JP2012241650A - Exhaust gas reflux device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関に用いられる排気ガス還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device used for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
従来、排気ガスを吸気系のスロットル弁よりも下流側に還流させる排気ガス還流装置には、還流させる排気ガスの流量を調整する排気ガス還流弁と、この排気ガス還流弁を収納するとともに吸気系に直接接続してなる弁ケースと、この弁ケースより上流側に設けられ排気ガスを冷却すべく設けられる排気ガスクーラと、排気ガス還流弁と吸気系との間に設けられる逆止弁とを備える構成が採用されてきた(例えば、特許文献1を参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas downstream of an intake system throttle valve houses an exhaust gas recirculation valve that adjusts the flow rate of the exhaust gas to be recirculated, and the exhaust system. A valve case directly connected to the exhaust gas cooler, an exhaust gas cooler provided upstream of the valve case to cool the exhaust gas, and a check valve provided between the exhaust gas recirculation valve and the intake system. A configuration has been adopted (see, for example, Patent Document 1).
ここで、特許文献1記載の構成では、逆止弁を排気ガス還流弁と吸気系との間に別体に設けているが、このような構成では部品点数及び組立工数を多く必要とする。また、排気ガス還流弁を通過し吸気系からの新気と合流する際に、排気ガスが新気とほぼ平行な方向に流れて吸気系の吸気集合部に達することから、排気ガスと新気とが混じり合わないまま燃焼室内に達し、燃焼が不安定になることがあるという不具合も存在する。
Here, in the configuration described in
本発明は以上の点に着目し、内燃機関に排気ガス還流装置を取り付けるにあたって、組付工数及び部品点数の低減によるコスト低下を図りつつ、燃焼の安定性の向上をも図ることを目的とする。 The present invention pays attention to the above points and aims to improve the stability of combustion while reducing the cost by reducing the number of assembling steps and the number of parts when attaching the exhaust gas recirculation device to the internal combustion engine. .
すなわち本発明に係る排気ガス還流装置は、内燃機関に備えられ、排気ガスを吸気系のスロットル弁よりも下流側に還流させる排気ガス還流装置であって、還流させる排気ガスの流量を調整する排気ガス還流弁と、この排気ガス還流弁を収納するとともに排気ガス還流弁より下流側に吸気系の吸気集合部に連通する通路を有する弁ケースと、この弁ケースに一体的に設けられる逆止弁とを備え、前記弁ケース内の通路が吸気系の吸気集合部の長手方向と交差する方向に延び、前記通路が吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸と略同一平面上にあるか、又は吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸とオフセットするよう位置することを特徴とする。 That is, an exhaust gas recirculation device according to the present invention is an exhaust gas recirculation device that is provided in an internal combustion engine and recirculates exhaust gas downstream of an intake system throttle valve, and is an exhaust that adjusts the flow rate of the recirculated exhaust gas. A gas recirculation valve, a valve case that houses the exhaust gas recirculation valve and has a passage that communicates with an intake air collection portion on the downstream side of the exhaust gas recirculation valve, and a check valve provided integrally with the valve case And the passage in the valve case extends in a direction intersecting the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system, and the passage is substantially flush with the central axis extending in the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system. Or an offset from a central axis extending in the longitudinal direction of the intake air collecting portion of the intake system.
このようなものであれば、排気ガス還流弁を収納する弁ケースに逆止弁を一体的に設けているので、組付工数及び部品点数の低減によるコスト低下を図ることができる。また、前記弁ケース内の通路が吸気系の吸気集合部の長手方向と交差する方向に延び、前記通路が吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸と略同一平面上にあるか、又は吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸とオフセットするよう位置するので、排気ガスと新気とを従来の構成と比較してより均一に混ぜることができ、従って燃焼の安定性の向上を図ることができる。 In this case, since the check valve is integrally provided in the valve case that houses the exhaust gas recirculation valve, the cost can be reduced by reducing the number of assembling steps and the number of parts. Further, the passage in the valve case extends in a direction intersecting the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system, and the passage is substantially flush with a central axis extending in the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system, Or it is positioned so as to be offset from the central axis extending in the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system, so that the exhaust gas and the fresh air can be mixed more uniformly compared with the conventional configuration, and therefore the stability of combustion is improved. Improvements can be made.
本発明によれば、内燃機関に排気ガス還流装置を取り付けるにあたって、組付工数及び部品点数の低減によるコスト低下を図りつつ、燃焼の安定性の向上を図ることができる。 According to the present invention, when attaching an exhaust gas recirculation device to an internal combustion engine, it is possible to improve the stability of combustion while reducing costs by reducing the number of assembling steps and the number of parts.
