JPH03290051A - 排ガス再循環装置 - Google Patents

排ガス再循環装置

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JPH03290051A
JPH03290051A JP2091861A JP9186190A JPH03290051A JP H03290051 A JPH03290051 A JP H03290051A JP 2091861 A JP2091861 A JP 2091861A JP 9186190 A JP9186190 A JP 9186190A JP H03290051 A JPH03290051 A JP H03290051A
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JP
Japan
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exhaust gas
pressure
engine
recirculation
exhaust
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Application number
JP2091861A
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English (en)
Inventor
Makoto Endo
真 遠藤
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/19Means for improving the mixing of air and recirculated exhaust gases, e.g. venturis or multiple openings to the intake system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば自動車などのエンジンに用いられる排
ガス再循環装置に関し、詳しくは負荷か高くなってもエ
ンジン排ガスの再循環を行い得るようにした排ガス再循
環装置に関するものである。
[従来の技術] 従来、例えば自動車の排気有害物である窒素酸化物(以
下、NOxという)濃度を戚少させるために、例えば第
5図に示すように、エンジン1の排気管2中を通過する
エンジン排ガスGの一部を、再循環ガスG1として排ガ
ス再循環路3を介し、エンジン排ガスGにより駆動され
るターボ過給機4のコンプレッサ5の吐出側5aとエン
ジンiの吸気マニホルドlaとを連結する吸気管6内に
導入して、エンジンlにおける燃料の燃焼温度を低下さ
せ、エンジン排ガスG中のNOx濃度を低減させるよう
にした排ガス再循環装置Rがある。
なお、前記エンジンlの排気マニホルドIbに接続され
、かつエンジン排ガスGが流れるようにした排気管2に
は、タービン7および該タビン7により駆動されるコン
プレッサ5を備えたターボ過給機4の前記タービン7の
吸入側7aカ接続され、コンプレッサ5の吐出側5aと
エンジンlの吸気マニホルド1aとを接続する吸気管6
の途中には、管内を通過する吸入空気Eを冷却させるイ
ンタクーラ8か連結され、また排ガス再循環路3の途中
には、管内を通過する再循環ガスG1に逆流を防止する
逆止弁9が連結されている。
[発明か解決しようとする課題] ところで、このような従来の排ガス再循環装置Rでは、
第2図のグラフの実線イ、口に示すように、第5図に示
すエンジン1の負荷が低い場合、すなわち負荷が第2図
に示す実線イ、口の交点X1よりも左側の範囲にある場
合には、第5図に示す吸気管6内の排ガス再循環路3と
の連結部6aにおける、吸入空気Eと再循環ガスG1と
の圧力関係か、吸入空気圧pl<再循環ガス圧P2とな
るため、高圧の再循環ガスG1が圧力差により連結部6
a内へ流れ込むことができ、従ってエンジン1内におけ
る燃料の燃焼温度を低下させて、エンジン排ガスG中の
NOx濃度を低減させることができるものの、反面、エ
ンジンlの負荷が高い場合、すなわち負荷が第2図の実
線イ、口の交点X1よりも右側の範囲にある場合には、
第5図に示す前記連結部6aにおける圧力関係が、吸入
空気圧pl >再循環ガス圧P2となり、このため前述
した負荷が低い場合とは逆に、再循環ガスG1は連結部
6aから吸気管6内へ流れ込むことができなくなり、従
ってエンジン排ガスG中のNOx濃度を低減させること
ができない。
本発明は、上記実状に鑑みなされたもので、負荷か高く
なってもエンジン排ガスの再循環を行い得るようにした
排ガス再循環装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、エンジンの排気マニホルドとタボ過給機のタ
ービンの吸入側とを連結させる排気管中を通過するエン
ジン排ガスの一部を再循環ガスとして、排ガス再循環路
を介し、ターボ過給機のコンプレッサの吐出側と前記エ
ンジンの吸気マニホルドとを連結させる吸気管内に導入
して燃焼温度を低下させることにより、エンジン排ガス
中のNOX濃度を低減させる排ガス再循環装置において
、前記吸気管内の排ガス再循環路との連結部における、
前記吸入空気の圧力と、前記吸気管の排ガス再循環路と
