JP2012052450A - Exhaust gas recirculation device - Google Patents
Exhaust gas recirculation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012052450A JP2012052450A JP2010194567A JP2010194567A JP2012052450A JP 2012052450 A JP2012052450 A JP 2012052450A JP 2010194567 A JP2010194567 A JP 2010194567A JP 2010194567 A JP2010194567 A JP 2010194567A JP 2012052450 A JP2012052450 A JP 2012052450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- passage
- exhaust
- egr
- intake
- exhaust gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気通路内の排気ガスをエンジンの吸気通路に還流させるべく、排気通路と吸気通路とをEGR通路で連通した排気ガス再循環装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device in which an exhaust passage and an intake passage are communicated with each other by an EGR passage so that exhaust gas in the exhaust passage of the engine is recirculated to the intake passage of the engine.
エンジンの排気ガス再循環装置(EGR装置)は、エンジンの排気通路内の排気ガスを再循環排気ガス(EGRガス)としてエンジンの吸気通路に還流させるべく、排気通路と吸気通路とをEGR通路で連通したものである。また、排気ガス再循環装置として、ターボ過給機付きエンジンの排気マニフォールド(高圧部)から吸気マニフォールド(高圧部)に排気ガスを還流させる高圧EGR方式のものが知られている。このような高圧EGR方式の排気ガス再循環装置において、ターボ過給機によりエンジンに供給する吸気ガスの加圧をした場合、排気ガス圧力(排気マニフォールド圧)より吸気ガス圧力(ターボ過給機の過給圧)が高くなり、吸気ガスが排気通路に逆流する場合がある為、吸気マニフォールドの入口近傍のEGR通路に逆止弁としてリードバルブを配設して逆流を防止している(例えば、特許文献1、2等参照)。
An engine exhaust gas recirculation device (EGR device) connects an exhaust passage and an intake passage through an EGR passage so as to recirculate exhaust gas in the exhaust passage of the engine to the intake passage of the engine as recirculation exhaust gas (EGR gas). It is a communication. As an exhaust gas recirculation device, a high-pressure EGR system that recirculates exhaust gas from an exhaust manifold (high-pressure portion) of an engine with a turbocharger to an intake manifold (high-pressure portion) is known. In such a high-pressure EGR type exhaust gas recirculation device, when the intake gas supplied to the engine is pressurized by the turbocharger, the intake gas pressure (exhaust manifold pressure) is set higher than the intake gas pressure (exhaust manifold pressure). Since the intake gas may flow backward to the exhaust passage, a reed valve is provided as a check valve in the EGR passage near the inlet of the intake manifold to prevent backflow (for example, (See
EGRガスがEGRダクトを通過する際にリードバルブの抵抗がある為、ターボ過給機の過給圧と排気マニフォールド圧との圧力差が小さく、排気ガスの脈動が小さい低速低回転領域では、再循環排気ガス量(EGRガス量)が十分に確保できない場合がある。EGRガス量が十分に確保できない場合は、燃焼速度を抑える効果が小さくなる為、排気ガス中のNOx等低減と燃費の向上効果が小さくなる。 When EGR gas passes through the EGR duct, there is a reed valve resistance, so the pressure difference between the turbocharger supercharging pressure and the exhaust manifold pressure is small, and the exhaust gas pulsation is small. In some cases, a sufficient amount of circulating exhaust gas (EGR gas amount) cannot be secured. When the amount of EGR gas cannot be secured sufficiently, the effect of suppressing the combustion speed is reduced, so that the effects of reducing NOx and the like in the exhaust gas and improving the fuel efficiency are reduced.
また、排気ガス中の未燃ガス成分による汚損によるリードバルブの性能劣化、腐蝕や破損の虞がある。さらに、リードバルブの材料仕様(特に、可動部分)の制約から、リードバルブを所定温度(例えば、250℃)以上の環境下には配置出来ないという制約がある。 In addition, there is a risk that the performance of the reed valve may be deteriorated due to contamination by unburned gas components in the exhaust gas, and corrosion or damage may occur. Furthermore, there is a restriction that the reed valve cannot be placed in an environment of a predetermined temperature (for example, 250 ° C.) or higher due to restrictions on the material specifications (particularly, movable parts) of the reed valve.
