JP6459496B2 - Egrガスの供給構造 - Google Patents
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Description
このインテークマニホールドでは、サージタンク内にEGR配管の先端部が挿入され、先端部の開口からサージタンク内にEGRガスが供給され、サージタンク内でEGRガスと吸気とが混合され、EGRガスが混合された吸気がエンジンの各吸気ポートに供給される。
したがって、エンジンの高負荷域と低負荷域とでは、EGRガスの供給量を調整することが好ましい。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成でエンジンの運転状態に応じてEGRガスの導入量を制御する上で有利なエンジンにおけるEGRガスの供給構造を提供することにある。
また、本発明は、前記EGRガス制御部による前記導入口の前記導入位置の制御は、前記エンジンの低負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が小さい前記ポートに供給され、前記エンジンの高負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が大きいポートに供給されるように行なわれることを特徴とする。
したがって、簡単な構成でエンジンの運転状態に応じてEGRガスの導入量を制御する上で有利となる。
また、本発明によれば、新気ガスとEGRガスが大量に必要となるエンジンの高負荷域においては、EGRガスの導入量を抑制することができ、スモーク増大を防止する上で有利となる。
また、本発明によれば、簡単な構成でエンジンの運転状態に応じてEGRガスの導入量を制御する上で有利となる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明のEGRガスの供給構造が適用されたエンジンの構成について説明する。
本実施の形態では、エンジンがディーゼルエンジンである場合について説明する。なお、本発明はガソリンエンジンにも無論適用可能である。
図1に示すように、エンジン10は、エンジン本体12と、吸気通路14と、排気通路16と、過給機18と、低圧EGR装置20と、高圧EGR装置22と、インテークマニホールド24とを含んで構成されている。
吸気通路14は、吸気管1402と、インテークマニホールド24の吸気通路部と、シリンダヘッド1202の吸気ポートとを含んで構成されている。
図2(A)、図4に示すように、シリンダヘッド1202に燃焼室29が形成され、シリンダブロック1204にピストンを収容する複数の気筒(シリンダ室)が形成されている。
燃焼室29に吸気を供給する吸気ポート28は、流路抵抗が異なる複数のポートを備えている。
本実施の形態では、吸気ポート28は、筒内にスワール流を形成するスワールポート28Aと、筒内にタンブル流を形成しスワールポート28Aよりも流路抵抗が小さいタンジェンシャルポート28Bとの2つのポートを備え、それらポート28A、28Bは、各吸気ポート28内で仕切り壁2810で仕切られている。
排気通路16は、エンジン10本体12の排気ポートと、エキゾーストマニホールド1604と、排気管1602とを含んで構成されている。
排気管1602には、排気の上流側から下流側に向かって、タービン1804、排気ガス浄化装置26がこれらの順に設けられている。
低圧EGR装置20は、低圧EGRガスを還流する低圧EGR通路2002を備え、低圧EGR通路2002には、低圧EGRガスに含まれる異物(排気系製造時の溶接スパッタやスラグ、触媒片、DPF片など)を除去するEGRフィルタ2004と、低圧EGRガスを冷却する空冷式の低圧EGRクーラ2006と、低圧EGRガスの還流量を制御する低圧EGRバルブ2008とを含んで構成されている。
高圧EGR装置22は、排気管1602とインテークマニホールド24とを接続してEGRガスを還流する高圧EGR通路2202と、高圧EGRバルブ2204とを含んで構成されている。
図3から図5に示すように、EGRガスの供給構造は、インテークマニホールド24と、EGRガス導入管30と、導入口32と、アクチュエータ34と、EGRガス制御部36とを含んで構成されている。
インテークマニホールド24は、ボデー38の内部に設けられた不図示の吸気入口部と、吸気入口部に続くサージタンク42と、サージタンク42に続き互いに仕切られた複数の吸気通路部44とを有している。
複数の吸気通路部44の開口4402は、フランジ4404を介してシリンダヘッド1202に形成された複数の吸気ポート28の開口2802に連結される。
EGRガス導入管30は、孔3802に、孔3802の延在方向に移動可能に挿入され、吸気通路部44が並べられた方向に延在している。
EGRガス導入管30には、高圧EGR通路2202からEGRガスが導入される。
