JP2012057634A - Exhaust gas recirculation device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気通路から排気を取り出して吸気通路に導く内燃機関の排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that extracts exhaust gas from an exhaust passage of the internal combustion engine and guides the exhaust gas to an intake passage.
内燃機関の排気還流装置として、ターボチャージャーのタービン下流の排気通路から排気の一部をEGRガスとして取り出してコンプレッサ上流の吸気通路に導入する低圧排気還流通路と、タービン上流の排気通路から排気の一部をEGRガスとして取り出してコンプレッサ下流の吸気通路に導入する高圧排気還流通路とを内燃機関の運転状態に応じて使い分けるものが知られている(特許文献1)。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献2及び3が存在する。
As an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, a part of the exhaust gas is taken out as an EGR gas from an exhaust passage downstream of a turbine of a turbocharger and introduced into an intake passage upstream of a compressor, and an exhaust gas is exhausted from an exhaust passage upstream of the turbine. A high-pressure exhaust gas recirculation passage that takes out a part as EGR gas and introduces it into an intake passage downstream of the compressor is known depending on the operating state of the internal combustion engine (Patent Document 1). In addition,
低圧排気還流通路を利用する場合、ターボチャージャーのコンプレッサの上流にEGRガスを導くので、EGRガスに含まれるカーボン微粒子や、EGRガスの冷却等を原因として発生する水蒸気、水滴及び氷結等の異物がコンプレッサに流入する。ターボチャージャーのコンプレッサは吸気通路の中央を貫く軸線の回りに回転するインペラーを備えていてそのインペラーは吸気通路内に臨んでいる。そのため、異物がインペラーに衝突してインペラーの破損や摩耗を促進するおそれがある。 When the low pressure exhaust gas recirculation passage is used, the EGR gas is guided upstream of the turbocharger compressor, so that carbon fine particles contained in the EGR gas and foreign matters such as water vapor, water droplets and freezing generated due to cooling of the EGR gas, etc. Flows into the compressor. The turbocharger compressor includes an impeller that rotates about an axis that passes through the center of the intake passage, and the impeller faces the intake passage. For this reason, foreign matter may collide with the impeller and promote damage or wear of the impeller.
そこで、本発明は、EGRガスに含まれる異物の衝突によるコンプレッサのインペラーの破損や摩耗を抑制できる内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can suppress damage and wear of a compressor impeller due to collision of foreign matter contained in EGR gas.
本発明の排気還流装置は、吸気通路に設けられたコンプレッサと排気通路に設けられて前記コンプレッサを駆動するタービンとを有したターボチャージャーが搭載された内燃機関に適用され、前記排気通路から排気の一部をEGRガスとして取り出して前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路内に導く排気還流通路を備えた内燃機関の排気還流装置において、前記吸気通路の前記中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布を前記コンプレッサの上流に形成する濃度分布形成手段を備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 The exhaust gas recirculation device of the present invention is applied to an internal combustion engine equipped with a turbocharger having a compressor provided in an intake passage and a turbine provided in the exhaust passage and driving the compressor, and exhaust gas is exhausted from the exhaust passage. In an exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation passage that extracts a part as EGR gas and leads it into the intake air passage upstream of the compressor, the concentration of EGR gas in the central portion of the intake air passage The above-mentioned problem is solved by providing concentration distribution forming means for forming an EGR gas concentration distribution higher than the EGR gas concentration at the end of the compressor upstream of the compressor.
この排気還流装置によれば、濃度分布形成手段によって、吸気通路の横断方向の中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布をコンプレッサの上流に形成することができる。そのため、EGRガスにカーボン微粒子、水蒸気、水滴及び氷結等の異物が含まれていても、その異物の多くはコンプレッサに設けられたインペラーの周方向速度が相対的に低い回転中心部に衝突する。これにより、インペラーの周方向速度が相対的に高い外周部分への異物の衝突を回避することができるため、EGRガスに含まれる異物の衝突によるインペラーの破損や摩耗を抑制することができる。 According to this exhaust gas recirculation apparatus, the concentration distribution forming means converts the EGR gas concentration distribution at the central portion in the transverse direction of the intake passage to a concentration distribution of EGR gas higher than the EGR gas concentration at the end portion in the transverse direction. It can be formed upstream. Therefore, even if the EGR gas contains foreign matters such as carbon fine particles, water vapor, water droplets, and icing, most of the foreign matters collide with the rotation center portion where the impeller provided in the compressor has a relatively low circumferential speed. Thereby, since the collision of the foreign material to the outer peripheral portion where the circumferential speed of the impeller is relatively high can be avoided, the impeller can be prevented from being damaged or worn by the collision of the foreign material contained in the EGR gas.
