JP6155892B2 - 凝縮水処理機構 - Google Patents
凝縮水処理機構 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6155892B2 JP6155892B2 JP2013129317A JP2013129317A JP6155892B2 JP 6155892 B2 JP6155892 B2 JP 6155892B2 JP 2013129317 A JP2013129317 A JP 2013129317A JP 2013129317 A JP2013129317 A JP 2013129317A JP 6155892 B2 JP6155892 B2 JP 6155892B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- condensed water
- passage
- intake
- valve
- exhaust
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
また、排気中の窒素酸化物(以下、「NOx」という)を低減させるために、排気の一部を吸気通路に還流させて新気とともに再燃焼させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)システムが実用化されている。
通常、排気には、燃焼により生成された水蒸気が含まれるため、新気よりも多くの水蒸気が含まれている。このため、低圧EGRで還流された排気を含む吸気が、過給機で圧縮されインタークーラで冷却されることにより、吸気中の水蒸気が凝縮して水(以下、「凝縮水」という)が生成される場合がある。
そこで、低圧EGRを備えた吸排気系において、インタークーラで生成された凝縮水を処理する技術が開発されている。かかる技術が、例えば特許文献1〜3に開示されている。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的として位置づけることができる。
(3)前記開閉弁は、その開度を調整可能な弁であることが好ましい。
(4)前記凝縮水通路の前記一端部は、前記吸気通路を形成する吸気管に形成されたスリット又は細孔であることが好ましい。
(5)前記凝縮水通路の前記一端部は、前記吸気通路の前記インタークーラよりも下流側のなかで鉛直高さが最も低い部分に接続されたことが好ましい。
このように、凝縮水を貯留する貯留部とこれよりも下流側に介装された開閉弁とが凝縮水通路に設けられているため、凝縮水の巻き上げを防止し、適切に凝縮水を処理することができる。
なお、本実施形態でいう上流及び下流は、吸気,排気又は凝縮水の流れる方向を基準にしている。
〔1.構成〕
〔1−1.エンジン及びその吸排気系〕
まず、図1を参照して、エンジン並びにその吸気系及び排気系の構成を説明する。
〔1−1−1.エンジン〕
エンジン1は、ディーゼルエンジンであり、シリンダヘッド2,シリンダブロック3及びクランクケース4を有している。なお、エンジン1は、図示省略するが気筒を複数有する多気筒エンジンとして構成されている。
また、エンジン1には、クランク軸4aの回転角度を検出し、この回転角度からエンジン1の回転数(以下、「エンジン回転数」という)を検出するクランク角センサ90が付設されている。
次に、エンジン1の上流側に設けられた吸気系の構成を説明する。
吸気系には、吸気管10及びこれに介装又は付設された各装置と、吸気管10とエンジン1の吸気ポート2aとの間に介装されているインテークマニホールド(以下、「インマニ」と略称する)19とが備えられている。
吸気管10及びこれに介装又は付設された各装置とインマニ19とは、それぞれの内部に吸気通路10A(図1では一箇所にのみ符号を付す)を形成している。
吸気管10には、上流から順にエアクリーナ20,第一スロットル弁21,ターボチャージャ(過給機)50のコンプレッサ50a,インタークーラ22,第二スロットル弁23が配置されている。
インタークーラ22は、吸気の冷却装置である。このインタークーラ22では、ターボチャージャ50により圧縮されて上昇した吸気温度が低下され、吸気の空気密度の低下が回復される。
次に、エンジン1の下流側に設けられた排気系の構成について説明する。
排気系には、エキゾーストマニホールド(以下、「エキマニ」と略称する)39と、この下流側に接続された排気管30及びこれに介装又は付設された各装置とが備えられている。
エキマニ39と排気管30及びこれに介装又は付設された各装置とは、それぞれの内部に排気通路30A(図1では一箇所にのみ符号を付す)を形成している。
エキマニ39には、後述する高圧EGRシステム52が接続され、この下流側に後述する凝縮水処理機構60の背圧用配管65が接続されている。
排気管30には、上流から順に上述のターボチャージャ50のタービン50b,一次排気処理装置40,二次排気処理装置41が配置されている。
DOC40aは、排気中の成分に対する酸化能をもった触媒であり、金属或いはセラミックス等からなるハニカム状の担体に触媒を担持したものである。このDOC40aによって酸化される排気中の成分としては、NO(一酸化窒素),未燃燃料中のHC(炭化水素)やCO(一酸化炭素)等が挙げられる。
また、一次排気処理装置40には、DPF40bの上流と下流との差圧を検出する差圧センサ94が付設されている。
また、DOC40aによる酸化熱により、一次排気処理装置40下流側の二次排気処理装置41に吸蔵された硫黄成分が放出(いわゆるSパージ)されるようになっている。
