[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2005054778A - Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine - Google Patents

Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine Download PDF

Info

Publication number
JP2005054778A
JP2005054778A JP2004215804A JP2004215804A JP2005054778A JP 2005054778 A JP2005054778 A JP 2005054778A JP 2004215804 A JP2004215804 A JP 2004215804A JP 2004215804 A JP2004215804 A JP 2004215804A JP 2005054778 A JP2005054778 A JP 2005054778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
egr
cylindrical
port
case
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
JP2004215804A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005054778A5 (en
Inventor
Akio Ishida
明男 石田
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP2004215804A priority Critical patent/JP2005054778A/en
Publication of JP2005054778A publication Critical patent/JP2005054778A/en
Publication of JP2005054778A5 publication Critical patent/JP2005054778A5/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
    • F02M26/40Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with timing means in the recirculation passage, e.g. cyclically operating valves or regenerators; with arrangements involving pressure pulsations
    • 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
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • 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
    • F02M26/37Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with temporary storage of recirculated exhaust gas
    • 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
    • F02M26/38Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in parallel
    • 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
    • F02M26/45Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • 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
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • 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
    • F02M26/22Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23Layout, e.g. schematics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce NOx in a multiple cylinder supercharged engine due to increase of an EGR ratio in an operation state where a rotary type EGR valve is opened at timing of transmission of peak pressure of exhaust pulsation pressure to set supply boost pressure to be higher than exhaust gas pressure. <P>SOLUTION: An EGR gas inlet 31 to an EGR gas passage 32 is provided in an exhaust pipe 24 between an exhaust manifold collected part 23 of this multiple cylinder supercharged engine 70 and an exhaust gas inlet 26 of a supercharger. A rotary type EGR valve 100 is disposed on the EGR gas passage 32. The rotary type EGR valve 100 is driven to rotate by a crankshaft 51. It is controlled to open at timing when peak pressure of exhaust pulsation pressure is transmitted in engine operation conditions that are varied depending on a rotation phase changeable device 57. The EGR ratio can thus be increased in a wide operation range of the multiple cylinder supercharged engine. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は過給機を備えた多気筒エンジンの排気ガス再循環装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for a multi-cylinder engine equipped with a supercharger.

ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中には人体に有害なNOxが含有されている。エンジンから排出されるNOxを減少させる手段の一つとして、従来から排気ガスの一部を排気通路の途中から取り出して再びエンジンの吸気管に戻して吸入空気混合させる排気ガス再循環(Exhaust Gas Re-circulation)(以下EGRという)が採用されている。この排気通路の途中から分流して取り出した排気ガスであるEGRガスを吸入空気に混合してエンジンに吸気として吸入させることにより、燃焼室内の混合気の不活性ガス(N、CO、HO等)の割合が増加し、燃焼温度が下がることのよってNOxの発生を抑えることができる。このEGRを円滑に行わせるためには排気通路の圧力が吸気管の圧力より高圧であることが必要となる。無過給エンジンではこの条件は満たされるため、エンジンの全運転領域でのEGRが可能である。
しかし、ターボ過給エンジンの高負荷の運転条件においては排気タービン入口の排気通路から分流した排気ガスはEGR管を経由して給気ブロア下流のブースト圧力の高いエンジン入口の吸気管に還流される状態となる。このような排気ガス圧力よりも給気ブースト圧力が高くなる特定のエンジンの運転条件では、排気ガスが吸気に還流できず、EGRが不可となる状態となる場合がある。このような排気ガスの平均圧力よりも給気ブースト平均圧力が高くなる特定のエンジンの運転条件においてもエンジン運転時の排気脈動の高圧の排気脈動圧力は給気ブースト圧力よりも高い現象があり、この高圧の排気脈動圧力を利用してEGRを可能とすることが行われている。かかる技術に関連する資料としては特許文献1、特許文献2および特許文献3が公知である。
The exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine contains NOx harmful to the human body. As one of the means for reducing NOx exhausted from the engine, exhaust gas recirculation (Exhaust Gas Re) in which a part of the exhaust gas is conventionally taken out from the middle of the exhaust passage and returned to the intake pipe of the engine to mix the intake air. -circulation) (hereinafter referred to as EGR). By mixing EGR gas, which is exhaust gas separated and extracted from the middle of the exhaust passage, into intake air and sucked into the engine as intake air, the inert gas (N 2 , CO 2 , H 2) 2 O) and the like, and the combustion temperature decreases, so that the generation of NOx can be suppressed. In order to perform this EGR smoothly, the pressure in the exhaust passage needs to be higher than the pressure in the intake pipe. Since this condition is satisfied in the non-supercharged engine, EGR is possible in the entire operation region of the engine.
However, under high-load operating conditions of the turbocharged engine, the exhaust gas diverted from the exhaust passage at the inlet of the exhaust turbine is recirculated to the intake pipe of the engine inlet having a high boost pressure downstream of the supply air blower via the EGR pipe. It becomes a state. Under certain engine operating conditions in which the boost boost pressure is higher than the exhaust gas pressure, the exhaust gas may not recirculate to the intake air, and EGR may become impossible. There is a phenomenon that the exhaust pulsation pressure of the exhaust pulsation during engine operation is higher than the supply boost pressure even under specific engine operating conditions in which the supply boost average pressure is higher than the average exhaust gas pressure. EGR is made possible by utilizing this high exhaust pulsation pressure. Patent documents 1, 2, and 3 are known as materials related to this technology.

特許文献1および特許文献2記載の技術は、EGRガス通路と吸気管の連結部位にリードバルブを設け、このリードバルブがエンジンの排気行程により生じる高圧の排気脈動圧力がブースト圧力よりも高い状態の時にリードバルブが排気脈動の高圧ピークの圧力によって開放されることにより排気ガスが吸気に還流され、EGRが行われるようにしたものである。これにより排気ガス通路の排気ガス平均圧力よりも吸気管の給気ブースト平均圧力が高くなる特定のエンジンの運転条件においてもEGRが可能となるようにしたことである。 In the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a reed valve is provided at a connection portion between the EGR gas passage and the intake pipe, and the high pressure exhaust pulsation pressure generated by the exhaust stroke of the engine is higher than the boost pressure. Sometimes, the reed valve is opened by the pressure of the high pressure peak of the exhaust pulsation, so that the exhaust gas is recirculated to the intake air and EGR is performed. As a result, EGR is possible even under specific engine operating conditions in which the intake boost average pressure in the intake pipe is higher than the average exhaust gas pressure in the exhaust gas passage.

特許文献3に記載の技術は、ターボ過給機を備えた多気筒エンジンの各気筒の排気ポートに接続する排気マニホールドの分岐管部のそれぞれにロータリー弁を設け、このロータリー弁は排気脈動が生じるタイミングで周期的に開弁して給気ブースト圧力よりも高い排気脈動圧力の排気ガスをEGRガス通路に導き、排気ガスが吸気に還流されるようにしたものである。このロータリー弁は、クランクシャフトからの回転駆動により常時回転し、排気脈動の高圧ピークと同期して開弁する構造となっている。これにより排気ガスの平均圧力よりも給気ブースト平均圧力が高くなる特定のエンジンの運転条件においてもEGRが可能となるようにしたことである。
実開平6−40343 特開平9−137754 特開平8−338322
In the technique described in Patent Document 3, a rotary valve is provided in each branch pipe portion of an exhaust manifold connected to an exhaust port of each cylinder of a multi-cylinder engine equipped with a turbocharger, and exhaust pulsation occurs in the rotary valve. The valve is periodically opened at the timing, and the exhaust gas having an exhaust pulsation pressure higher than the supply boost pressure is led to the EGR gas passage so that the exhaust gas is recirculated to the intake air. This rotary valve is configured to always rotate by rotational driving from a crankshaft and to open in synchronization with a high pressure peak of exhaust pulsation. As a result, EGR is made possible even under specific engine operating conditions in which the supply boost average pressure is higher than the average exhaust gas pressure.
6-40343 JP-A-9-137754 JP-A-8-338322

しかしながら、上記特許文献1および上記特許文献2のものにあっては、EGRガス通路と吸気管の連結部位に設けたリードバルブはエンジンの排気行程により生じる排気脈動圧力の高いピーク圧力によりリードバルブのバネ力とブースト圧力に抗して押し上げられて開弁され、排気脈動圧力が低圧の波形になった時にリードバルブのバネ力とブースト圧力により閉弁される構造である。このように排気脈動圧力の高いピーク圧力のエネルギーの一部はリードバルブのバネ力に抗してリードバルブを押し上げて開弁するため消費されるため、EGRガスの還流は残りの排気脈動圧力の圧力エネルギーにより行われることになる。このようにEGR弁にリードバルブを用いた場合にはEGRガス流れの圧力損失が大きくなるため、大量の排気ガスを還流し、EGR率の増大による大幅なNOxの低減を得ることができないことが問題となっている。 However, in the above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2, the reed valve provided at the connection portion between the EGR gas passage and the intake pipe has a high peak pressure of the exhaust pulsation pressure generated by the exhaust stroke of the engine. The valve is pushed up against the spring force and boost pressure to open, and is closed by the spring force and boost pressure of the reed valve when the exhaust pulsation pressure has a low-pressure waveform. In this way, a part of the energy of the peak pressure with a high exhaust pulsation pressure is consumed because the reed valve is pushed up and opened against the spring force of the reed valve, so the recirculation of the EGR gas is caused by the remaining exhaust pulsation pressure. It will be done by pressure energy. Thus, when the reed valve is used for the EGR valve, the pressure loss of the EGR gas flow becomes large, so that a large amount of exhaust gas is recirculated, and a significant NOx reduction due to an increase in the EGR rate cannot be obtained. It is a problem.

また、リードバルブが排気脈動に追従して開閉させ、且つリードバルブの耐久性を向上させるためにはリードバルブ本体の剛性を増大し、バネ力を増大する必要があり、その場合には更にEGRガス流れの圧力損失が大きくなるため、EGR率が低下することになり、EGR装置としての十分な機能が果たせなる不具合が生じる。
また、排気ガスの還流を制御するリードバルブはEGRガス通路と吸気管の連結部位に配置されているため、排気脈動がEGRガス通路を圧力伝播する間に減衰し、排気脈動圧力の高いピーク圧力のエネルギーが低下することもEGR率の低下を引き起こす不具合がある。
In addition, in order for the reed valve to open and close following the exhaust pulsation and to improve the durability of the reed valve, it is necessary to increase the rigidity of the reed valve body and increase the spring force. Since the pressure loss of the gas flow increases, the EGR rate decreases, and a problem that a sufficient function as the EGR device can be performed occurs.
In addition, since the reed valve that controls the exhaust gas recirculation is disposed at the connection portion of the EGR gas passage and the intake pipe, the exhaust pulsation is attenuated while propagating through the EGR gas passage, and the peak pressure of the exhaust pulsation pressure is high. Decreasing the energy also causes a problem that causes a decrease in the EGR rate.

