KR100306187B1 - Exhaust gas recirculation system for engine - Google Patents
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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
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Abstract
엔진의 배기 가스의 일부를 흡기 장치로 복귀시키기 위한 배기 가스 재순환 장치는 EGR 가스를 드로틀 밸브의 흡입 공기 통로 하류로 유도하기 위한 제1 및 제2 가스 도입구를 구비한다. 제1 및 제2 도입구는 양 방향을 지향하는 드로틀 밸브의 제1 및 제2 요동 단부의 제1 및 제2 혼합 위치 하류로 각각 개방되고, EGR 가스를 신선한 흡입 공기와 효율적으로 혼합하고 데포짓을 방지하도록 흡기 통로의 종방향에 대해 하류로 경사진다.The exhaust gas recirculation apparatus for returning a part of the exhaust gas of the engine to the intake apparatus includes first and second gas inlets for directing the EGR gas downstream of the intake air passage of the throttle valve. The first and second inlets are respectively opened downstream of the first and second mixing positions of the first and second swing ends of the directional throttle valve, and efficiently mix and deposit the EGR gas with fresh intake air. Inclined downstream with respect to the longitudinal direction of the intake passage.
Description
1997년 5월 30일에 출원된 일본 특허 출원 평9-142381호의 내용이 본 명세서에 참고로 기재되어 있다.The content of Japanese Patent Application No. Hei 9-142381, filed May 30, 1997, is incorporated herein by reference.
본 발명은 연료 효율 및 배기 성능을 향상시키기 위해 엔진의 배기 가스의 일부를 흡기 장치로 복귀시키기 위한 배기 가스 재순환(EGR) 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas recirculation (EGR) device for returning a portion of the engine's exhaust gas to the intake apparatus to improve fuel efficiency and exhaust performance.
환경에 대한 관심이 증가함에 따라 CO2의 감소를 위한 연료 소비를 개선하고 질소 산화물(NOX)을 줄이기 위해, 고출력을 요하지 않는 통상의 운전시에 제어된 양 만큼의 배기 가스를 흡기 장치로 재순환시키기 위한 다양한 EGR 장치가 제시되어 왔다.With increasing environmental concern, a controlled amount of exhaust gas is recycled to the intake unit during normal operation, which does not require high power, to improve fuel consumption and reduce nitrogen oxides (NO X ) for CO 2 reduction. Various EGR devices have been proposed for this purpose.
일본 실개 평3-114563호 공보는 EGR 가스를 흡기관 내로 도입하기 위한 수평대면 개구 쌍을 구비한 종래의 제1 EGR 장치를 개시하고 있다. 일본 실개 평3-114564호 공보는 EGR 가스를 환상 통로로부터 흡기관 내로 도입하기 위해 흡기관 주위로 환상의 EGR 가스 통로와 다수의 구멍을 구비한 종래의 제2 EGR 장치를 개시하고 있다. 위의 장치 모두는 실린더 대 실린더 간의 EGR율의 불균일성을 줄이기 위한 것이다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. H3-114563 discloses a conventional first EGR device having a pair of horizontally facing openings for introducing EGR gas into an intake pipe. Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 3-114564 discloses a conventional second EGR apparatus having an annular EGR gas passage and a plurality of holes around the intake pipe for introducing EGR gas from the annular passage into the intake pipe. All of the above devices are intended to reduce the non-uniformity of the EGR rate between cylinders.
일본 특개 평8-218949호 공보는 흡기 통로 내의 제1 서지(surge) 탱크의 하류에 마련된 제2 서지 탱크에 EGR 통로 개구를 구비한 종래의 제3 EGR 장치를 개시하고 있다. 이러한 장치는 배기 가스 혼합물의 해로운 성분(데포짓(deposit))의 드로틀 밸브로의 부착을 차단하기 위해 드로틀 밸브로부터 멀리 떨어진 위치에서 EGR 가스를 도입한다.Japanese Patent Laid-Open No. 8-218949 discloses a conventional third EGR device having an EGR passage opening in a second surge tank provided downstream of a first surge tank in an intake passage. Such a device introduces EGR gas at a location remote from the throttle valve to block the attachment of harmful components (deposit) to the throttle valve of the exhaust gas mixture.
그러나, 종래의 EGR 장치는 EGR 가스를 흡입 공기와 혼합하고 EGR 가스를 엔진 실린더에 균일 분배하는 데 완전히 충분하지 않다. 제2 장치에서, 드로틀 밸브를 통한 신선한 흡입 공기 흐름 상태는 EGR 가스의 혼합 및 드로틀 밸브로의 데포짓의 부착시에 상당한 영향을 끼치게 된다. EGR 가스를 흡입 공기와 불충분하게 혼합하는 것은 실린더 내의 EGR 율의 불균일한 분배와, 불안정한 엔진 성능과, 배출 증가 및 불량한 연료 소비의 원인이 된다. 드로틀 밸브 상의 데포짓은 흡입 공기량 제어의 정확도를 떨어뜨린다.However, conventional EGR devices are not fully enough to mix EGR gas with intake air and to distribute the EGR gas uniformly to the engine cylinder. In the second device, the fresh intake air flow state through the throttle valve has a significant effect on the mixing of the EGR gas and the attachment of the deposit to the throttle valve. Inadequate mixing of EGR gas with intake air causes uneven distribution of EGR rates in the cylinder, unstable engine performance, increased emissions and poor fuel consumption. Deposition on throttle valves reduces the accuracy of intake air volume control.
따라서, 본 발명의 목적은 엔진 실린더 내에서 EGR 분배를 일정하게 유지시키기 위한 배기 가스 재순환형 엔진 장치를 제공하고 데포짓에 대해 드로틀 밸브를보호하기 위한 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide an exhaust gas recirculating engine device for maintaining a constant EGR distribution in an engine cylinder and to protect the throttle valve against deposits.
본 발명에 따라, 엔진의 배기 가스 재순환 장치는 배기 장치, 흡기 장치 및 EGR 장치를 포함한다. 흡기 장치는 배관이나 배관계 및 드로틀 밸브를 포함한다. 배관은 흡입 공기를 엔진의 실린더로 분배하는 통로를 형성하기 위한 (흡기 매니폴드의 조립체 및 드로틀 본체와 같은) 단일 부재 또는 조립체이다. 배관은 수집부와, 수집부로부터 엔진의 실린더에 각각 이르는 다수의 분기관, 및 흡입 공기를 수집부 내로 도입하기 위한 흡기 통로부를 포함한다. 드로틀 밸브는 중간 위치에서 흡기 통로부 내에 배치되어 흡기 통로부는 드로틀 밸브의 상류측 상의 상류 흡기 통로계(passage subsection)와 드로틀 밸브로부터 수집부로 연장하는 하류 흡기 통로계로 분리된다.According to the invention, the exhaust gas recirculation device of the engine comprises an exhaust device, an intake device and an EGR device. Intake devices include piping or piping and throttle valves. The tubing is a single member or assembly (such as the assembly of the intake manifold and the throttle body) for forming a passageway for distributing intake air to the cylinder of the engine. The piping includes a collector, a plurality of branch pipes from the collector to the cylinder of the engine, respectively, and an intake passage for introducing intake air into the collector. The throttle valve is disposed in the intake passage portion at an intermediate position such that the intake passage portion is separated into an upstream intake passage section on an upstream side of the throttle valve and a downstream intake passage system extending from the throttle valve to the collection portion.
