JP6153829B2 - EGR device - Google Patents
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Description
本発明は、EGR装置に関するものである。 The present invention relates to an EGR device.
従来、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を還流ガスとして抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された還流ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりNOxの発生を低減するようにした、いわゆるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置を備えて排気ガス再循環を実施するようにしたものがある。 Conventionally, in an automobile engine or the like, a part of exhaust gas is extracted as a recirculation gas from the exhaust side and returned to the intake side, and the recirculation gas returned to the intake side suppresses combustion of fuel in the engine and burns. Some exhaust gas recirculation is provided with a so-called EGR (Exhaust Gas Recirculation) device that reduces the generation of NOx by lowering the temperature.
この際、エンジンに再循環する還流ガスを途中で冷却すると、該還流ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にNOxの発生を低減させることができるため、還流ガスを再循環する系路の途中には、シェルアンドチューブ型のEGRクーラが装備されているのが一般的である。 At this time, if the recirculated gas that is recirculated to the engine is cooled in the middle, the temperature of the recirculated gas decreases and the volume of the recirculated gas decreases, thereby effectively reducing the combustion temperature without significantly reducing the output of the engine. Since generation of NOx can be reduced, a shell and tube type EGR cooler is generally provided in the middle of a system for recirculating the reflux gas.
図4は従来におけるEGR装置の一例を示すもので、図中1はエンジン、2は該エンジン1の各気筒3から排出される排気ガス4を集める排気マニホールド、5は該排気マニホールド2から抜き出した排気ガス4の一部を還流ガス4’として吸気管6へと再循環せしめるEGRライン、7は該EGRライン5の途中に装備されて前記還流ガス4’を冷却水との熱交換により水冷するEGRクーラを示している。
FIG. 4 shows an example of a conventional EGR device, in which 1 is an engine, 2 is an exhaust manifold that collects exhaust gas 4 discharged from each
前記EGRライン5は、前記排気マニホールド2における異なる位置から還流ガス4’を夫々抜き出してEGRクーラ7に導く二系統のEGR分岐管8,9と、前記EGRクーラ7の出側で還流ガス4’を合流させてから開度調節可能なEGRバルブ10を介し吸気管6へ導くEGR合流管11とにより構成されている。
The EGR
即ち、ここに図示している例の場合には、エンジン1の各気筒3から異なるタイミングで排出される排気ガス4が排気干渉を起こさないよう排気期間が相互に離れた気筒3を二つのグループに分け、該各グループからの排気ガス4を二系統のEGR分岐管8,9により別個に還流ガス4’として抜き出してEGRクーラ7に導くことにより、各系統の還流ガス4’を相互に排気干渉させることなく夫々の排気脈動を効果的に利用してEGRクーラ7に導入し易くしている。
That is, in the example shown here, the
尚、図4中における符号12は吸気管6内を流れる吸気を示し、該吸気12に対し前記EGR合流管11からの還流ガス4’が混合されて吸気マニホールド13を介しエンジン1の各気筒3へと導かれるようになっている。
In FIG. 4,
このように排気マニホールド2から還流ガス4’を二系統に分けて抜き出すようにしたEGR装置に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。
As prior art document information related to the EGR device in which the recirculation gas 4 ′ is extracted from the
しかしながら、斯かる従来構造においては、図5に示す如きEGRバルブ10の全閉時に、行き場を失った各系統の還流ガス4’が、排気脈動によりEGRクーラ7内を行ったり来たりする動きを繰り返してEGRクーラ7内で連続的に冷却される結果、EGRクーラ7内におけるデポジット(不完全燃焼生成物)の付着堆積が促進されてEGRクーラ7の効率低下や詰まりを招く虞れがあった。
However, in such a conventional structure, when the
即ち、二系統に分けられたEGR分岐管8,9は、EGRクーラ7の出側のEGR合流管11まで至って初めて相互間が連通するようになっているので、EGR分岐管8,9の何れか一方に導入された還流ガス4’は、EGRクーラ7の出側でEGR分岐管8,9の他方に折り返すような動きを成し、これが排気脈動により交互に行われることでEGRクーラ7内を行ったり来たりする動きが繰り返されることになる。
That is, the EGR
そして、EGRクーラ7内で還流ガス4’が行ったり来たりして連続的に冷却されると、ここに燃料由来の高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)等が揮発しないままウェットな状態で残留し、ここに流速の低い還流ガス4’の流れに乗り切れない煤分が付着して、そのままデポジットとして成長することになる。
Then, when the reflux gas 4 ′ moves back and forth in the
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、EGRクーラ内におけるデポジットの付着堆積を防止し得るEGR装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an EGR device that can prevent deposits and deposits in an EGR cooler.
