JP7184026B2

JP7184026B2 - diesel engine

Info

Publication number: JP7184026B2
Application number: JP2019223321A
Authority: JP
Inventors: 健一坪田; 真二矢野; 宏森本; 宝荒木
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: JP2021092188A

Description

この発明は、ディーゼルエンジンに関する。 This invention relates to diesel engines.

排気ガスの一部を吸気側に戻すＥＧＲの配管は、エンジン本体に対して独立した配管で形成されている（例えば、特許文献１参照。）。 The EGR piping that returns part of the exhaust gas to the intake side is formed as an independent piping with respect to the engine body (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１４－７７３７１号公報JP 2014-77371 A

前述のような技術では、ＥＧＲの配管が損傷する可能性がある。
本発明の課題は、前述のような不具合を解消するディーゼルエンジンを提供することである。 Techniques such as those described above may damage the EGR piping.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a diesel engine that eliminates the aforementioned drawbacks.

本発明の上記課題は次の構成によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configuration.

すなわち、請求項１記載の発明では、排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路を有するディーゼルエンジンにおいて、吸気マニホールド（２０）に孔部（２０ａ）を形成し、該孔部（２０ａ）内に吸気側へ還元する排気ガスの一部を通過させるように構成し、前記吸気マニホールド（２０）にＥＧＲ還元合流筒（１６）を設け、該ＥＧＲ還元合流筒（１６）から大気中の空気を吸気マニホールド（２０）内に送る構成とし、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）に孔部（１６ａ）を形成し、前記吸気マニホールド（２０）の孔部（２０ａ）から送られてくる排気ガスをＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成した孔部（１６ａ）を通過させ、ＥＧＲ還元合流筒（１６）の孔部（１６ａ）を通過する排気ガスの出口部（１６ｂ）をＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成し、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）内で、前記排気ガスの一部とＥＧＲ還元合流筒（１６）に送られてくる大気中の空気を合流させるように構成し、排気ガスの一部は排気マニホールド（１７）からＥＧＲ還元筒（１８）を通過して前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）へ送られる構成とし、前記ＥＧＲ還元筒（１８）はフライホイール（１３）の上方を通過させる構成とし、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（１）はエンジン本体とＥＧＲ還元合流筒（１６）との間の空間部であって前記吸気マニホールド（２０）に取り付けたことを特徴とするディーゼルエンジンとしたものである。 That is, in the first aspect of the invention, in a diesel engine having an EGR circuit that returns part of the exhaust gas to the intake side, the hole (20a) is formed in the intake manifold (20), and the hole (20a) is The intake manifold (20) is provided with an EGR reduction/junction pipe (16), and the EGR reduction/junction pipe (16) passes the air in the atmosphere. into the intake manifold (20), a hole (16a) is formed in the EGR reduction junction pipe (16), and the exhaust gas sent from the hole (20a) of the intake manifold (20) is The outlet (16b) of the exhaust gas passing through the hole (16a) formed in the EGR reduction/junction pipe (16) is passed through the EGR reduction/junction pipe (16). ) so that part of the exhaust gas and atmospheric air sent to the EGR reduction/junction pipe (16) are joined in the EGR reduction/junction pipe (16), and the exhaust gas is A part of it is sent from the exhaust manifold (17) through the EGR reduction cylinder (18) to the EGR reduction junction cylinder (16), and the EGR reduction cylinder (18) passes above the flywheel (13). A diesel engine characterized in that the common rail (1) for accumulating high-pressure fuel is attached to the intake manifold (20) in the space between the engine body and the EGR reduction junction pipe (16). It is what I did.

請求項２記載の発明では、前記フライホイール（１３）の上方であってエンジン側面に取り付けた第１ブラケット（２２）をエンジンのシリンダヘッド（２４）の上方に延長して構成し、排気ガス中の粒状化物質を除去するＤＰＦ（１４）を前記第１ブラケット（２２）で支持したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンとしたものである。 In the invention according to claim 2 , the first bracket (22) attached to the side surface of the engine above the flywheel (13) is configured to extend above the cylinder head (24) of the engine. 2. A diesel engine according to claim 1, characterized in that a DPF (14) for removing particulate matter is supported by said first bracket (22) .

