JP2021095901A - Internal combustion engine exhaust recirculation system and internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine exhaust recirculation system and internal combustion engine Download PDF

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Abstract

To provide an internal combustion engine exhaust recirculation system and an internal combustion engine capable of preventing condensate water from being distributed to a side of the internal combustion engine while curbing degradation of exhaust purification performance.SOLUTION: A condensate water shutoff valve 17 is arranged between a cooling device 15 and an opening-closing device 16 arranged in this order from an upstream side on an exhaust recirculation passage 14 connecting an exhaust passage 4 and an intake passage 3 of an engine 2. The condensate water shutoff valve 17 is configured to back up condensate water Wc included in recirculated exhaust while allowing recirculated exhaust passed through the cooling device 15 to flow through the exhaust recirculation passage 14 at the side of the opening-closing device 16 via the condensate water shutoff valve 17 with the same put into a closed state.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、内燃機関の排気還流システム及び内燃機関に関する。 The present disclosure relates to an exhaust recirculation system for an internal combustion engine and an internal combustion engine.

エンジン（内燃機関）の排気還流通路に配置される冷却装置に吸水部材を一体化されるように設けて、冷却装置の冷却により排気から発生した凝縮水を吸水部材により吸水する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 A technology has been proposed in which a water absorbing member is provided so as to be integrated with a cooling device arranged in an exhaust / return passage of an engine (internal engine), and the condensed water generated from the exhaust due to cooling of the cooling device is absorbed by the water absorbing member. (See, for example, Patent Document 1).

特開２０１４―２１８９５５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-218955

上記特許文献１の技術では、吸水部材による凝縮水の吸収能力を回復するために排気の還流を停止して高温の排気を吸水部材に逆流させる必要がある。排気の還流が停止されると、排気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量が増加して排気の浄化性能が悪化するおそれがある。 In the technique of Patent Document 1, it is necessary to stop the reflux of the exhaust gas and allow the high-temperature exhaust gas to flow back to the water-absorbing member in order to restore the absorption capacity of the condensed water by the water-absorbing member. When the return of the exhaust gas is stopped, the amount of nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas may increase and the purification performance of the exhaust gas may deteriorate.

本開示の目的は、排気の浄化性能の悪化を抑制しつつ、凝縮水が内燃機関側に流通することを抑制できる内燃機関の排気還流システム及び内燃機関を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide an exhaust gas recirculation system and an internal combustion engine of an internal combustion engine capable of suppressing the flow of condensed water to the internal combustion engine side while suppressing deterioration of exhaust gas purification performance.

上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の排気還流システムは、内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路に配置されるとともに還流排気を冷却媒体と熱交換して冷却する冷却装置と、還流排気の流れに関して前記冷却装置より下流側の前記排気還流通路に配置された開閉装置と、を備えて構成される内燃機関の排気還流システムにおいて、前記冷却装置と前記開閉装置の間の前記排気還流通路に凝縮水遮断装置が配置されて、前記凝縮水遮断装置は、その閉状態時に前記冷却装置を通過後の還流排気を前記凝縮水遮断装置を経由して前記開閉装置の側の前記排気還流通路に通過させながら還流排気に含まれる凝縮水を堰き止めるように構成される。 The exhaust / recirculation system of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is arranged in an exhaust / recirculation passage connecting an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine, and heat exchanges the recirculated exhaust with a cooling medium. In an exhaust / recirculation system of an internal combustion engine including a cooling device for cooling the system and an opening / closing device arranged in the exhaust / recirculation passage on the downstream side of the cooling device with respect to the flow of the recirculated exhaust, the cooling device and the above. A condensed water shutoff device is arranged in the exhaust / return passage between the opening / closing devices, and the condensed water shutoff device passes the return exhaust after passing through the cooling device in the closed state via the condensed water shutoff device. It is configured to block the condensed water contained in the recirculation exhaust while passing it through the exhaust recirculation passage on the side of the opening / closing device.

また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関は、内燃機関の吸気通路に配置されるとともに前記吸気通路を通過する吸気を冷却媒体と熱交換して冷却する冷却装置を備えて構成される内燃機関において、前記冷却装置より下流側の前記吸気通路に凝縮水遮断装置が配置されて、前記凝縮水遮断装置は、その閉状態時に前記冷却装置を通過後の吸気を前記凝縮水遮断装置を経由して前記内燃機関の側の前記吸気通路に通過させながら吸気に含まれる凝縮水を堰き止めるように構成される。 Further, the internal combustion engine of the aspect of the present invention for achieving the above object is provided with a cooling device which is arranged in the intake passage of the internal combustion engine and exchanges heat with a cooling medium to cool the intake air passing through the intake passage. In an internal combustion engine configured by the above, a condensed water shutoff device is arranged in the intake passage on the downstream side of the cooling device, and the condensed water shutoff device condenses the intake air after passing through the cooling device in the closed state. It is configured to block the condensed water contained in the intake air while passing it through the intake passage on the side of the internal combustion engine via the water shutoff device.

本開示によれば、排気の浄化性能の悪化を抑制しつつ、凝縮水が内燃機関側に流通することを抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the flow of condensed water to the internal combustion engine side while suppressing the deterioration of the exhaust gas purification performance.

第１実施形態の内燃機関の排気還流システムの構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the structure of the exhaust return system of the internal combustion engine of 1st Embodiment. 図１の凝縮水遮断装置の近傍部分で、閉状態の凝縮水遮断装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the condensed water shutoff device in a closed state in the vicinity part of the condensed water shutoff device of FIG. 図１の凝縮水遮断装置の近傍部分で、開状態の凝縮水遮断装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the condensed water blocking device in an open state in the vicinity part of the condensed water blocking device of FIG. 図２の凝縮水遮断装置をＢ断面視で例示する図である。It is a figure which illustrates the condensed water shutoff device of FIG. 2 in the cross-sectional view B. エンジン冷却水の流れを例示する図である。It is a figure which illustrates the flow of engine cooling water. 第２実施形態の内燃機関の排気還流システムで、閉状態の凝縮水遮断装置の近傍部分を例示する図である。It is a figure which illustrates the vicinity part of the condensed water shutoff device in a closed state in the exhaust return system of the internal combustion engine of the 2nd Embodiment. 第２実施形態の内燃機関の排気還流システムの制御方法を制御フローの形で例示する図である。It is a figure which illustrates the control method of the exhaust return system of the internal combustion engine of 2nd Embodiment in the form of a control flow. 第３実施形態の内燃機関の排気還流システムで、閉状態の凝縮水遮断装置の近傍部分を例示する図である。It is a figure which illustrates the vicinity part of the condensed water shutoff device in a closed state in the exhaust return system of the internal combustion engine of 3rd Embodiment. 第４実施形態の内燃機関の排気還流システムで、閉状態の凝縮水遮断装置の近傍部分を例示する図である。It is a figure which illustrates the vicinity part of the condensed water shutoff device in a closed state in the exhaust return system of the internal combustion engine of 4th Embodiment. 第５実施形態の内燃機関の排気還流システムで、閉状態の凝縮水遮断装置の近傍部分を例示する図である。It is a figure which illustrates the vicinity part of the condensed water shutoff device in a closed state in the exhaust return system of the internal combustion engine of 5th Embodiment.

以下、本開示の実施形態の内燃機関の排気還流システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、図２、図３、図６、図８、図９、図１０については高さ方向（上下方向）を規定しているが、その他の図面は方向を規定したものではない。 Hereinafter, the exhaust return system of the internal combustion engine according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The height direction (vertical direction) is specified for FIGS. 2, 3, 6, 8, 9, and 10, but the other drawings do not specify the direction.

図１に例示するように、第１実施形態の内燃機関の排気還流システム１は、車両に搭載されるシステムである。エンジン（内燃機関）２は、各気筒２ａで新気Ａと燃料との混合気を燃焼することにより車両の走行用の動力を得ている。 As illustrated in FIG. 1, the exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the first embodiment is a system mounted on a vehicle. The engine (internal combustion engine) 2 obtains power for traveling of a vehicle by burning a mixture of fresh air A and fuel in each cylinder 2a.