EGR 장치는 EGR 가스로서의 배기 가스의 일부를 배기 장치로부터 흡기 장치의 하류 통로계 안으로 복귀시키도록 배열된다. EGR 장치는 유입 EGR 가스 흐름을 하류 통로계로 유도하기 위한 EGR 가스 도입 개구를 구비한 적어도 하나의 EGR 가스 도입구를 포함한다. EGR 가스 도입 개구는 폐쇄 위치에서 드로틀 밸브의 제1 자유단 하류에 배치된다. EGR 가스 도입구는 하류 통로계의 만곡 내벽면에 접선인 접선 방향을 따라 연장한다. EGR 가스 도입구의 유입 방향은 하류 흡기 통로계의 신선한 흡입 공기 흐름 방향에 대해 소정의 각을 형성하도록 하류로 경사진다.The EGR device is arranged to return a portion of the exhaust gas as the EGR gas from the exhaust device into the downstream passage system of the intake apparatus. The EGR apparatus includes at least one EGR gas inlet with an EGR gas introduction opening for directing the incoming EGR gas flow to the downstream passage system. The EGR gas introduction opening is disposed downstream of the first free end of the throttle valve in the closed position. The EGR gas introduction port extends along a tangential direction which is tangent to the curved inner wall surface of the downstream passage system. The inflow direction of the EGR gas inlet is inclined downstream to form a predetermined angle with respect to the fresh intake air flow direction of the downstream intake passage system.
따라서, EGR 도입구는 흡기 통로계의 내부면을 따라 하류로 진행하는 나사형 스파이럴류 생성을 유도하게 된다. 흡기 기류는 스파이럴류 내로 유인되어 EGR 가스와 잘 혼합된다. 스파이럴류는 EGR 가스와 흡입 공기의 혼합을 촉진시키고, EGR가스를 드로틀 밸브 후방의 역류역 외부에 남겨 둠으로서 데포짓을 방지한다.Thus, the EGR inlet leads to the generation of threaded spirals that travel downstream along the inner surface of the intake passage system. The intake air stream is attracted into the spiral and mixes well with the EGR gas. The spiral promotes the mixing of the EGR gas and the intake air and prevents deposition by leaving the EGR gas outside the backflow zone behind the throttle valve.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 EGR 도입구를 구비한 엔진 장치를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing an engine device having an EGR inlet port according to a first embodiment of the present invention;
도2는 제1 실시예에 따른 EGR 도입구의 배치를 도시한 도면.Fig. 2 shows the arrangement of an EGR inlet port according to the first embodiment.
도3은 제1 실시예에 따른 EGR 도입구의 배치를 도시한 도면.Fig. 3 shows the arrangement of an EGR inlet port according to the first embodiment.
도4는 EGR 영역을 도시한 그래프.4 is a graph showing an EGR region.
도5 및 도6은 드로틀 밸브의 하류측 상의 흐름을 도시한 도면.5 and 6 show the flow on the downstream side of the throttle valve.
도7은 드로틀 개도와 역류역 사이의 관계를 도시한 그래프.7 is a graph showing the relationship between the throttle opening and the reverse flow region.
도8 및 도9는 저부하 상태 및 고부하 상태 하의 역류역의 크기를 도시한 도면.Figures 8 and 9 show the magnitude of the backflow region under low and high load conditions.
도10 내지 도14는 다양한 도입 위치로부터의 EGR 가스 확산을 도시한 도면.10-14 illustrate EGR gas diffusion from various introduction positions.
도15, 도16 및 도17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 EGR 도입구에 의해 생성된 스파이럴류를 도시한 도면.15, 16 and 17 show spirals generated by the EGR inlet according to the first embodiment of the present invention.
도18은 본 발명의 제1 실시예에 따라 스파이럴 통로를 따르는 EGR 가스의 이동 거리를 도시한 도면.18 is a diagram showing a moving distance of an EGR gas along a spiral passage according to the first embodiment of the present invention.
도19는 도18에 도시된 스파이럴 EGR 통로에 의해 실린더 내의 실린더 EGR 분배의 향상을 도시한 그래프.Fig. 19 is a graph showing the improvement of the cylinder EGR distribution in the cylinder by the spiral EGR passage shown in Fig. 18;
도20a 및 도20b는 제1 실시예에 따라 EGR 도입 위치를 도시한 개략도.20A and 20B are schematic views showing the EGR introduction position according to the first embodiment.
도21은 제1 실시예에 따른 EGR 도입 위치에 의해 데포짓 방지의 향상을 도시한 그래프.Fig. 21 is a graph showing the improvement of deposit prevention by the EGR introduction position according to the first embodiment.
도22는 본 발명의 제2 실시예에 따라 EGR 장치의 가스 도입구를 도시한 개략도.Fig. 22 is a schematic diagram showing a gas inlet port of an EGR device according to the second embodiment of the present invention.
도23은 제2 실시예에 따른 도입구의 배치를 도시한 개략도.Fig. 23 is a schematic diagram showing an arrangement of introduction ports according to the second embodiment.
도24는 제2 실시예에 따른 도입구의 배치를 도시한 개략도.Fig. 24 is a schematic diagram showing an arrangement of introduction ports according to the second embodiment.
도25는 본 발명의 제3 실시예에 따른 EGR 장치의 가스 도입구를 도시한 개략도.Fig. 25 is a schematic diagram showing a gas inlet port of the EGR device according to the third embodiment of the present invention.
도26은 제3 실시예에 따른 도입구의 배치를 도시한 개략도.Fig. 26 is a schematic diagram showing an arrangement of introduction ports according to the third embodiment.
도27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 EGR 장치의 가스 도입구를 도시한 개략도.Fig. 27 is a schematic diagram showing a gas inlet port of the EGR device according to the fourth embodiment of the present invention.
도28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 EGR 도입 위치를 도시한 개략도.Figure 28 is a schematic diagram showing an EGR introduction position according to the fifth embodiment of the present invention.
도29는 본 발명의 제6 실시예에 따른 EGR 장치의 가스 도입구를 결정하는 인자를 도시한 그래프.Fig. 29 is a graph showing the factors for determining the gas inlet port of the EGR apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
도30 및 도31은 제6 실시예에 따른 가스 도입구의 효과를 도시한 도면.30 and 31 show the effect of the gas introduction port according to the sixth embodiment.
도32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 EGR 장치의 도입구를 도시한 개략도.32 is a schematic diagram showing an inlet opening of an EGR device according to a seventh embodiment of the present invention;
도33은 제7 실시예에 따른 EGR 도입 위치를 도시한 그래프.33 is a graph showing the EGR introduction position according to the seventh embodiment;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
20 : 엔진20: engine
21 : 흡기 매니폴드21: intake manifold
22 : 배기 매니폴드22: exhaust manifold
25 : 분기관25: branch pipe
27 : 드로틀 밸브27: throttle valve
34 : 제1 도입구34: first introduction port
35 : 제2 도입구35: second inlet
도1 내지 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 장치를 도시한 것이다.1 to 3 show an engine device according to a first embodiment of the present invention.
도1에 도시된 엔진 장치는 엔진(20)과, 흡기 장치와, 배기 장치, 및 EGR 가스로서의 배기 가스의 일부를 배기 장치로부터 흡기 장치로 복귀시키기 위한 EGR 장치를 포함한다.The engine apparatus shown in FIG. 1 includes an engine 20, an intake apparatus, an exhaust apparatus, and an EGR apparatus for returning a part of the exhaust gas as the EGR gas from the exhaust apparatus to the intake apparatus.
흡기 장치는 흡입 공기를 엔진(20)의 실린더로 분배하기 위한 배관(배관 또는 배관계)를 포함한다. 이러한 예의 흡기 배관은 흡기 매니폴드(21)와 흡입 공기를 엔진 실린더에 분배하기 위해 흡기 통로 장치를 형성하기 위한 드로틀 본체(26)를 포함한다. 배기 장치는 배기 가스를 엔진(20)의 실린더로부터 멀리 운반하기 위한 배기 매니폴드(22)를 포함한다.The intake apparatus includes piping (piping or piping) for distributing intake air to the cylinder of the engine 20. The intake piping of this example includes an intake manifold 21 and a throttle body 26 for forming an intake passage device for distributing intake air to the engine cylinder. The exhaust device includes an exhaust manifold 22 for transporting exhaust gas away from the cylinder of the engine 20.
이러한 예의 흡기 매니폴드(21)는 유입관부(23)와, 유입관부(23)로부터 연장되어 있는 소정 용적을 갖는 수집부(24)와, 수집부(24)로부터 엔진(20)의 실린더로 각각 연장되는 분기관(25) 세트를 포함한다.The intake manifold 21 of this example is the inflow pipe part 23, the collection part 24 which has the predetermined volume extended from the inflow pipe part 23, and the collection part 24 from the collection part 24 to the cylinder of the engine 20, respectively. A set of branching tubes 25 extending.
드로틀 본체(26)는 유입관부(23)의 상류측 상의 흡기 매니폴드(21)에 연결된다. 드로틀 본체(26)와 유입관부(23)는 흡입 공기를 흡기 매니폴드(21)의 수집부(24)로 도입하기 위한 흡입 공기 통로를 형성한다. 드로틀 본체(26)는 그 내부에 드로틀 밸브(27)를 구비한다. 드로틀 밸브(27)는 흡입 공기 통로 내에 배치된다. 드로틀 밸브(27)의 하류측 상에서, 흡기 통로의 하류 통로부는 수집부(24)로 연장된다.The throttle body 26 is connected to the intake manifold 21 on the upstream side of the inflow pipe part 23. The throttle body 26 and the inlet pipe portion 23 form an intake air passage for introducing intake air into the collection portion 24 of the intake manifold 21. The throttle body 26 has a throttle valve 27 therein. The throttle valve 27 is disposed in the intake air passage. On the downstream side of the throttle valve 27, the downstream passage portion of the intake passage extends to the collecting portion 24.
배기 매니폴드(22)는 엔진 실린더로부터 각각 연장되는 분기관(28) 세트와 분기관(28)들이 모이는 배기관부(30)를 포함한다.The exhaust manifold 22 includes a set of branch pipes 28 extending from the engine cylinder and an exhaust pipe portion 30 where the branch pipes 28 gather.
EGR 장치는 배기 가스 재순환용 EGR 통로(31)를 포함한다. EGR 통로(31)는 배기관부(30)로부터 분기된다. 도3에 도시된 대로, 이러한 예의 EGR 통로(31)는 드로틀 밸브(27)와 수집부(24) 사이의 흡기 매니폴드(21)의 유입관부(23)에 이르는 제1 및 제2 분기 통로(32, 33)로 두 갈래로 나누어진다. 배기 장치로부터의 EGR 가스는 드로틀 밸브(27)의 하류 및 수집부(24) 상류의 하류 통로부 내에 배치된 합류점에서 흡입 공기 통로의 흡기 기류로 흐르게 된다.The EGR apparatus includes an EGR passage 31 for exhaust gas recirculation. The EGR passage 31 branches from the exhaust pipe portion 30. As shown in FIG. 3, the EGR passage 31 of this example is provided with a first and second branch passageway leading to the inlet pipe portion 23 of the intake manifold 21 between the throttle valve 27 and the collecting portion 24. 32, 33) into two branches. The EGR gas from the exhaust device flows into the intake air flow of the intake air passage at the confluence point disposed in the downstream passage portion downstream of the throttle valve 27 and upstream of the collecting portion 24.
제1 분기 통로(32)는 폐쇄 위치에서 드로틀 밸브(27)의 하류측 자유단(27a)의 후방에 배치된 제1 EGR 도입 위치에서 유입관부(23) 내로 개방된 제1 EGR 가스 도입 개구를 구비한 제1 도입구(34)를 구비한다. 제2 분기 통로(33)는 폐쇄 위치에서 드로틀 밸브(27)의 상류측 자유단(27b)의 후방에 배치된 제2 EGR 도입 위치에서 유입관부(23) 내로 개방된 제2 EGR 가스 도입 개구를 구비한 제2 도입구(35)를 구비한다.The first branch passage 32 opens the first EGR gas introduction opening opened into the inlet pipe 23 at the first EGR introduction position disposed behind the downstream free end 27a of the throttle valve 27 in the closed position. The first inlet 34 provided is provided. The second branch passage 33 opens the second EGR gas introduction opening opened into the inlet pipe 23 at the second EGR introduction position disposed behind the upstream free end 27b of the throttle valve 27 in the closed position. The provided 2nd introduction port 35 is provided.
이러한 예의 유입관부(23)는 도3에 도시된 대로 원형 단면을 구비한다. 도3에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 유입관부(23)의 원형 단면의 접선을 따라 연장한다. 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 제1 및 제2 도입구(34, 35)의 유입 방향이 도3에 도시된 대로 서로 반대되도록 배치된다. 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 반대 방향의 교차 흐름 방식(또는 역류 방식으로) 개방된다. 도2에 도시된 대로, 각각의 도입구(34, 35)는 유입관부(23) 내의 신선한 흡기기류 방향에 대해 소정의 각(θ)(리이드 각)을 형성하도록 하류로 경사진다.The inlet pipe part 23 of this example has a circular cross section as shown in FIG. As shown in Fig. 3, each of the first and second inlets 34 and 35 extends along the tangent of the circular cross section of the inlet pipe section 23. As shown in Figs. The first and second inlets 34 and 35 are arranged such that the inflow directions of the first and second inlets 34 and 35 are opposite to each other as shown in FIG. The first and second inlets 34, 35 are open in opposite directions in a cross flow (or countercurrent) manner. As shown in Fig. 2, each inlet 34, 35 is inclined downstream to form a predetermined angle [theta] (lead angle) with respect to the fresh intake air flow direction in the inlet pipe portion 23. As shown in FIG.
도입구(34, 35)가 각각 반대 방향으로부터 연장하도록 도입구(34, 35)를 임의로 배치할 수 있다. 이 경우에, 도입구(34)는 도3의 좌측으로부터 연장되고 도입구(35)는 우측으로부터 연장된다.The inlets 34 and 35 can be arranged arbitrarily so that the inlets 34 and 35 respectively extend from opposite directions. In this case, the inlet 34 extends from the left side of FIG. 3 and the inlet 35 extends from the right side.
도4는 엔진 회전수 및 드로틀 개도에 따른 엔진의 상용 운전 영역과 EGR 영역을 도시한 것이다. 상용 운전 영역에서, EGR이 이용되는 구역은 최대한의(full) 드로틀 근방의 고부하 영역과 아이들 상태 근방의 저부하 영역을 배제함으로서 형성된 구역이다.4 shows the commercial operation region and the EGR region of the engine according to the engine speed and the throttle opening degree. In the commercial operating zone, the zone where the EGR is used is a zone formed by excluding the high load zone near the full throttle and the low load zone near the idle state.
도5 및 도6은 드로틀 밸브(27)의 축에 수직인 방향 및 드로틀 밸브(27)의 축에 평행한 방향으로부터 본, 드로틀 밸브(27)의 하류측 상의 유입관부(23) 내의 흐름을 도시한 것이다. 드로틀 밸브(27)와 유입관부(23)의 내벽면 사이의 개방 구역을 통해, 주류(main stream)는 수집부(24)를 향해 하류로 흐른다. 드로틀 밸브(27) 후방에, 역류역(back flow region)이 나타나게 된다. 역류역의 크기는 도7에 도시된 대로 드로틀 밸브(27)의 개도에 따라 달라진다. 도8 및 도9는 고부하 운전 영역과 저부하 영역에서의 역류 형태를 도시한 것이다. 역류역은 드로틀 밸브(27)의 개도가 작을 때 더 커지게 된다.5 and 6 show the flow in the inlet duct 23 on the downstream side of the throttle valve 27, seen from the direction perpendicular to the axis of the throttle valve 27 and parallel to the axis of the throttle valve 27. It is. Through the open zone between the throttle valve 27 and the inner wall surface of the inlet pipe 23, the main stream flows downstream towards the collector 24. Behind the throttle valve 27, a back flow region appears. The size of the reverse flow zone depends on the opening degree of the throttle valve 27 as shown in FIG. 8 and 9 show the backflow patterns in the high load operating region and the low load region. The counter flow zone becomes larger when the opening degree of the throttle valve 27 is small.
EGR 가스 도입점(A)의 위치는 도10 내지 도15에 도시된 바와 같이 유입관부(23) 내의 흐름에 영향을 주게 된다.The position of the EGR gas introduction point A affects the flow in the inlet pipe part 23 as shown in Figs.
도10의 예에서, EGR 가스는 드로틀 밸브(27) 후방의 역류역의 하류 위치에서 수평으로 도입된다. 이 경우에, EGR 가스는 드로틀 밸브(27)의 자유단(27a, 27b)으로부터 각각 상주류(upper main stream) 및 하주류(lower main stream) 사이에서 퍼지게 된다. 따라서, EGR 가스는 충분히 확산되기 전에 수집부(24)를 향해 신속히 멀리 운반된다. 도10의 EGR 합류 위치는 데포짓의 방지에는 유익하지만 신선한 흡입 공기와의 혼합시에는 유익하지 못하다.In the example of Fig. 10, the EGR gas is introduced horizontally at the downstream position of the reverse flow region behind the throttle valve 27. In this case, the EGR gas is spread from the free ends 27a and 27b of the throttle valve 27 between the upper main stream and the lower main stream, respectively. Thus, the EGR gas is conveyed away quickly towards the collector 24 before it is fully diffused. The EGR confluence position in Fig. 10 is beneficial for the prevention of deposition but not for mixing with fresh intake air.
도11의 예에서, EGR 가스는 드로틀 밸브(27) 근방의 역류역 내로 수평으로 도입된다. EGR 가스는 역류에 의해 후방으로 밀리게 되고 드로틀 밸브(27)에 직접 부딪혀, 바람직스럽지 않은 데포짓을 야기시킨다.In the example of Fig. 11, the EGR gas is introduced horizontally into the reverse flow zone near the throttle valve 27. The EGR gas is pushed backwards by backflow and hits the throttle valve 27 directly, causing undesirable deposition.
도12의 예에서, EGR 가스는 역류역의 하류 단부 근방의 위치에서 수평으로 도입된다. 도로틀 개도의 변화에 의해 야기된 엔진 부하 상태의 변화로 인해 강한 영향을 미치게 되고, EGR 가스와 신선한 흡입 공기와의 혼합, 및 데포짓의 방지는 모두 불안정하다. 그러한 불안정성은 EGR의 양이 증가될 때 특히 증가된다.In the example of Fig. 12, the EGR gas is introduced horizontally at a position near the downstream end of the counter flow zone. The change in the engine load condition caused by the change in the road frame opening has a strong influence, and the mixing of EGR gas and fresh intake air, and prevention of depositing are all unstable. Such instability is particularly increased when the amount of EGR is increased.
도13 및 도14의 예에서, EGR 가스는 수직으로 도입된다. 역류역은 도10 및 도11의 예와 동일한 방식으로 EGR 가스와 신선한 흡입 공기와의 혼합 성능 및 데포짓 방지에 영향을 미친다. 도13의 예에서, EGR 가스는 신선한 기류와 섞이지 않고 드로틀 밸브(27)의 자유단으로부터 나오는 신선한 흡입 기류로부터 분리된 편류(drift stream)를 형성한다. 도14의 예에서, EGR 가스의 유속은 성능에 영향을 미치게 된다. EGR 가스 흐름이 빠르고 강할 때, EGR 흐름은 주류를 수직으로 횡단하고 바람직스럽지 않은 데포짓을 증가시킨다. EGR 가스 흐름이 약할 때, EGR 가스는 가스 혼합에 불리한 분리된 흐름을 형성한다.In the example of Figures 13 and 14, the EGR gas is introduced vertically. The countercurrent zone affects the mixing performance and deposition prevention of the EGR gas and fresh intake air in the same manner as the examples of FIGS. 10 and 11. In the example of FIG. 13, the EGR gas forms a drift stream separate from the fresh intake air stream coming out of the free end of the throttle valve 27 without mixing with the fresh air stream. In the example of Figure 14, the flow rate of the EGR gas will affect the performance. When the EGR gas flow is fast and strong, the EGR flow traverses the mainstream vertically and increases undesirable deposits. When the EGR gas flow is weak, the EGR gas forms a separate stream that is detrimental to gas mixing.
도7은 역류역이 EGR 가스와 신선한 흡입 공기와의 혼합 및 데포짓의 형성에어떻게 영향을 미치는 지를 도시한 것이다.FIG. 7 shows how the countercurrent influences the mixing of EGR gas with fresh intake air and the formation of deposits.
위로부터, EGR 가스와 신선한 흡입 공기와의 혼합을 증진하고 데포짓을 방지하기 위한 요건은, I) 역류역을 회피하고, ii) EGR 가스의 체류 시간을 증가시키고, iii) 드로틀 밸브(27)의 양 자유단으로부터 신선한 흡입 공기의 주류 안으로 EGR 가스를 혼합하는 것이다.From above, the requirement to promote mixing of EGR gas with fresh intake air and to prevent deposits is provided by: I) avoiding backflow, ii) increasing residence time of EGR gas, and iii) throttle valve 27. The mixing of the EGR gas from both free ends into the mainstream of fresh intake air.
이러한 요건을 맞추기 위해, 본 발명에 따른 EGR 장치는 드로틀 밸브(27)의 자유단(27a, 27b)으로부터의 신선한 주류(상주류와 하주류)와 혼합하는 스파이럴류의 생성을 위한 적어도 하나의 EGR 가스 도입구를 채용한다.In order to meet this requirement, the EGR device according to the invention is adapted to produce at least one EGR for the production of spirals mixed with fresh liquor (main and lower liquor) from the free ends 27a and 27b of the throttle valve 27. A gas inlet is adopted.
도시된 예에서, 제1 도입구(34)의 EGR 가스의 제1 합류점은 밸브의 폐쇄 위치에서 드로틀 밸브(27)의 하류측 자유단(27a)의 바로 후방에 배치되고, 제2 도입구(35)의 EGR 가스의 제2 합류점은 밸브의 폐쇄 위치에서 드로틀 밸브(27)의 상류측 자유단(27b)의 바로 후방에 배치된다. 각각의 도입구(34, 35)는 유입관부(23)의 원형 단면에 접선인 선을 따라 연장하고, 각각의 도입구(34, 35)는 유입관부(23) 내의 신선한 흡기 기류 방향에 대해 소정의 각(θ) (리이드 각)을 형성하도록 하류로 경사진다. 또한, 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 반대 방향의 교차 흐름 방식으로(또는 역류 방식으로) 개방된다. 따라서, EGR 가스는 신선한 주류의 속도가 가장 빠른 혼합 위치에서 역류역 외부의 신선한 흡입 공기와 혼합되고, EGR 가스와 흡입 공기는 유입관부(23)의 원통형 내벽면 상에 및 그 근방에서 수집부(24)를 향해 나선형으로 흐르는 스파이럴류를 형성한다.In the example shown, the first confluence point of the EGR gas of the first inlet 34 is disposed just behind the downstream free end 27a of the throttle valve 27 in the closed position of the valve, and the second inlet ( The second confluence point of the EGR gas of 35 is disposed just behind the upstream free end 27b of the throttle valve 27 in the closed position of the valve. Each inlet 34, 35 extends along a line tangential to the circular cross section of the inlet tube 23, and each inlet 34, 35 is predetermined for the fresh intake airflow direction in the inlet tube 23. It is inclined downstream to form an angle θ (lead angle) of. In addition, the first and second inlets 34, 35 are opened in a cross flow manner (or countercurrent) in the opposite direction. Thus, the EGR gas is mixed with fresh intake air outside the counterflow zone at the mixing position where the fresh liquor velocity is the fastest, and the EGR gas and intake air are collected on the cylindrical inner wall surface of the inlet pipe section 23 and in the vicinity thereof. To form spirals flowing spirally towards
따라서, EGR 가스는 종래의 설계와 비교하여 매우 오래 동안 체류하게 된다.신선한 흡입 공기 주류는 EGR 가스의 스파이럴류와 포함되고, EGR 가스는 스파이럴류의 진행중에 외부로부터 유입관부(23)의 중심을 향해 확산된다. EGR 가스는 데포짓을 야기하지 않고 역류역 외부에 체류하게 된다. 이러한 실시예의 EGR 장치는 EGR 가스를 흡입 공기와 충분히 혼합시킬 수 있고, EGR 가스를 실린더 내에서 균일하게 분배하거나 데포짓을 효율적으로 방지할 수 있다.Therefore, the EGR gas stays for a very long time compared with the conventional design. Fresh intake air mainstream is included with the spiral of the EGR gas, and the EGR gas is directed from the outside to the center of the inlet pipe 23 during the spiral flow. Spreads towards. The EGR gas will stay outside the backflow region without causing deposition. The EGR device of this embodiment can sufficiently mix the EGR gas with the intake air, and can evenly distribute the EGR gas in the cylinder or effectively prevent depositing.
도18에 도시된 대로, (체류 시간에 대응하는) 스파이럴류 경로를 따라 최상류 분기관(25) 까지의 EGR 가스에 의해 이동된 거리(L2)는 종래의 직선 경로의 거리(L1) 보다 훨씬 더 길다. 도19에 도시된 대로, 실린더 내에서의 EGR 가스 분배의 불규칙성의 정도는 EGR 가스 이동 거리의 증가에 의해 감소된다.As shown in Fig. 18, the distance L2 moved by the EGR gas to the upstream branch pipe 25 along the spiral flow path (corresponding to the residence time) is much more than the distance L1 of the conventional straight path. long. As shown in Fig. 19, the degree of irregularity of EGR gas distribution in the cylinder is reduced by increasing the EGR gas travel distance.
도20 및 도21에 도시된 대로, 이러한 실시예에 따른 상부 및 하부 EGR 도입 위치는 중앙의 EGR 도입 위치와 비교하여 데포짓의 형성을 충분히 방지할 수 있다.As shown in Figs. 20 and 21, the upper and lower EGR introduction positions according to this embodiment can sufficiently prevent the formation of deposits as compared with the central EGR introduction position.
본 발명의 제1 실시예에 따른 엔진 장치는 EGR의 양이 클 때에도 실린더의 EGR율을 균일하게 할 수 있어, 연료 소비 및 배기 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 실시예에 따른 엔진 장치는 데포짓을 방지함으로서 흡입 공기량을 정확히 제어할 수 있다.The engine apparatus according to the first embodiment of the present invention can make the EGR ratio of the cylinder even when the amount of EGR is large, thereby improving fuel consumption and exhaust performance. In addition, the engine device according to this embodiment can accurately control the amount of intake air by preventing deposition.
도22 내지 도24는 본 발명의 제2 실시예에 따른 EGR 장치를 도시한 것이다. 각각의 EGR 도입구(34, 35)는 EGR 도입 개구를 형성하는 안내 케이스(40)를 포함한다. 이러한 예에서, 각각의 도입구의 안내 케이스(40)는 원통형이고, 유입관부(23) 안으로 돌출한다. 도24에 도시된 예에서, 각각의 도입구는 유입관부(23)의 축을 포함한 가상 평면에서 EGR 도입 개구를 구비한다. 드로틀 밸브(27)의 축은 이러한 평면에 직교한다.22 to 24 show an EGR device according to a second embodiment of the present invention. Each EGR inlet 34, 35 includes a guide case 40 defining an EGR inlet opening. In this example, the guide case 40 of each inlet is cylindrical and projects into the inlet pipe 23. In the example shown in Fig. 24, each inlet has an EGR inlet opening in a imaginary plane including the axis of the inlet pipe section 23. The axis of the throttle valve 27 is orthogonal to this plane.
각각의 도입구(34, 35)의 안내 케이스(40)는 제1 실시예와 같이 하류로 진행하는 스파이럴류를 생성하기 위한 것이고, 흡기 상주류 또는 하주류를 스파이럴류 내로 유인하는 위치에서 개방된다. 유입관부(23)의 내부에 노출된 각각의 안내 케이스(40)의 외부 원통형면은 신선한 흡기 기류(상주류 또는 하주류)를 스파이럴류의 방향으로 유도 및 안내하기 위한 편향기(deflector)로서 제공된다.The guide case 40 of each inlet 34 and 35 is for generating spirals which flow downstream as in the first embodiment, and is opened at a position that attracts the intake mainstream or the downstream mainstream into the spirals. . The outer cylindrical surface of each guide case 40 exposed inside the inlet pipe section 23 serves as a deflector for guiding and guiding fresh intake airflow (mainstream or downstream) in the direction of spiral flow. do.
스파이럴류를 강화하기 위해 안내 케이스(40)의 내벽면 및 외벽면을 이용함으로서, 제2 실시예의 EGR 장치는 EGR 가스를 흡입 공기와 충분히 혼합할 수 있고, EGR 가스를 실린더 내에서 균일하게 분배할 수 있고, EGR 가스를 역류역으로부터 멀리 떨어져 체류하게 함으로서 데포짓을 방지할 수 있다.By using the inner wall surface and outer wall surface of the guide case 40 to reinforce spirals, the EGR device of the second embodiment can sufficiently mix the EGR gas with the intake air, and uniformly distribute the EGR gas in the cylinder. And depositing can be prevented by keeping the EGR gas away from the backflow region.
도25 및 도26은 본 발명의 제3 실시예에 따른 EGR 장치를 도시한 것이다. 이러한 실시예에서, 각각의 도입구(45, 46)의 가스 도입 개구는 긴 원의 형태이다. 각각의 도입구(45, 46)의 단면 형태는 도25에 도시된 대로 유입관부(23)의 종방향을 따라 기다랗다. 이러한 예에서, 드로틀 밸브(27)의 상류측 단부(27b) 후방의 제2 도입구(46)의 개구의 단면 크기는 하류측 밸브 단부(27a) 후방의 제1 도입구(45)의 개구의 단면 크기 보다 더 크다.25 and 26 show an EGR device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the gas introduction openings of each inlet 45, 46 are in the form of an elongated circle. The cross-sectional shape of each inlet port 45, 46 is elongated along the longitudinal direction of the inlet pipe section 23 as shown in FIG. In this example, the cross-sectional size of the opening of the second inlet port 46 behind the upstream end 27b of the throttle valve 27 is equal to the opening of the first inlet port 45 behind the downstream valve end 27a. Larger than the cross-sectional size.
제1 및 제2 도입구(45, 46)의 긴 개구로 인해 드로틀 밸브(27)와 EGR 가스 도입 위치 사이의 거리를 줄일 수 있고, EGR 가스와 신선한 흡입 공기의 혼합에 유리하도록 수집부(24)와의 거리를 증가시킬 수 있다. 제1 EGR 가스 도입구(45)는 신선한 흡입 공기 주류의 영역이 비교적 좁은 측면 상에 배치되고, 제2 EGR 가스도입구(46)는 신선한 흡입 공기 주류의 영역이 비교적 넓은 측면 상에 배치된다. 따라서, 더 작은 도입구(45)와 더 큰 도입구(46)는 EGR 가스를 효율적으로 도입할 수 있고, EGR 가스를 역류역의 외부로 유지할 수 있다.The long openings in the first and second inlets 45, 46 allow the distance between the throttle valve 27 and the EGR gas introduction position to be reduced and to facilitate the mixing of the EGR gas with fresh intake air. You can increase the distance to). The first EGR gas inlet 45 is arranged on the side where the region of fresh intake air liquor is relatively narrow, and the second EGR gas inlet 46 is arranged on the side where the region of fresh intake air liquor is relatively wide. Thus, the smaller inlet 45 and the larger inlet 46 can introduce the EGR gas efficiently and keep the EGR gas out of the backflow region.
도27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 EGR 장치를 도시한다. 이러한 실시예에서, EGR 가스는 드로틀 밸브(27)의 상류단(27b)의 하류에 배치된 도입구(51)로부터 도입되고, 반면에 보조 공기는 드로틀 밸브(27)의 하류단(27a)의 하류의 도입구(50)로부터 도입된다. 도입구(50, 51)는 선행 실시예와 같이 지향 및 개방된다. 따라서, 이러한 실시예에서, 도입구(51)는 배기 장치에 연결되고, 도입구(50)는 드로틀 밸브(27)의 상류 위치에서 흡기 장치에 연결된다. 이러한 예에서, 도입구(50)는 드로틀 밸브(27)의 상류측 상의 공기 청정기에 연결된다.27 shows an EGR device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the EGR gas is introduced from an inlet 51 disposed downstream of the upstream end 27b of the throttle valve 27, while auxiliary air is introduced from the downstream end 27a of the throttle valve 27. It is introduced from the downstream inlet 50. Inlets 50 and 51 are directed and open as in the previous embodiment. Thus, in this embodiment, the inlet 51 is connected to the exhaust device, and the inlet 50 is connected to the intake device at a position upstream of the throttle valve 27. In this example, the inlet 50 is connected to an air cleaner on the upstream side of the throttle valve 27.
이러한 예의 EGR 장치는 스파이럴류의 강도를 증가시킬 수 있고 EGR 가스를 균일 혼합할 수 있다. 이러한 예에서, 보조 공기용 도입구(50)는 흡입 공기 주류 영역이 좁은 측면 상에 배치된다. 따라서, EGR 장치는 EGR 가스가 역류역 내로 들어가는 것을 더 효과적으로 차단할 수 있고, 데포짓이 생성되는 것을 방지할 수 있다.The EGR device of this example can increase the strength of spirals and can evenly mix the EGR gas. In this example, the inlet 50 for auxiliary air is arranged on the side where the intake air mainstream region is narrow. Thus, the EGR device can more effectively block the EGR gas from entering the countercurrent zone and prevent the deposit from being generated.
도28은 제5 실시예에 따른 EGR 장치를 도시한다. 각각의 EGR 가스 도입구의 (도2에 도시된) 하류 경사각(θ)(리이드 각)은 EGR 가스 도입 위치로부터 유입관부(23)의 종방향 중심선을 따라 흡기 매니폴드(21)의 최상류 분기관(25)의 유입구 까지의 거리가 유입관부(23)의 내부 원통형면 상에서 각도(θ)에 의해 정의된 나선의 1 피치(리이드) 보다 더 길도록 결정된다.Fig. 28 shows an EGR device according to the fifth embodiment. The downstream inclination angle θ (lead angle) of each EGR gas inlet (shown in FIG. 2) is the most upstream branch pipe of the intake manifold 21 along the longitudinal center line of the inlet pipe section 23 from the EGR gas inlet position. The distance to the inlet of 25 is determined to be longer than one pitch (lead) of the spiral defined by the angle θ on the inner cylindrical surface of the inlet tube section 23.
따라서, 이러한 설계로 인해 EGR 가스 합류점으로부터 최상류 분기관(25)의 유입구 까지의 스파이럴 경로를 따른 EGR 가스의 이동 거리를 충분히 길게 하고, EGR 가스와 흡입 공기와의 적절한 혼합을 보증한다.Therefore, this design makes the moving distance of the EGR gas along the spiral path from the EGR gas confluence point to the inlet of the most upstream branch pipe 25 sufficiently long, and ensures proper mixing of the EGR gas and intake air.