本発明の一態様においては、前記濃度分布形成手段として、前記吸気通路内に配置されて前記吸気通路の前記中央部において前記吸気通路の下流側に向かって開口して、EGRガスを前記吸気通路内に導くことができる導入部が前記排気還流通路に設けられてもよい(請求項2)。この態様によれば、EGRガスが導入部から吸気通路内に導入されることにより、EGRガスはコンプレッサのインペラーの回転中心部に導かれる。これにより、吸気通路の横断方向の中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布をコンプレッサの上流に形成することができる。 In one aspect of the present invention, the concentration distribution forming means is disposed in the intake passage and is opened toward the downstream side of the intake passage at the central portion of the intake passage so that EGR gas is supplied to the intake passage. An introduction portion that can be led into the exhaust gas recirculation passage may be provided in the exhaust gas recirculation passage. According to this aspect, the EGR gas is introduced into the intake passage from the introduction portion, whereby the EGR gas is guided to the rotation center portion of the compressor impeller. As a result, an EGR gas concentration distribution in which the concentration of EGR gas in the central portion in the transverse direction of the intake passage is higher than the concentration of EGR gas in the end portion in the transverse direction can be formed upstream of the compressor.
本発明の一態様においては、前記濃度分布形成手段として、前記排気還流通路と前記吸気通路とが合流する合流部よりも下流でかつ前記コンプレッサよりも上流の前記吸気通路にEGRガスを含まない空気を導くことができる空気通路が設けられており、前記空気通路は、前記吸気通路の外周側から内周側に開口して空気を前記吸気通路内に導くことができる空気導入部を有してもよい(請求項3)。この態様によれば、EGRガスを含まない空気が空気通路によって吸気通路に導入されることにより、吸気通路内の径方向外側、即ち吸気通路の横断方向の端部に空気を偏在させることができる。これにより、合流部を経由して吸気通路に導かれたEGRガスが吸気通路の中央部に案内される。従って、吸気通路の横断方向の中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布をコンプレッサの上流に形成することができる。 In one aspect of the present invention, as the concentration distribution forming means, air that does not contain EGR gas in the intake passage that is downstream of the junction where the exhaust gas recirculation passage and the intake passage join and upstream of the compressor. The air passage has an air introduction portion that opens from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the intake passage and guides air into the intake passage. (Claim 3). According to this aspect, air that does not contain EGR gas is introduced into the intake passage by the air passage, so that the air can be unevenly distributed radially outside the intake passage, that is, at the end in the transverse direction of the intake passage. . As a result, the EGR gas guided to the intake passage via the merging portion is guided to the central portion of the intake passage. Therefore, it is possible to form an EGR gas concentration distribution upstream of the compressor in which the concentration of EGR gas in the central portion in the transverse direction of the intake passage is higher than the concentration of EGR gas in the end portion in the transverse direction.
この態様においては、前記空気導入部は、前記吸気通路の周方向に旋回する旋回流を前記吸気通路内に導く空気に対して付与する旋回流生成手段を有してもよい(請求項4)。この場合は、空気導入部にて導入される空気に対して旋回流が付与されるので、旋回流が与えられた空気を吸気通路の横断方向の端部へ偏在させることが容易になる。 In this aspect, the air introduction section may include a swirl flow generating means for imparting a swirl flow swirling in the circumferential direction of the intake passage to the air that is guided into the intake passage. . In this case, since the swirl flow is given to the air introduced by the air introduction part, it is easy to make the air given the swirl flow unevenly distributed at the end in the transverse direction of the intake passage.