の連結部内に導入される再循環ガスの圧力の関係を、吸
入空気圧く再循環ガス圧となす圧力差付与手段を備えた
ものである。
[作   用] 本発明の排ガス再循環装置では、まずターボ過給機のコ
ンプレッサて加圧された吸入空気が、コンプレッサの吐
出側から吸気管内へ吐出され、そののち吸気マニホルド
からエンジン内へ吸入され、次にまた一部がタービンの
吸入側を通過してターボ過給機のタービンを駆動させた
のち大気解放され、残りの一部か再循環ガスとなり、排
ガス再循環路を介して、吸気管内の排ガス再循環路との
連結部に導入される。
このとき、圧力差付与手段により、少なくとも吸気管内
の連結部における吸入空気の圧力と、再循環ガスの圧力
の関係か吸入空気圧〈再循環ガス圧となされているため
、エンジンに比較的高い負荷かかかっても、再循環ガス
を連結部から吸気管内に流入させることかでき、従って
負荷が高くなってもエンジンの排ガスの温度を低く押え
ることかでき、エンジン排ガス中のNOx濃度か低減さ
れる。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
なお、本実施例を述へるにあたって、自動車のエンジン
に使用される排ガス再循環装置を例にとる。
また、図中、第5図に示すものと同一物には同一符号を
何する。
まず、第1図に示す本発明の第1実施例の排ガス再循環
装置Aを説明する。
本発明の第1実施例の排ガス再循環装置Aの構造の特徴
は、排ガス再循環路3の排気管2側端部3aに、少なく
とも吸気管B内の排ガス再循環路3との連結部6aにお
ける、吸入空気Eと、連結部6aから吸気管6内へ流入
される再循環ガスG1との圧力関係を、積極的に吸入空
気圧く再循環ガス圧となるピトー管部(圧力差付与手段
) 10を設けた点である。
該ピトー管部lOは、先端開口部がエンジン1の排気マ
ニホルドlb側を向いて排気管2内に収納され、かつL
字形に折曲された細管である。
次に、本発明の第1実施例の排ガス再循環装置Aの作用
を説明する。
まず、ターボ過給機4のタービン7により駆動されるコ
ンプレッサ5で加圧された吸入空気Eは、途中でインタ
クーラ8で冷却されつつ、吸気管6内を通過して吸気マ
ニホルド1aからエンジンl内へ吸入され、そののち該
エンジン1内で燃料の燃焼が行われる。またエンジンl
の排気マニホルド1bから排気されたエンジン排ガスG
は、一部がターボ過給機4のタービン7を駆動して大気
解放され、残りの一部が再循環ガスG1となって、排気
管側端部3aに設けられたピトー管部10へ導入され、
排ガス再循環路3を通って吸気管6の排ガス再循環路3
との連結部6aに導入される。
このとき、再循環ガスG1は、ピトー管部10の通過時
に加速されることで再循環ガスG1の静圧に速度圧が加
算され、吸気管6内の連結部6a付近を流れる吸入空気
Eより高圧状態となって連結部6aに到達され、これに
より吸入空気Eと、再循環ガスG1との圧力関係か、吸
入空気圧pl<再循環ガス圧P2′となされ、従ってエ
ンジン1に、第2図のグラフの実線イと破線ハとの交点
X2まての範囲の比較的高い負荷がかかっても、再循環
ガスG1を連結部6aから吸気管6内へ導入させること
ができ、従って負荷が高くなってもエンジン排ガスGの
再循環を行うことができる。
次に、第3図に示す本発明の第2実施例の排ガス再循環
装置Bを説明する。
本発明の第2実施例の排ガス再循環装置Bは、ピトー管
部10に代えて、吸気管6内の排ガス再循環路3との連
結部6aにおける、吸入空気Eと、連結部6aに導入さ
れる再循環ガスG1との圧力関係を、積極的に吸入空気
圧P1′〈再循環ガスP2となすエジェクタ部(圧力差
付与手段)11を、排ガス再循環路3の吸気管側端部3
bに設けたものである。
前記エジェクタ部11は、吸気管6の連結部6a内に収
納されている。
第2実施例の排ガス再循環装置Bの作用は、吸気管6内
の排ガス再循環路3の連結部6aを吸入空気Eか通過す
る際に、エジェクタ部11により一時的に吸気管6の連
結部6a付近を流れる吸入空気Eの圧力か低下され、こ
れにより相対的に高圧となった排ガス再循環路3の連結
部6a内の再循環ガスG1か、エジェクタ部11から吸
気管6内へ流れ込み、従って第2図のグラフの実線口と
破線二との交点X3まての範囲の比較的高い負荷かかか
っても、再循環ガスG1を連結部6aから吸気管6内へ
流入させることかでき、従って負荷が高くなってもエン
ジン排ガスGの再循環を行うことかできる。
なお、その他の構成および作用は第1実施例と同様であ
るために省略する。
次に、第4図に示す本発明の第3実施例の排ガス再循環
装置Cを説明する。
本発明の第3実施例の排ガス再循環装置Cは、排ガス再
循環路3の排気管側端部3aに設けられる第1実施例の
ピトー管部10と、排ガス再循環路3の吸気管側端部3
bに設けられる第2実施例のエジェクタ部11とを備え
たものである。
この第3実施例の排ガス再循環装置Cては、ピトー管部
10て加圧された再循環ガスG1か、エジェクタ部11
により一時的に圧力低下された吸入空気Eか通過する吸
気管6内の連結部6a付近に流れ造むため、ピトー管部
IOとエジエクタg511との相乗効果により、エンジ
ン1により高い負荷がかかっても、再循環ガスG1を連
結部6aから吸気管6内へ導入させることができる。
これを第2図のグラフ上で説明すると、破線ハと破線二