吸気通路３が吸気マニホールド（図示しない）を介して各気筒２ａに連通している。吸気通路３は、各気筒２ａに導入する新気（空気、吸気）Ａの通過用の通路である。また、排気通路４が排気マニホールド（図示しない）を介して各気筒２ａに連通している。排気通路４は、各気筒２ａで混合気の燃焼により発生した排気Ｇを通過させて大気に導く通路である。 The intake passage 3 communicates with each cylinder 2a via an intake manifold (not shown). The intake passage 3 is a passage for passing fresh air (air, intake air) A introduced into each cylinder 2a. Further, the exhaust passage 4 communicates with each cylinder 2a via an exhaust manifold (not shown). The exhaust passage 4 is a passage that allows the exhaust G generated by the combustion of the air-fuel mixture in each cylinder 2a to pass through and leads to the atmosphere.

エンジン２にはターボ式過給機５が備わる。ターボ式過給機５は、排気通路４に配置されたタービン６と、吸気通路３に配置されたコンプレッサ７と、を有する。排気Ｇによりタービン６を回転駆動させることで、タービン６と連動して回転するように回転軸で連結されたコンプレッサ７を回転駆動してコンプレッサ７に流入する新気Ａを圧縮（過給）する。 The engine 2 is equipped with a turbocharger 5. The turbocharger 5 has a turbine 6 arranged in the exhaust passage 4 and a compressor 7 arranged in the intake passage 3. By rotationally driving the turbine 6 with the exhaust G, the compressor 7 connected by the rotating shaft is rotationally driven so as to rotate in conjunction with the turbine 6, and the fresh air A flowing into the compressor 7 is compressed (supercharged). ..

新気Ａの流れに関してコンプレッサ７より下流側の吸気通路３には、インタークーラ８が配置されている。インタークーラ８は、コンプレッサ７により圧縮された新気Ａをエンジン冷却水Ｗと熱交換して冷却する装置である。 An intercooler 8 is arranged in the intake passage 3 on the downstream side of the compressor 7 with respect to the flow of the fresh air A. The intercooler 8 is a device that cools the fresh air A compressed by the compressor 7 by exchanging heat with the engine cooling water W.

排気Ｇの流れに関してタービン６より下流側の排気通路４には、上流側より順に、排気後処理装置９と排気弁１０が配置されている。排気後処理装置９は、その内部に各種触媒（例えば微粒子状物質の捕集用フィルタや選択還元型触媒）を備えており、排気Ｇに含まれる微粒子状物質や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の浄化対象成分をこの各種触媒により浄化処理する装置である。排気弁１０は、その開閉状態により大気側への排気Ｇの流通量が調整されるとともに、車両の減速時におけるエンジンブレーキを補強する排気ブレーキを作動させる装置である。 An exhaust aftertreatment device 9 and an exhaust valve 10 are arranged in order from the upstream side in the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbine 6 with respect to the flow of the exhaust G. The exhaust aftertreatment device 9 is provided with various catalysts (for example, a filter for collecting particulate matter and a selective reduction catalyst) inside the exhaust aftertreatment device 9, and contains particulate matter, nitrogen oxides (NOx), etc. contained in the exhaust G. It is a device that purifies the components to be purified by these various catalysts. The exhaust valve 10 is a device that adjusts the amount of exhaust G flowing to the atmosphere side according to its open / closed state and operates an exhaust brake that reinforces the engine brake when the vehicle decelerates.

タービン６より上流側の排気通路４とコンプレッサ７より下流側の吸気通路３とを接続する通路である高圧排気還流通路１１が配置されている。高圧排気還流通路１１は、排気通路４から吸気通路３に向かって還流する排気である高圧還流排気ＨＧｅが通過する通路である。 A high-pressure exhaust recirculation passage 11 is arranged, which is a passage connecting the exhaust passage 4 on the upstream side of the turbine 6 and the intake passage 3 on the downstream side of the compressor 7. The high-pressure exhaust recirculation passage 11 is a passage through which the high-pressure recirculation exhaust HGe, which is exhaust that recirculates from the exhaust passage 4 toward the intake passage 3, passes through.

高圧排気還流通路１１には、高圧還流排気ＨＧｅの流れに関して上流側より順に高圧還流排気クーラ１２と高圧還流排気弁１３が配置されている。高圧還流排気クーラ１２は、高圧還流排気ＨＧｅをエンジン冷却水Ｗと熱交換して冷却する装置である。高圧還流排気弁１３は、その開閉状態により吸気通路３側への高圧還流排気ＨＧｅの流通量が調整される装置である。 In the high-pressure exhaust / recirculation passage 11, a high-pressure recirculation exhaust cooler 12 and a high-pressure recirculation exhaust valve 13 are arranged in order from the upstream side with respect to the flow of the high-pressure recirculation exhaust HGe. The high-pressure recirculation exhaust cooler 12 is a device that cools the high-pressure recirculation exhaust HGe by exchanging heat with the engine cooling water W. The high-pressure recirculation exhaust valve 13 is a device in which the flow rate of the high-pressure recirculation exhaust HGe to the intake passage 3 side is adjusted according to the opened / closed state.

タービン６より下流側の排気通路４とコンプレッサ７より上流側の吸気通路３とを接続する通路である低圧排気還流通路１４が配置されている。低圧排気還流通路１４は、排気通路４から吸気通路３に向かって還流する排気で、高圧還流排気ＨＧｅに対して相対的に低圧の還流排気である低圧還流排気ＬＧｅが通過する通路である。 A low-pressure exhaust / return passage 14 which is a passage connecting the exhaust passage 4 on the downstream side of the turbine 6 and the intake passage 3 on the upstream side of the compressor 7 is arranged. The low-pressure exhaust recirculation passage 14 is an exhaust that recirculates from the exhaust passage 4 toward the intake passage 3, and is a passage through which the low-pressure recirculation exhaust LGe, which is a recirculation exhaust with a relatively low pressure relative to the high-pressure recirculation exhaust HGe, passes through.

低圧排気還流通路１４には、低圧還流排気ＬＧｅの流れに関して上流側より順に低圧還流排気クーラ１５と低圧還流排気弁１６が配置されている。低圧還流排気クーラ１５は、低圧還流排気ＬＧｅをエンジン冷却水Ｗｂと熱交換して冷却する装置である。低圧還流排気弁１６は、その開閉状態により吸気通路３側への低圧還流排気ＬＧｅの流通量が調整される装置である。 In the low-pressure exhaust / recirculation passage 14, a low-pressure recirculation exhaust cooler 15 and a low-pressure recirculation exhaust valve 16 are arranged in order from the upstream side with respect to the flow of the low-pressure recirculation exhaust LGe. The low-pressure recirculation exhaust cooler 15 is a device that cools the low-pressure recirculation exhaust LGe by exchanging heat with the engine cooling water Wb. The low-pressure recirculation exhaust valve 16 is a device for adjusting the flow rate of the low-pressure recirculation exhaust LGe to the intake passage 3 side according to the open / closed state thereof.

本実施形態では、エンジン２の排気通路４と吸気通路３とを接続する排気還流通路を低圧排気還流通路１４としている。また、排気還流通路に配置されるとともに還流排気を冷却媒体（本実施形態ではエンジン２を冷却するエンジン冷却水）と熱交換して冷却する冷却装置を低圧還流排気クーラ１５としている。また、還流排気の流れに関して冷却装置より下流側の排気還流通路に配置された開閉装置を低圧還流排気弁１６としている。 In the present embodiment, the exhaust / return passage connecting the exhaust passage 4 and the intake passage 3 of the engine 2 is a low-pressure exhaust / return passage 14. Further, a low-pressure recirculation exhaust cooler 15 is a cooling device that is arranged in the exhaust / recirculation passage and cools the recirculation exhaust by exchanging heat with a cooling medium (engine cooling water that cools the engine 2 in the present embodiment). Further, the switching device arranged in the exhaust / recirculation passage on the downstream side of the cooling device with respect to the flow of the recirculated exhaust is a low-pressure recirculation exhaust valve 16.

図１〜図３に例示するように、低圧還流排気クーラ１５と低圧還流排気弁１６の間の低圧排気還流通路１４には凝縮水遮断弁（凝縮水遮断装置）１７が配置されている。凝縮水遮断弁１７は、低圧還流排気クーラ１５より高さ方向上側に配置されて、バイメタルを有する装置（駆動装置）１８により開閉される装置である。 As illustrated in FIGS. 1 to 3, a condensed water shutoff valve (condensed water shutoff device) 17 is arranged in the low pressure exhaust / return passage 14 between the low pressure return / exhaust cooler 15 and the low pressure return / return valve 16. The condensed water shutoff valve 17 is a device that is arranged above the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 in the height direction and is opened and closed by a device (driving device) 18 having a bimetal.

