JP3817874B2

JP3817874B2 - 再循環排気ガス冷却装置

Info

Publication number: JP3817874B2
Application number: JP33474197A
Authority: JP
Inventors: 好之赤尾; 則雄中沢; 浩司荻田
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-10-29
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: JPH11132111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン、特にトラック等に搭載されるディーゼルエンジン用の再循環排気ガス冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラック等の車両用ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の有害成分である窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を低減するため、エンジンの排気ガスの一部を同エンジンの吸気に混入して燃焼温度及び圧力を抑制するようにした排気ガス再循環装置は公知である。（以下、場合により、この装置をＥＧＲ装置と称し、再循環される排気ガスをＥＧＲガスという。）
【０００３】
上記ＥＧＲ装置付エンジンでは、高温の排気ガスをそのまま吸気に混入すると、吸気温度が上昇して体積効率が低下するため、エンジンの出力、燃費等の性能が悪化すると共に、場合により、燃焼が悪化して黒煙の増加等排気ガス中の他の有害成分の増加を招く、等の問題がある。
そこで、上記ＥＧＲガスを冷却することによって吸気温度を低下させ、体積効率の相対的な向上を図り、エンジンの出力、燃費及び排出ガス性能を改善するようにした種々の再循環排気ガス冷却装置（以下、場合により、ＥＧＲクーラという）が、既に提案され実用に供せられている。
【０００４】
従来のＥＧＲクーラには、エンジンの冷却水を冷却するラジエータと本質的に同様の構造を有するプレートフィン式及び多管式の冷却装置が広く使用されているが、排気ガスがＥＧＲクーラを通過する際の圧力損失が大きく、所要量の冷却されたＥＧＲガスをエンジンに供給するために必要なＥＧＲクーラの容積及び重量が相対的に大きくなる不具合がある。
【０００５】
また、排気ガス中のＮＯ_ｘを一層低減するために、ＥＧＲガスの還流量をさらに増大しようとする場合、特に、吸気圧力が高い過給機付エンジンにおいて、ＥＧＲガスを吸気通路内に流入させる場合、上記プレートフィン式及び多管式のＥＧＲクーラを通過する排気ガスの圧力損失を低減してその流量を増加させるためには、熱交換体（コア部）の管路断面積を増大させる必要があるので、ＥＧＲクーラの容積が一層大きくなって車両への搭載性が悪化し、さらに重量が増大する不都合がある。加えて、上記プレートフィン式及び多管式のＥＧＲクーラは、常時一方向のみにＥＧＲガスが流れるため、燃料の未燃物等が管路壁に付着し、使用時間の経過と共に、管路断面積が小さくなり、圧力損失が増大すると共に、熱交換性能が悪化する不具合がある。
【０００６】
一方、ＥＧＲクーラに関するものではないが、従来から、熱交換要素として、短円柱状又は円盤状の外形を備え、その内部に中心線に対し実質的に平行な多数の小断面積の通路を設けたセラミックス製のコア部材を有する熱交換装置が、例えば実開平２−１４５７０号公報に開示されている。（以下場合により、この種熱交換装置を既提案の装置という）
【０００７】
上記既提案の装置の概略構造を、図７の概念的構成図を参照して説明する。図中、符号０１０は総括的に熱交換装置を示し、同熱交換装置０１０は実質的に円筒状をなすハウジング０１２と、同ハウジング０１２内に軸線Ｏ−Ｏの回りに自在に回転することができるように収容されたセラミックス製のコア部材０１４とを備えている。
【０００８】