二次排気処理装置41は、排気中に含まれるNOxを浄化するためのものである。具体的に言えば、二次排気処理装置41は、バリウムやカリウムなどの塩基類を吸蔵材に使用し、NOxを硝酸塩として吸蔵するものである。このように、二次排気処理装置41は、発熱せずに排気を浄化処理する。
本吸排気系には、吸気系と排気系に跨って低圧EGRシステム51及び高圧EGRシステム52が設けられている。これらのEGRシステム51,52は、排気を吸気に還流させることによりNOxを低減させるためのものである。
低圧EGRクーラ51dは、還流される排気の温度を低下させる冷却装置である。この低圧EGRクーラ51dよりも他端部51b側(吸気側)には、低圧EGR弁51eが設けられている。
低圧EGR弁51eは、低圧EGRシステム51による排気の還流量を調整するものであり、開度調整可能な弁として構成されている。
高圧EGRクーラ52dは、低圧EGRクーラ51dと同様に構成された冷却装置であり、また、高圧EGR弁52eは、低圧EGR弁51eと同様に構成された開度調整可能な弁である。
次に、上記したエンジン1の吸排気系に適用される凝縮水処理機構60の構成について説明する。
凝縮水処理機構60は、ターボチャージャ50で圧縮された吸気がインタークーラ22で冷却されることにより生成された凝縮水を処理するための機構である。具体的には、最低部10aに溜まろうとする凝縮水を吸気通路10Aの系外に導いて貯留し、凝縮水が燃焼室5に流入しても支障のないときに凝縮水を吸気通路10Aに排出させるためのものである。
以下、凝縮水管61,タンク62,切替弁63,背圧用配管65,開閉弁64の順に各構成を説明する。
スリット11は、吸気管10に沿う吸気の流通を妨げないような大きさ又は配置で設けられている。ここでは、複数のスリット11が千鳥状に配置され、各スリット11の長手方向が吸気の流通方向に沿うように配向されたものを例示する。複数のスリット11の千鳥状配置によれば、スリット11の大きさの設定自由度を確保しやすく、各スリット11の長手方向を吸気の流通方向に沿わせることにより、吸気の流通を妨げ難くすることができる。ただし、スリット11の配向及び配置は何れも任意であり、その他の配向や配置を採ることができる。
このため、切替弁63は、(i)第一凝縮水通路61Aと第二凝縮水通路61Bとが連通され、且つ、背圧用通路65Aと第二凝縮水通路61Bとの連通が遮断された状態と、(ii)第一凝縮水通路61Aと第二凝縮水通路61Bとの連通が遮断され、且つ、背圧用通路65Aと第二凝縮水通路61Bとが連通された状態と、を切り替えるようになっている。
背圧用配管65は、排気が流入する側の端部である一端部65aがエキマニ39に接続され、排気が流出する側の端部である他端部65bが上記の切替弁63に接続されている。
さらに、開閉弁64は、その開度を調整可能な弁である。この開閉弁64の開度に応じて、開閉弁64の配設箇所における凝縮水の流通度合い(排出度合い)が調整される。
次に、凝縮水処理機構60を制御する制御装置100の構成を説明する。なお、制御装置100は、マイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される電子制御装置である。
制御装置100は吸排気系の広汎なシステムを制御するものであり、その入力側に制御に用いる各種情報を検出するセンサ90〜94が接続され、その出力側に制御対象となる弁21,23,51e,52e,63,64が接続されている。この制御装置100は、センサ90〜94による検出情報に基づいて、弁21,23,51e,52e,63,64の各開度を調整することにより各制御を実施するものである。
低圧EGRシステム51は、主に低圧EGR弁51eの開度が調整されることにより制御され、副次的に第一スロットル弁21の開度が調整されることにより制御される。これらの弁51e,21の開度が調整されることで排気の還流量が制御され、低圧EGRシステム51が制御される。
制御装置100は、センサ90〜94による検出情報に基づいて、上記のEGRシステム51,52にかかる弁21,23,51e,52eの開度を制御し、排気の還流量を制御する。
凝縮水処理機構60は、開閉弁64或いは第二スロットル弁23の開度が調整され、切替弁63が切り替えられることにより制御される。以下、凝縮水処理機構60の制御について、凝縮水を貯留する貯留制御と、凝縮水を排出する排出制御とを説明する。
貯留制御は、凝縮水を吸気通路10Aからその系外に導いてタンク62に貯留するものである。この貯留制御では、切替弁63により上記(i)の貯留状態にされ、開閉弁64が閉状態にされる。なお、貯留制御では、第二スロットル弁23は制御されず、そのスロットル開度は任意である。
排出制御は、タンク62に貯留された凝縮水をインマニ19により形成される吸気通路10Aに排出するものである。ここでは、第一排出制御及び第二排出制御の二つの排出制御について説明する。
第一排出制御及び第二排出制御の何れも、開閉弁64が開状態にされる。この開閉弁64は、凝縮水の排出度合いに応じて、その開度が調整される。以下の説明では、第一排出制御と第二排出制御とで異なる点を説明する。
第一排出制御では、切替弁63により上記(ii)の排出状態にされる。なお、第一排出制御では、第二スロットル弁23は制御されず、そのスロットル開度は任意である。
制御装置100は、貯留制御及び排出制御を実施するにあたり、湿度センサ91やエアフローセンサ92の検出情報に基づいて、凝縮水の生成量を推定演算している。さらに、制御装置100は、推定演算した凝縮水の生成量と予め記憶されたタンク62の容量とに基づいて、タンク62が凝縮水で満杯か否かを判定している。
この制御装置100は、所定条件が成立していれば貯留制御を実施し、この所定条件が非成立であれば排出制御を実施する。
本発明の一実施形態にかかる凝縮水処理機構60は、上述のように構成されるため、以下のような作用及び効果を得ることができる。
