JP7453493B2 - 排気ガス再循環装置およびエンジン - Google Patents

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Description

本発明は、排気還流手段を流れるエンジンの排気とエンジンの吸気との差圧を検出する差圧検出手段を有する排気ガス再循環装置およびエンジンに関する。
特許文献１には、内燃機関の排気浄化装置が開示されている。特許文献１に記載された差圧センサ本体部は、排気ガスを通すための差圧検出用通路と接続通路とを介して、ＥＧＲ通路に接続されている。
しかし、差圧検出用通路と接続通路とが狭い場合には、高温の排気ガスが冷えないまま差圧検出用通路と接続通路とを通って差圧センサ本体部に到達する。そうすると、排気ガスに含まれる水蒸気が、差圧センサ本体部あるいは差圧センサ本体部の近傍において結露するおそれがある。排気ガスに含まれる水蒸気が結露して凝縮水（すなわち結露水）が差圧センサ本体部において生じたり差圧センサ本体部に入り込んだりすると、凝縮水が、差圧センサ本体部の回路基板に付着するおそれがある。そうすると、差圧センサ本体部の回路基板が、凝縮水により破損するおそれがある。
また、差圧検出用通路と接続通路とが狭い場合において、排気ガスに含まれる煤が差圧検出用通路と接続通路とに入り込むと、差圧検出用通路と接続通路とが閉塞するおそれがある。差圧検出用通路と接続通路とが閉塞すると、ＥＧＲ通路を流れる排気と吸気との差圧を正確に検出できないおそれがある。
特開２０１７－４０２２４号公報
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、差圧検出手段が破損することを抑えることができ、差圧検出手段が正確な差圧を検出できる排気ガス再循環装置およびエンジンを提供することを目的とする。
前記課題は、エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、を備え、前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、を有することを特徴とする本発明に係る排気ガス再循環装置により解決される。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気還流手段に設けられたスペーサは、孔と、排気圧取得部と、を有する。スペーサの孔は、排気還流手段を流れる排気を通す。スペーサの排気圧取得部は、孔と、スペーサから取り出された排気の圧力を差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、に接続され、スペーサの孔を通る排気の圧力を取り出して排気圧取得経路に伝える。また、スペーサの排気圧取得部は、排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する。そのため、排気圧取得部に存在する排気は、排気圧取得部の空間部に一時的に滞留し冷やされる。そのため、排気に含まれる水蒸気が差圧検出手段あるいは差圧検出手段の近傍において結露することを抑え、スペーサの排気圧取得部あるいはスペーサの排気圧取得部の近傍において排気に含まれる水蒸気を結露させることができる。これにより、凝縮水（結露水）が差圧検出手段の回路基板に付着することを抑え、差圧検出手段が破損することを抑えることができる。
また、前述した通り、スペーサの排気圧取得部は、排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する。そのため、排気に含まれる煤が排気圧取得部に入り込んだ場合であっても、排気圧取得部の流路が煤により閉塞することを抑えることができる。これにより、差圧検出手段は、排気還流手段を流れる排気と吸気分配手段に流れる吸気との差圧を正確に検出することができる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記空間部および前記排気圧取得経路の少なくともいずれかは、前記エンジンの冷却ファンから送られる風に晒される位置に設けられたことを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得部の空間部および排気圧取得経路の少なくともいずれかがエンジンの冷却ファンから送られる風に晒される位置に設けられているため、排気は、排気圧取得部の空間部および排気圧取得経路の少なくともいずれかにおいてより確実に冷やされる。そのため、排気に含まれる水蒸気が差圧検出手段あるいは差圧検出手段の近傍において結露することをより確実に抑え、スペーサの排気圧取得部あるいはスペーサの排気圧取得部の近傍において排気に含まれる水蒸気をより確実に結露させることができる。これにより、凝縮水が差圧検出手段の回路基板に付着することをより一層抑え、差圧検出手段が破損することをより一層抑えることができる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記排気圧取得部は、前記空間部から前記孔に向かって下り勾配になっていることを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得部が空間部からスペーサの孔に向かって下り勾配になっているため、スペーサの排気圧取得部において生じた凝縮水は、空間部からスペーサの孔に向かって流れる。そのため、凝縮水が差圧検出手段の回路基板に付着することをより一層抑え、差圧検出手段が破損することをより一層抑えることができる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気の流れに対して交差する方向に形成され前記排気の流れ方向に沿ってみたとき前記排気圧取得部の入口を覆う壁部を有することを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、スペーサの壁部が、排気還流手段を流れる排気の流れに対して交差する方向に形成されており、排気の流れ方向に沿ってみたとき排気圧取得部の入口を覆う。