JP2014055540A - Exhaust gas recirculation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance mixing of intake air and a recirculated gas even in a short distance, in recirculating a part of exhaust gas of an internal combustion engine to an intake system as the recirculated gas.SOLUTION: An exhaust gas recirculation device includes a recirculation passage 51 communicating between an exhaust system and an intake system of an internal combustion engine 1 to recirculate exhaust gas circulated in the exhaust system to the intake system as recirculated gas, and a recirculated gas inlet 15 formed on the intake system. The recirculation passage 51 has a connecting portion 54 for allowing an exhaust gas to flow toward a direction intersecting a flowing direction of the intake air in the intake system connected with the inlet 15, and a passage portion 55 communicated with the connecting portion 54 and allowing the exhaust gas to flow toward a direction intersecting the exhaust gas flowing direction of the connecting portion 54. The connecting portion 54 has a flat opposite face 54B facing an opening face 54A provided with an opening 54h communicated with the passage portion 55, and extending to the inlet 15, and both side wall faces 54D, 54E between the opening face 54A and the opposite face 54B are oriented so that a circulation cross-section of the recirculated gas is gradually expanded from the passage portion 55 side toward the inlet 15.

Description

本発明は、内燃機関の排気の一部を還流ガスとして吸気系に還流させる排気還流装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas of an internal combustion engine as a recirculation gas to an intake system.

従来、内燃機関の燃焼室から排気通路に排出された排気の一部を吸気通路へ還流させ、混合気の燃焼温度を低下させて窒素酸化物(NOx)の排出量を抑制し、排気性能を向上させる技術が知られている。このような排気還流装置では、吸気通路を流通してきた新気(空気)と還流させた排気(Exhaust Gas Recirculation、以下EGRガスという)とが各吸気ポートに流入する前に十分混合している必要がある。この混合が不十分のまま各吸気ポートに吸気が導入されると、エンジン運転時に各気筒間の燃焼バラツキが発生し、エンジン回転数の変動を増大させかねない。   Conventionally, a part of the exhaust discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine to the exhaust passage is recirculated to the intake passage, and the combustion temperature of the air-fuel mixture is lowered to suppress the emission amount of nitrogen oxides (NOx). Techniques for improving are known. In such an exhaust gas recirculation device, the fresh air (air) that has circulated through the intake passage and the exhaust gas that has been recirculated (exhaust gas recirculation, hereinafter referred to as EGR gas) must be sufficiently mixed before flowing into each intake port. There is. If intake is introduced into each intake port with insufficient mixing, combustion variation between the cylinders may occur during engine operation, which may increase fluctuations in engine speed.

そこで、新気とEGRガスとの混合を促進する技術が種々提案されている。例えば特許文献1に記載の技術では、多気筒エンジンにおいて、エンジンの各気筒に吸気を分配するコレクタ部の上流側のスロットルボディに、EGRガスを導くEGRガス導入口が設けられている。そして、コレクタ部とスロットルボディとの間に案内羽根を有するプレートが挟まれ、ここを通過してコレクタ部に向かう吸気に旋回速度成分を付与するようになっている。これにより、短い通路長でもEGRガスと吸気との混合が十分に図られ、各気筒に分配されるEGRガス量を均一化することができるとされている。   Therefore, various techniques for promoting the mixing of fresh air and EGR gas have been proposed. For example, in the technique disclosed in Patent Document 1, in a multi-cylinder engine, an EGR gas introduction port that guides EGR gas is provided in a throttle body upstream of a collector portion that distributes intake air to each cylinder of the engine. A plate having guide vanes is sandwiched between the collector portion and the throttle body, and a swirl speed component is imparted to the intake air that passes through the plate and travels toward the collector portion. Thereby, even with a short passage length, the EGR gas and the intake air are sufficiently mixed, and the amount of EGR gas distributed to each cylinder can be made uniform.

また、例えば特許文献2に記載の技術では、吸気通路に湾曲形状に形成された湾曲部が設けられ、この湾曲部にEGRガスの導入口が設けられている。そして、吸気の流れが偏向する湾曲部にEGRガスを流入させることで、吸気とEGRガスとの混合を促進することができるとされている。   For example, in the technique disclosed in Patent Document 2, a curved portion formed in a curved shape is provided in the intake passage, and an EGR gas inlet is provided in the curved portion. And it is supposed that mixing of intake air and EGR gas can be promoted by flowing EGR gas into a curved portion where the flow of intake air is deflected.

特開2000−8967号公報JP 2000-8967 A 特開2010−222975号公報JP 2010-222975 A

しかしながら、上記の特許文献1のように、EGRガスの導入口から各吸気ポートまでの距離が短い場合や、吸気通路に湾曲部を設けるスペースが足りない場合には、上記の特許文献2に記載の技術を採用することができない。特に最近は、部品の重量軽減やコスト低減、応答性向上等の観点から、EGRガスの導入口から吸気ポートまでの距離のコンパクト化が進められているため、短い距離でも新気とEGRガスとを十分混合できる構造が待望されている。   However, when the distance from the inlet of the EGR gas to each intake port is short as in Patent Document 1 described above, or when there is not enough space for providing a curved portion in the intake passage, it is described in Patent Document 2 described above. The technology cannot be adopted. Recently, in order to reduce the weight of components, reduce costs, improve responsiveness, etc., the distance from the EGR gas inlet to the intake port has been made more compact. A structure that can mix well is awaited.

なお、上記した特許文献1の技術であれば、EGRガスと新気との混合スペースを十分に確保できない場合であっても採用することができる。しかしながら、案内羽根を有するプレートを挟み込む必要があるため、部品点数が増加し、その分重量も増大し、コスト増大にも繋がるおそれがある。   In addition, if it is the technique of above-mentioned patent document 1, even if it is a case where the mixing space of EGR gas and fresh air cannot fully be ensured, it can be employ | adopted. However, since it is necessary to sandwich a plate having guide vanes, the number of parts increases, and the weight increases accordingly, which may lead to an increase in cost.

ところで、上記の特許文献1,2に記載されている排気還流装置は、排気マニホールドから排気通路へ流れる排気を吸気マニホールド近傍に還流させるもの(いわゆる高圧EGRシステム)であるが、このような還流通路に加え、触媒装置の下流側の排気通路から過給機の上流側の吸気通路に排気を還流させる還流通路(いわゆる低圧EGRシステム)を備えた排気還流装置も知られている。   Incidentally, the exhaust gas recirculation devices described in Patent Documents 1 and 2 above recirculate the exhaust gas flowing from the exhaust manifold to the exhaust passage to the vicinity of the intake manifold (so-called high pressure EGR system). In addition, an exhaust gas recirculation device having a recirculation passage (so-called low pressure EGR system) for recirculating exhaust gas from an exhaust passage downstream of the catalyst device to an intake passage upstream of the supercharger is also known.

このような高圧EGRシステム及び低圧EGRシステムを備える排気還流装置はデュアルループEGRシステムとも呼ばれ、排気中のNOxを低減させるのに非常に有効であるとされている。このような排気還流装置の場合、吸気マニホールド近傍でEGRガスと混合される新気には、すでに低圧EGRシステムで還流された排気が含まれている。そのため、各吸気ポートに導入される吸気の空燃比を正確に検出するために空燃比センサが設けられることがある。   An exhaust gas recirculation apparatus including such a high pressure EGR system and a low pressure EGR system is also called a dual loop EGR system, and is considered to be very effective in reducing NOx in the exhaust gas. In such an exhaust gas recirculation device, the fresh air mixed with the EGR gas in the vicinity of the intake manifold already includes exhaust gas recirculated by the low pressure EGR system. For this reason, an air-fuel ratio sensor may be provided to accurately detect the air-fuel ratio of the intake air introduced into each intake port.

この空燃比センサは、高圧EGRガスが導入される位置よりも下流側であって各吸気ポートに分岐する前の位置(少なくとも吸気マニホールドのコレクタ部)に設けられる。これにより、一箇所で検出された空燃比が、全ての吸気ポートに流入する吸気の空燃比であるとすることができ、コスト削減や重量削減を実現しながら、正確な空燃比を取得することが可能である。   This air-fuel ratio sensor is provided at a position (at least at the collector portion of the intake manifold) downstream from the position where the high-pressure EGR gas is introduced and before branching to each intake port. As a result, the air-fuel ratio detected at one location can be assumed to be the air-fuel ratio of the intake air flowing into all intake ports, and an accurate air-fuel ratio can be obtained while realizing cost reduction and weight reduction. Is possible.

しかしながら、高圧EGRガスが導入される位置と空燃比センサの検出位置とが近く、十分に混合されていない場合は、空燃比センサで検出される値が各吸気ポートに導入される実際の吸気の空燃比とは異なる値になるおそれが高い。したがって、空燃比センサが設けられているような場合であっても、吸気とEGRガスとを早期に混合させる必要がある。   However, if the position where the high-pressure EGR gas is introduced and the detection position of the air-fuel ratio sensor are close and not sufficiently mixed, the value detected by the air-fuel ratio sensor is the actual intake air that is introduced into each intake port. There is a high possibility that the air-fuel ratio will be different from the value. Therefore, even if an air-fuel ratio sensor is provided, it is necessary to mix intake air and EGR gas at an early stage.

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、内燃機関の排気の一部を還流ガスとして吸気系に還流させる際に、部品点数を増大させることなく、短い距離でも吸気と還流ガスとの混合を促進することができるようにした、排気還流装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
This case has been devised in view of such a problem. When a part of the exhaust gas of the internal combustion engine is recirculated to the intake system as a recirculation gas, the intake air and the recirculation gas can be reduced over a short distance without increasing the number of parts. An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation apparatus that can promote mixing of the exhaust gas.
The present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiments for carrying out the invention described later, and other effects of the present invention are to obtain a function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. Can be positioned.

(1)ここで開示する排気還流装置は、内燃機関の排気系と吸気系とを連通して前記排気系を流通する排気を還流ガスとして前記吸気系へ還流させる還流通路と、前記吸気系に形成された前記還流ガスの導入口とを備えた排気還流装置である。前記還流通路は、前記導入口に接続され前記吸気系内の吸気の流れ方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させる接続部と、前記接続部に連通し前記接続部の排気流方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させる通路部とを有する。   (1) An exhaust gas recirculation apparatus disclosed herein communicates an exhaust system of an internal combustion engine with an intake system to recirculate exhaust gas flowing through the exhaust system to the intake system as a recirculation gas, and to the intake system. An exhaust gas recirculation apparatus including the formed recirculation gas inlet. The recirculation passage is connected to the inlet and connected to the exhaust port in a direction intersecting the flow direction of the intake air in the intake system, and the exhaust flow direction of the connection portion communicates with the connection portion. And a passage portion through which exhaust gas flows in a direction intersecting with respect to.