また、この態様においては、前記合流部よりも上流に設けられて、前記空気通路にて導入される空気とは別に前記吸気通路に流れ込む空気の流量を制限する流量制限手段を更に備えてもよい(請求項5)。この場合、流量制限手段にて空気の流量を制限することにより、空気通路によって吸気通路の外周から導入される空気の流量を相対的に増量することができる。 Further, in this aspect, there may be further provided a flow rate limiting unit that is provided upstream of the merging portion and limits the flow rate of the air flowing into the intake passage separately from the air introduced in the air passage. (Claim 5). In this case, the flow rate of the air introduced from the outer periphery of the intake passage by the air passage can be relatively increased by restricting the air flow rate by the flow restriction means.
以上説明したように、本発明によれば、EGRガスが導入部から吸気通路内に導入されることにより、EGRガスはコンプレッサのインペラーの回転中心部に導かれる。このため、EGRガスにカーボン微粒子、水蒸気、水滴及び氷結等の異物が含まれていても、その異物の多くはインペラーの周方向速度が相対的に低い回転中心部に衝突するため、周方向速度が相対的に高い外周部分への異物の衝突を回避できる。これにより、EGRガスに含まれる異物の衝突によるインペラーの破損や摩耗を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, the EGR gas is introduced into the intake passage from the introduction portion, whereby the EGR gas is guided to the rotation center portion of the compressor impeller. For this reason, even if the EGR gas contains foreign matters such as carbon fine particles, water vapor, water droplets, and icing, most of the foreign matters collide with the center of rotation of the impeller where the circumferential speed is relatively low. It is possible to avoid collision of a foreign object with the outer peripheral portion having a relatively high value. Thereby, the damage and wear of the impeller due to the collision of the foreign matter contained in the EGR gas can be suppressed.
(第1の形態)
図1は、本発明の一形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関を示している。内燃機関1は車両に走行用の動力源として搭載され、4つの気筒2が一方向に並べられた直列4気筒型のディーゼルエンジンとして構成されている。各気筒2には燃料噴射弁3がその先端を気筒2内に臨ませるようにして一つずつ設けられており、それらの燃料噴射弁3は燃料を所定燃圧に保持するコモンレール4に接続されている。各気筒2には吸気通路6及び排気通路7がそれぞれ接続されている。吸気通路6は気筒2毎に分岐された吸気マニホルド8を含んでおり、排気通路7は各気筒2から排出される排気を集合する排気マニホルド9を含んでいる。内燃機関1は吸気ダクト10を通過して濾過された空気を吸気マニホルド8を介して各気筒2に充填し、燃料噴射弁3にて各気筒2内に噴射された燃料を圧縮行程で自着火させる。各気筒2から排出される排気は排気マニホールド9にて集合され、その集合された排気は排気浄化装置11にて有害物質が浄化されてから大気に放出される。
(First form)
FIG. 1 shows an internal combustion engine in which an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated. The
内燃機関1には排気エネルギを利用して空気を過給するターボチャージャー12が搭載されている。ターボチャージャー12は吸気通路6に設けられたコンプレッサ13と排気通路7に設けられたタービン14とを備え、排気エネルギを得たタービン14によってコンプレッサ13を駆動する周知のものである。コンプレッサ13はインペラー15を備えており、そのインペラー15はコンプレッサハウジング16に収容される。タービン14はタービンブレード17を備えており、そのタービンブレード17はタービンハウジング18に収容される。これらのハウジング16、18はセンタハウジング19に接続されており、そのセンタハウジング19にはインペラー15とタービンブレード17とを一体回転可能に連結する回転軸20を回転自在に支持する軸受19aが装着されている。回転軸20は吸気通路6の横断方向の中央部6aを貫くように延びる軸線Ax1の回りに回転できるように支持されている。そのためインペラー15及びタービンブレード17はその軸線Ax1の回りにそれぞれ回転できる。コンプレッサハウジング16は吸気通路6の一部をなし、かつ軸線Ax1の方向に開口する開口部16aを備えている。また、タービンハウジング18は排気通路7の一部をなし、開口部18aを備えている。