上記特許文献3のものにあっては、多気筒エンジンの各気筒の排気ポートに接続する排気マニホールドの分岐管部のそれぞれに排気ガスの還流を制御するロータリー式EGR弁を設けたものである。各気筒の排気脈動圧力の高いピーク圧力により排気ガスを吸気に還流させるために気筒毎にロータリー式EGR弁を配設し、所定のタイミングで開閉する構造である。このように記特許文献3では気筒毎にロータリー式EGR弁を配設しているため、気筒数と同数のロータリーEGR弁が必要となるため、エンジンのコスト増加となり、実用上、問題である。また、これら気筒毎に設けたロータリー式EGR弁は所定のタイミングで開閉させる必要があるため、エンジンの排気マニホールドの分岐管部に設けた各ロータリー式EGR弁を円滑に駆動させるためには構成部品には高い剛性と精度の部品で構成する必要があり、その構造が複雑なものとなる。そのため上記特許文献3のものにあっては極めてコストの高いものとなる問題がある。 In the thing of the said patent document 3, the rotary EGR valve which controls the recirculation | reflux of exhaust gas is provided in each of the branch pipe part of the exhaust manifold connected to the exhaust port of each cylinder of a multicylinder engine. In order to recirculate the exhaust gas to the intake air by the peak pressure with a high exhaust pulsation pressure of each cylinder, a rotary EGR valve is provided for each cylinder and opens and closes at a predetermined timing. As described above, in Patent Document 3, since the rotary EGR valve is provided for each cylinder, the same number of rotary EGR valves as the number of cylinders is required. This increases the cost of the engine, which is a problem in practice. Further, since the rotary EGR valve provided for each cylinder needs to be opened and closed at a predetermined timing, it is a component for smoothly driving each rotary EGR valve provided in the branch pipe portion of the exhaust manifold of the engine. Needs to be composed of parts with high rigidity and accuracy, and the structure becomes complicated. Therefore, the thing of the said patent document 3 has a problem which becomes very expensive.

本発明は上記問題に鑑みて案出されたものであり、排気ガスの一部を吸気に還流させるEGRガス通路とロータリー式EGR弁を有し、複数の気筒から排出された排気ガスが排気マニホールド集合部で合流させて過給機に流入させるように構成された多気筒過給エンジンにおいて、排気マニホールド集合部と過給機の排出ガス入口の間にEGRガス通路のEGRガス取入口を設け,上記EGRガス取入口の近傍又は上記EGRガス通路の途中にロータリー式EGR弁を配設し,各気筒の排気脈動圧力の高いピーク圧力がこのロータリー式EGR弁に伝播するタイミングでロータリー式EGR弁を開弁し、排気ガスを吸気に還流させるようにすることにより、複数の気筒から伝播した排気脈動圧力の高いピーク圧力を一つのロータリー式EGR弁の作動によりコンパクトで効果的に排気ガスを吸気に還流させることを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above problems, and has an EGR gas passage for recirculating a part of exhaust gas to intake air and a rotary EGR valve, and exhaust gas discharged from a plurality of cylinders is exhaust manifold. In the multi-cylinder supercharged engine configured to join at the collecting portion and flow into the supercharger, an EGR gas inlet of the EGR gas passage is provided between the exhaust manifold collecting portion and the exhaust gas inlet of the supercharger, A rotary EGR valve is disposed in the vicinity of the EGR gas inlet or in the middle of the EGR gas passage, and the rotary EGR valve is turned on when the peak pressure of the exhaust pulsation pressure of each cylinder propagates to the rotary EGR valve. By opening the valve so that the exhaust gas is recirculated to the intake air, the peak pressure of the exhaust pulsation pressure propagated from a plurality of cylinders is reduced to one rotary EGR. And an object thereof to reflux effectively exhaust gases in compact air by the operation.

本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成を採用することとした。すなわち、請求項1記載の発明に係る多気筒過給エンジンのEGR装置は、多気筒エンジンの排気マニホールド集合部と過給機の排出ガス入口の間の排気管にEGRガス通路のEGRガス取入口を設け,上記排気管または上記EGRガス通路にロータリー式EGR弁を配設し,上記多気筒エンジンの排気行程で生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力が上記ロータリー式EGR弁に伝播するタイミングで上記ロータリー式EGR弁を開弁させて排気ガスの一部を吸気管に還流させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration. In other words, the EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to the first aspect of the present invention includes an EGR gas inlet in the EGR gas passage in the exhaust pipe between the exhaust manifold assembly of the multi-cylinder engine and the exhaust gas inlet of the supercharger. A rotary EGR valve is provided in the exhaust pipe or the EGR gas passage, and the peak pressure of the exhaust pulsation pressure generated in the exhaust stroke of the multi-cylinder engine is transmitted to the rotary EGR valve at the timing The rotary EGR valve is opened to recirculate part of the exhaust gas to the intake pipe.

この請求項1記載の発明では多気筒過給エンジンの複数の気筒から排出された排気ガスは各気筒の排気ポートと接続された排気マニホールド分岐管部を経て排気マニホールド集合部で合流させた後、過給機に流入される。排気マニホールド集合部と過給機の排出ガス入口の間にEGRガス通路のEGRガス取入口を設け,このEGRガス通路にロータリー式EGR弁を配設する。または排気マニホールド集合部と過給機の排出ガス入口の間の排気管に直接、ロータリー式EGR弁を配設する。排気マニホールド集合部に合流される排気ガスの流れには排気ガスを合流せる各気筒の排気行程で生じた排気脈動が伝播し、排気マニホールド集合部からEGRガス通路のEGRガス取入口からEGRガス通路にも排気脈動が伝播し、ロータリー式EGR弁の入口に伝播する。ロータリー式EGR弁の入口に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミングに同期してロータリー式EGR弁を開弁させることにより、排気ガスの一部が吸気に還流させるようにしたものである。このときロータリー式EGR弁の入口の排気圧力が給気ブースト圧力よりも高い期間、ロータリー式EGR弁を開弁させるようにして、エンジン燃焼のNOx制御に必要な排気ガスを吸気管の還流させるEGRガスのガス量を確保できるようにする。なお、ロータリー式EGR弁はEGRガス取入口の近傍に配設することが最も望ましいが、EGRガス通路の途中にあっても良い。 In the first aspect of the present invention, after exhaust gas discharged from a plurality of cylinders of a multi-cylinder supercharged engine is merged at an exhaust manifold collecting section through an exhaust manifold branch pipe connected to an exhaust port of each cylinder, Into the turbocharger. An EGR gas intake port of the EGR gas passage is provided between the exhaust manifold collecting portion and the exhaust gas inlet port of the supercharger, and a rotary EGR valve is provided in the EGR gas passage. Alternatively, a rotary EGR valve is arranged directly in the exhaust pipe between the exhaust manifold collecting portion and the exhaust gas inlet of the supercharger. The exhaust pulsation generated in the exhaust stroke of each cylinder that joins the exhaust gas propagates to the flow of the exhaust gas that joins the exhaust manifold collecting portion, and the EGR gas passage from the EGR gas inlet of the EGR gas passage extends from the exhaust manifold collecting portion. The exhaust pulsation also propagates to the inlet of the rotary EGR valve. A part of the exhaust gas is recirculated to the intake air by opening the rotary EGR valve in synchronism with the timing when the peak pressure with high exhaust pulsation propagates to the inlet of the rotary EGR valve. At this time, the EGR valve is opened during a period when the exhaust pressure at the inlet of the rotary EGR valve is higher than the supply boost pressure, and the exhaust gas required for NOx control of engine combustion is recirculated through the intake pipe. The amount of gas can be secured. The rotary EGR valve is most preferably disposed in the vicinity of the EGR gas inlet, but may be in the middle of the EGR gas passage.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の多気筒過給エンジンのEGR装置に係り、上記ロータリー式EGR弁は、円筒ケースと上記円筒ケースの内部に回転可能に嵌合した円筒弁から構成され,上記円筒弁は上記多気筒エンジンのクランク軸により回転駆動され、上記円筒ケースの円筒面には円筒ケース第1ポートが配設され,上記円筒弁の円筒面には上記円筒弁の回転周方向に回転中心空間部に貫通した複数の円筒弁ポートが配設され,上記円筒ケースには上記円筒弁の何れの回転角度位置においても上記円筒弁の回転中心空間部と常に連通させるようにした円筒ケース第2ポートが配設され、上記円筒ケースに上記円筒弁を組み込んだ状態では上記円筒弁の回転により上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁ポートが順次、係合して上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁ポートが連通するように配設しており、上記円筒弁の回転により上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁の上記回転中心空間部が連通する毎に上記ロータリー式EGR弁が開弁し、上記ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが上記円筒ケース第1ポートから流入する場合は上記円筒ケース第2ポートからから流出し、逆にEGRガスが上記円筒ケース第2ポートから流入する場合は上記円筒ケース第1ポートから流出するようした円筒弁型ロータリー式EGR弁であることを特徴とする特徴とする。 The invention according to claim 2 relates to the EGR device of the multi-cylinder supercharged engine according to claim 1, wherein the rotary EGR valve is composed of a cylindrical case and a cylindrical valve rotatably fitted in the cylindrical case. The cylindrical valve is rotationally driven by a crankshaft of the multi-cylinder engine, a cylindrical case first port is disposed on the cylindrical surface of the cylindrical case, and the cylindrical surface of the cylindrical valve has a rotational periphery of the cylindrical valve. A plurality of cylindrical valve ports penetrating the rotation center space in the direction are disposed, and the cylindrical case is always in communication with the rotation center space of the cylindrical valve at any rotation angle position of the cylinder valve. In the state where the cylindrical case second port is disposed and the cylindrical valve is incorporated in the cylindrical case, the cylindrical case first port and the cylindrical valve port are sequentially engaged by the rotation of the cylindrical valve, and the cylindrical valve is engaged. The cylinder case first port and the cylindrical valve port are arranged so as to communicate with each other, and every time the cylindrical case first port communicates with the rotation center space of the cylindrical valve by the rotation of the cylindrical valve, the rotary When the rotary EGR valve is opened, EGR gas flows out from the cylindrical case second port when the rotary EGR valve opens, and conversely, EGR gas flows out of the cylindrical case. When flowing from the second port, it is a cylindrical valve type rotary EGR valve that flows out from the first port of the cylindrical case.

この請求項2記載の発明では、ロータリー式EGR弁は円筒ケースと上記円筒ケース内で回転可能に機密性を有して嵌合した円筒弁から構成され、円筒弁は上記多気筒エンジンにより回転駆動される。円筒ケースの円筒面にはEGRガスが流入または流出する円筒ケース第1ポートが配設され、円筒ケースの円筒面と直交する円筒端面の何れか一方の端面にはEGRガスが流入または流出する円筒ケース第2ポートが配設されている。そのためロータリー式EGR弁のEGRガス取入口が円筒ケース第1ポートと連通する場合にはロータリー式EGR弁のEGRガス出口と円筒ケース第2ポートは連通しており、ロータリー式EGR弁のEGRガス取入口が円筒ケース第2ポートと連通する場合にはロータリー式EGR弁のEGRガス出口と円筒ケース第1ポートは連通する構造である。 According to the second aspect of the present invention, the rotary EGR valve is composed of a cylindrical case and a cylindrical valve fitted in a confidential manner so as to be rotatable within the cylindrical case, and the cylindrical valve is driven to rotate by the multi-cylinder engine. Is done. A cylindrical case first port through which EGR gas flows in or out is disposed on the cylindrical surface of the cylindrical case, and a cylinder through which EGR gas flows in or out of any one of the cylindrical end surfaces orthogonal to the cylindrical surface of the cylindrical case. A case second port is provided. Therefore, when the EGR gas inlet of the rotary EGR valve communicates with the cylindrical case first port, the EGR gas outlet of the rotary EGR valve and the cylindrical case second port communicate with each other, and the EGR gas intake of the rotary EGR valve When the inlet communicates with the cylindrical case second port, the EGR gas outlet of the rotary EGR valve and the cylindrical case first port communicate with each other.

