JP3528565B2 - Engine exhaust gas recirculation system - Google Patents
Engine exhaust gas recirculation systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、排気ガスの再循環に
より、燃費改善あるいは排気性能向上を図るエンジンの
排気ガス還流装置(EGR装置)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust gas recirculation device (EGR device) for improving fuel efficiency or exhaust performance by recirculating exhaust gas.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、環境に対する関心の高まりから、
高出力を要求されない通常の運転時におけるCO2の排
出量低減あるいはNOxの排出量低減を狙って、排気ガ
スの一部を吸気系に戻す排気ガス還流装置(EGR装
置)が種々提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, due to growing concern about the environment,
Various exhaust gas recirculation devices (EGR devices) for returning a part of exhaust gas to the intake system have been proposed aiming at reduction of CO 2 emission amount or NOx emission amount during normal operation where high output is not required. .
【0003】従来の排気ガス還流装置としては、例え
ば、図24の例(実開平3−114563号公報)、図
25の例(実開平3−114564号公報)、図26の
例(特開平8−218949号公報)等が知られてい
る。As the conventional exhaust gas recirculation device, for example, the example of FIG. 24 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-114563), the example of FIG. 25 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-114564), and the example of FIG. No. 218949) is known.
【0004】図24のものでは、ガス導入通路1からの
EGRガスを、吸気管2回りに設けたガス案内溝3を介
し、水平方向に対向する2ヶ所の開口部4から吸気管2
内に導入して新気とEGRガスを混合しており、また、
図25のものでは、吸気管5外周にEGRガスが導入さ
れる環状路6を形成し、吸気管5壁面と環状路6とを連
結する複数の孔7を介してEGRガスを吸気管5内へ導
入することにより、新気とEGRガスを混合している。
これらは、いずれも各気筒間のEGR率のバラツキの減
少を目的としたものである。In FIG. 24, the EGR gas from the gas introduction passage 1 is introduced through the gas guide groove 3 provided around the intake pipe 2 from the two openings 4 which are horizontally opposed to each other.
It is introduced into the room and mixes fresh air and EGR gas.
In the structure shown in FIG. 25, an annular passage 6 for introducing EGR gas is formed on the outer periphery of the intake pipe 5, and the EGR gas is introduced into the intake pipe 5 through a plurality of holes 7 connecting the wall surface of the intake pipe 5 and the annular passage 6. The fresh air and EGR gas are mixed by being introduced into.
All of these are intended to reduce variations in the EGR rate between the cylinders.
【0005】また、図26のものでは、吸気通路10の
第1のサージタンク11の下流に第2のサージタンク1
2を設け、その第2のサージタンク12にEGRガス導
入部13を配している。このようにスロットルバルブ1
4から離れた位置の第2のサージタンク13にEGRガ
スを導入することにより、排気ガスの劣化成分(デポジ
ット)がスロットルバルブ14に付着するのを防いでい
る。Further, in FIG. 26, the second surge tank 1 is provided in the intake passage 10 downstream of the first surge tank 11.
2 is provided, and the EGR gas introduction part 13 is arranged in the second surge tank 12. Throttle valve 1
By introducing the EGR gas into the second surge tank 13 located at a position apart from 4, the deterioration component (deposit) of the exhaust gas is prevented from adhering to the throttle valve 14.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
従来の排気ガス還流装置にあっては、吸気管へのEGR
ガス導入部が最適な位置、方向にあるとは言えなかっ
た。[Problems to be solved by the invention] However,
In the conventional exhaust gas recirculation device, EGR to the intake pipe
It cannot be said that the gas introduction part is in the optimum position and direction.
【0007】例えば、図24のように水平方向に対向す
る開口部4からEGRガスを導入するだけ、あるいは図
25のように吸気管5壁面に設けた孔7からEGRガス
を導入するだけでは、EGRガスと新気の混合を良好に
行うことができなかった。また、図25のものは、スロ
ットルバルブによる新気の流れ状態がEGRガスと新気
の混合およびスロットルバルブへのデポジットの付着に
大きく影響していた。また、図26のように、第2のサ
ージタンク13にEGRガスを導入するものでは、その
サージタンク13からEGRガスを各気筒へ均等に分配
するのが難しかった。For example, if the EGR gas is introduced from the horizontally opposed openings 4 as shown in FIG. 24 or the EGR gas is introduced from the hole 7 provided in the wall surface of the intake pipe 5 as shown in FIG. The EGR gas and fresh air could not be mixed well. In addition, in the case of FIG. 25, the flow state of the fresh air by the throttle valve greatly influences the mixing of the EGR gas and the fresh air and the adhesion of deposit to the throttle valve. Further, as shown in FIG. 26, in the case where EGR gas is introduced into the second surge tank 13, it is difficult to evenly distribute the EGR gas from the surge tank 13 to each cylinder.
【0008】このため、大量のEGRを実施した場合に
EGRガスと新気の混合が不十分となり、結果として各
気筒間のEGR率にバラツキが生じ、エンジンの安定度
の悪化、エミッションの増加、燃費の悪化の原因となっ
ていた。また、図24、図25のものでは、スロットル
バルブにデポジットが形成され、スロットルバルブが固
着したり、吸気量の制御精度が悪化する心配もあった。Therefore, when a large amount of EGR is carried out, the mixing of the EGR gas and the fresh air becomes insufficient, and as a result, the EGR ratio among the cylinders varies, which deteriorates the stability of the engine and increases the emission. It was a cause of deterioration of fuel consumption. 24 and 25, there is a concern that a deposit may be formed on the throttle valve, the throttle valve may become stuck, or the accuracy of controlling the intake air amount may deteriorate.
