JP2012149558A - Exhaust gas recirculation system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気再循環装置に関し、特に排気再循環経路中に異物捕集フィルタを設けた内燃機関の排気再循環装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine provided with a foreign matter collecting filter in an exhaust gas recirculation path.
車両用のエンジン(内燃機関)においては、NOx(窒素酸化物)の低減に効果的な排気再循環(以下、EGR(Exhaust Gas Recirculation)ともいう)を行うべく、排気再循環装置を装備するものが多くなっているが、高温の排気ガスの一部を吸気側に還流させるHPL(High Pressure Loop)−EGR方式に対して、ターボ過給機の排気タービンや排気後処理装置を通過した後の排気ガスをターボ過給機のコンプレッサより上流側に還流させることで低温かつ大量の排気再循環を可能にしたLPL(Low Pressure Loop)−EGR方式の排気再循環装置が普及してきている。 In a vehicle engine (internal combustion engine), an exhaust gas recirculation device is provided to perform exhaust gas recirculation (hereinafter also referred to as EGR (Exhaust Gas Recirculation)) effective in reducing NOx (nitrogen oxide). However, the HPL (High Pressure Loop) -EGR system, which recirculates some of the hot exhaust gas to the intake side, has passed through the turbocharger exhaust turbine and exhaust aftertreatment device. An exhaust gas recirculation device of LPL (Low Pressure Loop) -EGR system that enables exhaust gas recirculation at a low temperature by recirculating exhaust gas upstream of the compressor of the turbocharger has become widespread.
このLPL−EGRシステムでは、排気ガスを吸気通路側に還流させる排気管中にスパッタ(溶接時の飛散物)や排気浄化装置からの脱落片等の異物が生じ得るため、そのような異物がターボ過給機のコンプレッサに入ってダメージを与えたりすることがないよう、排気還流経路中に異物捕集フィルタが設けられているのが一般的である。 In this LPL-EGR system, foreign matter such as spatter (spatters at the time of welding) and dropping pieces from the exhaust gas purification device can be generated in the exhaust pipe that recirculates the exhaust gas to the intake passage side. Generally, a foreign matter collecting filter is provided in the exhaust gas recirculation path so as not to cause damage by entering the compressor of the supercharger.
このような異物捕集フィルタを備えたLPL−EGRシステムとしては、例えば低圧EGR通路を流通するEGRガス中の排気系異物を捕集するEGRフィルタと、そのEGRフィルタを低圧EGR管に対しがたつく状態で保持する保持部と、EGRフィルタから振り落とされた排気系異物を捕獲する捕獲部とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As an LPL-EGR system equipped with such a foreign matter collecting filter, for example, an EGR filter for collecting exhaust foreign matter in EGR gas flowing through a low pressure EGR passage, and a state in which the EGR filter rattles against a low pressure EGR pipe There are known ones including a holding part that holds the exhaust system and a capturing part that captures exhaust system foreign matter shaken off from the EGR filter (see, for example, Patent Document 1).
また、ターボ過給機の排気タービンの下流側であってDPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)装置内のフィルタ部より上流側に、異物捕集フィルタを設置したEGRガスのピックアップ管を挿入するとともに軸方向に向け、DPF装置のフィルタ部により得られる背圧を利用してEGRガスをターボ過給機のコンプレッサより上流側に還流させるようにしたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, an EGR gas pickup pipe provided with a foreign matter collecting filter is inserted downstream of the exhaust turbine of the turbocharger and upstream of the filter portion in the DPF (diesel particulate filter) device. There is also known one in which EGR gas is recirculated upstream from the compressor of the turbocharger by using the back pressure obtained by the filter unit of the DPF device in the axial direction (see, for example, Patent Document 2). ).
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の排気再循環装置にあっては、低圧EGR配管内の異物捕集フィルタが網目の細かいメッシュ状で水膜を形成し易いため、排気還流通路が水膜を形成した異物捕集フィルタによって閉塞され易くなり、所要量の排気ガスが排気再循環されないためにNOx低減効果が低下してしまう可能性があった。 However, in the conventional exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine as described above, the foreign matter collecting filter in the low pressure EGR pipe is easy to form a water film with a fine mesh, so that the exhaust gas recirculation passage is a water film. The foreign matter collecting filter that forms the gas is likely to be clogged, and a required amount of exhaust gas is not recirculated, so that the NOx reduction effect may be reduced.
また、異物捕集フィルタやそれを固着したピックアップ管を熱容量の大きいDPFケース等に溶接することで異物捕集フィルタへの伝熱と水分蒸発を促進させる場合には、構造の複雑化とコスト高を招くという問題があった。 In addition, when heat transfer and moisture evaporation to the foreign matter collecting filter are promoted by welding the foreign matter collecting filter or a pickup pipe to which the foreign matter collecting filter is fixed to a DPF case having a large heat capacity, the structure becomes complicated and the cost increases. There was a problem of inviting.
さらに、異物捕集フィルタによって排気管流通路が閉塞され易いと、EGRクーラ等で生じる酸性の凝縮水を排気通路側で蒸発させたり中和させたりし難くなり、ターボ過給機のコンプレッサや吸気系の金属部品が凝縮水によって腐食し易くなることも懸念される。 Furthermore, if the exhaust pipe flow passage is easily blocked by the foreign matter collecting filter, it is difficult to evaporate or neutralize acidic condensate generated in the EGR cooler or the like on the exhaust passage side. There is also a concern that the metal parts of the system are easily corroded by condensed water.
そこで、本発明は、還流排気ガスへの異物の侵入を阻止する異物捕集フィルタに水膜が形成されるのを有効に抑制し、排気還流管内の通路が異物捕集フィルタによって閉塞されることを確実に防止できる低コストの内燃機関の排気再循環装置を提供するものである。 Therefore, the present invention effectively suppresses the formation of a water film on the foreign matter collecting filter that prevents foreign matter from entering the recirculated exhaust gas, and the passage in the exhaust recirculation pipe is blocked by the foreign matter collecting filter. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can reliably prevent the above-mentioned problem.
本発明に係る内燃機関の排気再循環装置は、上記課題解決のため、(1)排気ガス通路を形成する排気管の途中に排気浄化ユニットを有する内燃機関に装備される内燃機関の排気再循環装置であって、前記排気浄化ユニットにより浄化された排気ガスを前記排気ガス通路側から前記内燃機関の吸気通路側に還流させる排気還流管と、前記排気還流管または前記排気管の内壁面から前記排気ガス通路内に突出する凸面状の異物捕集フィルタと、を備えたものである。 In order to solve the above problems, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention is (1) exhaust gas recirculation for an internal combustion engine equipped in an internal combustion engine having an exhaust gas purification unit in the middle of an exhaust pipe forming an exhaust gas passage. An exhaust gas recirculation pipe that recirculates the exhaust gas purified by the exhaust gas purification unit from the exhaust gas passage side to the intake passage side of the internal combustion engine, and the exhaust recirculation pipe or the inner wall surface of the exhaust pipe A convex foreign matter collecting filter protruding into the exhaust gas passage.
