JP2012007563A - Gas injection structure to intake passage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車などに装備されるエンジン(内燃機関)において、排ガスの一部を吸気通路に戻す排ガス還流に用いて好適の、吸気通路へのガス導入構造に関するものである。 The present invention relates to a structure for introducing gas into an intake passage, which is suitable for use in exhaust gas recirculation for returning a part of exhaust gas to an intake passage in an engine (internal combustion engine) installed in an automobile or the like.
自動車に装備されるエンジン(内燃機関)には、排気ガス中のNOxを効果的に抑制するため、排ガスの一部を吸気通路側に戻す排気ガス還流(EGR:Exhaust Gas Recirculation)装置が用いられている。この還流される排ガス(還流排ガス、EGRガス)は、吸気通路のスロットル弁の下流に導入され、スロットル弁の開口から導入された新気と混合しながらエンジンの燃焼室に供給される。 In order to effectively suppress NOx in exhaust gas, an exhaust gas recirculation (EGR) device that returns a part of the exhaust gas to the intake passage side is used for an engine (internal combustion engine) installed in an automobile. ing. The recirculated exhaust gas (recirculated exhaust gas, EGR gas) is introduced downstream of the throttle valve in the intake passage, and is supplied to the combustion chamber of the engine while being mixed with fresh air introduced from the opening of the throttle valve.
このような排ガス還流にあたっては、吸気通路内に出来るだけ円滑にEGRガスを導入することや、EGRガスを吸気通路内に導入したらEGRガスの濃度分布を均一にして燃焼室に供給することが、所望の燃焼を安定して行うために必要である。特に、通常のエンジンは複数気筒を備えているので、エンジンの滑らかな作動を得るには、各気筒の燃焼室に対して均一な濃度のEGRガスを供給することが必要であり、吸気通路内へのEGRガスの円滑な導入及び導入後のEGRガス濃度分布の均一が重要になる。 In such exhaust gas recirculation, the EGR gas is introduced into the intake passage as smoothly as possible, or the EGR gas concentration distribution is made uniform and supplied to the combustion chamber when the EGR gas is introduced into the intake passage. It is necessary to perform the desired combustion stably. In particular, since an ordinary engine has a plurality of cylinders, it is necessary to supply a uniform concentration of EGR gas to the combustion chamber of each cylinder in order to obtain smooth operation of the engine. Smooth introduction of EGR gas into the gas and uniformity of the EGR gas concentration distribution after the introduction are important.
特許文献1には、バタフライ式のスロットルバルブのバルブシャフトの内部に、軸方向にシャフトの両端部から中央部まで延びた2つの導入路を形成して、シャフト両端部の各導入路入口からEGRガスやPCVガスを導入してシャフト中央部の導入路出口から吸気通路内に導入する構造が記載されている。
特許文献2には、円盤状をした弁体とこの弁体を回動可能に支持する弁軸とで構成したスロットル弁をそなえ、キャニスタからの蒸発燃料を吸気通路に導入するパージ通路を、スロットルバルブの弁軸と弁体とに形成し、弁体の吸気流れ下流側の側面にパージ通路の出口を開口させる構造が記載されている。
In
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228667 includes a throttle valve composed of a disc-shaped valve body and a valve shaft that rotatably supports the valve body, and a purge passage for introducing evaporated fuel from a canister into an intake passage is provided as a throttle valve. A structure is described which is formed in the valve shaft and the valve body of the valve and opens the outlet of the purge passage on the side surface of the valve body on the downstream side of the intake flow.
EGRガスに限らず、吸気通路に何らかのガスを導入して、燃焼室に供給して燃焼させる場合、特許文献1,2の技術のように、ガスを導入しうる吸気通路の最上流のスロットルバルブのバルブシャフト内にガスの通路を形成し、スロットルバルブの吸気流れ下流側から吸気通路内にガスを導入すると、吸気通路に供給したガスが燃焼室に進入するまでの距離を最も長くできるため、燃焼室に供給するガスの濃度分布を均一にするのに有効である。
Not only EGR gas, but when introducing some gas into the intake passage and supplying it to the combustion chamber for combustion, as in the techniques of
ところで、吸気通路にガスを導入して燃焼室に供給し燃焼させる場合、ガスが燃焼室に進入するまでの距離を長くするだけでは、各気筒の燃焼室に対して均一な濃度のガスを供給するためには十分でない。つまり、吸気通路内にガスを如何に円滑に導入するか及び導入後のガスの濃度分布の均一化を如何に促進するかが課題となる。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、EGRガス等を吸気通路内に円滑に導入して導入後のガスの濃度分布の均一化を促進することができるようにした、吸気通路へのガス導入構造を提供することを目的とする。
By the way, when gas is introduced into the intake passage and supplied to the combustion chamber for combustion, the gas having a uniform concentration is supplied to the combustion chamber of each cylinder simply by increasing the distance until the gas enters the combustion chamber. Not enough to do. That is, how to smoothly introduce the gas into the intake passage and how to promote the homogenization of the concentration distribution of the gas after the introduction becomes a problem.