本発明は上述のごとく構成したので、排気ガスの一部を吸気側に還元する配管の損傷を防止できる。また、高圧燃料を蓄圧するコモンレールは、エンジン本体とＥＧＲ還元合流筒との間の空間部を利用して取り付けたので、コンパクトな構成となる。
また、ＤＰＦのメンテナンスが容易となる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to prevent damage to the piping that returns part of the exhaust gas to the intake side. Further, since the common rail for accumulating the high-pressure fuel is installed using the space between the engine body and the EGR reduction junction cylinder, the structure is compact.
Also, maintenance of the DPF becomes easier.

蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図Overall configuration diagram of an accumulator fuel injection system エンジンの正面図front view of engine エンジンの右側面図right side view of engine エンジンの左側面図left side view of engine エンジンの背面図rear view of engine エンジンの平面図top view of engine エンジンのＥＧＲ還元合流筒周辺の斜視図Perspective view around the EGR reduction junction cylinder of the engine ＤＰＦの支持構成斜視図DPF support configuration perspective view ＤＰＦの支持構成斜視図DPF support configuration perspective view 吸気系と排気系の配管斜視図Piping perspective view of intake system and exhaust system

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings.

図１は、蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関に適用されるものであるが、ガソリン機関でもよい。そして、蓄圧式燃料噴射装置は、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられる圧力センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧して燃料制御弁４０で供給燃料の量を調整してコモンレール１に圧送する高圧ポンプ４と、燃料の供給量を検出する燃料センサ４１と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンＥのシリンダー５内に噴射する燃料噴射ノズル６と、前記高圧ポンプ４と燃料制御弁４０と燃料噴射ノズル６等の動作を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１００等から構成される。また、シリンダー５には燃料を通電によって加熱するグロープラグ３９が設けられ、ＥＣＵ１００でオン・オフを制御する。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of an accumulator fuel injection system. The accumulator fuel injection device is applied to, for example, a multi-cylinder diesel engine, but may be applied to a gasoline engine. The accumulator fuel injection system includes a common rail 1 that accumulates high-pressure fuel corresponding to the injection pressure, a pressure sensor 2 attached to the common rail 1, and a fuel control valve 40 that pressurizes the fuel drawn from the fuel tank 3 and pressurizes it. A high-pressure pump 4 that adjusts the amount of supplied fuel and pumps it to the common rail 1, a fuel sensor 41 that detects the amount of fuel supplied, and a fuel injection that injects the high-pressure fuel accumulated in the common rail 1 into the cylinder 5 of the engine E. It comprises a nozzle 6, an engine control unit (ECU) 100 for controlling the operation of the high-pressure pump 4, the fuel control valve 40, the fuel injection nozzle 6, and the like. Further, the cylinder 5 is provided with a glow plug 39 for heating the fuel by energization, and the ON/OFF of the glow plug 39 is controlled by the ECU 100 .

このように、コモンレール１は、エンジンＥの各シリンダー５へ噴射する燃料圧を要求された圧力とするものである。 Thus, the common rail 1 makes the fuel pressure injected into each cylinder 5 of the engine E the required pressure.

前記燃料タンク３内の燃料は吸入通路により燃料フィルター７を通してエンジンＥで駆動される高圧ポンプ４に吸入され、この高圧ポンプ４によって加圧され駆動負荷によってＥＣＵ１００で制御された燃料制御弁４０で供給量が調整された高圧燃料は燃料センサ４１で供給量が計測されて吐出通路８によりコモンレール１に導かれて蓄えられる。
コモンレール１内の高圧燃料は各高圧燃料供給通路９により気筒数分の燃料噴射ノズル６に供給され、ＥＣＵ１００からの指令に基づき、各シリンダーの燃料噴射ノズル６が作動して、高圧燃料がエンジンＥの各シルンダー５室内に噴射供給され、各燃料噴射ノズル６での余剰燃料（リターン燃料）は各リターン通路１０により共通リターン通路１０ａへ導かれ、このリターン通路１０ａによって燃料タンク３へ戻される。 The fuel in the fuel tank 3 is sucked into the high pressure pump 4 driven by the engine E through the fuel filter 7 through the intake passage, pressurized by the high pressure pump 4 and supplied by the fuel control valve 40 controlled by the ECU 100 according to the drive load. The amount of high-pressure fuel whose amount has been adjusted is measured by a fuel sensor 41, is guided to the common rail 1 through the discharge passage 8, and is stored.
The high-pressure fuel in the common rail 1 is supplied to the fuel injection nozzles 6 corresponding to the number of cylinders through each high-pressure fuel supply passage 9, and the fuel injection nozzles 6 of each cylinder are operated based on commands from the ECU 100, and the high-pressure fuel is supplied to the engine E. Excess fuel (return fuel) at each fuel injection nozzle 6 is guided by each return passage 10 to a common return passage 10a and returned to the fuel tank 3 by this return passage 10a.