この発明では、異物捕集フィルタが排気還流管または排気管の内壁面から排気ガス通路内に突出する凸面状をなしていることから、排気還流通路内に還流排気ガスが流れないときでも、異物捕集フィルタが比較的広い面積で排気ガス通路内を通る排気ガスに常にさらされるとともに排気ガス通路内の排気ガスの流れの方向に対して交差することになり、しかも、異物捕集フィルタを排気管側の大物部品に溶接したりすることなく、異物捕集フィルタへの排気管側からの伝熱が良好になる。したがって、異物捕集フィルタに付着する水分の蒸発が促進され、異物捕集フィルタに水膜が形成されることが有効に抑制されて、排気還流管内の通路が異物捕集フィルタによって閉塞されることが確実に防止されることとなり、しかも、構造の複雑化やコスト高も回避できる。 In this invention, since the foreign matter collecting filter has a convex shape protruding into the exhaust gas passage from the exhaust recirculation pipe or the inner wall surface of the exhaust pipe, the foreign matter is collected even when the recirculated exhaust gas does not flow into the exhaust recirculation passage. The collection filter is constantly exposed to the exhaust gas passing through the exhaust gas passage in a relatively large area and intersects the direction of the exhaust gas flow in the exhaust gas passage, and the foreign matter collection filter is exhausted. Heat transfer from the exhaust pipe side to the foreign matter collecting filter is improved without welding to large parts on the pipe side. Therefore, the evaporation of water adhering to the foreign matter collecting filter is promoted, the formation of a water film on the foreign matter collecting filter is effectively suppressed, and the passage in the exhaust gas recirculation pipe is blocked by the foreign matter collecting filter. Can be reliably prevented, and the complexity and cost of the structure can be avoided.
本発明に係る内燃機関の排気再循環装置においては、(2)前記排気浄化ユニットが、前記排気管の途中に配置された筒状ケース部および該筒状ケース部内を通る排気ガスを浄化可能な排気浄化フィルタ部を有し、前記排気還流管が、前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部を通過した排気ガスを前記排気ガス通路側から前記吸気通路側に還流させ、前記異物捕集フィルタが、前記排気還流管の上流端部の近傍で、前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記筒状ケース部の内壁面から前記排気ガス通路内に突出していることが好ましい。 In the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention, (2) the exhaust purification unit can purify the exhaust gas passing through the cylindrical case portion disposed in the exhaust pipe and the cylindrical case portion. The exhaust gas recirculation pipe recirculates the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification filter portion of the exhaust gas purification unit from the exhaust gas passage side to the intake passage side, and the foreign matter collecting filter Preferably, in the vicinity of the upstream end portion of the exhaust gas recirculation pipe, the exhaust gas passage projects into the exhaust gas passage from the inner wall surface of the cylindrical case portion on the downstream side of the exhaust gas purification filter portion of the exhaust gas purification unit.
この構成により、異物捕集フィルタが広い面積で筒状ケース部内を通る排気ガスにさらされるようにできるとともに、筒状ケース部内の排気ガスの流れの方向に対して交差するガス通過面を容易に形成できることになり、しかも、熱容量が大きい筒状ケース部から異物捕集フィルタへの十分な伝熱が可能となる。したがって、異物捕集フィルタへの水膜の形成が防止されることにより、所要の排気還流量が確保できることとなる。 With this configuration, the foreign matter collecting filter can be exposed to the exhaust gas passing through the cylindrical case portion with a large area, and the gas passage surface that intersects the direction of the exhaust gas flow in the cylindrical case portion can be easily provided. In addition, sufficient heat transfer from the cylindrical case portion having a large heat capacity to the foreign matter collecting filter becomes possible. Therefore, the formation of a water film on the foreign matter collecting filter is prevented, so that a required exhaust gas recirculation amount can be secured.
上記(2)に記載の構成を有する場合、(3)前記排気還流管の途中に設置され前記吸気管側に還流する排気ガスを冷却する排気冷却器をさらに備え、前記排気還流管の上流端部が、前記排気冷却器内で発生する凝縮水を前記異物捕集フィルタを通して前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記排気ガス通路内に排出するように、前記排気冷却器の入口部から前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記筒状ケース部の内壁面側に向かって下降していることが好ましい。この構成により、排気還流管内で排気ガスが冷却されることにより生じる酸性の凝縮水が、排気冷却器の入口部から排気浄化フィルタ部より下流側の筒状ケース部の内壁面側に向かって流下し易くなるとともに吸気通路側に流入し難くなり、吸気系部品が腐食し難くなる。 In the case of having the configuration described in (2) above, (3) an exhaust cooler that cools exhaust gas that is installed in the middle of the exhaust gas recirculation pipe and recirculates to the intake pipe side, and that has an upstream end of the exhaust gas recirculation pipe The exhaust cooler is configured to discharge the condensed water generated in the exhaust cooler through the foreign matter collecting filter into the exhaust gas passage on the downstream side of the exhaust purification filter portion of the exhaust purification unit. It is preferable to descend from the inlet portion toward the inner wall surface side of the cylindrical case portion downstream of the exhaust purification filter portion. With this configuration, acidic condensed water generated by cooling the exhaust gas in the exhaust gas recirculation pipe flows down from the inlet portion of the exhaust cooler toward the inner wall surface side of the cylindrical case portion downstream of the exhaust purification filter portion. As a result, it becomes difficult to flow into the intake passage and the intake system parts are hardly corroded.
上記(2)または(3)に記載の構成を有する場合、(4)前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部が、粒子状物質捕集フィルタによって構成されるとともに、前記筒状ケース部が、前記粒子状物質捕集フィルタの下流側で前記排気ガス通路の断面積を減少させるよう前記粒子状物質捕集フィルタの周囲の壁面に対し縮径方向に傾斜した傾斜内壁面を有していることが好ましい。この構成により、異物捕集フィルタが上流側からの排気ガスの流れに対し交差する角度および範囲を増大させることができ、異物捕集フィルタにおける水膜形成の抑制作用を強めるとともに、排気還流管への排気ガスの流入を容易化することができる。 When having the configuration described in (2) or (3) above, (4) the exhaust purification filter portion of the exhaust purification unit is configured by a particulate matter collection filter, and the cylindrical case portion is It has an inclined inner wall surface inclined in the direction of diameter reduction with respect to the wall surface around the particulate matter collection filter so as to reduce the cross-sectional area of the exhaust gas passage on the downstream side of the particulate matter collection filter. Is preferred. With this configuration, the angle and range at which the foreign matter collecting filter intersects the flow of exhaust gas from the upstream side can be increased, and the action of suppressing the formation of a water film in the foreign matter collecting filter can be strengthened, and Inflow of exhaust gas can be facilitated.
