WO2020017218A1 - エンジンの蒸発燃料処理装置 - Google Patents

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WO2020017218A1
WO2020017218A1 PCT/JP2019/024020 JP2019024020W WO2020017218A1 WO 2020017218 A1 WO2020017218 A1 WO 2020017218A1 JP 2019024020 W JP2019024020 W JP 2019024020W WO 2020017218 A1 WO2020017218 A1 WO 2020017218A1
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passage
intake passage
supercharger
bypass
intake
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PCT/JP2019/024020
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二郎 加藤
山内 武俊
吉田 健
健治 ▲高▼見
田中 和明
克也 六山
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マツダ株式会社
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a fuel vapor treatment device for an engine.
  • Patent Document 1 discloses that an engine equipped with a supercharger is provided with a bypass passage connecting an upstream side and a downstream side of the supercharger in an intake passage, and further, evaporative fuel generated in a fuel tank is passed through a throttle valve in the intake passage. It is also described that a purge passage is provided downstream of the turbocharger to a portion upstream of the turbocharger. In Patent Literature 1, when the operation of the turbocharger is stopped, the pressure in the purge passage is increased by the purge assister, so that the intake air flowing backward in the bypass passage is prevented from flowing into the purge passage. .
  • the intake air that has passed through the throttle valve is introduced into the combustion chamber of the engine through the bypass passage.
  • a part of the intake air containing the evaporated fuel from the purge passage enters the stopped turbocharger, further leaks downstream thereof, and the fuel accumulates inside the turbocharger or downstream thereof.
  • the fuel accumulated in the supercharger or on the downstream side thereof is introduced into the combustion chamber at once, and becomes over-rich. As a result, there is a concern that the emission may be deteriorated and the vehicle may have a torque shock.
  • the present invention suppresses leakage of fuel vapor from the supercharger to the downstream side when the supercharger is not operating.
  • the fuel vapor for purging is put on the intake airflow generated in the intake passage from the non-operating turbocharger to the bypass passage.
  • the evaporative fuel treatment device for an engine disclosed herein includes: An intake passage that guides intake air to the combustion chamber of the engine, A throttle valve provided in the intake passage; A supercharger provided downstream of the throttle valve in the intake passage; A bypass passage that connects the upstream side and the downstream side of the supercharger in the intake passage on the downstream side of the throttle valve and is opened when the supercharger is not operated; A purge passage for guiding evaporated fuel generated in the fuel tank to a portion of the intake passage downstream of the throttle valve and upstream of the supercharger; When the supercharger is not operating, the intake passage reverses a forward flow in which intake air flows from the throttle valve toward the supercharger, and reverses when intake air is prevented from traveling forward by the supercharger.
  • An evaporative fuel introduction port of the purge passage is opened on a wall surface of the intake passage where the bypass directional flow is generated.
  • the evaporative fuel inlet of the purge passage is opened in the wall of the intake passage where the above-mentioned bypass directional flow occurs. Therefore, the evaporated fuel introduced from the purge passage into the intake passage flows from the intake passage into the bypass passage along the bypass directional flow. Therefore, leakage of the evaporated fuel from the non-operated supercharger to the downstream side thereof is suppressed, and when the supercharger subsequently operates, the fuel becomes over-rich (deterioration of emission and torque shock). can avoid.
  • the throttle valve is a butterfly type valve
  • the connection port of the bypass passage is opened at one half of the intake passage when the intake passage is bisected by a surface extending in the longitudinal direction of the intake passage through the axis of the valve shaft of the throttle valve. I have.
  • the valve plate and the intake passage are located at the top of each of a half-peripheral portion and a semi-peripheral portion of the intake passage facing in a direction perpendicular to the valve axis of the throttle valve.
  • the gap with the peripheral surface is the largest. Accordingly, a forward flow is generated in which the intake air flows from the throttle valve to the supercharger along the vicinity of the top of each of the one half circumference and the opposite half circumference of the intake passage.
  • the intake air related to the forward flow is prevented from moving forward by the supercharger, the intake air is reversed before the supercharger to generate a bypass-directed airflow toward the connection port of the bypass passage.
  • the connection port of the bypass passage is opened on the wall surface of one half of the intake passage, and a forward flow is generated in the one half of the intake passage along the top thereof. Therefore, the intake air inverted before the turbocharger is generated between the forward flow along the top of the one-sided half circumference and the forward flow along the top of the opposite half-perimeter, from the forward flow along the top of the one-sided half circumference. Go through the side to the connection port of the bypass passage.
  • connection port of the bypass passage is opened at the top of the one-sided half circumference of the intake passage, and the evaporated fuel introduction port is located at a side wall of the intake passage facing the valve axis direction of the throttle valve. (A side wall in a quadrant range).
  • a partition line extending in the circumferential direction of the intake passage is drawn through both ends of the connection port of the bypass passage in the longitudinal direction of the intake passage, a side wall area of the intake passage defined by both partition lines is formed. That is, at least a part of the evaporative fuel introduction port is open.
  • the fuel vapor introduction port is open to a portion of the intake passage near the connection port of the bypass passage where the bypass directional flow is generated. In this case, since the bypass directional flow becomes stronger as approaching the connection port of the bypass passage, the fuel vapor for purging is easily guided to the bypass passage.
  • a passage portion from the portion of the intake passage where the throttle valve is provided to the supercharger extends in a cylinder row direction of the engine,
  • the throttle valve is provided with its valve shaft being substantially horizontal,
  • the connection port of the bypass passage opens at the top of the upper half of the intake passage,
  • the evaporative fuel introduction port is open to a side wall (a side wall within a quadrant) of the intake passage where the bypass directional flow is generated.
  • a forward flow of the intake air is generated along the tops of the upper half and the lower half of the intake passage, and the air flows through both sides of the upper half of the forward flow from between the upper and lower forward flows.
  • the evaporative fuel introduction port of the purge passage is opened at a portion of the side wall of the intake passage where the bypass directional flow is generated. Therefore, the evaporated fuel related to the purge is easily guided to the bypass passage on the bypass directional flow of the intake air. Become.
  • the fuel vapor introduction port is open in the upper half of the side wall of the intake passage.
  • the intake air containing the EGR gas flows into the intake passage from the bypass passage, the EGR gas is prevented from entering the purge passage from the fuel vapor introduction port.
  • the fact that the evaporated fuel introduction port is opened on the upper half circumferential side of the side wall of the intake passage means that the evaporated fuel introduction port is opened diagonally downward. Therefore, even if the intake gas containing EGR gas flows into the intake passage from the connection port of the bypass passage opened at the top of the upper half of the intake passage, the intake gas containing the EGR gas does not directly enter the evaporative fuel introduction port. .
  • the intake passage has a passage cross-sectional area increasing toward the supercharger downstream of the connection port of the bypass passage.
  • the intake air tends to flow in the direction of smaller resistance. It becomes easy to generate a constant reversal path in which the intake air flows to the side with the smaller resistance. Therefore, the directional flow of the bypass, in which the intake air flows toward the connection port of the bypass passage, has less disturbance. As a result, the evaporative fuel introduced from the evaporative fuel inlet becomes easier to get on the bypass directional flow, and the evaporative fuel is prevented from leaking downstream from the supercharger.