そのため、排気圧取得部の流路が煤により閉塞することをより一層抑えることができる。これにより、差圧検出手段は、排気還流手段を流れる排気と吸気分配手段に流れる吸気との差圧をより正確に検出することができる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記排気圧取得経路は、前記差圧検出手段から前記スペーサに向かって下り勾配になっていることを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得経路が差圧検出手段からスペーサに向かって下り勾配になっているため、排気圧取得経路において生じた凝縮水は、排気圧取得経路からスペーサに向かって流れる。そのため、凝縮水が差圧検出手段の回路基板に付着することをより一層抑え、差圧検出手段が破損することをより一層抑えることができる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記排気圧取得経路は、前記排気圧取得部に接続されるとともに前記スペーサに対して着脱可能に固定される金属パイプと、前記金属パイプと前記差圧検出手段とを接続する可撓性を有する接続パイプと、を有することを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、排気圧取得経路の金属パイプに存在する排気は、金属パイプを介して金属パイプの外部に熱を放出しやすく、金属パイプにおいてより確実に冷やされる。そのため、排気に含まれる水蒸気が差圧検出手段あるいは差圧検出手段の近傍において結露することをより確実に抑え、金属パイプにおいて排気に含まれる水蒸気をより確実に結露させることができる。これにより、凝縮水が差圧検出手段の回路基板に付着することをより一層抑え、差圧検出手段が破損することをより一層抑えることができる。また、金属パイプと差圧検出手段とを接続する接続パイプは、可撓性を有するため、可撓性を有しない硬い材質のパイプを用いるのに比べて、金属パイプの位置と差圧検出手段との位置に柔軟に対応し、金属パイプと差圧検出手段とを容易に接続できる。
本発明に係る排気ガス再循環装置において、好ましくは、前記スペーサの前記孔の内径は、前記排気還流手段の内径よりも大きいことを特徴とする。
本発明に係る排気ガス再循環装置によれば、スペーサが排気還流手段の途中に配置されても、排気還流手段を流れる排気ガスの流れを阻害しないので、差圧を正確に検出できる。
また、前記課題は、排気ガス再循環装置を備えるエンジンであって、前記排気ガス再循環装置は、前記エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、を有し、前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、を有することを特徴とする本発明に係るエンジンにより解決される。
本発明に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジンによれば、排気ガス再循環装置の排気還流手段に設けられたスペーサは、孔と、排気圧取得部と、を有する。スペーサの孔は、排気還流手段を流れる排気を通す。スペーサの排気圧取得部は、孔と、スペーサから取り出された排気の圧力を差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、に接続され、スペーサの孔を通る排気の圧力を取り出して排気圧取得経路に伝える。また、スペーサの排気圧取得部は、排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する。そのため、排気圧取得部に存在する排気は、排気圧取得部の空間部に一時的に滞留し冷やされる。そのため、排気に含まれる水蒸気が差圧検出手段あるいは差圧検出手段の近傍において結露することを抑え、スペーサの排気圧取得部あるいはスペーサの排気圧取得部の近傍において排気に含まれる水蒸気を結露させることができる。これにより、凝縮水（結露水）が差圧検出手段の回路基板に付着することを抑え、差圧検出手段が破損することを抑えることができる。
また、前述した通り、スペーサの排気圧取得部は、排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する。そのため、排気に含まれる煤が排気圧取得部に入り込んだ場合であっても、排気圧取得部の流路が煤により閉塞することを抑えることができる。これにより、差圧検出手段は、排気還流手段を流れる排気と吸気分配手段に流れる吸気との差圧を正確に検出することができる。
本発明によれば、差圧検出手段が破損することを抑えることができ、差圧検出手段が正確な差圧を検出できる排気ガス再循環装置およびエンジンを提供することができる。
本発明の実施形態に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジンを示す模式図である。 本実施形態に係る排気ガス再循環装置を有するエンジンの外観を示す斜視図である。 図２の排気ガス再循環装置の付近を拡大して示す斜視図である。 本実施形態に係る排気ガス再循環装置の排気圧取得経路等を示す側面図である。 本実施形態のスペーサの構造例を示す斜視図である。 図５に示すスペーサのＢ－Ｂ線における垂直方向の断面図である。 本実施形態の排気圧取得経路を示す斜視図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジンを示す模式図である。