また,円筒弁の円筒面には回転周方向に円筒弁の回転中心空間部に貫通した複数の円筒弁ポートが配設されている。また、上記円筒ケースに上記円筒弁を組み込んだ状態では、円筒ケース第2ポートは円筒弁の何れの回転角度位置においても上記円筒弁の回転中心空間部と常に連通する構造とし、上記円筒弁の回転により上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁ポートが順次、係合して円筒ケース第1ポートと円筒弁ポートが連通するように配設されている。そして円筒ケース内で円筒弁が回転し、円筒ケース第1ポートと円筒弁ポートが係合して円筒ケース第1ポートと円筒弁の中心部空間とが連通した時に円筒ケース第1ポートと円筒ケース第2ポートが連通した状態となり、ロータリー式EGR弁は開弁した状態となる。円筒ケース内で円筒弁が回転し、円筒ケース第1ポートと円筒弁ポートの係合が逸れた状態ではロータリー式EGR弁は閉弁した状態となる。円筒弁の回転により円筒ケース第1ポートと円筒弁の回転中心空間部が連通する毎に上記ロータリー式EGR弁が開弁する。ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが上記円筒ケース第1ポートから流入する場合は上記円筒ケース第2ポートからから流出し、逆にEGRガスが上記円筒ケース第2ポートから流入する場合は上記円筒ケース第1ポートから流出する構造となっている。また円筒弁型ロータリー式EGR弁の円筒弁に配設する円筒弁ポートの数はエンジンの気筒数や機関サイクルの仕様、クランク軸の回転速度に対する円筒弁の回転速度の比率等により異なる。 In addition, a plurality of cylindrical valve ports penetrating the rotation center space of the cylindrical valve in the circumferential direction of rotation are disposed on the cylindrical surface of the cylindrical valve. In the state where the cylindrical valve is incorporated in the cylindrical case, the cylindrical case second port is configured to always communicate with the rotation center space of the cylindrical valve at any rotational angle position of the cylindrical valve. The cylindrical case first port and the cylindrical valve port are sequentially engaged with each other by rotation so that the cylindrical case first port and the cylindrical valve port communicate with each other. When the cylindrical valve rotates in the cylindrical case, the cylindrical case first port and the cylindrical valve port are engaged, and the cylindrical case first port and the central space of the cylindrical valve communicate with each other. The second port is in a communicating state, and the rotary EGR valve is opened. When the cylindrical valve rotates within the cylindrical case and the engagement between the cylindrical case first port and the cylindrical valve port is deviated, the rotary EGR valve is closed. The rotary EGR valve is opened each time the cylindrical case first port communicates with the rotation center space of the cylindrical valve by the rotation of the cylindrical valve. When the rotary EGR valve is opened, if EGR gas flows in from the cylindrical case first port, it flows out from the cylindrical case second port, and conversely, if EGR gas flows in from the cylindrical case second port, It is structured to flow out from the cylindrical case first port. The number of cylindrical valve ports arranged in the cylindrical valve of the cylindrical valve type rotary EGR valve varies depending on the number of cylinders of the engine, the specifications of the engine cycle, the ratio of the rotational speed of the cylindrical valve to the rotational speed of the crankshaft, and the like.

例えば1台の過給機を備えた4サイクル4気筒エンジンの場合、ロータリー式EGR弁が1個の円筒ケース第1ポートを持ち、クランクシャフトの2分の1の回転数で回転駆動される時には、エンジンの1サイクル運転中に排気行程が4回となるため、4回の排気脈動圧力の高いピーク圧力が生じるため、1サイクルで1回転する円筒弁には円筒面に4個の円筒弁ポートが配設する。また、例えば、2台の過給機を備えた4サイクル6気筒エンジンで2つの気筒群に分け、2つの気筒群では等間隔着火とし、2つの気筒群には気筒群毎に独立し1個の円筒弁型ロータリー式EGR弁を配設し、各円筒弁型ロータリー式EGR弁には1個の円筒ケース第1ポートとクランクシャフトの2分の1の回転数で回転駆動される円筒弁を備え、2つの気筒群毎に独立した吸気、排気およびEGRガスの流れ回路とした場合には、エンジンの1サイクル運転中の各気筒群の排気行程が3回となるため、3回の排気脈動圧力の高いピーク圧力が生じるため、エンジンの1サイクルで1回転する円筒弁には円筒面に3個の円筒弁ポートを配設する。 For example, in the case of a four-cycle four-cylinder engine equipped with one turbocharger, when the rotary EGR valve has one cylindrical case first port and is driven to rotate at half the rotational speed of the crankshaft. Since the exhaust stroke is 4 times during one cycle operation of the engine, a peak pressure with high exhaust pulsation pressure is generated four times. Therefore, the cylindrical valve that rotates once in one cycle has four cylindrical valve ports on the cylindrical surface. Is disposed. Also, for example, a 4-cycle 6-cylinder engine equipped with two turbochargers is divided into two cylinder groups, and the two cylinder groups are ignited at equal intervals, and each of the two cylinder groups has one independent cylinder group. The cylindrical valve type rotary EGR valve is arranged, and each cylindrical valve type rotary EGR valve is provided with a cylindrical valve which is driven to rotate at a half rotation number of one cylindrical case first port and a crankshaft. In addition, when an independent intake, exhaust, and EGR gas flow circuit is provided for each of the two cylinder groups, the exhaust stroke of each cylinder group during one-cycle operation of the engine is three times, so three exhaust pulsations Since a high peak pressure is generated, three cylindrical valve ports are provided on the cylindrical surface of the cylindrical valve that rotates once in one cycle of the engine.

請求項3記載の発明は、請求項1記載の多気筒過給エンジンのロータリー式EGR弁装置に係り、上記ロータリー式EGR弁は、円板ケースと上記円板ケースの内部に回転可能に嵌合した円板弁から構成され,上記円板弁は上記多気筒エンジンのクランク軸により回転駆動され、上記円板ケースの一方の円端面に円板ケース第1ポートを配設すると共に対向する上記円板弁との機密性を有した構成とし、上記円板ケースの他方の円端面は円板ケース第2ポートを配設すると共に対向する上記円板弁との間に円板ケース室を設け、上記円板ケース第2ポートと上記円板ケース室は常に連通した構造とし、上記円板弁の円板面には回転周方向に複数の円板弁ポートが配設され、上記円板ケースに上記円板弁を組み込んだ状態では上記円板弁の回転により上記円板ケース第1ポートと係合して上記円板弁ポートと上記円板ケース第1ポートが連通するように配設しており、上記円板弁の回転により上記円板弁ポートと上記円板ケース第1ポートが順次、連通してロータリー式EGR弁が開弁し、上記ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが上記円板ケース第1ポートから流入する場合は上記円板ケース第2ポートから流出し、逆にEGRガスが上記円板ケース第2ポートから流入する場合は上記円板ケース第1ポートから流出するようした円板弁型ロータリー式EGR弁であることを特徴とする特徴とする。 The invention according to claim 3 relates to the rotary EGR valve device of the multi-cylinder supercharged engine according to claim 1, wherein the rotary EGR valve is rotatably fitted in the disc case and the disc case. The disc valve is rotationally driven by the crankshaft of the multi-cylinder engine, and the disc case first port is disposed on one of the circular end surfaces of the disc case and faces the disc. It is configured to have confidentiality with the plate valve, and the other circular end surface of the disc case is provided with a disc case second port and a disc case chamber is provided between the opposing disc valve, The disc case second port and the disc case chamber are always in communication with each other, and a plurality of disc valve ports are arranged in the rotational circumferential direction on the disc surface of the disc valve. When the disc valve is installed, the disc valve rotates. Further, the disc valve port and the disc case first port are arranged to engage with the disc case first port and communicate with each other. The disk case first port is sequentially communicated to open the rotary EGR valve. When the rotary EGR valve is opened, if EGR gas flows from the disk case first port, the disk case When the EGR gas flows out from the second port and conversely flows from the disk case second port, it is a disk valve type rotary EGR valve configured to flow out from the disk case first port. It is characterized by

この請求項3記載の発明では、ロータリー式EGR弁は円板ケースと上記円板ケース内で回転可能に嵌合した円板弁から構成され、円板弁は上記多気筒エンジンにより回転駆動される。円板ケースの一方の円端面には円板ケース第1ポートを配設すると共に円板ケース第1ポートを配設した円板ケースの円端面と対向する円板弁との間は機密性を有した構成としている。また円板ケースの他方の円端面には円板ケース第2ポートを配設し、円板ケース第2ポートを配設した円板ケースの円端面と円板弁との間に円板ケース室が設けられ、円板ケース第2ポートと上記円板ケース室は常に連通した構造となっている。また、円板弁の回転円周の同一半径方向には複数の円板弁ポートが設けられており、円板弁が円板ケース内で回転するときに、円板弁ポートは円板ケースの円板ケース第1ポートに係合できる位置に配設されている。円板ケースに円板弁を組み込んだ状態で円板弁を回転させることにより、円板弁は円板ケース第1ポートと係合して円板弁ポートと円板ケース第1ポートが連通し、板弁型ロータリー式EGR弁が開弁する構造となっている。そのため円板弁の回転により円板弁ポートと円板ケース第1ポートが順次、連通してロータリー式EGR弁が開弁する。ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが円板ケース第1ポートから流入する場合は円板ケース第2ポートから流出し、逆にEGRガスが円板ケース第2ポートから流入する場合は円板ケース第1ポートから流出するようになる。
なお、円板ケース第2ポートは円板ケース室に常時、連通が可能な位置に配設すれば良い。また円板弁型ロータリー式EGR弁の円板弁に配設する円板弁ポートの数はエンジンの気筒数や機関サイクルの仕様、クランク軸の回転速度に対する円筒弁の回転速度の比率等により異なる。例えば1台の過給機を備えた4サイクル4気筒エンジンの場合、円板弁型ロータリー式EGR弁が1個の円板ケース第1ポートを持ち、クランクシャフトの2分の1の回転数で回転駆動される時には、エンジンの1サイクル運転中に排気行程が4回となるため、4回の排気脈動圧力の高いピーク圧力が生じるため、1サイクルで1回転する円板弁には円筒面に4個の円板弁ポートを配設する。
In this invention, the rotary EGR valve is constituted by a disc case and a disc valve that is rotatably fitted in the disc case, and the disc valve is driven to rotate by the multi-cylinder engine. . A disc case first port is provided on one end face of the disc case and confidentiality is provided between a disc valve facing the disc end face of the disc case provided with the disc case first port. It has a configuration that has. A disc case second port is disposed on the other end surface of the disc case, and a disc case chamber is provided between the disc end surface of the disc case having the disc case second port and the disc valve. The disc case second port and the disc case chamber are always in communication with each other. In addition, a plurality of disc valve ports are provided in the same radial direction of the rotation circumference of the disc valve, and when the disc valve rotates in the disc case, the disc valve port is It arrange | positions in the position which can be engaged with a disk case 1st port. By rotating the disc valve with the disc valve incorporated in the disc case, the disc valve engages with the disc case first port so that the disc valve port communicates with the disc case first port. The plate valve type rotary EGR valve is open. Therefore, the disc valve port and the disc case first port are sequentially communicated by the rotation of the disc valve, and the rotary EGR valve is opened. When the rotary EGR valve is opened, if EGR gas flows from the disk case first port, it flows out from the disk case second port, and conversely if EGR gas flows from the disk case second port, the disk Outflow from the case first port.
The disk case second port may be disposed in a position where communication with the disk case chamber is always possible. The number of disc valve ports arranged on the disc valve of the disc valve type rotary EGR valve varies depending on the number of engine cylinders, engine cycle specifications, the ratio of the rotational speed of the cylindrical valve to the rotational speed of the crankshaft, etc. . For example, in the case of a four-cycle four-cylinder engine equipped with one supercharger, the disc valve type rotary EGR valve has one disc case first port and is at half the rotational speed of the crankshaft. When the engine is driven to rotate, the exhaust stroke is four times during one cycle operation of the engine, so that a high peak pressure of four exhaust pulsation pressures is generated. Four disc valve ports are provided.