そこで、本発明の目的は、性能劣化、腐蝕や破損の虞が無く、EGRガスがEGR通路を通過する際の圧力損失も小さくすることが出来る逆止弁効果を発揮することが可能な排気ガス再循環装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is an exhaust gas capable of exhibiting a check valve effect that can reduce the pressure loss when the EGR gas passes through the EGR passage, without causing deterioration of performance, corrosion or damage. It is to provide a recirculation device.
前記目的を達成する為に、本発明は、エンジンの排気通路内の排気ガスを前記エンジンの吸気通路に還流させるべく、前記排気通路と前記吸気通路とをEGR通路で連通した排気ガス再循環装置であって、前記EGR通路に、前記吸気通路側から前記排気通路側への逆方向流れの流路抵抗が前記排気通路側から前記吸気通路側への順方向流れの流路抵抗よりも大きい流路を有し、且つ、可動部分を持たない流体ダイオードを配設したものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust gas recirculation device in which the exhaust passage and the intake passage are communicated with each other through an EGR passage in order to recirculate exhaust gas in the exhaust passage of the engine to the intake passage of the engine. In the EGR passage, the flow resistance of the reverse flow from the intake passage side to the exhaust passage side is larger than the flow resistance of the forward flow from the exhaust passage side to the intake passage side. A fluid diode having a path and no moving part is disposed.
前記流体ダイオードは、スクロールダイオード或いはボルテックスダイオードからなっても良い。 The fluid diode may be a scroll diode or a vortex diode.
前記エンジンは、前記排気通路に配設されたタービンと、前記吸気通路に配設されたコンプレッサーとを有するターボ過給機を備え、前記EGR通路は、前記タービンよりも排気ガス上流側の前記排気通路と前記コンプレッサーよりも吸気ガス下流側の前記吸気通路とを連通するものであっても良い。 The engine includes a turbocharger having a turbine disposed in the exhaust passage and a compressor disposed in the intake passage, and the EGR passage is disposed on the exhaust gas upstream side of the turbine. The passage and the intake passage downstream of the intake gas from the compressor may be communicated with each other.
本発明によれば、性能劣化、腐蝕や破損の虞が無く、EGRガスがEGR通路を通過する際の圧力損失も小さくすることが出来る逆止弁効果を発揮することが可能な排気ガス再循環装置を提供することが出来るという優れた効果を奏する。 According to the present invention, there is no risk of performance deterioration, corrosion or damage, and exhaust gas recirculation capable of exhibiting a check valve effect that can reduce pressure loss when EGR gas passes through the EGR passage. There is an excellent effect that an apparatus can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1中、1はエンジン(本実施形態では、ディーゼルエンジン)、2はターボ過給機、3はエンジン1の吸気ポートに接続された吸気マニフォールド(吸気通路)、4は吸気マニフォールド3に接続された吸気ダクト(吸気通路)、5は吸気ダクト4に配設されエンジン1に供給する吸気ガスを加圧するターボ過給機2のコンプレッサー、6はコンプレッサー5よりも吸気ガス下流側の吸気ダクト4に配設され吸気ガスを冷却するインタークーラー、7はインタークーラー6よりも吸気ガス下流側の吸気ダクト4に配設されたスロットルバルブ、8はエンジン1の排気ポートに接続された排気マニフォールド(排気通路)、9は排気マニフォールド8に接続された排気ダクト(排気通路)、10は排気ダクト9に配設されコンプレッサー5を駆動するターボ過給機2のタービン、11はタービン10よりも排気ガス下流側の排気ダクト9に配設された後処理装置である。