まず、本実施形態に係る排気ガス再循環装置を備えるエンジン１の概要を説明する。図１に示すエンジン１は、内燃機関であって、例えば産業用ディーゼルエンジンである。エンジン１は、例えばターボチャージ付きの過給式の高出力な４気筒エンジン等の立型の直列の多気筒エンジンである。エンジン１は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両等に搭載される。
図１に示すエンジン１は、シリンダヘッド２と、吸気マニホールド（インテークマニホールド）３と、排気マニホールド（エキゾーストマニホールド）４と、ターボチャージャ５と、インテークスロットルバルブ（吸気調整部）６と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット、制御部）１００を含む吸気量測定装置２００と、排気ガス再循環装置６００と、冷却ファンＦと、を備える。排気ガス再循環装置６００は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気ガス再循環）バルブ７と、ＥＧＲ冷却器８と、を有する。なお、「マニホールド」は、「マニホルド」とも呼ばれる。また、本実施形態のＥＣＵ１００は、本発明の「制御部」の一例である。
エンジン１のシリンダヘッド２は、例えば、第１気筒１１と、第２気筒１２と、第３気筒１３と、第４気筒１４と、を有する立型の直列の多気筒エンジンのシリンダヘッドである。本願明細書では、複数の気筒が並んだ方向すなわちクランク軸が延びた方向に沿ってみたとき、インテークスロットルバルブ６を通過した吸気ＡＲと、ＥＧＲバルブ７を通過した排気還流ガスＥＣＧと、が互いに混合される部位（混合部）２４から遠い位置に設けられた気筒から近い位置に設けられた気筒に向かって順に、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒と称することにする。ＥＧＲバルブ７は、排気還流ガスＥＣＧの供給量を調整する調整手段の例である。
図１に示すように、吸気マニホールド３は、エンジン１の各気筒に吸気を分配する吸気分配手段の一例である。吸気マニホールド３の第１枝部としての第１枝管３１と第２枝部としての第２枝管３２と第３枝部としての第３枝管３３と第４枝部としての第４枝管３４とは、本管３５から分岐し、第１気筒１１と第２気筒１２と第３気筒１３と第４気筒１４とに対して、それぞれ接続されている。第１気筒１１と第２気筒１２と第３気筒１３と第４気筒１４との各燃焼室には、燃料噴射弁１５が設けられている。燃料噴射弁１５は、コモンレール１６に接続されている。図示しない燃料タンクの燃料は、燃料ポンプの動作により、コモンレール１６に送られる。コモンレール１６は、ＥＣＵ１００の制御により、燃料ポンプから送られてくる燃料を蓄圧する。コモンレール１６において蓄圧された燃料は、各燃料噴射弁１５から各燃焼室内に噴射される。
（ターボチャージャ５）
図１に示すように、ターボチャージャ５は、タービン５Ｔとブロア５Ｂとを有し、吸気マニホールド３へ送る吸気を過給する。すなわち、ブロア５Ｂの部分は、吸気配管２０と吸気通路２１とに接続されている。吸気通路２１は、インテークスロットルバルブ６を介して、吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に接続されている。タービン５Ｔの部分は、排気通路４Ｂに接続されている。排気マニホールド４の排気通路４Ｂを通して導かれた排気がターボチャージャ５のタービン５Ｔに供給されると、タービン５Ｔとブロア５Ｂとは、高速回転する。ブロア５Ｂが高速回転することで、ターボチャージャ５のブロア５Ｂに供給され圧縮された吸気ＡＲは、吸気通路２１を通じて吸気マニホールド３へ過給される。
タービン５Ｔから排出された排気ガスＥＧは、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ：ディーゼル微粒子捕集フィルタ）１９等を介してエンジン１の外部へ排出される。
図１に示すように、ＥＧＲガス経路２３は、排気還流ガスＥＣＧを吸気側の部位２４へ還流させるための排気還流経路である。ＥＧＲガス経路２３の一端部としての始端部２３Ｍは、排気マニホールド４に接続されている。あるいは、ＥＧＲガス経路２３の始端部２３Ｍは、排気マニホールド４とタービン５Ｔとの間における排気通路４Ｂに接続されていてもよい。ＥＧＲガス経路２３の末端部２３Ｎは、インテークスロットルバルブ６と吸気マニホールド３の始端部３５１との間におけるインレットフランジ２２に接続されている。ＥＧＲガス経路２３には、ＥＧＲバルブ７と、ＥＧＲ冷却器（ＥＧＲクーラー）８と、が設けられている。ＥＧＲ冷却器８は、ＥＧＲガス経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧを冷却する冷却手段の一例である。ＥＧＲガス経路２３は、排気還流ガスＥＣＧを還流させる排気還流経路の一例である。
ＥＣＵ１００は、インテークスロットルバルブ６と、ＥＧＲバルブ７と、コモンレール１６等の動作を制御する。インテークスロットルバルブ６は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいて、ＥＣＵ１００の指令により、吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に供給する吸気ＡＲの供給量を制御する。ＥＧＲバルブ７は、ＥＣＵ１００の指令により、排気マニホールド４からＥＧＲガス経路２３を経て、吸気マニホールド３のインレットフランジ２２に供給する排気還流ガスＥＣＧの供給量を調整する。
（吸気量測定装置２００）
次に、吸気量測定装置２００について、図１を参照して説明する。