バイメタルは、装置１８を通過するエンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａに応じて変形する部材である。バイメタルは、エンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａが設定温度Ｔ１以下である場合に凝縮水遮断弁１７が閉状態となるように変形し、温度Ｔａが設定温度Ｔ１を上回る場合に凝縮水遮断弁１７が開状態にするように変形する。設定温度Ｔ１は、低圧還流排気クーラ１５を通過するエンジン冷却水Ｗｂの温度が設定温度Ｔ１以下であると低圧還流排気クーラ１５を通過後の低圧還流排気ＬＧｅに含まれる水分が凝縮されて凝縮水Ｗｃとなるおそれのある閾値として、実験等により予め設定される。設定温度Ｔ１は、例えば、７０℃程度である。 The bimetal is a member that deforms according to the temperature Ta of the engine cooling water Wa passing through the device 18. The bimetal is deformed so that the condensed water shutoff valve 17 is closed when the temperature Ta of the engine cooling water Wa is equal to or lower than the set temperature T1, and the condensed water shutoff valve 17 is formed when the temperature Ta exceeds the set temperature T1. It deforms to open. When the temperature of the engine cooling water Wb passing through the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 is equal to or lower than the set temperature T1, the set temperature T1 is condensed water in which the water contained in the low-pressure recirculation exhaust LGe after passing through the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 is condensed. As a threshold value that may become Wc, it is set in advance by an experiment or the like. The set temperature T1 is, for example, about 70 ° C.

図４に例示するように、凝縮水遮断弁１７は、フィルタ１７ａと筐体１７ｂと回転軸１７ｃとを有して構成されている。フィルタ１７ａは、筐体１７ｂの中空部分に収納して配置されるとともに、網目形状で、かつ、全体として筒形状の部材である。低圧還流排気ＬＧｅは、網目形状のフィルタ１７ａを通過しながら、網目形状の表面（図４の斜線部分の面）に対して凝縮水Ｗｃを付着させて堰き止める。フィルタ１７ａは、フィルタ１７ａに接触した凝縮水Ｗｃの一部を吸水してもよいが、その大部分を付着させる部材であればよい。フィルタ１７ａとしては、例えば、メッシュ型のフィルタ、スリット型のフィルタ、メンブレン型のフィルタが例示される。 As illustrated in FIG. 4, the condensed water shutoff valve 17 includes a filter 17a, a housing 17b, and a rotating shaft 17c. The filter 17a is a member that is housed and arranged in the hollow portion of the housing 17b, has a mesh shape, and has a tubular shape as a whole. The low-pressure reflux exhaust LGe passes through the mesh-shaped filter 17a and blocks the condensed water Wc by adhering it to the mesh-shaped surface (the surface of the shaded portion in FIG. 4). The filter 17a may absorb a part of the condensed water Wc in contact with the filter 17a, but it may be a member to which most of the condensed water Wc is attached. Examples of the filter 17a include a mesh type filter, a slit type filter, and a membrane type filter.

筐体１７ｂは、フィルタ１７ａを収容する中空部分を有する筒形状の部材で、低圧還流排気ＬＧｅ及び凝縮水Ｗｃの両方を堰き止める部材である。フィルタ１７ａ及び筐体１７ｂは、凝縮水遮断弁１７の閉状態時に、図２のＢ断面視で低圧排気還流通路１４を構成する配管の断面の大半（例えば９５％〜９９％）をフィルタ１７ａ及び筐体１７ｂにより塞ぐ大きさに形成される。図２のＢ断面視で、筐体１７ｂの断面積は、例えば、フィルタ１７ａの断面積の５％〜１０％程度である。 The housing 17b is a tubular member having a hollow portion for accommodating the filter 17a, and is a member that blocks both the low-pressure reflux exhaust LGe and the condensed water Wc. When the condensed water shutoff valve 17 is closed, the filter 17a and the housing 17b cover most of the cross section (for example, 95% to 99%) of the pipes constituting the low-pressure exhaust / reflux passage 14 in the cross-sectional view of B in FIG. It is formed in a size that is closed by the housing 17b. In the cross-sectional view of B in FIG. 2, the cross-sectional area of the housing 17b is, for example, about 5% to 10% of the cross-sectional area of the filter 17a.

回転軸１７ｃは、フィルタ１７ａ及び筐体１７ｂの両方を貫通してバイメタルを有する装置１８に接続されるとともに、バイメタルの変形に応じてフィルタ１７ａ及び筐体１７ｂの両方を凝縮水遮断弁１７の開閉方向に回転させる部材である。 The rotating shaft 17c penetrates both the filter 17a and the housing 17b and is connected to the device 18 having the bimetal, and both the filter 17a and the housing 17b are opened and closed by the condensed water shutoff valve 17 according to the deformation of the bimetal. A member that rotates in a direction.

すなわち、凝縮水遮断弁１７は、その閉状態時に低圧還流排気クーラ１５を通過後の低圧還流排気ＬＧｅを凝縮水遮断弁１７を経由して低圧還流排気弁１６の側の低圧排気還流通路１４に通過させながら低圧還流排気ＬＧｅに含まれる凝縮水Ｗｃを堰き止めるように構成される装置である。 That is, the condensed water shutoff valve 17 passes the low pressure return exhaust LGe after passing through the low pressure return exhaust cooler 15 in the closed state to the low pressure exhaust return passage 14 on the low pressure return exhaust valve 16 side via the condensed water shutoff valve 17. It is a device configured to block the condensed water Wc contained in the low-pressure reflux exhaust LGe while allowing it to pass through.

第１実施形態では、図２に例示するように、エンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａが設定温度Ｔ１以下である場合に、バイメタルの変形により凝縮水遮断弁１７が閉状態となる。この場合、低圧還流排気クーラ１５を通過後の低圧還流排気ＬＧｅは凝縮水遮断弁１７を経由して低圧還流排気弁１６の側の低圧排気還流通路１４に通過しつつ、凝縮水遮断弁１７により低圧還流排気ＬＧｅに含まれる凝縮水Ｗｃは堰き止められる。 In the first embodiment, as illustrated in FIG. 2, when the temperature Ta of the engine cooling water Wa is equal to or lower than the set temperature T1, the condensed water shutoff valve 17 is closed due to the deformation of the bimetal. In this case, the low-pressure recirculation exhaust LGe after passing through the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 passes through the low-pressure exhaust recirculation passage 14 on the side of the low-pressure recirculation exhaust valve 16 via the condensed water shutoff valve 17, and is passed through the condensed water shutoff valve 17. The condensed water Wc contained in the low-pressure reflux exhaust LGe is dammed.

一方、図３に例示するように、エンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａが設定温度Ｔ１を上回る場合に、バイメタルの変形により凝縮水遮断弁１７が開状態となる。この場合、低圧還流排気ＬＧｅは閉状態の凝縮水遮断弁１７による圧力損失の影響を受けることなく低圧還流排気弁１６に向かって流れる。また、凝縮水遮断弁１７に堰き止められた凝縮水Ｗｃに関して、相対的に大きな液滴の凝縮水Ｗｃは重力により低圧還流排気クーラ１５の側へと落下し、相対的に小さな液滴の凝縮水Ｗｃは低圧還流排気ＬＧｅの熱量により蒸発する。 On the other hand, as illustrated in FIG. 3, when the temperature Ta of the engine cooling water Wa exceeds the set temperature T1, the condensed water shutoff valve 17 is opened due to the deformation of the bimetal. In this case, the low-pressure recirculation exhaust LGe flows toward the low-pressure recirculation exhaust valve 16 without being affected by the pressure loss due to the closed condensed water shutoff valve 17. Further, with respect to the condensed water Wc blocked by the condensed water shutoff valve 17, the condensed water Wc of relatively large droplets falls to the side of the low pressure recirculation exhaust cooler 15 due to gravity, and the relatively small droplets are condensed. Water Wc evaporates due to the amount of heat of the low-pressure reflux exhaust LGe.

