JP6700823B2 - Gas recirculation device - Google Patents

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JP6700823B2 JP2016021937A JP2016021937A JP6700823B2 JP 6700823 B2 JP6700823 B2 JP 6700823B2 JP 2016021937 A JP2016021937 A JP 2016021937A JP 2016021937 A JP2016021937 A JP 2016021937A JP 6700823 B2 JP6700823 B2 JP 6700823B2
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Description

本発明は、排出ガスを吸気系に供給するガス還流装置に関する。   The present invention relates to a gas recirculation device that supplies exhaust gas to an intake system.

エンジンの排気系と吸気系とを接続することにより、排出ガスの一部を吸気系に供給するガス還流装置が提案されている(特許文献1参照)。このように、燃焼室に向かう吸入空気に排出ガスを混合させることにより、燃焼温度を低下させて排出ガスの浄化性能を向上させることや、ポンプ損失を低減させて燃費性能を向上させることができる。   A gas recirculation device that supplies a part of exhaust gas to the intake system by connecting an exhaust system and an intake system of the engine has been proposed (see Patent Document 1). As described above, by mixing the exhaust gas with the intake air flowing toward the combustion chamber, the combustion temperature can be lowered to improve the exhaust gas purification performance, and the pump loss can be reduced to improve the fuel efficiency performance. ..

実開平3−114563号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-114563

ところで、エンジンの燃費性能や排出ガスの浄化性能の更なる向上を達成するためには、エンジンの各吸気ポートに対して排出ガスを均等に分配することが必要である。このため、ガス還流装置においては、吸入空気と排出ガスとを良く混ぜることが求められている。   By the way, in order to further improve the fuel efficiency performance and exhaust gas purification performance of the engine, it is necessary to evenly distribute the exhaust gas to the intake ports of the engine. Therefore, in the gas recirculation device, it is required to mix the intake air and the exhaust gas well.

本発明の目的は、吸入空気と排出ガスとを良く混ぜることにある。   An object of the present invention is to mix intake air and exhaust gas well.

本発明のガス還流装置は、エンジンの排気系から吸気系に排出ガスを供給するガス還流装置であって、前記吸気系に設けられ、前記エンジンの各吸気ポートに吸入空気を分配する吸気マニホールドと、前記吸気系に設けられ、吸入空気の流量を調整するスロットルボディと、前記吸気系に設けられ、前記吸気マニホールドと前記スロットルボディとの間に挟まれるアダプタと、前記排気系と前記アダプタとに接続され、前記排気系から前記アダプタに排出ガスを供給するガス供給路と、有し、前記ガス供給路は、前記排気系に接続される第1供給配管と、前記アダプタに接続される第2供給配管と、前記第1供給配管と前記第2供給配管との間に設けられる円筒形状の拡張チャンバと、を備え、前記拡張チャンバ内に区画される拡張流路の断面積は、前記第2供給配管内に区画される放出流路の断面積よりも大きく、前記第1供給配管内に区画される導入流路の開口部と、前記第2供給配管内に区画される前記放出流路の開口部とが、同心状に配置されているA gas recirculation device of the present invention is a gas recirculation device that supplies exhaust gas from an exhaust system of an engine to an intake system, and an intake manifold that is provided in the intake system and distributes intake air to each intake port of the engine. A throttle body provided in the intake system for adjusting a flow rate of intake air; an adapter provided in the intake system and sandwiched between the intake manifold and the throttle body; and an exhaust system and the adapter. A gas supply path connected to the exhaust system for supplying exhaust gas to the adapter, the gas supply path having a first supply pipe connected to the exhaust system and a second supply pipe connected to the adapter; A cross-sectional area of an extension flow passage, which is provided with a supply pipe and a cylindrical expansion chamber provided between the first supply pipe and the second supply pipe, and is defined by the second expansion chamber. much larger than the cross-sectional area of the discharge passage which is defined in the feed pipe, said a first supply pipe opening of the introduction channel which is defined in the discharge passage is partitioned into the second supply the pipe And the openings are arranged concentrically .

本発明によれば、ガス供給路は、排気系に接続される導入流路と、吸気系に接続される放出流路と、導入流路と放出流路との間に設けられる拡張流路と、を備え、拡張流路の断面積は、放出流路の断面積よりも大きい。これにより、吸入空気を拡張流路に出入りさせることができ、吸入空気と排出ガスとを良く混ぜることができる。   According to the present invention, the gas supply passage includes an introduction passage connected to the exhaust system, a discharge passage connected to the intake system, and an expansion passage provided between the introduction passage and the discharge passage. , And the cross-sectional area of the expansion channel is larger than the cross-sectional area of the discharge channel. Thereby, the intake air can be moved in and out of the expansion flow path, and the intake air and the exhaust gas can be mixed well.

