JP2021525847A - 最適化された再循環ガス混合装置を有する、熱機関のための吸入マニホールド - Google Patents

最適化された再循環ガス混合装置を有する、熱機関のための吸入マニホールド Download PDF

Info

Publication number
JP2021525847A
JP2021525847A JP2020567607A JP2020567607A JP2021525847A JP 2021525847 A JP2021525847 A JP 2021525847A JP 2020567607 A JP2020567607 A JP 2020567607A JP 2020567607 A JP2020567607 A JP 2020567607A JP 2021525847 A JP2021525847 A JP 2021525847A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intake
duct
gas
plenum
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020567607A
Other languages
English (en)
Inventor
トマ ヴェネツィアーニ,
トマ ヴェネツィアーニ,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of JP2021525847A publication Critical patent/JP2021525847A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/19Means for improving the mixing of air and recirculated exhaust gases, e.g. venturis or multiple openings to the intake system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/06Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/41Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/44Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which a main EGR passage is branched into multiple passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10006Air intakes; Induction systems characterised by the position of elements of the air intake system in direction of the air intake flow, i.e. between ambient air inlet and supply to the combustion chamber
    • F02M35/10026Plenum chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10262Flow guides, obstructions, deflectors or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10288Air intakes combined with another engine part, e.g. cylinder head cover or being cast in one piece with the exhaust manifold, cylinder head or engine block
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/243Cylinder heads and inlet or exhaust manifolds integrally cast together
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

熱機関のための吸入回路(10)であって、空気圧縮要素とエンジンのシリンダヘッド(20)をくりぬいた燃焼室(11)の上部との間に位置付けられるように意図された既燃ガス再循環システム(30)を備え、吸気回路が、シリンダヘッドと、プレナム(16)を備える吸入マニホールド(12)と、吸気ダクト(21)とを備える、吸気回路(10)において、再循環システム(30)が、プレナム(16)に通じる既燃ガス噴射ダクト(17)を備え、前記ダクト(17)が、吸気(32)の流れに逆らって既燃ガスを輸送可能であることを特徴とする、吸気回路(10)。【選択図】図2