ここで、図５に例示するように、エンジン冷却水用の通路にはエンジン２とサーモスタット１９とラジエータ２０が配置されている。サーモスタット１９の開状態時には、エンジン２を通過後のエンジン冷却水Ｗが、サーモスタット１９を経由してラジエータ側冷却水通路２１に配置されるラジエータ２０で冷却ファン（図示しない）による送風と熱交換して冷却された後にエンジン２に戻る。一方、サーモスタット１９の閉状態時には、エンジン２を通過後のエンジン冷却水Ｗが、サーモスタット１９を経由してラジエータ２０をバイパスする通路（バイパス通路）２２を通過してエンジン２に戻る。第１実施形態では、サーモスタット１９の閉状態時にエンジン冷却水Ｗが循環する冷却水通路を循環通路と称す。 Here, as illustrated in FIG. 5, the engine 2, the thermostat 19, and the radiator 20 are arranged in the passage for the engine cooling water. When the thermostat 19 is in the open state, the engine cooling water W after passing through the engine 2 exchanges heat with the air blown by a cooling fan (not shown) at the radiator 20 arranged in the radiator side cooling water passage 21 via the thermostat 19. After being cooled, it returns to the engine 2. On the other hand, when the thermostat 19 is closed, the engine cooling water W after passing through the engine 2 passes through the passage (bypass passage) 22 that bypasses the radiator 20 via the thermostat 19 and returns to the engine 2. In the first embodiment, the cooling water passage through which the engine cooling water W circulates when the thermostat 19 is closed is referred to as a circulation passage.

第１実施形態では、さらに、循環通路から分岐してバイメタルを有する装置１８に至るまでの通路である第１分岐通路２３を、循環通路から分岐して低圧還流排気クーラ１５に至るまでの通路である第２分岐通路２４より長くしている。このように構成すると、バイメタルを有する装置１８に流入するエンジン冷却水Ｗａは、低圧還流排気クーラ１５に流入するエンジン冷却水Ｗｂと比較して、分岐通路を構成する配管を通過中に失う熱量が大きいため、エンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａがエンジン冷却水Ｗｂの温度Ｔｂより低温となる。したがって、凝縮水遮断弁１７が閉状態から開状態に切り替わるときには、設定温度Ｔ１を上回る温度Ｔｂのエンジン冷却水Ｗｂと熱交換して低圧還流排気クーラ１５より流出した低圧還流排気ＬＧｅが凝縮水遮断弁１７に向かって流れるので、凝縮水Ｗｃの蒸発を促進することができる。 In the first embodiment, the first branch passage 23, which is a passage branching from the circulation passage to the device 18 having the bimetal, is further branched from the circulation passage to reach the low pressure recirculation exhaust cooler 15. It is longer than a certain second branch passage 24. With this configuration, the engine cooling water Wa flowing into the device 18 having the bimetal has a larger amount of heat lost while passing through the pipes constituting the branch passage than the engine cooling water Wb flowing into the low pressure recirculation exhaust cooler 15. Since it is large, the temperature Ta of the engine cooling water Wa is lower than the temperature Tb of the engine cooling water Wb. Therefore, when the condensed water shutoff valve 17 is switched from the closed state to the open state, the low pressure recirculation exhaust LGe that flows out from the low pressure recirculation exhaust cooler 15 exchanges heat with the engine cooling water Wb having a temperature Tb higher than the set temperature T1 to shut off the condensed water. Since it flows toward the valve 17, the evaporation of the condensed water Wc can be promoted.

第２実施形態の内燃機関の排気還流システム１について図６を参照しながら説明する。第２実施形態は、第１実施形態とは、凝縮水遮断弁１７を開閉させる駆動装置として電動式のアクチュエータ２５を用いている点と、アクチュエータ２５を通過するエンジン冷却水Ｗａの温度を取得する温度センサ（温度取得装置）２６とアクチュエータ２５を制御する制御装置２７を備えている点で異なる。第２実施形態は、その他の点で第１実施形態と同じ構成である。 The exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that an electric actuator 25 is used as a drive device for opening and closing the condensed water shutoff valve 17, and the temperature of the engine cooling water Wa passing through the actuator 25 is acquired. It differs in that it includes a temperature sensor (temperature acquisition device) 26 and a control device 27 that controls the actuator 25. The second embodiment has the same configuration as the first embodiment in other respects.

アクチュエータ２５は、凝縮水遮断弁１７の回転軸１７ｃに接続されるとともに温度センサ２６及び制御装置２７に電気的に接続される装置である。アクチュエータ２５は、制御装置２７からの制御信号に基づいて回転軸１７ｃを回転駆動させて、凝縮水遮断弁１７を開閉させる。 The actuator 25 is a device connected to the rotating shaft 17c of the condensed water shutoff valve 17 and electrically connected to the temperature sensor 26 and the control device 27. The actuator 25 rotationally drives the rotating shaft 17c based on the control signal from the control device 27 to open and close the condensed water shutoff valve 17.

温度センサ２６は、第１分岐通路２３に配置されて、アクチュエータ２５を通過するエンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａを取得するセンサである。なお、温度取得装置は、本実施形態の温度センサ２６に限定されず、また、アクチュエータ２５または低圧還流排気クーラ１５のいずれかを通過するエンジン冷却水の温度を取得可能な装置であればよい。温度取得装置を低圧還流排気クーラ１５を通過するエンジン冷却水Ｗｂの温度Ｔｂを取得する装置として構成する場合は、温度取得装置をアクチュエータ２５を通過するエンジン冷却水Ｗａの温度Ｔａを取得する装置として構成する場合と比較して、設定温度Ｔ１を大きく設定することが好ましい。これは、凝縮水遮断弁１７を閉状態から開状態に切り替えるときには、凝縮水遮断弁１７を通過する低圧還流排気ＬＧｅの温度が凝縮水Ｗｃを蒸発可能な温度に達するようにしておくためである。大きく設定された設定温度Ｔ１は、例えば、８０℃程度である。 The temperature sensor 26 is a sensor that is arranged in the first branch passage 23 and acquires the temperature Ta of the engine cooling water Wa that passes through the actuator 25. The temperature acquisition device is not limited to the temperature sensor 26 of the present embodiment, and may be any device that can acquire the temperature of the engine cooling water passing through either the actuator 25 or the low-pressure reflux exhaust cooler 15. When the temperature acquisition device is configured as a device for acquiring the temperature Tb of the engine cooling water Wb passing through the low pressure recirculation exhaust cooler 15, the temperature acquisition device is used as a device for acquiring the temperature Ta of the engine cooling water Wa passing through the actuator 25. It is preferable to set the set temperature T1 larger than that in the case of configuration. This is because when the condensed water shutoff valve 17 is switched from the closed state to the open state, the temperature of the low-pressure recirculation exhaust LGe passing through the condensed water shutoff valve 17 reaches a temperature at which the condensed water Wc can be evaporated. .. The large set temperature T1 is, for example, about 80 ° C.

制御装置２７は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置２７は、各種装置２５、２６と電気的に接続される。 The control device 27 is hardware composed of a CPU (Central Processing Unit) that performs various information processing, an internal storage device that can read and write programs and information processing results used for performing various information processing, and various interfaces. Is. The control device 27 is electrically connected to various devices 25 and 26.

第２実施形態では、制御装置２７が、温度センサ２６の取得値Ｔａが設定温度Ｔ１以下である場合に、アクチュエータ２５を制御して凝縮水遮断弁１７を閉状態とする制御を行い、凝縮水遮断弁１７により低圧還流排気ＬＧｅを通過させながら凝縮水Ｗｃを堰き止める。 In the second embodiment, the control device 27 controls the actuator 25 to close the condensed water shutoff valve 17 when the acquired value Ta of the temperature sensor 26 is equal to or lower than the set temperature T1. The shutoff valve 17 dams the condensed water Wc while allowing the low-pressure recirculation exhaust LGe to pass through.

一方、制御装置２７が、温度センサ２６の取得値Ｔａが設定温度Ｔ１を上回る場合には、アクチュエータ２５を制御して凝縮水遮断弁１７を開状態とする制御を行い、低圧還流排気ＬＧｅを閉状態の凝縮水遮断弁１７による圧力損失の影響を受けることなく低圧還流排気弁１６に向かって流れさせる。凝縮水遮断弁１７に堰き止められた凝縮水Ｗｃに関しては、相対的に大きな液滴の凝縮水Ｗｃは重力により低圧還流排気クーラ１５の側へと落下し、相対的に小さな液滴の凝縮水Ｗｃは低圧還流排気ＬＧｅの熱量により蒸発する。 On the other hand, when the acquired value Ta of the temperature sensor 26 exceeds the set temperature T1, the control device 27 controls the actuator 25 to open the condensed water shutoff valve 17 and closes the low-pressure recirculation exhaust LGe. It is allowed to flow toward the low pressure recirculation exhaust valve 16 without being affected by the pressure loss due to the condensed water shutoff valve 17 in the state. Regarding the condensed water Wc blocked by the condensed water shutoff valve 17, the condensed water Wc of relatively large droplets falls to the side of the low pressure recirculation exhaust cooler 15 due to gravity, and the condensed water of relatively small droplets. Wc evaporates due to the amount of heat of the low-pressure recirculation exhaust LGe.