本発明の一実施の形態であるガス還流装置を備えたエンジンを示す概略図である。It is a schematic diagram showing an engine provided with a gas recirculation device which is one embodiment of the present invention. 図1のA−A線に沿って吸気系および排気再循環系の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows some intake systems and an exhaust gas recirculation system along the AA line of FIG. 吸気系および排気再循環系の一部を示す斜視図である。It is a perspective view showing a part of intake system and exhaust gas recirculation system. (a)はEGRアダプタおよび排気再循環系の一部を示す断面図であり、(b)は図4(a)のB−B線に沿う断面図であり、(c)は図4(a)のC−C線に沿う断面図であり、(d)は図4(a)のD−D線に沿う断面図である。4A is a sectional view showing a part of the EGR adapter and the exhaust gas recirculation system, FIG. 4B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4A, and FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A, and FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. (a)および(b)は、吸入空気とEGRガスとの混合過程を濃淡によって示した図である。(A) And (b) is the figure which showed the mixing process of intake air and EGR gas by light and shade. (a)および(b)は、吸入空気とEGRガスとの混合過程を濃淡によって示した図である。(A) And (b) is the figure which showed the mixing process of intake air and EGR gas by light and shade. 拡張チャンバにおける吸入空気やEGRガスの流れを簡単に示した図である。It is the figure which showed simply the flow of the intake air and EGR gas in the expansion chamber. 比較例としてのガス還流装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas recirculation|reflux apparatus as a comparative example. 実施例と比較例とのEGRバラツキ率を比較して示す比較図である。FIG. 7 is a comparative diagram showing the EGR variation rates of the example and the comparative example in comparison. 実施例と比較例とのEGRバラツキ率を比較して示す比較図である。FIG. 8 is a comparison diagram showing the EGR variation rates of the example and the comparative example in comparison.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態であるガス還流装置10を備えたエンジン11を示す概略図である。なお、図示するエンジン11は水平対向エンジンであるが、これに限られることはなく、直列エンジンやV型エンジン等であっても良い。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an engine 11 including a gas recirculation device 10 according to an embodiment of the present invention. Although the illustrated engine 11 is a horizontally opposed engine, the engine 11 is not limited to this, and may be an in-line engine, a V-type engine, or the like.

図1に示すように、エンジン11は、複数のシリンダボア12を備えるシリンダブロック13と、これに取り付けられるシリンダヘッド14と、を有している。シリンダヘッド14には、吸気系15に接続される複数の吸気ポート16が形成されており、排気系17に接続される図示しない複数の排気ポートが形成されている。吸気系15は、吸気ダクト18、スロットルボディ19、EGRアダプタ20および吸気マニホールド21等によって構成される吸気通路22を備えている。また、排気系17は、排気管23や図示しない排気マニホールド等によって構成される排気通路24を備えている。吸気通路22を流れる吸入空気は、スロットルボディ19を経て流量調整された後に、吸気マニホールド21を経て各吸気ポート16に分配され、吸気ポート16から図示しない燃焼室に供給される。そして、燃焼室から排出される排出ガスは、図示しない排気ポートから排気通路24に供給され、図示しない触媒コンバータや消音器を経て外部に排出される。   As shown in FIG. 1, the engine 11 has a cylinder block 13 having a plurality of cylinder bores 12, and a cylinder head 14 attached to the cylinder block 13. The cylinder head 14 has a plurality of intake ports 16 connected to an intake system 15, and a plurality of exhaust ports (not shown) connected to an exhaust system 17. The intake system 15 includes an intake duct 22, a throttle body 19, an EGR adapter 20, an intake manifold 21, and the like. The exhaust system 17 also includes an exhaust passage 24 configured by an exhaust pipe 23, an exhaust manifold (not shown), and the like. The intake air flowing through the intake passage 22 is distributed through the intake manifold 21 to each intake port 16 after the flow rate is adjusted via the throttle body 19, and is supplied from the intake port 16 to a combustion chamber (not shown). Then, the exhaust gas discharged from the combustion chamber is supplied to the exhaust passage 24 from an exhaust port (not shown), and is discharged to the outside through a catalyst converter (not shown) and a silencer.

エンジン11の燃費性能や排出ガスの浄化性能等を向上させるため、エンジン11には、排出ガスの一部を吸気系15に還流させる排気再循環系30が設けられている。排気再循環系30は、排気系17と吸気系15とに接続されるEGR供給路31を有している。EGR供給路31は、排気系17の排気管23に接続される供給配管(第1供給配管)32と、吸気系15のEGRアダプタ20に接続される供給配管(第2供給配管)33と、供給配管32と供給配管33との間に設けられる拡張チャンバ34と、を有している。また、EGR供給路31の供給配管32には、EGRガスの流量を制御するEGRバルブ35が設けられている。このように、排気再循環系30を構成することにより、EGR供給路31およびEGRアダプタ20を介して、吸気系15には排出ガスの一部がEGRガスとして供給され、EGRガスの供給量はEGRバルブ35によって制御される。なお、EGRとは、「Exhaust Gas Recirculation」である。 In order to improve the fuel efficiency performance of the engine 11 and the exhaust gas purification performance, the engine 11 is provided with an exhaust gas recirculation system 30 that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system 15. The exhaust gas recirculation system 30 has an EGR supply passage 31 connected to the exhaust system 17 and the intake system 15. The EGR supply path 31 includes a supply pipe (first supply pipe) 32 connected to the exhaust pipe 23 of the exhaust system 17, a supply pipe (second supply pipe) 33 connected to the EGR adapter 20 of the intake system 15, and The expansion chamber 34 is provided between the supply pipe 32 and the supply pipe 33. Further, the supply pipe 32 of the EGR supply path 31 is provided with an EGR valve 35 that controls the flow rate of EGR gas. By configuring the exhaust gas recirculation system 30 in this way, a part of the exhaust gas is supplied as EGR gas to the intake system 15 via the EGR supply passage 31 and the EGR adapter 20, and the amount of EGR gas supplied is It is controlled by the EGR valve 35. The EGR is "Exhaust Gas Recirculation".