さらに、前記接続部は、前記通路部と連通する開口が形成された開口面に対向するとともに前記導入口まで延在する対向面が平面状に形成され、排気の流通断面積が前記通路部側から前記導入口に向かって次第に拡開するように前記開口面と前記対向面との間の両側壁面が配向されることを特徴としている。ここでいう「吸気」とは、上流に低圧EGRシステムを有さないものであれば新気(空気)であり、上流に低圧EGRシステムを有するものであれば新気に低圧EGRガスが混ざった混合気である。   Further, the connection portion is opposed to an opening surface in which an opening communicating with the passage portion is formed, and an opposing surface extending to the introduction port is formed in a flat shape, and the flow cross-sectional area of the exhaust is on the passage portion side. Both side wall surfaces between the opening surface and the facing surface are oriented so as to gradually expand toward the introduction port. “Intake” here means fresh air (air) if it does not have a low-pressure EGR system upstream, and low-pressure EGR gas mixed with fresh air if it has a low-pressure EGR system upstream. It is a mixture.

(2)前記接続部は、前記吸気系を流通する吸気の流れ方向に対して直交する方向に接続され、前記通路部は、前記接続部を流通する排気の流れ方向に対して直交する方向に接続されることが好ましい。   (2) The connection portion is connected in a direction orthogonal to the flow direction of the intake air flowing through the intake system, and the passage portion is set in a direction orthogonal to the flow direction of the exhaust gas flowing through the connection portion. It is preferable to be connected.

(3)また、前記吸気系は、前記内燃機関の複数の気筒に吸気を分配するコレクタ部を有する吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドの上流側に接続される吸気通路とを備え、前記吸気マニホールドは、屈曲して形成された屈曲部を有することが好ましい。このとき、前記接続部は、前記屈曲部よりも吸気流れの上流側に接続されることが好ましい。ここでいう「屈曲部」とは、角のある形に曲がっている部分だけでなく、曲線部分を有して折れ曲がっている部分も含む。   (3) The intake system includes an intake manifold having a collector portion that distributes intake air to a plurality of cylinders of the internal combustion engine, and an intake passage connected to an upstream side of the intake manifold, It is preferable to have a bent portion formed by bending. At this time, it is preferable that the connecting portion is connected to an upstream side of the intake flow with respect to the bent portion. The “bent portion” here includes not only a portion bent in a corner shape but also a portion bent with a curved portion.

(4)さらに、前記コレクタ部は、前記複数の気筒とそれぞれ連通する一列に並んで形成された複数の連通口を有し、前記接続部は、前記吸気通路から前記複数の連通口へ向かう吸気流れの上流側に接続されるとともに、前記複数の連通口が並ぶ方向に前記還流ガスが広がるように前記流通断面積が拡開して形成されることがより好ましい。   (4) Further, the collector portion has a plurality of communication ports formed in a line communicating with the plurality of cylinders, respectively, and the connection portion takes intake air from the intake passage toward the plurality of communication ports. It is more preferable that the flow cross-sectional area is formed so as to expand so that the reflux gas spreads in a direction in which the plurality of communication ports are arranged while being connected to the upstream side of the flow.

(5)前記屈曲部の流路内外寄りに設けられ、吸気の空燃比を検出する空燃比センサを備え、前記接続部は、前記対向面から前記開口面に向けて突設され、前記流通断面積の略中央に形成された突起を有することが好ましい。   (5) An air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of intake air is provided outside the flow path of the bent portion, and the connection portion protrudes from the facing surface toward the opening surface, and It is preferable to have a protrusion formed in the approximate center of the area.

(6)このとき、前記突起は、前記接続部の前記両側壁面と平行又は略平行に対向する側壁面を有していることが好ましい。
(7)また、前記突起の前記導入口側の端部が、前記接続部が接続される前記吸気マニホールド又は前記吸気通路の内周面に沿うように設けられることが好ましい。
(6) At this time, it is preferable that the said protrusion has a side wall surface which opposes the said both side wall surface of the said connection part in parallel or substantially parallel.
(7) Moreover, it is preferable that the edge part by the side of the said inlet of the said protrusion is provided so that the inner peripheral surface of the said intake manifold or the said intake passage to which the said connection part is connected may be provided.

開示の排気還流装置では、還流通路を流れる還流ガスが、通路部を流通して開口から接続部に流入する。このとき、開口が形成された開口面に対向する対向面が平面状に形成されているため、還流ガスをこの対向面に衝突させて分散させることができる。また、この平面状の対向面は導入口まで延在されているため、対向面に衝突させて分散させた還流ガスの分散傾向を維持することができる。   In the disclosed exhaust gas recirculation device, the recirculation gas flowing through the recirculation passage flows through the passage portion and flows into the connection portion from the opening. At this time, since the facing surface facing the opening surface in which the opening is formed is formed in a flat shape, the reflux gas can collide with the facing surface and be dispersed. Moreover, since this planar opposing surface is extended to the inlet, the dispersion | distribution tendency of the recirculation | reflux gas which was made to collide with the opposing surface and was disperse | distributed can be maintained.

さらに接続部は、還流ガスの流通断面積が通路部側から導入口に向かって次第に拡開するように開口面と対向面との間の両側壁面が配向されているため、導入口に向かって分散を促進させることができる。なおかつ流路断面積が大きくなるので、還流ガスの流速を遅くすることができる。これにより、還流ガスが吸気と混合する時間を長く確保することができ、吸気と還流ガスとの混合を促進することができる。また、混合を促進するための新たな部品を追加する必要がなく、部品点数を増大させることはない。   Furthermore, the connecting portion is oriented toward the inlet because both side wall surfaces between the opening surface and the facing surface are oriented so that the flow cross-sectional area of the reflux gas gradually expands from the passage portion toward the inlet. Dispersion can be promoted. In addition, since the cross-sectional area of the flow path is increased, the flow rate of the reflux gas can be reduced. Thereby, it is possible to ensure a long time for the reflux gas to mix with the intake air, and to promote the mixing of the intake gas and the reflux gas. Further, it is not necessary to add a new part for promoting mixing, and the number of parts is not increased.

例えば多気筒エンジンにおいて、複数の気筒に吸気が分配される場合に、その分岐点となる位置の近くに導入口が設けられていたとしても、本排気還流装置であれば速やかに混合することができるため、各気筒に導入される還流ガスの濃度を均一化することができる。これにより、内燃機関の運転時に還流ガスを導入しても各気筒間の燃焼バラツキを抑えることができる。捉え方を変えると、導入口を吸気の分岐点となる位置の近くに設けることができるため、吸気系の構成をコンパクトにすることができる。   For example, in a multi-cylinder engine, when the intake air is distributed to a plurality of cylinders, even if an inlet is provided near the position that becomes the branch point, the exhaust gas recirculation device can quickly mix the intake ports. Therefore, the concentration of the reflux gas introduced into each cylinder can be made uniform. Thereby, even if recirculation | reflux gas is introduce | transduced at the time of operation | movement of an internal combustion engine, the combustion variation between each cylinder can be suppressed. If the way of capturing is changed, the inlet can be provided near the position that becomes the branch point of the intake air, so that the configuration of the intake system can be made compact.

各実施形態に係る排気還流装置を装備する自動車用エンジンの吸排気系統を示す構成図である。It is a block diagram which shows the intake / exhaust system of the engine for motor vehicles equipped with the exhaust gas recirculation apparatus which concerns on each embodiment. 第一実施形態に係る排気還流装置を示す模式図であり、(a)は吸気通路等の縦断面図であって、図2(b)のA−A矢視断面図、(b)は図2(a)のB−B矢視断面図、(c)は図2(a)の導入口を正面から見たときの図である。It is a schematic diagram which shows the exhaust gas recirculation apparatus which concerns on 1st embodiment, (a) is longitudinal cross-sectional views, such as an intake passage, Comprising: AA arrow sectional drawing of FIG.2 (b), (b) is a figure. 2A is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 2A, and FIG. 2C is a view when the introduction port of FIG. 図2の排気還流装置におけるEGRガス濃度の度合いを示す模式図であり、(a)は図2(a)に対応する図、(b)は図2(b)に対応する図である。It is a schematic diagram which shows the degree of EGR gas concentration in the exhaust gas recirculation apparatus of FIG. 2, (a) is a figure corresponding to FIG. 2 (a), (b) is a figure corresponding to FIG.2 (b). 第二実施形態に係る排気還流装置を示す模式図であり、(a)は吸気通路等の縦断面図、(b)は図4(a)のC−C矢視断面図である。It is a schematic diagram which shows the exhaust gas recirculation apparatus which concerns on 2nd embodiment, (a) is a longitudinal cross-sectional view of an intake passage etc., (b) is CC sectional view taken on the line of FIG. 4 (a). 図4の排気還流装置における吸気の流れを示す図4(b)に対応する模式図であり、(a)は第四気筒の吸気弁開時、(b)は第二気筒の吸気弁開時、(c)は第三気筒の吸気弁開時である。FIG. 5B is a schematic diagram corresponding to FIG. 4B showing the flow of intake air in the exhaust gas recirculation apparatus of FIG. 4, where FIG. 5A is when the intake valve of the fourth cylinder is opened, and FIG. , (C) is when the intake valve of the third cylinder is open. 図4の排気還流装置におけるEGRガス濃度の度合いを示す模式図であり、(a)は図4(a)に対応する図、(b)は図4(b)に対応する図である。It is a schematic diagram which shows the degree of EGR gas concentration in the exhaust gas recirculation apparatus of FIG. 4, (a) is a figure corresponding to FIG. 4 (a), (b) is a figure corresponding to FIG.4 (b).

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
図1〜図6は発明の実施形態を説明するもので、図1は第一及び第二実施形態に共通な事項を説明する図であり、図2及び図3は第一実施形態を説明する図であり、図4〜図6は第二実施形態を説明する図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment.
1 to 6 illustrate an embodiment of the invention. FIG. 1 is a diagram illustrating matters common to the first and second embodiments. FIGS. 2 and 3 illustrate the first embodiment. FIG. 4 to FIG. 6 are diagrams for explaining the second embodiment.