図７では、制御装置２７による凝縮水遮断弁１７の開閉を制御フローの形で例示している。この制御フローはエンジン２の運転状態時に周期的に行われる。 FIG. 7 illustrates the opening and closing of the condensed water shutoff valve 17 by the control device 27 in the form of a control flow. This control flow is periodically performed during the operating state of the engine 2.

ステップＳ１０では、温度センサ２６の取得値Ｔａが設定温度Ｔ１以下であるか否かを判定する。取得値Ｔａが設定温度Ｔ１以下である場合はステップＳ２０に進み、取得値Ｔａが設定温度Ｔ１を上回る場合はステップＳ３０に進む。 In step S10, it is determined whether or not the acquired value Ta of the temperature sensor 26 is equal to or lower than the set temperature T1. If the acquired value Ta is equal to or lower than the set temperature T1, the process proceeds to step S20, and if the acquired value Ta exceeds the set temperature T1, the process proceeds to step S30.

ステップＳ２０では、凝縮水遮断弁（凝縮水遮断装置）１７を閉状態とする。ステップＳ３０では、凝縮水遮断弁１７を開状態とする。ステップＳ２０、Ｓ３０をそれぞれ実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。 In step S20, the condensed water shutoff valve (condensable water shutoff device) 17 is closed. In step S30, the condensed water shutoff valve 17 is opened. After performing steps S20 and S30, respectively, the process proceeds to return to end the control flow.

第２実施形態では、さらに、制御装置２７が、アクチュエータ２５を駆動して凝縮水遮断弁１７を揺動させることで、凝縮水遮断弁１７に付着した液滴の凝縮水Ｗｃの離間を促進することが可能となる。このようにすることで、凝縮水遮断弁１７から低圧還流排気クーラ１５に向かって液滴の凝縮水Ｗｃの落下を促進することができる。なお、低圧還流排気ＬＧｅの流量がゼロであるときに凝縮水遮断弁１７の揺動を行うと、低圧還流排気ＬＧｅによる低圧還流排気弁１６側への凝縮水Ｗｃの流れを抑制することができるので好ましい。 In the second embodiment, the control device 27 further drives the actuator 25 to swing the condensed water shutoff valve 17, thereby promoting the separation of the condensed water Wc of the droplets adhering to the condensed water shutoff valve 17. It becomes possible. By doing so, it is possible to promote the fall of the condensed water Wc of the droplets from the condensed water shutoff valve 17 toward the low-pressure reflux exhaust cooler 15. If the condensed water shutoff valve 17 is swung when the flow rate of the low-pressure recirculation exhaust LGe is zero, the flow of the condensed water Wc to the low-pressure recirculation exhaust valve 16 side by the low-pressure recirculation exhaust LGe can be suppressed. Therefore, it is preferable.

第３実施形態の内燃機関の排気還流システム１について図８を参照しながら説明する。第３実施形態は、第１実施形態とは、低圧還流排気クーラ１５と凝縮水遮断弁１７との間の低圧排気還流通路１４を鉛直方向に延在する通路として構成している点で異なる。第３実施形態は、その他の点で第１実施形態と同じ構成である。 The exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that the low pressure exhaust recirculation passage 14 between the low pressure recirculation exhaust cooler 15 and the condensed water shutoff valve 17 is configured as a passage extending in the vertical direction. The third embodiment has the same configuration as the first embodiment in other respects.

このようにすると、凝縮水遮断弁１７に堰き止められた凝縮水Ｗｃを重力により低圧還流排気クーラ１５の側へ下降し易くすることができる。なお、下降した凝縮水Ｗｃは低圧還流排気ＬＧｅの熱量により蒸発する。 In this way, the condensed water Wc blocked by the condensed water shutoff valve 17 can be easily lowered to the side of the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 by gravity. The lowered condensed water Wc evaporates due to the amount of heat of the low-pressure reflux exhaust LGe.

また、低圧還流排気クーラ１５と凝縮水遮断弁１７との間の低圧排気還流通路１４に関して、鉛直方向に延在する通路に限定されず、高さ方向に延在する通路であればよい。ただし、この高さ方向に延在する通路は、凝縮水遮断弁１７に堰き止められた凝縮水Ｗｃが重力により低圧還流排気クーラ１５の側へ下降するように構成される。 Further, the low-pressure exhaust / recirculation passage 14 between the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 and the condensed water shutoff valve 17 is not limited to the passage extending in the vertical direction, and may be a passage extending in the height direction. However, the passage extending in the height direction is configured such that the condensed water Wc blocked by the condensed water shutoff valve 17 descends to the side of the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 due to gravity.

第４実施形態の内燃機関の排気還流システム１について図９を参照しながら説明する。第４実施形態は、第１実施形態とは、凝縮水排出通路２８と貯留装置２９と開閉弁（第２開閉装置）３０と凝縮水量取得装置３１と第２制御装置３２とが備わる点と、低圧排気還流通路１４の一部が傾斜している点で異なる。第４実施形態は、その他の点で第１実施形態と同じ構成である。 The exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the first embodiment includes a condensed water discharge passage 28, a storage device 29, an on-off valve (second on-off device) 30, a condensed water amount acquisition device 31, and a second control device 32. The difference is that a part of the low-pressure exhaust / return passage 14 is inclined. The fourth embodiment has the same configuration as the first embodiment in other respects.

凝縮水排出通路２８は、その一端が低圧還流排気クーラ１５と凝縮水遮断弁１７との間の低圧排気還流通路１４に接続されるとともにその他端が大気に開放されて、凝縮水遮断弁１７から重力により落下した凝縮水Ｗｃが通過する通路である。貯留装置２９は、凝縮水排出通路２８に配置されて、その内部に凝縮水Ｗｃを貯留する装置である。開閉弁３０は、凝縮水Ｗｃの流れに関して貯留装置２９より下流側の凝縮水排出通路２８に配置されて、この配置位置でその開閉に応じて凝縮水排出通路２８を連通または遮断する装置である。 One end of the condensed water discharge passage 28 is connected to the low pressure exhaust recirculation passage 14 between the low pressure recirculation exhaust cooler 15 and the condensed water shutoff valve 17, and the other end is opened to the atmosphere from the condensed water shutoff valve 17. This is a passage through which the condensed water Wc that has fallen due to gravity passes. The storage device 29 is a device arranged in the condensed water discharge passage 28 and stores the condensed water Wc inside the storage device 29. The on-off valve 30 is a device that is arranged in the condensed water discharge passage 28 on the downstream side of the storage device 29 with respect to the flow of the condensed water Wc, and communicates or shuts off the condensed water discharge passage 28 according to the opening and closing at this arrangement position. ..

凝縮水量取得装置３１は、貯留装置２９の内部に貯留された凝縮水Ｗｃの量を取得する装置である。凝縮水量取得装置３１は、例えば、貯留装置２９に設けた水位センサの取得値を基に貯留装置２９における凝縮水Ｗｃの貯留量を推定算出する装置として構成する。第２制御装置３２は、開閉弁３０の開閉を制御する装置で、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。第２制御装置３２は、各種装置３０、３１と電気的に接続される。第２制御装置３２は、制御装置２７と別体に構成してもよいし、一体化して構成してもよい。 The condensed water amount acquisition device 31 is a device that acquires the amount of condensed water Wc stored inside the storage device 29. The condensed water amount acquisition device 31 is configured as, for example, a device that estimates and calculates the stored amount of condensed water Wc in the storage device 29 based on the acquired value of the water level sensor provided in the storage device 29. The second control device 32 is a device that controls the opening and closing of the on-off valve 30, and is a CPU (Central Processing Unit) that performs various information processing, and an internal structure that can read and write programs and information processing results used for performing various information processing. It is hardware composed of a storage device and various interfaces. The second control device 32 is electrically connected to various devices 30 and 31. The second control device 32 may be configured separately from the control device 27, or may be configured integrally.

第４実施形態では、第２制御装置３２が、凝縮水量取得装置３１の取得値Ｖが設定量Ｖ１以上である場合に、開閉弁３０を開状態にするとともに、貯留装置２９に貯留された凝縮水Ｗｃを凝縮水排出通路２８を経由して大気に排出する制御を行う。設定量Ｖ１は、実験等により予め設定される閾値で、例えば、貯留装置２９の全容量の５０％に相当する値である。このようにすることで、凝縮水Ｗｃを適切に処理することができる。 In the fourth embodiment, when the acquisition value V of the condensed water amount acquisition device 31 is equal to or greater than the set amount V1, the second control device 32 opens the on-off valve 30 and condenses the condensate stored in the storage device 29. Control is performed to discharge water Wc to the atmosphere via the condensed water discharge passage 28. The set amount V1 is a threshold value set in advance by an experiment or the like, and is, for example, a value corresponding to 50% of the total capacity of the storage device 29. By doing so, the condensed water Wc can be appropriately treated.