Description

本発明は、自動車の内燃機関または熱機関に関する。
本発明は、より詳細には、既燃ガスを混合するための装置を有する、熱機関の吸入マニホールドに関する。
本発明は、熱機関の既燃ガスのための再循環システムにも関する。
先行技術
本発明は、既燃ガスを再循環させるための手段を採用する、特に、自動車に装備することが意図される内燃機関に関する。
本発明は、より詳細には、内燃機関の既燃ガスを再循環させるための手段に関する。既燃ガスは、エンジンの排気回路によっても出力され、排気マニホールドのできるだけ近くで直接取り出すこともでき、その場合、既燃ガスは高圧であると見なされる。または、排気マニホールドの下流の汚染低減システムで取り出すことができ、その場合、既燃ガスは低圧であると見なされる。または、オイルセパレータを通過するオイル分離ステップから出力され、その場合、既燃ガスはブローバイガスとして知られている。
特に自動車に装備されている内燃機関の汚染および消費量に関する基準は、工業国においてますます厳しくなっている。したがって、自動車産業界は現在、熱機関の性能またはその原価を過度に犠牲にすることなく、これらの義務に適合するための技術的解決法を求めている。このような内燃機関の汚染を低減させるための既知の技術は、窒素酸化物を低減させるために、既燃ガスを吸気に再循環させること、すなわち、既燃ガスの一部を吸気に戻し、既燃ガスを引き込まれる新気と混合することである。この技術は、エンジンの運転状態に応じて、エンジンの燃焼室に排気ガスの一部を再噴射することに本質があり、これは、オキシダントガスの量を比例的に低減する効果があり、したがって、燃焼温度を下げ、結果としてNOxすなわち窒素酸化物の生成は減少する。
たとえば、一般に採用される低圧の既燃ガスを含むプロセスは、エンジンの吸入マニホールドに排気マニホールドを接続するラインを開閉する、排気ガスを再循環させるためのEGR(排気ガス再循環)バルブを用いる、排気ガスの「外部再循環」である。EGRバルブは、エンジンの運転状態に応じて、排気から取り出された所定の量のガスを吸気時に噴射することを可能にする。
既燃ガスは、エンジンの吸気時に、通常、エンジンの吸入マニホールドに、または、エンジンの吸入マニホールドと燃焼室との間のエンジンの吸入ダクトに直接、噴射される。
したがって、刊行物EP1447533−A1は、エンジンの燃焼室に向かう吸気ダクトへのブローバイガスの直接噴射を提案している。ガスは、吸入ダクトに通じるチャネルを通過する。
このタイプの噴射の欠点は、ブローバイガスおよび空気によって形成される混合気が最適でないことであり、このことが、エンジンの性能を制限する可能性がある。
知られているように、既燃ガスは、エンジンの長手方向軸Xと略平行に延在する再循環ランプに収集することができる。エンジンの吸気ダクトの1つにランプを接続する吸気チャネルは、ランプに通じている。
よって、米国特許出願公開第20090301448(A1)号は、エンジンの吸気ダクトに噴射されるブローバイガスを収集するためのランプを提案している。
前のタイプの噴射と同じ方法で、既燃ガスのための吸気チャネルは、燃焼室に通じる吸気ダクトに直接つながり、燃焼室に入る前に、既燃ガスおよび空気を最適に混合することができず、このことは、このエンジンの性能を低下させる可能性がある。
刊行物FR2946699−A1は、エンジンの軸と平行に延在し、空気の流れの方向において、空気/水熱交換器の下流に配置される吸気マニホールドプレナムに接続される、既燃ガスを収集するためのランプを開示している。接続は、プレナムに通じるチャネルによって作られる。
このタイプの既燃ガスの噴射の欠点は、同様に、最適でなくて、エンジンの性能を低下させやすい既燃ガスおよび空気の混合である。
米国特許出願公開第2015002078(A1)号は、吸入マニホールドのプレナムに上流で貫入するダクトによる熱機関吸気マニホールドのプレナムへの既燃ガスの噴射を提案しており、ダクトは、燃焼室に面するガス噴射オリフィスを有している。
貫入するダクトが燃焼室への空気の流れの圧力低下を引き起こすことだけでなく、混合気が最適ではなく、エンジンの性能を低下させやすいことも、このタイプの噴射の欠点である。
本発明の目的は、ガソリンまたはディーゼル熱機関のための、既燃ガスの再循環を有する吸気回路を提案することであり、燃焼室に入る前に、再循環された既燃ガスと空気との最適な混合を提供し、同時に、もしあれば、ガスの流れにおける圧力低下はほとんど引き起こさないように、上述の欠点を改善し、先行技術で知られている熱機関のための既燃ガスの混合を伴う吸気回路を改良する。