請求項4記載の発明は、請求項2又は請求項3のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのロータリー式EGR弁装置に係り、上記クランク軸から上記円筒弁又は上記円板弁に回転駆動が伝達される回転駆動力の伝達回路の途中に回転位相が変更できる回転位相可変装置を配設し,上記多気筒エンジンの排気行程で生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力が上記ロータリー式EGR弁に伝播するタイミングでロータリー式EGR弁を開弁するように、エンジンの運転条件に対応して上記回転位相可変装置によりエンジン回転の位相と上記ロータリー式EGR弁の回転の位相を変更して上記ロータリー式EGR弁の開弁時期を進角又は遅角させることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention relates to a rotary EGR valve device for a multi-cylinder supercharged engine according to any one of the second or third aspects, wherein the crankshaft is changed to the cylindrical valve or the disc valve. A rotation phase variable device capable of changing the rotation phase is disposed in the middle of a rotation driving force transmission circuit for transmitting rotation driving, and a peak pressure with a high exhaust pulsation pressure generated in the exhaust stroke of the multi-cylinder engine is the rotary type. In order to open the rotary EGR valve at the timing of propagation to the EGR valve, the rotational phase variable device changes the engine rotation phase and the rotary EGR valve rotation phase in accordance with the engine operating conditions. The valve opening timing of the rotary EGR valve is advanced or retarded.

この請求項4記載の発明では、各気筒の排気脈動圧力の高いピーク圧力が円筒弁型ロータリー式EGR弁又は円板弁型ロータリー式EGR弁に音速で伝播するタイミング(クランク角度)はエンジンの運転条件により変化するため、円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁の排気脈動圧力の高いピーク圧力が到達したエンジンクランク角度のタイミングで円筒弁又は円板弁を開弁させるため、円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁の開弁のタイミングはエンジンの運転状態に対応して変更する必要がある。 In the invention according to claim 4, the timing (crank angle) at which the high peak pressure of the exhaust pulsation pressure of each cylinder is propagated to the cylindrical valve type rotary EGR valve or the disc valve type rotary EGR valve at the sonic speed is the engine operation. In order to change depending on conditions, the cylindrical valve or the disc valve is opened at the timing of the engine crank angle at which the high peak pressure of the exhaust pulsation pressure of the rotary EGR valve consisting of the cylindrical valve or the disc valve has reached. The opening timing of the rotary EGR valve composed of a disc valve needs to be changed according to the operating state of the engine.

本発明では、円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁とクランクシャフトの間の回転駆動力伝達回路の間に回転位相が変更できる回転位相可変装置を配設し,エンジン運転条件に対応して予め定められたクランク角度だけ回転位相可変装置の回転の位相を変更して、円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁はEGRガス取入口に排気脈動圧力の高いピーク圧力が到達したエンジンクランク角度のタイミングで開弁させるようにしたことである。エンジン運転条件に対応して予め定められたクランク角度だけ回転位相可変装置の回転の位相を変更し、エンジンの全てのエンジン運転状態で円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁のEGRガス取入口に排気脈動圧力の高いピーク圧力が到達するエンジンクランク角度のタイミングでロータリー式EGR弁が開弁するようにしたことにより、吸気のブースト圧力が高い場合においても大量の排気ガスを吸気に還流させることを可能としたものである。 In the present invention, a rotational phase variable device capable of changing the rotational phase is disposed between a rotary EGR valve composed of a cylindrical valve or a disc valve and a rotational driving force transmission circuit between the crankshafts to cope with engine operating conditions. By changing the rotation phase of the rotation phase variable device by a predetermined crank angle, the rotary EGR valve composed of a cylindrical valve or a disc valve is an engine in which a peak pressure with a high exhaust pulsation pressure has reached the EGR gas inlet The valve is opened at the timing of the crank angle. The rotational phase of the rotation phase variable device is changed by a predetermined crank angle corresponding to the engine operating conditions, and the EGR gas intake of the rotary EGR valve consisting of a cylindrical valve or a disc valve is changed in all engine operating states of the engine. Since the rotary EGR valve opens at the timing of the engine crank angle at which the peak pressure with high exhaust pulsation pressure reaches the inlet, a large amount of exhaust gas is recirculated to the intake air even when the intake boost pressure is high It is possible to do that.

請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのEGR装置に係り、上記排気管から上記吸気管に還流するEGRガスの流れ回路の途中において、上記ロータリー式EGR弁のEGRガス流れの下流にEGRガス蓄圧器を配設し、上記EGRガス蓄圧器の下流にEGR量調節弁を設け、エンジンの運転条件に対応して上記EGR量調節弁の開口面積を制御することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the EGR gas flows from the exhaust pipe to the intake pipe in the middle of a flow circuit. An EGR gas pressure accumulator is disposed downstream of the EGR gas flow of the rotary EGR valve, an EGR amount adjustment valve is provided downstream of the EGR gas pressure accumulator, and the EGR amount adjustment valve corresponds to an engine operating condition. The opening area is controlled.

この請求項5記載の発明では、ロータリー式EGR弁と吸気管の間に、新たにEGR量調節弁を設け、またロータリー式EGR弁とEGR量調節弁の間にEGRガス蓄圧室を設けたことである。そのためロータリー式EGR弁の入口に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミングに同期してロータリー式EGR弁を開弁させることにより、排気ガスの一部がEGRガス蓄圧室に流入し、EGRガス蓄圧室の圧力が上昇する。エンジンの運転条件に対応してEGR量調節弁の開口面積を制御することにより、そのエンジンの運転条件に適したEGRガス量を吸気に還流させるようにしたことである。 In the fifth aspect of the present invention, an EGR amount adjusting valve is newly provided between the rotary EGR valve and the intake pipe, and an EGR gas pressure accumulating chamber is provided between the rotary EGR valve and the EGR amount adjusting valve. It is. Therefore, by opening the rotary EGR valve in synchronism with the timing at which the peak pressure with high exhaust pulsation has propagated to the inlet of the rotary EGR valve, a part of the exhaust gas flows into the EGR gas pressure storage chamber, and the EGR gas pressure storage The chamber pressure increases. By controlling the opening area of the EGR amount adjusting valve in accordance with the engine operating conditions, an EGR gas amount suitable for the engine operating conditions is returned to the intake air.

請求項6記載の発明は、請求項1又は請求項4のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのEGR装置に係り、上記ロータリー式EGR弁をバイパスしてEGRガスを流すためのバイパス通路とバイパス通路の途中にバイパス遮断弁を配設し、特定のエンジン運転条件おいて上記バイパス遮断弁を開弁させ、EGRガスがロータリー式EGR弁をバイパスして流せるようにしたこと特徴とする。 A sixth aspect of the present invention relates to an EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to any one of the first or fourth aspect, wherein the bypass for bypassing the rotary EGR valve and flowing EGR gas. A bypass shut-off valve is disposed in the middle of the passage and the bypass passage, and the bypass shut-off valve is opened under specific engine operating conditions so that EGR gas can flow through the rotary EGR valve. .

この請求項6記載の発明では、ロータリー式EGR弁の上流のEGRガス通路から下流のEGRガス通路33に至るEGRガスのバイパス通路とこのバイパス通路の途中のバイパス遮断弁を配設する。バイパス遮断弁を開弁することにより、EGRガスはロータリー式EGR弁をバイパスして吸気に還流させることが可能となる。エンジンの部分負荷等の排気温度の低い運転条件では排気ガスの温度および圧力が低いために排気ガスは排気エネルギーが少なく、排気ターボ過給機による給気ブースト圧力が上昇しないため、給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも十分に低い状態である。そのためバイパス通路とバイパス遮断弁の開弁により、EGRガスを排気管から吸気管に流入させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the EGR gas bypass passage extending from the upstream EGR gas passage to the downstream EGR gas passage 33 of the rotary EGR valve and the bypass cutoff valve in the middle of the bypass passage are provided. By opening the bypass cutoff valve, the EGR gas can bypass the rotary EGR valve and recirculate to the intake air. In operating conditions with a low exhaust temperature such as engine partial load, the exhaust gas has low exhaust energy because the exhaust gas temperature and pressure are low, and the charge boost pressure by the exhaust turbocharger does not increase. The average pressure of the exhaust gas is sufficiently lower than the average pressure of the exhaust gas pressure. Therefore, EGR gas can be caused to flow from the exhaust pipe to the intake pipe by opening the bypass passage and the bypass cutoff valve.

以上により、請求項1記載の発明によれば、複数の気筒の排気ポートに接続された排気マニホールドの排気マニホールド集合部の下流と過給機の排気ガス入口の上流の間の排気ガス通路から排気ガスの一部をEGRガスとして分流させるEGRガス通路のEGRガス取入口を配設し、このEGRガス取入口の近傍にロータリー式EGR弁を設けている。複数の気筒の排気行程により生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力が一つのロータリー式EGR弁に伝播し、複数の気筒の排気脈動圧力の高いピーク圧力がこのロータリー式EGR弁に伝播する毎に高いピーク圧力の伝播するタイミングでロータリー式EGR弁を開弁するこのように多気筒エンジンの複数の気筒の排気行程により生じた複数の排気脈動圧力の高いピーク圧力が一つのロータリー式EGR弁に伝播させるようにし、複数に気筒の複数の排気脈動圧力の高いピーク圧力がロータリー式EGR弁に伝播する毎にロータリー式EGR弁を開弁させるようにしたものである。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the exhaust gas is exhausted from the exhaust gas passage between the exhaust manifold assembly portion of the exhaust manifold connected to the exhaust ports of the plurality of cylinders and the upstream of the exhaust gas inlet of the supercharger. An EGR gas intake port of an EGR gas passage for dividing a part of the gas as EGR gas is provided, and a rotary EGR valve is provided in the vicinity of the EGR gas intake port. High peak pressure of exhaust pulsation pressure generated by the exhaust stroke of a plurality of cylinders propagates to one rotary EGR valve, and high peak pressure of high exhaust pulsation pressure of a plurality of cylinders propagates to this rotary EGR valve. The rotary EGR valve is opened at the timing of propagation of the peak pressure. Thus, a plurality of high peak pressures of exhaust pulsation pressure generated by the exhaust strokes of a plurality of cylinders of a multi-cylinder engine are propagated to one rotary EGR valve. In this way, the rotary EGR valve is opened each time a plurality of high peak pulsation pressures of the cylinders propagate to the rotary EGR valve.