上記コア部材０１４は、短円柱状又は円盤状の外形を備え、その内部には、上記回転軸線Ｏ−Ｏに平行な多数の小断面積の通路０１６が設けられている。コア部材０１４には、その外周に適宜の接着手段０１８を介してリングギヤ０２０が装着され、同リングギヤ０２０は、ピニオン０２２と噛合する。
【０００９】
さらに、上記コア部材０１４は、ハウジング０１２の上記中心線Ｏ−Ｏに対し同軸的に配置された支持軸０２４（図中に２点鎖線で示されている）に回転自在に支持されるか、又は上記リングギヤ０２０の両側において、上記中心線Ｏ−Ｏに直交する二平面内に、夫々円周方向に通常各３個配置されたローラ０２６（図では各１個のみが示されている）により上記軸線Ｏ−Ｏの回りに自在に回転し得るように支持されている。上記ピニオン０２２は、電動モータ０２８の出力軸０３０に連結されて駆動される。
【００１０】
上記ハウジング０１２の端板０３２は、直径方向に延びた橋架部０３４によって区分された半月形又はＤ型の開口０３６及び０３８を備え、一方の開口０３６には、相対的に低温流体（通常は空気）の通路０４０が連通し、他方の開口０３８には高温流体、例えばエンジンの排気ガス、或いは排気タービンの排出ガス等の高温ガス通路０４２が連通している。
【００１１】
上記既提案の装置において、エンジン等の運転中、電動モータ０２８が付勢されると、出力軸０３０及びピニオン０２２を介しリングギヤ０２０が緩速度で回転して、コア部材０１４が支持軸０２４の回りを回転し、又はローラ０２６に案内されて中心線Ｏ−Ｏの回りに回転する。コア部材０１４の回転に伴ない高温ガス通路０４２から略半月部のコア部分に高温ガスが流れて同コア部分が加熱され、一方、低温流体通路０４０から略半月部のコア部分に流れる低温流体、例えば空気が加熱される。
【００１２】
上記熱交換装置０１０においては、これをＥＧＲクーラとして使用した場合、セラミックス製コア部材０１４の外側に、金属製のリングギヤ０２０を接着手段０１８を介して弾性的に支持する必要があるため、リングギヤ０２０の接合に要するコストが著しく高い欠点がある。また、上記コア部材０１４を支持軸０２４で回転自在に支持する場合、及びローラ０２６により支持する場合の何れにおいても、コア部材を回転させる駆動系とは別個に、コア部材０１４を回転可能に支持する種々の部材が必要となり、容積が大きくなって車両又はエンジンに対する搭載性が悪くなると共に、製造コストが高くなる不具合がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑み創案されたもので、冷却性能が良く、通過する排気ガスの圧力損失が小さく、従って、所要の冷却されたＥＧＲガス流量を容易に確保することができる小型軽量でかつ車両への搭載性が優れ、しかも安価で耐久性が優れたＥＧＲクーラを提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンの排気ガスの一部を吸気と共に同エンジンのシリンダ内に還流させる排気還流通路と、冷却流体通路とにわたって介装されて回転し、上記冷却流体により冷却されたコア部分を排気ガスが通過することにより同排気ガスを冷却する熱交換コア部材と、同コア部材を回転自在に収容するハウジングとを備え、上記コア部材が、その回転軸線に対し実質的に平行に貫設された多数の小断面積の通路を有するセラミックス製の円柱状部材から構成されると共に、上記回転軸線に対し同軸的に配置された支持板を介し上記ハウジングに支持されかつ回転駆動されるように構成され、上記コア部材の回転軸線方向端面に対向する上記ハウジングの端板に、上記排気ガス及び冷却流体が通過する開口を備えたシール板が配設され、同シール板に上記支持板が回転自在に支持されていることを特徴とする再循環排気ガス冷却装置を提案するものである。
【００１５】