吸気量測定装置２００は、圧力センサ２０１と、温度センサ２０２と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、ＥＣＵ１００と、を有する。圧力センサ２０１は、吸気の圧力を検出して演算部であるＥＣＵ１００に伝達する。本実施形態の圧力センサ２０１は、本発明の「圧力検出手段」の一例である。本実施形態の温度センサ２０２は、本発明の「温度検出手段」の一例である。本実施形態のＥＧＲ差圧センサ２０３は、本発明の「差圧検出手段」の一例である。
圧力センサ２０１は、吸気マニホールド３内に設置された第１測定部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。具体的には、配管などの吸気圧取得経路２３０が、吸気マニホールド３と、圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３と、に接続されている。圧力センサ２０１は、吸気圧取得経路２３０を通して取り出され伝わった第１測定部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出する。混合吸気ＣＹＬは、インテークスロットルバルブ６を通過した吸気ＡＲと、ＥＧＲバルブ７を通過した排気還流ガスＥＣＧと、が互いに混合されたガスである。
温度センサ２０２は、吸気マニホールド３内に設置され、吸気マニホールド３内の混合吸気ＣＹＬの温度Ｔｉを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。
ＥＧＲ差圧センサ２０３は、第１測定部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、ＥＧＲガス経路２３内に設置された第２測定部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、の差圧ＰＰを検出して、ＥＣＵ１００に伝達する。具体的には、図１に表したように、吸気圧取得経路２３０は、吸気マニホールド３から圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３に向って、圧力センサ２０１に接続された部分と、ＥＧＲ差圧センサ２０３に接続された部分と、に分岐している。
上述したように、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、吸気圧取得経路２３０を通して取り出され伝わった第１測定部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉに基づいて差圧ＰＰを検出する。つまり、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、圧力センサ２０１により圧力Ｐｉが検出される混合吸気ＣＹＬと同じ位置にある混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉに基づいて、差圧ＰＰを検出する。言い換えれば、圧力センサ２０１およびＥＧＲ差圧センサ２０３は、吸気マニホールド３内において互いに時間的に同期した第１測定部２１３における混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉを検出する。
また、第２測定部２２３は、ＥＧＲ冷却器８とＥＧＲバルブ７との間におけるＥＧＲガス経路２３内に設置される。具体的には、配管などの排気圧取得経路５００が、ＥＧＲガス経路２３と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、に接続されている。ＥＧＲ差圧センサ２０３は、排気圧取得経路５００を通して取り出され伝わった第２測定部２２３における排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいて差圧ＰＰを検出する。排気圧取得経路５００の好ましい構造例は、後で説明する。
（排気ガス再循環装置６００）
次に、排気ガス再循環装置６００について、図１から図４を参照して説明する。
図２は、本実施形態に係る排気ガス再循環装置を有するエンジンの外観を示す斜視図である。
図３は、図２の排気ガス再循環装置の付近を拡大して示す斜視図である。
図４は、本実施形態に係る排気ガス再循環装置の排気圧取得経路等を示す側面図である。
図１および図２に表したように、排気ガス再循環装置６００は、上述したＥＧＲガス経路２３と、ＥＧＲ差圧センサ２０３と、スペーサ４００と、排気圧取得経路５００と、を有する。すでに説明したように、ＥＧＲガス経路２３は、エンジン１の排気ガスＥＧの一部を排気還流ガスＥＣＧとして吸気マニホールド３内に還流する。ＥＧＲ差圧センサ２０３は、すでに説明したように、図１に示すエンジン１の排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅと、エンジン１の気筒に分配する混合吸気ＣＹＬの圧力Ｐｉと、に基づいた差圧ＰＰを検出する。
図１に表したように、スペーサ４００は、排気還流手段であるＥＧＲガス経路２３の途中の位置であって、ＥＧＲバルブ７の始端部７Ｎと、ＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍと、の間の位置に、着脱可能に装着されている。排気圧取得経路５００の一端部は、スペーサ４００に接続されている。排気圧取得経路５００の他端部は、差圧検出手段であるＥＧＲ差圧センサ２０３に接続されている。
排気圧取得経路５００は、スペーサ４００を通して取り出された排気還流ガスＥＣＧの圧力ＰｅをＥＧＲ差圧センサ２０３に伝える圧力伝達経路である。図３および図４に表したように、排気圧取得経路５００は、スペーサ４００に接続された第１部分としての金属パイプ５０１と、金属パイプ５０１とＥＧＲ差圧センサ２０３とを接続し可撓性を有する第２部分としての接続パイプ５０２と、を有する。金属パイプ５０１は、例えばステンレスや鉄等の耐熱性を有する金属により作られている。あるいは、金属パイプ５０１は、例えば銅などの比較的高い熱伝導率を有する金属により作られていてもよい。接続パイプ５０２は、可撓性を有する熱に強いエンジニアリングプラスチックやゴム等により作られている。