The present invention was devised in view of such a problem, and an intake passage that smoothly introduces EGR gas or the like into the intake passage and facilitates the uniform concentration distribution of the gas after the introduction. An object is to provide a gas introduction structure.
上記の目的を達成するために、エンジンの吸気通路に装備され弁体とこの弁体を回動可能に支持する軸部とから構成されたバタフライ式のスロットル弁と、前記軸部の内部に形成されたガス流路と、前記ガス流路内のガスを前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側に導入させる開口部とを備えた、吸気通路へのガス導入構造において、前記開口部は、前記軸部のガス流路外周の前記弁体よりも下流側の壁部に、前記弁体と直交する向きから前記弁体の側へずれた方向に向けて形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a butterfly throttle valve, which is provided in an intake passage of an engine and includes a valve body and a shaft portion which rotatably supports the valve body, is formed inside the shaft portion. In the gas introduction structure to the intake passage, comprising the gas passage formed and an opening for introducing the gas in the gas passage to the downstream side of the throttle valve of the intake passage. It is characterized in that it is formed on the wall portion on the downstream side of the valve body on the outer periphery of the gas flow path of the shaft portion in a direction shifted from the direction orthogonal to the valve body to the valve body side. .
前記開口部は、前記下流側の壁部のうち、前記弁体と直交する向きの領域を除いて形成されていることが好ましい。
前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記スロットル弁の開弁時に下流側となる前記弁体の側にずれた方向に向けて形成されていることが好ましい。
前記軸部は水平方向又は略水平方向に配置されて、前記弁体は、閉弁時には略鉛直方向に配置され、開弁時には弁体上部を前記軸部よりも下流側に弁体下部を前記軸部よりも上流側に移動させるように回動し、前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記弁体上部の側にずれた方向に向けて形成されていることが好ましい。
It is preferable that the opening is formed except for a region of the downstream wall portion in a direction orthogonal to the valve body.
It is preferable that the opening is formed in a direction shifted from a direction orthogonal to the valve body toward a side of the valve body that is downstream when the throttle valve is opened.
The shaft portion is disposed in a horizontal direction or a substantially horizontal direction. It is preferable that the opening is formed so as to be moved to the upstream side of the shaft portion, and the opening is formed in a direction shifted from the direction orthogonal to the valve body toward the upper side of the valve body.
前記開口部は、前記軸部の前記吸気通路内に露出した部分の軸方向中央部に部分的に形成されていることが好ましい。
前記開口部は、前記軸部の軸方向に複数に分割して形成されていることも好ましい。この場合、軸方向中央部を含んで、複数個が分割形成されていることが好ましい。
あるいは、前記開口部は、前記軸部の前記吸気通路内に露出した部分の軸方向の全長又は略全長にわたって形成されていることが好ましい。
It is preferable that the opening is partially formed in a central portion in the axial direction of a portion exposed in the intake passage of the shaft.
It is also preferable that the opening is divided into a plurality of parts in the axial direction of the shaft. In this case, it is preferable that a plurality are divided and formed including the central portion in the axial direction.
Or it is preferable that the said opening part is formed over the full length of the axial direction of the part exposed in the said intake passage of the said shaft part, or substantially full length.
前記開口部は、前記軸部の前記ガス流路の下流に行くに従って内径若しくは幅が拡大されるように形成されているも好ましい。
前記ガスは、EGRガスであることが好ましい。
It is also preferable that the opening is formed so that the inner diameter or the width thereof is increased as it goes downstream of the gas flow path of the shaft.
The gas is preferably EGR gas.
本発明の吸気通路へのガス導入構造によれば、弁体とこの弁体を回動可能に支持する軸部とから構成されバタフライ式のスロットル弁において、EGRガス等のガスを、軸部の内部に形成されたガス流路へ流通させて、軸部に形成された開口部から吸気通路のスロットル弁下流側に導入させる。このように、スロットル弁の軸部から吸気通路へガスを導入すると、ガスがエンジンの燃焼室に進入するまでの距離を長く確保でき、ガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなる。 According to the gas introduction structure to the intake passage of the present invention, in a butterfly throttle valve composed of a valve body and a shaft portion that rotatably supports the valve body, gas such as EGR gas is supplied to the shaft portion. The gas is made to flow through the gas flow path formed inside, and is introduced from the opening formed in the shaft portion to the downstream side of the throttle valve in the intake passage. As described above, when the gas is introduced from the shaft portion of the throttle valve into the intake passage, it is possible to secure a long distance until the gas enters the combustion chamber of the engine, and it is easy to promote uniform gas concentration distribution.