そのため本発明のロータリー式EGR弁は多気筒エンジンの1サイクル運転中にロータリー式EGR弁に伝播する排気脈動圧力の高いピーク圧力の伝播するタイミングで複数回数の開弁を行わせるようにしたものである。請求項1記載の発明では一つのロータリー式EGR弁を使用して複数の気筒の排気脈動圧力の高いピーク圧力利用によるEGRを行うことができるため、気筒毎の排気通路に気筒毎のロータリー式EGR弁を使用する場合に比較してロータリー式EGR弁の個数が少なくなり、構造が簡単となり、コストの低減が可能となる効果がある。 Therefore, the rotary EGR valve of the present invention is designed to open a plurality of times at the timing of propagation of the high peak pressure of the exhaust pulsation pressure propagating to the rotary EGR valve during one cycle operation of the multi-cylinder engine. is there. According to the first aspect of the present invention, EGR can be performed by using one rotary EGR valve by using a peak pressure with high exhaust pulsation pressure of a plurality of cylinders. Therefore, the rotary EGR for each cylinder is provided in the exhaust passage for each cylinder. Compared with the case of using a valve, the number of rotary EGR valves is reduced, the structure is simplified, and the cost can be reduced.

また、EGRガスが吸気と混合させるEGRガス通路と吸気管との接続位置の近傍にロータリー式EGR弁が配設される場合には、複数の気筒の排気行程により生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力がEGRガス通路を伝播する間に減衰してロータリー式EGR弁に伝播した時点では排気脈動圧力の高いピーク圧力が低下し、EGR率が低下し、必要とするNOx低減ができなくなる不具合を生じる恐れがある。しかし、請求項1記載の発明によれば、ロータリー式EGR弁は排気ガスの一部をEGRガスとしてを排気管から分流するEGRガス通路のEGRガス取入口の近傍に配設されているため、ロータリー式EGR弁のEGRガス取入口に伝播する排気脈動圧力の高いピーク圧力の減衰が防止されるため、ロータリー式EGR弁の開弁時に排気脈動圧力の高いピーク圧力によるEGRが可能となるため、エンジンの運転条件によっては比較的高い給気ブースト圧力の状態においてもEGR率の増加による十分なNOxの低減を図ることができる効果がある。 Further, when a rotary EGR valve is disposed in the vicinity of the connection position between the EGR gas passage where EGR gas is mixed with intake air and the intake pipe, the peak of exhaust pulsation pressure generated by the exhaust stroke of a plurality of cylinders is high. When the pressure attenuates while propagating through the EGR gas passage and propagates to the rotary EGR valve, the peak pressure of the exhaust pulsation pressure decreases, the EGR rate decreases, and the required NOx reduction cannot be achieved. There is a fear. However, according to the first aspect of the invention, the rotary EGR valve is disposed in the vicinity of the EGR gas inlet of the EGR gas passage for diverting a part of the exhaust gas as EGR gas from the exhaust pipe. Since the peak pressure of the exhaust pulsation pressure propagating to the EGR gas intake port of the rotary EGR valve is prevented from being attenuated, EGR is possible due to the peak pressure of the exhaust pulsation pressure when the rotary EGR valve is opened. Depending on the engine operating conditions, there is an effect that it is possible to sufficiently reduce NOx by increasing the EGR rate even in a relatively high charge boost pressure state.

また、請求項2記載の発明によれば、ロータリー式EGR弁は円筒ケースと上記円筒ケース内で回転可能に嵌合した円筒弁から構成され,円筒弁はエンジンのクランクシャフトから回転軸および歯車等を介して回転駆動され、円筒弁の回転により円筒ケース第1ポートと円筒弁ポートが係合して連通したタイミングでロータリー式EGR弁は開弁する。そのため、円筒弁とクランクシャフトとの回転軸の連結部分や回転軸同士の連結部分の回転位相の調節または回転駆動伝達歯車の歯の噛み合わせ位置を調節し、任意のクランク角度のタイミングでロータリー式EGR弁を開弁させることが可能である。 According to the second aspect of the present invention, the rotary EGR valve is composed of a cylindrical case and a cylindrical valve that is rotatably fitted in the cylindrical case. The rotary EGR valve is opened at the timing when the cylindrical case first port and the cylindrical valve port are engaged and communicated with each other by the rotation of the cylindrical valve. Therefore, it is possible to adjust the rotational phase of the connecting part of the rotating shaft between the cylindrical valve and the crankshaft or the connecting part of the rotating shafts, or adjust the meshing position of the teeth of the rotary drive transmission gear, and rotate it at any crank angle timing. It is possible to open the EGR valve.

ターボ過給エンジンでは排気ガス圧力よりも給気ブースト圧力が高くなって排気ガスを吸気管に還流できない特定のエンジンの運転条件がある。この特定のエンジンの運転条件において、円筒弁とクランクシャフトとの回転軸の連結部分や回転軸同士の連結部分の回転位相の調節または回転駆動伝達歯車の歯の噛み合わせ位置を調節し、排気脈動圧力の高いピーク圧力が各気筒の排気弁から排気管を通過してロータリー式EGR弁まで伝播したクランク角度のタイミングでロータリー式EGR弁が開弁するようにする。これにより、排気ガス圧力よりも給気ブースト圧力が高くなる特定のエンジンの運転条件においてEGRを可能にしたことである。そして請求項2記載の発明ではロータリー式EGR弁の開閉はクランクシャフトにより駆動される円筒弁の回転により行うため、排気脈動圧力の高いピーク圧力エネルギーはロータリー式EGR弁の開弁のために消費されることは無い。したがって、ロータリー式EGR弁にリードバルブを用いた時のようにリードバルブのバネ力に抗してリードバルブ押し上げて開弁するために排気脈動圧力の高いピーク圧力のエネルギーの損失がない。このように排気脈動圧力の高いピーク圧力エネルギーは全て排気ガスの還流に使われるため、大量の排気ガスを還流し、EGR率の増大による大幅なNOxの低減を得ることができる効果がある。 In turbocharged engines, there are certain engine operating conditions in which the boost boost pressure is higher than the exhaust gas pressure and the exhaust gas cannot be recirculated to the intake pipe. Under this specific engine operating condition, exhaust pulsation is adjusted by adjusting the rotational phase of the connecting part of the rotating shaft between the cylindrical valve and the crankshaft or the connecting part of the rotating shafts, or by adjusting the meshing position of the teeth of the rotary drive transmission gear. The rotary EGR valve is opened at the timing of the crank angle at which the high peak pressure is propagated from the exhaust valve of each cylinder through the exhaust pipe to the rotary EGR valve. As a result, EGR is enabled under specific engine operating conditions in which the charge boost pressure is higher than the exhaust gas pressure. In the second aspect of the invention, the rotary EGR valve is opened and closed by the rotation of the cylindrical valve driven by the crankshaft. Therefore, the peak pressure energy with high exhaust pulsation pressure is consumed for opening the rotary EGR valve. There is nothing to do. Therefore, there is no loss of energy of peak pressure with high exhaust pulsation pressure because the reed valve is pushed up and opened against the spring force of the reed valve unlike when a reed valve is used for the rotary EGR valve. Since all of the peak pressure energy having a high exhaust pulsation pressure is used for exhaust gas recirculation, a large amount of exhaust gas is recirculated, and a significant NOx reduction due to an increase in the EGR rate can be obtained.

また、複数の気筒から伝播される複数の排気脈動圧力の高いピーク圧力が各気筒の排気弁から排気管を通過して一つのロータリー式EGR弁に伝播するタイミングでロータリー式EGR弁が複数回の開弁を行う構造のため、ロータリー式EGR弁はコンパクト化することができる。そのため、エンジンへの装着が容易となる。そして、本発明にロータリー式EGR弁を装着したエンジンは外形寸法の大幅な増加がさけられるため、自動車への搭載も容易となる効果がある。 In addition, the rotary EGR valve is operated a plurality of times at the timing when the high peak pressure of the plurality of exhaust pulsation pressures propagated from the plurality of cylinders passes through the exhaust pipe from the exhaust valve of each cylinder and propagates to one rotary EGR valve. Because of the structure for opening the valve, the rotary EGR valve can be made compact. Therefore, it becomes easy to attach to the engine. And since the engine which mounted | wore with the rotary EGR valve to this invention can avoid the large increase in an external dimension, there exists an effect which the mounting to a motor vehicle becomes easy.

また、請求項3記載の発明によれば、ロータリー式EGR弁は円板ケースと上記円板ケース内で回転可能に嵌合した円板弁から構成され,円板弁はエンジンのクランクシャフトから回転軸および歯車等を介して回転駆動され、円板弁の回転により円板ケース第1ポートと円板弁ポートが係合して連通することによりロータリー式EGR弁は開弁する。そのため、円板弁とクランクシャフトとの回転軸の連結部分や回転軸同士の連結部分の回転位相の調節または回転駆動伝達歯車の歯の噛み合わせ位置を調節し、任意のクランク角度のタイミングでロータリー式EGR弁を開弁させることが可能である。 According to a third aspect of the present invention, the rotary EGR valve is composed of a disc case and a disc valve that is rotatably fitted in the disc case, and the disc valve is rotated from the crankshaft of the engine. The rotary EGR valve is opened when the disk case first port and the disk valve port are engaged and communicated with each other by the rotation of the disk valve. For this reason, the rotational phase of the connecting part of the rotating shafts of the disc valve and the crankshaft or the connecting part of the rotating shafts or the meshing position of the teeth of the rotary drive transmission gear is adjusted, and the rotary shaft is rotated at any crank angle timing. It is possible to open the EGR valve.

そのため、ターボ過給エンジンでは排気ガス圧力よりも給気ブースト圧力が高くなって排気ガスを吸気管に還流できないエンジンの特定運転条件において、排気脈動圧力の高いピーク圧力が各気筒の排気弁から排気管を通過してロータリー式EGR弁まで伝播したクランク角度のタイミングでロータリー式EGR弁を開弁することにより、EGRを可能としたことである。そしてロータリー式EGR弁の開閉はクランクシャフトにより駆動される円板弁の回転により行うため、排気脈動圧力の高いピーク圧力エネルギーはロータリー式EGR弁のために消費されず、排気ガスを吸気管に還流するために消費される構造である。したがって、ロータリー式EGR弁にリードバルブを用いた時のようにリードバルブのバネ力に抗してリードバルブ押し上げて開弁するために排気脈動圧力の高いピーク圧力のエネルギーの一部が開弁するため消費されることがない。そのため排気脈動圧力の高いピーク圧力エネルギーが排気ガスの還流に使われるため、大量の排気ガスを還流し、EGR率の増大による大幅なNOxの低減を得ることができる効果がある。 Therefore, in turbocharged engines, the peak boost pressure of exhaust pulsation pressure is exhausted from the exhaust valve of each cylinder under specific operating conditions of the engine where the boost boost pressure is higher than the exhaust gas pressure and the exhaust gas cannot be recirculated to the intake pipe. EGR is made possible by opening the rotary EGR valve at the timing of the crank angle transmitted through the pipe to the rotary EGR valve. Since the rotary EGR valve is opened and closed by the rotation of the disc valve driven by the crankshaft, the peak pressure energy with high exhaust pulsation pressure is not consumed for the rotary EGR valve, and the exhaust gas is recirculated to the intake pipe. It is a structure that is consumed to do. Therefore, a part of the peak pressure energy with high exhaust pulsation pressure is opened because the reed valve is pushed up and opened against the spring force of the reed valve as when the reed valve is used for the rotary EGR valve. Therefore, it is not consumed. Therefore, since peak pressure energy having a high exhaust pulsation pressure is used for exhaust gas recirculation, it is possible to recirculate a large amount of exhaust gas and obtain a significant reduction in NOx due to an increase in the EGR rate.

