、例えば、流体の通過断面積を急縮小する場合に比べて抑制することができる。
また、2次方向に垂直な投影面38に、1次内部開口22および2次内部開口23を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口22の投影範囲の上流端39は、2次内部開口23の投影範囲の上流端40よりも上流側にある。
これにより、2次内部開口23から噴き出された排気ガスが、例えば、小径部27の外壁45に衝突することによる圧力損失を抑制することができる。
これにより、2次内部開口23から噴き出された排気ガスが、例えば、小径部27の外壁45に衝突することによる圧力損失を抑制することができる。
ここで、2次内部開口23から外部開口24に至る間の排気ガスの圧力損失(以下、ΔP2と表記する。)を、上流端39と上流端40との位置関係をパラメータとしてグラフ化すると図4(a)に示すような相関線Laが得られる(ただし、下流端41と下流端42との位置関係は不変とする。)。
相関線Laによれば、上流端39が上流端40よりも上流側にあるとき、ΔP2は略一定となる。すなわち、上流端39が上流端40よりも上流側にあるとき、2次内部開口23において上流端40に相当する位置から2次方向に直進した排気ガスは、小径部27の外壁45に衝突することなく1次内部開口22を通過することができる。このため、上流端39が上流端40よりも上流側にあるときには、1次内部開口22を通過する排気ガスの量は略一定であるから、ΔP2も略一定となる。
また、上流端39が上流端40よりも下流側にあるとき、2次内部開口23において上流端40に相当する位置から2次方向に直進した排気ガスは、小径部27の外壁45に衝突して1次内部開口22を通過することができなくなる。そして、上流端39が上流端40よりも下流側に張り出すほど、外壁45に衝突して1次内部開口22を通過することができなくなる排気ガスの量が大きくなる。このため、上流端39が上流端40よりも下流側に張り出すほど、ΔP2は大きくなる。
以上により、上流端39を上流端40よりも上流側に配することで、排気ガスが小径部27の外壁45に衝突することによる圧力損失を抑制することができる。
また、投影面38に1次内部開口22および2次内部開口23を2次方向に沿って投影したときに、1次内部開口22の投影範囲の下流端41は、2次内部開口23の投影範囲の下流端42よりも下流側にある。
これにより、2次内部開口23から噴き出された排気ガスを、例えば、新気の流れを絞るために効率的に利用することができる。
これにより、2次内部開口23から噴き出された排気ガスを、例えば、新気の流れを絞るために効率的に利用することができる。
ここで、1次内部開口22を通過して小径部27で新気の流れを絞るのに貢献することができる排気ガスの量(以下、Qと表記する。)を、下流端41と下流端42との位置関係をパラメータとしてグラフ化すると図4(b)に示すような相関線Lbが得られる(ただし、上流端39と上流端40との位置関係は不変とする。)。
相関線Lbによれば、下流端41が下流端42よりも下流側にあるときの方が、下流端41が下流端42よりも上流側にあるときよりもQの増加率が小さい。
すなわち、下流端41が下流端42よりも下流側にあるとき、2次内部開口23において下流端42に相当する位置から2次方向に直進した排気ガスは1次内部開口22を通過することができる。
すなわち、下流端41が下流端42よりも下流側にあるとき、2次内部開口23において下流端42に相当する位置から2次方向に直進した排気ガスは1次内部開口22を通過することができる。
このため、下流端41が下流端42よりも下流側にあるときには、1次内部開口22を通過する排気ガスの量は略一定である。このため、下流端41が下流端42よりも下流側にあるときに、下流端41の下流側への張り出しを大きくしても、さほどQは大きくならない。
一方、下流端41が下流端42よりも上流側にあるとき、2次内部開口23において下流端42に相当する位置から2次方向に直進した排気ガスは、1次内部開口22を通過することなく流れ方向を変えて外部開口24の方に流れる虞が高い。そして、下流端41が下流端42よりも上流側に後退するほど、1次内部開口22を通過することなく流れ方向を変えて外部開口24の方に流れる排気ガスの量が大きくなる。このため、下流端41が下流端42よりも上流側に後退するほど、Qは小さくなる。
以上により、下流端41が下流端42よりも下流側にあるときの方が、下流端41が下流端42よりも上流側にあるときよりもQの増加率が小さいので、下流端41を下流端42よりも下流側に配することで、2次内部開口23から噴き出された排気ガスを、新気の流れを絞るために効率的に利用することができる。
また、1次導入部17の流路中心軸29と2次導入部19の流路中心軸35とは直交している。
これにより、新気の負圧による排気ガスの吸引を効率的に行うことができるとともに、排気ガスの圧力損失を抑制することができる。
これにより、新気の負圧による排気ガスの吸引を効率的に行うことができるとともに、排気ガスの圧力損失を抑制することができる。
さらに、混合部18の小径部32における流体の通過断面積αは、1次導入部17の小径部27において1次内部開口22よりも上流側の部分における流体の通過断面積β以下である。
これにより、1次内部開口22から噴き出された新気の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
これにより、1次内部開口22から噴き出された新気の急拡大による圧力損失を抑制することができる。
〔変形例〕
EGR混合器1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、図5に示すように、1次導入部17における絞り部28と大径部26との接続、および絞り部28と小径部27との接続を滑らかにしてもよい。同様に、混合部18における絞り部33と大径部31との接続、および絞り部33と小径部32との接続を滑らかにしてもよい。
EGR混合器1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、図5に示すように、1次導入部17における絞り部28と大径部26との接続、および絞り部28と小径部27との接続を滑らかにしてもよい。同様に、混合部18における絞り部33と大径部31との接続、および絞り部33と小径部32との接続を滑らかにしてもよい。
1 EGR混合器
2 内燃機関
17 1次導入部
18 混合部
19 2次導入部
22 1次内部開口
23 2次内部開口
24 外部開口
27 小径部(筒状噴出部)
29 流路中心軸
32 小径部(筒状噴出部)
35 流路中心軸
38 投影面
39 上流端(1次内部開口の投影範囲の上流端)
40 上流端(2次内部開口の投影範囲の上流端)
41 下流端(1次内部開口の投影範囲の下流端)
42 下流端(2次内部開口の投影範囲の下流端)
2 内燃機関
17 1次導入部