上記(2)ないし(4)のいずれかの構成を有する場合、(5)前記異物捕集フィルタが、前記排気還流管の上流端部と前記排気浄化ユニットの前記筒状ケース部との間に挟持された環状基端部と、該環状基端部に支持されて前記排気ガス通路内に突出する前記凸面状をなす凸面形成部と、を有することが好ましい。これにより、熱容量の大きい排気浄化ユニットの筒状ケース部から異物捕集フィルタへの十分な伝熱が可能となり、しかも、異物捕集フィルタが比較的広い面積で排気ガス通路内を通る排気ガスにさらされるとともに排気ガス通路内の排気ガスの流れの方向に対して交差することになる。 In the case of having any one of the constitutions (2) to (4), (5) the foreign matter collecting filter is disposed between the upstream end portion of the exhaust gas recirculation pipe and the cylindrical case portion of the exhaust gas purification unit. It is preferable to have an annular base end portion that is sandwiched and a convex surface forming portion that is supported by the annular base end portion and protrudes into the exhaust gas passage to form the convex surface. As a result, sufficient heat transfer from the cylindrical case portion of the exhaust purification unit having a large heat capacity to the foreign matter collecting filter can be performed, and the foreign matter collecting filter can convert the exhaust gas passing through the exhaust gas passage in a relatively large area. It is exposed and crosses the direction of the exhaust gas flow in the exhaust gas passage.
上記(5)の構成を有する場合、(6)前記排気還流管の前記上流端部を形成する還流管側フランジ部と、前記還流管側フランジ部に対応して前記排気浄化ユニットの前記筒状ケース部に設けられたケース側フランジ部と、をさらに備え、前記異物捕集フィルタの前記環状基端部が、前記排気還流管の前記還流管側フランジ部と前記排気浄化ユニットの前記ケース側フランジ部との間に挟持され、前記異物捕集フィルタの前記凸面形成部が、前記環状基端部に支持されるとともに前記還流管側フランジ部の内方を通って前記排気ガス通路内に突出しているものであっても好ましい。この場合、異物捕集フィルタの取付けが容易になるとともに、熱容量の大きい排気浄化ユニットの筒状ケース部から異物捕集フィルタへの十分な伝熱が可能となり、しかも、異物捕集フィルタが排気還流管に流入する排気ガスを広いガス通過面積で通過させることになる。 When having the configuration of (5) above, (6) a reflux pipe side flange portion that forms the upstream end of the exhaust gas reflux pipe, and the tubular shape of the exhaust gas purification unit corresponding to the reflux pipe side flange part A case-side flange portion provided in the case portion, and the annular base end portion of the foreign matter collecting filter includes the return-tube side flange portion of the exhaust gas recirculation tube and the case-side flange of the exhaust gas purification unit. The convex surface forming portion of the foreign matter collecting filter is supported by the annular base end portion and protrudes into the exhaust gas passage through the inside of the reflux pipe side flange portion. Even if it is, it is preferable. In this case, the foreign matter collecting filter can be easily attached, and sufficient heat transfer from the cylindrical case portion of the exhaust purification unit having a large heat capacity to the foreign matter collecting filter can be performed. Exhaust gas flowing into the pipe is allowed to pass through a wide gas passage area.
上記(2)ないし(6)のいずれかの構成を有する場合、(7)前記異物捕集フィルタが前記排気還流管の上流端部に固着された状態で、前記排気還流管の上流端部と前記排気浄化ユニットの前記筒状ケース部との間に挟持されていることが好ましい。これにより、排気還流管の上流端部が排気浄化ユニットの前記筒状ケース部に連結されるときに、異物捕集フィルタが自動的に両者間に挟持されるので、異物捕集フィルタの組付け性が向上する。 In the case of having any one of the above configurations (2) to (6), (7) the foreign matter collecting filter is fixed to the upstream end of the exhaust recirculation pipe, and the upstream end of the exhaust recirculation pipe It is preferable to be sandwiched between the cylindrical case portion of the exhaust purification unit. As a result, when the upstream end portion of the exhaust gas recirculation pipe is connected to the cylindrical case portion of the exhaust gas purification unit, the foreign matter collecting filter is automatically sandwiched between them, so that the foreign matter collecting filter is assembled. Improves.
上記(5)ないし(7)のいずれかの構成を有する場合、(8)前記排気浄化ユニットの前記筒状ケース部との間に挟持された前記異物捕集フィルタの一部が、前記排気還流管の上流端部と前記排気浄化ユニットの前記筒状ケース部との間に配置されたガスケットとなっていることが好ましい。この場合、実質的に部品点数を増やすことなく、異物捕集フィルタの組付けをさらに容易化でき、製造コストを低減させることができる。 In the case of having any one of the constitutions (5) to (7), (8) a part of the foreign matter collection filter sandwiched between the exhaust purification unit and the cylindrical case portion is the exhaust gas recirculation. It is preferable that the gasket is disposed between the upstream end portion of the pipe and the cylindrical case portion of the exhaust purification unit. In this case, the assembly of the foreign matter collecting filter can be further facilitated and the manufacturing cost can be reduced without substantially increasing the number of parts.
本発明に係る内燃機関の排気再循環装置においては、(9)前記内燃機関には、前記排気ガス通路中を流れる排気ガスのエネルギによって回転する排気タービンおよび該排気タービンに連結されて前記吸気通路中の吸入空気を圧縮する吸入空気コンプレッサを有するターボ過給機が装着されており、前記排気還流管が、前記内燃機関の前記吸気通路を形成する吸気管のうち前記吸入空気コンプレッサより上流側の吸気管に接続されていることが好ましい。この構成により、凝縮水の発生量が多くなる低圧EGR回路における排気還流管の入口部で、異物捕集フィルタへの水膜形成を有効に抑制することができるとともに、排気還流管内の通路の閉塞を防止して所要の低圧EGR量を確保することができる。 In the exhaust gas recirculation apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, (9) the internal combustion engine includes an exhaust turbine that rotates by energy of exhaust gas flowing in the exhaust gas passage, and the intake passage connected to the exhaust turbine. A turbocharger having an intake air compressor for compressing the intake air therein is mounted, and the exhaust gas recirculation pipe is located upstream of the intake air compressor in the intake pipe forming the intake passage of the internal combustion engine. It is preferable to be connected to the intake pipe. With this configuration, it is possible to effectively suppress the formation of a water film on the foreign matter collecting filter at the inlet portion of the exhaust gas recirculation pipe in the low pressure EGR circuit in which the amount of condensed water generated increases, and the passage in the exhaust gas recirculation pipe is blocked. The required low pressure EGR amount can be secured.