[1.第一実施形態]
[1−1.全体構成]
はじめに、本実施形態にかかる排気還流装置が適用される自動車用エンジン(内燃機関)及びその吸排気系統を説明する。本実施形態では、低圧EGRシステム及び高圧EGRシステムを備えたデュアルループEGRシステムを備えたエンジン及び吸排気系を説明する。
[1. First embodiment]
[1-1. overall structure]
First, an automotive engine (internal combustion engine) to which the exhaust gas recirculation apparatus according to the present embodiment is applied and an intake / exhaust system thereof will be described. In this embodiment, an engine and an intake / exhaust system including a dual loop EGR system including a low pressure EGR system and a high pressure EGR system will be described.

図1に示すように、本実施形態にかかるエンジン1はコモンレールディーゼルエンジンである。このエンジン1は多気筒直噴式(図1では複数気筒のうち1気筒のみ示している)である。エンジン1のシリンダブロック1B内には複数のシリンダ(気筒)2が形成され、各シリンダ2内には、図中上下方向に往復摺動するピストン3が設けられる。ピストン3は、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに接続される。ピストン3は、その頂面に燃焼室となるキャビティ3aが形成されている。なお、複数のシリンダ2は、図1の紙面と直交する方向に併設されており、いずれのシリンダ2も同様の構成となっている。ここでは、シリンダ2が四つ(第一気筒2a,第二気筒2b,第三気筒2c,第四気筒2d)設けられている場合を例示する。   As shown in FIG. 1, the engine 1 according to the present embodiment is a common rail diesel engine. The engine 1 is a multi-cylinder direct injection type (only one cylinder is shown in FIG. 1). A plurality of cylinders (cylinders) 2 are formed in a cylinder block 1B of the engine 1, and pistons 3 that reciprocate in the vertical direction in the drawing are provided in each cylinder 2. The piston 3 is connected to the crankshaft via a connecting rod. The piston 3 is formed with a cavity 3a serving as a combustion chamber on the top surface. The plurality of cylinders 2 are provided side by side in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1, and all the cylinders 2 have the same configuration. Here, a case where four cylinders 2 (first cylinder 2a, second cylinder 2b, third cylinder 2c, and fourth cylinder 2d) are provided is illustrated.

シリンダ2上部のシリンダヘッド1Hには、インジェクタ4が装備されている。インジェクタ4は、その先端部がシリンダ2の筒内空間に突出して設けられ、シリンダ2内に直接燃料を噴射する。インジェクタ4から噴射される燃料の噴射方向は、ピストン3のキャビティ3aに向かう方向に設定される。また、インジェクタ4の基端部には図示しない燃料配管が接続され、この燃料配管から加圧された燃料がインジェクタ4に供給される。   The cylinder head 1H above the cylinder 2 is equipped with an injector 4. The injector 4 has a tip projecting from the in-cylinder space of the cylinder 2 and directly injects fuel into the cylinder 2. The injection direction of the fuel injected from the injector 4 is set to a direction toward the cavity 3 a of the piston 3. A fuel pipe (not shown) is connected to the base end portion of the injector 4, and pressurized fuel is supplied to the injector 4 from the fuel pipe.

シリンダヘッド1Hには、シリンダ2の筒内空間と連通する吸気ポート6及び排気ポート7が設けられ、これらの各ポート6,7を開閉するための吸気弁8及び排気弁9が設けられる。吸気ポート6よりも吸気流の上流側には、吸気マニホールド(以下、インマニという)10が接続される。インマニ10は、吸気ポート6側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク(コレクタ部)11と、各吸気ポート6と連通するブランチ管13a〜13dとから構成される。   The cylinder head 1H is provided with an intake port 6 and an exhaust port 7 communicating with the in-cylinder space of the cylinder 2, and an intake valve 8 and an exhaust valve 9 for opening and closing these ports 6 and 7 are provided. An intake manifold (hereinafter referred to as intake manifold) 10 is connected upstream of the intake port 6 in the intake flow. The intake manifold 10 includes a surge tank (collector portion) 11 for temporarily storing air flowing toward the intake port 6, and branch pipes 13 a to 13 d communicating with the intake ports 6.

サージタンク11は、各々のシリンダ2で発生する吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能するとともに、四つのシリンダ2a〜2dに吸気を分配するコレクタ部として機能する。ブランチ管13a〜13dは、サージタンク11の吸気流れの下流側に接続され、四つのシリンダ2a〜2dに向かって分岐する配管である。サージタンク11は、ブランチ管13a〜13dに分岐する前の分岐点に位置する。インマニ10の上流端(すなわち、サージタンク11の上流端)には、種々の機器が付設された吸気通路21が接続される。   The surge tank 11 functions to alleviate intake pulsation and intake interference generated in each cylinder 2, and also functions as a collector unit that distributes intake air to the four cylinders 2a to 2d. The branch pipes 13a to 13d are pipes that are connected to the downstream side of the intake flow of the surge tank 11 and branch toward the four cylinders 2a to 2d. The surge tank 11 is located at a branch point before branching to the branch pipes 13a to 13d. An intake passage 21 provided with various devices is connected to the upstream end of the intake manifold 10 (that is, the upstream end of the surge tank 11).

また、排気ポート7よりも排気流の下流側には、排気マニホールド(以下、エキマニという)30が接続される。エキマニ30は、排気ポート7に各上流端が接続されて四つのシリンダ2a〜2dから排気が合流するように形成される。エキマニ30の下流端の集合部には、種々の機器が付設された排気通路31に接続される。   Further, an exhaust manifold (hereinafter referred to as an exhaust manifold) 30 is connected downstream of the exhaust port 7 in the exhaust flow. The exhaust manifold 30 is formed such that exhaust ends are joined from the four cylinders 2a to 2d with each upstream end connected to the exhaust port 7. A collecting portion at the downstream end of the exhaust manifold 30 is connected to an exhaust passage 31 provided with various devices.

本エンジン1には、その吸排気系を跨って設けられたターボチャージャ40,低圧EGR装置60及び高圧EGR装置(排気還流装置)50が装備されている。低圧EGR装置60及び高圧EGR装置50は、排気の一部をEGRガス(還流ガス)として吸気系に還流させる装置である。低圧EGR装置60及び高圧EGR装置50において、低圧EGR通路61及び高圧EGR通路51のそれぞれの中間部にはEGRクーラ69,EGRクーラ59が介装される。   The engine 1 is equipped with a turbocharger 40, a low pressure EGR device 60, and a high pressure EGR device (exhaust gas recirculation device) 50 provided across the intake and exhaust systems. The low-pressure EGR device 60 and the high-pressure EGR device 50 are devices that recirculate a part of the exhaust gas to the intake system as EGR gas (reflux gas). In the low-pressure EGR device 60 and the high-pressure EGR device 50, an EGR cooler 69 and an EGR cooler 59 are interposed in the intermediate portions of the low-pressure EGR passage 61 and the high-pressure EGR passage 51, respectively.

吸気通路21には、吸気流れの上流側から、エアクリーナ22,第一吸気絞り弁(スロットル弁)23,低圧EGR装置60の低圧EGR通路61の出口63,ターボチャージャ40のコンプレッサ41,インタークーラ24,第二吸気絞り弁(スロットル弁)25が順に設けられる。また、サージタンク11には、高圧EGR装置50の高圧EGR通路(還流通路)51の出口53が設けられる。なお、低圧EGR通路61の出口63には、低圧EGRバルブ67が設けられる。また、高圧EGR通路51のEGRクーラ59と出口53との間には、高圧EGRバルブ57が設けられる。   From the upstream side of the intake air flow to the intake passage 21, the air cleaner 22, the first intake throttle valve (throttle valve) 23, the outlet 63 of the low pressure EGR passage 61 of the low pressure EGR device 60, the compressor 41 of the turbocharger 40, the intercooler 24. , A second intake throttle valve (throttle valve) 25 is provided in order. Further, the surge tank 11 is provided with an outlet 53 of a high pressure EGR passage (reflux passage) 51 of the high pressure EGR device 50. A low pressure EGR valve 67 is provided at the outlet 63 of the low pressure EGR passage 61. A high pressure EGR valve 57 is provided between the EGR cooler 59 and the outlet 53 of the high pressure EGR passage 51.

低圧EGR通路61を流れるEGRガス(以下、第一EGRガスという)の流量は、エアクリーナ22を通過した新気(空気)の流量を調整する第一吸気絞り弁23と低圧EGRバルブ67の双方の弁開度によって調整される。また、高圧EGR通路51を流れるEGRガス(以下、第二EGRガスという)の流量は、インタークーラ24を通過した新気と第一EGRガスとの混合気の流量を調整する第二吸気絞り弁25と高圧EGRバルブ57の双方の弁開度によって調整される。
以下、新気と第一EGRガスとの混合気と、この混合気に第二EGRガスが混合した混合気とを区別する場合は、前者を第一混合気といい、後者を第二混合気という。また、これらを特に区別しない場合は、単に吸気という。
The flow rate of EGR gas (hereinafter referred to as first EGR gas) flowing through the low pressure EGR passage 61 is the value of both the first intake throttle valve 23 and the low pressure EGR valve 67 that adjust the flow rate of fresh air (air) that has passed through the air cleaner 22. It is adjusted by the valve opening. The flow rate of the EGR gas (hereinafter referred to as second EGR gas) flowing through the high pressure EGR passage 51 is a second intake throttle valve that adjusts the flow rate of the mixture of fresh air that has passed through the intercooler 24 and the first EGR gas. 25 and the high-pressure EGR valve 57.
Hereinafter, when distinguishing between a mixture of fresh air and first EGR gas and a mixture of this mixture with the second EGR gas, the former is referred to as the first mixture and the latter is referred to as the second mixture. That's it. If these are not particularly distinguished, they are simply referred to as intake.