図５は、本実施形態のスペーサの構造例を示す斜視図である。
図６は、図５に示すスペーサのＢ－Ｂ線における垂直方向の断面図である。
図１に表したように、スペーサ４００は、ＥＧＲガス経路２３の途中の位置であって、ＥＧＲバルブ７と、ＥＧＲ冷却器８と、の間の位置に、着脱可能に装着されていることで、図５の矢印で示すように、排気還流ガスＥＣＧの流れの途中に配置されている。より具体的には、スペーサ４００は、ＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍと、ＥＧＲバルブ７の始端部７Ｎと、の間であって、末端部８Ｍ寄りに配置されている。
図５および図６に表したように、スペーサ４００は、エンジン１の大型化を防ぐために、矢印で示す排気還流ガスＥＣＧの流れ方向に関して、できる限り薄い肉厚（例えば、１０ｍｍ程度の肉厚）になるように形成されている。これにより、ＥＧＲガス経路２３の長さを抑えることができ、エンジン１の大型化を抑制できる。
ところで、図１に表したＥＧＲ差圧センサ２０３が、スペーサ４００と排気圧取得経路５００とを用いて、ＥＧＲ冷却器８とＥＧＲバルブ７との間から取り出された排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいて差圧ＰＰを検出する理由の一つは、ＥＧＲ冷却器８の劣化を検知できるようにするためである。例えば、ＥＧＲ冷却器８が少しでも粒子状物質により閉塞すると、ＥＧＲ冷却器８と、ＥＧＲ冷却器８よりも下流側に設けられたＥＧＲバルブ７と、の間にある排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいた差圧ＰＰの値が変化する。このため、排気圧取得経路５００が、ＥＧＲ冷却器８の下流側の末端部８Ｍと、ＥＧＲバルブ７の上流側である始端部７Ｎと、の間に設けられたスペーサ４００に直接接続されている。ＥＧＲ差圧センサ２０３は、スペーサ４００を通る排気還流ガスＥＣＧの圧力Ｐｅに基づいて差圧ＰＰを検出する。
図５および図６に表したように、スペーサ４００は、略長方形状を有する本体部４１０と、本体部４１０に連続して形成されている取付け部４１５と、を有する。取付け部４１５は、排気還流ガスＥＣＧの流れ方向と直交する方向である側方に本体部４１０から突出して形成されている。
本体部４１０は、排気還流ガスＥＣＧを通すガス通し孔４０１と、２つの取り付け用孔４０２，４０３と、を有する。本実施形態のガス通し孔４０１は、本発明の「孔」の一例である。また、本体部４１０は、ガス通し孔４０１の一部を塞ぐように設けられた壁部４２０を有する。
取付け部４１５は、排気圧取得部４４０を内部に有する。排気圧取得部４４０は、ガス通し孔４０１と排気圧取得経路５００とに接続され、ガス通し孔４０１を通る排気還流ガスＥＣＧの圧力を取り出して排気圧取得経路５００に伝える。また、排気圧取得部４４０は、略直方体形状の空間部４４１を有する。図５に表したように、空間部４４１の流路断面積Ｓ１は、排気圧取得経路５００の流路断面積Ｓ２よりも広い。図６に表したように、排気圧取得部４４０は、空間部４４１からガス通し孔４０１に向かって下り勾配になっている。具体的には、排気圧取得部４４０は、空間部４４１からガス通し孔４０１に向かって本体部４１０の下側面部４１６に対して角度θだけ傾斜するように延びている。
図５および図６に表した取り付け用孔４０２，４０３は、例えば図１に示すＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍに設けられた図示しない位置決めスタッドを通す。これにより、スペーサ４００は、スタッドを用いてＥＧＲ冷却器８の末端部８Ｍに位置決めされ固定されている。
また、上述したように、取付け部４１５は、本体部４１０の側面部４１７から排気還流ガスＥＣＧの流れ方向とは交差する方向（側方）に突出して形成されている。このため、図３に表すように、取付け部４１５は、冷却ファンＦが発生する冷風ＣＬＬにより効率よく冷却できる位置にある。つまり、取付け部４１５の内部に設けられた排気圧取得部４４０の空間部４４１は、冷却ファンＦから送られる冷風ＣＬＬに晒される位置に設けられている。取付け部４１５は、フランジ部４１９を有している。フランジ部４１９の両端部には、２つのねじ通し孔４１８が設けられている。
図７は、本実施形態の排気圧取得経路を示す斜視図である。
図４および図７に表したように、排気圧取得経路５００の金属パイプ５０１の一端部５０１Ｂにはフランジ部５２０が設けられている。図５および図７に表したように、フランジ部５２０は、２つのねじ孔５２６を有している。図４および図５に表したように、複数のねじ４２２は、ねじ孔５２６とねじ通し孔４１８とをそれぞれ通過し、ナット等の締結部材と結合することにより、取付け部４１５のフランジ部４１９とフランジ部５２０とを締結する。これにより、図５に表した排気圧取得部４４０の空間部４４１が、排気圧取得経路５００の金属パイプ５１０に直接接続されている。
また、図４に表したように、金属パイプ５０１の他端部５０１Ｃは、金具５０２Ｄを用いて接続パイプ５０２の一端部５０２Ｂに接続されている。接続パイプ５０２の他端部５０２Ｃは、金具５０２Ｆを用いてＥＧＲ差圧センサ２０３に接続されている。
図５に表したスペーサ４００の本体部４１０のガス通し孔４０１は、排気還流ガスＥＣＧを通す。ガス通し孔４０１の内径は、図４に表した排気還流手段であるＥＧＲガス経路２３の内径よりも大きい。これにより、スペーサ４００がＥＧＲガス経路２３の途中に配置されても、ＥＧＲガス経路２３を流れるＥＧＲガスの流れを阻害しないので、ＥＧＲ差圧センサ２０３は差圧を正確に検出できる。