また、スロットル弁の開放時には、スロットル弁の周囲からスロットル弁下流側に流れ込む新気のうち、スロットル弁の開放時に上流側となる弁体端部からの新気は、軸部付近に向かう反転渦流を形成する。このため、軸部からスロットル弁下流側にガスを導入すると、この新気の反転渦流がガスの導入を妨げるように働くが、開口部は、軸部の弁体よりも下流側の壁部に、弁体と直交する向きからずれた方向に向けて形成されているので、吸気通路へ導入されるガスは、この新気の反転渦流に対して真正面から逆らように導入されるのではない。したがって、新気反転渦流によるガス導入への妨害を軽減しながら、スロットル弁下流側にガスを導入することができ、ガスを円滑に導入することができる。
開口部を、弁体と直交する向きから、スロットル弁の開弁時に下流側となる弁体の側にずれた方向に向けて形成すると、弁体の下流側に発生する低流速部にガスを流入させることができ、ガスの導入と拡散とを促進させることができ、ガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなる。
Of the fresh air that flows from the periphery of the throttle valve to the downstream side of the throttle valve when the throttle valve is opened, the fresh air from the end of the valve body that is upstream when the throttle valve is opened is a reverse vortex flow toward the shaft portion. Form. For this reason, when gas is introduced from the shaft portion to the throttle valve downstream side, the reversal vortex of the fresh air works to prevent the introduction of the gas, but the opening is formed in the wall portion on the downstream side of the valve body of the shaft portion. The gas introduced into the intake passage is not introduced so as to be opposed to the reverse vortex of the fresh air because it is formed in a direction deviating from the direction orthogonal to the valve body. . Therefore, it is possible to introduce gas to the downstream side of the throttle valve while reducing obstruction to gas introduction due to the fresh air reversal vortex, and the gas can be smoothly introduced.
If the opening is formed in a direction deviating from the direction perpendicular to the valve body to the downstream valve body when the throttle valve is opened, gas is supplied to the low flow velocity portion generated on the downstream side of the valve body. The gas can be introduced, the introduction and diffusion of the gas can be promoted, and the uniform concentration distribution of the gas can be easily promoted.
軸部が水平方向に配置されて、スロットル弁の開弁時には、弁体上部を軸部よりも下流側に弁体下部を軸部よりも上流側に移動させるように回動する構成の場合、開口部を、弁体と直交する向きから、弁体上部の側にずれた方向に向けて形成すると、弁体下部の下流側に発生する低流速部利用できる上に、吸気通路へのガスの導入に重力を利用することができ、ガスを一層円滑に吸気通路へ導入することができる。 When the shaft part is arranged in the horizontal direction and the throttle valve is opened, when the valve body upper part is rotated so as to move the valve body lower part to the downstream side than the shaft part and the valve body lower part to the upstream side than the shaft part, If the opening is formed in a direction shifted from the direction orthogonal to the valve body to the direction of the upper part of the valve body, the low flow velocity part generated on the downstream side of the lower part of the valve body can be used, and the gas to the intake passage can be used. Gravity can be used for introduction, and gas can be introduced into the intake passage more smoothly.
軸部のガス流路の下流に行くに従って開口部の内径若しくは幅が拡大されると、軸部の上下流にわたって、つまり軸部の軸方向に、開口部からのガス供給を、均一に行うことができ、ガスの濃度分布の均一化を一層促進しやすくなる。 When the inner diameter or width of the opening is enlarged as it goes downstream of the gas flow path of the shaft, the gas is uniformly supplied from the opening over the shaft, that is, in the axial direction of the shaft. This makes it easier to promote uniform gas concentration distribution.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
(エンジンの給排気系の構成)
本実施形態では、吸気通路のスロットル弁よりも下流側に導入するガスは、EGRガスであり、エンジンの給排気系は図2に示すように構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Engine supply / exhaust system configuration)
In this embodiment, the gas introduced downstream of the throttle valve in the intake passage is EGR gas, and the engine supply / exhaust system is configured as shown in FIG.