一方、排気通路31には、排気流れの上流側から、高圧EGR装置50の高圧EGR通路51の入口52,ターボチャージャ40のタービン42,排気浄化装置32,低圧EGR装置60の低圧EGR通路61の入口62が順に設けられる。排気浄化装置32は、排気通路31上に介装された触媒装置であって、排気中に含まれる炭化水素(HC)成分や一酸化炭素(CO),窒素酸化物(NOx),粒子状物質(PM)等を浄化,捕集する機能を持ち、例えば酸化触媒やDPF(フィルタ)を備える。エンジン1の燃焼室から排出された排気中のHC,PM等は排気浄化装置22の触媒の働きにより除去される。   On the other hand, in the exhaust passage 31, from the upstream side of the exhaust flow, the inlet 52 of the high pressure EGR passage 51 of the high pressure EGR device 50, the turbine 42 of the turbocharger 40, the exhaust purification device 32, and the low pressure EGR passage 61 of the low pressure EGR device 60. An inlet 62 is provided in order. The exhaust purification device 32 is a catalyst device interposed on the exhaust passage 31, and includes hydrocarbon (HC) components, carbon monoxide (CO), nitrogen oxide (NOx), particulate matter contained in the exhaust gas. It has the function of purifying and collecting (PM), etc., and includes, for example, an oxidation catalyst and DPF (filter). HC, PM, etc. in the exhaust discharged from the combustion chamber of the engine 1 are removed by the action of the catalyst of the exhaust purification device 22.

このようなエンジン1の吸排気系には、エンジン1を制御するため等の情報を取得するために種々のセンサが装備されている。例えば、エアクリーナ22の出口近傍にはエアーフローセンサや吸気温センサ26が装備され、サージタンク11近傍の吸気通路21には吸気系圧力センサや温度センサ27が装備され、サージタンク11内には空燃比センサ28が装備される。また、排気通路31の排気浄化装置32には、排気系圧力センサ33や温度センサ34,空燃比センサ35等が装備される。   Such an intake / exhaust system of the engine 1 is equipped with various sensors for acquiring information such as for controlling the engine 1. For example, an air flow sensor and an intake air temperature sensor 26 are provided near the outlet of the air cleaner 22, an intake system pressure sensor and a temperature sensor 27 are provided in the intake passage 21 near the surge tank 11, and the surge tank 11 is empty. A fuel ratio sensor 28 is provided. The exhaust purification device 32 in the exhaust passage 31 is equipped with an exhaust system pressure sensor 33, a temperature sensor 34, an air-fuel ratio sensor 35, and the like.

[1−2.EGRガス混合促進構造]
次に図2を用いて、本排気還流装置である高圧EGR装置50と吸気系との接続部分の構造を説明する。本実施形態では、上記したように高圧EGR通路51がインマニ10のコレクタ部としてのサージタンク11に接続される場合を例示する。
[1-2. EGR gas mixing promotion structure]
Next, the structure of the connecting portion between the high-pressure EGR device 50 as the exhaust gas recirculation device and the intake system will be described with reference to FIG. In this embodiment, the case where the high pressure EGR passage 51 is connected to the surge tank 11 as the collector part of the intake manifold 10 as described above is exemplified.

図2(a),(b)に示すように、サージタンク11には、四つのシリンダ2a〜2dとそれぞれ連通する開口である四つの連通口12a〜12dが一列に並んで設けられている。これら連通口12a〜12dには、各シリンダ2a〜2dへ繋がるブランチ管13a〜13dが接続される。これにより、サージタンク11内の吸気は、連通口12a〜12dからブランチ管13a〜13dを通り、各シリンダ2a〜2dへと分配される。以下、四つの連通口12a〜12dを特に区別しない場合は、単に連通口12という。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the surge tank 11 is provided with four communication ports 12a to 12d, which are openings communicating with the four cylinders 2a to 2d, in a line. Branch pipes 13a to 13d connected to the cylinders 2a to 2d are connected to the communication ports 12a to 12d. Thereby, the intake air in the surge tank 11 is distributed from the communication ports 12a to 12d to the cylinders 2a to 2d through the branch pipes 13a to 13d. Hereinafter, when the four communication ports 12a to 12d are not particularly distinguished, they are simply referred to as the communication ports 12.

サージタンク11には、サージタンク11内に吸気が流入するための開口である流入口14が設けられ、この流入口14には吸気通路21の下流端21aが接続される。流入口14は、サージタンク11から連通口12a〜12dに向かう吸気の流れに対して交差する方向に吸気が流入してくるように形成される。ここでは、流入口14からサージタンク11内へ流入してくる吸気の流れ方向と、サージタンク11から連通口12a〜12dに向かう吸気の流れ方向とが直交するように、連通口12a〜12d及び流入口14が設けられる。なお、流入口14は第三気筒2cと連通する第三連通口12cに最も近接して設けられている。   The surge tank 11 is provided with an inlet 14 that is an opening through which intake air flows into the surge tank 11, and the downstream end 21 a of the intake passage 21 is connected to the inlet 14. The inflow port 14 is formed such that intake air flows in a direction intersecting with the flow of intake air from the surge tank 11 toward the communication ports 12a to 12d. Here, the communication ports 12a to 12d and the communication ports 12a to 12d and the flow direction of the intake air flowing into the surge tank 11 from the flow inlet 14 and the flow direction of the intake air from the surge tank 11 toward the communication ports 12a to 12d are orthogonal to each other. An inlet 14 is provided. The inlet 14 is provided closest to the third communication port 12c communicating with the third cylinder 2c.

つまり、吸気通路21を流通してサージタンク11内へ導入された吸気は、流れ方向が略90度曲げられてブランチ管13a〜13dを介して吸気ポート6へ送られる。言い換えると、サージタンク11には、流入口14から連通口12へ向かう途中で略90度に屈曲形成された屈曲部11Lが設けられる。なお、図2(a)では、屈曲部11Lの外側の角部が面取りされて平らに形成されているように示しているが、実際にはサージタンク11は滑らかな曲線や曲面状に形成されており、図2(a)及び(b)等に示すサージタンク11は模式図である。   That is, the intake air introduced into the surge tank 11 through the intake passage 21 is sent to the intake port 6 through the branch pipes 13a to 13d with the flow direction being bent by approximately 90 degrees. In other words, the surge tank 11 is provided with a bent portion 11 </ b> L that is bent at approximately 90 degrees on the way from the inlet 14 to the communication port 12. In FIG. 2A, the outer corner of the bent portion 11L is shown as being chamfered and formed flat, but in reality, the surge tank 11 is formed in a smooth curve or curved surface. The surge tank 11 shown in FIGS. 2A and 2B is a schematic view.

サージタンク11には、高圧EGR通路51の出口53と連通する導入口15が形成される。この導入口15は、高圧EGR通路51を流通してきた第二EGRガスを吸気系に導入するための開口である。導入口15は、吸気通路21から四つの連通口12a〜12dへ向かう吸気流れの上流側であって、屈曲部11Lの面取りされた部分(以下、面取り部11Mという)よりも吸気流れの上流側に設けられる。なおここでは、四つの連通口12a〜12dのうち、第三連通口12cに最も近接している。導入口15は、図2(c)に示すように角部が丸められて形成された略矩形状である。   The surge tank 11 is formed with an inlet 15 communicating with the outlet 53 of the high pressure EGR passage 51. The introduction port 15 is an opening for introducing the second EGR gas that has flowed through the high-pressure EGR passage 51 into the intake system. The introduction port 15 is upstream of the intake flow from the intake passage 21 toward the four communication ports 12a to 12d, and is upstream of the chamfered portion of the bent portion 11L (hereinafter referred to as the chamfered portion 11M). Is provided. In this case, the four communication ports 12a to 12d are closest to the third communication port 12c. The introduction port 15 has a substantially rectangular shape formed by rounding corners as shown in FIG.

高圧EGR通路51は、一端側に出口53を有し他端側に開口54hを有する接続部54と、接続部54の開口54hに接続される通路部55とを有する。接続部54は、高圧EGR通路51の出口側の端部であり、導入口15に接続される部分である。通路部55は、上流端が排気系に接続され、第二EGRガスが流通する部分である。   The high-pressure EGR passage 51 includes a connection portion 54 having an outlet 53 on one end side and an opening 54 h on the other end side, and a passage portion 55 connected to the opening 54 h of the connection portion 54. The connection portion 54 is an end portion on the outlet side of the high-pressure EGR passage 51 and is a portion connected to the introduction port 15. The passage portion 55 is a portion where the upstream end is connected to the exhaust system and the second EGR gas flows.

通路部55を流通してきた第二EGRガスは、接続部54を介して導入口15から吸気系(サージタンク11)へ流入する。接続部54は、流入口14からサージタンク11内へ流入してくる吸気の流れ方向に対して直交する方向に接続される。また、通路部55は、接続部54を流通する第二EGRガスの流れ方向に対して直交する方向に接続される。   The second EGR gas that has circulated through the passage portion 55 flows into the intake system (surge tank 11) from the inlet 15 via the connection portion 54. The connecting portion 54 is connected in a direction orthogonal to the flow direction of the intake air flowing into the surge tank 11 from the inlet 14. The passage portion 55 is connected in a direction orthogonal to the flow direction of the second EGR gas flowing through the connection portion 54.

これら接続部54及び通路部55は、一つの管が屈曲形成されて形成されたものであってもよく、二つの部材が接続されて一体に形成されたものであってもよい。また通路部55の形状は特に限定されず、高圧EGRガスの流通方向に直交する断面が円形であっても矩形であってもよい。ただし、通路部55の流通断面積は、吸気通路21の流通断面積よりも小さい。   The connecting portion 54 and the passage portion 55 may be formed by bending one tube, or may be formed integrally by connecting two members. Moreover, the shape of the channel | path part 55 is not specifically limited, The cross section orthogonal to the distribution direction of high pressure EGR gas may be circular or a rectangle. However, the flow cross-sectional area of the passage portion 55 is smaller than the flow cross-sectional area of the intake passage 21.

接続部54は、開口54hが設けられている面54A(以下、開口面54Aという)と対向する対向面54Bが平面状に形成されている。なお、ここでは対向面54B以外の四面(開口面54A,導入口15と対向する端面54C,開口面54Aと対向面54Bとの間の対向する両側壁面54D,54E)も平面状に形成されている。これら平面状の開口面54A,対向面54B及び対向する両側壁面54D,54Eの導入口15側の各一端辺は、矩形状の導入口15に接続される。つまり、接続部54の平面状に形成された各面は、平面状のまま導入口15まで延在している。   The connecting portion 54 has a flat facing surface 54B that faces a surface 54A (hereinafter referred to as an opening surface 54A) where the opening 54h is provided. Here, four surfaces other than the facing surface 54B (the opening surface 54A, the end surface 54C facing the introduction port 15 and the opposite side wall surfaces 54D and 54E between the opening surface 54A and the facing surface 54B) are also formed in a flat shape. Yes. One end sides of the planar opening surface 54A, the opposing surface 54B, and the opposite side wall surfaces 54D and 54E on the introduction port 15 side are connected to the rectangular introduction port 15. That is, each surface formed in a planar shape of the connecting portion 54 extends to the introduction port 15 while remaining planar.