도29는 본 발명의 제6 실시예를 도시한 그래프이다. 이러한 실시예에서, 각각의 제1 및 제2 EGR 도입구(55, 56)의 개구 크기(또는 개구 면적)은 드로틀 밸브(27)를 관통하는 신선한 흡입 공기의 최대 유속과, 드로틀 밸브(27)의 축과 가스 도입구(55, 56)의 개구 사이의 거리, 및 도입구(55, 56)의 개구 형태에 의해 변경된 EGR 가스 배출 유속(유입관부(23) 내로 흐르는 EGR 가스의 유속)에 따라 결정된다.Fig. 29 is a graph showing the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, the opening size (or opening area) of each of the first and second EGR inlets 55, 56 is the maximum flow rate of fresh intake air through the throttle valve 27 and the throttle valve 27. Of the EGR gas discharge flow rate (the flow rate of the EGR gas flowing into the inlet pipe section 23) changed by the distance between the shaft of the shaft and the openings of the gas inlets 55 and 56, and the opening shape of the inlet ports 55 and 56. Is determined.
도29에 도시된 대로, 신선한 주류의 유속은 하류 방향의 드로틀 밸브(27)로부터의 거리가 증가함에 따라 감소하게 된다. 도입구(55, 56)의 개구 크기 및 형태는 각각의 도입구(55, 56)로부터의 EGR 가스의 배출 유속이 도입구의 개구 근방의 주류의 유속과 비교하여 항상 빠르게 유지되도록 결정된다. EGR 유입 속도의 설정은 도29에 도시된 대로 신선한 주류 속도 보다 높게 설정된다.As shown in Fig. 29, the flow rate of fresh liquor decreases as the distance from the throttle valve 27 in the downstream direction increases. The opening size and shape of the inlets 55 and 56 are determined such that the discharge flow rate of the EGR gas from each inlet 55 and 56 is always kept fast compared to the flow rate of the mainstream near the opening of the inlet. The setting of the EGR inflow rate is set higher than the fresh liquor speed as shown in FIG.
따라서, 각각의 도입구(55, 56)는 도31에 도시된 대로 주류와의 충돌에 의한 그 속도의 손실 없이 도30에 도시된 대로 강한 스파이럴류를 생성하는 충분한 속도로 EGR 가스를 유입관부(23) 내로 흐르게 한다. EGR 가스는 유입관부(23)의 중심을 향해 내부로 방향 전환 없이 스파이럴 경로를 따라 흐르고, 데포짓을 야기함이 없이 역류역으로부터 떨어져 체류한다. 도30의 더 큰 유속의 EGR 흐름은 데포짓을 방지할 수 있고 EGR 가스를 효율적으로 혼합할 수 있다.Thus, each inlet 55, 56 receives the EGR gas at a sufficient rate to produce strong spirals as shown in FIG. 30 without losing its speed due to collision with the mainstream as shown in FIG. 23) flow into. The EGR gas flows along the spiral path without turning inward toward the center of the inlet pipe portion 23 and stays away from the backflow region without causing deposition. The larger flow rate EGR flow of FIG. 30 can prevent deposits and can efficiently mix the EGR gas.
도32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 엔진 장치의 일부를 도시한 것이다. 유입관부(23)와 드로틀 본체(26)에 의해 형성된 흡기 통로는 드로틀 밸브(27)의 축과 직교하는 가상 평면 내에서 각도(α)의 굴곡부(62)를 형성하기 위해 수집부(24)의 종방향에 대해 경사진다. 이러한 실시예에서, 제1 및 제2 도입구(60, 61)의 개구의 위치는 굽힘각(α)에 따라 조절된다.32 shows a part of an engine apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The intake passage formed by the inlet pipe section 23 and the throttle body 26 is connected to the collecting section 24 to form the bent portion 62 at an angle α in an imaginary plane orthogonal to the axis of the throttle valve 27. Inclined to the longitudinal direction. In this embodiment, the positions of the openings of the first and second inlets 60 and 61 are adjusted according to the bending angle α.
도32에 도시된 예에서, 흡입 공기 통로의 종방향 중심선은 수집부(24)의 종방향에 대해 하향 만곡되어, 드로틀 밸브(27)의 상류측 단부(27b)는 굴곡부(62)의 내부측 상에 배치된다. 이 경우에, 굴곡부(62)의 내부측 상의 드로틀 밸브의 상류 자유단(27b)의 하류에 배치된 도입구(61)의 가스 도입 위치는 하류로 약간 이동되고, 굴곡부(62)의 외부측 상의 드로틀 밸브의 하류 자유단(27a)의 하류에 배치된 도입구(60)의 가스 도입 위치는 하향 굽힘각에 따라 하류로 더 많이 이동된다. 그 결과, 드로틀 밸브(27)의 축으로부터 유입관부(23)의 종방향을 따라 굴곡부(62)의 외측 상의 도입구(60)의 합류점 까지의 종방향 거리는 드로틀 밸브(27)의 축으로부터 굴곡부(62)의 내측 상의 도입구(61)의 합류점 까지의 종방향 거리 보다 더 길다.In the example shown in FIG. 32, the longitudinal center line of the intake air passage is bent downward with respect to the longitudinal direction of the collecting part 24, so that the upstream end 27b of the throttle valve 27 is the inner side of the bend 62. As shown in FIG. Is disposed on. In this case, the gas introduction position of the inlet port 61 disposed downstream of the upstream free end 27b of the throttle valve on the inner side of the bent part 62 is moved slightly downstream, and on the outer side of the bent part 62. The gas introduction position of the inlet port 60 arranged downstream of the downstream free end 27a of the throttle valve is moved further downstream according to the downward bending angle. As a result, the longitudinal distance from the axis of the throttle valve 27 to the confluence point of the inlet port 60 on the outside of the bend 62 along the longitudinal direction of the inlet pipe portion 23 is determined from the axis of the throttle valve 27 by the bend portion ( Longer than the longitudinal distance to the confluence of the inlet 61 on the inside of 62.
드로틀 밸브(27)의 하류측 단부(27a)가 굴곡부의 내측 상에 배치되도록, 흡입 공기 통로의 종방향 중심선이 수집부(24)가 연장하는 종방향에 대해 상향 만곡될 때, 그후 굴곡부의 내부측 상의 드로틀 밸브의 하류 자유단(27a)의 하류에 배치된 도입구(60)의 EGR 가스 도입 합류 위치는 상향 굽힘각에 따라 상류로 이동되고, 굴곡부(62)의 외부측 상의 드로틀 밸브(27)의 상류 자유단(27b)의 하류에 배치된 도입구(61)의 합류 위치는 도33에 도시된 대로 더 적게 상류로 이동된다.When the longitudinal center line of the intake air passage is bent upward with respect to the longitudinal direction in which the collector 24 extends so that the downstream end 27a of the throttle valve 27 is disposed on the inside of the bend, then the inside of the bend The EGR gas introduction confluence position of the introduction port 60 disposed downstream of the downstream free end 27a of the throttle valve on the side is moved upstream according to the upward bend angle, and the throttle valve 27 on the outside of the bend 62 is provided. The confluence position of the inlet 61 disposed downstream of the upstream free end 27b of s) is shifted less upstream as shown in FIG.