本発明の一実施形態について、図1〜図4を参照しつつ以下に述べる。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施形態に係る内燃機関たるエンジン100は、図1に概略的に示すように、内部にそれぞれ燃焼室を備えた2気筒を有するとともに各気筒の上部を被覆するシリンダヘッド1aを備えたエンジン本体1と、エンジン本体1の各気筒に空気を供給する吸気系2と、エンジン本体1からの排気ガスを外部に排出するための排気系3と、排気ガスで駆動されるタービン5及びタービン5に回転軸で接続されるコンプレッサ6を備えるターボチャージャ4とを備えている。吸気系は、上流側から順に、エアクリーナ7と、コンプレッサ6と、コンプレッサ6から吐き出される過給空気を冷却するインタークーラ8と、エンジン本体1に供給する過給空気の流量を制御するスロットル弁9と、吸気集合部たるサージタンク11及び分岐管12を一体に有するインテークマニホルド10とを備えている。一方、排気系には、上流側から順に、エキゾーストマニホルド13と、タービン5と、三元触媒14とを備えている。なお、エキゾーストマニホルド13の上流側の部位は、シリンダヘッド1a内に形成している。加えて、このエンジン100は、排気系のエキゾーストマニホルド13からの排気ガスの一部を吸気系のスロットル弁9よりも下流側に還流させて吸入空気に混合するための排気ガス還流装置たるEGR装置15を備えている。なお、図2〜図4においては、エンジン本体1は想像線により示している。
An
このEGR装置15は、図1〜図4に示すように、還流させる排気ガスの流量を調整する排気ガス還流弁たるEGR弁21と、このEGR弁21を収納するとともにサージタンク11に直接接続してなる弁ケース22と、この弁ケース22に一体的に取り付けられる逆止弁24と、前記弁ケース22内部と排気系のエキゾーストマニホルド13とを接続する管路である排気ガスクーラ23とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
EGR弁21は、図3に示すように、前記弁ケース22に形成した弁座22xに着座し排気ガスの流通を遮断する閉止位置と前記弁座22xから離間し排気ガスの流通を許可する全開位置との間で移動可能なポペット弁である。このEGR弁21は、前記弁ケース22に取り付けてなるアクチュエータ22cにより駆動される。このアクチュエータ22cは、外部に備えた図示しない電子制御装置からの信号を受け付けることにより、EGR弁21の弁体を駆動する電磁弁である。
As shown in FIG. 3, the
弁ケース22は、上述したように、また図3に示すように、内部にEGR弁21を収納している。また、この弁ケース22の内部には、図2及び図3に示すように、一端部を前記排気ガスクーラ23に接続し、他端部を吸気系の吸気集合部たるサージタンク11に接続してなる排気ガス流通路22aを設けている。この排気ガス流通路22aの途中には、閉止位置にあるEGR弁21を着座させるための前記弁座22xを設けている。ここで、排気ガス流通路22aのうち弁座22xよりも下流側の部分22a1は、サージタンク11の長手方向に延びる中心軸と略同一平面上にあり、該サージタンク11の長手方向と交差する方向に延びている。そして、図2に示すように、この排気ガス流通路22aの下流端側とサージタンク11とを接続する接続面22bは、サージタンク11に一体に設けた分岐管12とエンジン本体1のシリンダヘッド1aとを接続する接続面12aと平行である。
As described above, as shown in FIG. 3, the
逆止弁24は、図2及び図3に示すように、前記弁ケース22の下流側の端部に一体的に取り付けられる。また、この逆止弁24は、吸気の流れの上流側の端部を弁ケース22に枢着して固定端24aとしているとともに、下流側の端部を自由端としている板状の部材である。さらに、この逆止弁24は、サージタンク11内の圧力が排気系のエキゾーストマニホルド13内の圧力を上回る場合に、圧力差により自由端が弁ケース22に接する閉止位置側に付勢されるよう構成している。そして、この逆止弁24を通過した排気ガスは、サージタンク11内において新気の流れに対して角度を有する方向に流れ、新気と混合した状態でエンジン本体1の各シリンダ内に導かれる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
排気ガスクーラ23は、図2、図3及び図4に示すように、一端部を排気系のエグゾーストマニホルド13に接続してなるとともに、他端部を弁ケース22に接続してなる管路である。排気ガスは、この排気ガスクーラ23を通過することにより外気と熱交換を行い冷却される。また、本実施形態では、排気ガス中に含まれる水蒸気が凝縮して発生する水分を回収させるべく、排気系側すなわち上流側よりも弁ケース22側すなわち下流側が上方となるような傾斜を有する。そして、図示は省略するが、上流側に、水分を回収するための排水口を設けている。この排水口は、図示しない排水管路を経てサージタンク11に連通している。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the
すなわち、一方の気筒の燃焼室から排気弁を経て排出される排気ガスの一部は、シリンダヘッド1a内のエグゾーストマニホルド13からEGR装置6の排気ガスクーラ23に導かれ、排気ガスクーラ23内を流通する間に外気と熱交換を行うことにより冷却される。それから、排気ガスは弁ケース22内に導かれ、EGR弁21が開放位置に位置している場合には弁ケース22内の排気ガス流通路22aを経て逆止弁24の直前に達する。そして、サージタンク11内の圧力がエグゾーストマニホルド13内の圧力を上回らない場合には、圧力差により逆止弁24が開弁して排気ガスがサージタンク11内に導入される。
That is, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of one cylinder through the exhaust valve is led from the
以上に述べたように、本実施形態のEGR装置15の構成によれば、EGR弁21を収納する弁ケース22に逆止弁24を一体的に設けているので、組付工数及び部品点数の低減によるコスト低下を図ることができる。また、前記弁ケース22内の通路22aがサージタンク11の長手方向と交差する方向に延び、かつ前記通路22aがサージタンク11の長手方向に延びる中心軸と略同一平面上にあるので、排気ガスと新気とを従来の構成と比較してより均一に混ぜることができ、従って燃焼の安定性の向上を図ることができる。さらに、シリンダヘッド1a内部のエグゾーストマニホルド13と排気ガスクーラ23と、また、排気ガスクーラ23と弁ケース22とをそれぞれ直接接続しているとともに、弁ケース22とサージタンク11とをも直接接続しているので、この点からも組付工数及び部品点数の低減によるコスト低下を図ることができる。そして、弁ケース22とサージタンク11とを直接接続しているので、EGR弁21とインテークマニホルド10との間の経路が短くなり、排気ガスに含まれる凝縮水をEGR装置15内にたまりにくくすることもできる。
As described above, according to the configuration of the
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