The
吸気通路6には吸気冷却用のインタークーラ21がコンプレッサ13の下流側に設けられている。また、排気通路7には過給圧を許容限度内に調整する過給圧調整装置22が設けられており、その過給圧調整装置22はタービン14を迂回して排気をタービン14の下流に導くバイパス通路23と、バイパス通路23を開閉するウエイストゲートバルブ24とを備えている。
An intake
内燃機関1には排気を吸気系に再循環させることにより、気筒2内の燃焼温度の上昇を抑える排気還流装置25が設けられている。排気還流装置25は排気通路7から排気の一部をEGRガスとして取り出してコンプレッサ13よりも上流の吸気通路6内に導く排気還流通路26と、EGRガスを冷却する冷却装置27と、排気還流通路26を流れるEGRガスの流量を調整する排気還流弁28とを備えている。吸気通路6に導入されるEGRガスのガス量(EGR量)は内燃機関1の運転状態に応じて設定され、そのEGR量の調整は排気還流弁28の開度と、EGRガスの導入位置よりも上流の吸気通路6に設けられたスロットル弁29の開度とを連係して操作することにより実施される。
The
排気還流通路26には吸気通路6内に配置された導入部30が設けられている。図2は導入部30及びその周辺を拡大した拡大図であり、図3は図2のIII−III線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、導入部30は吸気通路6の長手方向に延びる管状部材31と、その管状部材31に接続される接続通路部32とを備えている。管状部材31は吸気通路6の内壁6bに囲まれる状態でその中央部6aに配置されるとともに、吸気通路6の下流側に向かって開口する下流側開口部31aとその上流側に向かって開口する上流側開口部31bとを有している。これらの開口部31a、31bの開口面積は互いに同一面積に設定されている。管状部材31は本発明に係る内側通路部を構成する。接続通路部32は管状部材31の内周面に開口しており、これによって図2の破線の矢印で示すように接続通路部32はEGRガスを管状部材31に導くことができる。
The exhaust
図2及び図3から明らかなように、EGRガスが管状部材31から吸気通路6内に導入されることにより、EGRガスはコンプレッサ13のインペラー15の回転中心部に導かれる。つまり、管状部材31からのEGRガスの導入によって、吸気通路6の横断方向の中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布がコンプレッサ13の上流に形成される。そのため、EGRガスにカーボン微粒子、水蒸気、水滴及び氷結等の異物が含まれていても、その異物はインペラー15の周方向速度が相対的に低い回転中心部に衝突する。これにより、周方向速度が相対的に高い外周部分への異物の衝突が回避されるため、異物の衝突によるインペラー15の破損や摩耗を抑制することができる。下流側開口部31aとインペラー15との距離は、上述した濃度分布が維持される範囲内に設定される。この距離が過大になるとEGRガスが拡散するため意図した効果が低下するためである。
As is apparent from FIGS. 2 and 3, the EGR gas is introduced into the
管状部材31は上流側開口部31bをも有しているので、管状部材31内にも空気が流入してEGRガスとともに下流側開口部31aから流出する。つまり、吸気通路6に導かれた空気が管状部材31を通過することができるので、管状部材31の配置に伴う空気抵抗の増加を抑えることができる。
Since the
接続通路部32の通路断面積は管状部材31の下流側開口部31aの開口面積よりも小さくなるように設定されている。そのため、下流側開口部31aから流出するガスの流速と管状部材31の外側を流れるガスの流速との流速差を抑えることができる。これにより、下流側開口部31aから流出するガスと、管状部材31の外側を流れるガスとの混合を抑制できる。また、管状部材31の内部をEGRガスが通過するので、EGRガスが吸気通路6の横断方向に広がることを抑えることができる。これにより、EGRガスをインペラー15の回転中心部へ効果的に集中させることができる。
The passage cross-sectional area of the
(第2の形態)
次に、本発明の第2の形態を図4及び図5を参照して説明する。この形態は導入部の構成を除き第1の形態と同一構成を有している。以下、第2の形態の特徴部分を説明し第1の形態との共通部分の説明を省略する。
(Second form)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This form has the same structure as the first form except for the structure of the introduction part. Hereinafter, the characteristic part of the second embodiment will be described, and the description of the common part with the first embodiment will be omitted.