図2は図1のA−A線に沿って吸気系15および排気再循環系30の一部を示す断面図である。図3は吸気系15および排気再循環系30の一部を示す斜視図である。図2および図3に示すように、EGRアダプタ20は、上流側に位置するスロットルボディ19と下流側に位置する吸気マニホールド21との間に設けられている。EGRアダプタ20には、スロットルボディ19から吸気マニホールド21に吸入空気を案内する吸気流路40が形成されている。また、EGRアダプタ20には、吸気流路40に径方向から開口する接続ポート41が形成されている。このEGRアダプタ20の接続ポート41には、供給配管33、拡張チャンバ34および供給配管32からなるEGR供給路31が接続されている。そして、EGR供給路31の供給配管33からEGRアダプタ20の吸気流路40に放出されるEGRガスは、吸入空気に混ぜられて吸気マニホールド21から各吸気ポート16に分配される。なお、スロットルボディ19は、所謂バタフライ式のスロットルボディであり、円盤状のスロットルバルブ42およびこれを支持するバルブ軸43を有している。図示しないスロットルモータによってバルブ軸43を駆動することにより、実線で示した閉位置と破線で示した開位置との間でスロットルバルブ42を回動させることができ、スロットルボディ19内の吸気流路44を開閉することができる。   FIG. 2 is a sectional view showing a part of the intake system 15 and the exhaust gas recirculation system 30 along the line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a part of the intake system 15 and the exhaust gas recirculation system 30. As shown in FIGS. 2 and 3, the EGR adapter 20 is provided between the throttle body 19 located on the upstream side and the intake manifold 21 located on the downstream side. The EGR adapter 20 is formed with an intake passage 40 that guides intake air from the throttle body 19 to the intake manifold 21. In addition, the EGR adapter 20 is formed with a connection port 41 that opens in the intake passage 40 from the radial direction. An EGR supply path 31 including a supply pipe 33, an expansion chamber 34, and a supply pipe 32 is connected to the connection port 41 of the EGR adapter 20. Then, the EGR gas discharged from the supply pipe 33 of the EGR supply passage 31 to the intake passage 40 of the EGR adapter 20 is mixed with the intake air and distributed from the intake manifold 21 to each intake port 16. The throttle body 19 is a so-called butterfly type throttle body, and has a disc-shaped throttle valve 42 and a valve shaft 43 that supports the throttle valve 42. By driving the valve shaft 43 by a throttle motor (not shown), the throttle valve 42 can be rotated between the closed position shown by the solid line and the open position shown by the broken line. 44 can be opened and closed.

図4(a)はEGRアダプタ20および排気再循環系30の一部を示す断面図である。また、図4(b)は図4(a)のB−B線に沿う断面図であり、図4(c)は図4(a)のC−C線に沿う断面図であり、図4(d)は図4(a)のD−D線に沿う断面図である。図4(a)〜(d)に示すように、排出ガスを案内するEGR供給路(ガス供給路)31は、排気系17に接続される供給配管(導入流路)32と、吸気系15であるEGRアダプタ20に接続される供給配管(放出流路)33と、供給配管32と供給配管33との間に設けられる拡張チャンバ(拡張流路)34と、を有している。ここで、拡張チャンバ34の内径D2は供給配管33の内径D1よりも大きく形成されており、拡張チャンバ34の流路断面積(断面積)A2は供給配管33の流路断面積(断面積)A1よりも大きく形成されている。また、拡張チャンバ34の内径D2は供給配管33の内径D3よりも大きく形成されており、拡張チャンバ34の流路断面積A2は、供給配管32の流路断面積(断面積)A3よりも大きく形成されている。なお、各流路断面積A1,A2,A3とは、供給配管33、拡張チャンバ34および供給配管32の各中心線に直交する流路断面の面積である。   FIG. 4A is a sectional view showing a part of the EGR adapter 20 and the exhaust gas recirculation system 30. 4B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 4A, and FIG. 4C is a sectional view taken along the line C-C of FIG. 4A. FIG. 4D is a sectional view taken along the line D-D in FIG. As shown in FIGS. 4A to 4D, the EGR supply path (gas supply path) 31 for guiding the exhaust gas includes a supply pipe (introduction flow path) 32 connected to the exhaust system 17 and an intake system 15. And an expansion chamber (expansion flow path) 34 provided between the supply piping 32 and the supply piping 33. Here, the inner diameter D2 of the expansion chamber 34 is formed larger than the inner diameter D1 of the supply pipe 33, and the flow passage cross-sectional area (cross-sectional area) A2 of the expansion chamber 34 is the flow passage cross-sectional area (cross-sectional area) of the supply pipe 33. It is formed larger than A1. The inner diameter D2 of the expansion chamber 34 is formed larger than the inner diameter D3 of the supply pipe 33, and the flow passage cross-sectional area A2 of the expansion chamber 34 is larger than the flow passage cross-sectional area (cross-sectional area) A3 of the supply pipe 32. Has been formed. The flow passage cross-sectional areas A1, A2, A3 are the areas of the flow passage cross-sections orthogonal to the center lines of the supply pipe 33, the expansion chamber 34, and the supply pipe 32.