EGRガス導入管30が各吸気通路部44に位置するEGRガス導入管30の箇所に、EGRガスをEGRガス導入管30から吸気通路部44に導入する導入口32が設けられている。
EGRガス導入管30が孔3802内で直線移動することで、導入口32は、各吸気通路部44において、EGRガスをスワールポート28Aとタンジェンシャルポート28Bとの各ポートに選択的に供給可能な複数の導入位置の何れか1つの導入位置に位置する。
すなわち、図4に示すように、導入口32が各吸気通路部44において第1の導入位置P1に位置すると、導入口32から吸気通路部44に導入されたEGRガスは、図2(A)に示すように、吸気と共にタンジェンシャルポート28Bに導かれ、タンジェンシャルポート28Bから燃焼室29に供給される。
また、図5に示すように、導入口32が各吸気通路部44において第2の導入位置P2に位置すると、導入口32から吸気通路部44に導入されたEGRガスは、図2(B)に示すように、吸気と共にスワールポート28Aに導かれ、スワールポート28Aから燃焼室29に供給される。
EGRガス制御部36は、導入口32が、吸気通路において第1の導入位置P1と第2の導入位置P2の何れか1つの導入位置となるように、アクチュエータ34を制御してEGRガス導入管30を移動させる。また、EGRガス制御部36は、高圧EGRバルブ2204の開閉制御も行なう。
本実施の形態では、EGRガス制御部36による導入口32の導入位置の制御は、エンジン10の低負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が小さいタンジェンシャルポート28Bに供給され、エンジン10の高負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が大きいスワールポート28Aに供給されるように行なわれる。すなわち、エンジン10の低負荷状態で、導入口32が第1の導入位置P1に位置するようにEGRガス導入管30を移動させ、エンジン10の高負荷状態で、導入口32が第2の導入位置P2に位置するようにEGRガス導入管30を移動させる。
エンジン10の運転中、EGRガス制御部36は、EGRガスの還流を行なうための条件が成立したならば、高圧EGRバルブ2204を開く。
そして、エンジン10の低負荷状態では、EGRガス制御部36は、導入口32が第1の導入位置P1に位置するようにEGRガス導入管30を移動させる。これにより、EGRガスが、流路抵抗が小さいタンジェンシャルポート28Bに供給される。
エンジン10の高負荷状態では、EGRガス制御部36は、導入口32が第2の導入位置P2に位置するようにEGRガス導入管30を移動させる。これにより、EGRガスが、流路抵抗が大きいスワールポート28Aに供給される。
したがって、簡単な構成でエンジン10の運転状態に応じてEGRガスの導入量を制御する上で有利となる。
したがって、新気ガスとEGRガスが大量に必要となるエンジン10の高負荷域においては、EGRガスの導入量を抑制することができ、スモーク増大を防止する上で有利となる。
したがって、簡単な構成でエンジン10の運転状態に応じてEGRガスの導入量を制御する上で有利となる。
次に第2の実施の形態について説明する。
図6は、第2の実施の形態のEGRガスの供給構造を示す断面図であり、第1EGRガス導入管における断面図を示し、図7は第2EGRガス導入管における断面図を示す。
なお、以下の実施の形態において、第1の実施の形態と同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
第2の実施の形態では、流路抵抗が異なる複数のポートに対応して複数の高圧EGRガス導入管が設けられている点、各高圧EGRガス導入管が移動せずに切り換え弁を介して各EGRガス導入管にEGRガスが選択的に導入される点が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、ボデー38に、複数の吸気通路部44の延在方向に直交する孔3810、3812が平行して2つ設けられている。
高圧EGRガス導入管30は2本設けられ、そのうちの1本である第1EGRガス導入管46は、一方の孔3810に挿入され、吸気通路部44が並べられた方向に延在している。
第1EGRガス導入管46が各吸気通路部44に位置する第1EGRガス導入管46の箇所に、EGRガスを第1EGRガス導入管46から吸気通路部44に導入する導入口50が設けられている。この導入口50は、各吸気通路部44においてEGRガスをスワールポート28Aに供給可能な第1の導入位置P1に位置している。
高圧EGRガス導入管30は2本のうちの他方の1本である第2EGRガス導入管48は、他方の孔3812に挿入され、吸気通路部44が並べられた方向に延在している。