図９に例示するように、凝縮水排出通路２８との接続点と低圧還流排気クーラ１５の間の低圧排気還流通路１４を構成する配管の少なくとも一部を、凝縮水遮断弁１７から低圧還流排気クーラ１５に向かって下側に傾斜した形状とすると好ましい。このようにすることで、貯留装置２９に回収し損ねた凝縮水Ｗｃが上記の傾斜した形状の配管の内壁面を伝って低圧還流排気クーラ１５に流れるので、凝縮水遮断弁１７から低圧還流排気クーラ１５に向かって重力により落下する凝縮水Ｗｃの衝撃力を低減することができる。この衝撃力の低減により、低圧還流排気クーラ１５の耐久性の低下を抑制することができる。 As illustrated in FIG. 9, at least a part of the piping constituting the low pressure exhaust recirculation passage 14 between the connection point with the condensed water discharge passage 28 and the low pressure recirculation exhaust cooler 15 is low pressure recirculation exhaust from the condensed water shutoff valve 17. It is preferable that the shape is inclined downward toward the cooler 15. By doing so, the condensed water Wc that failed to be collected in the storage device 29 flows to the low-pressure recirculation exhaust cooler 15 along the inner wall surface of the inclined pipe, so that the condensate recirculation exhaust from the condensed water shutoff valve 17. The impact force of the condensed water Wc that falls toward the cooler 15 due to gravity can be reduced. By reducing this impact force, it is possible to suppress a decrease in the durability of the low-pressure recirculation exhaust cooler 15.

第５実施形態の内燃機関の排気還流システム１について図１０を参照しながら説明する。第５実施形態は、第１実施形態とは、凝縮水排出通路２８と貯留装置２９と開閉弁（第２開閉装置）３０と凝縮水量取得装置３１と第２制御装置３２とが備わる点と、低圧排気還流通路１４の一部が傾斜している点で異なる。第５実施形態は、その他の点で第１実施形態と同じ構成である。 The exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In the fifth embodiment, the first embodiment includes a condensed water discharge passage 28, a storage device 29, an on-off valve (second on-off device) 30, a condensed water amount acquisition device 31, and a second control device 32. The difference is that a part of the low-pressure exhaust / return passage 14 is inclined. The fifth embodiment has the same configuration as the first embodiment in other respects.

凝縮水排出通路２８は、排気Ｇの流れに関して低圧排気還流通路１４との接続点より下流側の排気通路４と、低圧還流排気クーラ１５と凝縮水遮断弁１７との間の低圧排気還流通路１４とを接続する通路である。凝縮水遮断弁１７から重力により落下した凝縮水Ｗｃの一部が凝縮水排出通路２８を通過する。貯留装置２９は、凝縮水排出通路２８に配置されて、その内部に凝縮水Ｗｃを貯留する装置である。開閉弁３０は、凝縮水Ｗｃの流れに関して貯留装置２９より下流側の凝縮水排出通路２８に配置されて、この配置位置でその開閉に応じて凝縮水排出通路２８を連通または遮断する装置である。 The condensed water discharge passage 28 is a low-pressure exhaust / return passage 14 between the exhaust passage 4 on the downstream side of the connection point with the low-pressure exhaust / return passage 14 and the low-pressure return exhaust cooler 15 and the condensed water shutoff valve 17 with respect to the flow of the exhaust G. It is a passage connecting with. A part of the condensed water Wc that has fallen from the condensed water shutoff valve 17 due to gravity passes through the condensed water discharge passage 28. The storage device 29 is a device arranged in the condensed water discharge passage 28 and stores the condensed water Wc inside the storage device 29. The on-off valve 30 is a device that is arranged in the condensed water discharge passage 28 on the downstream side of the storage device 29 with respect to the flow of the condensed water Wc, and communicates or shuts off the condensed water discharge passage 28 according to the opening and closing at this arrangement position. ..

凝縮水量取得装置３１は、貯留装置２９の内部に貯留された凝縮水Ｗｃの量を取得する装置である。凝縮水量取得装置３１は、例えば、貯留装置２９に設けた水位センサの取得値を基に貯留装置２９における凝縮水Ｗｃの貯留量を推定算出する装置として構成する。第２制御装置３２は、排気弁１０及び開閉弁３０の開閉を制御する装置で、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。第２制御装置３２は、各種装置１０、３０、３１と電気的に接続される。第２制御装置３２は、制御装置２７と別体に構成してもよいし、一体化して構成してもよい。 The condensed water amount acquisition device 31 is a device that acquires the amount of condensed water Wc stored inside the storage device 29. The condensed water amount acquisition device 31 is configured as, for example, a device that estimates and calculates the stored amount of condensed water Wc in the storage device 29 based on the acquired value of the water level sensor provided in the storage device 29. The second control device 32 is a device that controls the opening and closing of the exhaust valve 10 and the on-off valve 30, and displays a CPU (Central Processing Unit) that performs various information processing, a program used for performing the various information processing, and information processing results. It is hardware that consists of a readable and writable internal storage device and various interfaces. The second control device 32 is electrically connected to various devices 10, 30, and 31. The second control device 32 may be configured separately from the control device 27, or may be configured integrally.

第５実施形態では、排気弁１０は、排気通路４に関して凝縮水排出通路２８との接続点の近傍でこの接続点より下流側に配置されている。この「近傍」とは、凝縮水排出通路２８から排気通路４に流出した凝縮水Ｗｃを、排気通路４を構成する配管の内壁面と閉じ側の排気弁１０の隙間から排気Ｇの流れにより大気側に吸い出し可能となる位置である。 In the fifth embodiment, the exhaust valve 10 is arranged in the vicinity of the connection point with the condensed water discharge passage 28 with respect to the exhaust passage 4 on the downstream side of the connection point. This "nearby" means that the condensed water Wc that has flowed out from the condensed water discharge passage 28 to the exhaust passage 4 is brought into the atmosphere by the flow of exhaust G from the gap between the inner wall surface of the pipe forming the exhaust passage 4 and the exhaust valve 10 on the closed side. It is a position where it can be sucked out to the side.

第５実施形態では、第２制御装置３２が、凝縮水量取得装置３１の取得値Ｖが設定量Ｖ１以上である場合に、開閉弁３０を開状態にするとともに、貯留装置２９に貯留された凝縮水Ｗｃが排気通路４を構成する配管と排気弁１０の隙間を排気Ｇの流れにより大気側へ吸い出されながら排出されるように排気弁１０の開度を制御する。設定量Ｖ１は、第４実施形態と同様に、実験等により予め設定される閾値で、例えば、貯留装置２９の全容量の５０％に相当する値である。 In the fifth embodiment, when the acquisition value V of the condensed water amount acquisition device 31 is equal to or greater than the set amount V1, the second control device 32 opens the on-off valve 30 and condenses the condensate stored in the storage device 29. The opening degree of the exhaust valve 10 is controlled so that the water Wc is discharged while being sucked out to the atmosphere side by the flow of the exhaust G through the gap between the pipe forming the exhaust passage 4 and the exhaust valve 10. The set amount V1 is a threshold value preset by an experiment or the like, as in the fourth embodiment, and is a value corresponding to, for example, 50% of the total capacity of the storage device 29.

このようにすることで、第４実施形態と比較して、排気Ｇの熱量により凝縮水Ｗｃの蒸発が促進されるので、大気への凝縮水Ｗｃの排出量を低減させることができる。 By doing so, as compared with the fourth embodiment, the evaporation of the condensed water Wc is promoted by the amount of heat of the exhaust G, so that the amount of the condensed water Wc discharged to the atmosphere can be reduced.

以上より、本実施形態の内燃機関の排気還流システム１によれば、凝縮水遮断弁１７により凝縮水Ｗｃを堰き止めながら還流排気を行うことが可能となり、排気Ｇに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減することができる。すなわち、排気Ｇの浄化性能の悪化を抑制しつつ、還流排気から発生した凝縮水Ｗｃが低圧還流排気弁１６やエンジン２側に流通することを抑制してエンジン２や低圧還流排気弁１６やターボ式過給機５等の故障を抑制することができる。 From the above, according to the exhaust recirculation system 1 of the internal combustion engine of the present embodiment, it is possible to perform recirculation exhaust while blocking the condensed water Wc by the condensed water shutoff valve 17, and the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust G can be exhausted. ) Can be reduced. That is, while suppressing the deterioration of the purification performance of the exhaust G, the condensed water Wc generated from the recirculation exhaust is suppressed from flowing to the low pressure recirculation exhaust valve 16 and the engine 2 side, and the engine 2, the low pressure recirculation exhaust valve 16 and the turbo are suppressed. It is possible to suppress the failure of the type supercharger 5 and the like.