また、複数の気筒から伝播される複数の排気脈動圧力の高いピーク圧力が各気筒の排気弁から排気管を通過して一つのロータリー式EGR弁のEGRガス取入口に伝播するタイミングで円筒弁の回転により複数回の開弁を行わせるため、コンパクトなロータリー式EGR弁とすることができる。そのため、エンジンへの装着が容易となる。そして、本発明にロータリー式EGR弁を装着したエンジンは外形寸法の大幅な増加がさけられるため、自動車への搭載も容易となる効果がある。 In addition, at the timing when a plurality of high peak pressures of exhaust pulsation pressure propagated from a plurality of cylinders pass through the exhaust pipe from the exhaust valve of each cylinder to the EGR gas intake port of one rotary EGR valve, Since the valve is opened a plurality of times by rotation, a compact rotary EGR valve can be obtained. Therefore, it becomes easy to attach to the engine. And since the engine which mounted | wore with the rotary EGR valve to this invention can avoid the large increase in an external dimension, there exists an effect which the mounting to a motor vehicle becomes easy.

また、請求項4記載の発明によれば、円筒弁又は円板弁はクランクシャフトにより回転駆動されるが、この回転駆動の駆動力伝達回路の間に回転位相が変更できる回転位相可変装置を配設する。異なるエンジンの運転状態では円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁に排気脈動圧力の高いピーク圧力が到達するエンジンのクランク角度のタイミングは異なることになる。そのため円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁に排気脈動圧力の高いピーク圧力が到達したエンジンクランク角度のタイミングで円筒弁又は円板弁を開弁させるため、円筒弁又は円板弁から成るロータリー式EGR弁の開弁のエンジンのクランク角度のタイミングはエンジンの運転状態に対応して変更する必要がある。そのためエンジン運転条件に対応して回転位相可変装置によりエンジン回転の位相と上記円筒弁または円板弁の回転の位相を予め定められたクランク角度を相対的に進角又は遅角させるようにしたことにより、エンジン運転領域の広範囲において、排気脈動圧力の高いピーク圧力を利用したEGRが可能となり、エンジン運転領域の広範囲におけるEGR率が増大可能となり、エンジン運転領域の広範囲において大幅にNOxを低減できる効果がある。 According to the fourth aspect of the present invention, the cylindrical valve or the disc valve is rotationally driven by the crankshaft, and the rotational phase variable device capable of changing the rotational phase is arranged between the rotational driving force transmission circuits. Set up. Under different engine operating conditions, the timing of the crank angle of the engine at which the peak pressure of the exhaust pulsation pressure reaches the rotary EGR valve composed of a cylindrical valve or a disc valve is different. Therefore, in order to open the cylindrical valve or the disc valve at the timing of the engine crank angle at which the peak pressure of the exhaust pulsation pressure reaches the rotary EGR valve consisting of the cylindrical valve or the disc valve, it consists of the cylindrical valve or the disc valve. The timing of the crank angle of the engine for opening the rotary EGR valve needs to be changed according to the operating state of the engine. For this reason, the rotation phase variable device relatively advances or retards a predetermined crank angle between the rotation phase of the engine and the rotation of the cylindrical valve or the disc valve in accordance with the engine operating condition. This makes it possible to perform EGR using a peak pressure with a high exhaust pulsation pressure in a wide range of the engine operating range, increase the EGR rate in the wide range of the engine operating range, and greatly reduce NOx in the wide range of the engine operating range. There is.

また請求項5記載の発明によれば、ロータリー式EGR弁の入口に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミングに同期してロータリー式EGR弁を開弁させてEGRガス蓄圧室の圧力を上昇させ、EGRガス蓄圧室のEGRガス流れの下流のEGR量調節弁の開口面積をエンジンの運転条件に対応しての制御することにより、そのエンジンの運転条件に適したEGRガス量を吸気に還流させるようにできるため、エンジン運転領域の広範囲における最適なEGR率とすることが可能となり、エンジン運転領域の広範囲において更なるNOxを低減できる効果がある。 According to the fifth aspect of the present invention, the rotary EGR valve is opened to increase the pressure in the EGR gas accumulator chamber in synchronization with the timing at which the peak pressure with high exhaust pulsation has propagated to the inlet of the rotary EGR valve. By controlling the opening area of the EGR amount regulating valve downstream of the EGR gas flow in the EGR gas accumulating chamber in accordance with the engine operating conditions, the EGR gas amount suitable for the engine operating conditions is returned to the intake air. Therefore, it is possible to achieve an optimum EGR rate in a wide range of the engine operating region, and there is an effect that further NOx can be reduced in a wide range of the engine operating region.

また請求項6記載の発明によれば、エンジンの軽負荷運転状態においては給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも十分に低い状態となるため、ロータリー式EGR弁を介さなくてもバイパス遮断弁を開弁した状態のバイパス通路を通じてEGRガスを吸気に還流させることができる。一方、エンジンの軽負荷運転状態においては排気脈動のピーク圧力も低いためにロータリー式EGR弁によるEGRガスの圧力上昇が不十分となること、および排気脈動のピーク圧力が伝播するタイミング以外にはロータリー式EGR弁は閉弁しているため開弁時間が不足すること等により、ロータリー式EGR弁のみではエンジンのNOx低減に必要十分なEGRガス量を還流できない問題がある。そのため、エンジンの軽負荷ではバイパス遮断弁を開弁した状態のバイパス通路を通じて必要十分なEGRガスを吸気に還流させることにより、エンジンの軽負荷運転状態において必要なEGR率とし、十分なNOx低減を実現できる効果がある。 According to the sixth aspect of the present invention, since the average pressure of the boost boost pressure is sufficiently lower than the average pressure of the exhaust gas pressure in the light load operation state of the engine, the rotary EGR valve is not used. However, the EGR gas can be recirculated to the intake air through the bypass passage with the bypass cutoff valve opened. On the other hand, since the peak pressure of the exhaust pulsation is low in the light load operation state of the engine, the EGR gas pressure rise by the rotary EGR valve becomes insufficient, and the rotary pulsation other than the timing at which the peak pressure of the exhaust pulsation propagates Since the EGR valve is closed, the valve opening time is insufficient, and therefore, there is a problem that the EGR gas amount necessary and sufficient for reducing the NOx of the engine cannot be recirculated only by the rotary EGR valve. Therefore, at the light load of the engine, the necessary EGR gas is recirculated to the intake air through the bypass passage with the bypass shutoff valve opened, so that the required EGR rate is obtained in the light load operation state of the engine and sufficient NOx reduction is achieved. There is an effect that can be realized.

本発明の第1実施の形態について図1乃至図2に基づいて詳述する。先ず、本第1実施の形態の4気筒過給ディーゼルエンジンに円筒弁型ロータリー式EGR弁を採用した場合のエンジンシのステム全体について具体的な構成を示す模式的平面図である図1に基づいて説明する。
本第1実施の形態に係るエンジンは自動車用の直列4気筒の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンである。この直列4気筒のエンジン本体70の各気筒には図示のようにクーリングファン71近くの気筒から順番に「1」〜「4」の番号を付し、それぞれを「第1気筒」〜「第4気筒」と呼ぶこととする。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, based on FIG. 1, which is a schematic plan view showing a specific configuration of the entire engine system stem when a cylindrical valve type rotary EGR valve is adopted in the four-cylinder supercharged diesel engine of the first embodiment. I will explain.
The engine according to the first embodiment is an in-line four-cylinder four-cycle direct injection supercharged diesel engine for automobiles. Each cylinder of the in-line four-cylinder engine main body 70 is numbered “1” to “4” in order from the cylinder near the cooling fan 71 as shown in the figure, and each of them is designated as “first cylinder” to “fourth”. It will be called "cylinder".

第1気筒1には1本の電子制御燃料インジェクタ81a、2個の吸気弁10a、2個の排気弁20a、1本の排気ポート21aが配設され、第2気筒2には1本の電子制御燃料インジェクタ81b、2個の吸気弁10b、2個の排気弁20b、1本の排気ポート21bが配設され、第3気筒3には1本の電子制御燃料インジェクタ81c、2個の吸気弁10c、2個の排気弁20c、1本の排気ポート21cが配設され、第4気筒4には1本の電子制御燃料インジェクタ81d、2個の吸気弁10d、2個の排気弁20d、1本の排気ポート21dが配設されている。そして、この直列気筒エンジン本体70は180度(クランク角度)の等間隔着火で着火し、その着火気筒順序が1−3−4−2となるように各気筒に電子制御燃料インジェクタから軽油が噴射される。 The first cylinder 1 is provided with one electronically controlled fuel injector 81a, two intake valves 10a, two exhaust valves 20a, and one exhaust port 21a. The second cylinder 2 has one electron. The control fuel injector 81b, the two intake valves 10b, the two exhaust valves 20b, and the one exhaust port 21b are provided. The third cylinder 3 has one electronically controlled fuel injector 81c and two intake valves. 10c, two exhaust valves 20c, and one exhaust port 21c are disposed. The fourth cylinder 4 has one electronically controlled fuel injector 81d, two intake valves 10d, two exhaust valves 20d, and 1 A book exhaust port 21d is provided. The in-line cylinder engine body 70 is ignited at equal intervals of 180 degrees (crank angle), and light oil is injected from each electronically controlled fuel injector into each cylinder so that the ignition cylinder order is 1-3-4-2. Is done.

次にエンジンの吸気と排気およびEGRについて説明する。エアクリーナ11から吸入された吸気は、吸気管12を通り可変容量型ターボ過給機(Variable Geometry Turbocharger)(以下VGターボ過給機という)40の給気ブロア41により加圧される。この加圧されて高温高圧化した吸気は吸気管13により空冷式給気インタークーラ14に導かれて冷却され、この冷却された吸気は、吸気管15により吸気マニホールド17に導かれて、エンジン本体70の各気筒の吸気弁10a,10b,10c,10dを経由して各気筒に吸入される。 Next, intake and exhaust of the engine and EGR will be described. The intake air taken in from the air cleaner 11 passes through the intake pipe 12 and is pressurized by an air supply blower 41 of a variable capacity turbocharger (hereinafter referred to as VG turbocharger) 40. The pressurized and high-temperature and high-pressure intake air is led to the air-cooled air supply intercooler 14 by the intake pipe 13 and cooled, and the cooled intake air is led to the intake manifold 17 by the intake pipe 15 and the engine main body. The air is sucked into each cylinder via intake valves 10a, 10b, 10c, and 10d of 70 cylinders.

エンジン本体70の各気筒の排気ガスは、それぞれの気筒の排気弁20a,20b、20c,20dおよび排気ポート21a,21b、21c,21dを経由して排気マニホールド22を通り、排気管24を経てVGターボ過給機40に導かれる。 The exhaust gas of each cylinder of the engine main body 70 passes through the exhaust manifold 22 via the exhaust valves 20a, 20b, 20c, 20d and the exhaust ports 21a, 21b, 21c, 21d of each cylinder, and passes through the exhaust pipe 24 and passes through the exhaust pipe 24. Guided to turbocharger 40.