つまり、複数のシリンダを有するエンジン本体1には、各シリンダ内へ空気を供給する吸気通路(吸気マニホールドを含む)2、各シリンダから排気ガスを排出する排気通路(排気マニホールドを含む)3、排気通路3内の排気ガスを吸気通路2に還流させるためのEGR通路4、吸気通路2内に還流させる排気ガス量を調整するEGRバルブ5、吸気通路の上流端に設けられたスロットルボディ6が接続されている。なお、スロットルボディ6の下流の吸気マニホールド上流部には、サージタンク(図示略)が設けられ各シリンダに混合気を均質化して分配するようになっている。
That is, an
EGR通路4の下流端は、図1(a),(b)に示すように、スロットルボディ6内のスロットル弁11の軸部12の軸心部分に形成されたガス流路13と連通するように接続されている。スロットル弁11は、軸部12と軸部12に一体に結合された平板状(通常、円板状)の弁体14とを備えたバタフライ式のものであり、軸部12を回動すると弁体14が回転して開閉する。なお、この開閉駆動は図示しないアクチュエータによって行なわれる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the downstream end of the
また、図1(a)においては、スロットル弁11を小開度状態で示している。一方、図1(b)においては、便宜上、スロットル弁11を全開状態で示すが、新気流についてはスロットル弁11を小開度状態でのものを示す。
このスロットル弁11は、吸気通路2の水平方向に向く箇所に、軸部12を水平方向に向けて装備されており、弁体14は、全閉時には、弁体上部14aを軸部12よりも微小に下流側にずらし弁体下部14bを軸部12よりも微小に上流側にずらした僅かな傾斜とされ、この状態から開弁する際には、弁体上部14aを軸部12よりも下流側に移動させ弁体下部14bを軸部12よりも上流側に移動させるように回動する。
Moreover, in Fig.1 (a), the
The
軸部12の軸心部分に形成されたガス流路13は、吸気通路2内のスロットル弁11の弁体14よりも下流側の部分に向かう開口部15を備えており、ガス流路13内のEGRガスを吸気通路2のスロットル弁下流側に導入させるようになっている。もちろん、このEGRガスの導入は、EGRバルブ5の開放時にその開度に応じた流量で行なわれる。
開口部15は、軸部12のガス流路13外周のスロットル弁11の弁体14よりも下流側の壁部に、スロットル弁11の弁体14の面と直交する向き(直交線L1参照)からずれた方向に向けて形成されている。また、開口部15は軸部12の軸方向中央部に配置され正面視で円形に形成されるため、EGRガスが比較的円滑に流出しやすく、加工性も良い。ただし、開口部15の形状は円形に限るものではない。
The
The
この開口部15の形成方向について説明する。図3は、スロットル弁11を開放(小開度〜中開度)した場合のスロットル弁11の弁体14よりも下流側に流入する新気の流れのシミュレーション結果を、ベクトルを用いて示す吸気通路2内部の図であり、図3に矢印ベクトルで示すように、スロットル弁11の弁体14が開放すると、スロットル弁11の弁体14の周囲から弁体14下流側に新気が流れ込む。
The direction in which the
図1,図3に示すように、この流れ込む新気流NFのうち、スロットル弁11の弁体14の開放時に上流側となるスロットル弁の一端部(ここでは、弁体下部14bの端部)から進入する新気流NFの一部は、軸部12付近に向かって逆流するような反転渦流RVを形成し、スロットル弁11の弁体14の開放時に下流側となるスロットル弁の他端部(ここでは、弁体上部14aの端部)からの新気は、このような反転渦流RVを形成しない。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, of the new airflow NF that flows in, from one end of the throttle valve that is upstream when the
これは、スロットル弁開放時に、上流側で開口するスロットル弁の一端部(弁体下部14bの端部)から流入する新気は、下流側で開口するスロットル弁の他端部(弁体上部14aの端部)から流入する新気よりも流入速度が強く、この強い流れの一部が相対的に低圧のスロットル弁の他端部(弁体上部14aの端部)に向かい、この流れの一部が軸部12付近に向かって逆流する反転渦流RVを形成するものと考えられる。
This is because when the throttle valve is opened, fresh air flowing from one end of the throttle valve that opens on the upstream side (the end of the valve body
軸部12付近では、このような新気の反転渦流RVが、軸部12に略正面からぶつかるように流れ込み、軸部12において、スロットル弁の一端部側(弁体下部14bの端部側)と他端部側(弁体上部14aの端部側)とに分岐して、その後は弁体14の表面に沿って各端部方向に流れている。このため、図3中に示す軸部12外周の領域(スロットル弁11の弁体14面と直交する向きの領域)A1では、新気の反転渦流RVが正面からぶつかるため、この領域A1でガス流路13内からEGRガスを供給すると、新気の反転渦流RVに妨げられて円滑に供給することができない。
In the vicinity of the
一方、図3中に示すように、軸部12外周の領域A1からずれた領域A2,A3では、ぶつかった新気の反転渦流RVが弁体14の表面に沿って各端部方向に流れていくので、これらの領域A2,A3でガス流路13内からEGRガスを供給すると、弁体14の表面に沿って各端部方向に向かう新気の流れに乗ってEGRガスが流れていくため、新気の反転渦流RVに妨げられることなく円滑に供給することができる。なお、領域A1,A2,A3は、軸部12の弁体14下流側の壁部領域(略180度)を略3等分に分割して区分することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the regions A2 and A3 deviated from the region A1 on the outer periphery of the
本実施形態では、領域A2,A3のうち、上方に位置する領域A2に開口部15を形成している。これは、図1(a),図3に示すように、弁体14の下流側の弁体14から離隔した箇所の吸気通路2の上下中心よりもやや上方に形成される低流速部LFにEGRガスを流入させて、EGRガスの導入と拡散とを促進させることを狙ったもので、特に、EGRガスの拡散を重視した場合に好適である。なお、低流速部LFは、図1(b)に示すように、水平方向(軸部12の軸方向)には、中央部に形成されるため、軸方向、中央部に配置された開口部15から供給されるEGRガスが流入しやすい。