In FIG. 1, 1 is an engine (in this embodiment, a diesel engine), 2 is a turbocharger, 3 is an intake manifold (intake passage) connected to an intake port of the
本実施形態のエンジン1は、多気筒エンジン(図示例では、六気筒エンジン)であり、吸気マニフォールド3が複数(図示例では、二つ)に分割されている。すなわち、本実施形態では、吸気マニフォールド3は三気筒毎に一つ設けられている。
The
図1に示すように、本実施形態に係る排気ガス再循環装置は、エンジン1の排気通路内の排気ガスをEGRガスとしてエンジン1の吸気通路に還流させるべく、排気通路(図示例では、排気マニフォールド8)と吸気通路(図示例では、吸気マニフォールド3)とを連通するEGR通路(EGRダクト)12と、EGRダクト12に配設され、EGRガスを冷却するEGRクーラー13と、EGRクーラー13よりもEGRガス下流側のEGRダクト12に配設され、EGRガス量を調整すべく流路面積を変更するEGRバルブ14とを備えている。すなわち、本実施形態に係る排気ガス再循環装置は、排気マニフォールド8(高圧部)から吸気マニフォールド3(高圧部)に排気ガスを還流させる高圧EGR方式のものである。具体的には、EGRダクト12は、タービン10よりも排気ガス上流側の排気通路(排気マニフォールド8)とコンプレッサー5よりも吸気ガス下流側の吸気通路(吸気マニフォールド3)とを連通している。
As shown in FIG. 1, the exhaust gas recirculation apparatus according to the present embodiment is configured so that the exhaust gas in the exhaust passage of the
本実施形態に係る排気ガス再循環装置は、EGRダクト12に配設され、吸気通路側(吸気マニフォールド3側)から排気通路側(排気マニフォールド8側)への逆方向流れの流路抵抗が排気通路側(排気マニフォールド8側)から吸気通路側(吸気マニフォールド3側)への順方向流れの流路抵抗よりも大きい流路を有し、且つ、可動部分を持たない流体ダイオード15を更に備えている。流体ダイオード15は、いわゆる流体素子の一種であり、流体の流れる方向により流路抵抗が変化するものである。
The exhaust gas recirculation device according to the present embodiment is disposed in the
すなわち、本実施形態では、排気マニフォールド8側から吸気マニフォールド3側への順方向流れの圧力損失は小さく、吸気マニフォールド3側から排気マニフォールド8側への逆方向流れの圧力損失は大きい構造(図6参照)を持った流体ダイオード15を、EGRガス流れ方向を順方向としてEGRダクト12に配設することにより、吸気ガスが排気マニフォールド8側に逆流することを抑制することが出来る。
That is, in this embodiment, the pressure loss of the forward flow from the exhaust manifold 8 side to the
流体ダイオード15は、例えば、いわゆるスクロールダイオード、或いは、いわゆるボルテックスダイオードからなる。また、流体ダイオード15は、例えば、鉄の鋳物品やアルミニウムのダイカスト品によって形成される。
The
スクロールダイオードの一例を図4に示す。図4に示すスクロールダイオード15aは、スクロール室16と、スクロール室16の外周部に接続された第一流路17と、スクロール室16の外周部に第一流路17と反対方向へと延びるように接続された第二流路18とから構成されている。図4に示すスクロールダイオード15aでは、第一流路17近傍のスクロール室16に突起部19が形成されている。図4に示すスクロールダイオード15aでは、第一流路17から流入して第二流路18へと流出する流れが順方向流れとされ(図4(b)参照)、第二流路18から流入して第一流路17へと流出する流れが逆方向流れとされる(図4(c)参照)。順方向流れでは流れがスクロール室16内壁に沿ってスムーズに流れる為に抵抗が小さいが、逆方向流れではスクロール室16内壁からの流れの剥離を生じて抵抗が大きくなる。
An example of the scroll diode is shown in FIG. The
ボルテックスダイオードの一例を図5に示す。図5に示すボルテックスダイオード15bは、略円筒状の渦室20と、渦室20の中心に軸方向に沿って延びるように接続された軸流路21と、渦室20の外周部に接線方向に沿って延びるように接続された接線流路22とから構成されている。図5に示すボルテックスダイオード15bでは、軸流路21から流入して接線流路22へと流出する流れが順方向流れとされ(図5(b)参照)、接線流路22から流入して軸流路21へと流出する流れが逆方向流れとされる(図5(c)参照)。順方向流れでは抵抗が小さいが、逆方向流れでは渦室20内に流れの渦を生じて抵抗が大きくなる。
An example of a vortex diode is shown in FIG. A