VGターボ過給機40に導かれた排気ガスは、排気タービン42を駆動し、排気タービン42と同軸の給気ブロア41を回転させてエンジン本体70に吸入される吸気を加圧する。VGターボ過給機40では図示しないエンジンECUからの信号により電子制御可変排気タービンノズルアクチェータ44により可変排気タービンノズル43の弁開度が調節されて排気タービン42の回転数が制御される。この排気タービン42の回転数を調節することにより、排気タービン42と同軸駆動される給気ブロア41が加圧する吸気の圧力である給気ブースト圧力を調節し、エンジン本体70に吸入される吸気量は調節される。 The exhaust gas guided to the VG turbocharger 40 drives the exhaust turbine 42 and rotates the intake blower 41 coaxial with the exhaust turbine 42 to pressurize the intake air taken into the engine body 70. In the VG turbocharger 40, the valve opening degree of the variable exhaust turbine nozzle 43 is adjusted by an electronically controlled variable exhaust turbine nozzle actuator 44 by a signal from an engine ECU (not shown) to control the rotational speed of the exhaust turbine 42. By adjusting the rotational speed of the exhaust turbine 42, the intake boost pressure, which is the pressure of the intake air pressurized by the intake blower 41 driven coaxially with the exhaust turbine 42, is adjusted, and the intake air amount sucked into the engine body 70 Is adjusted.

次に排気タービン42から流出した排気ガスは、排気管27を通って酸化触媒再生式の粒子状物質除去装置(Diesel Particulate Filter)(以下酸化触媒再生式DPF装置という)28に流入し、排気ガス中のディーゼル粒子状物質(Particulate Matter)(以下「PM」という)が酸化触媒再生式DPF装置28に捕集され、排気ガス中のPMは浄化される。次に酸化触媒再生式DPF装置28より流出した排出ガスは、排気マフラー29に流入し、その後、大気に放出される。 Next, the exhaust gas flowing out from the exhaust turbine 42 flows into an oxidation catalyst regeneration type particulate matter removing device (Diesel Particulate Filter) (hereinafter referred to as an oxidation catalyst regeneration type DPF device) 28 through an exhaust pipe 27 and exhaust gas. The particulate matter (Particulate Matter) (hereinafter referred to as “PM”) is collected in the oxidation catalyst regeneration type DPF device 28, and the PM in the exhaust gas is purified. Next, the exhaust gas flowing out from the oxidation catalyst regeneration type DPF device 28 flows into the exhaust muffler 29 and then released to the atmosphere.

また、エンジン本体70の各気筒の排気ガスは排気ポート21a,21b、21c,21dを経由して排気マニホールド22の排気マニホールド集合部23で合流させるが、排気マニホールド集合部23とVGターボ過給機40の排気ガス入口26の間にEGRガス通路のEGRガス取入口31を設けている。このEGRガス通路32のEGRガス取入口31の近傍に円筒弁型ロータリー式EGR弁100を配設している。エンジン本体70の各気筒の排気行程により生じた排気脈動の高いピーク圧力が円筒弁型ロータリー式EGR弁100に伝播したタイミングで円筒弁型ロータリー式EGR弁100を開弁させることにより、比較的高圧のEGRガスがEGRガス通路33を経由してEGRガス蓄圧室34に流入させてEGRガス蓄圧室34に蓄圧される。 Further, the exhaust gas of each cylinder of the engine main body 70 is merged at the exhaust manifold collecting portion 23 of the exhaust manifold 22 via the exhaust ports 21a, 21b, 21c, and 21d, but the exhaust manifold collecting portion 23 and the VG turbocharger are combined. An EGR gas inlet 31 of the EGR gas passage is provided between the 40 exhaust gas inlets 26. A cylindrical valve type rotary EGR valve 100 is disposed in the vicinity of the EGR gas inlet 31 of the EGR gas passage 32. By opening the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 at a timing when a high peak pressure of exhaust pulsation generated by the exhaust stroke of each cylinder of the engine body 70 propagates to the cylindrical valve type rotary EGR valve 100, a relatively high pressure is achieved. The EGR gas flows into the EGR gas pressure accumulation chamber 34 via the EGR gas passage 33 and is accumulated in the EGR gas pressure accumulation chamber 34.

またEGRガス蓄圧室34には圧力センサ35を配設してEGRガス蓄圧室圧力を検知し、吸気管15には圧力センサ16を配設して給気ブースト圧力を検知し、EGRガス蓄圧室圧力信号および給気ブースト圧力信号はEGR制御ECU80に入力する。これらの入力信号とエンジンの運転状態に対応してEGR制御ECU80で予め記憶されているプログラムにしたがってEGR制御ECU80からEGR量調節弁36の開口面積の制御信号を出力し、EGR量調節弁36の開口面積を制御することにより、EGRクーラ37に流入させるEGRガス量を制御する。エンジンの運転状態に対応して流量が調節されたEGRガスはEGRクーラ37で冷却された後、EGRガス通路38を経由してEGRガスが吸気管15に流入される。 Further, a pressure sensor 35 is provided in the EGR gas pressure storage chamber 34 to detect the EGR gas pressure storage chamber pressure, and a pressure sensor 16 is provided in the intake pipe 15 to detect the supply air boost pressure. The pressure signal and the charge boost pressure signal are input to the EGR control ECU 80. A control signal for the opening area of the EGR amount adjustment valve 36 is output from the EGR control ECU 80 according to a program stored in advance in the EGR control ECU 80 in response to these input signals and the operating state of the engine. By controlling the opening area, the amount of EGR gas flowing into the EGR cooler 37 is controlled. The EGR gas whose flow rate is adjusted in accordance with the operating state of the engine is cooled by the EGR cooler 37 and then flows into the intake pipe 15 via the EGR gas passage 38.

これにより給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも高いエンジン運転状態においても最適なEGR率に制御し、エンジンから排出されるNOxを大幅に低減できるようにした。また給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも高いエンジン運転状態においてもエンジン運転状態に最適なEGRガス量を吸気に還流させることを可能にした。 As a result, the EGR rate is controlled to an optimum value even in an engine operating state in which the average pressure of the supply boost pressure is higher than the average pressure of the exhaust gas pressure, and NOx discharged from the engine can be greatly reduced. In addition, it is possible to return the EGR gas amount optimum for the engine operating state to the intake air even in the engine operating state where the average pressure of the boost boost pressure is higher than the average pressure of the exhaust gas pressure.

次に円筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁および閉弁について説明する。先ずクランク軸50に装着したクランク軸歯車51がアイドル歯車52を介してEGR弁駆動歯車53を回転駆動する。この歯車の組み合わせによる回転の伝達では、EGR弁駆動歯車53はクランク軸50の2分の1の回転数で回転するように各歯車の歯数が設定されている。EGR弁駆動歯車53に伝達された回転は回転伝達軸56により回転位相可変装置57に伝達され、回転位相可変装置57から回転伝達軸59により円筒弁型ロータリー式EGR弁100の円筒弁101が回転駆動される。円筒弁型ロータリー式EGR弁100の円筒弁101が回転することにより円筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁および閉弁が行われる。ここでEGR弁駆動歯車53はクランク軸50の2分の1の回転数で回転するように設定されているため、EGR弁駆動歯車53により駆動される円筒弁101はクランク軸50の2分の1の回転数で回転されることになる。 Next, the opening and closing of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 will be described. First, the crankshaft gear 51 mounted on the crankshaft 50 rotates the EGR valve drive gear 53 via the idle gear 52. In the transmission of rotation by the combination of gears, the number of teeth of each gear is set so that the EGR valve drive gear 53 rotates at half the number of rotations of the crankshaft 50. The rotation transmitted to the EGR valve drive gear 53 is transmitted to the rotation phase variable device 57 by the rotation transmission shaft 56, and the cylindrical valve 101 of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 rotates from the rotation phase variable device 57 by the rotation transmission shaft 59. Driven. When the cylindrical valve 101 of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 rotates, the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 is opened and closed. Here, since the EGR valve drive gear 53 is set to rotate at half the rotational speed of the crankshaft 50, the cylindrical valve 101 driven by the EGR valve drive gear 53 is half the crankshaft 50. The rotation speed is 1.

EGR弁駆動歯車53から円筒弁101の間の回転駆動力の伝達経路に配設した回転位相可変装置57は回転伝達軸56により回転位相可変装置57に伝達された回転の位相を変更して回転伝達軸59に回転を伝達する装置である。これにより、回転伝達軸59に結合した円筒弁101の回転の位相を変更することができ、円筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁および閉弁の進角または遅角が可能となる。エンジンの運転条件により円筒弁型ロータリー式EGR弁100に排気脈動の高いピーク圧力が伝播するタイミング(クランク角度)は変化するため、回転位相可変装置57により円筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁を変更することにより円筒弁型ロータリー式EGR弁100に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミング(クランク角度)で円筒弁型ロータリー式EGR弁100が開弁できるようにした。 The rotation phase varying device 57 arranged in the transmission path of the rotational driving force between the EGR valve driving gear 53 and the cylindrical valve 101 changes the rotation phase transmitted to the rotation phase varying device 57 by the rotation transmission shaft 56 and rotates. It is a device that transmits rotation to the transmission shaft 59. Thereby, the phase of rotation of the cylindrical valve 101 coupled to the rotation transmission shaft 59 can be changed, and the opening and closing of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 can be advanced or retarded. Since the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation propagates to the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 varies depending on the operating conditions of the engine, the rotational phase variable device 57 opens the cylindrical valve type rotary EGR valve 100. Is changed so that the cylindrical valve-type rotary EGR valve 100 can be opened at the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation is propagated to the cylindrical valve-type rotary EGR valve 100.

次に回転位相可変装置57による回転伝達軸から56から回転伝達軸59に伝達される回転の位相の変更について説明する。クランク軸50の2分の1の回転数で回転するEGR弁駆動歯車53と同じ回転伝達軸56にパルサ54が固定装着されており、パルサ54の外周面の突起がパルサ54の外周面に形成された突起に対向して装着されたEGR弁駆動歯車回転数センサ55を横切る度にEGR弁駆動歯車回転数センサ55は検出信号を出力し、EGR弁駆動歯車回転数センサ55の検出信号からEGR弁駆動歯車53の回転数および回転角度が検知される。 Next, the change of the rotation phase transmitted from the rotation transmission shaft 56 to the rotation transmission shaft 59 by the rotation phase varying device 57 will be described. A pulsar 54 is fixedly mounted on the same rotation transmission shaft 56 as the EGR valve drive gear 53 that rotates at half the number of revolutions of the crankshaft 50, and a protrusion on the outer peripheral surface of the pulsar 54 is formed on the outer peripheral surface of the pulsar 54. The EGR valve drive gear rotational speed sensor 55 outputs a detection signal every time it crosses the EGR valve drive gear rotational speed sensor 55 that is mounted to face the projected protrusion, and the EGR valve drive gear rotational speed sensor 55 detects the EGR from the detection signal. The rotation speed and rotation angle of the valve drive gear 53 are detected.