本発明による内燃機関は、ガス再循環システムを有する。該システムは既燃ガスの取り出しを含み、既燃ガスは、汚染低減システムの上流のエンジンの排気回路からの、たとえばエンジンの排気マニホールドからの、もしくは汚染低減システムまたはシステムの下流からの高圧既燃ガスであってもよく、またはオイル蒸気から、オイルセパレータの下流で取り出されてもよい。再循環システムは、吸入マニホールドプレナムへのガスの噴射によって、既燃ガスがエンジンの吸気時に引き込まれることを可能にし、圧力低下を最小化し、ガスと新鮮な吸気との混合を最適化する。
本発明は、熱機関のための吸気回路に関し、吸気回路は、既燃ガスまたはブローバイガスのための、空気圧縮要素とエンジンのシリンダヘッドの一部である燃焼室の少なくとも1つの上部との間に位置付けられる再循環システムを備え、吸気回路が、シリンダヘッドと、吸気マニホールドと、少なくとも1つの吸気ダクトとを備え、再循環システムは、マニホールドのプレナムに通じる、空気流の方向に側壁と上壁と下壁とによって境界が定められた少なくとも1つの既燃ガス噴射ダクトを備え、ダクトは、吸気の流れに対する逆流としてガスを搬送することができることを特徴とする。
有利なことには、システムは、少なくとも1つの既燃ガス噴射ダクトを備え、そのダクトは、マニホールドのプレナムに通じており、エンジンの燃焼室に入る前の空気とガスとの混合を改善させるように、空気流に対する逆流としてガスを搬送することができる。ガスは、最初、吸気の流れに対する逆流として向けられ、次いで、吸入ダクトの方へ戻され、それによって、ガスと吸気との混合を改善させる。プレナムにおける噴射ダクトの配置は、空気流の圧力低下についてはほとんど引き起こさないように設けられる。
本発明のさらなる特徴によると、
− 少なくとも1つの噴射ダクトは、少なくとも1つの関連する吸入ダクトの軸と一致してプレナムに通じている。
有利なことには、噴射ダクトは、混合されて吸入ダクトに導かれる既燃ガスを搬送するように、少なくとも1つの吸入ダクトの軸と略一致して延在する。
− 少なくとも1つの噴射ダクトのプレナムへの出口は、少なくとも1つの関連する吸入ダクトのプレナムへの出口から離れている。
有利なことには、既燃ガスと吸気とが、少なくとも1つの関連する吸入ダクトに入る前に、より良好に混合されるように、少なくとも1つの噴射ダクトのプレナムへの出口は、少なくとも1つの関連する吸入ダクトのプレナムへの出口から離れている。
− 少なくとも1つの噴射ダクトは、マニホールドのプレナムに貫入する管状チャネルを有する。
有利なことには、噴射ダクトは、特に、マニホールドのプレナムへの噴射中、既燃ガスの流れの圧力低下を最小限にするように円筒状かつ直線状である。
有利なことには、吸気の流れの途中で、既燃ガスのプレナムへの噴射のための最適な位置を得て、混合を改善させるように、噴射ダクトは、マニホールドのプレナムに貫入する管状チャネルを有する。
− 管状チャネルは、空気流の上流方向を向く開口を有する。
有利なことには、管状チャネルは、空気流の上流方向を向く開口を有し、既燃ガスのより良好な噴射、および空気の流れの中での既燃ガスのより良好な拡散および混合を可能にする。
− 管状チャネルは、吸気の流れの上流方向を向く斜めの開口を備える。
有利なことには、管状チャネルは、斜めに切られた開口を有し、開口部は、既燃ガスと吸気との最適な混合を可能にするために、空気流の上流方向を向いている。
− 管状チャネルは、吸気ダクトに接続された開口の方へ空気の流れを導くことができる偏向壁から、空気流の上流方向に延在する。
有利なことには、空気および既燃ガスの混合気を吸入ダクトに取り入れるときの圧力低下を低減させるために、プレナムは、側壁と、上壁と、下壁と、吸気ダクトに接続された開口の方へ空気の流れを導くことができる空気流の下流の偏向壁とによって境界が定められている。
吸気の流れの上流方向に、よって、吸気の流れに対する逆流としてガスを導くために、管状チャネルは、偏向壁からガスの流量の上流方向に延在する。
− 偏向壁および管状チャネルは一体で作られる。
有利なことには、より簡単に製造を行うためだけでなく、シリンダヘッドへの取付けおよびプレナムの形成をより簡単に行うために、偏向壁および管状チャネルは一体で作られる。
− 再循環システムは、空気流軸に対して横方向に延在する供給レールを備え、レールは、少なくとも1つのガス噴射ダクトに接続されている。
有利なことには、再循環システムは、既燃ガス回路に接続された供給レールを備え、レールは、エンジンの吸入ダクトのすべてに吹き付けることを可能とするために、空気の流れの方向に対して横方向に、かつ、エンジンの軸と平行に延在している。
− 供給レールは、シリンダヘッドをくりぬいたものであり、または、プレナムの下壁に固定されており、または、プレナムの上壁に固定されている。