[吸入空気およびEGRガスの混合状況]
続いて、吸入空気およびEGRガスの混合状況について説明する。図5および図6は、吸入空気とEGRガスとの混合過程を濃淡によって示した図である。図5および図6においては、EGRガスの高濃度領域が濃い色で示されており、EGRガスの低濃度領域が薄い色で示されている。また、図5および図6においては、図5(a)、図5(b)、図6(a)、図6(b)の順に、吸入空気とEGRガスとの混合過程が示されている。なお、図5および図6において、スロットルバルブ42は開位置に保持されている。また、図7は、拡張チャンバ34における吸入空気やEGRガスの流れを簡単に示した図である。
[Mixing status of intake air and EGR gas]
Next, the mixed state of intake air and EGR gas will be described. 5 and 6 are diagrams showing the mixing process of the intake air and the EGR gas by shading. 5 and 6, the high concentration region of EGR gas is shown in a dark color, and the low concentration region of EGR gas is shown in a light color. 5 and 6, the mixing process of intake air and EGR gas is shown in the order of FIG. 5(a), FIG. 5(b), FIG. 6(a), and FIG. 6(b). .. Note that in FIGS. 5 and 6, the throttle valve 42 is held in the open position. Further, FIG. 7 is a diagram simply showing the flow of intake air and EGR gas in the expansion chamber 34.

図5(a)および図5(b)に示すように、スロットルボディ19からEGRアダプタ20に流入した吸入空気は、その一部がEGRアダプタ20から拡張チャンバ34に吸引される。また、図5(b)および図6(a)に示すように、拡張チャンバ34に吸引された吸入空気は、拡張チャンバ34においてEGRガスと撹拌された後に、EGRガスと共に拡張チャンバ34からEGRアダプタ20に放出される。そして、図6(a)および図6(b)に示すように、拡張チャンバ34からEGRアダプタ20に放出される吸入空気およびEGRガスの混合ガスは、吸気マニホールド21内において更に吸入空気と混ぜられた後に各吸気ポート16に対して供給される。すなわち、図7に矢印a1〜a3で示すように、スロットルボディ19から吸気マニホールド21に向かう吸入空気の一部は、EGRアダプタ20から拡張チャンバ34に吸引されて撹拌された後に、拡張チャンバ34からEGRアダプタ20に放出される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, a part of the intake air flowing from the throttle body 19 into the EGR adapter 20 is sucked from the EGR adapter 20 into the expansion chamber 34. Further, as shown in FIGS. 5B and 6A, the intake air sucked into the expansion chamber 34 is agitated with the EGR gas in the expansion chamber 34, and then the EGR gas flows from the expansion chamber 34 into the EGR adapter. Released to 20. Then, as shown in FIGS. 6A and 6B, the mixed gas of the intake air and the EGR gas discharged from the expansion chamber 34 to the EGR adapter 20 is further mixed with the intake air in the intake manifold 21. And then supplied to each intake port 16. That is, as shown by arrows a1 to a3 in FIG. 7, a part of the intake air flowing from the throttle body 19 to the intake manifold 21 is sucked from the EGR adapter 20 into the expansion chamber 34 and agitated, and then, from the expansion chamber 34. It is released to the EGR adapter 20.

このように、EGR供給路31の拡張チャンバ34に吸入空気が出入りすることから、吸入空気とEGRガスとの混合を促すことができ、吸入空気とEGRガスとを良く混ぜることができる。これにより、吸入空気に含まれるEGRガスの割合(以下、EGR含有率と記載する。)のバラツキを抑制することができ、各吸気ポート16に対してほぼ均等にEGRガスを供給することができる。また、吸気マニホールド21の近傍にEGR供給路31が接続される場合、つまり吸気ポート16までの距離が短い位置に対してEGRガスが放出される場合であっても、吸入空気とEGRガスとを良く混ぜて吸気ポート16に供給することができる。なお、拡張チャンバ34の吸気系15側の開口部34aには丸め加工が施されており、拡張チャンバ34に対する吸入空気の出入りが促されている。   As described above, since the intake air enters and leaves the expansion chamber 34 of the EGR supply path 31, mixing of the intake air and the EGR gas can be promoted, and the intake air and the EGR gas can be mixed well. As a result, it is possible to suppress variations in the proportion of EGR gas contained in the intake air (hereinafter referred to as the EGR content rate), and it is possible to supply the EGR gas to the intake ports 16 substantially evenly. .. Further, even when the EGR supply passage 31 is connected near the intake manifold 21, that is, even when the EGR gas is discharged to a position where the distance to the intake port 16 is short, the intake air and the EGR gas are separated from each other. It can be mixed well and supplied to the intake port 16. The opening 34a of the expansion chamber 34 on the intake system 15 side is rounded so that intake air can flow in and out of the expansion chamber 34.