本発明は、排気マニホールドにおける異なる位置から相互に排気干渉させないように還流ガスを夫々抜き出してEGRクーラに導く二系統のEGR分岐管と、前記EGRクーラの出側で還流ガスを合流させてから開度調節可能なEGRバルブを介し吸気系路に導くEGR合流管とによりEGRラインを構成したEGR装置であって、EGRクーラの入側で各EGR分岐管の相互の流路を連通せしめる連通口と、該連通口を前記EGRバルブの全閉時に開通する開閉可能な連通バルブとを備えたことを特徴とするものである。 In the present invention, two systems of EGR branch pipes for extracting the reflux gas from different positions in the exhaust manifold and introducing them to the EGR cooler and the reflux gas on the outlet side of the EGR cooler are joined and opened. An EGR device in which an EGR line is configured by an EGR merging pipe that leads to an intake system path through an EGR valve that can adjust the degree, and a communication port that communicates the flow paths of the EGR branch pipes on the inlet side of the EGR cooler; The communication port is provided with an openable / closable communication valve that opens when the EGR valve is fully closed.
而して、EGRバルブの全閉時に連通バルブを開操作すると、連通口が開通することによりEGRクーラの入側で各EGR分岐管の相互の流路が連通し、前記EGRクーラに入る前に還流ガスが各EGR分岐管の一方から他方へ折り返し得る状態となるので、排気脈動により還流ガスが行ったり来たりする動きがEGRクーラより上流で起こることになり、該EGRクーラ内で還流ガスが連続的に冷却されるような事態が回避されてEGRクーラ内におけるデポジットの付着堆積が防止される。 Thus, when the communication valve is opened when the EGR valve is fully closed, the communication ports are opened, so that the flow paths of the respective EGR branch pipes communicate with each other on the entry side of the EGR cooler, and before entering the EGR cooler. Since the reflux gas can be turned from one side of each EGR branch pipe to the other, the movement of the reflux gas due to the exhaust pulsation occurs upstream of the EGR cooler, and the reflux gas flows in the EGR cooler. A situation in which cooling is continuously performed is avoided, and deposit deposition in the EGR cooler is prevented.
また、本発明を具体的に実施するにあたっては、EGRバルブの開度制御を担う制御装置が前記EGRバルブの全閉時に連通バルブを開操作するように構成されていることが好ましく、このようにすれば、前記EGRバルブの全閉時に前記連通バルブを確実に開操作することが可能となる。 Further, in concrete implementation of the present invention, it is preferable that the control device responsible for controlling the opening degree of the EGR valve is configured to open the communication valve when the EGR valve is fully closed. Thus, the communication valve can be reliably opened when the EGR valve is fully closed.
上記した本発明のEGR装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the EGR device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、EGRバルブの全閉時に連通バルブを開操作して連通口を開通させることにより、EGRクーラの入側で還流ガスが各EGR分岐管の一方から他方へ折り返し得る状態とし、排気脈動により還流ガスが行ったり来たりする動きをEGRクーラより上流で起こさせることができるので、該EGRクーラ内で還流ガスが連続的に冷却されるような事態を回避してEGRクーラ内におけるデポジットの付着堆積を防止することができ、EGRクーラの効率低下や詰まりを未然に回避することができる。
(I) According to the invention described in
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、EGRバルブの全閉時に連通バルブを確実に開操作することができ、EGRクーラ内におけるデポジットの付着堆積をより確実に防止することができる。
(II) According to the invention described in
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図4及び図5と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 1 to 3 show an example of an embodiment for carrying out the present invention, and portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 5 represent the same items.