有利なことには、吸気の流れに対して横方向に延在する供給レールは、シリンダヘッドをくりぬいたものであり、または、下壁に固定されており、または、プレナムの下壁もしくは上壁のうちの一方に固定されており、これにより、簡潔な回路および容易な実装の両方が可能になる。
− 供給レールは、ブローバイガスセパレータの出口に接続されている。
好ましくは、供給レールは、ブローバイガスを吸気に戻すように、ブローバイガスセパレータの出口に接続されている。
− 供給レールは、排気ガス回路に接続されている。
好ましくは、供給レールは、エンジンの排気からの既燃ガスのための回路に接続されており、ガスは、高圧既燃ガスまたは低圧既燃ガスとすることができる。
本発明のさらなる特徴および利点は、非限定的な例として与えられて、添付図面に示される、本発明の特定の実施形態の以下の説明を読み取ることから明らかになるであろう。
熱機関の吸入回路の概略断面図である。 本発明の第1の実施形態によるシリンダヘッドおよび吸入マニホールドの概略断面図である。 本発明による吸入回路を有するシリンダヘッドの概略上面図である。 本発明の別の実施形態によるシリンダヘッドおよび吸入マニホールドの概略断面図である。
図の詳細な説明
以下の説明において、同一の参照符号は、同一の部分、または、類似した機能を有する部分を示す。
本明細書において、表現「開口部」は、通過するガスのための、ダクトの面を意味することが理解され、この部分は、場合によっては、ダクトの軸に対して横方向であり、または、ダクトの軸に対してある角度をなす。
用語「上流/下流」は、吸入回路における空気の流れの方向に関する。
用語「上部/下部」は、説明のエンジンのクランクケースとシリンダヘッドとの合わせ面と平行な水平面に対して垂直な縦軸に関する。
自動車の熱機関または内燃機関は、エンジンの燃焼室から既燃ガスによって引き起こされる汚染を低減させるためのシステム、および、エンジンの効率を改善するための過給システムの両方を有する。
汚染を低減させるために、エンジンの吸気に既燃ガスの少なくとも一部を戻すことが知られており、次いで、新気がエンジンのシリンダに入る前に、当該一部は新気と混合される。既燃ガスのいくつかのタイプの再循環は区別され、排気ガスの流れの方向における触媒コンバータなどの汚染低減装置の下流の既燃ガスを取り出すことを含む低圧再循環、または、既燃ガスが汚染低減装置の上流において、好ましくはエンジンのシリンダヘッドの出口で引き込まれる高圧再循環である。したがって、高圧既燃ガスと呼ばれる既燃ガスは、エンジンのシリンダヘッドの排気面に固定された排気マニホールドで取り出される。
したがって、既燃ガスは、オイル蒸気セパレータから来ることができ、ブローバイガスと呼ばれる。セパレータは一般に、エンジンの上部に配置される。セパレータは、ガスからの蒸気に含まれるオイルの分離を可能にする。次に、オイルは、好ましくはエンジンの底部に配設されたオイルサンプに、オイルリターン回路によって戻され、ガスはエンジンの吸気の方に戻すことができる。
全般的に、図1によると、熱機関100は、ピストンが少なくとも1つのシリンダの軸に沿って摺動することができる少なくとも1つのシリンダ102を備えるクランクケース101と、クランクケースの上部を覆い、したがって少なくとも1つの燃焼室11を封止しているシリンダヘッド20とを有する。燃焼室は、シリンダ、ピストン、およびシリンダヘッド20のそれぞれの壁によって境界が定められる。各シリンダの燃焼室11を吸入回路10および排気回路に接続する、吸入ダクト21および排気ラインは、それぞれシリンダヘッドからくりぬかれている。吸入回路10は、吸気面23によってシリンダヘッド20に固定されている。排気回路は、エンジンの長手方向軸Xを通過する垂直正中面に対して吸気面に対称的に向かい合う排気面(図示せず)によって、シリンダヘッドに固定されている。
エンジンの長手方向軸Xは、エンジンに収容されたクランクシャフトの軸と略平行である。
新気40は、車両の外部から引き込まれ、次いで、エンジンのシリンダヘッド20の吸気面23の側の、吸気壁22に固定された吸入マニホールド12で、既燃ガス41と混合される。次いで、混合気は、吸入ダクト21を介してエンジンの燃焼室11に搬送される。クランクケース101の各シリンダの頂部において、空気と既燃ガスとの混合気は燃焼室に噴射されて燃焼室で爆発を引き起こすように燃料と混合され、それによって、既燃ガスが生成される。次いで、既燃ガスは、エンジンの排気面の側でシリンダヘッドに固定された排気回路の方へ、排気ラインを介して燃焼室から押し出される。
本発明は、熱機関のために吸入回路10に関し、既燃ガスをエンジンの吸気に戻すための再循環システム30を備える。
既燃ガスは、排気回路からのガスまたはブローバイガスであることが理解される。
残りの説明では、本発明の理解をより簡単にするために、ブローバイガスの吸気への戻しが説明されるが、既燃ガスは、高圧もしくは低圧の既燃ガス、または既燃ガスの混合とすることもできる。