本発明においては、上記コア部材内に、その回転軸線に平行な軸線を有する１個以上の筒状空所が設けられ、同筒状空所内に挿入された柱状部材の両端が上記支持板に夫々支持されることが望ましい。さらに、本発明においては、上記支持板が電動モータの出力軸に連結されて駆動され、同電動モータの回転数が、エンジンの運転状態に応じ制御されるように構成されることが好ましい。加えて、コア部材が回転するとにより、ＥＧＲガス通路と冷却流体通路が同一であり、かつ逆方向に通過することで、未燃物による通路の目詰まりを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を添付図面について具体的に説明する。
先ず、図１の概略構成図において、符号１０は車両用の４サイクル多気筒ディーゼルエンジン（図示の場合は４気筒）を示し、同エンジン１０は排気マニホールド１２を含む排気通路１４を備えると共に、吸気マニホールド１６を含む吸気通路１８を備えている。また、一端上流端が上記排気通路１４の適所に連通すると共に、他端下流端が上記吸気通路１８の適所に連通する排気ガス還流通路２０（以下場合により、ＥＧＲ通路という）が備えられ、同ＥＧＲ通路２０には、総括的に符号２２で示したＥＧＲクーラが介装され、また同ＥＧＲ通路２０のＥＧＲクーラ２２より上流側に再循環排気ガスの流量を制御する可変開度のＥＧＲ弁２４が介装されている。
【００１７】
上記ＥＧＲ弁２４は、エンジン１０の回転数を検知する回転数センサ２６の回転数信号Ｎ_ｅ、エンジン１０の冷却水温を検知する温度センサ２８の水温信号Ｔ_ｗ、エンジン１０の負荷センサ３０により検知される負荷信号Ｌ_ｅ、吸気通路１８内の吸気圧力を検知する圧力センサ３２の吸気圧信号Ｐ_ｉ、その他エンジン１０の運転状態を示す信号を受容して、エンジン１０に供給される適量のＥＧＲガス量を設定し、ＥＧＲガス量に応じた弁開度を設定するコントロールユニット３４によって制御される。
【００１８】
上記ＥＧＲクーラ２２は、可変速の電動モータＭによって回転中心線Ｏ−Ｏの回りを緩速度で回転駆動される熱交換コア部材３６（以下単にコア部材という）と、同コア部材３６を収容するハウジング３８とを備え、同ハウジング３８には、上記ＥＧＲ通路２０が連通すると共に、冷却流体通路４０が連通している。同冷却流体通路４０は、好ましくは空気等の冷却気体が図中に矢印で示すように流通され、同冷却空気には、別設された空気圧縮機又は送風機の吐出空気或いはエンジン１０の冷却水を冷却するラジエータ（図示せず）を通る走行風等を適宜に用いることができる。上記可変速電動モータＭは、後に詳細に説明するように、エンジン１０の回転数センサ２６の回転数信号Ｎ_ｅ及び上記コア部材３６の回転に対する負荷トルクを検知するトルクセンサ４２の出力信号Ｔ_ｃに基づいて上記コントロールユニット３４内で適切な回転速度が演算され、その駆動出力により回転数を制御される。
【００１９】
上記ＥＧＲクーラ２２の詳細な構造が、図２の断面図、図３の正面図及び図４の部分的拡大図に示されている。（なお、図２は図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図３はＥＧＲガス入口側から視た正面図である。）
上記コア部材３６は、中心線Ｏ−Ｏの回りに回転する円柱状部材から形成されており、好ましくは、コージェライト、β−スポジューメン等のセラミックス材により、従来車両用エンジンの排気ガス浄化用に広く使用されている触媒コンバータの担体と同様に、例えば押出し成形法によって製造される。
【００２０】
コア部材３６の内部には、図４の部分的拡大図に示されているように、上記回転軸線Ｏ−Ｏに対して実質的に平行な多数の小断面積の貫通した通路４４が形成されている。通路４４は、図示の場合、一辺の長さｈの正方形の断面形状を備え、各通路４４を区分する仕切壁４６の厚さｔは、加工技術上及びコア部材３６の強度上許容される範囲内でなるべく薄く形成され、一例としてｔ＝０．１ｍｍに形成される。
【００２１】
上記仕切壁４６の厚さｔをなるべく小さく設定することによって、コア部材３６の開口率即ち、同コア部材３６の外径によって囲まれる円の断面積に対する上記通路４４の全断面積の比を十分大きくすることができ、後述するように、コア部材３６を通るＥＧＲガス及び冷却流体の圧力損失を小さくし、流量を増加させることができる。