また、コモンレール１内の燃料圧力（コモンレール圧）を制御するため高圧ポンプ４に圧力制御弁１１が設けられており、この圧力制御弁１１はＥＣＵ１００からのデューティ信号によって、高圧ポンプ４から燃料タンク３への余剰燃料のリターン通路１０の流路面積を調整してコモンレール圧を制御することができる。 A pressure control valve 11 is provided in the high pressure pump 4 to control the fuel pressure in the common rail 1 (common rail pressure). The common rail pressure can be controlled by adjusting the flow area of the return passage 10 for the excess fuel.

具体的には、エンジン運転条件に応じて目標コモンレール圧を設定し、レール圧力センサ２により検出されるコモンレール圧が目標コモンレール圧と一致するよう、圧力制御弁１１を介してコモンレール圧をフィードバック制御する構成としている。 Specifically, a target common rail pressure is set according to engine operating conditions, and the common rail pressure is feedback-controlled via the pressure control valve 11 so that the common rail pressure detected by the rail pressure sensor 2 matches the target common rail pressure. It is configured.

燃料制御弁４０は出力設定によって供給する燃料を制御するが、起動後のエンジン負荷が高い間は供給量を安定アイドリング時の供給量(例えば、２５ｍｇ／ｓｔ)よりも多くしている。 The fuel control valve 40 controls the amount of fuel to be supplied according to the output setting, and while the engine load is high after startup, the supply amount is made larger than the supply amount during stable idling (for example, 25 mg/st).

さらに、シリンダー５には、内部を暖めるグロープラグ３９を設けており、起動時の通電によって暖めるようにしている。 Further, the cylinder 5 is provided with a glow plug 39 for warming the inside, and is warmed by energization at the time of starting.