前述したように、EGR供給路31の拡張チャンバ34に吸入空気を出入りさせることにより、吸入空気とEGRガスとの混合を促すことが可能であるが、その理由として、吸気系15および排気再循環系30の脈動が考えられる。つまり、吸気系15を流れる吸入空気と、排気再循環系30を流れるEGRガスとは、エンジン11のクランク角に応じて周期的に脈動している。すなわち、吸気系15を構成するEGRアダプタ20の内部圧力と、排気再循環系30を構成する拡張チャンバ34の内部圧力とは、エンジン11のクランク角に応じて周期的に上下に変動している。したがって、EGRアダプタ20の内部圧力が拡張チャンバ34の内部圧力よりも高いタイミングでは、EGRアダプタ20から拡張チャンバ34に吸入空気が移動する状況が発生し、拡張チャンバ34の内部圧力がEGRアダプタ20の内部圧力よりも低いタイミングでは、拡張チャンバ34からEGRアダプタ20に吸入空気が移動する状況が発生する。このような内部圧力の変動状況が周期的に繰り返されることから、EGRアダプタ20と拡張チャンバ34との間で吸入空気が出入りすると考えられる。   As described above, it is possible to promote the mixing of the intake air and the EGR gas by letting the intake air into and out of the expansion chamber 34 of the EGR supply passage 31. The reason is that the intake system 15 and the exhaust gas recirculation are used. Pulsations of system 30 are possible. That is, the intake air flowing through the intake system 15 and the EGR gas flowing through the exhaust gas recirculation system 30 periodically pulsate according to the crank angle of the engine 11. That is, the internal pressure of the EGR adapter 20 forming the intake system 15 and the internal pressure of the expansion chamber 34 forming the exhaust gas recirculation system 30 periodically fluctuate up and down according to the crank angle of the engine 11. .. Therefore, at a timing when the internal pressure of the EGR adapter 20 is higher than the internal pressure of the expansion chamber 34, a situation occurs in which intake air moves from the EGR adapter 20 to the expansion chamber 34, and the internal pressure of the expansion chamber 34 changes to the internal pressure of the EGR adapter 20. At a timing lower than the internal pressure, a situation occurs in which the intake air moves from the expansion chamber 34 to the EGR adapter 20. It is considered that the intake air flows in and out between the EGR adapter 20 and the expansion chamber 34 because such a fluctuation state of the internal pressure is periodically repeated.

また、前述したように、拡張チャンバ34の流路断面積A2は、供給配管33の流路断面積A1よりも大きく形成される。このように、拡張チャンバ34の流路断面積A2を拡大することにより、拡張チャンバ34の容量を確保することができるため、拡張チャンバ34における吸入空気の吸引力を高めるとともに、拡張チャンバ34内における渦の生成を促すことができる。また、換言すれば、供給配管33の流路断面積A1は、拡張チャンバ34の流路断面積A2よりも小さく形成される。このように、供給配管33の流路断面積A1を縮小することにより、EGRアダプタ20と拡張チャンバ34とを接続する流路を絞ることができるため、拡張チャンバ34に出入りする吸入空気の流速を高めることができる。これにより、吸入空気とEGRガスとの混合を促すことができ、吸入空気とEGRガスとを良く混ぜることができる。   Further, as described above, the flow passage cross-sectional area A2 of the expansion chamber 34 is formed larger than the flow passage cross-sectional area A1 of the supply pipe 33. In this way, by expanding the flow passage cross-sectional area A2 of the expansion chamber 34, the capacity of the expansion chamber 34 can be secured, so that the suction force of the intake air in the expansion chamber 34 can be increased and at the same time, the expansion chamber 34 can have a larger suction force. The generation of vortices can be promoted. In other words, the flow passage cross-sectional area A1 of the supply pipe 33 is formed smaller than the flow passage cross-sectional area A2 of the expansion chamber 34. As described above, by reducing the flow passage cross-sectional area A1 of the supply pipe 33, the flow passage connecting the EGR adapter 20 and the expansion chamber 34 can be narrowed, so that the flow velocity of the intake air flowing in and out of the expansion chamber 34 can be reduced. Can be increased. As a result, mixing of the intake air and the EGR gas can be promoted, and the intake air and the EGR gas can be mixed well.