本発明によれば、排気還流管または排気管の内壁面から排気ガス通路内に突出する凸面状をなすように異物捕集フィルタを配置し、その異物捕集フィルタが比較的広い面積で排気ガス通路内を通る排気ガス中に常にさらされるとともに排気ガス通路内の排気ガスの流れの方向に対して交差し、しかも、異物捕集フィルタへの排気管側からの伝熱が良好になるようにしているので、還流排気ガスへの異物の侵入を阻止する異物捕集フィルタに水膜が形成されるのを有効に抑制して、排気還流管内の通路が異物捕集フィルタによって閉塞されることを確実に防止できる低コストの内燃機関の排気再循環装置を提供することができる。 According to the present invention, the foreign matter collecting filter is disposed so as to form a convex shape protruding into the exhaust gas passage from the exhaust gas recirculation pipe or the inner wall surface of the exhaust pipe, and the foreign matter collecting filter has a relatively large area and the exhaust gas is exhausted. It is always exposed to the exhaust gas passing through the passage, intersects with the direction of the exhaust gas flow in the exhaust gas passage, and heat transfer from the exhaust pipe side to the foreign matter collecting filter is improved. Therefore, it is possible to effectively suppress the formation of a water film on the foreign matter collecting filter that prevents foreign matters from entering the recirculated exhaust gas, and to prevent the passage in the exhaust recirculation pipe from being blocked by the foreign matter collecting filter. It is possible to provide a low-cost exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can be reliably prevented.
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1〜図4は、本発明に係る内燃機関の排気再循環装置の第1実施形態を示している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
1 to 4 show a first embodiment of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention.
この実施形態は、本発明を多気筒内燃機関である直列4気筒のディーゼルエンジン10(以下、単にエンジン10という)に適用したものである。 In this embodiment, the present invention is applied to an in-line four-cylinder diesel engine 10 (hereinafter simply referred to as the engine 10) which is a multi-cylinder internal combustion engine.
図1に示すように、本実施形態のエンジン10は、その本体ブロック10Mに複数の気筒11を有しており、このエンジン10には、各気筒11内の燃焼室(詳細を図示していない)に燃料を噴射するコモンレール型の燃料噴射装置12と、燃焼室に空気を吸入させる吸気装置13と、燃焼室からの排気ガスを排気させる排気装置14と、排気装置14内の排気エネルギを利用して吸気装置13内で吸入空気を圧縮し燃焼室に空気を過給するターボ過給機15と、このターボ過給機15より上流側の高圧側の排気ガスの一部を吸気側に還流させ再循環させる高圧側の排気再循環装置であるHPL(High Pressure Loop)−EGR装置16と、このターボ過給機15より下流側の低圧側の排気ガスの一部を吸気側に還流させ再循環させる低圧側の排気再循環装置であるLPL(Low Pressure Loop)−EGR装置17とが装備されている。
As shown in FIG. 1, the
燃料噴射装置12は、図外の燃料タンクから燃料を汲み上げて高圧の燃圧(燃料圧力)に加圧し吐出するサプライポンプ21と、そのサプライポンプ21からの燃料が導入されるコモンレール22と、このコモンレール22を通して供給される燃料を図示しないECU(電子制御ユニット)からの噴射指令信号に対応するタイミングおよび開度(デューティー比)で燃焼室内に噴射する燃料噴射弁23とを含んで構成されている。なお、サプライポンプ21は、例えばエンジン10の回転動力を利用して駆動され、コモンレール22はサプライポンプ21から供給された高圧燃料を均等に保ちながら複数の燃料噴射弁23に分配・供給する。燃料噴射弁23は、電磁駆動される公知のニードル弁で構成され、噴射指令信号に応じてその開弁時間を制御されることにより噴射指令信号に応じた燃料噴射量の燃料(例えば軽油)を燃焼室内に噴射・供給することができる。
The
吸気装置13には、吸気マニホールド31と、それより上流側の吸気管32と、吸気管32の最上流部でフィルタにより吸入空気を清浄化するエアクリーナ33と、ターボ過給機15より下流側の吸気管部32b内で吸入空気コンプレッサ15aによる圧縮・過給により昇温した吸入空気を冷却するインタークーラ34と、新気の吸入流量を検出するエアフローメータ35と、エンジン10内への吸気量を調整するスロットルバルブ36と、吸気温度を検出する吸気温度センサ37と、吸気マニホールド31の入口付近でエンジン10の過給圧を検出する吸気管内圧力センサ38とが、それぞれ装着されている。
The
排気装置14は、排気マニホールド41と、それより下流側の排気管42と、アイドル時や軽負荷時に排気温度を上げることができるとともにLPL−EGR装置17の背圧を制御することができる排気絞り弁43と、ターボ過給機15より下流側の排気管42に装着された公知の酸化触媒コンバータ44およびDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)ユニット45からなる排気後処理装置46と、を含んで構成されている。
The
ターボ過給機15は、互いに回転方向一体に結合された吸入空気コンプレッサ15aおよび排気タービン15bを有し、排気エネルギにより排気タービン15bを回転させるとともに吸入空気コンプレッサ15aを回転させることで、この吸入空気コンプレッサ15aにより吸入空気を圧縮してエンジン10内に正圧の空気を供給することができる。
The
HPL−EGR装置16は、排気マニホールド41および吸気管32の間に介装されたHPL−EGRパイプ61と、このHPL−EGRパイプ61の途中に装着されて排気ガスの還流量を調整することができるHPL−EGRバルブ62と、HPL−EGRパイプ61内を通る排気ガスをその途中で冷却することができるHPL−EGRクーラ63と、を有している。HPL−EGRパイプ61は、エンジン10内の燃焼室をバイパスして、排気管42内の排気通路のうち排気タービン15bより上流側の部分(上流側の排気管部42aの内部)または排気マニホールド41内の排気通路と、吸気管32内の吸気通路32wのうち吸入空気コンプレッサ15aより下流側の部分(下流側の吸気管部32bの内部)とを連通させる高圧側排気還流通路P1を形成する高圧側通路形成部材となっている。また、HPL−EGRバルブ62は、高圧側排気還流通路P1を開通させる開弁状態と、この高圧側排気還流通路P1の開通を制限する、例えば高圧側排気還流通路P1を遮断する閉弁状態とに切替え可能になっている。HPL−EGRクーラ63は、詳細を図示しないが、高圧側排気還流通路P1の一部を形成するケース部内にEGRガスに接触する冷却水管部を設けて、その冷却水管部内に導入される冷却用流体(例えば、エンジン冷却水)とケース部内を通る高圧側の還流排気ガスとの間における熱交換によって、高圧側の還流排気ガスを冷却できるようになっている。そして、高圧側排気還流通路P1は、HPL−EGR装置16内における高圧側の排気再循環経路の主要部をなしている。
The HPL-