図２はエンジン（４サイクルディーゼルエンジン）の正面図、図３はエンジンの右側面図、図４はエンジンの左側面図、図５はエンジンの背面図、図６はエンジンの平面図を示している。図７は後述するＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６周辺の斜視図である。
符号１２は冷却ファン、符号１３はフライホイールである。
過給器ＴＢの吸気タービンにより過給された空気は、エアクリーナー矢印Ｆに沿ってエンジン上方の吸気筒１５を経由してＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６に送られる。吸入空気はＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６内で排気ガスの一部と合流する。
排気ガスは排気マニホールド１７から過給機ＴＢに送られるが、排気ガスの一部はＥＧＲ還元筒１８から前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６へ送られる。ＥＧＲ還元筒１８はフライホイール１３の上方を通過している。
また、過給機ＴＢからＥＧＲ還元筒１８へ送られない排気ガスは、排気筒１９からディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）１４へ送られ、その後マフラーから大気中に放出される。ＤＰＦ１４は粒状化物質（ＰＭ）を捕集するためのものであり、ＤＰＦ１４内に粒状化物質（ＰＭ）が所定量以上堆積すると、吸気を絞ったりポスト噴射を行って粒状化物質（ＰＭ）を焼き飛ばす再生を行う必要がある。
前記コモンレール１は吸気マニホールド２０に対してボルト２１ａとボルト２１ｂで取り付ける構成としている。これにより、コモンレール１の取付場所を確保できて、狭いスペースを有効利用できる。また、前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６とエンジン本体との間に空間部にコモンレール１を配置しているので、コンパクトな構成となる。
図８と図９はＤＰＦ１４の支持構成を示している。フライホイール１３の上方であってエンジン本体に第１ブラケット２２を取り付け、このブラケット２２をエンジンのシリンダヘッド２４よりも上方に延長してＤＰＦ１４を支持する構成としている。また、シリンダヘッド２４の上方に第２ブラケット２３を設けてＤＰＦ１４を支持する構成としている。第２ブラケット２３の一方側はピン２３ａで支持され、第２ブラケット２３の他方側は第２ブラケット２３自体をエンジン本体に取り付ける構成としている。第２ブラケット２３に支持フランジ２４ａと２４ｂでＤＰＦ１４を支持する構成としている。
これにより、ＤＰＦ１４はエンジンの上方に配置されているためメンテナンスが容易となる。また、ＤＰＦ１４を安定して支持可能となる。
図１０は前記ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６の断面を示している。吸入空気は矢印２５の流れでＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６から吸気マニホールド２０内に流れる構成としている。排気ガスの一部は、ＥＧＲ還元筒１８から吸気マニホールド２０に形成された孔部２０ａとＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６に形成された孔部１６ａを経由して出口部１６ｂから出ることで、ＥＧＲ（排気再循環装置）還元合流筒１６内で吸入空気を合流する構成としている。
これにより、エンジン本体の側面からＥＧＲ回路の配管を無くすことができるので、ＥＧＲ回路の配管の損傷を防止でき、簡素な構成となる。また、部品点数も少なくなりコストダウンとなる。
トラクターやコンバイン等の農作業機を始めその他の作業車両にも利用可能である。 2 is a front view of the engine (4-cycle diesel engine), FIG. 3 is a right side view of the engine, FIG. 4 is a left side view of the engine, FIG. 5 is a rear view of the engine, and FIG. 6 is a plan view of the engine. there is FIG. 7 is a perspective view of the periphery of an EGR (exhaust gas recirculation device) reduction/merging pipe 16, which will be described later.
Reference numeral 12 is a cooling fan, and reference numeral 13 is a flywheel.
Air supercharged by an intake turbine of a supercharger TB is sent along an air cleaner arrow F through an intake cylinder 15 above the engine to an EGR (exhaust gas recirculation device) reduction/merging pipe 16 . The intake air joins with part of the exhaust gas in an EGR (exhaust gas recirculation device) reducing and joining pipe 16 .
Exhaust gas is sent from the exhaust manifold 17 to the turbocharger TB, and a part of the exhaust gas is sent from the EGR reduction cylinder 18 to the EGR (exhaust gas recirculation device) reduction junction cylinder 16 . The EGR reduction cylinder 18 passes above the flywheel 13 .
Exhaust gas that is not sent from the turbocharger TB to the EGR reduction cylinder 18 is sent from the exhaust cylinder 19 to a diesel particulate filter (DPF) 14 and then released into the atmosphere from the muffler. The DPF 14 is for collecting particulate matter (PM). When a predetermined amount or more of particulate matter (PM) accumulates in the DPF 14, the intake air is throttled or post-injection is performed to remove the particulate matter (PM). It is necessary to perform burn-out regeneration.
The common rail 1 is attached to the intake manifold 20 with bolts 21a and 21b. As a result, a mounting place for the common rail 1 can be secured, and a narrow space can be effectively used. In addition, since the common rail 1 is arranged in the space between the EGR (exhaust gas recirculation device) reducing/merging pipe 16 and the engine body, the structure is compact.
8 and 9 show the support structure of the DPF 14. FIG. A first bracket 22 is attached to the engine body above the flywheel 13 , and the bracket 22 extends above the cylinder head 24 of the engine to support the DPF 14 . A second bracket 23 is provided above the cylinder head 24 to support the DPF 14 . One side of the second bracket 23 is supported by a pin 23a, and the other side of the second bracket 23 is configured to attach the second bracket 23 itself to the engine body. The DPF 14 is supported on the second bracket 23 by support flanges 24a and 24b.
Since the DPF 14 is arranged above the engine, maintenance is facilitated. Also, the DPF 14 can be stably supported.
FIG. 10 shows a cross section of the EGR (exhaust gas recirculation device) reduction/merging pipe 16 . Intake air is configured to flow from an EGR (exhaust gas recirculation device) reduction/merging pipe 16 into an intake manifold 20 in a flow indicated by an arrow 25 . Part of the exhaust gas passes from the EGR reduction cylinder 18 through a hole 20a formed in the intake manifold 20 and a hole 16a formed in the EGR (exhaust gas recirculation device) reduction and junction cylinder 16, and exits from an outlet 16b. In this way, the intake air is joined in the EGR (exhaust gas recirculation device) reduction and joining pipe 16 .
As a result, the piping of the EGR circuit can be removed from the side surface of the engine body, so that the piping of the EGR circuit can be prevented from being damaged, resulting in a simple configuration. Also, the number of parts is reduced, resulting in cost reduction.
It can also be used for other working vehicles, including agricultural machinery such as tractors and combines.