また、接続部54は、第二EGRガスの流通断面積が通路部55側(端面54C側)から導入口15に向かって次第に拡開するように両側壁面54D,54Eが配向されている。ここでいう流通断面積とは、第二EGRガスが流通する方向に対して直交する断面の面積を意味する。つまり、接続部54は、対向する両側壁面54D,54Eが平行ではなく、導入口15に近付くほど互いの距離が離隔するように設けられている。さらに接続部54は、四つの連通口12a〜12dが一列に並ぶ方向に第二EGRガスが広がるように、流通断面積が拡開して形成されている。   Further, the connection portion 54 has both side wall surfaces 54D and 54E oriented so that the flow cross-sectional area of the second EGR gas gradually expands from the passage portion 55 side (end surface 54C side) toward the introduction port 15. The distribution cross-sectional area here means the area of a cross section orthogonal to the direction in which the second EGR gas flows. That is, the connecting portion 54 is provided such that the opposing side wall surfaces 54 </ b> D and 54 </ b> E are not parallel, and the distance from each other increases as the inlet 15 is approached. Furthermore, the connection part 54 is formed by expanding the flow cross-sectional area so that the second EGR gas spreads in the direction in which the four communication ports 12a to 12d are arranged in a line.

[1−3.作用・効果]
次に、図3(a),(b)を用いて、吸気通路21を流通してきた第一混合気と高圧EGR通路51を流通してきた第二EGRガスとの混合について説明する。図3(a),(b)は、第四気筒2dの吸気弁開時のEGRガスの濃度分布を示し、サージタンク11内の吸気は第四気筒2dの吸気ポート6に続く連通口12dへ導入される。なお、第一混合気は、吸気通路21を流通する過程で十分均一に混合された状態となっている。
[1-3. Action / Effect]
Next, the mixing of the first gas mixture flowing through the intake passage 21 and the second EGR gas flowing through the high-pressure EGR passage 51 will be described with reference to FIGS. FIGS. 3A and 3B show the EGR gas concentration distribution when the intake valve of the fourth cylinder 2d is opened, and the intake air in the surge tank 11 is directed to the communication port 12d following the intake port 6 of the fourth cylinder 2d. be introduced. The first air-fuel mixture is in a sufficiently uniform state in the process of flowing through the intake passage 21.

図3(a)に示すように、高圧EGR通路51の通路部55を流通してきた第二EGRガスは、開口54hから接続部54に流入するとき、平面状に形成された対向面54Bに衝突して分散する。対向面54Bは平面状のまま導入口54まで延在しているため、一度分散した第二EGRガスは、分散傾向を保ったまま導入口15に向かって流れていく。この点が一般的な円形断面の還流通路を流通するEGRガスと大きく異なる。つまり、還流通路の流通方向に直交する断面が円形の場合、対向面54Bに対応する面は凹曲面となり、導入口15に対応する出口も円形となる。そのため、EGRガスは凹曲面に衝突しても真ん中に集合しようとしてしまい、EGRガスを効率的に分散させることができなかった。   As shown in FIG. 3A, when the second EGR gas that has flowed through the passage portion 55 of the high-pressure EGR passage 51 flows into the connection portion 54 from the opening 54h, it collides with the opposing surface 54B formed in a planar shape. And disperse. Since the opposing surface 54B extends to the introduction port 54 in a flat shape, the second EGR gas once dispersed flows toward the introduction port 15 while maintaining the dispersion tendency. This is very different from the EGR gas that circulates in a general circular cross-section reflux passage. That is, when the cross section orthogonal to the flow direction of the reflux passage is circular, the surface corresponding to the facing surface 54B is a concave curved surface, and the outlet corresponding to the introduction port 15 is also circular. For this reason, even if the EGR gas collides with the concave curved surface, it tends to gather in the middle, and the EGR gas cannot be dispersed efficiently.

これに対して、本排気還流装置50では、平面状の対向面54Bが導入口15まで延在しているため、一度分散した第二EGRガスが集合せず、分散傾向を保ったままとなる。さらに本排気還流装置50は、接続部54が第二EGRガスの流通断面積が通路部55側から導入口15に向かって次第に拡開するように両側壁面54D,54Eが配向されているため、導入口15に向かう第二EGRガスがより分散するとともに、第二EGRガスの流速が低下する。   On the other hand, in the present exhaust gas recirculation device 50, since the planar opposing surface 54B extends to the introduction port 15, the second EGR gas once dispersed does not collect and remains dispersed. . Further, in the exhaust gas recirculation device 50, the both side wall surfaces 54D and 54E are oriented so that the connection portion 54 gradually expands the flow cross-sectional area of the second EGR gas from the passage portion 55 side toward the introduction port 15. The second EGR gas toward the inlet 15 is further dispersed and the flow rate of the second EGR gas is reduced.

吸気通路21と高圧EGR通路51とでは、高圧EGR通路51の通路部55の方が吸気通路21に比べて流通断面積が小さいため、エンジン運転状態によっては第二EGRガスの方が第一混合気よりも流速が速くなることがある。そのため、通路部55を流れる第二EGRガスの流速のまま吸気通路21へ導入されると、流れの速い第二EGRガスの方が先に連通口12へ到達し易くなり、混合が十分に行われなくなることがある。そこで、接続部54により第二EGRガスの流速を低下させ、混合が十分行われるようにしている。   In the intake passage 21 and the high-pressure EGR passage 51, the passage section 55 of the high-pressure EGR passage 51 has a smaller flow cross-sectional area than the intake passage 21, so that the second EGR gas is mixed with the first EGR gas depending on the engine operating state. The flow rate may be faster than Qi. For this reason, when the flow rate of the second EGR gas flowing through the passage portion 55 is introduced into the intake passage 21, the faster-flowing second EGR gas is likely to reach the communication port 12 first, and mixing is sufficiently performed. There are times when it becomes impossible to break. Therefore, the flow rate of the second EGR gas is reduced by the connecting portion 54 so that the mixing is sufficiently performed.

導入口15からサージタンク11内に導入された第二EGRガスは、吸気通路21を流れてサージタンク11内へ流入してきた第一混合気の流れ方向に対して略直交に衝突し、混ざり合う。このようにして第一混合気と第二EGRガスとは、サージタンク11内の上流部で混合が開始される。EGRガスの濃度は、吸気通路21の流入口14から屈曲部11Lの面取り部11Mに向かって徐々に高くなるが、屈曲部11Lで流れ方向が変わるときにさらに混合が促進され、図3(b)に示すように、サージタンク11の出口付近(すなわち、連通口12近傍)ではEGRガス濃度が略均一な状態となる。つまり、各連通口12a〜12dに流入する段階では、混合が終了した状態となる。   The second EGR gas introduced into the surge tank 11 from the introduction port 15 collides and mixes substantially perpendicularly to the flow direction of the first gas mixture flowing into the surge tank 11 through the intake passage 21. . In this way, the first air-fuel mixture and the second EGR gas are mixed at the upstream portion in the surge tank 11. The concentration of EGR gas gradually increases from the inlet 14 of the intake passage 21 toward the chamfered portion 11M of the bent portion 11L. However, when the flow direction changes at the bent portion 11L, mixing is further promoted, and FIG. ), The EGR gas concentration is substantially uniform in the vicinity of the outlet of the surge tank 11 (that is, in the vicinity of the communication port 12). That is, mixing is completed at the stage of flowing into the communication ports 12a to 12d.

したがって、本排気還流装置50によれば、開口54hが形成された開口面54Aに対向する対向面54Bが平面状に形成されているため、第二EGRガスをこの対向面54Bに衝突させて分散させることができる。また、この平面状の対向面54Bが吸気系に形成された導入口15まで延在されているため、対向面54Bに衝突させて分散させた第二EGRガスの分散傾向が維持される。   Therefore, according to the present exhaust gas recirculation apparatus 50, since the opposed surface 54B facing the opening surface 54A in which the opening 54h is formed is formed in a flat shape, the second EGR gas is collided with the facing surface 54B and dispersed. Can be made. Further, since the planar opposing surface 54B extends to the inlet 15 formed in the intake system, the dispersion tendency of the second EGR gas dispersed by colliding with the opposing surface 54B is maintained.

さらに接続部54は、第二EGRガスの流通断面積が通路部55側から導入口15に向かって次第に拡開するように両側壁面54D,54Eが配向されているため、導入口15に向かって分散を促進させることができる。なおかつ、流路断面積が大きくなるので第二EGRガスの流速を遅くすることができる。これにより、第二EGRガスが吸気通路21を流通してきたガスと混合する時間を長く確保することができ、第二EGRガスの混合を促進することができる。また、混合を促進するための新たな部品を追加する必要がなく、部品点数を増大させることはない。   Further, since both side wall surfaces 54D and 54E are oriented so that the flow cross-sectional area of the second EGR gas gradually expands from the passage portion 55 side toward the introduction port 15, the connection portion 54 faces the introduction port 15. Dispersion can be promoted. Moreover, since the cross-sectional area of the flow path is increased, the flow rate of the second EGR gas can be reduced. Thereby, it is possible to ensure a long time for mixing the second EGR gas with the gas flowing through the intake passage 21, and to promote the mixing of the second EGR gas. Further, it is not necessary to add a new part for promoting mixing, and the number of parts is not increased.

また、本実施形態のように多気筒エンジン1において、複数のシリンダ2に吸気が分配される場合に、その分岐点となる位置(すなわち、コレクタ部)の近くに導入口15が設けられていたとしても、速やかに第二EGRガスを混合することができるため、各シリンダ2に導入されるEGRガスの濃度を均一化することができる。これにより、エンジン1の運転時における各気筒間の燃焼バラツキを抑制させることができる。言い換えると、導入口15を吸気の分岐点となる位置の近くに設けることができるため、吸気系の構成をコンパクトにすることができる。   Further, in the multi-cylinder engine 1 as in the present embodiment, when the intake air is distributed to the plurality of cylinders 2, the inlet 15 is provided near the position (that is, the collector portion) that becomes the branch point. However, since the second EGR gas can be quickly mixed, the concentration of the EGR gas introduced into each cylinder 2 can be made uniform. Thereby, the combustion variation between each cylinder at the time of the driving | operation of the engine 1 can be suppressed. In other words, since the introduction port 15 can be provided near a position that becomes a branch point of intake air, the configuration of the intake system can be made compact.