【００２２】
上記コア部材３６は、上記軸線Ｏ−Ｏ方向の両端面にＥＧＲ通路２０及び冷却通路４０を限界する管路又はダクト２０′及び４０′が接続される円筒状のハウジング３８内に収容されている。
上記ハウジング３８は、円筒状をなす外周壁４８と、軸線方向両端の端板又はエンドプレート５０及び５２とからなり、図３に示されているように、ＥＧＲ通路下流側の端板５２は円環状外枠部５２ａと直径方向の橋架部５２ｂとからなる正面形状（以下θ型形状という）を備え、外枠部５２ａは、多数のボルト５４によって上記外周壁４８の端部に形成されたフランジ４８ａに着脱自在に固着される。一方、ＥＧＲ通路上流側の端板５０は、上記端板５２と同様のθ型形状を有し、溶接等により外周壁４８の他端開口部に固着される。
【００２３】
上記θ型形状をなす端板５０及び５２の一方の半月形開口にはＥＧＲ通路２０が接続され、他方の半月形通路には冷却流体通路４０が接続される。ＥＧＲ通路上流側の端板５０とコア部材３６の対向する端面との間に、銅系、炭素系、フッ化物系及び酸化物系等の固体潤滑材製、好ましくはアルミニウム青銅製のθ型形状のシール板又は摺動部材５６が介装され、同シール板５６は耐熱性ステンレス、インコネル等の薄板材で作られたシールダイヤフラム５８によって、コア部材３６の上流端面に圧接されている。同シールダイヤフラム５８は、ハウジング３８の外周壁４８とコア部材３６の外周面との間の環状空間６０とＥＧＲ通路２０との連通を遮断する。
【００２４】
ＥＧＲ通路２０の下流側の端板５２とコア部材３６の対向する端面との間に、上記同様に、銅系、炭素系、フッ化物系及び酸化物系等の固体潤滑材好ましくはアルミニウム青銅製のθ型もしくは半月形又はＤ型形状の摺動部材６２が介装され、ＥＧＲ通路側に介装された正面形状がＤ字状をなすステンレス又はインコネル等の薄板材で作られた耐熱性ステンレス、インコネル等の薄板材で作られたシールダイヤフラム６４によってコア部材３６の下流端に圧接されている。同シールダイヤフラム６４は、上記環状空間６０とＥＧＲ通路２０との連通を遮断する。なお、上記外周壁４８には適数の通気孔６６が穿設されていて環状空間６０が大気に連通され、同空間の温度上昇が防止されるように構成されている。
【００２５】
上記シール板５６及び６２の中央部分には、コア部材３６に対し同軸的に円板状をなす支持板６８及び７０が相対回転自在に嵌装され、同支持板６８及び７０には、コア部材３６内に予め形成された１個以上複数個（図示の場合は２個）の偏心配置されかつ軸線方向に貫通した筒状空所７２内に嵌装された駆動補助用の好ましくはパイプ材からなる柱状部材７４の両端部に突設された支持軸７６が夫々嵌装されている。
また、何れか一方の支持板、図示の場合、ＥＧＲ通路下流側の支持板７０には、駆動軸７８の一端が螺合して固定され、同駆動軸７８の他端は、キー８０によって上記可変速電動モータＭの出力軸８２に連結されている。なお、図２及び図３において符号８４は、コア部材３６の回転に伴ない上記シール板５６及び６２が連れ回りすることを禁止するため、端板５０及び５２とシール板５６及び６２との間に夫々介装された回り止めピンである。
【００２６】
上記構成において、エンジン１０の運転中、排気通路１４に排出された排気ガスの一部が、エンジン１０の運転状態に応じコントロールユニット３４によって開度を制御されるＥＧＲ弁２４により流量を制御されてＥＧＲ通路２０内を流れる。
一方、上記電動モータＭの出力軸８２が後述する制御された速度で回転し、キー８０、駆動軸７８を介して支持板７０が同一の速度で回転する。支持板７０の回転が柱状部材７４及び支持板６８を介してコア部材３６に伝達され、同コア部材３６が緩やかに回転する。このとき上記円板状の支持板６８及び７０は、夫々の外周面６８′及び７０′を摺動面としてシール板５６及び６２により軸受されることとなり、銅系、炭素系、フッ化物系及び酸化物系等の固体潤滑材、特にアルミニウム青銅製のシール板５６及び６２は軸受性能が良い利点がある。
【００２７】