また、凝縮水遮断弁１７を設定温度Ｔ１で閉状態から開状態に切り替えることで、凝縮水遮断弁１７が開状態に切り替わるときには、凝縮水遮断弁１７を通過する低圧還流排気ＬＧｅの熱量により堰き止められた凝縮水Ｗｃの大半が蒸発している。すなわち、凝縮水遮断弁１７による還流排気量の低下を抑制しつつ、凝縮水Ｗｃが低圧還流排気弁１６やエンジン２側に流通することを抑制できる。また、凝縮水Ｗｃの処理のために、排気通路４から吸気通路３への排気の還流を停止する必要がないので、排気Ｇの浄化性能の悪化を抑制することができる。 Further, by switching the condensed water shutoff valve 17 from the closed state to the open state at the set temperature T1, when the condensed water shutoff valve 17 is switched to the open state, it is blocked by the amount of heat of the low-pressure reflux exhaust LGe passing through the condensed water shutoff valve 17. Most of the stopped condensed water Wc is evaporating. That is, it is possible to prevent the condensed water Wc from flowing to the low-pressure recirculation exhaust valve 16 and the engine 2 side while suppressing the decrease in the recirculation exhaust amount due to the condensed water shutoff valve 17. Further, since it is not necessary to stop the return of the exhaust gas from the exhaust passage 4 to the intake passage 3 for the treatment of the condensed water Wc, deterioration of the purification performance of the exhaust G can be suppressed.

特に、本実施形態のように、低圧還流排気クーラ１５で発生した凝縮水Ｗｃに対して本発明を適用すると、凝縮水Ｗｃが発生するおそれのあるエンジン２の運転状態（コールド状態）でも、凝縮水Ｗｃを遮断しながら低圧排気還流通路１４を経由した排気還流が可能となる。そのため、ターボ式過給機５のコンプレッサ７への吸気量を増加してターボ式過給機５を高効率で運転しやすくなり、より小さな排気エネルギーで所望の過給効果を得ることができる。すなわち、排気Ｇの浄化性能の悪化を抑制しつつ、燃費を向上させることができる。 In particular, when the present invention is applied to the condensed water Wc generated by the low-pressure reflux exhaust cooler 15 as in the present embodiment, the condensed water Wc is condensed even in the operating state (cold state) of the engine 2 in which the condensed water Wc may be generated. Exhaust gas return via the low pressure exhaust gas return passage 14 is possible while shutting off the water Wc. Therefore, the amount of intake air to the compressor 7 of the turbocharger 5 is increased to facilitate the operation of the turbocharger 5 with high efficiency, and a desired supercharging effect can be obtained with a smaller exhaust energy. That is, it is possible to improve fuel efficiency while suppressing deterioration of the purification performance of the exhaust G.

また、凝縮水遮断弁１７を開閉させる駆動装置をバイメタルを有する装置１８として構成すると、制御装置による制御が不要となり、低コストにすることができる。 Further, if the driving device for opening and closing the condensed water shutoff valve 17 is configured as the device 18 having a bimetal, the control by the control device becomes unnecessary, and the cost can be reduced.

なお、低圧還流排気弁１６の開度を一定とした場合、凝縮水遮断弁１７の閉状態時における低圧還流排気ＬＧｅの還流量は、凝縮水遮断弁１７の開状態時における低圧還流排気ＬＧｅの還流量と比較して、凝縮水遮断弁１７での圧力損失の影響で低減される。そのため、凝縮水遮断弁１７の閉状態時に設定される低圧還流排気弁１６の開度を、凝縮水遮断弁１７の開状態時に設定される低圧還流排気弁１６の開度より大きくして、低圧還流排気ＬＧｅの還流量の低減を抑制すると好ましい。このようにすることで、上述した排気Ｇの浄化性能の抑制効果や燃費の向上効果を大きくすることができる。 When the opening degree of the low-pressure recirculation exhaust valve 16 is constant, the amount of recirculation of the low-pressure recirculation exhaust LGe when the condensed water shutoff valve 17 is closed is the same as that of the low-pressure recirculation exhaust LGe when the condensed water shutoff valve 17 is open. Compared with the amount of recirculation, it is reduced by the influence of the pressure loss in the condensed water shutoff valve 17. Therefore, the opening degree of the low-pressure recirculation exhaust valve 16 set when the condensed water shutoff valve 17 is closed is made larger than the opening degree of the low-pressure recirculation exhaust valve 16 set when the condensed water shutoff valve 17 is open to reduce the pressure. It is preferable to suppress the reduction of the reflux amount of the reflux exhaust LGe. By doing so, it is possible to increase the effect of suppressing the purification performance of the exhaust G and the effect of improving fuel efficiency described above.

なお、本発明は、高圧還流排気クーラ１２での冷却により発生した還流排気に含まれる凝縮水やインタークーラ８での冷却により発生した吸気に含まれる凝縮水に対しても適用可能である。 The present invention is also applicable to the condensed water contained in the reflux exhaust generated by the cooling by the high-pressure reflux exhaust cooler 12 and the condensed water contained in the intake air generated by the cooling by the intercooler 8.

特に、エンジン（内燃機関）に備わり、エンジンの吸気通路に配置されるとともに吸気通路を通過する吸気をエンジン冷却水（冷却媒体）と熱交換して冷却するインタークーラ（冷却装置）に対して本発明を適用する場合には、以下のように構成する。インタークーラより下流側の吸気通路に凝縮水遮断弁（凝縮水遮断装置）が配置される。凝縮水遮断弁は、その閉状態時にインタークーラを通過後の吸気を凝縮水遮断弁を経由してエンジンの側の吸気通路に通過させながら吸気に含まれる凝縮水を堰き止めるように構成される。このように構成することで、凝縮水のエンジン側への流通を抑制することができるので、エンジンの劣化を抑制して、排気の浄化性能の悪化を抑制することができる。 In particular, this is for an intercooler (cooling device) that is installed in an engine (internal combustion engine) and is placed in the intake passage of the engine and exchanges heat with the engine cooling water (cooling medium) to cool the intake air passing through the intake passage. When the invention is applied, it is configured as follows. A condensed water shutoff valve (condensable water shutoff device) is arranged in the intake passage on the downstream side of the intercooler. The condensed water shutoff valve is configured to block the condensed water contained in the intake air while passing the intake air after passing through the intercooler in the closed state to the intake passage on the engine side via the condensed water shutoff valve. .. With this configuration, the distribution of condensed water to the engine side can be suppressed, so that deterioration of the engine can be suppressed and deterioration of exhaust gas purification performance can be suppressed.

１ 内燃機関の排気還流システム
２ エンジン（内燃機関）
２ａ 気筒
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ ターボ式過給機
６ タービン
７ コンプレッサ
８ インタークーラ
９ 排気後処理装置
１０ 排気弁
１１ 高圧排気還流通路
１２ 高圧還流排気クーラ
１３ 高圧還流排気弁
１４ 低圧排気還流通路（排気還流通路）
１５ 低圧還流排気クーラ（冷却装置）
１６ 低圧還流排気弁（開閉装置）
１７ 凝縮水遮断弁（凝縮水遮断装置）
１７ａ フィルタ
１７ｂ 筐体
１７ｃ 回転軸
１８ バイメタルを有する装置（駆動装置）
１９ サーモスタット
２０ ラジエータ
２１ ラジエータ側冷却水通路
２２ バイパス通路
２３ 第１分岐通路
２４ 第２分岐通路
２５ アクチュエータ（駆動装置）
２６ 温度センサ（温度取得装置）
２７ 制御装置
２８ 凝縮水排出通路
２９ 貯留装置
３０ 開閉弁（第２開閉装置）
３１ 凝縮水量取得装置
３２ 第２制御装置 1 Exhaust recirculation system for internal combustion engine 2 Engine (internal combustion engine)
2a Cylinder 3 Intake passage 4 Exhaust passage 5 Turbo turbocharger 6 Turbine 7 Compressor 8 Intercooler 9 Exhaust aftertreatment device 10 Exhaust valve 11 High-pressure exhaust recirculation passage 12 High-pressure recirculation exhaust cooler 13 High-pressure recirculation exhaust valve 14 Low-pressure exhaust recirculation passage ( Exhaust return passage)
15 Low pressure recirculation exhaust cooler (cooling device)
16 Low-pressure recirculation exhaust valve (switchgear)
17 Condensed water shutoff valve (condensed water shutoff device)
17a Filter 17b Housing 17c Rotating shaft 18 A device having a bimetal (driving device)
19 Thermostat 20 Radiator 21 Radiator side cooling water passage 22 Bypass passage 23 1st branch passage 24 2nd branch passage 25 Actuator (drive device)
26 Temperature sensor (Temperature acquisition device)
27 Control device 28 Condensed water discharge passage 29 Storage device 30 Switchgear (second switchgear)
31 Condensed water amount acquisition device 32 Second control device