また、高圧EGR通路51の接続部54が吸気系を流通する吸気の流れに対して直交するように接続され、通路部55が接続部54を流通する第二EGRガスの流れ方向に対して直交する方向に接続されているため、第二EGRガスの分散を促進させながら、吸気系を流通する吸気と第二EGRガスとの混合をより促進することができる。   Further, the connecting portion 54 of the high pressure EGR passage 51 is connected so as to be orthogonal to the flow of intake air flowing through the intake system, and the passage portion 55 is orthogonal to the flow direction of the second EGR gas flowing through the connecting portion 54. Therefore, mixing of the intake air flowing through the intake system and the second EGR gas can be further promoted while promoting the dispersion of the second EGR gas.

また、インマニ10のサージタンク11に設けられた屈曲部11Lよりも上流側に高圧EGR通路51の接続部54が接続されているため、第二EGRガスが流入した後の吸気の流れ方向が屈曲部11Lで変わるので、混合をより促進することができる。   Further, since the connecting portion 54 of the high pressure EGR passage 51 is connected to the upstream side of the bent portion 11L provided in the surge tank 11 of the intake manifold 10, the flow direction of the intake air after the second EGR gas flows in is bent. Since it changes in part 11L, mixing can be promoted more.

また、接続部54が、吸気通路21から複数の連通口12a〜12dへ向かう吸気流れの上流側に接続され、且つ、複数の連通口12a〜12dが並ぶ方向に第二EGRガスが広がって分散するように拡開して形成されているため、混合が促進されながら複数のシリンダ2に均等に第二EGRガスを送り込むことができる。言い換えると、EGRガスの濃度を連通口12に流入する前に均一化することができ、燃焼安定性を確保することができる。   The connecting portion 54 is connected to the upstream side of the intake flow from the intake passage 21 toward the plurality of communication ports 12a to 12d, and the second EGR gas spreads and disperses in the direction in which the plurality of communication ports 12a to 12d are arranged. Therefore, the second EGR gas can be uniformly fed into the plurality of cylinders 2 while mixing is promoted. In other words, the concentration of EGR gas can be made uniform before flowing into the communication port 12, and combustion stability can be ensured.

[2.第二実施形態]
[2−1.構成]
次に、第二実施形態に係る排気還流装置について、図4〜図6を用いて説明する。本排気還流装置は、サージタンク11にインマニ10内の吸気の空燃比(A/F)を検出する空燃比センサ(A/Fセンサ)28が装備されている点と、接続部54の一部の構成が異なる点を除いて、第一実施形態の構造と同様である。以下、第一実施形態と同様の部品や構造については、第一実施形態と同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[2. Second embodiment]
[2-1. Constitution]
Next, the exhaust gas recirculation apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. This exhaust gas recirculation device is provided with an air-fuel ratio sensor (A / F sensor) 28 for detecting the air-fuel ratio (A / F) of the intake air in the intake manifold 10 in the surge tank 11 and a part of the connection portion 54. The structure is the same as that of the first embodiment except that the configuration is different. Hereinafter, parts and structures similar to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and redundant description is omitted.

図4(a),(b)に示すように、空燃比センサ28は、サージタンク11の屈曲部11Lの流路内の外寄りに設けられている。具体的には、面取り部11Mであって、吸気通路21の軸心の延長線上に設けられる。空燃比センサ28は、棒状のセンサ素子(図示略)と、このセンサ素子が活性温度に昇温するように加熱するヒータ(図示略)と、センサ素子の周囲に配設されてセンサ素子を保護する保護カバー28aとを有している。保護カバー28aは、サージタンク11の壁部に近接する位置に形成された小さな孔部を複数有し、ここから保護カバー28aの内部へガスが取り込まれる。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the air-fuel ratio sensor 28 is provided outside the flow path of the bent portion 11 </ b> L of the surge tank 11. Specifically, the chamfered portion 11M is provided on an extension line of the axial center of the intake passage 21. The air-fuel ratio sensor 28 is disposed around the sensor element to protect the sensor element, a rod-shaped sensor element (not shown), a heater (not shown) that heats the sensor element so as to increase the temperature to the activation temperature. And a protective cover 28a. The protective cover 28a has a plurality of small holes formed at positions close to the wall of the surge tank 11, from which gas is taken into the protective cover 28a.

空燃比センサ28は、第一混合気に第二EGRガスが混合した第二混合気の酸素濃度をセンサ素子によって検出することで、第二混合気の空燃比を検出する。ここで検出された空燃比の情報は、各シリンダ2へ導入される吸気の空燃比の情報として、自動車を制御するコントローラ(図示略)へ伝達される。   The air-fuel ratio sensor 28 detects the air-fuel ratio of the second mixture by detecting the oxygen concentration of the second mixture in which the second EGR gas is mixed with the first mixture by the sensor element. The air-fuel ratio information detected here is transmitted as information on the air-fuel ratio of the intake air introduced into each cylinder 2 to a controller (not shown) that controls the automobile.

つまり、各吸気ポート6へ分配される前の上流側(すなわち、サージタンク11)で検出された空燃比を各シリンダ2へ導入される吸気の空燃比とみなして、各種制御に利用する。これにより空燃比センサ28は一つ装備されていればよいため、コスト削減や重量低減等に有効である。ただし、空燃比センサ28によって酸素濃度が検出される部分(以下、検出部29という)の酸素濃度と各吸気ポート6に導入される吸気の酸素濃度とが異なっていては、センサ値と実際の値との間に誤差が生じることになり、制御の精度が低下することになる。   That is, the air-fuel ratio detected on the upstream side (that is, the surge tank 11) before being distributed to each intake port 6 is regarded as the air-fuel ratio of the intake air introduced into each cylinder 2 and used for various controls. As a result, only one air-fuel ratio sensor 28 needs to be provided, which is effective for cost reduction and weight reduction. However, if the oxygen concentration of the portion where the oxygen concentration is detected by the air-fuel ratio sensor 28 (hereinafter referred to as the detection unit 29) and the oxygen concentration of the intake air introduced into each intake port 6 are different, the sensor value and the actual An error will occur between the value and the control accuracy will be reduced.

そこで、本実施形態では、接続部54に対向面54Bから開口面54Aに向けて突設された突起56が設けられる。突起56は、流通断面積の略中央に設けられ、高圧EGR通路51を流通してきた第二EGRガスを二手に分散させるものである。突起56は、端面54C側から導入口15側に向かって延設されており、端面54C側の一端部56aは端面54Cと離隔して設けられ、導入口15側の他端部56bは吸気通路21の内周面に沿って設けられる。   Therefore, in the present embodiment, the connection portion 54 is provided with a protrusion 56 that protrudes from the facing surface 54B toward the opening surface 54A. The protrusion 56 is provided substantially at the center of the flow cross-sectional area, and disperses the second EGR gas that has flowed through the high-pressure EGR passage 51 in two hands. The protrusion 56 extends from the end surface 54C side toward the introduction port 15 side, one end portion 56a on the end surface 54C side is provided apart from the end surface 54C, and the other end portion 56b on the introduction port 15 side is the intake passage. 21 along the inner peripheral surface.

また、突起56は、接続部54を完全に二つに分断するものではなく、突起56の上面56Cと開口面54Aとの間に隙間が設けられる。さらに突起56は、接続部54の両側壁面54D,54Eと平行又は略平行に対向する側壁面56D,56Eを有している。つまり、突起56の幅方向長さW(側壁面56Dから側壁面56Eまでの長さ)が通路部55側から導入口15に向かって次第に大きくなるように形成されている。これにより突起56は、接続部54の対向面54Bに衝突して分散した第二EGRガスの流通を妨げることなく、第二EGRガスを接続部54に沿って二つの方向に分かれるように導くものとして機能する。   Further, the protrusion 56 does not completely divide the connection portion 54 into two, and a gap is provided between the upper surface 56C of the protrusion 56 and the opening surface 54A. Further, the protrusion 56 has side wall surfaces 56D and 56E that face the side wall surfaces 54D and 54E of the connecting portion 54 in parallel or substantially in parallel. That is, the width 56 of the protrusion 56 (the length from the side wall surface 56D to the side wall surface 56E) is formed so as to gradually increase from the passage portion 55 side toward the introduction port 15. Thereby, the projection 56 guides the second EGR gas so as to be divided in two directions along the connecting portion 54 without impeding the flow of the second EGR gas dispersed by colliding with the facing surface 54B of the connecting portion 54. Function as.

[2−2.作用・効果]
次に、図5(a)〜(c)及び図6(a),(b)を用いて、吸気通路21を流通してきた第一混合気と高圧EGR通路51を流通してきた第二EGRガスとの混合について説明する。図5(a)〜(c)は吸気の流れを示す図であり、(a)は第四気筒2dの吸気弁開時,(b)は第一気筒2a又は第二気筒2bの吸気弁開時,(c)は第三気筒2cの吸気弁開時をそれぞれ示す。
[2-2. Action / Effect]
Next, with reference to FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6A and 6B, the first mixture gas that has circulated through the intake passage 21 and the second EGR gas that has circulated through the high-pressure EGR passage 51 are used. The mixing with will be described. 5 (a) to 5 (c) are views showing the flow of intake air, (a) is when the intake valve of the fourth cylinder 2d is opened, and (b) is the intake valve open of the first cylinder 2a or the second cylinder 2b. (C) shows when the intake valve of the third cylinder 2c is open.