コア部材３６の回転により、図示の場合、多数の小さい断面積を有する軸線方向に貫通した通路４４の略半数に冷却流体通路４０からの冷却流体が流れ、仕切壁４６を冷却する。一方、残りの略半数の通路４４には、上記ＥＧＲ通路２０からのＥＧＲガスが流れるので、高温のＥＧＲガスが仕切壁４６に接して冷却されたのち、エンジン１０の吸気通路１８に供給され、吸気に混合してエンジン１０の燃焼室に供給される。
冷却されたＥＧＲガスが吸気と共にエンジンの燃焼室に供給されるので、体積効率が増大し、エンジンの出力、燃費が改善され、またＮＯ_ｘ等排出ガス性能が向上する。
【００２８】
上記のように、セラミックス製のコア部材３６が支持板７０，６８及び柱状部材７４を介して中心部で駆動されるので、セラミックス材が有する本質的な脆性にも拘わらず、コア部材３６を駆動トルクの負荷に耐えて安全かつ確実に回転させることができ、前記既提案の装置のように、コア部材３６の外周にリングギヤを装着する必要がなく、また同コア部材３６を回転自在に支持するために、ローラ装置や、コア部材３６をその中心線に沿って貫通する支持軸や付帯する種々の部品を必要とせず、駆動系の駆動軸７８及び支持板６８及び７０が、駆動装置と支持装置とを兼ねていて、コア部材３６の中心線又は回転軸線Ｏ−Ｏ上に配置されるので、構造簡単で、ハウジング３８の容積も従来の同種装置と較べて著しく小さく、かつ軽量であるから、車両又はエンジンへの搭載性が良く、しかも安価な利点がある。
【００２９】
さらに、コア部材３６の回転運動に伴ないその軸線方向両端面に摺接するシール板５６及び６２が銅系、炭素系、フッ化物系及び酸化物系等の固体潤滑材、特に好ましくは、アルミニウム青銅により作られているので、高温下の摩擦係数が十分小さく、摺動相手のコア部材３６の端面を傷めることがない利点があり、さらに、鋳造が可能であるので複雑な形状の成形が容易な利点がある。
【００３０】
次に、コア部材３６をセラミックス材、特にコージェライト、β−スポジューメンで作り、その気孔率を１０〜３０％とすることによって、従来から車両用エンジンの排気浄化用触媒コンバータとして広く使用され、多量に生産されている触媒担体の製造技術を適用して、多数の小断面積の通路４４と筒状空所７２とを備えたコア部材３６を、押出し成形により容易かつ安価に製造し得る利点がある。なお、勿論、多数の通路４４を有するコア部材３６を上記押出し成形により形成したのち、機械加工により筒状空所７２を設けることも可能である。
【００３１】
次に、コア部材３６を回転的に駆動する可変速電動モータＭの回転数制御に関する前記コントロールユニット３４の作動態様を、図５のフローチャートについて説明する。プログラムがスタートすると、ステップＳ_１でエンジン１０の回転数Ｎ_ｅが読み込まれ、ステップＳ_２に進む。ステップＳ_２では、エンジン回転数Ｎ_ｅに最適なコア部材３６の回転数Ｎ_ｃが、コントロールユニット３４に内蔵されたマップから検出され、その回転数Ｎ_ｃに対応する加減算回転数が電圧Ｖ_ｅとして出力され、ステップはＳ_３に進む。
【００３２】
ステップＳ_３では、上記出力電圧Ｖ_ｅに応じて電動モータＭの駆動電流が増減制御され、続いてステップＳ_４で、電動モータＭは増減制御された駆動電流に相応した回転数で駆動される。ステップＳ_５では、電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍが検知され、ステップＳ_６で電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍが適切な回転数であるかどうかが判断され、もしＹＥＳの場合は、プログラムはステップＳ_１にリターンする。一方、ステップＳ_６で電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍが不適切であると判断されたＮＯの場合、プログラムはステップＳ_７に進む。
【００３３】