図4は第2の形態に係る導入部40及びその周辺を拡大した拡大図であり、図5は図4のV−V線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、第2の形態に係る導入部40は吸気通路6の中央部6aに配置されてその長手方向に延びる内側通路部41と、その内側通路部41に接続される接続通路部42とを有している。内側通路部41は吸気通路6の横断方向及び長手方向のそれぞれに延びて吸気通路6の内壁6bに接続された一対の仕切り壁部43と、これらの仕切り壁部43にて挟まれた吸気通路6の内壁6bとによって構成されている。一対の仕切り壁部43は所定間隔を開けて互いに平行な状態で配置されている。内側通路部41は吸気通路6の下流側に向かって開口する下流側開口部41aとその上流側に向かって開口する上流側開口部41bとを有している。これらの開口部41a、41bの開口面積は互いに同一面積に設定されている。接続通路部42は内側通路部41の内側に開口しており、これによって図4の破線の矢印で示すように接続通路部42はEGRガスを内側通路部41に導くことができる。接続通路部41の通路断面積は内側通路部41の下流側開口部41aの開口面積よりも小さくなるように設定されている。この形態によれば、EGRガスが内側通路部41から吸気通路6内に導入されることにより、EGRガスはコンプレッサ13のインペラー15の回転中心部に導かれる。これにより、上述した第1の形態の効果と略同等の効果が発揮される。
4 is an enlarged view of the
(第3の形態)
次に、本発明の第3の形態を図6及び図7を参照して説明する。この形態は導入部の構成を除き第1の形態と同一構成を有している。以下、第3の特徴部分を説明し第1の形態との共通部分の説明を省略する。
(Third form)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This form has the same structure as the first form except for the structure of the introduction part. Hereinafter, the third characteristic part will be described, and the description of the common part with the first embodiment will be omitted.
図6は第3の形態に係る導入部50及びその周辺を拡大した拡大図であり、図7は図6のVII−VII線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、第3の形態に係る導入部50は吸気通路6の中央部6aに配置されてその長手方向に延びるとともに、吸気通路6の下流側に向かって開口する下流側開口部50aを有している。図示を省略するが、導入部50は吸気通路6の上流側でその横断方向外側に曲がって排気還流通路26に接続されていてもよい。また、吸気通路6がその上流側で曲がっている場合には、導入部50がまっすぐ延びて吸気通路6の曲がり部において排気還流通路26に接続されていてもよい。
FIG. 6 is an enlarged view of the
第3の形態によれば、EGRガスが内側通路部41から吸気通路6内に導入されることにより、EGRガスはコンプレッサ13のインペラー15の回転中心部に導かれる。これにより、EGRガスに含まれる異物の衝突に伴うインペラー15の破損や摩耗を抑制することができる。
According to the third embodiment, EGR gas is introduced into the
(第4の形態)
次に、本発明の第4の形態を図8及び図9を参照して説明する。この形態は第3の形態の変形例に相当する。そのため、第3の形態との共通部分の説明は省略する。図8は第4の形態に係る導入部50及びその周辺を拡大した拡大図であり、図9は図8のIX−IX線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、第4の形態は導入部50を囲む囲み通路部51を備えている。囲み通路部51は吸気通路6内に配置されて、吸気通路6の上流側及び下流側に向かってそれぞれ開口している。その下流側の開口部51aは導入部50の開口部50aよりも下流側に位置している。図9に示すように、囲み通路部51は導入部50と略同軸上に配置され、かつ円筒状に構成されている。
(4th form)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This form corresponds to a modification of the third form. Therefore, the description of the common part with the third embodiment is omitted. FIG. 8 is an enlarged view of the
第4の形態によれば、第3の形態と同等の効果を達成できるとともに、囲み通路部51によって導入部50から流出したEGRガスが吸気通路6の横断方向へ広がることが抑制されるので、EGRガスをインペラー15の回転中心部へ効果的に集中させることができる。
According to the fourth embodiment, the same effect as the third embodiment can be achieved, and the EGR gas flowing out from the
(第5の形態)
次に、本発明の第5の形態を図10〜図12を参照して説明する。なお、以下の説明において、上述した各形態と共通する構成は図面に同一符号を付して説明を省略する。第5の形態は、コンプレッサの上流に上述したEGRガスの濃度分布を形成するため、吸気通路の外周側からEGRガスを含まない空気を導入することに特徴を有している。図10は第5の形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関を示している。図10の内燃機関1には、排気還流通路26と吸気通路6との合流部60よりも下流で、かつコンプレッサ13よりも上流の吸気通路6に空気を導入する空気通路61が設けられている。空気通路61はその一端がスロットル弁29の上流に接続されており、他の一端には空気導入部62が設けられている。
(5th form)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, components common to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted. The fifth mode is characterized in that air containing no EGR gas is introduced from the outer peripheral side of the intake passage in order to form the above-described EGR gas concentration distribution upstream of the compressor. FIG. 10 shows an internal combustion engine in which the exhaust gas recirculation apparatus according to the fifth embodiment is incorporated. The
図11は空気導入部62及びその周辺を拡大した拡大図であり、図12は図11のXII−XII線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、空気導入部62は、吸気通路6の外周側から内周側に開口して空気を吸気通路6内に導くため、吸気通路6の外周側から内周側へ向かって貫通する4つの空気導入口63と、その導入口63を覆うようにして吸気通路6の外周面を取り囲み、かつ空気通路62に連通する空気導入室64とを有している。
FIG. 11 is an enlarged view of the
図10に示すように、内燃機関1は、空気通路61にて導入される空気とは別に吸気通路6に流れ込む空気の流量を、スロットル弁29にて吸気通路6を絞ることにより制限できる。その空気の流量が制限されることにより、空気通路61にて導入される空気の流量が相対的に増加する。このため、この形態のスロットル弁29は本発明に係る流量制限手段として機能する。スロットル弁29の操作方法は適宜設定できるが、例えばEGRガスのガス量が多くなるほど開度が絞られるようにスロットル弁29を操作することができる。
As shown in FIG. 10, the
第5の形態によれば、EGRガスを含まない空気が空気通路61によって吸気通路6に導入されることにより、吸気通路6内の径方向外側、即ち吸気通路6の横断方向の端部に空気を偏在させることができる。これにより、合流部50を経由して吸気通路6に導かれたEGRガスが吸気通路6の中央部6aに案内される。従って、吸気通路6の横断方向の中央部6aのEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布をコンプレッサ13の上流に形成することができる。
According to the fifth embodiment, air that does not contain EGR gas is introduced into the
(第6の形態)
次に、本発明の第6の形態を図13及び図14を参照して説明する。この形態は第5の形態の変形例に相当する。そのため、第5の形態との共通部分の説明は省略する。
(Sixth form)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This form corresponds to a modification of the fifth form. Therefore, the description of the common part with the fifth embodiment is omitted.
図13は第6の形態に係る空気導入部及びその周辺を拡大した拡大図であり、図14は図13のXIV−XIV線に沿った断面模式図である。これらの図に示すように、この形態の空気通路71は空気導入部72を有している。図示を省略したが、空気通路71の一端は第5の形態と同様にスロットル弁29の上流に接続されている。空気導入部72は、第5の形態と同様に、吸気通路6の外周側から内周側へ向かって貫通する4つの空気導入口73と、その導入口73を覆うようにして吸気通路6の外周面を取り囲み、かつ空気通路61に連通する空気導入室74とを有している。更に、空気導入部72は吸気通路6の周方向に旋回する旋回流Fを吸気通路6内に導く空気に対して付与するため、旋回流生成手段としてのフラップ75を更に有している。この形態においては、フラップ75は空気導入口73に対して一つずつ合計4つ設けられている。各フラップ75は吸気通路6の内周面の接線方向と略同方向に延びるように構成されている。これにより、空気導入室74から空気導入口73を経由して吸気通路6へ向かう空気の流れ方向がフラップ75にて接線方向に揃えられるので、吸気通路6の周方向に旋回する旋回流Fが吸気通路6内に形成される。
FIG. 13 is an enlarged view of the air introduction unit and its periphery according to the sixth embodiment, and FIG. 14 is a schematic cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. As shown in these drawings, the
第6の形態によれば、第5の形態と同等の効果を発揮できることに加えて、吸気通路6内に導く空気に対して旋回流Fが付与されるため、旋回流が与えられた空気を吸気通路6の横断方向の端部へ偏在させることが容易になる。つまり、旋回流Fの遠心力によりその空気が吸気通路6の中央部6aに向かって拡散し難くなって端部に留まり易くなる。
According to the sixth embodiment, in addition to being able to exhibit the same effect as the fifth embodiment, since the swirling flow F is given to the air guided into the
以上の各形態において、第1〜第4の形態の導入部と第5及び第6の形態の空気通路とは本発明に係る濃度分布形成手段としてそれぞれ機能する。但し、本発明は上述した各形態に限定されず、種々の形態にて実施できる。第5及び第6の形態において、排気還流通路26には上述した各形態の導入部30、40、50が設けられていてもよいが、図11及び図13に示したように排気還流通路26が単純に吸気通路6に接続されていてもよい。排気還流通路26に上述した各形態の導入部30、40、50が設けられた場合には、これらの導入部にてEGRガスを吸気通路6の中央部6aに集中させた状態で、その端部へ空気を偏在させることができるため、吸気通路6内のEGRガスの濃度分布の濃淡を一層際立たせることが可能になる。この場合には、導入部30、40、50のいずれかと空気通路61、71のいずれかとの組み合わせが本発明に係る濃度分布形成手段を構成する。