知られているように、新鮮な吸気40は、車両の前面から引き込まれ、シリンダのそれぞれの燃焼室11に噴射されるために、吸入回路を通過する。吸気は、最初に、吸気によって運ばれる不純物および塵を取り除くためにエアフィルタによって濾過される。次に、エンジンの性能を改善するために、引き込まれたガスの圧力を増加させて、エンジンの少なくとも1つのシリンダを燃料/空気混合気でより良好に満たすことができることも知られている。したがって、その出力とともに、エンジンの出力密度は増加し、エンジンの消費量は減少する。したがって、吸気圧縮段は、エアフィルタとエンジンとの間に配設される。この圧縮段(図示せず)は、ターボチャージャの圧縮段によって、または、電動コンプレッサによって形成することができる。
圧縮段の下流において、圧縮空気は高温で、その密度は低下し、これはエンジンの性能に有害である。したがって、コンプレッサからの空気の循環の方向におけるその下流で、吸気冷却段をコンプレッサ(図示せず)に隣接させることは有用である。この冷却段は、冷却器14、さらに詳細には、空気/水熱交換器で構成することができる。適温の水が熱交換器14を通過し、圧縮空気の熱の一部を取り除く。
次いで、圧縮かつ冷却された空気40は、燃焼室に入れられる空気の流れを制御するための吸気マニホールド12に導かれる。マニホールドは、エンジンのシリンダヘッド20の吸気面23の固定壁22に、フランジ13によって固定され、圧縮かつ冷却された空気を、シリンダヘッドをくりぬいた吸入ダクト21へ導く。シリンダヘッドの吸入ダクト21は、エンジンのタイプ、たとえば、ディーゼルエンジンか火花点火エンジンかに応じて、特定の形状およびプロファイルを有する。
冷却器14は、ウォーターチャージエアクーラー(water charge air cooler)を表すWCACとしても知られている。マニホールド12は、シリンダヘッドの吸入ダクト21に入る前の、プレナム16または給気室によって実質的に特徴づけられる。マニホールド12はWCAC熱交換器14の下流にあり、我々の実施形態では、マニホールド12およびWCAC熱交換器14は同一のケーシングを共有する。ケーシングは、シリンダヘッドの固定壁22に固定されている。固定壁22は、平面内で延在し、たとえば、シリンダヘッドとクランクケースとの間の合わせ面25と平行である水平面に対して傾斜している。この傾斜により、冷却器のより簡単な取付け、および、より信頼性の高い保持が可能になる。
プレナム16は、空気流の方向において、側壁と、上壁36と、下壁35とによって境界が定められている。
図1〜4によると、冷却器14および吸気マニホールド12は一体15となっている。
以下の説明は、理解を容易にするために、1つのシリンダに対して与えられるが、本発明によるエンジンは、少なくとも1つのシリンダを有し、本発明は、各シリンダのための噴射ダクトを提案する。
図1〜4によると、再循環システム30は、既燃ガスのための供給レール31を備え、供給レール31は、排気回路に、または、オイル蒸気セパレータ(図示せず)からのガスの出口に接続されている。
好ましくは、吸気レール31は、エンジンの長手方向軸Xと平行に延在する。レールは、シリンダヘッドに穴をあけることによって得ることができ、それは、図1および2に示されるように、レールがシリンダヘッドの内部に配設されることを意味し、または、エンジンの吸入回路10の要素に固定することができ、それは、図4に示されるように、レールがエンジンの外部に配設されることを意味する。吸気レールは、既燃ガスをエンジンの吸気に搬送することを可能にする。
噴射ダクト17は、吸気レール31およびプレナム16に流体的に接続している。ダクトは、既燃ガスの流れの圧力低下の最小限にするように、略円筒状かつ直線状である。好ましくは、噴射ダクト17は、関連するシリンダに接続された吸入ダクトの上流のマニホールドのプレナム16に通じるように配設される。噴射ダクトは、既燃ガス41の噴射が吸気と混合することを可能にし、次いで、混合気は、シリンダに通じる関連する吸入ダクトに導かれる。本説明では、エンジンのシリンダごとに1つの吸入ダクト21が存在する。一般に、吸入ダクト21は、シリンダの燃焼室に通じる2つの二次吸気枝管(図示せず)に続いている。
図3によると、吸入回路は、吸気レール31を備え、吸気レール31は、エンジンの長手方向軸Xと平行に、かつ、吸入マニホールドのプレナム16の吸気の流れの方向Eに対して横方向に延在している。軸が吸気レール31の軸と略直交している噴射ダクト17は、第1の端部で吸気レール31に通じ、かつ、第2の反対側の端部でプレナム16に通じている。噴射ダクト17の数は好ましくは、エンジンのシリンダの数に等しい。したがって、噴射ダクト17は、エンジンの軸Xに沿った関連するシリンダにおいて、噴射レール31から、エンジンの軸Xに垂直に延在している。各噴射ダクトは、吸入ダクト21の軸と一致して、プレナム16に通じている。より詳細には、噴射ダクト17の出口の水平面上のプレナム16への突出は、図3に示されるように、同じ水平面上の関連する吸入ダクトの軸の突出内に配設されている。吸入ダクトのプレナムへの出口は、関連する吸入ダクト21の入口部の略前方に配設されている。噴射ダクト17のそれぞれは、直線的に延在し、吸気の流れの方向に対する逆流として既燃ガスを搬送するために、プレナム16の壁から、吸気の流れの上流方向Aに至っている。
図2〜4によると、空気流は矢印32によって表され、プレナムへの既燃ガスの噴射は矢印33によって表されている。
噴射ダクト17は、吸気40の流れの中に既燃ガス41の噴射点を最適に配置するように、好ましくは、吸入ダクト21に沿って、好ましくは、吸入ダクト21のプレナム16への出口から離れて、プレナムに貫入する管状チャネル18を備える。管状チャネルは、プレナムの壁から、吸気の流れの上流方向Aに延在している。シリンダに通じる吸入ダクト21に入る前に、既燃ガスと吸気との最適な混合を可能にするように、距離は、たとえば20mmより大きくてもよい。
好ましくは、管状チャネル18は、図2および4に示されるように、垂直面に沿って、吸気40の流れEの軸に対して実質的に傾斜している。
管状チャネル18は、その自由端18’において、空気流の上流方向Aに向けられた開口を有する。開口は、たとえば、斜めに切られる可能性があり、空気流の上流方向Aに向けられた開口部を有する。
したがって、既燃ガス41は、吸気40の流れに対して逆流として導かれ、次いで、吸入ダクト21への吸気の方向に戻され、それによって、既燃ガスおよび空気が吸入ダクト21に入る前の、既燃ガスと空気との混合が実質的に改善される。
図2によると、管状チャネル18は、プレナム16を下流で区切る傾斜した偏向壁34から延在している。好ましい実施形態によると、プレナム16は、シリンダヘッド20からくりぬかれた部分を備える。
図1〜4によると、偏向壁34は、空気Eの流れの軸に対して傾斜している。より詳細には、偏向壁と直交する軸は、垂直面において、空気Eの流れの軸と交差している。管状チャネル18は、偏向壁34の表面と直交する軸に対して傾斜を示すことができる、または、ガスEの流れの軸に対して傾斜を示すように、軸と略平行とすることができる。
好ましくは、管状チャネル18および偏向壁34は、たとえば成形によって得られる一体のものとして作られる。管状チャネル18および偏向壁34は高温にさらされないので、プラスチック材料から作ることができる。
図4によると、供給レール31は、プレナムの境界を定める下壁35の下に固定されている。噴射ダクト17は、実質的に壁の内面と直交する軸に対してある角度をなして、下壁35を空気の流れの上流方向Aに通過している。噴射ダクト17は、吸気の流れの上流方向Aに、または、熱交換器12の方へ向けられた方向に、ある角度をなして好ましくは下壁35から延在する管状チャネル18に続いている。
示されていない別の実施形態によると、噴射レール31は、プレナムの上壁36の上に固定される。噴射ダクト17は、実質的に壁の内面と直交する軸に対してある角度をなして、上壁36を空気の流れの上流方向Aに通過している。噴射ダクト17は、吸気の流れの上流方向Aに、または、熱交換器12の方へ向けられた方向に、ある角度をなして好ましくは上壁36から延在する管状チャネル18に続いている。
管状チャネル18は、その自由端18’において、好ましくは、ガスの流れの上流方向Aに向けられた開口を有する。
開口は、管状チャネル上の傾斜した切断によって形成されることができ、開口部は、吸気の流れの上流方向Aを向いている、または、この場合、熱交換器12に面している。
好ましくは、管状チャネル18は、空気の流れにおける圧力低下を小さくするように、より小さい断面積を有する。
目的は実現される。本発明による吸気回路の既燃ガス再循環システム10は、吸気の流れに極端な圧力低下を引き起こすことなく、ガスと空気との混合を改善させることができる。
言うまでもなく、本発明は、例として上で説明された実施形態にのみ限定されず、そのすべての変形形態を含む。
たとえば、管状チャネルは、偏向壁の内面上またはマニホールドの下の突起によって、置き換えることができる。
管状チャネル18は、下壁36または偏向壁34と直交する軸と平行にも延在してもよく、空気の流れの上流方向Aに向けられる既燃ガスの噴射のための開口を有してもよい。
別の例示的な実施形態は、管状チャネルがその自由端18’において空気流の上流方向Aに面する径方向開口を有するものであってもよい。

Claims (12)

  1. 熱機関のための吸入回路(10)であって、
    空気圧縮要素とエンジンのシリンダヘッド(20)をくりぬいた燃焼室(11)の上部との間に位置付けられるように構成された、既燃ガスのための再循環システム(30)を備え、
    前記吸気回路が、前記シリンダヘッドと、プレナム(16)を備える吸入マニホールド(12)と、吸気ダクト(22)とを備える、
    吸入回路(10)において、
    前記再循環システム(30)が、前記プレナム(16)に通じる、空気流の方向に側壁と上壁と下壁とによって境界が定められた少なくとも1つの既燃ガス噴射ダクト(17)を備え、
    前記ダクト(17)が、吸気(32)の流れに対する逆流として前記既燃ガスを搬送することができることを特徴とする、吸入回路(10)。
  2. 前記少なくとも1つの噴射ダクト(17)が、少なくとも1つの関連する吸入ダクト(21)の軸と一致して前記プレナム(16)に通じていることを特徴とする、請求項1に記載の吸入回路(10)。
  3. 前記プレナムへの前記少なくとも1つの噴射ダクト(17)の出口が、前記少なくとも1つの関連する吸入ダクト(21)の前記プレナムへの出口から離れていることを特徴とする、請求項2に記載の吸入回路(10)。
  4. 前記少なくとも1つの噴射ダクト(17)が、前記マニホールド(12)の前記プレナム(16)に貫入する管状チャネル(18)に続いていることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の吸入回路(10)。
  5. 前記管状チャネル(18)が、前記空気流の上流方向(A)を向く開口を有することを特徴とする、請求項4に記載の吸入回路(10)。
  6. 前記管状チャネル(18)が、前記空気流の上流方向(A)を向く斜めの開口を有することを特徴とする、請求項4または5に記載の吸入回路(10)。
  7. 前記管状チャネル(18)が、前記吸入ダクト(22)に接続された開口の方へ空気の流れを導くことができる偏向壁(34)から、前記空気流の上流方向に延在することを特徴とする、請求項4から6のいずれか一項に記載の吸入回路(10)。
  8. 前記偏向壁(34)および前記管状チャネル(18)が一体で作られることを特徴とする、請求項7に記載の吸入回路(10)。
  9. 前記再循環システム(30)が、空気流軸(E)に対して横方向に延在する供給レール(31)を備え、前記レールが、前記少なくとも1つのガス噴射ダクト(17)に接続されていることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の吸入回路(10)。
  10. 前記供給レール(31)が、前記シリンダヘッド(20)をくりぬいたものであるか、あるいは前記プレナム(16)の前記下壁(35)もしくは前記上壁(36)のうちの一方に固定されていることを特徴とする、請求項9に記載の吸入回路(10)。
  11. 前記供給レール(31)が、ブローバイガスセパレータの出口に接続されていることを特徴とする、請求項9または10に記載の吸入回路(10)。
  12. 前記供給レール(31)が、排気ガス回路に接続されていることを特徴とする、請求項9または10に記載の吸入回路(10)。
JP2020567607A 2018-06-08 2019-04-16 最適化された再循環ガス混合装置を有する、熱機関のための吸入マニホールド Pending JP2021525847A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1870664 2018-06-08
FR1870664A FR3082241B1 (fr) 2018-06-08 2018-06-08 Repartiteur d'admission pour moteur thermique avec dispositif de melange de gaz recircules
PCT/EP2019/059794 WO2019233669A1 (fr) 2018-06-08 2019-04-16 Répartiteur d'admission pour moteur thermique avec dispositif de melange optimisé de gaz recirculés

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021525847A true JP2021525847A (ja) 2021-09-27

Family

ID=65444217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020567607A Pending JP2021525847A (ja) 2018-06-08 2019-04-16 最適化された再循環ガス混合装置を有する、熱機関のための吸入マニホールド

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3803093A1 (ja)
JP (1) JP2021525847A (ja)
KR (1) KR20210016467A (ja)
CN (1) CN112437835A (ja)
FR (1) FR3082241B1 (ja)
WO (1) WO2019233669A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6867282B2 (ja) * 2017-12-27 2021-04-28 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 多気筒エンジンの吸気構造

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08165960A (ja) * 1994-12-15 1996-06-25 Hino Motors Ltd Egr装置
JP2003262164A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Denso Corp 内燃機関用吸気装置
WO2008046987A2 (fr) * 2006-10-19 2008-04-24 Mgi Coutier Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
JP2013524070A (ja) * 2010-03-31 2013-06-17 ヴァレオ システム テルミク 再循環排気ガスが、吸入ガスの流れる方向と逆の方向に、吸入ガスに混合される、エンジンのシリンダヘッド内にガスを分散させるためのマニホールド
JP2016017467A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気還流ガス導入装置
US20160186651A1 (en) * 2013-08-02 2016-06-30 Mahle International Gmbh Induction module for an internal combustion engine
JP2018071523A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 マツダ株式会社 インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3916466C2 (de) * 1989-05-20 1996-03-14 Audi Ag Vorrichtung zur Abgasrückführung
DE19811634A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Pierburg Ag Luftansaugkanalsystem für eine Diesel-Brennkraftmaschine
JP4213968B2 (ja) 2003-02-14 2009-01-28 愛知機械工業株式会社 内燃機関のブローバイガス還流装置
FR2918416B1 (fr) * 2007-07-02 2013-04-05 Coutier Moulage Gen Ind Dispositif de recirculation des gaz d'echappement pour moteur a combustion interne
JP5235512B2 (ja) 2008-06-10 2013-07-10 愛知機械工業株式会社 ブローバイガス還流構造および内燃機関
FR2946699B1 (fr) 2009-06-15 2015-06-26 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de melange d'un flux de gaz d'admission et d'un flux de gaz d'echappement recircules comprenant des moyens d'injection de gaz recircules
US20140150759A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 GM Global Technology Operations LLC Engine Including External EGR System
KR102141822B1 (ko) 2013-06-26 2020-08-06 삼성전자주식회사 충전시간을 단축하기 위한 제어회로 및 그 구동방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08165960A (ja) * 1994-12-15 1996-06-25 Hino Motors Ltd Egr装置
JP2003262164A (ja) * 2002-03-07 2003-09-19 Denso Corp 内燃機関用吸気装置
WO2008046987A2 (fr) * 2006-10-19 2008-04-24 Mgi Coutier Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne
JP2013524070A (ja) * 2010-03-31 2013-06-17 ヴァレオ システム テルミク 再循環排気ガスが、吸入ガスの流れる方向と逆の方向に、吸入ガスに混合される、エンジンのシリンダヘッド内にガスを分散させるためのマニホールド
US20160186651A1 (en) * 2013-08-02 2016-06-30 Mahle International Gmbh Induction module for an internal combustion engine
JP2016017467A (ja) * 2014-07-09 2016-02-01 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気還流ガス導入装置
JP2018071523A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 マツダ株式会社 インタークーラ付き多気筒エンジンの吸気装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019233669A1 (fr) 2019-12-12
EP3803093A1 (fr) 2021-04-14
FR3082241A1 (fr) 2019-12-13
KR20210016467A (ko) 2021-02-15
CN112437835A (zh) 2021-03-02
FR3082241B1 (fr) 2020-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3517767B1 (en) Engine intake and exhaust system and engine equipped therewith
US7793498B2 (en) Integrated charge air cooler and exhaust gas recirculation mixer
US20120255513A1 (en) Air intake device
US9670881B2 (en) Supercharger-equipped internal combustion engine
CN100436770C (zh) 用于控制内燃机中排气压力脉冲的构造
JP4349166B2 (ja) Egr装置付エンジンの吸気通路
US20200040854A1 (en) Air intake passage structure for engine
US9394862B2 (en) Interface part between a motor vehicle engine head and a heat exchanger
US9528427B2 (en) Intake system for engine
US20190234353A1 (en) Engine intake and exhaust system
JP2021525847A (ja) 最適化された再循環ガス混合装置を有する、熱機関のための吸入マニホールド
US6959700B2 (en) Flow deflector for a pipe
CN111542692B (zh) 用于热力发动机的进气装置
US20210148311A1 (en) Turbocharger support system
JP2021113531A (ja) エンジンの吸気装置
US11047350B2 (en) Air intake passage structure for multi-cylinder engine
US20100083930A1 (en) Lower Valve Cover and Intake Manifold Assembly
JP6131794B2 (ja) エンジンの吸気装置
CN111997720A (zh) 二次空气补气装置及发动机
KR20220093372A (ko) 편향기를 가진 실린더 헤드의 흡기구의 탈유 가스 흡기 장치
CA1252355A (en) Intake manifold for internal combustion engine having exhaust gas recirculation system
JP2019127916A (ja) エンジンの吸排気装置
RU2775950C2 (ru) Система впуска воздуха для теплового двигателя
JP7348609B2 (ja) ブローバイガス混合継手およびエンジン
JP2021113529A (ja) エンジンの吸気装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230515

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231106

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20231113

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20240112