１コモンレール
１３フライホイール
１４ＤＰＦ
１６ＥＧＲ還元合流筒
１６ａＥＧＲ還元合流筒の孔部
１６ｂ排気ガスの出口部
１７排気マニホールド
１８ＥＧＲ還元筒
２０吸気マニホールド
２０ａ吸気マニホールドの孔部
２２第１ブラケット
２４シリンダヘッド 1 common rail
13 flywheel
14 DPF
16 EGR reduction junction pipe 16a EGR reduction junction pipe hole 16b Exhaust gas outlet
17 exhaust manifold
18 EGR reduction cylinder
20 intake manifold 20a intake manifold hole
22 first bracket
24 cylinder head

Claims

排気ガスの一部を吸気側へ還元するＥＧＲ回路を有するディーゼルエンジンにおいて、吸気マニホールド（２０）に孔部（２０ａ）を形成し、該孔部（２０ａ）内に吸気側へ還元する排気ガスの一部を通過させるように構成し、前記吸気マニホールド（２０）にＥＧＲ還元合流筒（１６）を設け、該ＥＧＲ還元合流筒（１６）から大気中の空気を吸気マニホールド（２０）内に送る構成とし、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）に孔部（１６ａ）を形成し、前記吸気マニホールド（２０）の孔部（２０ａ）から送られてくる排気ガスをＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成した孔部（１６ａ）を通過させ、ＥＧＲ還元合流筒（１６）の孔部（１６ａ）を通過する排気ガスの出口部（１６ｂ）をＥＧＲ還元合流筒（１６）に形成し、前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）内で、前記排気ガスの一部とＥＧＲ還元合流筒（１６）に送られてくる大気中の空気を合流させるように構成し、排気ガスの一部は排気マニホールド（１７）からＥＧＲ還元筒（１８）を通過して前記ＥＧＲ還元合流筒（１６）へ送られる構成とし、前記ＥＧＲ還元筒（１８）はフライホイール（１３）の上方を通過させる構成とし、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（１）はエンジン本体とＥＧＲ還元合流筒（１６）との間の空間部であって前記吸気マニホールド（２０）に取り付けたことを特徴とするディーゼルエンジン。 In a diesel engine having an EGR circuit that returns part of the exhaust gas to the intake side, a hole (20a) is formed in the intake manifold (20), and the exhaust gas to be returned to the intake side is formed in the hole (20a). An EGR reduction junction pipe (16) is provided in the intake manifold (20), and air in the atmosphere is sent into the intake manifold (20) from the EGR reduction junction pipe (16). A hole (16a) is formed in the EGR reduction junction pipe (16), and the exhaust gas sent from the hole (20a) of the intake manifold (20) is formed in the EGR reduction junction pipe (16). An outlet (16b) for the exhaust gas passing through the hole (16a) and passing through the hole (16a) of the EGR reduction/merging pipe (16) is formed in the EGR reduction/merging pipe (16), and the EGR reduction/merging pipe is formed. In (16), a part of the exhaust gas and the air in the atmosphere sent to the EGR reduction junction pipe (16) are combined, and a part of the exhaust gas is transferred from the exhaust manifold (17) to the EGR The EGR reduction cylinder (18) is configured to pass through the reduction cylinder (18) and is sent to the EGR reduction junction cylinder (16), and the EGR reduction cylinder (18) is configured to pass above the flywheel (13). (1) is a diesel engine, wherein the space between the engine body and the EGR reduction/merging pipe (16) is attached to the intake manifold (20).

前記フライホイール（１３）の上方であってエンジン側面に取り付けた第１ブラケット（２２）をエンジンのシリンダヘッド（２４）の上方に延長して構成し、排気ガス中の粒状化物質を除去するＤＰＦ（１４）を前記第１ブラケット（２２）で支持したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジン。 A first bracket (22) attached to the side of the engine above the flywheel (13) extends above the cylinder head (24) of the engine to remove particulate matter in the exhaust gas. 2. Diesel engine according to claim 1, characterized in that (14) is supported by said first bracket (22) .