第2EGRガス導入管48が各吸気通路部44に位置する第2EGRガス導入管48の箇所に、EGRガスを第2EGRガス導入管48から吸気通路部44に導入する導入口52が設けられている。この導入口52は、各吸気通路部44においてEGRガスをタンジェンシャルポート28Bに供給可能な第2の導入位置P2に位置している。
高圧EGR通路2202と第1EGRガス導入管46、第2EGRガス導入管48との連結箇所に、EGRガスを第1EGRガス導入管46と第2EGRガス導入管48とに選択的に供給する切り換え弁54が設けられている。
EGRガス制御部36は、切り換え弁54を制御し、エンジン10の低負荷状態で、導入口32が第1の導入位置P1に位置する第1EGRガス導入管46にEGRガスを供給し、エンジン10の高負荷状態で、導入口32が第2の導入位置P2に位置する第2EGRガス導入管48にEGRガスを供給するように切り換え弁54を制御する。
第1の実施の形態と同様に、EGRガス制御部36は、EGRガスの還流を行なうための条件が成立したならば、高圧EGRバルブ2204を開く。
そして、エンジン10の低負荷状態では、EGRガス制御部36は、切り換え弁54を制御し、導入口32が第1の導入位置P1に位置する第1EGRガス導入管46にEGRガスを供給する。これにより、EGRガスが、流路抵抗が小さいタンジェンシャルポート28Bに供給される。
エンジン10の高負荷状態では、EGRガス制御部36は、切り換え弁54を制御し、導入口32が第2の導入位置P2に位置する第2EGRガス導入管48にEGRガスを供給する。これにより、EGRガスが、流路抵抗が大きいスワールポート28Aに供給される。
第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果が奏される。
あるいは、EGRガス導入管30の半径方向の半部をインテークマニホールド24のボデー38の凹部に回転可能に収容し、残りの半径方向の半部を各吸気通路部44に位置させ、各吸気通路部44に位置するEGRガス導入管30の箇所の長手方向に間隔をおきかつ周方向に180度位相をずらした箇所に第1の導入口と第2の導入口を設け、EGRガス制御部36によりアクチュエータ34を介してEGRガス導入管30を回転させ、各吸気通路部44に第1の導入口と第2の導入口の2つの導入口の何れか1つの導入口を位置させるようにしてもよい。
また、実施の形態では、吸気ポート28がスワールポート28Aとタンジェンシャルポート28Bとの2つのポートを備えるものであった場合ついて説明したが、ポートは3つ以上でもよく、ポートの数に対応して導入口の数が決定される。
また、ポートは、スワールポート、タンジェンシャルポートに限定されず、従来公知の様々なポートが使用可能である。
また、本実施の形態では、EGRガス導入管30を各吸気通路部44に貫通させた場合について説明したが、EGRガス導入管30は、単一の空間部をなすサージタンク42に配置しても同様の効果が得られる。
24 インテークマニホールド
28 吸気ポート
28A スワールポート
28B タンジェンシャルポート
30 EGRガス導入管
32 導入口
34 アクチュエータ
36 EGRガス制御部
44 吸気通路部
46 第1EGRガス導入管
48 第2EGRガス導入管
50 導入口
52 導入口
54 切り換え弁
P1 第1の導入位置
P2 第2の導入位置
Claims (2)
- 複数の吸気ポートに接続されるインテークマニホールドと、
前記インテークマニホールドに設けられ前記インテークマニホールドにEGRガスを導入する複数の導入口とを備え、
前記吸気ポートは、流路抵抗が異なる複数のポートを含んで構成されているエンジンであって、
前記導入口は、前記インテークマニホールドにおいて、EGRガスを前記複数の各ポートに選択的に供給可能な複数の導入位置の何れか1つの導入位置に位置することが可能に設けられ、
エンジンの運転状況に応じて前記インテークマニホールドにおいて前記導入口を前記複数の導入位置のうちの1つの導入位置に位置させ、前記EGRガスを前記複数の各ポートに選択的に供給するEGRガス制御部が設けられ、
前記複数の導入口を有するEGRガス導入管が設けられ、
前記EGRガス導入管を移動させるアクチュエータが設けられ、
前記EGRガス制御部は、前記アクチュエータを制御し、前記導入口が、前記吸気通路において前記複数の導入位置のうちの1つの導入位置になるように前記EGRガス導入管を移動させる、
ことを特徴とするエンジンにおけるEGRガスの供給構造。 - 前記EGRガス制御部による前記導入口の前記導入位置の制御は、前記エンジンの低負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が小さい前記ポートに供給され、前記エンジンの高負荷状態で、EGRガスが、流路抵抗が大きいポートに供給されるように行なわれる、
ことを特徴とする請求項1記載のエンジンにおけるEGRガスの供給構造。
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