また、拡張チャンバ34に対する吸入空気の出入りを促すためには、拡張チャンバ34を、EGR供給路31の下流側、つまり吸気系15を構成するEGRアダプタ20の近傍に設けることが望ましい。このため、図2や図4(a)に示すように、EGR供給路31の供給配管33は短く形成されており、拡張チャンバ34はEGRアダプタ20の近傍に設けられている。また、換言すれば、拡張チャンバ34がEGRアダプタ20の近傍に設けられることから、供給配管33によって区画される放出流路の容積つまり体積は、拡張チャンバ34によって区画される拡張流路の体積よりも小さく設定されている。   Further, in order to promote the inflow and outflow of the intake air to and from the expansion chamber 34, it is desirable to provide the expansion chamber 34 on the downstream side of the EGR supply path 31, that is, in the vicinity of the EGR adapter 20 forming the intake system 15. Therefore, as shown in FIG. 2 and FIG. 4A, the supply pipe 33 of the EGR supply passage 31 is formed short, and the expansion chamber 34 is provided near the EGR adapter 20. In other words, since the expansion chamber 34 is provided in the vicinity of the EGR adapter 20, the volume of the discharge flow path partitioned by the supply pipe 33, that is, the volume is larger than the volume of the expansion flow path partitioned by the expansion chamber 34. Is also set small.

[比較例]
続いて、比較例としてのガス還流装置100を例に挙げて、実施例のガス還流装置10の効果について説明する。ここで、図8は比較例としてのガス還流装置100を示す断面図である。なお、図8において、図2に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、図9および図10は実施例と比較例とのEGRバラツキ率を比較して示す比較図である。図9にはスロットルバルブ42が開位置に保持された状態でのEGRバラツキ率が示されており、図10にはスロットルバルブ42が閉位置(具体的にはバルブ開度20deg程度の閉側)に保持された状態でのEGRバラツキ率が示されている。なお、図9および図10に示されるEGRバラツキ率とは、吸入空気全体のEGR含有率と、個々の吸気ポート16に供給される吸入空気のEGR含有率との差である。つまり、EGRバラツキ率が「0」に近づくほど、各吸気ポート16に供給される吸入空気のEGR含有率が等しくなり、EGR含有率のバラツキが抑制されることを意味する。
[Comparative example]
Next, the effect of the gas recirculation device 10 of the embodiment will be described by taking the gas recirculation device 100 as a comparative example as an example. Here, FIG. 8 is a cross-sectional view showing a gas recirculation device 100 as a comparative example. In FIG. 8, the same members as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 9 and 10 are comparative diagrams showing the EGR variation rates of the example and the comparative example in comparison. FIG. 9 shows the EGR variation rate when the throttle valve 42 is held in the open position, and FIG. 10 shows the throttle valve 42 in the closed position (specifically, on the closed side with a valve opening of about 20 deg). The EGR variation rate in the state of being held at is shown. The EGR variation rate shown in FIGS. 9 and 10 is the difference between the EGR content rate of the entire intake air and the EGR content rate of the intake air supplied to each intake port 16. That is, the closer the EGR variation rate is to “0”, the more equal the EGR content rate of the intake air supplied to each intake port 16, and the more the EGR content rate variation is suppressed.

図8に示すように、比較例としてのガス還流装置100は、吸気マニホールド21とスロットルボディ19との間に設けられるEGRアダプタ20を有している。EGRアダプタ20の接続ポート41には、流路断面積が一定の供給配管101からなるEGR供給路102が接続されている。このように、EGRアダプタ20に対して単に供給配管101を接続した場合には、供給配管101に対して吸入空気を出入りさせることが困難であるため、吸入空気とEGRガスとの混合を促すことが困難である。このため、図9に示すように、比較例のガス還流装置100においては、各吸気ポート16のEGRバラツキ率に大きな差が生じている。これに対し、実施例のガス還流装置10においては、前述したように、EGR供給路31に拡張チャンバ34を設けるようにしたので、吸入空気とEGRガスとの混合を促すことができ、各吸気ポート16のEGRバラツキ率を互いに近づけることができる。   As shown in FIG. 8, the gas recirculation device 100 as a comparative example has an EGR adapter 20 provided between the intake manifold 21 and the throttle body 19. To the connection port 41 of the EGR adapter 20, an EGR supply path 102 composed of a supply pipe 101 having a constant flow passage cross-sectional area is connected. As described above, when the supply pipe 101 is simply connected to the EGR adapter 20, it is difficult to let the intake air flow in and out of the supply pipe 101, and therefore, the mixing of the intake air and the EGR gas is promoted. Is difficult. Therefore, as shown in FIG. 9, in the gas recirculation device 100 of the comparative example, a large difference occurs in the EGR variation rate of each intake port 16. On the other hand, in the gas recirculation device 10 of the embodiment, as described above, since the expansion chamber 34 is provided in the EGR supply path 31, it is possible to promote the mixing of the intake air and the EGR gas, and each intake air The EGR variation rates of the ports 16 can be made close to each other.