LPL−EGR装置17は、排気管42および吸気管32の間に介装されたLPL−EGRパイプ71と、このLPL−EGRパイプ71の途中に装着されて排気ガスの還流量を調整することができるLPL−EGRバルブ72と、LPL−EGRパイプ71内を通る排気ガスをその途中で冷却することができる排気冷却器としてのLPL−EGRクーラ73と、下流側の排気管42内の排気通路のうちDPFユニット45より下流側の排気通路部分でその通路断面積を絞るように開度を縮小させることができる前述の排気絞り弁43とを有している。
The LPL-
LPL−EGRパイプ71は、エンジン10内の燃焼室をバイパスして、排気管42内の排気ガス通路42wのうち排気タービン15bより下流側の部分(下流側の排気管部42bの内部)と吸気管32内の吸気通路32wのうち吸入空気コンプレッサ15aより上流側の部分(上流側の吸気管部32aの内部)とを連通させる低圧側排気還流通路P2(低圧側の排気再循環経路)を形成し、酸化触媒コンバータ44およびDPFユニット45により浄化された排気ガスを排気ガス通路42w側から吸気通路32w側に還流させる排気還流管を構成している。また、LPL−EGRバルブ72は、低圧側排気還流通路P2を開通させる開弁状態と、この低圧側排気還流通路P2の開通を制限する、例えば低圧側排気還流通路P2を遮断する閉弁状態とに切替え可能になっている。さらに、LPL−EGRクーラ73は、低圧側排気還流通路P2の一部を形成するケース部73aと、そのケース部73a内を通るEGRガスに接触するとともに冷却用流体通路を形成する冷却水管部73bとを有しており、冷却水管部73b内に導入される冷却用流体(例えば、エンジン冷却水)とケース部73a内を通る還流排気ガスとの間における熱交換によって、低圧側の還流排気ガスを冷却できるようになっている。そして、低圧側排気還流通路P2は、吸気管32内の吸気通路32wのうちLPL−EGRパイプ71が吸気管32に接続する接続位置jより下流側の部分と共に、LPL−EGR装置17内における低圧側の排気再循環経路を構成している。
The LPL-
一方、酸化触媒コンバータ44およびDPFユニット45は、エンジン10の排気管42の途中に配置され内部を通る排気ガスを浄化する排気浄化ユニットとなっている。すなわち、酸化触媒コンバータ44は、例えば炭化水素(HC)と一酸化炭素(CO)を二酸化炭素(CO2)と水(H2O)に変化させることができる酸化性能を有している。また、DPFユニット45は、例えば多孔質セラミックスで構成されたハニカム構造のもので、エンジン10の排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するとともにその捕集により堆積するPMを燃焼させる再生処理ができるようになっている。
On the other hand, the
図2〜図4に示すように、DPFユニット45は、具体的には、排気管42の途中に配置されて排気ガス通路42wを特定の通路区間において拡張させる筒状ケース部51と、その筒状ケース部51内の特定の通路区間を通る排気ガス中のPMを捕集して排気ガスを浄化するよう筒状ケース部51内に収納されたPM捕集フィルタ部52(排気浄化フィルタ部)と、を有している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
このDPFユニット45の筒状ケース部51は、PM捕集フィルタ部52の下流側に、排気ガス通路42wの拡張された特定の通路区間のうちPM捕集フィルタ部52より下流側で通路断面積を減少させるよう、PM捕集フィルタ部52の周囲の筒状壁面51bに対して縮径方向(径が縮小する方向)に傾斜し交差する内壁面51a(傾斜内壁面)を有している。
The
また、PM捕集フィルタ部52より下流側の筒状ケース部51の内部には、PM捕集フィルタ部52に対応して拡張された排気ガス通路42wの特定の通路区間の下流側部分である排気ガス分配室53が画成されており、排気ガス通路42wのうち排気ガス分配室53より下流側の排気ガス通路部分42wxがこの排気ガス分配室53から例えば車両後方側である図2中の手前側に延びるとともに、低圧側排気還流通路P2が排気ガス分配室53から例えば鉛直方向上方側である図2中の上方側に延びつつ湾曲している。
In addition, the inside of the
一方、低圧側排気還流通路P2を形成するLPL−EGRパイプ71の上流端部71uの近傍には、この上流端部71uの内壁面または近傍排気管42の一部を構成する筒状ケース部51の内壁面51aから排気ガス通路42w内に突出する凸面状の異物捕集フィルタ80が設けられている。
On the other hand, in the vicinity of the
この異物捕集フィルタ80は、DPFユニット45のハニカム状のPM捕集フィルタ部52よりも十分に網目の細かい金属メッシュ(金属線からなる網、多孔を有する椀状体でもよい)で構成されており、排気管42中に存在するスパッタ(溶接時の飛散物)、PM捕集フィルタ部52からの脱落片、あるいはPM捕集フィルタ部52より上流側から排気ガスと共に移動してくる異物が生じたときにその異物を捕捉し、そのような異物がターボ過給機15の吸入空気コンプレッサ15aに入ってダメージを与えたりすることを防止するようになっている。
The foreign
また、異物捕集フィルタ80は、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uの近傍で、DPFユニット45のPM捕集フィルタ部52より下流側の筒状ケース部51の内壁面51aから排気ガス通路42wの一部である排気ガス分配室53内に突出している。
Further, the foreign
具体的には、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uは、DPFユニット45の筒状ケース部51に形成された開口周辺部51pに保持された環状挿入部71iと、その環状挿入部71iに隣接するとともに筒状ケース部51に気密的に固着・保持されたフランジ部71fとを有している。
Specifically, the
そして、図4に示すように、異物捕集フィルタ80は、筒状ケース部51の開口周辺部51pとLPL−EGRパイプ71のフランジ部71fとの間に挟持された環状外周縁部81と、筒状ケース部51の開口周辺部51pとLPL−EGRパイプ71の環状挿入部71iとの間に挟持された短筒状部82と、短筒状部82から排気ガス通路42w内に略円錐状に突出する凸面状フィルタ部83とによって構成されている。
As shown in FIG. 4, the foreign
ここで、環状外周縁部81および短筒状部82は、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uとDPFユニット45の筒状ケース部51との間に挟持された略L字形断面の環状基端部となっており、凸面状フィルタ部83は、環状基端部としての短筒状部82に支持されて排気ガス通路42w内に突出する凸面状をなす凸面形成部となっている。
Here, the annular outer
また、環状外周縁部81および短筒状部82のうち少なくとも一方は、予めLPL−EGRパイプ71の上流端部71uに溶接され、その状態で、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uがDPFユニット45の筒状ケース部51に連結されるとき、図2および図3に示すように挟持された状態に保持されるようになっている。
At least one of the annular outer
ところで、本実施形態のエンジン10においては、HPL−EGR装置16によって形成される高圧側排気還流通路P1内の還流排気ガスに対して、LPL−EGR装置17によって形成される低圧側排気還流通路P2内の還流排気ガスの方が低圧・低温となることに加えて、低圧側排気還流通路P2中のその低圧・低温の還流排気ガスがLPL−EGRクーラ73により冷却されることから、LPL−EGRクーラ73内で酸性の凝縮水が発生し易くなる。また、異物捕集フィルタ80は、金属製で網目が細かいため、異物捕集フィルタ80の表面に表面張力により水幕が張り易い。
By the way, in the
そこで、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uは、LPL−EGRクーラ73内で発生する凝縮水を異物捕集フィルタ80を通してDPFユニット45のPM捕集フィルタ部52より下流側の排気ガス通路42w内に排出するように、LPL−EGRクーラ73の入口部73eからPM捕集フィルタ部52より下流側の筒状ケース部51の内壁面51a側に向かって下降するように、少なくとも鉛直方向の上下に延びている。
Therefore, the