図5(a)に示すように、第四気筒2dの吸気弁8が開弁されると、サージタンク11内の吸気は第四気筒2dの吸気ポート6に続く連通口12dへ導入される。このとき、高圧EGR通路51を流れてきた第二EGRガスは、接続部54において対向面54Bに衝突して分散した後、突起56によって二つの流れに分散する。このとき、太破線で示す二つのEGR主流のうち導入先の連通口12dに近い方を流れるEGR主流は、検出部29を通過せず直接連通口12dへ流れていく。これに対して導入先の連通口12dから遠い方を流れるEGR主流は、細破線で示すEGR副流を周りに発生させながら検出部29の近傍を通過する。   As shown in FIG. 5A, when the intake valve 8 of the fourth cylinder 2d is opened, the intake air in the surge tank 11 is introduced into the communication port 12d following the intake port 6 of the fourth cylinder 2d. At this time, the second EGR gas that has flowed through the high-pressure EGR passage 51 collides with the facing surface 54 </ b> B at the connection portion 54 and is dispersed, and then is dispersed into two flows by the protrusion 56. At this time, the EGR main flow that flows closer to the communication port 12d of the introduction destination out of the two EGR main flows indicated by the thick broken lines flows directly to the communication port 12d without passing through the detection unit 29. On the other hand, the EGR main flow that flows farther from the communication port 12d as the introduction destination passes through the vicinity of the detection unit 29 while generating an EGR subflow indicated by a thin broken line around it.

また、吸気通路21を流れてきた第一混合気は、二手に分かれたEGR主流の間を、太実線で示す主流と細実線で示す主流の周りを取り囲む副流とに分散しながら連通口12dに向かって流れる。第一混合気の副流は、検出部29の近傍でEGR副流と混ざり合い、図中のドットで示す領域16においてEGRガス濃度が均一化される。この領域16は第一混合気と第二EGRガスとが混合した混合部であり、検出部29はこの混合部16に含まれる。なお、他の副流や主流は連通口12dに向かう途中で混ざり合い、吸気ポート6に導入されるときには均一に混合した状態となる。   In addition, the first air-fuel mixture flowing through the intake passage 21 is dispersed into the main flow indicated by the thick solid line and the subflow surrounding the main flow indicated by the thin solid line while being distributed between the two divided EGR main flows. It flows toward. The substream of the first air-fuel mixture mixes with the EGR substream near the detection unit 29, and the EGR gas concentration is made uniform in the region 16 indicated by the dots in the drawing. This region 16 is a mixing part in which the first gas mixture and the second EGR gas are mixed, and the detection part 29 is included in this mixing part 16. Other substreams and mainstreams are mixed on the way to the communication port 12d, and are uniformly mixed when introduced into the intake port 6.

このような第四気筒2dの吸気弁開時におけるEGRガスの濃度分布を図6(a),(b)に示す。図6(a),(b)に示すように、サージタンク11内のEGRガスの濃度は、検出部29と第四気筒2dに連通する連通口12dとで均一な濃度となる。これは、突起56により二手に分けられた第二EGRガスの間に、面取り部11Mの壁部に向かって第一混合気が流れ込んでくるため、吸気通路21の軸心の延長線上において、第一混合気と第二EGRガスとが素早く混ざり合うからである。   FIGS. 6A and 6B show the EGR gas concentration distribution when the intake valve of the fourth cylinder 2d is opened. As shown in FIGS. 6A and 6B, the concentration of the EGR gas in the surge tank 11 is uniform in the detection portion 29 and the communication port 12d communicating with the fourth cylinder 2d. This is because the first air-fuel mixture flows toward the wall portion of the chamfered portion 11M between the second EGR gases divided into two by the projection 56, and therefore, on the extension line of the axial center of the intake passage 21, This is because the air-fuel mixture and the second EGR gas mix quickly.

なお、第二気筒2bの吸気弁開時は、図5(b)に示すように、第四気筒2dの吸気弁開時の流れを反転させたようになる。すなわち、第二EGRガスは突起56によって二つの流れに分散し、二つのEGR主流のうち第二気筒2bの吸気ポート6に続く連通口12bに近い方を流れるEGR主流は、検出部29を通過せず直接連通口12bへ流れていく。これに対して導入先の連通口12bから遠い方を流れるEGR主流は、EGR副流を周りに発生させながら検出部29の近傍を通過する。   When the intake valve of the second cylinder 2b is opened, the flow when the intake valve of the fourth cylinder 2d is opened is reversed as shown in FIG. 5B. That is, the second EGR gas is dispersed into two flows by the projection 56, and the EGR main flow that flows closer to the communication port 12 b following the intake port 6 of the second cylinder 2 b out of the two EGR main flows passes through the detection unit 29. Without going directly to the communication port 12b. On the other hand, the EGR main flow that flows farther from the communication port 12b of the introduction destination passes in the vicinity of the detection unit 29 while generating an EGR subflow around it.

また、吸気通路21を流れてきた第一混合気は、二手に分かれたEGR主流の間を、主流と主流の周りを取り囲む副流とに分散しながら連通口12bに向かって流れる。第一混合気の副流は、検出部29の周りでEGR副流と混ざり合い、検出部29を含む混合部16でEGRガス濃度が均一化され、他の副流や主流は連通口12bに向かう途中で混ざり合い、吸気ポート6に導入されるときには均一に混合した状態となる。なお、第一気筒2aの吸気弁開時は、第二気筒2bの吸気弁開時と同様の流れとなる。   Further, the first air-fuel mixture flowing through the intake passage 21 flows toward the communication port 12b while being divided into a main flow and a sub-flow surrounding the main flow between the two EGR main flows. The substream of the first air-fuel mixture is mixed with the EGR substream around the detection unit 29, the EGR gas concentration is made uniform in the mixing unit 16 including the detection unit 29, and the other substreams and the main flow enter the communication port 12b. It mixes on the way, and when it is introduced into the intake port 6, it is in a uniformly mixed state. When the intake valve of the first cylinder 2a is opened, the flow is the same as when the intake valve of the second cylinder 2b is opened.

また、第三気筒2cの吸気弁開時は、図5(c)に示すように、第二EGRガスは突起56によって二つの流れに分散し、検出部29の周りを迂回して第三気筒2cの吸気ポート6に続く連通口12cに向かって流れる。太破線で示す二つのEGR主流は、何れも細破線で示すEGR副流を周りに発生させながら検出部29の近傍を通過する。また、吸気通路21を流れてきた第一混合気は、二手に分かれたEGR主流の間を、主流と主流の周りを取り囲む副流とに分散しながら連通口12cに向かって流れる。第一混合気の副流は、検出部29の周りでEGR副流と混ざり合い、検出部29を含む混合部16でEGRガス濃度が均一化される。   Further, when the intake valve of the third cylinder 2c is opened, as shown in FIG. 5C, the second EGR gas is dispersed into two flows by the projection 56, bypasses around the detection unit 29, and the third cylinder It flows toward the communication port 12c following the intake port 6 of 2c. The two EGR mainstreams indicated by the thick broken lines pass through the vicinity of the detection unit 29 while generating an EGR subflow indicated by the thin broken line around them. In addition, the first air-fuel mixture flowing through the intake passage 21 flows toward the communication port 12c while being divided into a main flow and a substream surrounding the main flow between the two EGR main flows. The substream of the first air-fuel mixture mixes with the EGR substream around the detection unit 29, and the EGR gas concentration is made uniform in the mixing unit 16 including the detection unit 29.

したがって、空燃比センサ28を備えた本排気還流装置50によれば、第一実施形態に係る構成により得られる効果に加え、空燃比センサ28の検出部29におけるEGRガス濃度を均一化させることができる。つまり、接続部54の対向面54Bから上開口54Aに向けて突設され、流通断面積の略中央に形成された突起56によって、接続部54の対向面54Bに衝突して分散された第二EGRガスを二手に分散させることができる。そして、二手に分散させた第二EGRガスの流れの間に第一混合気が流通することになるため、第二EGRガスを第一混合気に巻き込ませながら混合することができる。これにより、吸気が分配される前の上流側の一箇所で検出された空燃比を、各シリンダ2に導入される吸気の空燃比とすることができ、コスト削減や重量低減を実現することができる。   Therefore, according to the exhaust gas recirculation device 50 including the air-fuel ratio sensor 28, in addition to the effects obtained by the configuration according to the first embodiment, the EGR gas concentration in the detection unit 29 of the air-fuel ratio sensor 28 can be made uniform. it can. That is, the second projecting from the facing surface 54B of the connecting portion 54 toward the upper opening 54A, and colliding with the facing surface 54B of the connecting portion 54 by the projection 56 formed substantially at the center of the flow cross-sectional area. EGR gas can be dispersed in two hands. Then, since the first air-fuel mixture flows between the flow of the second EGR gas dispersed in two hands, the second EGR gas can be mixed while being entrained in the first air-fuel mixture. As a result, the air-fuel ratio detected at one upstream position before the intake air is distributed can be made the air-fuel ratio of the intake air introduced into each cylinder 2, thereby realizing cost reduction and weight reduction. it can.

また、突起56には、接続部54の両側壁面54D,54Eと平行又は略平行に対向する側壁面56D,56Eが設けられているため、対向面54Bに衝突して分散した第二EGRガスを、拡開して形成された接続部54に沿って流すことができる。また、一度二つに分かれたガスはその後集合する傾向があるが、突起56が導入口15に向かって広がって形成されているため、第二EGRガスが集合する位置を検出部29よりも吸気流れの下流側にすることができる。これにより、検出部29でのEGRガス濃度を均一化することができる。   Further, since the projection 56 is provided with side wall surfaces 56D and 56E facing the both side wall surfaces 54D and 54E of the connecting portion 54 in parallel or substantially parallel to each other, the second EGR gas dispersed by colliding with the facing surface 54B , And can flow along the connection portion 54 formed to expand. Further, the gas once divided into two tends to collect thereafter, but since the projection 56 is formed to spread toward the introduction port 15, the position where the second EGR gas collects is sucked more than the detection unit 29. It can be downstream of the flow. Thereby, the EGR gas concentration in the detection part 29 can be equalized.

また、突起56の導入口15側の端部56bは吸気通路21の内周面に沿って設けられているため、突起56が吸気通路21を流通する第一混合気の流通抵抗となることを防ぐことができる。   Further, since the end 56 b on the inlet 15 side of the protrusion 56 is provided along the inner peripheral surface of the intake passage 21, the protrusion 56 serves as a flow resistance of the first air-fuel mixture flowing through the intake passage 21. Can be prevented.