유입관부(32)가 도32에 도시된 대로 하향 굽힘각을 갖게 될 때, 역류역은 굴곡부의 외측을 향해 이동하게 된다. 따라서, 도입구(60, 61)의 EGR 가스 도입 합류 위치는 도입구(60)의 합류 위치가 역류역으로부터 멀리 이동되도록 하류로 이동된다. 유입관부가 상향 굽힘각을 갖게 될 때, 역류역은 유입관부(23)의 중앙을 향해 이동하게 된다. 이 경우에, 도입구(60, 61)의 합류 위치는 EGR 가스의 이동 거리를 증가시키도록 상류로 이동된다.When the inlet pipe 32 has a downward bend angle as shown in Fig. 32, the counter flow zone moves toward the outside of the bend. Therefore, the EGR gas introduction confluence positions of the inlets 60 and 61 are moved downstream so that the confluence positions of the inlets 60 are moved away from the backflow region. When the inlet pipe part has an upward bend angle, the counter flow zone moves toward the center of the inlet pipe part 23. In this case, the confluence positions of the inlets 60 and 61 are moved upstream to increase the moving distance of the EGR gas.
따라서, 도입구(60, 61)는 역류역의 형태에 맞는 최적 위치에서 개방된다. 따라서, 이러한 실시예의 설계로 인해 EGR 가스를 효과적으로 혼합할 수 있고, 데포짓을 방지할 수 있다.Thus, the inlets 60 and 61 are opened at the optimum positions for the shape of the countercurrent region. Therefore, the design of this embodiment allows the EGR gas to be effectively mixed and deposition can be prevented.
도3에 도시된 대로, 본 발명의 각각의 도시된 실시예에 따른 드로틀 밸브(27)의 요동축은 가상 제1 중심 평면(C1)에서 연장한다. 가상 제2 중심 평면(C2)은 원통형 유입관부(23)의 중심선을 따라 제1 중심 평면(C1)과 직각으로 교차한다. 도시된 예에서의 유입관부(23)는 직선 형태이고 공동의 우측 원형 실린더의 형태이다. 제1 및 제2 가상 접선면(T1, T2)은 제1 중심 평면(C1)에 평행하고, 제1 중심 평면(C1)의 양 측면 상의 유입관부(23)의 원통형 내벽면에 접한다. 제3 및 제4 가상 접선면(T3, T4)은 제2 중심 평면(C2)에 평행하고, 제2 중심 평면(C2)의 양 측면 상의 유입관부(23)의 원통형 내벽면에 접한다. 도2에서, 가상 횡단면(S)은 유입관부(23)의 중심선과 직교하고, 드로틀 밸브(27)의 축에 평행한 평면이다.As shown in Fig. 3, the swing shaft of the throttle valve 27 according to each shown embodiment of the present invention extends in the virtual first center plane C1. The virtual second center plane C2 crosses the first center plane C1 at right angles along the center line of the cylindrical inflow pipe part 23. The inlet pipe part 23 in the example shown is straight and in the form of a hollow right circular cylinder. The first and second virtual tangential surfaces T1 and T2 are parallel to the first central plane C1 and abut the cylindrical inner wall surfaces of the inlet pipe part 23 on both sides of the first central plane C1. The third and fourth virtual tangential surfaces T3 and T4 are parallel to the second central plane C2 and abut the cylindrical inner wall surfaces of the inlet pipe part 23 on both sides of the second central plane C2. In FIG. 2, the virtual cross section S is a plane perpendicular to the centerline of the inlet pipe 23 and parallel to the axis of the throttle valve 27.
도2 및 도3에 도시된 예에서, 제1 도입구(34)는 제2 중심 평면(C2)의 제1 측면(우측면)으로부터 제1 접선면(T1)을 따라 연장하고, 제4 접선면(T4)을 향해 개방된다. 제2 도입구(33)는 제2 중심 평면(C2)의 제2 측면(좌측면)으로부터 제2 접선면(T2)을 따라 연장하고, 제3 접선면(T3)을 향해 개방된다.In the example shown in FIGS. 2 and 3, the first inlet 34 extends along the first tangential plane T1 from the first side (right face) of the second central plane C2, and the fourth tangential plane. Open toward T4. The second inlet 33 extends along the second tangential surface T2 from the second side surface (left side surface) of the second central plane C2 and opens toward the third tangential surface T3.
이러한 예의 각각의 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 단면이 원형이다. 제1 도입구(34)의 원통형 내벽면은 제1 접선면(T1) 상에 놓여 있고 도3에서 도면부호 M1으로 도시된 지점에서 유입관부(23)의 원통형 내벽면과 접하는 하나의 직선을 포함한다. 제2 도입구(35)의 원통형 내벽면은 제2 접선면(T2) 상에 놓여 있고 도3에서 도면부호 M2로 도시된 지점에서 유입관부(23)의 원통형 내벽면과 접하는 하나의 직선을 포함한다. 각각의 도입구(34, 35)의 종방향은 도2에 도시된 대로 단면(S)과 각도(θ)를 형성한다. 제1 및 제2 도입구(34, 35)는 수집부(24)를 향해 하류로 진행하는 스파이럴류를 생성하도록 하는 방향에서 단면(S)으로부터 경사진다. 제1 도입구(34)에 의해 생성된 스파이럴류 방향은 제2 도입구(35)의 스파이럴류의 방향과 동일하다. 도3의 예에서, 스파이럴류는 반시계 방향이다.Each of the first and second inlets 34, 35 of this example is circular in cross section. The cylindrical inner wall surface of the first inlet 34 is located on the first tangential surface T1 and includes a straight line in contact with the cylindrical inner wall surface of the inlet pipe section 23 at the point indicated by reference numeral M1 in FIG. 3. do. The cylindrical inner wall surface of the second inlet 35 is located on the second tangential surface T2 and includes a straight line contacting the cylindrical inner wall surface of the inlet pipe section 23 at the point indicated by reference numeral M2 in FIG. 3. do. The longitudinal direction of each inlet 34, 35 forms a cross section S and an angle θ as shown in FIG. 2. The first and second inlets 34 and 35 are inclined from the cross-section S in a direction to generate spirals flowing downstream toward the collecting section 24. The spiral flow direction generated by the first inlet 34 is the same as the spiral flow direction of the second inlet 35. In the example of FIG. 3, the spiral is counterclockwise.
따라서, 흡기 기류는 스파이럴류 내로 유인되어 EGR 가스와 잘 혼합되고, 스파이럴류는 EGR 가스와 흡입 공기의 혼합을 촉진시키고, EGR 가스를 드로틀 밸브 후방의 역류역 외부에 남겨 둠으로서 데포짓을 방지할 수 있게 된다.Thus, the intake airflow is attracted into the spirals to mix well with the EGR gas, which promotes the mixing of the EGR gas and the intake air, and leaves the EGR gas outside the countercurrent behind the throttle valve to prevent deposition. It becomes possible.
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