より具体的には、図2および図3に示すように、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uは、フランジ部71fの近傍から鉛直方向上方側に向かって湾曲しており、この上流端部71uに連結するLPL−EGRパイプ71の残部は、両端フランジ部や蛇腹状の起伏を持つ他の複数の管状部材71j、71k、およびLPL−EGRクーラ73の一部等により構成されている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、エンジン10は、図示しないECU(電子制御ユニット)により各種センサ群のセンサ情報に基づいて運転制御されるようになっており、例えばサプライポンプ21の吐出制御(例えば、その電磁スピル弁の制御)、燃料噴射弁23による燃料噴射量制御、スロットルバルブ36の開度制御、HPL−EGRバルブ62やLPL−EGRバルブ72の開度(EGR率)制御、排気絞り弁43の開度制御の開閉制御等が実行されるようになっている。ここにいう各種センサ群とは、例えば図1に示す公知のエアフローメータ35、吸気温度センサ37、吸気管内圧力センサ38、排気酸素濃度センサ47、排気温度センサ48a、48b、排気温度センサ49、DPF前後差圧センサ91、低圧EGR差圧センサ92等に加え、図示しないアクセル開度センサ、スロットル開度センサ、クランク角センサ、水温センサ、車速センサ等である。また、排気絞り弁43に代えて、あるいは排気絞り弁43と併せて、上流側の吸気管部32a内に低圧EGR用吸気絞り弁93を設けることもできる。
The operation of the
次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.
上述のように構成された本実施形態の内燃機関の排気再循環装置においては、異物捕集フィルタ80がLPL−EGRパイプ71の上流端部71uの近傍でその上流端部71uの内壁面または筒状ケース部51の内壁面51aから排気ガス通路42w内に突出する凸面状をなしていることから、エンジン10の運転により排気管42に排気ガスが排出されるときには、LPL−EGR装置17によって形成される低圧側排気還流通路P2内に還流排気ガスが流れないかその流量が少ないときであっても、異物捕集フィルタ80が比較的広い面積で排気ガス通路42w内を通る排気ガス流中に常時さらされるとともに、排気ガス通路42w内の排気ガスの流れの方向に対して排気ガス通路42wを閉塞することなく交差することになる。また、このとき、異物捕集フィルタ80は、環状外周縁部81および短筒状部82で熱容量の大きい筒状ケース部51に常時接触しているので、低圧側排気還流通路P2内に還流排気ガスが流れないときであっても、異物捕集フィルタ80への筒状ケース部51側からの良好な伝熱が可能になる。
In the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine of the present embodiment configured as described above, the foreign
したがって、排気ガス通路42w側である筒状ケース部51内の排気ガス分配室53とLPL−EGR装置17内の低圧側排気還流通路P2側とをガス通過面の広い異物捕集フィルタ80によって区画する構成としながらも、異物捕集フィルタ80に付着する水分の蒸発が促進されることで、その異物捕集フィルタ80に水膜が形成されることが有効に抑制され、LPL−EGRパイプ71内の通路が異物捕集フィルタ80によって閉塞されることが確実に防止されることとなる。
Therefore, the exhaust
また、本実施形態では、LPL−EGRパイプ71が、DPFユニット45のPM捕集フィルタ部52を通過した排気ガスを排気ガス通路42w側から吸気通路32w側に還流させるLPL−EGRパイプ71の上流端部71uの近傍で、排気ガス通路42w側と吸気通路32w側とを区画する異物捕集フィルタ80が、PM捕集フィルタ部52より下流側の筒状ケース部51の内壁面51aから排気ガス通路42w内に突出しているので、異物捕集フィルタ80をより広い面積で筒状ケース部51内を通る排気ガス中にさらされるように形成できるとともに、筒状ケース部51内の排気ガスの流れの方向に対して交差するガス通過面を容易に形成できることになり、しかも、熱容量が大きい筒状ケース部51から異物捕集フィルタ80への十分な伝熱が可能になる。したがって、異物捕集フィルタ80への水膜の形成が確実に防止されることになり、LPL−EGR装置17における所要の排気還流量が確保できることとなる。
In the present embodiment, the LPL-
さらに、本実施形態では、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uが、LPL−EGRクーラ73内で発生する凝縮水を異物捕集フィルタ80を通してDPFユニット45のPM捕集フィルタ部52より下流側の排気ガス通路42w内に排出するように、LPL−EGRクーラ73の入口部73eから筒状ケース部51内に向かって下降しているので、LPL−EGRパイプ71内で排気ガスが冷却されることで生じる酸性の凝縮水が、LPL−EGRクーラ73の入口部73eからDPFユニット45のPM捕集フィルタ部52より下流側に流下し易くなるとともに吸気通路32w側に流入し難くなる。したがって、吸気系の金属部品(バルブ類や吸入空気コンプレッサ15aの部品等)が腐食し難くなる。なお、DPFユニット45内に流下した凝縮水は、容易に蒸発できるとともに、酸に対する公知の中和手段を用いて中和することもできる。
Furthermore, in the present embodiment, the
加えて、本実施形態では、筒状ケース部51が、PM捕集フィルタ部52の下流側で排気ガス通路42wの断面積を減少させるようPM捕集フィルタ部52の周囲の筒状壁面51bに対し縮径方向に傾斜した内壁面51aを有しているので、異物捕集フィルタ80が上流側からの排気ガスの流れに対し交差する角度および範囲を内壁面51aの形状に応じて増大させたり調整したりすることができ、異物捕集フィルタ80における水膜形成の抑制作用を強めるとともに、LPL−EGRパイプ71への排気ガスの流入を容易化することも可能となる。また、異物捕集フィルタ80が、環状基端部としての略L字形断面の環状外周縁部81および短筒状部82と、短筒状部82に支持されて排気ガス通路42w内に突出する略円錐状あるいは略半球面状の凸面状フィルタ部83とを有していることから、上述の伝熱や水幕形成の抑制作用が十分に得られることになる。
In addition, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、LPL−EGRパイプ71がエンジン10の吸気管32のうち吸入空気コンプレッサ15aより上流側に接続されて、凝縮水の発生量が多くなるLPL−EGR装置17が構成され、そのLPL−EGRパイプ71の入口部である上流端部71uにおいて、異物捕集フィルタ80への水膜形成を有効に抑制することができるので、LPL−EGRパイプ71内の通路の閉塞を防止して所要の低圧EGR量を確保することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the LPL-
また、異物捕集フィルタ80の環状外周縁部81および短筒状部82のうち少なくとも一方が予めLPL−EGRパイプ71の上流端部71uに溶接され、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uがDPFユニット45の筒状ケース部51に連結されるときに、異物捕集フィルタ80が自動的に両者間に挟持されるので、異物捕集フィルタ80の組付け性が優れたものとなることに加えて、異物捕集フィルタ80を筒状ケース部51等に溶接する必要がないので、構成の複雑化やコスト高も回避できる。
Further, at least one of the annular outer
このように、本実施形態においては、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uまたは筒状ケース部51の内壁面51aから排気ガス通路42w内に突出する凸面状をなすように異物捕集フィルタ80を配置し、その異物捕集フィルタ80が比較的広い面積で排気ガス通路42w内を通る排気ガスにさらされるとともに排気ガス通路42w内の排気ガスの流れの方向に対して交差し、しかも、異物捕集フィルタ80への筒状ケース部51側からの伝熱が良好になるようにしているので、排気ガス通路42w側と排気還流通路側とをガス通過面の広い異物捕集フィルタ80によって区画しながらも、異物捕集フィルタ80に水膜が形成されるのを有効に抑制することができ、LPL−EGRパイプ71内の低圧側排気還流通路P2が異物捕集フィルタ80によって閉塞されることを確実に防止することができる低コストの内燃機関の排気再循環装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the foreign
(第2実施形態)
図5〜図7は、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の排気再循環装置の要部を示している。
(Second Embodiment)