18 混合部
19 2次導入部
22 1次内部開口
23 2次内部開口
24 外部開口
27 小径部(筒状噴出部)
29 流路中心軸
32 小径部(筒状噴出部)
35 流路中心軸
38 投影面
39 上流端(1次内部開口の投影範囲の上流端)
40 上流端(2次内部開口の投影範囲の上流端)
41 下流端(1次内部開口の投影範囲の下流端)
42 下流端(2次内部開口の投影範囲の下流端)
Claims (6)
- 内燃機関から排出される排気ガスの一部を新気に混合して前記内燃機関に吸入させるEGR混合器において、
新気の流れを絞ることで、流速を増加させるとともに圧力を低下させて新気を噴き出す1次導入部と、
この1次導入部の噴出口を外周側で囲うように設けられ、前記1次導入部から新気を噴き出すことで形成される負圧により、排気ガスを吸入するとともに新気に混合する混合部とを備え、
前記1次導入部の噴出口を1次内部開口と定義すると、前記1次内部開口は、前記1次導入部の流路中心軸と非直角に交差するように設けられ、
前記混合部への排気ガスの噴出口を2次内部開口と定義し、この2次内部開口における排気ガスの流れ方向を2次方向と定義すると、排気ガスは、前記2次内部開口から前記2次方向に直進することで、前記2次方向への直進により前記1次内部開口を通過することができることを特徴とするEGR混合器。 - 請求項1に記載のEGR混合器において、
前記混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有し、
この混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、前記1次内部開口から前記外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合され、
前記1次内部開口から前記外部開口に至る前記混合部の内部空間は、流れの下流側に向かって流体の通過断面積が漸減するように設定されていることを特徴とするEGR混合器。 - 請求項1または請求項2に記載のEGR混合器において、
前記1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、
前記2次方向に垂直な投影面を想定して、この投影面に、前記1次内部開口および前記2次内部開口を前記2次方向に沿って投影したときに、
前記1次内部開口の投影範囲の上流端は、前記2次内部開口の投影範囲の上流端よりも上流側にあることを特徴とするEGR混合器。 - 請求項1ないし請求項3の内のいずれか1つに記載のEGR混合器において、
前記1次導入部の流路中心軸上の新気の流れ方向に基づいて上流下流を定義すると、
前記2次方向に垂直な投影面を想定して、この投影面に、前記1次内部開口および前記2次内部開口を前記2次方向に沿って投影したときに、
前記1次内部開口の投影範囲の下流端は、前記2次内部開口の投影範囲の下流端よりも下流側にあることを特徴とするEGR混合器。 - 請求項1ないし請求項4の内のいずれか1つに記載のEGR混合器において、
前記混合部に接続して前記2次内部開口を形成するとともに、排気ガスを前記2次方向に噴き出す2次導入部を備え、
前記1次導入部の流路中心軸と前記2次導入部の流路中心軸とが交差することを特徴とするEGR混合器。 - 請求項1ないし請求項5の内のいずれか1つに記載のEGR混合器において、
前記混合部は、新気と排気ガスとの混合ガスの噴出口を有し、
この混合ガスの噴出口を外部開口と定義すると、前記1次内部開口から前記外部開口に向かって新気が流れる間に排気ガスが新気に混合され、
前記1次内部開口は、前記1次導入部に設けられた筒状噴出部の開口であり、前記外部開口は、前記混合部に設けられた筒状噴出部の開口であり、前記1次内部開口を形成する筒状噴出部と前記外部開口を形成する筒状噴出部とは同軸的に配され、
前記外部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積は、前記1次内部開口を形成する筒状噴出部における流体の通過断面積以下であることを特徴とするEGR混合器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010181633A JP2012041828A (ja) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Egr混合器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010181633A JP2012041828A (ja) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Egr混合器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012041828A true JP2012041828A (ja) | 2012-03-01 |
Family
ID=45898429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010181633A Pending JP2012041828A (ja) | 2010-08-16 | 2010-08-16 | Egr混合器 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012041828A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170022941A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for a variable exhaust gas recirculation diffuser |
-
2010
- 2010-08-16 JP JP2010181633A patent/JP2012041828A/ja active Pending
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US20170022941A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-26 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for a variable exhaust gas recirculation diffuser |
US10151278B2 (en) * | 2015-07-24 | 2018-12-11 | Ford Global Technologies, Llc | System and method for a variable exhaust gas recirculation diffuser |
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