In the present embodiment, the
領域A2は、新気の流れの速度が極めて低くなっており、弁体14の表面に沿って端部方向に向かう流れも弱いものの、少なくとも新気の反転渦流RVの妨害は少なく、EGRガスを低流速部LFへ流れ込ませることができ、EGRガスの円滑な導入性を確保しながら、低流速による拡散効果を得ることができる。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造は、上述のように構成されているので、EGRガスを、スロットル弁11の軸部12内に形成されたガス流路13を流通させて、軸部12に形成された開口部15から吸気通路2のスロットル弁下流側に導入させる。このようにEGRガスをスロットル弁11の軸部12から導入すると、EGRガスがエンジンの各シリンダの燃焼室に進入するまでの距離を長く確保でき、EGRガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなる。
In the region A2, the flow speed of the fresh air is extremely low and the flow toward the end along the surface of the
Since the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment is configured as described above, the EGR gas is allowed to flow through the
また、軸部12からスロットル弁下流側にガスを導入すると、新気の反転渦流RVがEGRガスの導入を妨げるように働くが、開口部15が、スロットル弁よりも下流側の壁部に、スロットル弁の面と直交する向きからずれた方向に向けて形成されているので、吸気通路2へ導入されるEGRガスは、この新気の反転渦流RVに対して真正面から逆らように導入されるのではない。したがって、新気反転渦流RVによるガス導入への妨害を軽減しながら、スロットル弁下流側にEGRガスを導入することができ、EGRガスを円滑に導入することができる。
Further, when gas is introduced from the
したがって、各気筒の燃焼室に対して均一な濃度のガスを供給することができるようになる。
特に、本実施形態では、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きから、弁体上部14aの側にずれた方向の領域A2に形成しているので、弁体14の下流側の弁体14から離隔した箇所に形成される低流速部LFにEGRガスを流入させることができ、EGRガスの導入と拡散とを促進させることができ、EGRガスの濃度分布の均一化を一層促進しやすくなる。
Therefore, a gas having a uniform concentration can be supplied to the combustion chamber of each cylinder.
In particular, in this embodiment, the
また、領域A2に開口部15を配置すると、スロットル弁11の全開時にも開口部15が新気流の下流側を向き、EGRガスを円滑に導入させることができる。なお、スロットル弁11の全開時には図1,図3に示すようには反転渦流RVは発生しない。
なお、本実施形態では、軸部12外周の領域A1には、開口部15を形成していないが、本発明の主旨としては、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向(本実施形態では、スロットル弁上部の側にずれた方向)にガスが向かうように形成すればよい。つまり、領域A1に開口部15の一部がさしかかったとしても、開口部15の中心(流心)が、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向に配置されれば良い。
Further, when the
In the present embodiment, the
〔第2実施形態〕
次に、図4を参照して本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造は、開口部15の位置のみが第1実施形態と異なっているが、他の構成は第1実施形態と同様になっている。
つまり、本実施形態では、図3中に示すように、軸部12外周の領域A1からずれた領域A2,A3のうち、下方に位置する領域A3に開口部15を形成している。これは、図3中に示すように、弁体14の表面に沿って下方端部方向に向かう新気の流れが強く、弁体14の下方に開口部15を形成すれば、この新気の流れにEGRガスを乗せることができ、しかも、新気に比べて相対的に重量のあるEGRガスの重力作用も加わるため、EGRガスの導入性が高まり、EGRガスが極めて円滑に導入される。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The gas introduction structure of this embodiment is different from the first embodiment only in the position of the
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、EGRガスが極めて円滑に導入される効果が得られ、これに加えて、EGRガスをスロットル弁11の軸部12から導入することによる、EGRガスがエンジンの各シリンダの燃焼室に進入するまでの距離を長く確保できることからEGRガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなるため、各気筒の燃焼室に対して均一な濃度のガスを供給することができるようになる。
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, the above configuration provides an effect that the EGR gas is introduced very smoothly. In addition, the EGR gas is supplied to the
なお、本実施形態の場合も、軸部12外周の領域A1には、開口部15を形成していないが、本発明の主旨としては、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向(本実施形態では、スロットル弁上部の側にずれた方向)にガスが向かうように形成すればよい。つまり、領域A1に開口部15の一部がさしかかったとしても、開口部15の中心(流心)が、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向に配置されれば良い。
Also in the present embodiment, the