また、図1に示すように、本実施形態では、流体ダイオード15を、EGRバルブ14と吸気マニフォールド3との間、すなわち、EGRバルブ14よりもEGRガス下流側のEGRダクト12に配設している。なお、流体ダイオード15は排気マニフォールド8と吸気マニフォールド3とを連通するEGRダクト12に配設されていれば良く、図2に示すように、流体ダイオード15をEGRクーラー13とEGRバルブ14との間に位置させてEGRダクト12に配設しても良く、図3に示すように、流体ダイオード15を、排気マニフォールド8とEGRクーラー13との間、すなわち、EGRクーラー13よりもEGRガス上流側のEGRダクト12に配設しても良い。
Further, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the
以上の構成からなる排気ガス再循環装置によれば、可動部分を持たない流体ダイオード15を逆止弁としてEGRダクト12に配設したので、ターボ過給機2の過給圧と排気マニフォールド圧との圧力差が小さく、排気ガスの脈動が小さい低速低回転領域において、リードバルブを用いた場合と比較してEGRガスがEGRダクト12を通過する際の圧力損失を小さくすることができ、EGRガス量を十分に確保することが可能になる。また、流体ダイオード15は、リードバルブとは異なり可動部分を持たないので、排気ガス中の未燃ガス成分による汚損による性能劣化、腐蝕や破損の虞が無い。
According to the exhaust gas recirculation device having the above configuration, since the
また、可動部分を持たない流体ダイオード15には使用材料による使用温度環境の制約が無い為、逆止弁としての流体ダイオード15の配置自由度を増すことが出来る。すなわち、図1から図3に示すように、排気マニフォールド8(排気通路)と吸気マニフォールド3(吸気通路)とを連通するEGRダクト12におけるいずれの箇所にも流体ダイオード15を配設することが出来る。他方、リードバルブの材料仕様(特に、可動部分)の制約から、一般的に、リードバルブをEGRクーラー13よりもEGRガス上流側のEGRダクト12には配設することは出来ない。
Further, since the
さらに、流体ダイオード15が可動部分を持たないことから単純な構成部品で済む為、リードバルブを用いた場合よりも安価に排気ガス再循環装置を製造することが出来る。
Further, since the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various other embodiments can be adopted.
例えば、上記実施形態では、排気ガス再循環装置が高圧EGR方式のものであるとしたが、これには限定はされず、排気ガス再循環装置が、排気ダクト9(低圧部)から吸気ダクト4(低圧部)に排気ガスを還流させる低圧EGR方式のものであっても良い。具体的には、EGRダクト12が、タービン10よりも排気ガス下流側の排気通路(排気ダクト9)とコンプレッサー5よりも吸気ガス上流側の吸気通路(吸気ダクト4)とを連通するものであっても良い。
For example, in the above embodiment, the exhaust gas recirculation device is of the high pressure EGR system, but the present invention is not limited to this, and the exhaust gas recirculation device is connected to the
1 エンジン
2 ターボ過給機
3 吸気マニフォールド(吸気通路)
4 吸気ダクト(吸気通路)
5 コンプレッサー
8 排気マニフォールド(排気通路)
9 排気ダクト(排気マニフォールド)
10 タービン
12 EGRダクト(EGR通路)
15 流体ダイオード
15a スクロールダイオード
15b ボルテックスダイオード
1
4 Intake duct (intake passage)
5 Compressor 8 Exhaust manifold (exhaust passage)
9 Exhaust duct (exhaust manifold)
10
15
Claims (3)
前記EGR通路に、前記吸気通路側から前記排気通路側への逆方向流れの流路抵抗が前記排気通路側から前記吸気通路側への順方向流れの流路抵抗よりも大きい流路を有し、且つ、可動部分を持たない流体ダイオードを配設した
ことを特徴とする排気ガス再循環装置。 An exhaust gas recirculation device in which the exhaust passage and the intake passage are communicated with each other by an EGR passage to recirculate exhaust gas in the exhaust passage of the engine to the intake passage of the engine,
The EGR passage has a flow path resistance in which a reverse flow flow resistance from the intake passage side to the exhaust passage side is larger than a forward flow flow resistance from the exhaust passage side to the intake passage side. An exhaust gas recirculation device comprising a fluid diode having no moving parts.