5-7 has shown the principal part of the exhaust gas recirculation apparatus of the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
本実施形態は、上述の第1実施形態と略同様の全体構成を有しており、その異物捕集フィルタの装着部分の構成のみが第1実施形態とは相違するものである。したがって、第1実施形態と同一または類似の構成については、図5〜図7中に図1〜図4中の対応する構成要素と同一の参照符号で示し、特に第1実施形態と相違する点について、以下に説明する。 This embodiment has an overall configuration substantially similar to that of the above-described first embodiment, and only the configuration of the mounting portion of the foreign matter collecting filter is different from the first embodiment. Accordingly, the same or similar configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals in FIG. 5 to FIG. 7 as the corresponding components in FIG. 1 to FIG. 4, and particularly different from the first embodiment. Is described below.
図5および図6に示すように、本実施形態の内燃機関の排気再循環装置においては、LPL−EGR装置17(図1参照)が、LPL−EGRパイプ71の上流端部71uを形成する還流管側フランジ部111を有している。また、DPFユニット45の筒状ケース部51が、PM捕集フィルタ部52より下流側の内壁面51aの一部である開口周辺部51pを外方に突出させ、その先端部に還流管側フランジ部111に対応するケース側フランジ部121を設けた構成となっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the exhaust gas recirculation device for the internal combustion engine of the present embodiment, the LPL-EGR device 17 (see FIG. 1) returns to form the
そして、排気ガス通路42w側と吸気通路32w側とを区画する異物捕集フィルタ180は、LPL−EGRパイプ71の還流管側フランジ部111とDPFユニット45のケース側フランジ部121との間に挟持されたガスケットとしての環状基端部181と、環状基端部181に一体に結合されるとともに還流管側フランジ部111の内方を通って排気ガス通路42w内に突出している凸面形成部183と、を有している。
The foreign
また、図6および図7に示すように、異物捕集フィルタ180の環状基端部181には、還流管側フランジ部111とケース側フランジ部121との間をシールするシールリング部181rが一体に形成されている。さらに、図7に示すように、環状基端部181のシールリング部181rより外側には、還流管側フランジ部111とケース側フランジ部121とを互いに一体に締結するための図示しない複数のボルトが貫通する複数のボルト孔185が形成されている。勿論、還流管側フランジ部111とケース側フランジ部121とは、ボルト締結以外の締結方法により、あるいはその他の連結方法により、相互連結されてもよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the annular
本実施形態においては、LPL−EGRパイプ71をDPFユニット45の筒状ケース部51に連結する際に、異物捕集フィルタ80を、その凸面形成部183がDPFユニット45の内部に向かうような向きで、その環状基端部181が還流管側フランジ部111とケース側フランジ部121との間に挟まるように配置しておくだけで、異物捕集フィルタ80の取付けが容易に可能になる。しかも、熱容量の大きいDPFユニット45の筒状ケース部51から異物捕集フィルタ80への十分な伝熱が可能となり、さらに、異物捕集フィルタ80がLPL−EGRパイプ71に流入する排気ガスを広いガス通過面積で通過させることになるから、上述の第1実施形態と同様な効果を期待することができる。
In the present embodiment, when connecting the LPL-
さらに、本実施形態では、異物捕集フィルタ180がフランジ結合部のガスケットとしても機能するので、実質的に部品点数を増やすことなく、異物捕集フィルタ180を容易に組付け可能にすることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the foreign
なお、上述の第1実施形態における異物捕集フィルタ80の環状外周縁部81や第2実施形態における異物捕集フィルタ180の環状基端部181は、凸面状フィルタ部83または凸面形成部183を形成する金属メッシュの周囲を金属製リング等によって挟圧保持するようにし、その金属リング等をガスケットとすることができるし、第2実施形態のように、その金属メッシュの周囲を固着した円環状の金属板にシール用の環状凹凸を設けるようにすることでも構成できる。異物捕集フィルタの凸面形状が略円錐形状、半球面状、略円錐台形状等に限定されるものでないことはいうまでない。
Note that the annular outer
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気再循環装置は、排気還流管または排気管の内壁面から排気ガス通路内に突出する凸面状をなすように異物捕集フィルタを配置し、その異物捕集フィルタが比較的広い面積で排気ガス通路内を通る排気ガス中に常にさらされるとともに排気ガス通路内の排気ガスの流れの方向に対して交差し、しかも、異物捕集フィルタへの排気管側からの伝熱が良好になるようにしているので、還流排気ガスへの異物の侵入を阻止する異物捕集フィルタに水膜が形成されるのを有効に抑制できる低コストの内燃機関の排気再循環装置を提供することができるという効果を奏するものであり、排気再循環経路中に異物捕集フィルタを設けた内燃機関の排気再循環装置全般に有用である。 As described above, the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention arranges the foreign matter collecting filter so as to form a convex shape protruding into the exhaust gas passage from the inner wall surface of the exhaust gas recirculation pipe or the exhaust pipe, The foreign matter collecting filter is always exposed to the exhaust gas passing through the exhaust gas passage over a relatively large area and intersects with the direction of the exhaust gas flow in the exhaust gas passage, and further to the foreign matter collecting filter. Since heat transfer from the exhaust pipe side is improved, a low-cost internal combustion engine that can effectively suppress the formation of a water film on the foreign matter collecting filter that prevents foreign matter from entering the recirculated exhaust gas. The exhaust gas recirculation device can be provided, and is useful for exhaust gas recirculation devices for internal combustion engines in which a foreign matter collecting filter is provided in the exhaust gas recirculation path.