【0009】本発明は、係る従来技術の課題に鑑みてな
されたもので、その目的は各気筒間のEGR率のバラツ
キを改善し、スロットルバルブへのデポジット形成を防
止する排気ガス還流装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an exhaust gas recirculation device which improves the variation of the EGR rate among the cylinders and prevents the formation of deposits on the throttle valve. To do.
【0010】[0010]
【問題点を解決するための手段】第1の発明は、各気筒
につながる分岐管およびコレクタを備えた吸気管の上流
側にスロットルバルブを介装した吸気系を持ち、排気系
から外部還流路を介しEGRガスを吸気系のスロットル
バルブ後方かつコレクタ上流の吸気管に導入するエンジ
ンの排気ガス還流装置において、外部還流路から吸気管
への一対のEGRガス導入口を、それぞれスロットルバ
ルブの両自由端後方かつ吸気管断面の円周接線方向から
配設し、流入方向が相対するクロスフローとなるように
開口させ、スロットルバルブの前傾自由端後方に配設さ
れるEGRガス導入口の開口面積を後傾自由端後方に配
設されるEGRガス導入口の開口面積よりも大きくした
ことを特徴とするものである。A first aspect of the present invention has an intake system having a throttle valve interposed upstream of an intake pipe provided with a branch pipe and a collector connected to each cylinder, and an exhaust system to an external return passage. In the exhaust gas recirculation system of the engine, which introduces the EGR gas into the intake pipe at the rear of the throttle valve of the intake system and upstream of the collector through the intake system, the pair of EGR gas introduction ports from the external recirculation path to the intake pipe are connected to both the throttle valve Installed from the rear end of the throttle pipe in the tangential direction of the circumference of the cross section of the intake pipe, opened so that the inflow directions are opposite to each other, and installed behind the forward tilted free end of the throttle valve.
The opening area of the EGR gas inlet is
It is characterized in that the opening area of the EGR gas introduction port provided is made larger .
【0011】第2の発明は、第1の発明において、EG
Rガス導入口を吸気管内へ突出させるガイドパイプを備
えたことを特徴とするものである。A second invention is the EG according to the first invention.
It is characterized in that a guide pipe for projecting the R gas introduction port into the intake pipe is provided.
【0012】第3の発明は、第2の発明において、ガイ
ドパイプの先端を斜めにカットし、そのカット面を下流
方向に向けたことを特徴とするものである。A third invention is characterized in that, in the second invention, the tip of the guide pipe is obliquely cut and the cut surface is directed in the downstream direction.
【0013】第4の発明は、第2の発明において、ガイ
ドパイプの先端を閉じ、その先端近傍に下流方向に開口
する開口部を設けたことを特徴とするものである。A fourth invention is characterized in that, in the second invention, the front end of the guide pipe is closed, and an opening portion which opens in the downstream direction is provided in the vicinity of the front end.
【0014】第5の発明は、第1から第4の発明におい
て、EGRガス導入口の形状を新気流れ方向に長い長円
形状に形成したことを特徴とするものである。A fifth invention is characterized in that, in the first to fourth inventions, the shape of the EGR gas inlet is formed in an oval shape which is long in the fresh air flow direction.
【0015】[0015]
【0016】第6の発明は、第1から第5の発明におい
て、スロットルバルブの後傾自由端後方に配設されるE
GRガス導入口からEGRガスに代えて補助空気を導入
するようにしたものである。In a sixth aspect based on the first to fifth aspects, E is provided behind the rearward tilted free end of the throttle valve.
The auxiliary air is introduced from the GR gas introduction port instead of the EGR gas.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【作用及び効果】第1の発明によると、新気主流とEG
Rガスが吸気管の内周下流方向の螺旋流れ(スパイラル
流れ)でミキシングされるので、大量のEGR率のもと
でも各気筒間のEGR率のバラツキを十分に低減でき、
燃費および排気性能を改善できる。また、スロットルバ
ルブ背面の逆流域にEGRガスが直接進入しないので、
スロットルバルブへのデポジット形成を防止できる。ま
た、主流域の大きいほうのEGRガス導入口の面積を大
きくしたので相対的にEGR量を増加させる一方で逆流
域にEGRガスが流入することもなく、スロットルバル
ブへのデポジット形成を十分に防止できる。 [Operation and Effect] According to the first invention, the fresh air mainstream and the EG
Since the R gas is mixed by the spiral flow (spiral flow) in the downstream direction of the inner circumference of the intake pipe, it is possible to sufficiently reduce the variation in the EGR rate between the cylinders even when the EGR rate is large.
Fuel economy and exhaust performance can be improved. Also, since EGR gas does not directly enter the reverse flow area behind the throttle valve,
It is possible to prevent deposit formation on the throttle valve. Well
In addition, increase the area of the EGR gas inlet of the larger mainstream area.
Since it has been improved, the EGR amount is relatively increased while the backflow is caused.
Throttle valve without EGR gas flowing into the area
It is possible to sufficiently prevent the formation of deposits on the bumps.
【0021】第2の発明によると、ガイドパイプにより
新気とEGRガスの衝突が避けられるので、衝突により
失速したEGRガスが逆流域に流れ込むのを抑えられ、
スロットルバルブへのデポジット形成を防止できる。According to the second aspect of the present invention, since the guide pipe prevents the fresh air and the EGR gas from colliding with each other, the EGR gas stalled due to the collision can be prevented from flowing into the reverse flow region.
It is possible to prevent deposit formation on the throttle valve.