前記EGR通路は、前記タービンよりも排気ガス上流側の前記排気通路と前記コンプレッサーよりも吸気ガス下流側の前記吸気通路とを連通する
請求項1又は2に記載の排気ガス再循環装置。 The engine includes a turbocharger having a turbine disposed in the exhaust passage and a compressor disposed in the intake passage,
3. The exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein the EGR passage communicates the exhaust passage upstream of the turbine with respect to the turbine and the intake passage downstream of the compressor with respect to the intake gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010194567A JP2012052450A (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Exhaust gas recirculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010194567A JP2012052450A (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Exhaust gas recirculation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012052450A true JP2012052450A (en) | 2012-03-15 |
Family
ID=45906050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010194567A Pending JP2012052450A (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Exhaust gas recirculation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012052450A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013199320A (en) * | 2012-02-20 | 2013-10-03 | Brigeas Corp | Air vent structure of container and water server using the same |
DE102015012165A1 (en) * | 2015-09-23 | 2017-03-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Exhaust gas recirculation arrangement |
US10221747B2 (en) | 2014-08-21 | 2019-03-05 | Williams International Co., L.L.C. | Valvular-conduit manifold |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52107429A (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas purifier |
JP2004278433A (en) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Engine with supercharger |
-
2010
- 2010-08-31 JP JP2010194567A patent/JP2012052450A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52107429A (en) * | 1976-03-05 | 1977-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust gas purifier |
JP2004278433A (en) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Engine with supercharger |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013199320A (en) * | 2012-02-20 | 2013-10-03 | Brigeas Corp | Air vent structure of container and water server using the same |
US10221747B2 (en) | 2014-08-21 | 2019-03-05 | Williams International Co., L.L.C. | Valvular-conduit manifold |
US10612447B2 (en) | 2014-08-21 | 2020-04-07 | Williams International Co., L.L.C. | Valvular-conduit exhaust manifold |
DE102015012165A1 (en) * | 2015-09-23 | 2017-03-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Exhaust gas recirculation arrangement |
DE102015012165B4 (en) | 2015-09-23 | 2024-05-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Exhaust gas recirculation arrangement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10273908B2 (en) | Engine system | |
JP5747483B2 (en) | Low pressure loop EGR device | |
SE0501124L (en) | Arrangements for the recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine | |
US8820071B2 (en) | Integrated compressor housing and inlet | |
JP2010112178A (en) | Ventilation system for engine | |
JP2013515207A (en) | Internal combustion engine | |
WO2017169982A1 (en) | Engine with turbo supercharger | |
JP2007231906A (en) | Multi-cylinder engine | |
JP2008309125A (en) | Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine | |
JP2012052450A (en) | Exhaust gas recirculation device | |
SE0501123L (en) | Arrangements for the recirculation of exhaust gases of a supercharged internal combustion engine | |
US10760477B2 (en) | Turbocharger engine | |
JP2010223077A (en) | Internal combustion engine | |
JP2009156055A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
WO2009059923A3 (en) | Internal combustion engine comprising an inlet system and an outlet system | |
JP6399028B2 (en) | Turbocharged engine | |
JP5878001B2 (en) | EGR system | |
JP6209989B2 (en) | Turbocharged engine | |
JP5577836B2 (en) | Blow-by gas processing device for internal combustion engine | |
JP7347210B2 (en) | turbocharged engine | |
JP6213373B2 (en) | Supercharger air supply device | |
JP5670170B2 (en) | Supercharged multi-cylinder engine | |
JP5447094B2 (en) | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine | |
JP6520366B2 (en) | Internal combustion engine supercharging system | |
JP2012036805A (en) | Heat exchange member, and air intake system using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130708 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140513 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140710 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141111 |