In each of the above embodiments, the introduction portions of the first to fourth embodiments and the air passages of the fifth and sixth embodiments function as concentration distribution forming means according to the present invention. However, this invention is not limited to each form mentioned above, It can implement with a various form. In the fifth and sixth embodiments, the exhaust
第5及び第6の形態においては、空気通路の一端を吸気通路に接続して空気を取り出しているが、吸気通路とは別系統の空気供給源に空気通路の一端を接続することにより本発明を実施してもよい。この場合にはエアポンプ等の加圧手段を利用して吸気通路の外周へ空気を圧送することもできる。 In the fifth and sixth embodiments, one end of the air passage is connected to the intake passage to take out the air. However, the present invention can be achieved by connecting one end of the air passage to an air supply source different from the intake passage. May be implemented. In this case, air can be pumped to the outer periphery of the intake passage using pressurizing means such as an air pump.
1 内燃機関
6 吸気通路
6a 中央部
6b 内壁
7 排気通路
12 ターボチャージャー
13 コンプレッサ
14 タービン
15 インペラー
26 排気還流通路
29 スロットル弁(流量制限手段)
30 導入部(濃度分布形成手段)
31 管状部材(内側通路部)
31a 下流側開口部
31b 上流側開口部
32 接続通路部
40 導入部
41 内側通路部
41a 下流側開口部
41b 上流側開口部
42 接続通路部
43 仕切り壁部
50 導入部
50a 下流側開口部
51 囲み通路部
60 合流部
61 空気通路(濃度分布形成手段)
62 空気導入部
71 空気通路(濃度分布形成手段)
Ax1 軸線
F 旋回流
DESCRIPTION OF
30 Introduction part (concentration distribution forming means)
31 Tubular member (inner passage)
31a
62
Ax1 axis F swirl flow
Claims (5)
前記吸気通路の前記中央部のEGRガスの濃度がその横断方向の端部のEGRガスの濃度よりも高いEGRガスの濃度分布を前記コンプレッサの上流に形成する濃度分布形成手段を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 The present invention is applied to an internal combustion engine equipped with a turbocharger having a compressor provided in an intake passage and a turbine provided in an exhaust passage and driving the compressor, and a part of exhaust gas is taken out from the exhaust passage as EGR gas. In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising an exhaust gas recirculation passage leading into the intake passage upstream of the compressor,
And a concentration distribution forming means for forming an EGR gas concentration distribution upstream of the compressor, wherein the concentration of EGR gas at the central portion of the intake passage is higher than the concentration of EGR gas at the end in the transverse direction. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine.
前記空気通路は、前記吸気通路の外周側から内周側に開口して空気を前記吸気通路内に導くことができる空気導入部を有していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気還流装置。 As the concentration distribution forming means, there is an air passage that can guide air that does not contain EGR gas to the intake passage that is downstream of the merging portion where the exhaust gas recirculation passage and the intake passage join and upstream of the compressor. Provided,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the air passage includes an air introduction portion that opens from an outer peripheral side to an inner peripheral side of the intake passage and can guide air into the intake passage. Engine exhaust gas recirculation device.
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