【0022】第3、第4の発明によると、EGRガスが
下流に向けて導入されるので、スパイラル流れが強化さ
れるとともに、EGRガスが上流のスロットルバルブに
向けて流れるのを防止でき、スロットルバルブへのデポ
ジット形成をさらに抑えることができる。According to the third and fourth inventions, since the EGR gas is introduced toward the downstream side, the spiral flow is strengthened, and the EGR gas can be prevented from flowing toward the upstream throttle valve. It is possible to further suppress deposit formation on the valve.
【0023】第5の発明によると、スロットルバルブ近
くにEGRガス導入口を配設しても逆流域にEGRガス
が流れ込まず、スロットルバルブへのデポジット形成を
十分に防止できる。またこれにより、最上流側の分岐管
までのスパイラル流れが延長されるので、新気とEGR
ガスのミキシング時間が長くでき、大量のEGR率のも
とでも各気筒間のEGR率のバラツキを十分に低減でき
る。According to the fifth aspect of the invention, even if the EGR gas introduction port is provided near the throttle valve, the EGR gas does not flow into the reverse flow region and the deposit formation on the throttle valve can be sufficiently prevented. This also extends the spiral flow to the branch pipe on the most upstream side, so that fresh air and EGR
The mixing time of the gas can be lengthened, and the variation in the EGR rate among the cylinders can be sufficiently reduced even when the EGR rate is large.
【0024】[0024]
【0025】第6の発明によると、後傾自由端後方のE
GRガス導入口からはEGRガスに代えて補助空気を導
入するので、EGRガスが狭い主流域を越えて逆流域に
流入することがなくなり、スロットルバルブへのデポジ
ット形成を十分に防止できる。According to the sixth aspect of the invention, the E behind the free end of the rearward tilt is provided.
Since the auxiliary air is introduced from the GR gas introduction port instead of the EGR gas, the EGR gas does not flow into the reverse flow region beyond the narrow main flow region, and deposit formation on the throttle valve can be sufficiently prevented.
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0030】図1、図2は、本発明の第1の実施形態を
示し、図中の20はエンジン、21は吸気マニホール
ド、22は排気マニホールドである。1 and 2 show a first embodiment of the present invention, in which 20 is an engine, 21 is an intake manifold, and 22 is an exhaust manifold.
【0031】吸気マニホールド21は、吸気管23と、
吸気管23に続く所定容積のコレクタ24と、コレクタ
24からエンジン20の各気筒に接続する分岐管25か
ら構成され、吸気管23の上流側に接続されたスロット
ルボディ26にはスロットルバルブ27が介装される。The intake manifold 21 includes an intake pipe 23,
A throttle valve 27 is provided in a throttle body 26 connected to an upstream side of the intake pipe 23, which is composed of a collector 24 having a predetermined volume following the intake pipe 23 and a branch pipe 25 connected from the collector 24 to each cylinder of the engine 20. To be dressed.
【0032】排気マニホールド22は、エンジン20の
各気筒に接続する分岐管28と、分岐管28が集合する
排気管30から構成される。The exhaust manifold 22 comprises a branch pipe 28 connected to each cylinder of the engine 20 and an exhaust pipe 30 in which the branch pipes 28 are assembled.
【0033】排気管30からはエンジン20の排気ガス
の一部を吸気系に還流するためのEGR通路31(外部
還流路)が分岐形成され、EGR通路31は途中から2
つの通路部32、33に分岐されて、吸気系のスロット
ルバルブ27の後方かつコレクタ24の上流の吸気管2
3に接続される。An EGR passage 31 (external return passage) for returning a part of the exhaust gas of the engine 20 to the intake system is branched from the exhaust pipe 30.
The intake pipe 2 is branched into two passages 32 and 33 and is located behind the intake system throttle valve 27 and upstream of the collector 24.
3 is connected.
【0034】一方の通路部32のEGRガス導入口34
は、スロットルバルブ27の後傾自由端27a後方に、
もう一方の通路部33のEGRガス導入口35は同じく
スロットルバルブ27の前傾自由端27b後方に位置し
て開口される。EGR gas inlet 34 of one passage 32
Is behind the throttle valve 27 rearward tilting free end 27a,
The EGR gas introduction port 35 of the other passage portion 33 is also located at the rear of the forward tilt free end 27b of the throttle valve 27 and opened.
【0035】このとき、EGRガス導入口34、35は
それぞれ吸気管23断面円周上のほぼ180°離れた位
置で円周接線方向より互いに対峙して配設され、流入方
向が相対するクロスフローとなるように開口している。
なお、ガス導入口34、35はそれぞれ反対方向から形
成しても良い。At this time, the EGR gas inlets 34 and 35 are arranged at positions approximately 180 ° apart on the circumference of the cross section of the intake pipe 23 so as to face each other in the tangential direction of the circumference, and the crossflows in which the inflow directions are opposed to each other. It is opened so that
The gas inlets 34 and 35 may be formed in opposite directions.
【0036】次に、作用を説明するが、まず、スロット
ルバルブ27の背面下流に生じる逆流域について説明す
る。Next, the operation will be described. First, the backflow region that occurs downstream of the rear surface of the throttle valve 27 will be described.
【0037】図8、図9は、吸気管23内のスロットル
バルブ27下流の流れを示したものであり、スロットル
バルブ27の両自由端と吸気管23内壁との間を通る主
流(上主流、下主流およびサイド主流)に対して、スロ
ットルバルブ27の背面下流には流れが下流側から上流
側に循環する逆流域が存在する。FIGS. 8 and 9 show the flow in the intake pipe 23 downstream of the throttle valve 27. The main flow (upper main flow, between the free ends of the throttle valve 27 and the inner wall of the intake pipe 23) is shown. There is a reverse flow region where the flow circulates from the downstream side to the upstream side on the downstream side of the rear surface of the throttle valve 27 in contrast to the lower main flow and the side main flow.
【0038】図10、図11はそれぞれ高負荷領域と低
負荷領域における逆流形態を示したものであり、逆流域
の大きさはスロットル開度に依存し、スロットル開度が
大きくなるほど逆流域の大きさは小さくなる。この逆流
域にEGRガスを導入すると新気との混合状態は良くな
るがデポジット形成が強くなり、逆に、逆流域外にEG
Rガスを導入するとデポジット形成は弱くなるが新気と
の混合状態が悪化する。このため、従来、EGR率のバ
ラツキ低減とデポジット形成防止を両立させることは難
しかった。FIG. 10 and FIG. 11 respectively show the backflow form in the high load region and the low load region. The size of the backflow region depends on the throttle opening, and the larger the throttle opening, the larger the backflow region. Becomes smaller. When the EGR gas is introduced into this reverse flow region, the mixed state with the fresh air is improved, but the deposit formation is strengthened, and conversely, EG is introduced outside the reverse flow region.
When R gas is introduced, the deposit formation becomes weak but the mixed state with fresh air deteriorates. For this reason, conventionally, it has been difficult to reduce the variation in the EGR rate and prevent deposit formation at the same time.
【0039】本発明はEGR率のバラツキ低減とデポジ
ット形成防止を両立させるものであり、図3、図4は、
EGRガス導入口34、35からEGRガスが導入され
ているときの吸気管23内のスロットルバルブ27下流
の流れを示し、吸気管23断面の円周接線方向より導入
されたEGRガスは、スロットルバルブ27の両自由端
27a、27bを通った新気主流に押されて吸気管23
の内周下流方向のスパイラル流れを発生させ新気とミキ
シングされる。The present invention makes it possible to reduce the variation in the EGR rate and prevent the formation of deposits. FIG. 3 and FIG.
The flow of the throttle valve 27 downstream in the intake pipe 23 when the EGR gas is being introduced from the EGR gas inlets 34 and 35 is shown. The EGR gas introduced from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23 is The intake pipe 23 is pushed by the fresh air mainstream passing through both free ends 27a and 27b of the intake pipe 27.
Generates a spiral flow in the downstream direction of the inner circumference of the air and is mixed with fresh air.
【0040】これにより、EGRガスの移動距離が長く
なるので最上流側分岐管25に至るまでの滞留時間が長
くなり、また、新気主流の領域である吸気管23内周近
傍にてEGRガスと合流するため偏流要因もなくなり、
下流へのスパイラル流れにより外周から吸気管23中心
に拡散が進行するので、新気とEGRガスの混合が十分
に行われる。As a result, since the moving distance of the EGR gas becomes long, the residence time until reaching the most upstream side branch pipe 25 becomes long, and the EGR gas near the inner circumference of the intake pipe 23, which is the main fresh air flow region. Because it merges with
Due to the downstream spiral flow, diffusion proceeds from the outer periphery to the center of the intake pipe 23, so that the fresh air and the EGR gas are sufficiently mixed.
【0041】図5、図6は、EGRガスの移動距離(滞
留時間)とEGR率の気筒分配バラツキ率の関係を示し
たものであり、従来ものに対して、本実施形態ではスパ
イラル流れによりEGRガスの移動距離が格段に長くな
っている(L1→L2に増大)。これにより、新気とE
GRガスの混合が良好になり、EGR率の気筒分配バラ
ツキ率が十分に小さくなる。5 and 6 show the relationship between the moving distance (residence time) of the EGR gas and the cylinder distribution variation rate of the EGR rate. In contrast to the conventional one, in the present embodiment, the spiral flow causes EGR. The moving distance of the gas is significantly longer (increased from L1 to L2). By this, freshness and E
The mixing of the GR gas becomes good, and the cylinder distribution variation rate of the EGR rate becomes sufficiently small.
【0042】また、図7に示すように、EGRガスは吸
気管23断面の円周接線方向から導入されるので、スロ
ットルバルブ27背面下流に生じる逆流域にEGRガス
が直接流入せず、大量のEGR率のもとでもスロットル
バルブ27へのデポジット形成が防止され、スロットル
バルブ27の固着や吸気精度の低下を防止できる。Further, as shown in FIG. 7, since the EGR gas is introduced from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, the EGR gas does not directly flow into the backflow region generated downstream of the rear surface of the throttle valve 27, and a large amount of EGR gas is introduced. Even under the EGR rate, the formation of deposits on the throttle valve 27 can be prevented, and the sticking of the throttle valve 27 and the deterioration of intake accuracy can be prevented.
【0043】また、EGRガス中の水分がエンジン停止
後に凝集し、EGRガス導入口34、35のうち一方を
塞いだとしても、他方からEGRガスを導入することが
できるので、排気性能が低下するのを抑えることができ
る。Further, even if the water in the EGR gas is condensed after the engine is stopped and one of the EGR gas inlets 34 and 35 is blocked, the EGR gas can be introduced from the other, so the exhaust performance is deteriorated. Can be suppressed.
【0044】続いて、第2の実施形態について説明す
る。Next, the second embodiment will be described.
【0045】図12、図13はそのEGRガス導入部を
示し、EGRガス導入口34、35をスロットルバルブ
27の両自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向
から配設するとともに、それらをガイドパイプ40にて
吸気管23内に突出させている。具体的には、吸気管2
3に設けられた穴にガイドパイプ40が嵌挿され、その
先端の開口部(EGRガス導入口34、35)が吸気管
23の内部へと突き出されている。FIGS. 12 and 13 show the EGR gas introduction part, in which the EGR gas introduction ports 34 and 35 are arranged behind both free ends of the throttle valve 27 and in the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and they are arranged. Is projected into the intake pipe 23 by a guide pipe 40. Specifically, the intake pipe 2
The guide pipe 40 is inserted into the hole provided in the No. 3 and the openings (EGR gas introduction ports 34 and 35) at the tip end thereof are projected into the intake pipe 23.
【0046】これにより、ガイドパイプ40によって新
気とEGRガスが衝突しなくなり、衝突によりEGRガ
ス吹き出し速度が低下するのが防止される。As a result, the guide pipe 40 prevents the fresh air and the EGR gas from colliding with each other and prevents the EGR gas blowing speed from decreasing due to the collision.
【0047】したがって、失速したEGRガスが吸気管
中心の逆流域へ流れ込むのを抑えられるので、スロット
ルバルブ27へのデポジット形成を十分に防止できる。Therefore, the stagnant EGR gas can be suppressed from flowing into the reverse flow region around the center of the intake pipe, so that the deposit formation on the throttle valve 27 can be sufficiently prevented.
【0048】続いて、第3の実施形態について説明す
る。Next, a third embodiment will be described.
【0049】図14はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35をスロットルバルブ27の両
自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向から配設
するとともに、それらを吸気管23内に突出させるガイ
ドパイプ40を備え、そのガイドパイプ40の先端を斜
めにカットし、そのカット面41を下流方向に向けてい
る。FIG. 14 shows the EGR gas introduction part, and E
The GR gas inlets 34 and 35 are provided behind both free ends of the throttle valve 27 and from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and a guide pipe 40 for projecting them into the intake pipe 23 is provided. The tip of 40 is cut diagonally, and the cut surface 41 is directed in the downstream direction.
【0050】これにより、EGRガスが下流に向けて導
入されるので、新気主流とEGRガスが衝突するのが抑
えられ、内周下流方向のスパイラル流れを強めることが
でき、新気とEGRガスの混合が促進される。また、E
GRガスが上流のスロットルバルブ27に向けて流れる
のを防止でき、スロットルバルブ27へのデポジット形
成を抑えることができる。As a result, since the EGR gas is introduced downstream, it is possible to suppress the collision of the fresh air main flow with the EGR gas, and to strengthen the spiral flow in the inner peripheral downstream direction. Mixing is promoted. Also, E
The GR gas can be prevented from flowing toward the upstream throttle valve 27, and the formation of deposits on the throttle valve 27 can be suppressed.
【0051】続いて、第4の実施形態について説明す
る。Next, a fourth embodiment will be described.
【0052】図15はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35をスロットルバルブ27の両
自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向から配設
するとともに、それらを吸気管23内に突出させるガイ
ドパイプ40を備え、そのガイドパイプ40の先端を閉
じて、その先端近傍に下流方向に開口する開口部42を
設けている。また、ガイドパイプ40の閉じた先端を下
流に向けて傾斜させ、計斜面に当たって偏向されたEG
Rガスが開口部42からスムーズに流出するようになっ
ている。FIG. 15 shows the EGR gas introduction part, and E
The GR gas inlets 34 and 35 are provided behind both free ends of the throttle valve 27 and in the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and the guide pipe 40 is provided to project them into the intake pipe 23. The front end of 40 is closed, and an opening 42 that opens in the downstream direction is provided near the front end. Further, the closed tip of the guide pipe 40 is inclined toward the downstream side, and the EG deflected by hitting the inclined surface.
The R gas smoothly flows out from the opening 42.
【0053】これにより、EGRガスが下流に向けて導
入されるので、新気とEGRガスが衝突するのを抑え、
吸気管23の内周下流方向のスパイラル流れを強めるこ
とができ、新気とEGRガスの混合が促進される。ま
た、EGRガスが上流のスロットルバルブ27に向けて
流れるのを防止でき、スロットルバルブ27へのデポジ
ット形成を抑えることができる。As a result, since the EGR gas is introduced downstream, it is possible to suppress the collision between the fresh air and the EGR gas,
The spiral flow in the inner peripheral downstream direction of the intake pipe 23 can be strengthened, and the mixing of fresh air and EGR gas is promoted. Further, the EGR gas can be prevented from flowing toward the upstream throttle valve 27, and the formation of deposits on the throttle valve 27 can be suppressed.
【0054】続いて、第5の実施形態について説明す
る。Next, a fifth embodiment will be described.
【0055】図16はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35をスロットルバルブ27の両
自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向から配設
するとともに、EGRガス導入口34、35の形状を新
気流れ方向に長い長円形状に形成している。FIG. 16 shows the EGR gas introduction part,
The GR gas inlets 34 and 35 are arranged behind both free ends of the throttle valve 27 and from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and the shapes of the EGR gas inlets 34 and 35 are oval long in the fresh air flow direction. It is formed in a shape.
【0056】これにより、吸気管23内の逆流域が大き
く主流域が狭くなるスロットルバルブ27近傍にEGR
ガス導入口34、35を配設しても、逆流域にEGRガ
スが流入せず、しかも、EGRガス導入口34、35か
ら最上流側の分岐管25入口までのスパイラル流れが延
長されるので、新気とEGRガスのミキシング時間を長
くすることができる。As a result, the EGR is located near the throttle valve 27 where the reverse flow region in the intake pipe 23 is large and the main flow region is narrow.
Even if the gas inlets 34 and 35 are provided, the EGR gas does not flow into the reverse flow region, and the spiral flow from the EGR gas inlets 34 and 35 to the inlet of the branch pipe 25 on the most upstream side is extended. The mixing time of fresh air and EGR gas can be lengthened.
【0057】したがって、大量のEGR率のもとでも各
気筒間のEGR率のバラツキを十分に低減でき、また、
スロットルバルブ27へのデポジット形成を十分に防止
することができる。Therefore, even with a large amount of EGR rate, variations in EGR rate among the cylinders can be sufficiently reduced, and
It is possible to sufficiently prevent the deposit formation on the throttle valve 27.
【0058】続いて、第6の実施形態について説明す
る。Next, a sixth embodiment will be described.
【0059】図17はそのEGRガス導入部を示し、
EGRガス導入口34、35をスロットルバルブ27の
両自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向から配
設するとともに、逆流域の形に合わせてガス導入口3
4、35の開口面積を変えている。具体的には、前傾自
由端27b後方のEGRガス導入口35の開口面積を後
傾自由端27a後方のEGRガス導入口34の開口面積
よりも大きくしている。FIG. 17 shows the EGR gas introducing section,
The EGR gas inlets 34 and 35 are arranged behind both free ends of the throttle valve 27 and from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and the gas inlet 3 is formed according to the shape of the reverse flow region.
The opening areas of 4 and 35 are changed. Specifically, the opening area of the EGR gas introduction port 35 behind the forward tilt free end 27b is made larger than the opening area of the EGR gas introduction port 34 behind the backward tilt free end 27a.
【0060】吸気管23とコレクタ24が曲がりを有し
ていない場合、主流域は前傾自由端27b後方で大きく
なり、後傾自由端27a後方で小さくなるので、このよ
うに前傾自由端27b後方のEGRガス導入口35の開
口面積を大きくしても逆流域にEGRガスが流入せず、
相対的にEGR量の増量を可能にしつつも、デポジット
形成を十分防止することができる。When the intake pipe 23 and the collector 24 do not have a bend, the main flow region becomes large behind the forward tilt free end 27b and becomes small behind the backward tilt free end 27a. Even if the opening area of the rear EGR gas inlet 35 is increased, the EGR gas does not flow into the reverse flow region,
It is possible to sufficiently prevent the formation of deposits while relatively increasing the EGR amount.
【0061】続いて、第7の実施形態について説明す
る。Next, the seventh embodiment will be described.
【0062】図18はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35をスロットルバルブ27の両
自由端後方かつ吸気管23断面の円周接線方向から配設
するとともに、スロットルバルブ27の前傾自由端27
b後方に配設されるEGRガス導入口35からはEGR
ガスを導入し、後傾自由端27a後方に配設されるEG
Rガス導入口34からはEGRガスに代えて補助空気を
導入するようにしている。このとき、EGRガス導入口
34の通路部32はスロットルバルブ27上流のエアク
リーナ部分に接続される。FIG. 18 shows the EGR gas introduction part, and E
The GR gas inlets 34 and 35 are arranged behind both free ends of the throttle valve 27 and from the circumferential tangential direction of the cross section of the intake pipe 23, and the forward tilted free end 27 of the throttle valve 27 is provided.
From the EGR gas inlet 35 arranged at the rear of the b
An EG which introduces gas and is arranged behind the rearward tilting free end 27a
Auxiliary air is introduced from the R gas introduction port 34 instead of the EGR gas. At this time, the passage portion 32 of the EGR gas inlet 34 is connected to the air cleaner portion upstream of the throttle valve 27.
【0063】これにより、新気とEGRガスのミキシン
グを行うスパイラル流れが強化され、新気とEGRガス
の混合が促進されるので、大量のEGR率のもとでも各
気筒間のEGR率のバラツキを十分に低減できる。ま
た、新気主流域の狭い後傾自由端27a後方のガス導入
口34からは補助空気を導入するので、EGRガスが狭
い新気主流域を越えて逆流域に流入するのも抑えられ、
スロットルバルブ27へのデポジット形成を十分に防止
できる。As a result, the spiral flow that mixes the fresh air and the EGR gas is strengthened, and the mixing of the fresh air and the EGR gas is promoted. Therefore, even if the EGR rate is large, the EGR rate varies among the cylinders. Can be sufficiently reduced. Further, since the auxiliary air is introduced from the gas introduction port 34 behind the narrow rearward free end 27a of the fresh air main flow region, it is possible to prevent EGR gas from flowing into the reverse flow region beyond the narrow fresh air main flow region.
It is possible to sufficiently prevent deposit formation on the throttle valve 27.
【0064】続いて、第8の実施形態について説明す
る。Next, the eighth embodiment will be described.
【0065】図19〜図21はそのEGRガス導入部を
示し、EGRガス導入口34、35を近接して配設する
とともに、流入方向が一致するように開口させている。
また、EGRガス導入口34、35の軸方向を新気流れ
に直交する方向に対して所定角度θだけ下流方向に傾け
ている。19 to 21 show the EGR gas introducing portion, in which the EGR gas introducing ports 34 and 35 are arranged close to each other and opened so that the inflow directions coincide with each other.
Further, the axial direction of the EGR gas inlets 34, 35 is inclined downstream by a predetermined angle θ with respect to the direction orthogonal to the fresh air flow.
【0066】これにより、スロットルバルブ27の両自
由端27a、27bを通った新気主流とEGRガスによ
る吸気管23の内周下流方向のスパイラル流れが強化さ
れるので、新気とEGRガスとの混合が促進され、大量
のEGR率のもとでも各気筒間のEGR率のバラツキを
十分に低減できる。また、スロットルバルブ27背面に
生じる逆流域にEGRガスが流入しないので、スロット
ルバルブ27へのデポジット形成を防止できる。As a result, the fresh air main flow passing through both free ends 27a and 27b of the throttle valve 27 and the spiral flow in the downstream direction of the inner circumference of the intake pipe 23 due to the EGR gas are strengthened, so that the fresh air and the EGR gas are separated from each other. Mixing is promoted, and even if a large amount of EGR rate is used, variations in EGR rate among the cylinders can be sufficiently reduced. Further, since the EGR gas does not flow into the backflow region generated on the back surface of the throttle valve 27, it is possible to prevent deposit formation on the throttle valve 27.