図５および図６に表したように、本体部４１０の壁部４２０は、ガス通し孔４０１の下側の一部分をわずかに遮るようにして、しかも排気還流ガスＥＣＧの流れ方向と交差する方向に形成されている。壁部４２０は、排気還流ガスＥＣＧの流れを阻害しない範囲で、ガス通し孔４０１の領域に入り込む形で設けられている。壁部４２０は、排気還流ガスＥＣＧの流れ方向（図５および図６に表した矢印参照）に沿ってみたとき排気圧取得部４４０の入口４４２を覆っている。
図６に表したように、壁部４２０の直線状の内側縁４２１は、本体部４１０の下側面部４１６に対して角度θだけ傾斜するようにして、排気圧取得部４４０に向けて斜め上方に形成されている。これにより、図５に示す排気還流ガスＥＣＧがガス通し孔４０１を通過する際に、排気還流ガスＥＣＧの一部が、ガス通し孔４０１から排気圧取得部４４０を通じて、排気圧取得経路５００の金属パイプ５０１側に送られる際に、排気還流ガスＥＣＧに含まれる煤などの粒子状物質が、図６に示す排気圧取得部４４０へ侵入することを阻止できる。このため、煤が、図１に示す排気圧取得経路５００と、排気圧取得経路５００を経てＥＧＲ差圧センサ２０３とに流入することを抑制する。
図４に表したように、排気圧取得経路５００は、ＥＧＲ差圧センサ２０３からスペーサ４００に向って下り勾配になっている。すなわち、排気圧取得経路５００の金属パイプ５０１と接続パイプ５０２とは、水平線ＬＲに対して角度αだけ下り勾配に設定されている。水平線ＬＲは、エンジン１が機器に搭載されている状態での水平を表している。
図４および図７に表す金属パイプ５０１の内径は、できる限り大きく設定されている。金属パイプ５０１の内径は、例えば約８ｍｍ以上、１０ｍｍ以下程度である。これにより、排気圧取得経路５００を通過する排気還流ガスの放熱を効率よく行うことができる。図２から図４に表したように、排気圧取得経路５００の金属パイプ５０１および接続パイプ５０２が、図２に示す冷却ファンＦが発生する冷風ＣＬＬに晒される位置に、具体的にはエンジン１の外側の上部の位置に配置されている。
ここで、ガス通し孔と排気圧取得経路とを接続する排気圧取得部の流路断面積が狭い場合や、排気圧取得経路の流路断面積が狭い場合には、ＥＧＲガス経路を流れる高温の排気還流ガスが冷えないまま差圧センサに到達することがある。そうすると、排気還流ガスに含まれる水蒸気が差圧センサあるいは差圧センサの近傍において結露するおそれがある。排気還流ガスに含まれる水蒸気が結露して凝縮水（すなわち結露水）が差圧センサにおいて生じたり差圧センサに入り込んだりすると、凝縮水が、差圧センサの回路基板に付着するおそれがある。そうすると、差圧センサの回路基板が、凝縮水により破損するおそれがある。また、排気圧取得部の流路断面積が狭い場合や、排気圧取得経路の流路断面積が狭い場合において、排気還流ガスに含まれる煤が排気圧取得部および排気圧取得経路に入り込むと、排気圧取得部および排気圧取得経路が閉塞するおそれがある。排気圧取得部および排気圧取得経路が閉塞すると、差圧ＰＰを正確に検出できないおそれがある。
これに対して、本実施形態に係る排気ガス再循環装置６００によれば、スペーサ４００の排気圧取得部４４０は、排気圧取得経路５００の流路断面積Ｓ２よりも広い流路断面積Ｓ１の空間部４４１を有する。そのため、排気圧取得部４４０に存在する排気還流ガスＥＣＧは、排気圧取得部４４０の空間部４４１に一時的に滞留し冷やされる。そのため、排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気がＥＧＲ差圧センサ２０３あるいはＥＧＲ差圧センサ２０３の近傍において結露することを抑え、スペーサ４００の排気圧取得部４４０あるいはスペーサ４００の排気圧取得部４４０の近傍において排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気を結露させることができる。これにより、凝縮水がＥＧＲ差圧センサ２０３の回路基板に付着することを抑え、ＥＧＲ差圧センサ２０３が破損することを抑えることができる。
また、前述した通り、スペーサ４００の排気圧取得部４４０は、排気圧取得経路５００の流路断面積Ｓ２よりも広い流路断面積Ｓ１の空間部４４１を有する。そのため、排気還流ガスＥＣＧに含まれる煤が排気圧取得部４４０に入り込んだ場合であっても、排気圧取得部４４０の流路が煤により閉塞することを抑えることができる。これにより、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、差圧ＰＰを正確に検出することができる。
また、排気圧取得部４４０の空間部４４１および排気圧取得経路５００は、冷却ファンＦから送られる冷風ＣＬＬに晒される位置に設けられている。そのため、排気還流ガスＥＣＧは、排気圧取得部４４０の空間部４４１および排気圧取得経路５００の少なくともいずれかにおいてより確実に冷やされる。そのため、排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気がＥＧＲ差圧センサ２０３あるいはＥＧＲ差圧センサ２０３の近傍において結露することをより確実に抑え、スペーサ４００の排気圧取得部４４０あるいはスペーサ４００の排気圧取得部４４０の近傍において排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気をより確実に結露させることができる。これにより、凝縮水がＥＧＲ差圧センサ２０３の回路基板に付着することをより一層抑え、ＥＧＲ差圧センサ２０３が破損することをより一層抑えることができる。