新気の吸気は、エアクリーナ20を経て、第一スロットル弁21のスロットル開度に応じて絞られる。この下流の低圧EGRシステム51の他端部51bでは、低圧EGR弁51eの開度に応じて還流された排気と新気とが合流した吸気がターボチャージャ50のコンプレッサ50aにより圧縮される。
この凝縮水は、吸気管10の最低部10aに溜まろうとするが、この最低部10aに接続された凝縮水処理機構60の一端部61aから吸気系の系外に導かれる。
したがって、本実施形態の凝縮水処理機構60によれば、凝縮水が吸気通路10Aに溜まることが無く、凝縮水の巻き上げを防止することができる。
さらに、凝縮水が吸気通路10Aに排出されると、凝縮水が混合された吸気が燃焼室5で燃焼されるため、燃焼時の温度が低下することにより、NOx或いはスモークを低減させることができる。
開閉弁64は、その開度を調整可能な弁であるため、第一排出制御及び第二排出制御が実施されるときに、凝縮水の排出度合いを調整することができる。これにより、更に適切に凝縮水を処理することができる。
凝縮水通路60Aの一端部61aは、吸気通路10Aを形成する吸気管10の最低部10aに形成されたスリット11であるため、吸気の流通を妨げることがなく、凝縮水を凝縮水処理機構60に導入することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、最低部10aが吸気管10のなかで最も鉛直高さが低いものを説明したが、最低部10aは、少なくともインタークーラ19よりも下流側の吸気通路10Aのなかで最も低い部分であればよい。この場合も、最低部10aに溜まろうとする凝縮しは、凝縮水処理機構60により適切に処理される。
また、背圧用配管65は省略し、これに合わせて、切替弁63も省略してもよい。この場合、凝縮水を排出するときには、第二スロットル弁23の開度を調整する第二排出制御のみが実施される。
また、開閉弁64が開度を調整可能な弁として構成されているものを上述したが、開閉弁64は、開閉状態が開状態と閉状態との二つの状態が切り替わるだけの二方弁であってもよい。
また、ディーゼルエンジンを例に挙げて上述したが、これに替えてガソリンエンジンを用いてもよい。この場合、燃料としてガソリンを用いるのは勿論、インジェクタや後処理装置などの構成がガソリンエンジンに対応したものになる。
5 燃焼室
10 吸気管
10a 最低部
10A 吸気通路
11 スリット
19 インテークマニホールド
22 インタークーラ
23 第二スロットル弁
30 排気管
30A 排気通路
39 エキゾーストマニホールド
50 ターボチャージャ(過給機)
51 低圧EGRシステム
52 高圧EGRシステム
60 凝縮水処理機構
60A 凝縮水通路
61A 第一凝縮水通路
61B 第二凝縮水通路
61C 第三凝縮水通路
61 凝縮水管
61a 一端部
61b 他端部
62 タンク(貯留部)
63 切替弁
63a 第一流入接続部
63b 第二流入接続部
63c 流出接続部
64 開閉弁
65 背圧用配管
65A 背圧用通路
65a 一端部
65b 他端部
93 リニア空燃比センサ
100 制御装置
Claims (5)
- エンジンの吸気通路において吸気を過給する過給機よりも下流側に介装され、前記過給機により過給された吸気を冷却するインタークーラと、
前記エンジンの排気通路と前記吸気通路の前記過給機よりも上流側とを接続するEGR通路と、
一端部が前記吸気通路の前記インタークーラ又は前記インタークーラよりも下流側に接続され、他端部が前記吸気通路の前記一端部よりも下流側に接続され、前記インタークーラで生成された凝縮水が流通する凝縮水通路と、
前記凝縮水通路に介装され、前記凝縮水を貯留する貯留部と、
前記凝縮水通路の前記貯留部よりも下流側に介装され、開状態で前記貯留部と前記凝縮水通路の前記他端部とを連通し、閉状態で前記貯留部と前記凝縮水通路の前記他端部との連通を遮断する開閉弁と、
前記凝縮水通路の前記貯留部よりも前記一端部側に介装された切替弁と、
一端部が前記排気通路に接続され、他端部が切替弁に接続された背圧用通路と、を備え、
前記切替弁は、
前記凝縮水通路の前記一端部と前記貯留部とを連通し、且つ、前記背圧用通路を介した前記排気通路と前記貯留部との連通を遮断する状態と、
前記凝縮水通路の前記一端部と前記貯留部との連通を遮断し、且つ、前記背圧用通路を介した前記排気通路と前記貯留部とを連通する状態とを切り替える
ことを特徴とする、凝縮水処理機構。 - 前記吸気通路の前記凝縮水通路の前記一端部と前記凝縮水通路の前記他端部との間に介装されたスロットル弁を備えた
ことを特徴とする、請求項1記載の凝縮水処理機構。 - 前記開閉弁は、その開度を調整可能な弁である
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の凝縮水処理機構。 - 前記凝縮水通路の前記一端部は、前記吸気通路を形成する吸気管に形成されたスリット又は細孔である
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の凝縮水処理機構。 - 前記凝縮水通路の前記一端部は、前記吸気通路の前記インタークーラよりも下流側のなかで鉛直高さが最も低い部分に接続された