  • a forward flow in which the intake air flows from the throttle valve toward the supercharger and a bypass directional flow in which the intake air flows from the supercharger side toward the connection port of the bypass passage.
  • an evaporative fuel introduction port for guiding evaporative fuel from the fuel tank to the intake passage is opened in a wall surface of the intake passage where the bypass directional flow is generated.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an engine system. The front view of an engine.
  • FIG. 2 is a sectional view of an intake system of the engine.
  • FIG. 2 is a perspective view of an intake system of the engine.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an attachment part of a purge valve to an intake pipe. Sectional drawing of the attachment part. Sectional drawing which shows the evaporative fuel introduction port of an intake pipe.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a flow of intake air in an intake passage.
  • 1 is an engine
  • 2 is an intake passage of the engine
  • 3 is an exhaust passage of the engine
  • 4 is a fuel tank.
  • the system includes an evaporative fuel processing device 5 for guiding evaporative fuel generated in a fuel tank 4 to an intake passage 2 of the engine 1.
  • the engine 1 is an in-line four-cylinder compression ignition engine.
  • FIG. 1 shows only one cylinder of the engine 1.
  • the engine 1 described in the present embodiment is merely an example, and in the present invention, the type and specific configuration of the engine are not particularly limited.
  • the engine 1 includes a direct injection type fuel injection valve 11 facing a combustion chamber 10 of each cylinder, a spark plug 12, and an in-cylinder pressure sensor 13.
  • the intake port of the engine 1 is provided with an intake valve 14, and the exhaust port is provided with an exhaust valve 15.
  • the engine 1 includes variable valve mechanisms 16, 17 for opening and closing the intake valve 14 and the exhaust valve 15, respectively.
  • Reference numeral 18 denotes a piston of the engine 1.
  • the intake passage 2 includes an intake manifold (not shown) for branching and introducing intake air into the combustion chamber 10 of each cylinder.
  • the intake passage 2 has an air cleaner 21, a throttle valve 22 for adjusting the amount of fresh air introduced into the combustion chamber 10, and a supercharger for increasing the pressure of gas introduced into the combustion chamber 10 in order from the upstream side to the downstream side.
  • An intercooler 24 for cooling the gas introduced into the combustion chamber 10 by the supercharger 3 and the supercharger 3 is provided.
  • a bypass passage 25 is provided downstream of the throttle valve 22 and connecting the upstream side of the supercharger 23 and the downstream side of the intercooler 24.
  • the bypass passage 25 is provided with a bypass valve 26 for adjusting a gas flow rate flowing through the bypass passage 25.
  • the supercharger 23 of this example is a mechanical supercharger driven by a belt by the crankshaft of the engine 1.
  • the mechanical supercharger 44 can be, for example, a Roots type, or it can be a Riesholm type, a vane type, or a centrifugal type. Note that, instead of the mechanical supercharger, an electric supercharger or a turbocharger driven by exhaust energy may be employed.
  • the supercharger 23 is connected to the crankshaft of the engine 1 via the electromagnetic clutch 27. By connecting and disconnecting the electromagnetic clutch 27, transmission of power from the engine 1 to the supercharger 23 and disconnection thereof are performed.
  • the supercharging pressure is adjusted to a desired pressure by controlling the bypass valve 26. That is, when the bypass valve 26 is opened, part of the intake air that has passed through the supercharger 23 flows backward through the bypass passage 25 to the upstream side of the supercharger 23. Since the reverse flow rate of the intake air changes according to the opening degree of the bypass valve 26, the supercharging pressure of the intake air introduced into the combustion chamber 10 can be controlled.
  • the exhaust passage 3 is provided with an exhaust manifold 31 for collecting and discharging the exhaust gas of each cylinder.
  • the exhaust passage 3 downstream of the exhaust manifold 31 is provided with two catalytic converters for purifying exhaust gas.
  • the upstream catalytic converter has a three-way catalyst 32 and a GPF (gasoline particulate filter) 33 and is disposed in the engine room of the vehicle.
  • the downstream catalytic converter has a three-way catalyst 34 and is disposed outside the engine room.
  • An exhaust shutter valve 35 is provided on each branch pipe of the exhaust manifold 31.
  • the intake passage 2 and the exhaust passage 3 are connected by an EGR passage 6 that recirculates part of the exhaust gas to the intake passage 2 as EGR gas.
  • the upstream end of the EGR passage 6 is connected between the upstream catalytic converter and the downstream catalytic converter in the exhaust passage 3.
  • the downstream end of the EGR passage 6 is connected in the middle of a bypass passage 25 so as to supply EGR gas downstream of the throttle valve 22 and upstream of the supercharger 23 in the intake passage 2.
  • the EGR gas enters the intake passage 2 upstream of the supercharger 23 without passing through the bypass valve 26 of the bypass passage 25.
  • the EGR passage 6 is provided with an EGR cooler 61 for cooling the EGR gas, and an EGR valve 62 for adjusting a recirculation amount of the EGR gas.
  • the fuel tank 4 is connected to the fuel injection valve 11 by a fuel supply path 41.
  • the upstream end of the fuel supply path 41 is connected to a fuel strainer 40 in the fuel tank 4.
  • the fuel supply path 41 is provided with a fuel pump 42 and a common rail 43.
  • the fuel pump 42 pumps fuel to the common rail 43.
  • the common rail 43 stores the fuel pumped from the fuel pump 42 at a high fuel pressure.
  • the evaporative fuel processing device 5 includes a canister 51 that adsorbs the evaporative fuel generated in the fuel tank 4 to activated carbon.
  • the fuel tank 4 and the canister 51 are connected by a tank-side passage 52, and the canister 51 and the intake passage 2 are connected by a purge passage 53.
  • the canister 51 is connected to an outside air introduction passage 54 having an air opening.
  • a purge valve 55 for opening and closing the purge passage 53 is provided in the purge passage 53.
  • the purge valve 55 is opened when a predetermined purge condition is satisfied, for example, when the air-fuel ratio of the engine 1 can be appropriately controlled by controlling the fuel injection amount by the fuel injection valve 11.
  • the downstream end of the purge passage 53 that is, the evaporated fuel introduction port 56 to the intake passage 2 will be described later.
  • the engine system is equipped with a blow-by gas recirculation device.
  • the blow-by gas recirculation device includes a blow-by passage 57 and an air introduction passage 58.
  • One end of the blow-by passage 57 is connected to the crankcase 1 a of the engine 1, and the other end is connected to the intake passage 2 downstream of the throttle valve 22 and upstream of the supercharger 23.
  • a PCV (Positive Crankcase Ventilation) valve 59 is provided in the blow-by passage 57.
  • the PCV valve 59 allows only gas to pass from the crankcase 1a to the intake passage 2 side.
  • the opening of the PCV valve 59 changes in accordance with the degree of the negative pressure when the pressure downstream of the throttle valve 22 in the intake passage 2 is lower than the pressure of the crankcase 1a. That is, the flow rate of the blow-by gas from the crankcase 1a to the intake passage 2 is adjusted to an appropriate amount according to the negative pressure.