〔第3実施形態〕
次に、図5を参照して本発明の第3実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、前提となるスロットル弁11の開閉方向が第1,2実施形態と異なっている。
つまり、この実施形態のスロットル弁11は、第1,2実施形態と同様に、吸気通路2の水平方向に向く箇所に、軸部12を水平方向に向けて装備されているが、弁体14は、全閉時には、弁体上部14aを軸部12よりも微小に上流側にずらし弁体下部14bを軸部12よりも微小に下流側にずらした僅かな傾斜とされ、この状態から開弁する際には、弁体上部14aを軸部12よりも上流側に移動させ弁体下部14bを軸部12よりも下流側に移動させるように回動する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the gas introduction structure of this embodiment, the opening / closing direction of the
That is, the
この場合、スロットル弁11が開いたときの新気の流れは、図3に示す流れのベクトルが上下反転したものとなり、図5中に矢印で示すような気の反転渦流RVが形成される。また、第1,2実施形態と同様に、弁体14の下流側の弁体14から離隔した箇所に低流速部LFが形成されるのとは逆に、低流速部LFは、吸気通路2の上下中心よりもやや下方に形成される。
In this case, the flow of fresh air when the
そして、第1,2実施形態と同様に、軸部12付近では、このような新気の反転渦流RVが、軸部12に略正面からぶつかるように流れ込み、軸部12において、スロットル弁の一端部側(弁体下部14bの端部側)と他端部側(弁体上部14aの端部側)とに分岐して、その後は弁体14の表面に沿って各端部方向に流れている。このため、図3中に示す場合と同様に、軸部12外周の領域(スロットル弁11の弁体14面と直交する向きの領域)A1では、新気の反転渦流RVが正面からぶつかるため、この領域A1でガス流路13内からEGRガスを供給すると、新気の反転渦流RVに妨げられて円滑に供給することができない。
Similar to the first and second embodiments, in the vicinity of the
つまり、本実施形態では、図5中に示すように、軸部12外周の領域A1からずれた領域A2,A3のうち、下方に位置する領域A3に開口部15を形成している。これは、図5中に示すように、弁体14の表面に沿って下方端部方向に向かう新気の流れが強くないが、弁体14の下方に開口部15を形成すれば、新気に比べて相対的に重量のあるEGRガスの重力作用も加わるため、EGRガスの導入性が高まり、EGRガスが極めて円滑に導入される。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、EGRガスが極めて円滑に導入される効果が得られ、これに加えて、EGRガスをスロットル弁11の軸部12から導入することによる、EGRガスがエンジンの各シリンダの燃焼室に進入するまでの距離を長く確保できることからEGRガスの濃度分布の均一化を促進しやすくなるため、各気筒の燃焼室に対して均一な濃度のガスを供給することができるようになる。
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, the above configuration provides an effect that the EGR gas is introduced very smoothly. In addition, the EGR gas is supplied to the
また、開口部15を軸部12の下方に形成すると、吸気通路2の上下中心よりもやや下方に形成される低流速部LFへEGRガスが流れ込むため、低流速部LFにおいて、EGRガスの円滑な導入性を確保しながら、低流速による拡散効果を得ることができる。
本実施形態の場合も、軸部12外周の領域A1には、開口部15を形成していないが、本発明の主旨としては、開口部15を、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向(本実施形態では、スロットル弁上部の側にずれた方向)にガスが向かうように形成すればよい。つまり、領域A1に開口部15の一部がさしかかったとしても、開口部15の中心(流心)が、スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた方向に配置されれば良い。
Further, when the
Also in this embodiment, the
〔第4実施形態〕
次に、図6を参照して本発明の第4実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、開口部15a〜15cが複数設けられている。この例では、軸部12の軸方向中央部に1つの開口部15bが、この両側に1つずつ対称に開口部15a,15cが配置され、合計3個設けられているが、開口部15a〜15cの数はこれに限らない。例えば軸部12の軸方向中央部を中心に2個を対称的に配置したり、4個以上設けたりしてもよい。また、ここでは、いずれの開口部15a〜15cも同一径の正面視で円形に形成されているが、この場合も開口部15a〜15cの形状は円形に限るものではない。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the gas introduction structure of this embodiment, a plurality of
なお、各開口部15a〜15cの軸部12の周方向における位置は、第1実施形態と同様でもよく、第2実施形態と同様でもよい。また、スロットル弁11の開方向が第1,実施形態と異なる場合には、第3実施形態と同様とする。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、上記の各実施形態の効果に加えて、開口部15a〜15cの合計面積を大きく確保することができることから、EGRガス供給量を増量させることや、EGRガスの供給圧が低い低圧EGRの場合にEGRガス供給量を確保することができる。
The positions of the
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiments, the total area of the
〔第5実施形態〕
次に、図7を参照して本発明の第5実施形態を説明する。
本実施形態のガス導入構造では、開口部15dとして1つの長穴が設けられている。この例では、正面視で矩形に形成されているが、長穴の形状は矩形に限るものではなく、長円や楕円でもよい。