との交点X4までの範囲のさらに高い負荷がかかっても
、再循環ガスG1を連結部6aから吸気管6内へ導入さ
せることができ、従って、負荷がより以上に高くなって
もエンジン排ガスGの再循環を行うことができる。
なお、その他の構成および作用は第1実施例および第2
実施例とほぼ同様であるため省略する。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は前述した実
施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲
での設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、実施例における排ガス再循環路の再循環ガスの
吸入側は、エンジンの排気マニホルドとタービンの吸入
側とを連結する排気管に接続されているが、必ずしもこ
れに限定させなくとも、例えばタービンを通過したエン
ジン排ガスの排気路など、そのほかの排気系に接続させ
てもよい。
また、実施例では、圧力付与手段として、ピトー管部と
、エジェクタ部とを示したか、必ずしもこれに限定させ
る必要はなく、例えばバッテリを利用したブロア装置ま
たは吸引装置など、少なくとも吸気管内の連結部付近を
流れる吸入空気と、連結部へ到達する排ガス再循環路内
の再循環ガスとの圧力関係を、吸入吸気圧く再循環ガス
圧となすことができる手段であればどのようなものであ
ってもよい。
さらに、圧力差付与手段は、必ずしも実施例のように排
ガス再循環路の一端部または両端部に設ける必要はなく
、吸入空気および再循環ガスに前述した圧力差を付与で
きる場所であればどのような箇所に設けてもよい。
[発明の効果コ 本発明の排ガス再循環装置は、このように圧力差付与手
段により、エンジン負荷か比較的高い場合でも吸気管内
の連結部付近を流れる吸入空気と、連結部へ到達する排
ガス再循環路内の再循環ガスとの圧力関係を、吸入吸気
圧く再循環ガス圧とできるため、エンジン負荷か比較的
高い場合でも、再循環ガスを連結部から吸気管内へ導入
させることができ、従って負荷か高くなってもN Ox
の低減を図ることかできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の排ガス再循環装置の全体
概略図、第2図は本発明の負荷−圧力特性図、第3図は
本発明の第2実施例の排ガス再循環装置の要部拡大概略
図、第4図は本発明の第3実施例の排ガス再循環装置の
全体概略図、第5図は従来の排ガス再循環装置の全体概
略図である。 図中、ASB、CXRは排ガス再循環装置、Gはエンジ
ン排ガス、G1は再循環ガス、Eは吸入空気、■はエン
ジン、1aは吸気マニホルド、1bは排気マニホルド、
2は排気管、3は排ガス再循環路、4はターボ過給機、
5はコンプレッサ、5aは吐出側、Sは吸気管、6aは
連結部、7はタービン、7aは吸入側、10はピトー管
部(圧力差付与手段) 、11はエジェクタ部(圧力差
付与手段)、Pl、PI’は吸入空気圧(吸入空気の圧
力)、P2.P2’ は再循環ガス圧(再循環ガスの圧
力)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)エンジンの排気マニホルドとターボ過給機のタービ
    ンの吸入側とを連結させる排気管中を通過するエンジン
    排ガスの一部を再循環ガスとして、排ガス再循環路を介
    し、ターボ過給機のコンプレッサの吐出側と前記エンジ
    ンの吸気マニホルドとを連結させる吸気管内に導入して
    燃焼温度を低下させることにより、エンジン排ガス中の
    NO_x濃度を低減させる排ガス再循環装置において、
    前記吸気管内の排ガス再循環路との連結部における、前
    記吸入空気の圧力と、前記吸気管の排ガス再循環路との
    連結部内に導入される再循環ガスの圧力の関係を、吸入
    空気圧<再循環ガス圧となす圧力差付与手段を備えたこ
    とを特徴とする排ガス再循環装置。
JP2091861A 1990-04-06 1990-04-06 排ガス再循環装置 Pending JPH03290051A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6810725B2 (en) 2003-02-28 2004-11-02 Cummins Inc. Exhaust gas recirculation measurement device
WO2007089565A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Borgwarner Inc. Mixing unit for low pressure-egr condensate into the compressor
JP2009024692A (ja) * 2007-06-21 2009-02-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置
CN102493896A (zh) * 2011-12-14 2012-06-13 重庆长安汽车股份有限公司 用于egr发动机的排气歧管

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