なお、図10に示すように、スロットルバルブ42が閉位置に保持された場合には、実施例のガス還流装置10と比較例のガス還流装置100との差が現れ難くなる。その理由として、スロットルバルブ42が閉位置に保持された場合には、EGRアダプタ20や吸気マニホールド21の圧力が下がり易くなるため、EGRアダプタ20から拡張チャンバ34に吸入空気が移動し難くなることが考えられる。しかしながら、図10に示すように、スロットルバルブ42が閉位置に保持される状況とは、吸入空気の流速が低下することから吸入空気とEGRガスとが混ざり易い状況であるため、実施例のガス還流装置10においても、各吸気ポート16のEGRバラツキ率は互いに近づくことになる。   As shown in FIG. 10, when the throttle valve 42 is held in the closed position, the difference between the gas recirculation device 10 of the embodiment and the gas recirculation device 100 of the comparative example is less likely to appear. The reason is that when the throttle valve 42 is held in the closed position, the pressure of the EGR adapter 20 and the intake manifold 21 is likely to drop, so that it is difficult for intake air to move from the EGR adapter 20 to the expansion chamber 34. Conceivable. However, as shown in FIG. 10, the situation in which the throttle valve 42 is held in the closed position is a situation in which the intake air and the EGR gas are easily mixed because the flow velocity of the intake air decreases, so Also in the recirculation device 10, the EGR variation rates of the intake ports 16 approach each other.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、EGRアダプタ20にEGR供給路31を接続しているが、これに限られることはなく、吸気マニホールド21等の吸気系15を構成する他の部材にEGR供給路31を接続しても良い。また、前述の説明では、EGR供給路31に設けられる拡張チャンバ34として、円柱形状の拡張チャンバを採用しているが、これに限られることはなく、球形状や角柱形状等の他の形状の拡張チャンバを採用しても良い。また、図示する例では、供給配管32,33や拡張チャンバ34は、それぞれ別部材によって構成されているが、これに限られることはなく、供給配管32,33や拡張チャンバ34を一体に形成しても良い。   It is needless to say that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment and can be variously modified without departing from the scope of the invention. In the above description, the EGR supply passage 31 is connected to the EGR adapter 20, but the EGR supply passage 31 is not limited to this, and the EGR supply passage 31 is connected to other members constituting the intake system 15, such as the intake manifold 21. May be. Further, in the above description, a cylindrical expansion chamber is adopted as the expansion chamber 34 provided in the EGR supply path 31, but the expansion chamber is not limited to this, and it may have another shape such as a spherical shape or a prismatic shape. An expansion chamber may be adopted. Further, in the illustrated example, the supply pipes 32 and 33 and the expansion chamber 34 are configured by separate members, but the present invention is not limited to this, and the supply pipes 32 and 33 and the expansion chamber 34 are integrally formed. May be.

図示する例では、拡張チャンバ34の中心に供給配管32,33が接続されているが、これに限られることはなく、拡張チャンバ34の中心から外れる位置に供給配管32,33を接続しても良い。また、図示する例では、供給配管32や供給配管33の流路断面積は、各部位においてほぼ一定に保持されているが、これに限られることはなく、供給配管32や供給配管33の流路断面積を部位に応じて変化させても良い。また、図示する例では、供給配管32と供給配管33との流路断面積は同一であるが、これに限られることはなく、供給配管32と供給配管33との流路断面積を互いに異なる大きさに設定しても良い。また、図示する例では、拡張チャンバ34の吸気系15側の開口部34aに丸め加工が施されているが、これに限られることはなく、拡張チャンバ34や供給配管33の他の部位に丸め加工や面取り加工を施しても良い。   In the illustrated example, the supply pipes 32 and 33 are connected to the center of the expansion chamber 34, but the present invention is not limited to this, and the supply pipes 32 and 33 may be connected to positions outside the center of the expansion chamber 34. good. Further, in the illustrated example, the flow passage cross-sectional areas of the supply pipe 32 and the supply pipe 33 are held substantially constant at each portion, but the present invention is not limited to this, and the flow of the supply pipe 32 or the supply pipe 33 is not limited to this. The road cross-sectional area may be changed depending on the part. In the illustrated example, the supply pipe 32 and the supply pipe 33 have the same flow passage cross-sectional area, but the present invention is not limited to this, and the supply pipe 32 and the supply pipe 33 have different flow passage cross-sectional areas. You may set it to the size. Further, in the illustrated example, the opening 34a on the intake system 15 side of the expansion chamber 34 is rounded, but the present invention is not limited to this, and the expansion chamber 34 and the other portion of the supply pipe 33 are rounded. Processing or chamfering may be performed.