  • the air introduction passage 58 has one end connected to the crankcase 1a via the cylinder head 1b of the engine 1, and the other end connected between the air cleaner 21 and the throttle valve 22 in the intake passage 2.
  • the air introduction passage 58 is provided with a check valve 60 that allows only air to pass from the intake passage 2 toward the crankcase 1a.
  • an air flow sensor 63 for detecting the amount of intake air for controlling the engine 1 and a pressure sensor 64 for detecting an intake pressure downstream of the throttle valve 22 (upstream of the supercharger 23).
  • a temperature sensor 65 for detecting the temperature of the intake air discharged from the supercharger 23, and a pressure sensor 66 for detecting the intake pressure downstream of the intercooler 24.
  • a linear O 2 sensor 67 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the three-way catalyst 32 and a lambda O for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the three-way catalyst 32 are provided in the exhaust passage 3.
  • Two sensors 68 are provided.
  • the supercharger 23 is provided in an upper portion of the engine 1 with the axis thereof extending in the cylinder row direction.
  • An upstream intake pipe 71 that constitutes the intake passage 2 extending in the cylinder row direction is connected to the supercharger 23.
  • a drive unit housing 72 of the supercharger 23 protrudes from the supercharger 23 on a side opposite to the upstream intake pipe 71.
  • the drive unit housing 72 accommodates the electromagnetic clutch 27 and the drive shaft for driving the supercharger 23 with the crankshaft of the engine 1.
  • a transmission belt 74 is wound around a pulley 73 connected to the drive shaft.
  • the upstream end of a discharge duct 76 for guiding pressurized intake air to a surge tank 75 (see FIG. 4) extending in the cylinder row direction is connected to a side surface of the supercharger 23.
  • the discharge duct 76 extends below the supercharger 23, and has a lower end connected to the intercooler 24 arranged below the supercharger 23.
  • a throttle body 77 having a throttle valve 22 is provided at an upstream end of the upstream-side intake pipe 71.
  • the throttle valve 22 is a butterfly valve, and its valve shaft 22a is provided horizontally.
  • the bypass pipe 78 forming the bypass passage 25 is inclined from the upper surface of the upstream intake pipe 71 toward the upstream of the upstream intake pipe 71. I'm standing up. That is, the connection port 79 of the bypass passage 25 opens at the top of the upper half of the intake passage 2 formed by the upstream intake pipe 71 on the downstream side of the throttle valve 22.
  • the upper half of the intake passage 2 corresponds to one half of the intake passage 2 when the intake passage 2 is bisected by a surface extending in the longitudinal direction of the intake passage 2 through the axis of the valve shaft 22a of the throttle valve 22.
  • the upstream-side intake pipe 71 forms a passage enlarged portion 2b whose passage cross-sectional area increases toward the supercharger 3 downstream of the connection port 79 of the bypass passage 25. 3 is connected.
  • the bypass pipe 78 has a folded portion 78a which is bent and turned toward the downstream side of the upstream intake pipe 71 following the above-mentioned inclined rising portion.
  • the bypass pipe 78 extends in the cylinder row direction above the supercharger 23 toward the center of the surge tank 75 following the folded portion 78a.
  • An EGR pipe (not shown) forming the EGR passage 6 is connected to the bypass pipe 78 at a position downstream of the turnover portion 78a, and an EGR valve 62 is provided at the connection.
  • the bypass pipe 78 has a first branch pipe 78b extending in one direction in the cylinder row direction and a second branch pipe extending in the other direction in the cylinder row direction near the center of the surge tank 75 (see FIG. 4). It branches into a pipe 78c. Both branch pipes 78b and 78c are connected to the surge tank 75. Further, the bypass valve 26 is provided in a bypass pipe 78 downstream of the EGR valve 62. The bypass valve 26 is a butterfly valve, and its valve shaft 26a is provided horizontally.
  • FIG. 4 shows a passage portion extracted from the above-mentioned intake pipe structure.
  • the intake passage 2 formed by the upstream intake pipe 71 extends in the cylinder row direction.
  • a bypass passage 25 rises obliquely from the top of the upper half of the intake passage 2.
  • the bypass passage 25 extends in the cylinder row direction toward the surge tank 75 via a turn-up portion 25a following the rising portion.
  • An EGR valve portion 25b and a bypass valve portion 25c are provided upstream of a portion of the bypass passage 25 extending in the cylinder row direction.
  • the downstream portion of the bypass passage 25 is connected to the surge tank 75 by branch portions 25d and 25e relating to the branch pipes 78b and 78c.
  • the surge tank 75 is provided with an intake passage 80 integrally therewith.
  • the intake passage 80 extends below the surge tank 75 and is connected to the intercooler 24.
  • a mounting portion 81 of the purge valve 55 is provided on a side surface of the upstream-side intake pipe 71.
  • the purge valve 55 is mounted on a mounting portion 81 on the side surface of the upstream intake pipe 71.
  • a purge pipe (not shown) forming a purge passage 53 is connected to the connection portion 55 a of the purge valve 55.
  • a purge passage hole 82 extending from the mounting portion 81 of the purge valve 55 toward the upstream side of the intake passage 2 is formed in a passage wall of the upstream intake pipe 71 that forms the intake passage 2. .
  • the upstream end of the purge passage hole 82 communicates with the evaporated fuel supply hole 55b of the purge valve 55, and the downstream end of the purge passage hole 82 opens to the intake passage 2 as the evaporated fuel introduction port 56.
  • the opening position of the evaporative fuel introduction port 56 is a portion in the intake passage 2 where a later-described bypass flow of intake air is generated.
  • the evaporated fuel introduction port 56 is opened near the connection port 79 of the bypass passage 25 in the intake passage 2. Specifically, the evaporated fuel introduction port 56 opens in a side wall of the intake passage 2 (a side wall in a quadrant range of the intake passage facing the direction of the valve shaft 22a of the throttle valve 22). The side wall of the passage 2 opens on the upper half circumference side.
  • the side wall range of the intake passage 2 in which the evaporative fuel introduction port 56 is preferably opened extends in the circumferential direction of the intake passage 2 through both ends of the connection port 79 of the bypass passage 25 in the longitudinal direction of the intake passage. This is a range defined by the extending lines A1 and A2. It is preferable that at least a part of the fuel vapor introduction port 56 be open in this side wall area. This makes it easier for the evaporated fuel introduced into the intake passage 2 from the evaporated fuel introduction port 56 to ride on a later-described bypass-directed flow of intake air.
  • reference numeral 83 denotes a drive unit of the throttle valve 22
  • 84 denotes a drive unit of the bypass valve 26
  • 85 denotes a drive unit of the EGR valve 62.
  • the evaporated fuel is introduced into the intake passage 2 from the purge passage 82 when the air-fuel ratio of the engine 1 can be properly controlled, that is, in the low load to medium load operation range of the engine 1 in which the throttle valve 22 is partially open. Is done.
  • the gap between the inner peripheral surface of the intake passage 2 and the outer peripheral edge of the valve plate of the throttle valve 22 is formed by the intake passage 2 opposed to a direction orthogonal to the valve shaft 22 a of the throttle valve 22. Is wider at the top of each of the upper half and lower half, and gradually narrows from the top to both sides.
  • FIG. 8 shows the result of analyzing the flow of intake air when the throttle valve 22 is partially opened when the turbocharger 3 is not operated (the bypass valve 26 is fully opened).
  • the intake air has the highest flow velocity at the top of each of the upper half and lower half of the intake passage 2 and proceeds toward the supercharger 3. Since the forward and downstream forward flows 91 and 92 toward the supercharger 3 are prevented from moving forward by the supercharger 3, most of the intake air is reversed before the supercharger 3 and the supercharger 3 side , And flows toward the connection port 79 of the bypass passage 25 opened to the intake passage 2. A part of the intake air leaks through the turbocharger 3 to the downstream side as shown by a stream line 95.
  • the passage cross-sectional area increases toward the supercharger 3 on the downstream side of the connection port 79 of the bypass passage 25. If the intake air is blocked by the supercharger 3, the air tends to flow in the direction of smaller resistance. However, the passage cross-sectional area is increased, and the forward flow velocity of the intake air is reduced due to the expansion. On the side, it is easy to generate a constant reversal path in which the intake air flows to the side with smaller resistance.
  • the upper forward flow 91 and the lower forward flow 92 flowing through the upper half circumferential side and the lower half circumferential side of the intake passage 2 respectively extend to the position before the supercharger 3. Therefore, before the supercharger 3, the intake air is reversed between the upper forward flow 91 and the lower forward flow 92 having a small resistance.
  • the inverted intake air goes to the connection port 79 of the bypass passage 25, and the connection port 79 opens at the top of the upper half of the intake passage 2.
  • the connection port 79 in the intake passage 2 there is an upper forward flow 91 in which intake air flows at a high flow rate along the top of the upper half of the intake passage 2. Accordingly, the intake air inverted before the supercharger 3 returns between the upper forward flow 91 and the lower forward flow 92 (portion where the resistance is small) toward the throttle valve 22, and further connects to the connection port 79 of the bypass passage 25. , And rises through both sides of the upper forward flow 91 (portion where the resistance is small).
  • the evaporated fuel introduction port 56 of the purge passage 53 is opened in a side wall of the intake passage 2 near the connection port 79 of the bypass passage 25.
  • This opening position is where the intake air in the bypass directional flow 93 rises along the side wall of the intake passage 2. Therefore, the evaporated fuel introduced from the evaporated fuel introduction port 56 flows into the bypass passage 25 on the rising intake air of the bypass directional flow 93.
  • the fuel vapor introduction port 56 is opened near the connection port 79 where the bypass directional flow becomes strong, the vapor fuel introduced from the vapor fuel introduction port 56 easily rides on the rising intake air of the bypass directional flow 93. .
  • the fuel vapor flows into the bypass passage 25 on the rising intake air of the bypass directional flow 93, so that leakage from the supercharger 3 to the downstream side is suppressed. Therefore, when the supercharger is operated, it is possible to prevent the fuel accumulated on the downstream side of the supercharger 3 and the like from being introduced into the combustion chamber at once, thereby preventing overriching. That is, deterioration of emission and torque shock can be avoided.
  • the evaporated fuel introduction port 56 is open at the upper half of the side wall of the intake passage 2, even if the intake gas containing the EGR gas flows into the intake passage 2 from the connection port 79 of the bypass passage 25, the EGR gas Is prevented from entering the purge passage 53 from the evaporated fuel inlet 56. That is, the fact that the evaporative fuel inlet 56 is open toward the upper half of the side wall of the intake passage 2 means that the evaporative fuel inlet 56 is open obliquely downward. Entering the fuel inlet is avoided.
  • the opening position of the fuel vapor introduction port 56 is not limited to the vicinity of the connection port 79 of the bypass passage 25. It may be.

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Abstract

エンジンの吸気通路2はスロットル弁22と、過給機3と、過給機3の上流側と下流側を結び過給機3の非作動時に開となるバイパス通路25とを備える。吸気通路2では、過給機3の非作動時に、吸気がスロットル弁22から過給機3に向かって流れる前進流91,92と、吸気が過給機3によって前進を阻まれて反転し過給機3側から吸気通路2に開口したバイパス通路25の接続口に向かって流れるバイパス指向流93,94とを生ずる。燃料タンクで発生した蒸発燃料を吸気通路2に導く蒸発燃料導入口56が吸気通路2におけるバイパス指向流93を生ずる壁面に開口している。

Description

エンジンの蒸発燃料処理装置
 本発明はエンジンの蒸発燃料処理装置に関する。
 車両のエンジンには過給機が設けられることがある。特許文献1には、過給機を搭載したエンジンにおいて、吸気通路における過給機の上流側と下流側を結ぶバイパス通路を設け、さらに、燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を吸気通路におけるスロットル弁よりも下流側であって過給機よりも上流側の部位に導くパージ通路を設けることが記載されている。特許文献1では、過給機の作動を停止したときに、パージアシスタによってパージ通路内の圧力を高めることにより、バイパス通路を逆流した吸気がパージ通路に流入することを抑制するようにされている。
特開2018-31352号公報
 ところで、過給機の作動を停止させた状態では、スロットル弁を通過した吸気はバイパス通路を通ってエンジンの燃焼室に導入される。しかし、パージ通路からの蒸発燃料を含む吸気の一部が作動を停止している過給機に入り、さらにはその下流側に洩れ、過給機の内部やその下流側に燃料が溜まっていくことがある。その場合、その後に過給機を作動させたとき、過給機内やその下流側等に溜まった燃料が一気に燃焼室に導入されてオーバーリッチなる。その結果、エミッションの悪化を招き、車両ではトルクショックを招く懸念がある。
 そこで、本発明は、過給機の非作動時に蒸発燃料が過給機からその下流側に洩れることを抑制する。
 本発明は、上記課題を解決するために、吸気通路内に生ずる非作動状態の過給機側からバイパス通路に向かって流れる吸気流にパージに係る蒸発燃料を乗せるようにした。
 ここに開示するエンジンの蒸発燃料処理装置は、
 エンジンの燃焼室に吸気を導く吸気通路と、
 上記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
 上記吸気通路における上記スロットル弁よりも下流側に設けられた過給機と、
 上記スロットル弁よりも下流側において上記吸気通路における上記過給機の上流側と下流側を結び上記過給機の非作動時に開となるバイパス通路と、
 燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を上記吸気通路における上記スロットル弁よりも下流側であり且つ上記過給機よりも上流側である部位に導くパージ通路とを備え、
 上記吸気通路は、上記過給機の非作動時において、吸気が上記スロットル弁から上記過給機に向かって流れる前進流と、吸気が上記過給機によって前進を阻まれることにより反転し、上記過給機側からその上流側の上記吸気通路に開口した上記バイパス通路の接続口に向かって流れるバイパス指向流とを生ずるものであり、
 上記パージ通路の蒸発燃料導入口が上記吸気通路における上記バイパス指向流を生ずる壁面に開口していることを特徴とする。
 スロットル弁が開かれると、吸気がスロットル弁から過給機に向かって流れる前進流を生ずる。過給機の非作動時には、吸気は過給機によって前進が阻まれる一方、バイパス通路が開となるから、吸気が過給機の手前で反転してバイパス通路の接続口に向かって流れるバイパス指向流を生ずる。本発明者による吸気の流れ解析によれば、過給機の非作動時には、吸気通路内に、スロットル弁、過給機及びバイパス通路の接続口の位置、並びに吸気通路の形状等に応じた所定経路の前進流及びバイパス指向流を生ずる。
 このことを踏まえて、当該エンジンの蒸発燃料処理装置では、パージ通路の蒸発燃料導入口を吸気通路における上記バイパス指向流を生ずる壁面に開口している。従って、パージ通路から吸気通路に導入される蒸発燃料は、吸気通路から当該バイパス指向流に乗ってバイパス通路に流入することになる。よって、蒸発燃料が非作動状態の過給機からその下流側に洩れることが抑えられ、その後に過給機が作動したときにオーバーリッチになること(エミッションの悪化やトルクショックを招くこと)が避けられる。
 一実施形態では、上記スロットル弁は、バタフライ型の弁であり、
 上記バイパス通路の上記接続口は、上記スロットル弁の弁軸の軸心を通って上記吸気通路の長手方向に延びる面で上記吸気通路を二分したときの該吸気通路の片側半周部に開口している。
 バタフライ型のスロットル弁の場合、その部分開においては、スロットル弁の弁軸と直交する方向に相対する吸気通路の片側半周部と反対側半周部の各々の頂部において、弁板と吸気通路の内周面との隙間が最も大きくなる。従って、吸気がスロットル弁から吸気通路の片側半周部と反対側半周部の各々の頂部付近に沿って過給機に向かって流れる前進流を生ずる。
 上記前進流に係る吸気は過給機によって前進を阻まれるから、過給機の手前で反転してバイパス通路の接続口に向かう吸気のバイパス指向流を生ずる。この場合、バイパス通路の接続口は吸気通路の片側半周部の壁面に開口しているが、この片側半周部にはその頂部に沿って吸気が前進する前進流を生じている。従って、過給機の手前で反転した吸気は、片側半周部の頂部に沿った前進流と反対側半周部の頂部に沿った前進流の間から、片側半周部の頂部に沿った前進流の脇を抜けてバイパス通路の接続口に向かう。すなわち、片側半周部の頂部に沿った前進流と反対側半周部の頂部に沿った前進流の間から、片側半周部の頂部に沿った前進流の脇を抜けてバイパス通路の接続口に向かう吸気のバイパス指向流を生ずる。
 一実施形態では、上記バイパス通路の上記接続口が、上記吸気通路の上記片側半周部の頂部に開口し、上記蒸発燃料導入口が、上記スロットル弁の弁軸方向に相対する上記吸気通路の側壁(四分円範囲の側壁)に開口していることである。
 これにより、上記吸気通路の片側半周部の頂部に沿った前進流の脇を抜けてバイパス通路の接続口に向かうバイパス指向流に蒸発燃料が乗りやすくなる。
 好ましいのは、各々上記バイパス通路の接続口の吸気通路長手方向の両端を通って吸気通路の周方向に延びる区画線を引いたとき、この両区画線によって区画される該吸気通路の側壁範囲に上記蒸発燃料導入口の少なくとも一部が開口していることである。
 一実施形態では、上記蒸発燃料導入口が、上記吸気通路における上記バイパス通路の上記接続口の近傍の上記バイパス指向流を生ずる部位に開口している。この場合、バイパス指向流はバイパス通路の接続口に近づくにつれて強くなるから、パージに係る蒸発燃料がバイパス通路に導かれ易くなる。
 一実施形態では、上記吸気通路の上記スロットル弁が設けられた部位から上記過給機に至る通路部は上記エンジンの気筒列方向に延び、
 上記スロットル弁は、その弁軸が略水平に設けられ、
 上記バイパス通路の上記接続口は上記吸気通路の上半周部の頂部に開口し、
 上記蒸発燃料導入口は、上記吸気通路の側壁(四分円範囲の側壁)の上記バイパス指向流を生ずる部位に開口している。
 この場合、吸気通路の上半周部及び下半周部各々の頂部に沿った吸気の前進流を生じ、この上下の前進流の間から上半周側の前進流の両脇を抜けて、すなわち、吸気通路の側壁に沿って上昇しバイパス通路の接続口に向かう吸気のバイパス指向流を生ずる。パージ通路の蒸発燃料導入口は、上記吸気通路の側壁の上記バイパス指向流を生ずる部位に開口しているから、当該パージに係る蒸発燃料は吸気のバイパス指向流に乗ってバイパス通路に導かれ易くなる。
 一実施形態では、上記蒸発燃料導入口は、上記吸気通路の側壁部の上半周側に開口している。
 吸気通路の側壁の上半周側はバイパス通路の接続口に近いため、バイパス指向流が強くなる。よって、パージに係る蒸発燃料は吸気のバイパス指向流に乗ってバイパス通路に導かれ易くなる。
 しかも、EGRガスを含む吸気がバイパス通路から吸気通路に流入しても、そのEGRガスが蒸発燃料導入口からパージ通路に入り込むことが避けられる。この点について説明すると、蒸発燃料導入口が吸気通路の側壁の上半周側に開口しているということは、蒸発燃料導入口は斜め下向きに開口しているということである。従って、吸気通路の上半周部の頂部に開口したバイパス通路の接続口からEGRガスを含む吸気が吸気通路に流入しても、そのEGRガスを含む吸気が蒸発燃料導入口に直接入ることはない。
 一実施形態では、上記吸気通路は、上記バイパス通路の上記接続口よりも下流側において、通路断面積が上記過給機に向かって拡大している。
 吸気は過給機によって前進が阻まれると、抵抗が小さい方へ流れようとするところ、上記通路断面積の拡大と、この拡大による吸気の前進流速の低下とよって、過給機の手前側において吸気が抵抗の小さい方へ流れる一定の反転経路を生成し易くなる。そのため、吸気がバイパス通路の接続口に向かって流れるバイパス指向流も乱れが少ないものになる。その結果、蒸発燃料導入口から導入される蒸発燃料が当該バイパス指向流に乗りやすくなって、その蒸発燃料が過給機から下流側に洩れていくことが避けられる。
 本発明によれば、過給機の非作動時に、吸気がスロットル弁から過給機に向かって流れる前進流と、吸気が過給機側からバイパス通路の接続口に向かって流れるバイパス指向流とを生ずる吸気通路を備え、燃料タンクからの蒸発燃料を吸気通路に導く蒸発燃料導入口を上記吸気通路における上記バイパス指向流を生ずる壁面に開口させたから、蒸発燃料は、吸気通路から当該バイパス指向流に乗ってバイパス通路に流入し易くなり、すなわち、蒸発燃料が非作動状態の過給機からその下流側に洩れることが抑えられ、その結果、その後に過給機が作動したときにオーバーリッチになること(エミッションの悪化やトルクショックを招くこと)が避けられる。
エンジンシステムの構成図。 エンジンの正面図。 エンジンの吸気系統の断面図。 エンジンの吸気系統の斜視図。 吸気管へのパージ弁の取付部を示す斜視図。 同取付部の断面図。 吸気管の蒸発燃料導入口を示す断面図。 吸気通路における吸気の流れを示す斜視図。
 以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
 <エンジン全体構成>
 図1に示す車両搭載エンジンシステムにおいて、1はエンジン、2はエンジン1の吸気通路、3はエンジン1の排気通路、4は燃料タンクである。同システムは燃料タンク4で発生する蒸発燃料をエンジン1の吸気通路2に導く蒸発燃料処理装置5を備えている。
 エンジン1は、直列4気筒圧縮着火式エンジンである。図1では、エンジン1の1気筒のみを図示している。本実施形態で説明するエンジン1は一例に過ぎず、本発明において、エンジンの種類や具体的構成は特に限定されるものでない。エンジン1は、各気筒の燃焼室10に臨む直噴式燃料噴射弁11、点火プラグ12及び筒内圧力センサ13を備えている。エンジン1の吸気ポートには吸気弁14が設けられ、排気ポートには排気弁15が設けられている。エンジン1は、吸気弁14及び排気弁15各々の開閉駆動のための可変動弁機構16,17を備えている。18はエンジン1のピストンである。
 吸気通路2は、吸気を各気筒の燃焼室10に分岐導入するための吸気マニホールド(図示省略)を備えている。吸気通路2には、その上流側から下流側に向かって順に、エアクリーナー21、燃焼室10への新気導入量を調節するスロットル弁22、燃焼室10に導入するガスの圧力を高める過給機23、並びに過給機3によって燃焼室10に導入されるガスを冷却するインタークーラ24が配設されている。また、吸気通路2には、スロットル弁22よりも下流側において、過給機23よりも上流側とインタークーラー24よりも下流側を結ぶバイパス通路25が設けられている。バイパス通路25には、バイパス通路25を流れるガス流量を調節するバイパス弁26が設けられている。
 本例の過給機23は、エンジン1のクランク軸によってベルト駆動される機械式過給機である。機械式の過給機44は、例えばルーツ式とすることができ、或いはリショルム式、ベーン式又は遠心式としてもよい。なお、機械式過給機に代えて、電動式の過給機、或いは排気エネルギによって駆動されるターボ過給機を採用してもよい。
 過給機23は、電磁クラッチ27を介してエンジン1のクランク軸に接続されている。電磁クラッチ27の接続及び遮断により、エンジン1から過給機23への動力の伝達とその遮断が行なわれる。
 電磁クラッチ27が遮断状態にされるときは(過給機23の非作動時)、バイパス弁26は全開にされる。これにより、吸気は過給機23を通らずバイパス通路25によってエンジン1の燃焼室10に導入される。すなわち、エンジン1は自然吸気(非過給)状態で運転される。
 電磁クラッチ27が接続状態にされるときは(過給機23の作動時)、バイパス弁26の制御によって過給圧が所望の圧力になるように調整される。すなわち、バイパス弁26の開かれると、過給機23を通過した吸気の一部がバイパス通路25を通って過給機23の上流側に逆流する。バイパス弁26の開度に応じて吸気の逆流量が変わるから、燃焼室10に導入する吸気の過給圧を制御することができる。
 排気通路3は、各気筒の排気ガスを集合させて排出するための排気マニホールド31を備えている。排気マニホールド31よりも下流側の排気通路3には、排気ガスを浄化する二つの触媒コンバーターが設けられている。上流側の触媒コンバーターは、三元触媒32とGPF(ガソリンパティキュレートフィルタ)33とを有し、車両のエンジンルームに配設される。下流側の触媒コンバーターは三元触媒34を有し、エンジンルーム外に配設される。排気マニホールド31の各分岐管には排気シャッター弁35が設けられている。
 吸気通路2と排気通路3は、排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路2に還流させるEGR通路6によって結ばれている。EGR通路6の上流端は、排気通路3における上流側触媒コンバーターと下流側触媒コンバーターとの間に接続されている。EGR通路6の下流端は、EGRガスを吸気通路2におけるスロットル弁22よりも下流側であって過給機23よりも上流側に供給すべく、バイパス通路25の途中に接続されている。EGRガスは、バイパス通路25のバイパス弁26を通らずに、吸気通路2における過給機23の上流側に入る。EGR通路6には、EGRガスを冷却するEGRクーラー61、並びにEGRガスの還流量を調節するEGR弁62が配設されている。
 燃料タンク4は、燃料供給路41によって燃料噴射弁11に接続されている。燃料供給路41の上流端は燃料タンク4内の燃料ストレーナー40に接続されている。燃料供給路41には、燃料ポンプ42とコモンレール43が設けられている。燃料ポンプ42はコモンレール43に燃料を圧送する。コモンレール43は、燃料ポンプ42から圧送された燃料を高い燃料圧力で蓄える。燃料噴射弁11が開弁すると、コモンレール43に蓄えられていた燃料が燃料噴射弁11の噴口から燃焼室10の中に噴射される。
 蒸発燃料処理装置5は、燃料タンク4で発生した蒸発燃料を活性炭に吸着するキャニスタ51を備えている。燃料タンク4とキャニスタ51がタンク側通路52によって接続され、キャニスタ51と吸気通路2がパージ通路53によって接続されている。キャニスタ51には、大気開放口を有する外気導入路54が接続されている。パージ通路53には、パージ通路53を開閉するパージ弁55が設けられている。パージ弁55は、所定のパージ条件が成立しているとき、例えば、燃料噴射弁11による燃料噴射量の制御によってエンジン1の空燃比を適正に制御し得る状態にあるときに、開となる。パージ通路53の下流端、すなわち、吸気通路2への蒸発燃料導入口56については後述する。
  パージ弁55が開いた状態において、吸気通路2におけるスロットル弁22の下流側に負圧が生じると、キャニスタ51に捕集された蒸発燃料がパージされる。すなわち、外気導入通路54からキャニスタ51に導入された空気と共に蒸発燃料がパージ通路53から吸気通路21におけるスロットル弁22の下流側にパージされる。パージされた蒸発燃料は、過給機23又はバイパス通路25を通ってエンジン1の燃焼室10に供給されて、燃料噴射弁11から供給された燃料と共に燃焼する。
 エンジンシステムはブローバイガス還流装置を備えている。ブローバイガス還流装置は、ブローバイ通路57と空気導入通路58を備えている。ブローバイ通路57は、その一端がエンジン1のクランクケース1aに接続され、他端は吸気通路2のスロットル弁22よりも下流側であって過給機23よりも上流側に接続されている。ブローバイ通路57には、PCV(Positive Crankcase Ventilation)バルブ59が設けられている。
 PCVバルブ59は、クランクケース1a側から吸気通路2側に向かう方向へのガスの通過のみを許容する。PCVバルブ59は、吸気通路2のスロットル弁22よりも下流側の圧力がクランクケース1aの圧力に比べて低い負圧時に、該負圧の程度に応じて開度が変化する。すなわち、当該負圧に応じてクランクケース1aから吸気通路2へのブローバイガス流量が適量に調整される。
 空気導入通路58は、その一端がエンジン1のシリンダヘッド1bを介してクランクケース1aに接続され、他端が吸気通路2のエアクリーナ21とスロットル弁22の間に接続されている。空気導入通路58には、吸気通路2側からクランクケース1a側へ向かう方向への空気の通過のみを許容する逆止弁60が設けられている。
 クランクケース1aからブローバイガスがブローバイ通路57を通して吸気通路2に出されるとき、エアクリーナ21でろ過された空気が空気導入通路58をからクランクケース1aに導入される。これにより、クランクケース1aが換気される。
 吸気通路2には、エンジン1を制御するための、吸入空気量を検出するエアフローセンサ63、スロットル弁22よりも下流側(過給機23よりも上流側)の吸気圧力を検出する圧力センサ64、過給機23から吐出された吸気の温度を検出する温度センサ65、並びにインタークーラ24よりも下流側において吸気圧力を検出する圧力センサ66が設けられている。排気通路3には、三元触媒32よりも上流側において排気ガス中の酸素濃度を検知するリニアOセンサ67、三元触媒32よりも下流側において排気ガス中の酸素濃度を検知するラムダOセンサ68が設けられている。
 <エンジンシステム構成要素の構造>
 図2に示すように、過給機23はエンジン1の上部において軸心を気筒列方向に延ばした状態に設けられている。この過給機23に気筒列方向に延びる吸気通路2を構成する上流側吸気管71が結合されている。過給機23における上流側吸気管71の反対側に該過給機23の駆動部ハウジング72が突出している。この駆動部ハウジング72に、エンジン1のクランク軸で過給機23を駆動するための電磁クラッチ27及び駆動軸が収容されている。その駆動軸に結合したプーリ73に伝動ベルト74が巻き掛けられている。
 過給機23の側面には、加圧された吸気を気筒列方向に延びるサージタンク75(図4参照)に導くための吐出ダクト76の上流端が接続されている。吐出ダクト76は、過給機23の下方に延び、その下端が過給機23の下方に配置したインタークーラ24に接続されている。
 図3に示すように、上流側吸気管71の上流端部にはスロットル弁22を備えたスロットルボディ77が設けられている。スロットル弁22は、バタフライ弁であり、その弁軸22aは水平に設けられている。スロットルボディ77よりも下流側(過給機23よりも上流側)において、バイパス通路25を形成するバイパス管78が上流側吸気管71の上面から上流側吸気管71の上流側に向かって斜めに立ち上がっている。すなわち、スロットル弁22よりも下流側において、上流側吸気管71によって形成された吸気通路2の上半周部の頂部に、バイパス通路25の接続口79が開口している。この吸気通路2の上半周部は、スロットル弁22の弁軸22aの軸心を通って吸気通路2の長手方向に延びる面で該吸気通路2を二分したときの片側半周部に相当する。
 上流側吸気管71は、バイパス通路25の接続口79よりも下流側において、通路断面積が過給機3に向かって拡大した通路拡大部2bを形成しており、その拡大端が過給機3に接続されている。
 バイパス管78は、上述の斜めになった立上り部に続いて上流側吸気管71の下流側に向かうように湾曲して折り返された折返し部78aを有する。バイパス管78は、当該折返し部78aに続いてサージタンク75の中央側に向かって過給機23の上側を気筒列方向に延びている。バイパス管78の折返し部78aよりも下流側には、EGR通路6を形成するEGR管(図示省略)が接続され、該接続部にEGR弁62が設けられている。
 バイパス管78は、サージタンク75(図4参照)の中央部近傍において、図3に示すように、気筒列方向の一方に延びる第1枝管78bと、気筒列方向の他方に延びる第2枝管78cとに分岐している。両枝管78b,78cはサージタンク75に接続されている。また、EGR弁62よりも下流側のバイパス管78内にバイパス弁26が設けられている。バイパス弁26は、バタフライ弁であり、その弁軸26aは水平に設けられている。
 図4は上述の吸気系管構造から通路部分を抽出して表している。上流側吸気管71による吸気通路2は気筒列方向に延びている。吸気通路2のスロットル部2aよりも下流側において、バイパス通路25が吸気通路2の上半周部の頂部から斜めに立ち上がっている。バイパス通路25は、立上り部に続く折返し部25aを経てサージタンク75に向かって気筒列方向に延びている。
 バイパス通路25の気筒列方向に延びる部分の上流部分にEGR弁部25b及びバイパス弁部25cが設けられている。バイパス通路25の下流部は、枝管78b,78cに係る分岐部25d,25eによってサージタンク75に接続されている。サージタンク75には吸気導入路80が一体に設けられている。吸気導入路80はサージタンク75の下方に延びインタークーラ24に接続されている。
 次に吸気通路2に対する蒸発燃料の導入部について説明する。図2に示すように、上流側吸気管71の側面にはパージ弁55の取付部81が設けられている。図5に示すように、パージ弁55は、上流側吸気管71の側面の取付部81に取付けられている。このパージ弁55の接続部55aにパージ通路53を形成するパージ管(図示省略)が接続されている。
 図6に示すように、上流側吸気管71の吸気通路2を形成する通路壁に、パージ弁55の取付部81から吸気通路2の上流側に向かって延びるパージ通路孔82が形成されている。このパージ通路孔82は、その上流端がパージ弁55の蒸発燃料供給孔55bに連通し、下流端は蒸発燃料導入口56として吸気通路2に開口している。この蒸発燃料導入口56の開口位置は、吸気通路2における後述する吸気のバイパス指向流を生ずる部位である。
 図7に示すように、蒸発燃料導入口56は、吸気通路2におけるバイパス通路25の接続口79の近傍に開口している。具体的には、蒸発燃料導入口56は、吸気通路2の側壁(スロットル弁22の弁軸22aの方向に相対する吸気通路の四分円範囲の側壁)に開口し、より詳細には、吸気通路2の側壁の上半周側に開口している。
 蒸発燃料導入口56が開口することが好ましい吸気通路2の側壁範囲は、図3に示すように、バイパス通路25の接続口79の吸気通路長手方向の両端を通って吸気通路2の周方向に延びる線A1,A2で区画される範囲である。この側壁範囲に蒸発燃料導入口56の少なくとも一部が開口していることが好ましい。これにより、蒸発燃料導入口56から吸気通路2に導入される蒸発燃料が後述する吸気のバイパス指向流に乗りやすくなる。
 なお、図2において、83はスロットル弁22の駆動部、84はバイパス弁26の駆動部、85はEGR弁62の駆動部である。
 <吸気通路における吸気の流れ>