電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍは、上記出力電圧Ｖ_ｅに応じた駆動電流によって一義的に定まらず、負荷即ちコア部材３６の回転に対する負荷トルクによって影響を受けるので、前記トルクセンサ４２により検知されてコントロールユニット３４に供給された負荷トルク信号Ｔ_ｃに基づき、同コントロールユニット３４内で電動モータＭ、従ってコア部材３６の回転数を補正する電圧_ｖが演算され、その補正電圧_ｖはステップＳ_２に供給され、上記加減算回転数の出力Ｖ_ｅが修正される。上記プロセスは、ステップＳ_６において、電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍが適切であると判断されるまで繰返し行なわれる。なお、図５に示したフローチャートにおいて、電動モータは簡単のためモータと記載されている。
【００３４】
上記フローチャートにおける最適なコア部材３６の回転数、従って電動モータＭの回転数Ｎ_Ｍと、エンジン１０の回転数Ｎ_ｅとの関係は、図６に示す通りであって、或るエンジン回転数Ｎ_ｅにおいて、負荷トルクＴ_ｃが基準値のときのコア部材３６の最適回転数Ｎ_Ｍｏに対し、負荷トルクＴ_ｃが増大すると、コア部材３６の最適回転数がＮ_Ｍ１に増大し、逆に負荷トルクＴ_ｃが小さくなるとコア部材３６の最適回転数がＮ_Ｍ２に減少する。
【００３５】
上記フローチャートに従い、コア部材３６を駆動する電動モータＭの回転数をエンジン１０の運転状態に応じ、適切に制御することによって、エンジン１０に供給されるＥＧＲガスの温度を適切に制御することができ、ＥＧＲ弁２４による流量制御と相俟って、エンジン出力、燃費、排出ガス性能等を一層効果的に改善することができる。なお、上記図５のフローチャートでは、電動モータＭ、従ってコア部材３６の回転数の制御が、エンジン１０の回転数Ｎ_ｅを主制御ファクタとして行なわれているが、必要に応じ、エンジン負荷Ｌ_ｅ、エンジン冷却水温Ｔ_ｗ等を加味した制御を行なうこともできる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、コア部材３６内に多数設けられる通路４２が、コア部材軸線Ｏ−Ｏに対し直角な平面内で正方形の断面形状を有するように形成されているが、縦横辺の長さが異る長方形の断面形状、または正五角形や正六角形等任意形状の多角形断面とすることができ、さらに同心円状に配置され、任意数の半径方向仕切壁４６で区画された扇形断面の通路とすることもできる。なおまた、上記実施形態では、ＥＧＲガスと冷却流体とが夫々略半円内の通路４４群を対向方向に流れるように形成されているが、両者が流れる通路４４群の断面積を異る面積とすることができ、また流れ方向を同一方向としてもよい。さらに、図１におけるＥＧＲクーラ２２により冷却されたＥＧＲガスの一部又は全部を、図示の吸気通路１８を経由することなく、エンジン１０のシリンダヘッド内に形成された独立のポートを経て直接燃焼室内に供給することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
叙上のように、本発明に係る再循環排気ガス冷却装置は、エンジンの排気ガスの一部を吸気と共に同エンジンのシリンダ内に還流させる排気還流通路と、冷却流体通路とにわたって介装されて回転し、上記冷却流体により冷却されたコア部分を排気ガスが通過することにより同排気ガスを冷却する熱交換コア部材と、同コア部材を回転自在に収容するハウジングとを備え、上記コア部材が、その回転軸線に対し実質的に平行に貫設された多数の小断面積の通路を有するセラミックス製の円柱状部材から構成されると共に、上記回転軸線に対し同軸的に配置された支持板を介し上記ハウジングに支持されかつ回転駆動されるように構成され、上記コア部材の回転軸線方向端面に対向する上記ハウジングの端板に、上記排気ガス及び冷却流体が通過する開口を備えたシール板が配設され、同シール板に上記支持板が回転自在に支持されたことを特徴とし、ＥＧＲガスを効果的に冷却してエンジンの体積効率を向上して出力、燃費、排出ガス性能等を改善することができる構造簡単かつ小型軽量で耐久性が優れ、さらに車両への搭載性が秀れたＥＧＲクーラを安価に提供し得る利点がある。又、セラミックス製のコア部材を、ガスシールのために設けられているシール板を利用して上記支持板外周面からなる広い軸受面積で安定的に支持することができる利点がある。