なお、開口部15dの軸部12の周方向における位置は、第1実施形態と同様でもよく、第2実施形態と同様でもよい。また、スロットル弁11の開方向が第1,実施形態と異なる場合には、第3実施形態と同様とする。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the gas introduction structure of the present embodiment, one long hole is provided as the
The position of the
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、第4実施形態と同様に、上記の第1〜第3実施形態の効果に加えて、開口部15dの面積を大きく確保することができることから、EGRガス供給量を増量させることや、EGRガスの供給圧が低い低圧EGRの場合にEGRガス供給量を確保することができる。
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, the above configuration reduces the area of the
〔第6実施形態〕
次に、図8を参照して本発明の第6実施形態を説明する。
本実施形態は、第4実施形態と同様に、開口部15e〜15gが複数設けられているが、開口部15e〜15gは、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って大きく形成されている点が異なっており、他は第4実施形態と同様に構成されている。
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、第4実施形態の効果に加えて、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って圧力損失からガスの供給量が減るという不具合を抑えることができ、軸部12の軸方向にバランスよく均等にEGRガスを供給することができる。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, a plurality of
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, in addition to the effects of the fourth embodiment, the gas from the pressure loss as it goes downstream (upward in FIG. 8) of the
〔第7実施形態〕
次に、図9を参照して本発明の第7実施形態を説明する。
本実施形態は、第5実施形態と同様に、開口部15hとして1つの長穴が設けられているが、長穴状の開口部15hの幅(軸部12の周方向への長さ)が、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って大きく形成されている点が異なっており、他は第5実施形態と同様に構成されている。また、この例では、正面視で略三角形に形成されているが、先太りの長穴の形状はこれに限るものではない。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, as in the fifth embodiment, one elongated hole is provided as the
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、第5実施形態と同様の効果に加えて、ガス流路13の下流(図8中上方)に行くに従って圧力損失からガスの供給量が減るという不具合を抑えることができ、軸部12の軸方向にバランスよく均等にEGRガスを供給することができる。
〔第8実施形態〕
次に、図10を参照して本発明の第8実施形態を説明する。
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, in addition to the same effects as those of the fifth embodiment, the pressure loss increases toward the downstream of the gas flow path 13 (upward in FIG. 8). Therefore, the problem that the gas supply amount decreases can be suppressed, and the EGR gas can be supplied in a balanced manner in the axial direction of the
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態では、スロットル弁11を冷却する構造が付加されている。この例では、スロットルボディ6に形成された冷媒流通空間6a内に冷媒(冷却水)を導入して、軸部12に接続された冷却フィン16を冷却することにより、スロットル弁11を冷却するようにしている。
この例では、第1実施形態のものに冷却構造を付加しているが、第2〜7実施形態のいずれのものに適用してもよい。
In the present embodiment, a structure for cooling the
In this example, the cooling structure is added to the first embodiment, but it may be applied to any of the second to seventh embodiments.
本実施形態にかかる吸気通路へのガス導入構造によれば、上記の構成によって、上記の各実施形態の効果に加えて、スロットル弁11、特に、その軸部12を冷却することができ、高温のEGRガスの温度を低下させてEGRガスの供給効率を高めることができ、高温のEGRガスの熱によるスロットル弁11の熱膨張も抑えられるため、スロットル弁11本来の機能である流量制御機能を確保することができる。
According to the gas introduction structure to the intake passage according to the present embodiment, in addition to the effects of the above-described embodiments, the
〔その他〕
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形させて、あるいは、適宜組み合わせて実施することができる。
[Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications or appropriate combinations may be made without departing from the spirit of the present invention. Can do.