10 ガス還流装置
11 エンジン
15 吸気系
17 排気系
19 スロットルボディ
21 吸気マニホールド
31 EGR供給路(ガス供給路)
32 供給配管(導入流路)
33 供給配管(放出流路)
34 拡張チャンバ(拡張流路)
A1 流路断面積(断面積)
A2 流路断面積(断面積)
A3 流路断面積(断面積)
10 gas recirculation device 11 engine 15 intake system 17 exhaust system 19 throttle body 21 intake manifold 31 EGR supply path (gas supply path)
32 supply piping (introduction flow path)
33 Supply pipe (release channel)
34 Expansion chamber (expansion flow path)
A1 Channel cross-sectional area (cross-sectional area)
A2 Channel cross-sectional area (cross-sectional area)
A3 flow path cross-sectional area (cross-sectional area)

Claims (4)

エンジンの排気系から吸気系に排出ガスを供給するガス還流装置であって、
前記吸気系に設けられ、前記エンジンの各吸気ポートに吸入空気を分配する吸気マニホールドと、
前記吸気系に設けられ、吸入空気の流量を調整するスロットルボディと、
前記吸気系に設けられ、前記吸気マニホールドと前記スロットルボディとの間に挟まれるアダプタと、
前記排気系と前記アダプタとに接続され、前記排気系から前記アダプタに排出ガスを供給するガス供給路と、
を有し、
前記ガス供給路は、前記排気系に接続される第1供給配管と、前記アダプタに接続される第2供給配管と、前記第1供給配管と前記第2供給配管との間に設けられる円筒形状の拡張チャンバと、を備え、
前記拡張チャンバ内に区画される拡張流路の断面積は、前記第2供給配管内に区画される放出流路の断面積よりも大きく、
前記第1供給配管内に区画される導入流路の開口部と、前記第2供給配管内に区画される前記放出流路の開口部とが、同心状に配置されている、ガス還流装置。
A gas recirculation device for supplying exhaust gas from an engine exhaust system to an intake system,
An intake manifold provided in the intake system for distributing intake air to each intake port of the engine;
A throttle body provided in the intake system for adjusting the flow rate of intake air;
An adapter provided in the intake system and sandwiched between the intake manifold and the throttle body,
A gas supply path connected to the exhaust system and the adapter, for supplying exhaust gas from the exhaust system to the adapter;
Have
The gas supply passage has a cylindrical shape provided between the first supply pipe connected to the exhaust system, the second supply pipe connected to the adapter , and the first supply pipe and the second supply pipe. And an expansion chamber of
The cross-sectional area of the expansion passage which is defined in the expansion chamber is much larger than the cross-sectional area of the discharge passage is partitioned into the second feed in the pipe,
A gas recirculation device , wherein an opening of the introduction flow path partitioned into the first supply pipe and an opening of the discharge flow path partitioned into the second supply pipe are concentrically arranged .
請求項1に記載のガス還流装置において、
前記拡張流路の断面積は、前記第1供給配管内に区画される導入流路の断面積よりも大きい、ガス還流装置。
The gas recirculation apparatus according to claim 1,
The gas recirculation device, wherein the cross-sectional area of the expansion flow path is larger than the cross-sectional area of the introduction flow path defined in the first supply pipe.
請求項1または2に記載のガス還流装置において、
前記第2供給配管は、前記吸気マニホールドよりも上流側の前記吸気系に接続される、ガス還流装置。
The gas recirculation device according to claim 1 or 2,
The gas recirculation device, wherein the second supply pipe is connected to the intake system on the upstream side of the intake manifold.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のガス還流装置において、
前記アダプタは、
吸入空気を案内する吸気流路と、
前記吸気流路に径方向から開口する接続ポートと、
を有し、
前記第2供給配管は、前記接続ポートに取り付けられている、ガス還流装置。
In the gas recirculation device according to any one of claims 1 to 3,
The adapter is
An intake passage for guiding intake air,
A connection port opening from the radial direction to the intake passage,
Have
Said second feed pipe, that is attached to the connection port, the gas recirculation system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7371567B2 (en) * 2020-04-24 2023-10-31 スズキ株式会社 engine intake system
CN111486030A (en) * 2020-06-10 2020-08-04 安徽腾达汽车科技有限公司 Exhaust gas circulating valve chamber
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03106158U (en) * 1990-02-17 1991-11-01
JPH03114563U (en) * 1990-03-08 1991-11-25
JP3367574B2 (en) * 1994-02-15 2003-01-14 日産ディーゼル工業株式会社 Exhaust gas recirculation system
JP3937612B2 (en) * 1998-11-24 2007-06-27 いすゞ自動車株式会社 Multi-cylinder engine EGR device
JP2001207918A (en) * 2000-01-26 2001-08-03 Daihatsu Motor Co Ltd Exhaust gas circulating device to air intake manifold in internal combustion engine
JP2002089376A (en) * 2000-09-08 2002-03-27 Mitsubishi Motors Corp Egr device
JP4075653B2 (en) * 2003-03-20 2008-04-16 日産自動車株式会社 Engine intake manifold
JP2005188314A (en) * 2003-12-24 2005-07-14 Nissan Motor Co Ltd Exhaust recirculation device for engine
JP2007187057A (en) * 2006-01-12 2007-07-26 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
JP2010255599A (en) * 2009-04-28 2010-11-11 Toyota Motor Corp Egr device for internal combustion engine

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