【００３８】
また、上記再循環排気ガス冷却装置において、上記コア部材内に、その回転軸線に平行な軸線を有する１個以上の筒状空所が設けられ、同筒状空所内に挿入された柱状部材の両端が上記支持板に夫々支持された構成により、本質的に脆いセラミックス材からなるコア部材を、上記シール板との摺動抵抗に打克って回転させる駆動トルクを広く分散してコア部材に担持させることができるので、同コア部材の破損を防止し耐久性を確保し得る効果がある。
なおまた、上記支持板が電動モータの出力軸に連結されて駆動され、同電動モータの回転数が、エンジンの運転状態に応じ制御されるように構成したことにより、上記コア部材をその中心部で駆動する駆動系の構造を簡単かつ小型軽量で、しかも安価なものとすることができ、またコア部材の回転速度をエンジンの運転状態に応じ変化させることにより、適正な冷却温度のＥＧＲガスがエンジンに対し供給されることとなり、エンジンの出力、燃費、排出ガス性能等を向上し得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る再循環排気ガス冷却装置を含むエンジン全体の概念的構成図である。
【図２】図１におけるＥＧＲクーラ２２の拡大断面図（図３のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面）である。
【図３】図２に示したＥＧＲクーラ２２の正面図である。
【図４】図３におけるコア部材３６の部分的拡大正面図である。
【図５】図１におけるコア部材駆動用可変速電動モータＭの速度制御を行なうフローチャートである。
【図６】エンジン回転数とコア部材３６の最適回転数との関係を示した線図である。
【図７】既提案の装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１０…エンジン、１４…排気通路、１８…吸気通路、２０…排気ガス還流通路（ＥＧＲ通路）、２２…再循環排気ガス冷却装置（ＥＧＲクーラ）、２４…ＥＧＲ弁、３４…コントロールユニット、３６…熱交換コア部材、３８…ハウジング、４０…冷却流体通路、４４…通路、４６…通路の仕切壁、４８…ハウジングの外周壁、５０及び５２…端板、５６及び６２…シール板、５８…シールダイヤフラム、６８及び７０…支持板、７２…筒状空所、７４…柱状部材、７８…駆動軸、８２…電動モータＭの出力軸。

Claims

エンジンの排気ガスの一部を吸気と共に同エンジンのシリンダ内に還流させる排気還流通路と、冷却流体通路とにわたって介装されて回転し、上記冷却流体により冷却されたコア部分を排気ガスが通過することにより同排気ガスを冷却する熱交換コア部材と、同コア部材を回転自在に収容するハウジングとを備え、
上記コア部材が、その回転軸線に対し実質的に平行に貫設された多数の小断面積の通路を有するセラミックス製の円柱状部材から構成されると共に、上記回転軸線に対し同軸的に配置された支持板を介し上記ハウジングに支持されかつ回転駆動されるように構成され、
上記コア部材の回転軸線方向端面に対向する上記ハウジングの端板に、上記排気ガス及び冷却流体が通過する開口を備えたシール板が配設され、同シール板に上記支持板が回転自在に支持されていることを特徴とする再循環排気ガス冷却装置。
上記コア部材内に、その回転軸線に平行な軸線を有する１個以上の筒状空所が設けられ、同筒状空所内に挿入された柱状部材の両端が上記支持板に夫々支持されたことを特徴とする請求項１記載の再循環排気ガス冷却装置。
上記支持板が電動モータの出力軸に連結されて駆動され、同電動モータの回転数が、エンジンの運転状態に応じ制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の再循環排気ガス冷却装置。