【0067】続いて、第9の実施形態について説明す
る。Next, the ninth embodiment will be described.
【0068】図22はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35を近接して配設し、吸気管2
3断面の円周接線方向から配設して流入方向が一致する
ように開口させ、新気流れに直交する方向に対して所定
角度θだけ下流方向に傾けるとともに、ガイドパイプ4
0によりEGRガス導入口34、35を吸気管23内に
突出させている。具体的には、吸気管23に設けられた
穴にガイドパイプ40が嵌挿され、その先端の開口部
(EGRガス導入口34、35)が吸気管23の中部へ
と突き出されている。FIG. 22 shows the EGR gas introduction part, and E
The GR gas inlets 34 and 35 are arranged close to each other, and the intake pipe 2
The guide pipes 4 are arranged from the circumferential tangential direction of the three cross sections and opened so that the inflow directions coincide with each other, and are inclined downstream by a predetermined angle θ with respect to the direction orthogonal to the fresh air flow.
0, the EGR gas inlets 34 and 35 are projected into the intake pipe 23. Specifically, the guide pipe 40 is inserted into the hole provided in the intake pipe 23, and the opening portions (EGR gas introduction ports 34 and 35) at the tip end thereof are projected into the middle portion of the intake pipe 23.
【0069】これにより、ガイドパイプ40によって新
気とEGRガスが衝突し、EGRガス吹き出し速度が低
下するのが防止される。衝突により失速したEGRガス
が逆流域へ流入しなくなるので、スロットルバルブ27
へのデポジット形成を十分に防止できる。Thus, the guide pipe 40 prevents the fresh air and the EGR gas from colliding with each other and lowering the EGR gas blowing speed. Since the EGR gas stalled due to the collision does not flow into the reverse flow region, the throttle valve 27
It is possible to sufficiently prevent deposit formation.
【0070】また、ガイドパイプ40により新気主流が
吸気管23の内周下流方向のスパイラル流れに誘導され
るので、新気とEGRガスの混合が良好になり、大量の
EGR率のもとでも各気筒間のEGR率のバラツキを十
分に低減できる。Further, since the fresh air main flow is guided by the guide pipe 40 to the spiral flow in the inner peripheral downstream direction of the intake pipe 23, the fresh air and EGR gas are mixed well, and even under a large amount of EGR rate. It is possible to sufficiently reduce the variation in the EGR rate between the cylinders.
【0071】続いて、第10の実施形態について説明す
る。Next, the tenth embodiment will be described.
【0072】図23はそのEGRガス導入部を示し、E
GRガス導入口34、35を近接して配設し、吸気管2
3断面の円周接線方向から配設して流入方向が一致する
ように開口させ、新気流れに直交する方向に対して所定
角度だけ下流方向に傾けるとともに、EGRガス導入口
34、35の形状を新気流れ方向に長い長円形状に形成
している。FIG. 23 shows the EGR gas introduction part, and E
The GR gas inlets 34 and 35 are arranged close to each other, and the intake pipe 2
It is arranged from the circumferential tangential direction of the three cross-sections and opened so that the inflow directions coincide with each other, and is inclined to the downstream direction by a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the fresh air flow, and the shapes of the EGR gas inlets 34 and 35 are formed. Is formed into an oval shape that is long in the fresh air flow direction.
【0073】これにより、分岐管25入口までのスパイ
ラル流れが延長され、新気とEGRガスのミキシング時
間を長くすることができるので、大量のEGR率のもと
でも各気筒間のEGR率のバラツキを十分に低減でき
る。また、スロットルバルブの自由端後方にEGRガス
導入口34、35を配設すれば、自由端後方の流速の速
い新気主流を有効利用することができ、新気とEGRの
混合をさらに促進することができる。As a result, the spiral flow up to the inlet of the branch pipe 25 can be extended, and the mixing time of fresh air and EGR gas can be lengthened. Can be sufficiently reduced. Further, by disposing the EGR gas inlets 34 and 35 behind the free end of the throttle valve, the fresh air main flow having a high flow velocity behind the free end can be effectively used, and the mixing of fresh air and EGR is further promoted. be able to.
【図1】第1の実施形態の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
【図2】そのEGR導入口の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the EGR inlet.
【図3】スパイラル流れの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a spiral flow.
【図4】同じくスパイラル流れの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a spiral flow of the same.
【図5】分岐管入口までのEGRガス移動距離を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing an EGR gas movement distance to a branch pipe inlet.
【図6】EGRガス移動距離とEGR率の気筒間バラツ
キの関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the EGR gas movement distance and the variation in EGR rate between cylinders.
【図7】逆流域とEGR導入方向の関係を示した図であ
る。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a reverse flow region and an EGR introduction direction.
【図8】スロットルバルブ下流の流れを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a flow downstream of a throttle valve.
【図9】同じくスロットルバルブ下流の流れを示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram similarly showing a flow downstream of the throttle valve.
【図10】運転負荷と逆流域の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an operating load and a reverse flow region.
【図11】同じく運転負荷と逆流域の関係を示す説明図
である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a relationship between an operating load and a reverse flow region.
【図12】第2の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 12 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the second embodiment.
【図13】同じくそのEGRガス導入口の説明図であ
る。FIG. 13 is an explanatory view of the EGR gas inlet of the same.
【図14】第3の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 14 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the third embodiment.
【図15】第4の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 15 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the fourth embodiment.
【図16】第5の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 16 is an explanatory diagram of an EGR gas introduction port of the fifth embodiment.
【図17】第6の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 17 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the sixth embodiment.
【図18】第7の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 18 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the seventh embodiment.
【図19】第8の実施形態の構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of an eighth embodiment.
【図20】そのEGR導入口の説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of the EGR introduction port.
【図21】同じくそのEGR導入口の説明図である。FIG. 21 is an explanatory view of the EGR inlet of the same.
【図22】第9の実施形態のEGRガス導入口の説明図
である。FIG. 22 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the ninth embodiment.
【図23】第10の実施形態のEGRガス導入口の説明
図である。FIG. 23 is an explanatory diagram of an EGR gas inlet of the tenth embodiment.
【図24】従来例の部分断面図である。FIG. 24 is a partial cross-sectional view of a conventional example.
【図25】別の従来例の部分斜視図である。FIG. 25 is a partial perspective view of another conventional example.
【図26】さらに別の従来例の概略構成図である。FIG. 26 is a schematic configuration diagram of still another conventional example.
20 エンジン 23 吸気管 24 コレクタ 25 分岐管 26 スロットルボディ 27 スロットルバルブ 27a 後傾自由端 27b 前傾自由端 30 排気管 31 EGR通路(外部還流路) 32、33 通路部 34、35 EGRガス導入口 40 ガイドパイプ 41 カット面 42 開口部 20 engine 23 Intake pipe 24 collectors 25 branch pipe 26 Throttle body 27 Throttle valve 27a Free tilt end 27b Forward tilt free end 30 exhaust pipe 31 EGR passage (external return passage) 32, 33 passage 34, 35 EGR gas inlet 40 guide pipe 41 cut surface 42 opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲よし▼沢 幸大 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−268949(JP,A) 特開 平9−256914(JP,A) 特開 平8−319900(JP,A) 実開 昭63−141868(JP,U) 実開 昭52−120229(JP,U) 実開 平4−93749(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 580 F02M 35/10 311 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Sachidai Sawa 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-9-268949 (JP, A) Kaihei 9-256914 (JP, A) JP-A-8-319900 (JP, A) Actually open 63-141868 (JP, U) Actually open 52-120229 (JP, U) Actually open 4-93749 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 25/07 580 F02M 35/10 311
Claims (6)
を備えた吸気管の上流側にスロットルバルブを介装した
吸気系を持ち、排気系から外部還流路を介しEGRガス
を吸気系のスロットルバルブ後方かつコレクタ上流の吸
気管に導入するエンジンの排気ガス還流装置において、 外部還流路から吸気管への一対のEGRガス導入口を、
それぞれスロットルバルブの両自由端後方かつ吸気管断
面の円周接線方向から配設し、流入方向が相対するクロ
スフローとなるように開口させ、 スロットルバルブの前傾自由端後方に配設されるEGR
ガス導入口の開口面積を後傾自由端後方に配設されるE
GRガス導入口の開口面積よりも大きくした、 ことを特
徴とするエンジンの排気ガス還流装置。1. An intake system having a throttle valve interposed upstream of an intake pipe having a branch pipe connected to each cylinder and a collector, and an EGR gas is introduced from an exhaust system via an external return passage to the rear of the intake system throttle valve. In the exhaust gas recirculation device for the engine that is introduced into the intake pipe upstream of the collector, a pair of EGR gas introduction ports from the external recirculation passage to the intake pipe are
The EGRs are respectively arranged behind both free ends of the throttle valve and from the circumferential tangential direction of the intake pipe cross section, are opened so that the inflow directions are opposite to each other, and are arranged behind the forward tilted free end of the throttle valve.
The opening area of the gas introduction port is arranged rearward of the free end E
An exhaust gas recirculation device for an engine, wherein the opening area of the GR gas introduction port is made larger .
るガイドパイプを備えたことを特徴とする請求項1に記
載のエンジンの排気ガス還流装置。2. The exhaust gas recirculation system for an engine according to claim 1, further comprising a guide pipe that projects the EGR gas inlet into the intake pipe.
そのカット面を下流方向に向けたことを特徴とする請求
項2に記載のエンジンの排気ガス還流装置。3. The tip of the guide pipe is cut diagonally,
The exhaust gas recirculation device for an engine according to claim 2, wherein the cut surface is directed in the downstream direction.
傍に下流方向に開口する開口部を設けたことを特徴とす
る請求項2に記載のエンジンの排気ガス還流装置。4. The exhaust gas recirculation system for an engine according to claim 2, wherein a tip end of the guide pipe is closed, and an opening portion that opens in the downstream direction is provided near the tip end.
に長い長円形状に形成したことを特徴とする請求項1か
ら4のいずれかひとつに記載のエンジンの排気ガス還流
装置。5. The exhaust gas recirculation system for an engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the EGR gas introduction port is formed in an oval shape that is long in the fresh air flow direction.
設されるEGRガス導入口からEGRガスに代えて補助
空気を導入するようにしたことを特徴とする請求項1か
ら5のいずれか一つに記載のエンジンの排気ガス還流装
置。 6. A throttle valve is arranged at the rear of the free tilting end.
Auxiliary in place of EGR gas from the installed EGR gas inlet
2. The method according to claim 1, wherein air is introduced.
To exhaust gas recirculation device for engine according to any one of
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JP3147571B2 (en) | Intake device for internal combustion engine |
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