 蒸発燃料は、エンジン1の空燃比を適正に制御し得るときに、すなわち、スロットル弁22が部分開状態にあるエンジン1の低負荷乃至中負荷運転域において、パージ通路82から吸気通路2に導入される。スロットル弁22が部分開状態にあるときは、吸気通路2の内周面とスロットル弁22の弁板外周縁との隙間は、スロットル弁22の弁軸22aと直交する方向に相対する吸気通路2の上半周部及び下半周部各々の頂部において最も広く、頂部からその両側にいくに従って漸次狭くなる。
 図8は過給機3の非作動時(バイパス弁26全開)におけるスロットル弁22の部分開での吸気の流れを解析した結果を示す。
 吸気通路2の内周面とスロットル弁22の弁板外周縁との隙間が上述の如くなっていることにより、吸気は、スロットル弁22を抜けるとき、端的に言えば、吸気通路2の上半周側と下半周側に分かれた形になる。且つ、吸気は、吸気通路2の上半周部及び下半周部各々の頂部において最も高い流速になって、過給機3に向かって進んでいく。この過給機3に向かう上側と下側の前進流91,92は、過給機3によって前進が阻まれるから、吸気のほとんどは過給機3の手前で反転して、過給機3側から吸気通路2に開口したバイパス通路25の接続口79に向かって流れるバイパス指向流93,94となる。なお、吸気の一部は、流線95で示すように、過給機3を抜けてその下流側に洩れる。
 吸気の反転及びバイパス指向流について説明する。吸気通路2は、バイパス通路25の接続口79よりも下流側において、通路断面積が過給機3に向かって拡大している。吸気は過給機3によって前進が阻まれると、抵抗が小さい方へ流れようとするところ、上記通路断面積の拡大と、この拡大による吸気の前進流速の低下とよって、過給機3の手前側において吸気が抵抗が小さい方へ流れる一定の反転経路を生成し易くなる。
 本実施形態の場合、吸気通路2の上半周側及び下半周側をそれぞれ流れる上側前進流91と下側前進流92が過給機3の手前まで延びてきている。従って、吸気は過給機3の手前において、抵抗が小さい、上側前進流91と下側前進流92の間に向かって反転する。
 その反転した吸気はバイパス通路25の接続口79に向かうところ、この接続口79は吸気通路2の上半周部の頂部に開口している。吸気通路2における接続口79の近傍では、吸気通路2の上半周部の頂部に沿って吸気が高い流速で流れる上側前進流91が存在する。従って、過給機3の手前で反転した吸気は、上側前進流91と下側前進流92の間(抵抗が小さい部分)をスロットル弁22に向かって戻り、さらに、バイパス通路25の接続口79に向かって、上側前進流91の両脇(抵抗が小さい部分)を抜けて上昇することになる。
 すなわち、上側前進流91と下側前進流92の間からバイパス通路25の接続口79に向かって、上側前進流91の片側の脇を通って吸気通路2の片側の側壁に沿って上昇するバイパス指向流93と、上側前進流91の反対側の脇を通って吸気通路2の反対側の側壁に沿って上昇するバイパス指向流94を生ずる。
 <蒸発燃料の吸気通路へのパージ>
 図7に示すように、パージ通路53の蒸発燃料導入口56は、吸気通路2におけるバイパス通路25の接続口79の近傍の側壁部に開口している。この開口位置は、バイパス指向流93における吸気が吸気通路2の側壁に沿って上昇する部位である。従って、蒸発燃料導入口56から導入された蒸発燃料は、当該バイパス指向流93の上昇する吸気に乗ってバイパス通路25に流入することになる。特に、蒸発燃料導入口56をバイパス指向流が強くなる接続口79の近傍に開口させているから、蒸発燃料導入口56から導入された蒸発燃料がバイパス指向流93の上昇する吸気に乗り易くなる。
 このように、蒸発燃料はバイパス指向流93の上昇する吸気に乗ってバイパス通路25に流入するから、過給機3からその下流側に洩れることが抑えられる。よって、過給機を作動させたとき、過給機3の下流側等に溜まった燃料が一気に燃焼室に導入されてオーバーリッチなることが避けられる。すなわち、エミッションの悪化やトルクショックが避けられる。
 しかも、蒸発燃料導入口56が吸気通路2の側壁の上半周側に開口しているから、EGRガスを含む吸気がバイパス通路25の接続口79から吸気通路2に流入しても、そのEGRガスが蒸発燃料導入口56からパージ通路53に入り込むことが避けられる。すなわち、蒸発燃料導入口56が吸気通路2の側壁の上半周側に開口しているということは、蒸発燃料導入口56は斜め下向きに開口しているということであり、従って、EGRガスが蒸発燃料導入口に入ることが避けられる。
 なお、本発明は、蒸発燃料導入口56の開口位置をバイパス通路25の接続口79の近傍に限るものではなく、蒸発燃料導入口56は吸気通路2におけるバイパス指向流を生ずる位置であればいずれであってもよい。
  1 エンジン
  2 吸気通路
 2b 通路拡大部
  3 排気通路
  4 燃料タンク
 10 燃焼室
 22 スロットル弁
22a 弁軸
 23 過給機
 25 バイパス通路
 53 パージ通路
 56 蒸発燃料導入口
 79 バイパス通路の接続口
 91 上側前進流
 92 下側前進流
 93 バイパス指向流
 94 バイパス指向流
 A1 区画線
 A2 区画線

Claims (7)

  1.  エンジンの燃焼室に吸気を導く吸気通路と、
     上記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
     上記吸気通路における上記スロットル弁よりも下流側に設けられた過給機と、
     上記スロットル弁よりも下流側において上記吸気通路における上記過給機の上流側と下流側を結び上記過給機の非作動時に開となるバイパス通路と、
     燃料タンクにおいて発生した蒸発燃料を上記吸気通路における上記スロットル弁よりも下流側であり且つ上記過給機よりも上流側である部位に導くパージ通路とを備え、
     上記吸気通路は、上記過給機の非作動時において、吸気が上記スロットル弁から上記過給機に向かって流れる前進流と、吸気が上記過給機によって前進を阻まれることにより反転し、上記過給機側からその上流側の上記吸気通路に開口した上記バイパス通路の接続口に向かって流れるバイパス指向流とを生ずるものであり、
     上記パージ通路の蒸発燃料導入口が上記吸気通路における上記バイパス指向流を生ずる壁面に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  2.  請求項1において、
     上記スロットル弁は、バタフライ型の弁であり、
     上記バイパス通路の上記接続口は、上記スロットル弁の弁軸の軸心を通って上記吸気通路の長手方向に延びる面で上記吸気通路を二分したときの該吸気通路の片側半周部に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  3.  請求項2において、
     上記バイパス通路の上記接続口は上記吸気通路の上記片側半周部の頂部に開口し、上記蒸発燃料導入口は上記スロットル弁の弁軸方向に相対する上記吸気通路の側壁に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  4.  請求項2又は請求項3において、
     上記蒸発燃料導入口は、上記吸気通路における上記バイパス通路の上記接続口の近傍の上記バイパス指向流を生ずる部位に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  5.  請求項2乃至請求項4のいずれか一において、
     上記吸気通路の上記スロットル弁が設けられた部位から上記過給機に至る通路部は上記エンジンの気筒列方向に延び、
     上記スロットル弁は、その弁軸が略水平に設けられ、
     上記バイパス通路の上記接続口は上記吸気通路の上半周部の頂部に開口し、
     上記蒸発燃料導入口は、上記吸気通路の側壁の上記バイパス指向流を生ずる部位に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  6.  請求項5において、
     上記蒸発燃料導入口は、上記吸気通路の側壁部の上半周側に開口していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
  7.  請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
     上記吸気通路は、上記バイパス通路の上記接続口よりも下流側において、通路断面積が上記過給機に向かって拡大していることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
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