[3.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記各実施形態では、高圧EGR装置50に加えて低圧EGR装置60が設けられたデュアルループEGRシステムについて説明したが、低圧EGR装置60が装備されていなくてもよい。この場合は、吸気通路21を流通してサージタンク11内に導入されるのは新気(空気)となり、サージタンク11内で新気とEGRガスとが混合されることになる。
[3. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiments, the dual loop EGR system in which the low pressure EGR device 60 is provided in addition to the high pressure EGR device 50 has been described, but the low pressure EGR device 60 may not be equipped. In this case, the fresh air (air) is introduced into the surge tank 11 through the intake passage 21, and the fresh air and the EGR gas are mixed in the surge tank 11.

また、上記各実施形態では、接続部54が吸気通路21を流通する吸気の流れ方向に対して直交する方向に接続されているが、吸気系内の吸気の流れ方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させるように接続されていればよい。また、通路部55も、接続部54の排気流れ方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させるように接続部54に連通されていればよい。   Further, in each of the above embodiments, the connecting portion 54 is connected in a direction orthogonal to the flow direction of the intake air flowing through the intake passage 21, but in a direction intersecting the flow direction of the intake air in the intake system. It only has to be connected so that the exhaust flows in. Further, the passage portion 55 only needs to communicate with the connection portion 54 so that the exhaust gas flows in a direction intersecting the exhaust flow direction of the connection portion 54.

また、上記したサージタンク11の構造は一例であって、上記したものに限定されない。例えば、屈曲部11Lに面取り部11Mが設けられていなくてもよいし、空燃比センサ28は屈曲部11Lの流路内の外寄りに装着されていればよい。また、屈曲部11Lは角のある形状だけでなく、湾曲した部分を有していてもよい。つまり、流入口14から連通口12へ向かう途中で大きくカーブするような形状であってもよい。
また、四つの連通口12a〜12dは、サージタンク11において一列に並んで形成されていなくてもよく、接続部54も四つの連通口12a〜12dが一列に並ぶ方向に第二EGRガスが広がるように、流通断面積が拡開して形成されているものに限られない。
Moreover, the structure of the above-described surge tank 11 is an example, and is not limited to the above-described structure. For example, the chamfered portion 11M may not be provided in the bent portion 11L, and the air-fuel ratio sensor 28 only needs to be attached to the outside in the flow path of the bent portion 11L. Further, the bent portion 11L may have a curved portion as well as a cornered shape. That is, the shape may be a curve that is greatly curved on the way from the inflow port 14 to the communication port 12.
Further, the four communication ports 12a to 12d may not be formed in a line in the surge tank 11, and the second EGR gas spreads in the connecting portion 54 in the direction in which the four communication ports 12a to 12d are arranged in a line. Thus, it is not restricted to what the distribution cross-sectional area is expanded and formed.

上記した導入口15の位置や形状は一例であって、上記したものに限定されない。例えば、導入口15がサージタンク11ではなく、サージタンク11の直上流の吸気通路21に形成されていてもよい。つまり、吸気通路21において第一混合気と第二EGRガスとが混合される構成であってもよく、吸気通路21とサージタンク11との接続部分に高圧EGR通路51の接続部54が接続される構成であってもよい。
また、導入口15の形状は上記したものに限られず、例えば対向面54Bが接続される辺のみが直線状であってもよい。接続部54の対向面54B以外の四面が平面状に形成されていなくてもよい。
The position and shape of the introduction port 15 described above are examples, and are not limited to those described above. For example, the inlet 15 may be formed not in the surge tank 11 but in the intake passage 21 immediately upstream of the surge tank 11. That is, the first air-fuel mixture and the second EGR gas may be mixed in the intake passage 21, and the connection portion 54 of the high-pressure EGR passage 51 is connected to the connection portion between the intake passage 21 and the surge tank 11. It may be a configuration.
Further, the shape of the introduction port 15 is not limited to the above, and for example, only the side to which the facing surface 54B is connected may be linear. Four surfaces other than the facing surface 54B of the connecting portion 54 may not be formed in a flat shape.

また、エンジン1の構成は、図1に示したものに限られず、四気筒エンジンに限られない。さらに本排気還流装置は、上記した多気筒直噴式のディーゼルエンジンが搭載された自動車に限られず、ガソリンエンジンが搭載された自動車やハイブリッド電気自動車、自動車以外の車両にも適用可能である。   Further, the configuration of the engine 1 is not limited to that shown in FIG. 1 and is not limited to a four-cylinder engine. Furthermore, the present exhaust gas recirculation device is not limited to an automobile equipped with the above-described multi-cylinder direct injection type diesel engine, but can also be applied to an automobile equipped with a gasoline engine, a hybrid electric vehicle, or a vehicle other than an automobile.

1 エンジン(内燃機関)
2 シリンダ(気筒)
10 インマニ(吸気マニホールド)
11 サージタンク(コレクタ部)
11L 屈曲部
12,12a〜12d 連通口
15 導入口
21 吸気通路
28 空燃比センサ
50 高圧EGR装置(排気還流装置)
51 高圧EGR通路(還流通路)
54 接続部
54h 開口
54A 開口面
54B 対向面
54D,54E 側壁面
55 通路部
56 突起
56D,56E 側壁面
1 engine (internal combustion engine)
2 cylinders
10 Intake manifold (intake manifold)
11 Surge tank (collector part)
11L Bent part 12, 12a-12d Communication port 15 Inlet port 21 Intake passage 28 Air-fuel ratio sensor 50 High-pressure EGR device (exhaust gas recirculation device)
51 High pressure EGR passage (reflux passage)
54 connecting portion 54h opening 54A opening surface 54B facing surface 54D, 54E side wall surface 55 passage portion 56 projection 56D, 56E side wall surface

Claims (7)

内燃機関の排気系と吸気系とを連通して前記排気系を流通する排気の一部を還流ガスとして前記吸気系へ還流させる還流通路と、前記吸気系に形成された前記還流ガスの導入口とを備えた排気還流装置であって、
前記還流通路は、前記導入口に接続され前記吸気系内の吸気の流れ方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させる接続部と、前記接続部に連通し前記接続部の排気流方向に対して交差する方向に向けて排気を流入させる通路部とを有し、
前記接続部は、前記通路部と連通する開口が形成された開口面に対向するとともに前記導入口まで延在する対向面が平面状に形成され、排気の流通断面積が前記通路部側から前記導入口に向かって次第に拡開するように前記開口面と前記対向面との間の両側壁面が配向される
ことを特徴とする、排気還流装置。
A recirculation passage for communicating a part of the exhaust gas flowing through the exhaust system through the exhaust system of the internal combustion engine and recirculating to the intake system as a recirculation gas, and an inlet for the recirculation gas formed in the intake system An exhaust gas recirculation device comprising:
The recirculation passage is connected to the inlet and connected to the exhaust port in a direction intersecting the flow direction of the intake air in the intake system, and the exhaust flow direction of the connection portion communicates with the connection portion. And a passage portion for allowing exhaust to flow in a direction intersecting with
The connection portion is opposed to an opening surface in which an opening communicating with the passage portion is formed, and an opposite surface extending to the introduction port is formed in a flat shape, and an exhaust cross-sectional area is from the passage portion side to the passage portion. The exhaust gas recirculation apparatus, wherein both side wall surfaces between the opening surface and the facing surface are oriented so as to gradually expand toward the introduction port.
前記接続部は、前記吸気系を流通する吸気の流れ方向に対して直交する方向に接続され、
前記通路部は、前記接続部を流通する排気の流れ方向に対して直交する方向に接続される
ことを特徴とする、請求項1記載の排気還流装置。
The connecting portion is connected in a direction orthogonal to a flow direction of the intake air flowing through the intake system;
The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 1, wherein the passage portion is connected in a direction orthogonal to a flow direction of the exhaust gas flowing through the connection portion.
前記吸気系は、前記内燃機関の複数の気筒に吸気を分配するコレクタ部を有する吸気マニホールドと、前記吸気マニホールドの上流側に接続される吸気通路とを備え、
前記吸気マニホールドは、屈曲して形成された屈曲部を有し、
前記接続部は、前記屈曲部よりも吸気流れの上流側に接続される
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の排気還流装置。
The intake system includes an intake manifold having a collector portion that distributes intake air to a plurality of cylinders of the internal combustion engine, and an intake passage connected to the upstream side of the intake manifold,
The intake manifold has a bent portion formed by bending,
3. The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 1, wherein the connection portion is connected to an upstream side of the intake flow with respect to the bent portion.
前記コレクタ部は、前記複数の気筒とそれぞれ連通する一列に並んで形成された複数の連通口を有し、
前記接続部は、前記吸気通路から前記複数の連通口へ向かう吸気流れの上流側に接続されるとともに、前記複数の連通口が並ぶ方向に前記還流ガスが広がるように前記流通断面積が拡開して形成される
ことを特徴とする、請求項3記載の排気還流装置。
The collector section has a plurality of communication ports formed in a row communicating with the plurality of cylinders, respectively.
The connection portion is connected to an upstream side of an intake flow from the intake passage toward the plurality of communication ports, and the flow cross-sectional area is expanded so that the reflux gas spreads in a direction in which the plurality of communication ports are arranged. The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 3, wherein the exhaust gas recirculation apparatus is formed as follows.
前記屈曲部の流路内外寄りに設けられ、吸気の空燃比を検出する空燃比センサを備え、
前記接続部は、前記対向面から前記開口面に向けて突設され、前記流通断面積の略中央に形成された突起を有する
ことを特徴とする、請求項3又は4記載の排気還流装置。
An air-fuel ratio sensor that is provided outside the flow path of the bent portion and detects an air-fuel ratio of intake air;
5. The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 3, wherein the connection portion has a protrusion that protrudes from the facing surface toward the opening surface and is formed at a substantially center of the flow cross-sectional area.
前記突起は、前記接続部の前記両側壁面と平行又は略平行に対向する側壁面を有している
ことを特徴とする、請求項5記載の排気還流装置。
The exhaust gas recirculation apparatus according to claim 5, wherein the protrusion has a side wall surface facing the both side wall surfaces of the connection portion in parallel or substantially in parallel.
前記突起の前記導入口側の端部が、前記接続部が接続される前記吸気マニホールド又は前記吸気通路の内周面に沿うように設けられる
ことを特徴とする、請求項5又は6記載の排気還流装置。
The exhaust according to claim 5 or 6, wherein an end of the protrusion on the introduction port side is provided so as to be along an inner peripheral surface of the intake manifold or the intake passage to which the connection portion is connected. Reflux apparatus.
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