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の凝縮水処理機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013129317A JP6155892B2 (ja) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | 凝縮水処理機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013129317A JP6155892B2 (ja) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | 凝縮水処理機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015004294A JP2015004294A (ja) | 2015-01-08 |
JP6155892B2 true JP6155892B2 (ja) | 2017-07-05 |
Family
ID=52300383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013129317A Expired - Fee Related JP6155892B2 (ja) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | 凝縮水処理機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6155892B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4349166B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2009-10-21 | いすゞ自動車株式会社 | Egr装置付エンジンの吸気通路 |
JP5626017B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2014-11-19 | 三菱自動車工業株式会社 | 凝縮水排出装置 |
JP5772274B2 (ja) * | 2011-06-20 | 2015-09-02 | 株式会社デンソー | 内燃機関の吸気装置 |
-
2013
- 2013-06-20 JP JP2013129317A patent/JP6155892B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015004294A (ja) | 2015-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4337809B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化システム | |
US8127536B2 (en) | Exhaust gas cleaning apparatus | |
JP4485400B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP6119976B2 (ja) | 凝縮水排出装置 | |
JP2008280867A (ja) | 車両用内燃機関の排気再循環装置 | |
JP6115347B2 (ja) | 凝縮水処理機構 | |
JP6252076B2 (ja) | 凝縮水分離装置 | |
JP6263928B2 (ja) | 凝縮水分離装置 | |
JP6155892B2 (ja) | 凝縮水処理機構 | |
JP6112297B2 (ja) | エンジンの排気浄化装置 | |
JP6421796B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP6286889B2 (ja) | 凝縮水処理機構 | |
JP2007192153A (ja) | Egr装置 | |
JP6551677B2 (ja) | 内燃機関の凝縮水排出装置 | |
JP6155891B2 (ja) | 凝縮水処理機構 | |
JP5915856B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP5823842B2 (ja) | ターボチャージャ付多気筒内燃機関の排気還流装置 | |
JP4872824B2 (ja) | 内燃機関の排気還流装置 | |
JP2015140707A (ja) | 排気浄化装置 | |
JP4894615B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2007162530A (ja) | 内燃機関の排気浄化システム | |
JP5915855B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2010038011A (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化装置及びそれを用いた排気ガス浄化方法 | |
JP6264553B2 (ja) | 排気浄化システム | |
JP6115711B2 (ja) | エンジンの排気浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170228 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170424 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170509 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170522 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6155892 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |