JP2019167912A - Exhaust recirculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device.
従来、排気還流装置が搭載された車両が普及している。例えば、特許文献1に記載のように、排気還流装置では、EGRガスが吸気通路に還流するEGR通路に、EGRクーラが設けられる。EGRガスがEGRクーラで冷却されると、EGRガス中の水分が凝縮し、凝縮水が発生する場合がある。
Conventionally, vehicles equipped with an exhaust gas recirculation device have been widely used. For example, as described in
上記の凝縮水は酸性であり、接触する各部の劣化要因となり得る。そのため、凝縮水が滞留することなく、適切に排出されることが望ましい。 The condensed water is acidic and can be a cause of deterioration of each part that comes into contact. For this reason, it is desirable that the condensed water is appropriately discharged without stagnation.
そこで、本発明は、EGRガスから発生する凝縮水を排出し易くすることができる排気還流装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device that can easily discharge condensed water generated from EGR gas.
上記課題を解決するために、本発明の排気還流装置は、一端が排気通路に連通し、他端側が第1通路および第2通路に分岐するEGR通路と、第1通路に設けられ、他端側に向って通路断面積が狭まる絞り部と、EGR通路に設けられ、第1通路および第2通路の一方または双方の開度を調整するバルブと、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, an exhaust gas recirculation apparatus according to the present invention is provided in an EGR passage having one end communicating with an exhaust passage and the other end branching into a first passage and a second passage, and the other end. A throttle portion whose passage cross-sectional area is narrowed toward the side, and a valve that is provided in the EGR passage and adjusts the opening degree of one or both of the first passage and the second passage.
エンジンの冷却水温度または吸気温度が閾値未満のとき、閾値以上のときよりも第1通路の開度が大きくなるようにバルブを制御するバルブ制御部を備えてもよい。 When the engine coolant temperature or the intake air temperature is less than the threshold value, a valve control unit may be provided that controls the valve so that the opening degree of the first passage is larger than when the engine coolant temperature or the intake temperature is equal to or higher than the threshold value.
第1通路のうち、吸気通路側の端部は、吸気通路内の吸気の流れ方向に延在してもよい。 Of the first passage, the end on the intake passage side may extend in the direction of intake air flow in the intake passage.
第1通路は、第2通路よりも低い位置に配されてもよい。 The first passage may be arranged at a position lower than the second passage.
本発明によれば、EGRガスから発生する凝縮水を排出し易くすることができる。 According to the present invention, the condensed water generated from the EGR gas can be easily discharged.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、排気還流装置100を備えたエンジン1の概略図である。まず、エンジン1の概略構成について説明し、次に排気還流装置100の構成について説明する。図1に示すように、エンジン1は、例えば、水平対向4気筒エンジンである。エンジン1では、クランクシャフト2を挟んで2つのシリンダブロック3が配される。シリンダブロック3それぞれに形成されたシリンダボア3aが対向する。ここでは、水平対向4気筒エンジンを例示するが、排気還流装置100を搭載するエンジン1の種類は問わない。
FIG. 1 is a schematic view of an
シリンダブロック3には、クランクケース4が一体形成される。シリンダブロック3のうち、クランクケース4とは反対側に、シリンダヘッド5が固定されている。クランクシャフト2は、クランク室6内に回転自在に支持される。クランク室6は、クランクケース4によって形成される。
A crankcase 4 is integrally formed with the
クランクシャフト2には、コネクティングロッド7を介してピストン8が連結される。ピストン8は、シリンダボア3aに摺動可能に収容されている。燃焼室9は、シリンダボア3aと、シリンダヘッド5と、ピストン8の冠面とによって囲まれた空間である。
A
シリンダヘッド5には、吸気ポート10および排気ポート11が燃焼室9に連通するように形成される。吸気ポート10と燃焼室9との間には、吸気弁12の先端が位置する。排気ポート11と燃焼室9との間には、排気弁13の先端が位置する。
An
シリンダヘッド5およびヘッドカバー14に囲まれた空間がカム室である。カム室内には、吸気弁用カム15および排気弁用カム16が設けられる。吸気弁用カム15は、吸気弁12の他端に当接する。吸気弁用カム15が回転することで、吸気弁12が軸方向に移動する。これにより、吸気弁12は、吸気ポート10と燃焼室9との間を開閉する。排気弁用カム16は、排気弁13の他端に当接する。排気弁13が回転することで、排気弁13が軸方向に移動する。これにより、排気弁13は、排気ポート11と燃焼室9との間を開閉する。
A space surrounded by the
吸気ポート10の上流側には、インテークマニホールド17が設けられる。インテークマニホールド17は、吸気ポート10に連通する。インテークマニホールド17は、吸気が流れる吸気通路18の一部を構成する。排気ポート11の下流側には、エキゾーストマニホールド19が設けられる。エキゾーストマニホールド19は、排気ポート11に連通する。エキゾーストマニホールド19は、排気ガスが流れる排気通路20の一部を構成する。
An
インテークマニホールド17は、集合部21と、吸気管部22とを有している。集合部21は、吸気通路18のうち、集合部21より上流の吸気上流部18aに連通する。集合部21は、吸気上流部18aから吸気が流入するタンクである。吸気管部22は、集合部21から分岐して下流端が吸気ポート10に接続される。吸気通路18のうち、吸気上流部18aには、エアクリーナ23、およびスロットル弁24が上流側から順に設けられる。エアクリーナ23は、吸気に含まれる塵や埃などの異物を除去する。スロットル弁24の開度は、不図示のアクチュエータによって調整される。スロットル弁24によって、インテークマニホールド17に供給される吸気の流量が可変となる。
The
スロットル弁24により流量が調整された吸気は、インテークマニホールド17の集合部21に流入する。集合部21に流入した吸気は、吸気管部22へ分配され、吸気ポート10を介して燃焼室9へ導かれる。不図示のインジェクタから噴射された燃料と、吸気との混合気は、シリンダヘッド5に設けられた不図示の点火プラグによって点火される。
The intake air whose flow rate is adjusted by the
混合気の燃焼により、ピストン8がシリンダボア3a内で往復運動を行う。ピストン8の往復運動の動力は、コネクティングロッド7を通じてクランクシャフト2の回転運動の動力に変換される。排気ガスは、燃焼室9から、排気ポート11、エキゾーストマニホールド19を介して排気通路20に導かれる。排気ガスは、排気通路20に設けられた触媒25で浄化された後、車外へ排出される。
Due to the combustion of the air-fuel mixture, the
(排気還流装置100)
排気還流装置100は、排気再循環(Exhaust Gas Recirculation)を行うための装置であり、吸気通路18(インテークマニホールド17)、排気通路20、および、EGR通路26を含んで構成される。EGR通路26は、排気通路20と、インテークマニホールド17の集合部21とを連通させる。EGR通路26の一端は、排気通路20に連通する。EGR通路26は、排気通路20を流通する排気ガスの一部を吸気通路18に還流させる。ここでは、EGR通路26を介して吸気通路18に還流される排気ガスをEGRガスと称する。
(Exhaust gas recirculation device 100)
The exhaust
EGR通路26には、EGRクーラ27が設けられる。EGRガスは、EGRクーラ27で冷却された後に集合部21に還流する。EGRバルブ28は、EGR通路26に設けられる。EGRバルブ28は、EGR通路26の通路幅を調整する。EGRバルブ28によって、EGR通路26を流れるEGRガスの流量が制御される。
An
集合部21に還流したEGRガスは、吸気上流部18aから集合部21に流入する吸気とともに、吸気管部22、吸気ポート10を通って燃焼室9に供給される。EGRガスを燃焼室9に供給することで、燃焼室9中の酸素濃度を低下させる。その結果、燃料の燃焼温度が下がり、NOx(窒素酸化物)などの生成が抑制される。
The EGR gas recirculated to the collecting
ところで、EGRガスがEGRクーラ27で冷却されると、EGRガス中の水分が凝縮し、凝縮水が発生する場合がある。この凝縮水は酸性であり、接触する各部の劣化要因となり得る。
By the way, when the EGR gas is cooled by the
図2は、EGR通路26を説明するための説明図である。図2に示すように、EGR通路26には、分岐バルブ29(バルブ)が設けられる。分岐バルブ29は、例えば、三方弁で構成される。分岐バルブ29は、EGR通路26のうち、EGRバルブ28よりも下流に設けられる(図1参照)。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the
EGR通路26は、分岐バルブ29において、第1通路30および第2通路31に分岐する。ここでは、EGR通路26のうち、分岐バルブ29より上流を分岐前通路32と称する。すなわち、EGR通路26は、分岐前通路32、第1通路30、第2通路31を含んで構成される。第1通路30および第2通路31の下流端(EGR通路26の他端)は、集合部21に連通する(図1参照)。また、第1通路30は、第2通路31よりも鉛直方向の高さが低い位置に配される。第2通路31は、要求されるEGRガスの最大量が流通可能な通路断面積に設計される。
The
第1通路30には、絞り部30aが設けられる。絞り部30aでは、EGR通路26の他端側(集合部21側)に向って通路断面積が狭まる。ここでは、絞り部30aは、第1通路30の流路壁が内側に突出することで形成される。ただし、絞り部30aは、例えば、第1通路30を構成する配管が内側に押し潰されて形成されてもよい。
The
分岐前通路32の下流端は、分岐バルブ29の流入口29aに連結される。第1通路30の上流端は、分岐バルブ29の第1流出口29bに連結される。第2通路31の上流端は、分岐バルブ29の第2流出口29cに連結される。
The downstream end of the
EGRガスは、分岐前通路32から流入口29aを介して分岐バルブ29に流入する。流入したEGRガスは、第1流出口29bを介して第1通路30に流出するか、第2流出口29cを介して第2通路31に流出する。
The EGR gas flows from the
冷却水温センサS1は、エンジン1の冷却水温度を検出して、冷却水温度を示す信号をバルブ制御部110に出力する。吸気温センサS2は、吸気温度を検出して、吸気温度を示す信号をバルブ制御部110に出力する。
The coolant temperature sensor S1 detects the coolant temperature of the
バルブ制御部110は、例えば、ECU(Engine Control Unit)で構成される。バルブ制御部110は、冷却水温センサS1、および、吸気温センサS2からの出力信号に応じて、分岐バルブ29を制御する。
The
具体的には、分岐バルブ29は、第1流出口29bの開度と第2流出口29cの開度が可変となっている。すなわち、分岐バルブ29は、第1通路30および第2通路31の開度を調整する。バルブ制御部110は、不図示のアクチュエータによって、第1流出口29bの開度と第2流出口29cの開度とを制御する。
Specifically, in the
上記のように、EGRガスがEGRクーラ27で冷却されると、凝縮水が発生する場合がある。そこで、バルブ制御部110は、エンジン1の冷却水温度または吸気温度が閾値未満のとき、例えば、第1通路30の開度を全開とし、第2通路31の開度を全閉とする。
As described above, when the EGR gas is cooled by the
第1通路30に流入した凝縮水は、絞り部30aを通過する。この絞り部30aを通過する際の流速変化によって凝縮水が微細化(霧化)され、吸気と共に効率よく燃焼室9に供給される。これにより、凝縮水がEGR通路26や吸気通路18に滞留することを抑制でき、それらの劣化が抑制される。
The condensed water flowing into the
エンジン1の冷却水温度または吸気温度が閾値以上となると、EGR通路26で凝縮水が生じ難くなる。バルブ制御部110は、エンジン1の冷却水温度または吸気温度が閾値以上となると、例えば、第1通路30の開度を全閉とし、第2通路31の開度を全開とする。EGRガスは、第1通路30の絞り部30aを通過せずに、第2通路31から集合部21に流入する。そのため、絞り部30aによる圧力損失が回避される。
When the cooling water temperature or the intake air temperature of the
また、第1通路30だけではEGRガスの必要量が賄えない場合、第2通路31も併用される。バルブ制御部110は、第1通路30(第1流出口29b)と第2通路31(第2流出口29c)の双方を開く。例えば、バルブ制御部110は、第1通路30側を全開とし、第1通路30では不足する流量分、第2通路31を通過するように第2通路31側の開度を調整する。こうして、可能な範囲の量のEGRガスが絞り部30aを通過し、凝縮水の少なくとも一部が微細化される。
Further, when the required amount of EGR gas cannot be provided by the
図3は、変形例を説明するための説明図である。図3に示すように、変形例においては、第1通路230の絞り部230aのうち、最も通路断面積が狭い狭小部230bが、流路方向に延在している。狭小部230bには、流路を幅方向に仕切る仕切部材230c(図3中、クロスハッチングで示す)が設けられる。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a modification. As shown in FIG. 3, in the modified example, the
仕切部材230cは、例えば、メッシュ構造である。仕切部材230cによって仕切られた各流路は、狭小部230bの上流端から下流端まで連通している。仕切部材230cによって凝縮水がさらに微細化される。
The
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態および変形例では、分岐バルブ29が設けられる場合について説明した。ただし、分岐バルブ29は必須構成ではない。第1通路30および第2通路31の双方が設けられていれば、少なくとも一部のEGRガスが第1通路30に流入し、凝縮水の微細化の効果が見込まれる。
For example, in the embodiment and the modification described above, the case where the
また、上述した実施形態および変形例では、分岐バルブ29が第1通路30、230および第2通路31の双方の開度を調整する場合について説明した。しかし、分岐バルブ29は、第1通路30、230または第2通路31の一方の開度のみを調整してもよい。この場合であっても、分岐バルブ29によって第1通路30、230、第2通路31の双方の流量が、分岐バルブ29がない場合よりは制御可能となる。
In the embodiment and the modification described above, the case where the
また、上述した実施形態および変形例では、分岐バルブ29が、EGRバルブ28と別体に設けられる場合について説明した。しかし、分岐バルブ29は、EGRバルブ28として機能してもよい。言い換えると、EGRバルブ28が、分岐バルブ29として機能してもよい。この場合、例えば、分岐バルブ29が、第1通路30、230、第2通路31の開度を独立して制御可能であるか、分岐前通路32側(流入口29a)の開度を調整可能であればよい。
In the embodiment and the modification described above, the case where the
また、上述した実施形態および変形例では、バルブ制御部110が、エンジンの冷却水温度または吸気温度が閾値未満のとき、閾値以上のときよりも第1通路30、230の開度が大きくなるように分岐バルブ29を制御する場合について説明した。しかし、バルブ制御部110は、他のロジックで分岐バルブ29を制御してもよい。
In the embodiment and the modification described above, the opening degree of the
また、上述した実施形態および変形例では、第1通路30、230は、第2通路31よりも低い位置に配される場合について説明した。この場合、分岐前通路32側で生じた凝縮水は、重力で下方に向うことから第1通路30、230に流入し易い。すなわち、絞り部30a、230aで微細化され易くなる。しかし、第1通路30、230は、第2通路31と同じ高さか、第2通路31よりも高い位置に配されてもよい。
In the embodiment and the modification described above, the case where the
本発明は、排気還流装置に利用できる。 The present invention can be used for an exhaust gas recirculation device.
1 エンジン
18 吸気通路
20 排気通路
26 EGR通路
29 分岐バルブ(バルブ)
30、230 第1通路
30a、230a 絞り部
31 第2通路
100 排気還流装置
110 バルブ制御部
1
30, 230
Claims (4)
前記第1通路に設けられ、前記他端側に向って通路断面積が狭まる絞り部と、
前記EGR通路に設けられ、前記第1通路および前記第2通路の一方または双方の開度を調整するバルブと、
を備える排気還流装置。 An EGR passage having one end communicating with the exhaust passage and the other end branching into a first passage and a second passage;
A throttle portion provided in the first passage and having a passage cross-sectional area narrowing toward the other end side;
A valve provided in the EGR passage for adjusting the opening degree of one or both of the first passage and the second passage;
An exhaust gas recirculation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018057558A JP2019167912A (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Exhaust recirculation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018057558A JP2019167912A (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Exhaust recirculation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019167912A true JP2019167912A (en) | 2019-10-03 |
Family
ID=68106457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018057558A Pending JP2019167912A (en) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | Exhaust recirculation device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019167912A (en) |
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2018
- 2018-03-26 JP JP2018057558A patent/JP2019167912A/en active Pending
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