10 エンジン(ディーゼルエンジン、内燃機関)
15 ターボ過給機
15a 吸入空気コンプレッサ
15b 排気タービン
16 HPL−EGR装置
17 LPL−EGR装置
32 吸気管
32w 吸気通路
42 排気管
42w 排気ガス通路
43 排気絞り弁
44 酸化触媒コンバータ
45 DPFユニット(排気浄化ユニット)
51 筒状ケース部
51a 内壁面(傾斜内壁面)
51b 筒状壁面(排気浄化フィルタ部の周囲の壁面)
51p 開口周辺部
52 PM捕集フィルタ部(排気浄化フィルタ部)
71 LPL−EGRパイプ(排気還流管)
71u 上流端部
72 LPL−EGRバルブ
73 LPL−EGRクーラ(排気冷却器)
73e 入口部
80;180 異物捕集フィルタ
81 環状外周縁部(環状基端部)
82 短筒状部(環状基端部)
83 凸面状フィルタ部(凸面形成部)
111 還流管側フランジ部
121 ケース側フランジ部
181 環状基端部(ガスケット)
183 凸面形成部
P1 高圧側排気還流通路
P2 低圧側排気還流通路
10 engine (diesel engine, internal combustion engine)
DESCRIPTION OF
51
51b Tubular wall surface (wall surface around the exhaust purification filter section)
51p Opening
71 LPL-EGR pipe (exhaust gas recirculation pipe)
71u Upstream end 72 LPL-
82 Short cylinder (annular base end)
83 Convex filter part (convex surface forming part)
111 Reflux
183 Convex surface forming portion P1 High pressure side exhaust recirculation passage P2 Low pressure side exhaust recirculation passage
Claims (9)
前記排気浄化ユニットにより浄化された排気ガスを前記排気ガス通路側から前記内燃機関の吸気通路側に還流させる排気還流管と、
前記排気還流管または前記排気管の内壁面から前記排気ガス通路内に突出する凸面状の異物捕集フィルタと、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気再循環装置。 An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine equipped in an internal combustion engine having an exhaust gas purification unit in the middle of an exhaust pipe forming an exhaust gas passage,
An exhaust gas recirculation pipe for recirculating the exhaust gas purified by the exhaust gas purification unit from the exhaust gas passage side to the intake passage side of the internal combustion engine;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising: the exhaust gas recirculation pipe or a convex foreign matter collecting filter protruding into the exhaust gas passage from an inner wall surface of the exhaust pipe.
前記排気還流管が、前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部を通過した排気ガスを前記排気ガス通路側から前記吸気通路側に還流させ、
前記異物捕集フィルタが、前記排気還流管の上流端部の近傍で、前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記筒状ケース部の内壁面から前記排気ガス通路内に突出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再循環装置。 The exhaust purification unit has a cylindrical case part disposed in the middle of the exhaust pipe and an exhaust purification filter part capable of purifying exhaust gas passing through the cylindrical case part,
The exhaust gas recirculation pipe recirculates the exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification filter portion of the exhaust gas purification unit from the exhaust gas passage side to the intake passage side;
The foreign matter collecting filter protrudes into the exhaust gas passage from the inner wall surface of the cylindrical case portion downstream of the exhaust purification filter portion of the exhaust purification unit in the vicinity of the upstream end portion of the exhaust gas recirculation pipe. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation device is an internal combustion engine.
前記排気還流管の上流端部が、前記排気冷却器内で発生する凝縮水を前記異物捕集フィルタを通して前記排気浄化ユニットの前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記排気ガス通路内に排出するように、前記排気冷却器の入口部から前記排気浄化フィルタ部より下流側の前記筒状ケース部の内壁面側に向かって下降していることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気再循環装置。 An exhaust cooler that cools exhaust gas that is installed in the middle of the exhaust gas recirculation pipe and recirculates to the intake pipe side;
An upstream end portion of the exhaust gas recirculation pipe discharges condensed water generated in the exhaust cooler into the exhaust gas passage on the downstream side of the exhaust gas purification filter portion of the exhaust gas purification unit through the foreign matter collecting filter. The exhaust of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the exhaust gas is descending from an inlet portion of the exhaust cooler toward an inner wall surface side of the cylindrical case portion downstream of the exhaust purification filter portion. Recirculation device.
前記筒状ケース部が、前記粒子状物質捕集フィルタの下流側で前記排気ガス通路の断面積を減少させるよう前記粒子状物質捕集フィルタの周囲の壁面に対し縮径方向に傾斜した傾斜内壁面を有していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の内燃機関の排気再循環装置。 The exhaust purification filter portion of the exhaust purification unit is constituted by a particulate matter collection filter,
The cylindrical case portion is inclined in the direction of diameter reduction with respect to the wall surface around the particulate matter collection filter so as to reduce the cross-sectional area of the exhaust gas passage on the downstream side of the particulate matter collection filter. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 2 or 3, further comprising a wall surface.
前記異物捕集フィルタの前記環状基端部が、前記排気還流管の前記還流管側フランジ部と前記排気浄化ユニットの前記ケース側フランジ部との間に挟持され、
前記異物捕集フィルタの前記凸面形成部が、前記環状基端部に支持されるとともに前記還流管側フランジ部の内方を通って前記排気ガス通路内に突出していることを特徴とする請求項5に記載の内燃機関の排気再循環装置。 A reflux pipe side flange portion forming the upstream end portion of the exhaust gas reflux pipe, and a case side flange portion provided in the cylindrical case portion of the exhaust gas purification unit corresponding to the reflux pipe side flange portion, In addition,
The annular base end of the foreign matter collecting filter is sandwiched between the reflux pipe side flange part of the exhaust gas reflux pipe and the case side flange part of the exhaust gas purification unit;
The convex surface forming portion of the foreign matter collecting filter is supported by the annular base end portion and protrudes into the exhaust gas passage through the inside of the reflux pipe side flange portion. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 5.
前記排気還流管が、前記内燃機関の前記吸気通路を形成する吸気管のうち前記吸入空気コンプレッサより上流側の吸気管に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のうちいずれか1の請求項に記載の内燃機関の排気再循環装置。 The internal combustion engine includes a turbocharger having an exhaust turbine that is rotated by energy of exhaust gas flowing in the exhaust gas passage, and an intake air compressor that is connected to the exhaust turbine and compresses intake air in the intake passage. Is installed,
The exhaust gas recirculation pipe is connected to an intake pipe upstream of the intake air compressor among the intake pipes forming the intake passage of the internal combustion engine. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1.
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