また、排気圧取得部４４０が空間部４４１からガス通し孔４０１に向かって下り勾配になっているため、排気圧取得部４４０において生じた凝縮水は、空間部４４１からガス通し孔４０１に向かって流れる。そのため、凝縮水がＥＧＲ差圧センサ２０３の回路基板に付着することをより一層抑え、ＥＧＲ差圧センサ２０３が破損することをより一層抑えることができる。
また、スペーサ４００の壁部４２０が、ＥＧＲガス経路２３を流れる排気還流ガスＥＣＧの流れに対して交差する方向に形成されており、排気還流ガスＥＣＧの流れ方向に沿ってみたとき排気圧取得部４４０の入口４４２を覆う。そのため、排気圧取得部４４０の流路が煤により閉塞することをより一層抑えることができる。これにより、ＥＧＲ差圧センサ２０３は、差圧ＰＰをより正確に検出することができる。
また、排気圧取得経路５００がＥＧＲ差圧センサ２０３からスペーサ４００に向かって下り勾配になっているため、排気圧取得経路５００において生じた凝縮水は、排気圧取得経路５００からスペーサ４００に向かって流れる。そのため、凝縮水がＥＧＲ差圧センサ２０３の回路基板に付着することをより一層抑え、ＥＧＲ差圧センサ２０３が破損することをより一層抑えることができる。
さらに、排気圧取得経路５００の金属パイプ５０１に存在する排気還流ガスＥＣＧは、金属パイプ５０１を介して金属パイプ５０１の外部に熱を放出しやすく、金属パイプ５０１においてより確実に冷やされる。そのため、排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気がＥＧＲ差圧センサ２０３あるいはＥＧＲ差圧センサ２０３の近傍において結露することをより確実に抑え、金属パイプ５０１において排気還流ガスＥＣＧに含まれる水蒸気をより確実に結露させることができる。これにより、凝縮水がＥＧＲ差圧センサ２０３の回路基板に付着することをより一層抑え、ＥＧＲ差圧センサ２０３が破損することをより一層抑えることができる。また、金属パイプ５０１とＥＧＲ差圧センサ２０３とを接続する接続パイプ５０２は、可撓性を有するため、可撓性を有しない硬い材質のパイプを用いるのに比べて、金属パイプ５０１の位置とＥＧＲ差圧センサ２０３との位置に柔軟に対応し、金属パイプ５０１とＥＧＲ差圧センサ２０３とを容易に接続できる。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせたりすることができる。
例えば、本発明のエンジンの例として、本実施形態に係るエンジン１を例示している。エンジン１は、ターボチャージャ付きの過給式のディーゼルエンジンである。しかし、これに限らず、本発明のエンジンは、自然吸気式のディーゼルエンジン、ターボチャージャ付きの過給式のガソリンエンジン、自然吸気式のガソリンエンジン等であってもよい。また、エンジン１の種類は、例えばターボチャージ付きの過給式の高出力な４気筒エンジン等の多気筒エンジンである。但し、エンジン１の種類は、これだけに限定されるわけではなく、３気筒あるいは５気筒以上のエンジンであっても良い。エンジン１は、例えば建設機械、農業機械、芝刈り機のような車両以外の種類の車両に搭載できる。
１：エンジン、 ２：シリンダヘッド、 ３：吸気マニホールド、 ４：排気マニホールド、 ４Ｂ：排気通路、 ５：ターボチャージャ、 ５Ｂ：ブロア、 ５Ｔ：タービン、 ６：インテークスロットルバルブ、 ７：ＥＧＲバルブ、 ７Ｎ：始端部、 ８：ＥＧＲ冷却器、 ８Ｍ：末端部、 １１：第１気筒、 １２：第２気筒、 １３：第３気筒、 １４：第４気筒、 １５：燃料噴射弁、 １６：コモンレール、 １９：ディーゼル微粒子捕集フィルタ、 ２０：吸気配管、 ２１：吸気通路、 ２２：インレットフランジ、 ２３：ＥＧＲガス経路、 ２３Ｍ：始端部、 ２３Ｎ：末端部、 ２４：部位、 ３１：第１枝管、 ３２：第２枝管、 ３３：第３枝管、 ３４：第４枝管、 ３５：本管、 １００：ＥＣＵ、 ２００：吸気量測定装置、 ２０１：圧力センサ、 ２０２：温度センサ、 ２０３：ＥＧＲ差圧センサ、 ２１３：第１測定部、 ２２３：第２測定部、 ２３０：吸気圧取得経路、 ３５１：始端部、 ４００：スペーサ、 ４０１：ガス通し孔、 ４０２、４０３：取り付け用孔、 ４１０：本体部、 ４１５：取付け部、 ４１６：下側面部、 ４１７：側面部、 ４１８：ねじ通し孔、 ４１９：フランジ部、 ４２０：壁部、 ４２１：内側縁、 ４２２：ねじ、 ４４０：排気圧取得部、 ４４１：空間部、 ４４２：入口、 ５００：排気圧取得経路、 ５０１：金属パイプ、 ５０１Ｂ：一端部、 ５０１Ｃ：他端部、 ５０２：接続パイプ、 ５０２Ｂ：一端部、 ５０２Ｃ：他端部、 ５０２Ｄ、５０２Ｆ：金具、 ５１０：金属パイプ、 ５２０：フランジ部、 ５２６：ねじ孔、 ６００：排気ガス再循環装置、 ＡＲ：吸気、 ＣＬＬ：冷風、 ＣＹＬ：混合吸気、 ＥＣＧ：排気還流ガス、 ＥＧ：排気ガス、 Ｆ：冷却ファン、 ＬＲ：水平線、 ＰＰ：差圧、 Ｐｅ、Ｐｉ：圧力、 Ｓ１、Ｓ２：流路断面積、 Ｔｉ：温度

Claims (13)

  1. エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、
    前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、
    前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、
    前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、
    を備え、
    前記スペーサは、
    前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、
    前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、
    を有し、
    前記空間部および前記排気圧取得経路の少なくともいずれかは、前記エンジンの冷却ファンから送られる風に晒される位置に設けられたことを特徴とする排気ガス再循環装置。