図1に示す如く、本形態例においては、前述した図4及び図5の従来例と略同様に、排気マニホールド2における異なる位置から相互に排気干渉させないように還流ガス4’を夫々抜き出してEGRクーラ7に導く二系統のEGR分岐管8,9と、前記EGRクーラ7の出側で還流ガス4’を合流させてから開度調節可能なEGRバルブ10を介し吸気管6(吸気系路)に導くEGR合流管11とによりEGRライン5を構成したEGR装置に関し、EGRクーラ7の入側で各EGR分岐管8,9の相互の流路を連通せしめる連通口14と、該連通口14を前記EGRバルブ10の全閉時に開通する開閉可能な連通バルブ15とを備えたところを特徴としている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, as in the conventional example of FIGS. 4 and 5, the recirculation gas 4 'is extracted from different positions in the
ここで、図2に模式的に示す如く、前記EGRバルブ10の開度制御は制御装置16により担われるようになっているが、該制御装置16により制御信号17を介して前記EGRバルブ10が全閉とされた際には、同時に前記連通バルブ15へも制御信号18が出力されて該連通バルブ15が開操作されるようになっている。
Here, as schematically shown in FIG. 2, the opening degree control of the
而して、EGRバルブ10の全閉時に連通バルブ15を開操作すると、連通口14が開通することによりEGRクーラ7の入側で各EGR分岐管8,9の相互の流路が連通し、前記EGRクーラ7に入る前に還流ガス4’が各EGR分岐管8,9の一方から他方へ折り返し得る状態となるので、排気脈動により還流ガス4’が行ったり来たりする動きがEGRクーラ7より上流で起こることになり、該EGRクーラ7内で還流ガス4’が連続的に冷却されるような事態が回避されてEGRクーラ7内におけるデポジットの付着堆積が防止される。
Thus, when the
従って、上記形態例によれば、EGRバルブ10の全閉時に連通バルブ15を開操作して連通口14を開通させることにより、EGRクーラ7の入側で還流ガス4’が各EGR分岐管8,9の一方から他方へ折り返し得る状態とし、排気脈動により還流ガス4’が行ったり来たりする動きをEGRクーラ7より上流で起こさせることができるので、該EGRクーラ7内で還流ガス4’が連続的に冷却されるような事態を回避してEGRクーラ7内におけるデポジットの付着堆積を防止することができ、EGRクーラ7の効率低下や詰まりを未然に回避することができる。
Therefore, according to the above embodiment, when the
また、特に本形態例においては、EGRバルブ10の開度制御を担う制御装置16が前記EGRバルブ10の全閉時に連通バルブ15を開操作するように構成されているので、前記EGRバルブ10の全閉時に前記連通バルブ15を確実に開操作することができ、EGRクーラ7内におけるデポジットの付着堆積をより確実に防止することができる。
In particular, in the present embodiment, the
尚、本発明のEGR装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、形態例では還流ガスを吸気管に戻す場合で示しているが、還流ガスが戻される吸気系路は吸気マニホールドであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The EGR device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. In the embodiment, the recirculation gas is returned to the intake pipe. However, the intake passage for returning the recirculation gas is an intake manifold. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
2 排気マニホールド
4 排気ガス
4’ 還流ガス
5 EGRライン
6 吸気管(吸気系路)
7 EGRクーラ
8 EGR分岐管
9 EGR分岐管
10 EGRバルブ
11 EGR合流管
14 連通口
15 連通バルブ
16 制御装置
2 Exhaust manifold 4 Exhaust gas 4 '
7
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