Claims (8)

内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路に配置されるとともに還流排気を冷却媒体と熱交換して冷却する冷却装置と、還流排気の流れに関して前記冷却装置より下流側の前記排気還流通路に配置された開閉装置と、を備えて構成される内燃機関の排気還流システムにおいて、
前記冷却装置と前記開閉装置の間の前記排気還流通路に凝縮水遮断装置が配置されて、前記凝縮水遮断装置は、その閉状態時に前記冷却装置を通過後の還流排気を前記凝縮水遮断装置を経由して前記開閉装置の側の前記排気還流通路に通過させながら還流排気に含まれる凝縮水を堰き止めるように構成される内燃機関の排気還流システム。 A cooling device arranged in an exhaust recirculation passage connecting an exhaust passage and an intake passage of an internal combustion engine and exchanging heat with a cooling medium to cool the recirculated exhaust, and the exhaust downstream of the cooling device with respect to the flow of the recirculated exhaust. In an exhaust recirculation system of an internal combustion engine configured with an opening / closing device arranged in a recirculation passage.
A condensed water shutoff device is arranged in the exhaust / return passage between the cooling device and the switchgear, and the condensed water shutoff device transfers the reflux exhaust after passing through the cooling device in the closed state to the condensed water shutoff device. An exhaust / recirculation system for an internal combustion engine that is configured to block condensed water contained in the recirculation exhaust while passing through the exhaust / recirculation passage on the side of the switchgear. 前記内燃機関にターボ式過給機を備えて、前記排気通路に配置された前記ターボ式過給機のタービンより下流側の前記排気通路と前記吸気通路に配置された前記ターボ式過給機のコンプレッサより上流側の前記吸気通路とを接続する通路が前記排気還流通路であるように構成される請求項１に記載の内燃機関の排気還流システム。 The internal combustion engine is provided with a turbocharger, and the turbocharger arranged in the exhaust passage and the intake passage on the downstream side of the turbine of the turbocharger arranged in the exhaust passage. The exhaust / recirculation system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the passage connecting the intake passage on the upstream side of the compressor is the exhaust / recirculation passage. 前記凝縮水遮断装置を開閉させる駆動装置がバイメタルを有する装置で、
前記バイメタルが、前記バイメタルを有する装置を通過する冷却媒体の温度が予め設定された設定温度以下である場合に前記凝縮水遮断装置が閉状態となるように変形する請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流システム。 The drive device for opening and closing the condensed water shutoff device is a device having a bimetal.
The invention according to claim 1 or 2, wherein the bimetal is deformed so that the condensed water blocking device is closed when the temperature of the cooling medium passing through the device having the bimetal is equal to or lower than a preset set temperature. Exhaust recirculation system for internal combustion engine. 冷却媒体が前記内燃機関を冷却するエンジン冷却水であり、このエンジン冷却水が循環する冷却水通路から分岐して前記駆動装置に至るまでの第１分岐通路が、前記冷却水通路から分岐して前記冷却装置に至るまでの第２分岐通路より長いことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の排気還流システム。 The cooling medium is the engine cooling water that cools the internal combustion engine, and the first branch passage that branches from the cooling water passage through which the engine cooling water circulates to the drive device branches from the cooling water passage. The exhaust / recirculation system for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the system is longer than the second branch passage leading to the cooling device. 前記凝縮水遮断装置を開閉させる駆動装置と、前記駆動装置または前記冷却装置のいずれかを通過する冷却媒体の温度を取得する温度取得装置と、前記駆動装置を制御する制御装置と、を備えて、
前記制御装置が、
前記温度取得装置の取得値が前記設定温度以下である場合に、前記駆動装置を制御して前記凝縮水遮断装置を閉状態とする制御を行うように構成される請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流システム。 A drive device for opening and closing the condensed water shutoff device, a temperature acquisition device for acquiring the temperature of a cooling medium passing through either the drive device or the cooling device, and a control device for controlling the drive device are provided. ,
The control device
The invention according to claim 1 or 2, wherein when the acquired value of the temperature acquisition device is equal to or lower than the set temperature, the drive device is controlled to close the condensed water shutoff device. Exhaust recirculation system for internal combustion engines. 前記冷却装置と前記凝縮水遮断装置との間の前記排気還流通路を高さ方向に延在する通路として、前記凝縮水遮断装置に堰き止められた凝縮水が重力により前記冷却装置の側へ下降するように前記高さ方向に延在する通路が構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の排気還流システム。 As the exhaust return passage between the cooling device and the condensed water blocking device extends in the height direction, the condensed water blocked by the condensed water blocking device descends toward the cooling device by gravity. The exhaust / recirculation system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a passage extending in the height direction is formed so as to perform the above. 前記排気還流通路との接続点より下流側の前記排気通路と、前記冷却装置と前記凝縮水遮断装置との間の前記排気還流通路とを接続する通路である凝縮水排出通路を備えるとともに、前記凝縮水排出通路に凝縮水の流れに関して上流側より順に貯留装置と第２開閉装置を配置して、
さらに、前記排気通路に関して前記凝縮水排出通路との接続点の近傍に配置される排気弁と、前記貯留装置に貯留された凝縮水の量を取得する凝縮水量取得装置と、前記排気弁及び前記第２開閉装置の開閉を制御する第２制御装置とを備えて、
前記第２制御装置が、
前記凝縮水量取得装置の取得値が予め設定された設定量以上である場合に、前記第２開閉装置を開状態にするとともに、前記貯留装置に貯留された凝縮水が前記排気通路を構成する配管と前記排気弁の隙間を排気の流れにより大気側へ吸い出されながら排出されるように前記排気弁の開度を制御するように構成される請求項６に記載の内燃機関の排気還流システム。 It is provided with a condensed water discharge passage which is a passage connecting the exhaust passage on the downstream side of the connection point with the exhaust / return passage and the exhaust / return passage between the cooling device and the condensed water shutoff device. A storage device and a second opening / closing device are arranged in order from the upstream side regarding the flow of condensed water in the condensed water discharge passage.
Further, an exhaust valve arranged near the connection point of the exhaust passage with the condensed water discharge passage, a condensed water amount acquisition device for acquiring the amount of condensed water stored in the storage device, the exhaust valve, and the above. With a second control device that controls the opening and closing of the second switchgear,
The second control device
When the acquired value of the condensed water amount acquisition device is equal to or more than a preset set amount, the second opening / closing device is opened and the condensed water stored in the storage device constitutes the exhaust passage. The exhaust recirculation system for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the opening degree of the exhaust valve is controlled so that the gap between the exhaust valve and the exhaust valve is discharged while being sucked out to the atmosphere by the flow of the exhaust gas. 内燃機関の吸気通路に配置されるとともに前記吸気通路を通過する吸気を冷却媒体と熱交換して冷却する冷却装置を備えて構成される内燃機関において、
前記冷却装置より下流側の前記吸気通路に凝縮水遮断装置が配置されて、前記凝縮水遮断装置は、その閉状態時に前記冷却装置を通過後の吸気を前記凝縮水遮断装置を経由して前記内燃機関の側の前記吸気通路に通過させながら吸気に含まれる凝縮水を堰き止めるように構成される内燃機関。 In an internal combustion engine configured to be arranged in an intake passage of an internal combustion engine and provided with a cooling device for cooling the intake air passing through the intake passage by exchanging heat with a cooling medium.
A condensed water shutoff device is arranged in the intake passage on the downstream side of the cooling device, and the condensed water shutoff device transfers the intake air after passing through the cooling device in the closed state via the condensed water shutoff device. An internal combustion engine configured to block condensed water contained in an intake air while passing through the intake passage on the side of the internal combustion engine.
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