  2. 前記排気圧取得部は、前記空間部から前記孔に向かって下り勾配になっていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
  3. 前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気の流れに対して交差する方向に形成され前記排気の流れ方向に沿ってみたとき前記排気圧取得部の入口を覆う壁部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排気ガス再循環装置。
  4. 前記排気圧取得経路は、前記差圧検出手段から前記スペーサに向かって下り勾配になっていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
  5. 前記排気圧取得経路は、前記排気圧取得部に接続されるとともに前記スペーサに対して着脱可能に固定される金属パイプと、前記金属パイプと前記差圧検出手段とを接続する可撓性を有する接続パイプと、を有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
  6. 前記スペーサの前記孔の内径は、前記排気還流手段の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
  7. エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、
    前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、
    前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、
    前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、
    を備え、
    前記スペーサは、
    前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、
    前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、
    を有し、
    前記スペーサの前記孔の内径は、前記排気還流手段の内径よりも大きいことを特徴とする排気ガス再循環装置。
  8. 前記排気圧取得部は、前記空間部から前記孔に向かって下り勾配になっていることを特徴とする請求項７に記載の排気ガス再循環装置。
  9. 前記スペーサは、前記排気還流手段を流れる前記排気の流れに対して交差する方向に形成され前記排気の流れ方向に沿ってみたとき前記排気圧取得部の入口を覆う壁部を有することを特徴とする請求項７または８に記載の排気ガス再循環装置。
  10. 前記排気圧取得経路は、前記差圧検出手段から前記スペーサに向かって下り勾配になっていることを特徴とする請求項７～９のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
  11. 前記排気圧取得経路は、前記排気圧取得部に接続されるとともに前記スペーサに対して着脱可能に固定される金属パイプと、前記金属パイプと前記差圧検出手段とを接続する可撓性を有する接続パイプと、を有することを特徴とする請求項７～１０のいずれか１項に記載の排気ガス再循環装置。
  12. 排気ガス再循環装置を備えるエンジンであって、
    前記排気ガス再循環装置は、
    前記エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、
    前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、
    前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、
    前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、
    を有し、
    前記スペーサは、
    前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、
    前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、
    を有し、
    前記空間部および前記排気圧取得経路の少なくともいずれかは、前記エンジンの冷却ファンから送られる風に晒される位置に設けられたことを特徴とするエンジン。
  13. 排気ガス再循環装置を備えるエンジンであって、
    前記排気ガス再循環装置は、
    前記エンジンの排気を前記エンジンの吸気分配手段に還流する排気還流手段と、
    前記排気還流手段を流れる前記排気と前記吸気分配手段に流れる吸気との差圧を検出する差圧検出手段と、
    前記排気還流手段に設けられて前記排気還流手段を流れる前記排気を通すスペーサと、
    前記スペーサと前記差圧検出手段とに接続されて前記スペーサから取り出された前記排気の圧力を前記差圧検出手段に伝える排気圧取得経路と、
    を有し、
    前記スペーサは、
    前記排気還流手段を流れる前記排気を通す孔と、
    前記孔と前記排気圧取得経路とに接続され前記孔を通る前記排気の圧力を取り出して前記排気圧取得経路に伝え前記排気圧取得経路の流路断面積よりも広い流路断面積の空間部を有する排気圧取得部と、
    を有し、
    前記スペーサの前記孔の内径は、前記排気還流手段の内径よりも大きいことを特徴とするエンジン。
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