例えば、上記実施形態では、吸気通路へEGRガスを導入するために本構造を適用した例を説明したが、EGRガスだけでなく、キャニスタからの蒸発燃料ガスや、PCV(ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション)ガスなど、エンジンの燃焼室に新気と共に供給する種々のガスの吸気通路への導入に適用可能である。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the present structure is applied to introduce EGR gas into the intake passage has been described. However, not only EGR gas but also evaporated fuel gas from a canister, PCV (positive crankcase bench) The present invention is applicable to the introduction of various gases supplied together with fresh air into the combustion chamber of the engine, such as gas.
本発明は、エンジンに排気ガスを還流するEGR装置に用いて好適であるが、EGRガスだけでなく、キャニスタからの蒸発燃料ガスや、PCV(ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション)ガスなど、エンジンの燃焼室に新気と共に供給するガスの吸気通路への導入に広く適用することができる。 The present invention is suitable for use in an EGR device that recirculates exhaust gas to an engine. However, not only EGR gas but also evaporated fuel gas from a canister, PCV (positive crankcase ventilation) gas, etc. The present invention can be widely applied to introduction of gas supplied together with fresh air into the combustion chamber into the intake passage.
1 エンジン本体
2 吸気通路
3 排気通路
4 EGR通路
5 EGRバルブ
6 スロットルボディ
11 スロットル弁
12 軸部
13 ガス流路
14 弁体
14a 弁体上部
14b 弁体下部
15,15a〜15h 開口部
16 フィン
A1 スロットル弁11の弁体14面と直交する向きの領域
A2,A3 スロットル弁11の弁体14面と直交する向きからずれた領域
NF 新気流
LF 低流速部
RV 反転渦流
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記開口部は、前記軸部のガス流路外周の前記弁体よりも下流側の壁部に、前記弁体と直交する向きから前記弁体の側へずれた方向に向けて形成されている
ことを特徴とする、吸気通路へのガス導入構造。 A butterfly throttle valve that is provided in an intake passage of an engine and includes a valve body and a shaft portion that rotatably supports the valve body; a gas flow path formed in the shaft portion; and the gas In the gas introduction structure to the intake passage, comprising an opening for introducing the gas in the flow path to the downstream side of the throttle valve of the intake passage,
The opening is formed in a wall portion on the downstream side of the valve body on the outer periphery of the gas flow path of the shaft portion in a direction shifted from the direction orthogonal to the valve body to the valve body side. A gas introduction structure to the intake passage.
ことを特徴とする、請求項1記載の吸気通路へのガス導入構造。 2. The gas introduction structure to the intake passage according to claim 1, wherein the opening is formed by excluding a region of the downstream wall portion in a direction orthogonal to the valve body. 3.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の吸気通路へのガス導入構造。 The opening is formed in a direction shifted from a direction orthogonal to the valve body toward a side of the valve body that is downstream when the throttle valve is opened. Or the gas introduction structure to the intake passage of 2.
前記開口部は、前記弁体と直交する向きから、前記弁体上部の側にずれた方向に向けて形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 The shaft portion is disposed in a horizontal direction or a substantially horizontal direction, and the valve body is disposed in a substantially vertical direction when the valve is closed, and when the valve is opened, the valve body upper portion is disposed downstream of the shaft portion and the valve body lower portion is disposed on the downstream side. Rotate to move upstream from the shaft,
The said opening part is formed toward the direction shifted | deviated from the direction orthogonal to the said valve body to the said valve body upper part side, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Gas introduction structure to the intake passage.
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 5. The intake air according to claim 1, wherein the opening is partially formed at a central portion in an axial direction of a portion exposed in the intake passage of the shaft portion. Gas introduction structure to the passage.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 The gas introduction structure to the intake passage according to any one of claims 1 to 5, wherein the opening is divided into a plurality of parts in the axial direction of the shaft.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 6. The intake air according to claim 1, wherein the opening is formed over the entire axial length or substantially the entire length of a portion exposed in the intake passage of the shaft portion. Gas introduction structure to the passage.
ことを特徴とする、請求項6又は7記載の吸気通路へのガス導入構造。 8. The gas introduction into the intake passage according to claim 6, wherein the opening is formed so that an inner diameter or a width thereof is enlarged toward a downstream side of the gas flow path of the shaft portion. Construction.
ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の吸気通路へのガス導入構造。 The gas introduction structure to the intake passage according to claim 1, wherein the gas is EGR gas.
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