例えば、弁ケースとサージタンクとの接続態様に、図5を参照しつつ以下に述べるような態様を採用してもよい。なお、以下の説明において、図1〜図4を参照しつつ前述した実施態様に係るものに対応する各部位には、それぞれ同一の名称を付し、前述した実施態様に係るものの先頭にAを付加した符号を付している。 For example, an aspect described below with reference to FIG. 5 may be adopted as a connection aspect between the valve case and the surge tank. In the following description, parts corresponding to those according to the embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 4 are given the same names, and A at the head of those according to the embodiment described above. The added code is attached.
この態様では、弁ケースA22内の排気ガス流通路が吸気系の吸気集合部たるサージタンクA11と交差する方向に延びているとともに、サージタンクA11の長手方向軸中心とオフセットするように配している。 In this aspect, the exhaust gas flow passage in the valve case A22 extends in a direction intersecting with the surge tank A11 that is the intake manifold portion of the intake system, and is arranged so as to be offset from the longitudinal axis center of the surge tank A11. Yes.
この排気ガス流通路を通過した排気ガスは、サージタンクA11内の圧力が排気系内の圧力を上回らず圧力差により逆止弁A24が開弁している場合、サージタンクA11の内壁に沿って螺旋状に流れ、下流側に進むにつれ新気と混合される。 Exhaust gas that has passed through this exhaust gas flow passage is along the inner wall of the surge tank A11 when the pressure in the surge tank A11 does not exceed the pressure in the exhaust system and the check valve A24 is opened due to the pressure difference. It flows spirally and mixes with fresh air as it travels downstream.
すなわち、この態様を採用した場合も、サージタンクA11内において排気ガスと新気とを従来の構成と比較してより均一に混ぜることができ、従って燃焼の安定性の向上を図ることができる。 That is, even when this mode is adopted, the exhaust gas and the fresh air can be mixed more uniformly in the surge tank A11 as compared with the conventional configuration, and therefore the combustion stability can be improved.
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。 In addition, various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
11…サージタンク(吸気集合部)
15…EGR装置(排気ガス還流装置)
21…EGR弁(排気ガス還流弁)
22…弁ケース
22a…排気ガス流通路
24…逆止弁
11 ... Surge tank (intake air collecting part)
15 ... EGR device (exhaust gas recirculation device)
21 ... EGR valve (exhaust gas recirculation valve)
22 ...
Claims (1)
還流させる排気ガスの流量を調整する排気ガス還流弁と、この排気ガス還流弁を収納するとともに排気ガス還流弁より下流側に吸気系の吸気集合部に連通する通路を有する弁ケースと、この弁ケースに一体的に設けられる逆止弁とを備え、
前記弁ケース内の通路が吸気系の吸気集合部の長手方向と交差する方向に延び、
前記通路が吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸と略同一平面上にあるか、又は吸気系の吸気集合部の長手方向に延びる中心軸とオフセットするよう位置することを特徴とする排気ガス還流装置。 An exhaust gas recirculation device that is provided in an internal combustion engine and recirculates exhaust gas downstream of an intake system throttle valve,
An exhaust gas recirculation valve that adjusts the flow rate of the exhaust gas to be recirculated, a valve case that houses the exhaust gas recirculation valve and has a passage that communicates with the intake air collecting portion of the intake system downstream from the exhaust gas recirculation valve; A check valve provided integrally with the case,
The passage in the valve case extends in a direction intersecting the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system,
The passage is located substantially on the same plane as the central axis extending in the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system, or is positioned to be offset from the central axis extending in the longitudinal direction of the intake manifold portion of the intake system. Exhaust gas recirculation device.
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