なお、EGR弁駆動歯車53はクランク軸歯車51によりアイドル歯車52を介して歯車機構の組み合わせにて回転力が伝達されるため、EGR弁駆動歯車回転数センサ55の検出信号からクランク軸の回転数および回転角度が検知される。またEGR弁駆動歯車53の回転速度の検出と同様に、回転伝達軸59に配設したパルサ58の外周面の突起に対向して装着されたEGR弁回転数センサ60をパルサ58の突起が横切る度にEGR弁回転数センサ60は検出信号を出力し、EGR弁回転数センサ54の検出信号から円筒弁101の回転数および回転角度が検知される。また、EGRガス通路32に配設した圧力センサ25により円筒弁型ロータリー式EGR弁100伝播した排気脈動の高いピーク圧力が検知される。 Since the EGR valve drive gear 53 receives the rotational force from the crankshaft gear 51 through a combination of gear mechanisms via the idle gear 52 by the crankshaft gear 51, the rotation speed of the crankshaft is detected from the detection signal of the EGR valve drive gear rotation speed sensor 55. And the rotation angle is detected. Similarly to the detection of the rotational speed of the EGR valve drive gear 53, the protrusion of the pulsar 58 crosses the EGR valve rotational speed sensor 60 mounted facing the protrusion on the outer peripheral surface of the pulsar 58 disposed on the rotation transmission shaft 59. The EGR valve rotation speed sensor 60 outputs a detection signal every time, and the rotation speed and rotation angle of the cylindrical valve 101 are detected from the detection signal of the EGR valve rotation speed sensor 54. Further, the pressure sensor 25 disposed in the EGR gas passage 32 detects a high peak pressure of exhaust pulsation propagated through the cylindrical valve type rotary EGR valve 100.

これら圧力センサ25により検知した円筒弁型ロータリー式EGR弁100に伝播した排気脈動の高いピーク圧力、EGR弁駆動歯車回転数センサ55により検知したクランク軸の回転角度、EGR弁回転数センサ60により検知した円筒弁101の回転角度および図示しないエンジン負荷等のエンジン運転状態の信号がEGR制御ECU(Electronic Control Unit)80に入力される。これら入力信号を基づいてEGR制御ECU80は円筒弁型ロータリー式EGR弁100に伝播した排気脈動の高いピーク圧力が検知されたタイミング(クランク角度)で円筒弁型ロータリー式EGR弁100が開弁するように回転位相可変装置57に回転の位相を変更する信号を出力して円筒弁101の回転の位相を変更する。 High peak pressure of exhaust pulsation propagated to the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 detected by the pressure sensor 25, crank shaft rotation angle detected by the EGR valve drive gear rotation speed sensor 55, detection by the EGR valve rotation speed sensor 60 The engine operating state signal such as the rotation angle of the cylindrical valve 101 and the engine load (not shown) is input to an EGR control ECU (Electronic Control Unit) 80. Based on these input signals, the EGR control ECU 80 opens the cylindrical valve-type rotary EGR valve 100 at the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation propagated to the cylindrical valve-type rotary EGR valve 100 is detected. Then, a signal for changing the rotation phase is output to the rotation phase varying device 57 to change the rotation phase of the cylindrical valve 101.

このようにEGR制御ECU80は回転位相可変装置57から回転の位相を変更する信号を出力して円筒弁101の回転の位相を変更し、円筒弁型ロータリー式EGR弁100は排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミング(クランク角度)で円筒弁型ロータリー式EGR弁100が開弁するようにする。 Thus, the EGR control ECU 80 outputs a signal for changing the rotation phase from the rotation phase varying device 57 to change the rotation phase of the cylindrical valve 101, and the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 has a peak pressure with high exhaust pulsation. The cylindrical valve-type rotary EGR valve 100 is opened at the timing (crank angle) at which is propagated.

または、エンジンの運転条件に対応して円筒弁型ロータリー式EGR弁100に伝播する排気脈動の高いピーク圧力のタイミング(クランク角度)のマップをEGR制御ECU80に予め記憶させておき、円筒弁型ロータリー式EGR弁100がエンジンの運転条件に対応したタイミング(クランク角度)で開弁するようにEGR制御ECU80は回転位相可変装置57から回転の位相を変更しても良い。 Alternatively, a map of the timing (crank angle) of high peak pressure of exhaust pulsation propagating to the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 corresponding to the operating condition of the engine is stored in the EGR control ECU 80 in advance, and the cylindrical valve type rotary The EGR control ECU 80 may change the rotation phase from the rotation phase variable device 57 so that the expression EGR valve 100 opens at a timing (crank angle) corresponding to the operating condition of the engine.

またEGRガス蓄圧室34に圧力センサ35を配設してEGRガス蓄圧室圧力を検知し、吸気管15には圧力センサ16を配設して給気ブースト圧力を検知し、それぞれのEGRガス蓄圧室圧力信号および給気ブースト圧力信号をEGR制御ECU80に入力し、EGR制御ECU80で予めプログラムされて記憶された通りにエンジンの運転状態に対応した通りにEGR制御ECU70からEGR量調節弁36の開口面積の制御信号を出力してEGR量調節弁36の開弁を制御し、高圧のEGRガスをEGRガス通路38を経由して吸気管15に流入させて給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも高いエンジン運転状態に最適なEGR率となるように制御し、エンジンから排出されるNOxを大幅に低減できるようにした。 Further, a pressure sensor 35 is disposed in the EGR gas accumulating chamber 34 to detect the EGR gas accumulating chamber pressure, and a pressure sensor 16 is disposed in the intake pipe 15 to detect the supply air boost pressure, and each EGR gas accumulating pressure is detected. The chamber pressure signal and the charge boost pressure signal are input to the EGR control ECU 80, and the EGR control ECU 70 opens the EGR amount adjusting valve 36 in accordance with the operating state of the engine as preprogrammed and stored in the EGR control ECU 80. An area control signal is output to control the opening of the EGR amount adjusting valve 36, and a high-pressure EGR gas is caused to flow into the intake pipe 15 via the EGR gas passage 38 so that the average pressure of the supply boost pressure becomes the exhaust gas. Control to achieve an EGR rate that is optimal for engine operating conditions higher than the average pressure so that NOx emitted from the engine can be significantly reduced. It was.

次に円筒弁型ロータリー式EGR弁100の構造について、具体的な構成を示す模式的図面である図2に基づいて説明する。円筒弁型ロータリー式EGR弁100は円筒ケース本体110と円筒ケースカバー113で構成された円筒ケースの内部空間に円筒弁101が回転可能に嵌合されている。そして円筒弁101は回転伝達軸59によりエンジンのクランク軸の2分の1の回転速度で回転される。円筒ケースカバー113と対面する円筒弁101の円筒弁円筒端面104は開口しているため、円筒ケースカバー113に配設された円筒ケース第2ポート112は円筒弁101の回転位置に係らず、常時、円筒ケース第2ポート112と回転中心空間部103は連通した状態である。円筒ケース第2ポート112はEGRガス通路32に接続されているため、回転中心空間部103にはEGRガス通路32から排気ガスが、常時、流入される構造である。 Next, the structure of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic drawing showing a specific configuration. In the cylindrical valve type rotary EGR valve 100, a cylindrical valve 101 is rotatably fitted in an internal space of a cylindrical case constituted by a cylindrical case body 110 and a cylindrical case cover 113. The cylindrical valve 101 is rotated by the rotation transmission shaft 59 at a rotational speed that is a half of the crankshaft of the engine. Since the cylindrical valve cylinder end surface 104 of the cylindrical valve 101 facing the cylindrical case cover 113 is open, the cylindrical case second port 112 disposed in the cylindrical case cover 113 is always set regardless of the rotational position of the cylindrical valve 101. The cylindrical case second port 112 and the rotation center space 103 are in communication with each other. Since the cylindrical case second port 112 is connected to the EGR gas passage 32, the exhaust gas from the EGR gas passage 32 always flows into the rotation center space 103.

本第1実施の形態に係るエンジンでは自動車用直列4気筒の等間隔着火の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンであるため、エンジン本体70は1サイクルでクランク軸50が2回転し、4回の排気行程で4回の排気脈動の高いピーク圧力を発生する。そのため円筒弁型ロータリー式EGR弁100はエンジンの1サイクルで4回の開弁を行わせる必要がある。円筒弁101はクランク軸の2分の1の回転速度で回転する構造としたため、円筒弁101の円筒面には円筒弁101の回転周方向に90°間隔で合計4個の円筒弁ポート102が配設されている。円筒ケース本体110の円筒面には1個の円筒ケース第1ポート111が配設され、円筒弁101が回転することにより円筒弁101の4個の円筒弁ポート102が順次、円筒ケース第1ポート111に係合して連通する構造である。このように円筒弁101の1回転につき円筒弁ポート102と円筒ケース第1ポート111が4回、連通されるように円筒ケース第1ポート111と円筒弁ポート102が配置されている。また、円筒ケース第1ポート111はEGRガス通路33に接続されている。 Since the engine according to the first embodiment is a four-cycle direct-injection supercharged diesel engine with in-line four-cylinder ignition for automobiles, the engine body 70 has four rotations of the crankshaft 50 in one cycle. A high peak pressure with four exhaust pulsations is generated in the exhaust stroke. Therefore, the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 needs to be opened four times in one cycle of the engine. Since the cylindrical valve 101 has a structure that rotates at half the rotational speed of the crankshaft, a total of four cylindrical valve ports 102 are provided on the cylindrical surface of the cylindrical valve 101 at 90 ° intervals in the circumferential direction of the cylindrical valve 101. It is arranged. One cylindrical case first port 111 is disposed on the cylindrical surface of the cylindrical case main body 110. When the cylindrical valve 101 rotates, the four cylindrical valve ports 102 of the cylindrical valve 101 sequentially turn into the cylindrical case first port. 111 is a structure that engages with and communicates with 111. In this way, the cylindrical case first port 111 and the cylindrical valve port 102 are arranged so that the cylindrical valve port 102 and the cylindrical case first port 111 communicate with each other four times per rotation of the cylindrical valve 101. The cylindrical case first port 111 is connected to the EGR gas passage 33.

そのため、EGRガス通路32のEGRガス取入口31に伝播した排気脈動の高いピーク圧力はEGRガス通路32および円筒ケース第2ポート112を通過して回転中心空間部103に伝播する。排気脈動の高いピーク圧力が回転中心空間部103に伝播したタイミング(クランク角度)で円筒弁ポート102と円筒ケース第1ポート111を連通させて、高圧のEGRガスをEGRガス通路33に流入させるようにする。 Therefore, the high peak pressure of the exhaust pulsation propagated to the EGR gas intake 31 of the EGR gas passage 32 is propagated to the rotation center space 103 through the EGR gas passage 32 and the cylindrical case second port 112. The cylindrical valve port 102 and the cylindrical case first port 111 are communicated with each other at a timing (crank angle) at which a peak pressure with high exhaust pulsation has propagated to the rotation center space 103 so that high-pressure EGR gas flows into the EGR gas passage 33. To.

以上のように、本第1実施の形態に係るエンジンではエンジンの回転数、エンジン負荷等のエンジン運転状態によりの円筒弁型ロータリー式EGR弁100に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミング(クランク角度)でクランク軸50の駆動力により円筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁および閉弁が制御しているため、給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも高いエンジン運転状態において、排気脈動の高いピーク圧力ノエネルギーを有効に利用してEGRガス蓄圧室34の圧力を十分な高圧にすることが可能である。 As described above, in the engine according to the first embodiment, the timing at which the peak pressure with high exhaust pulsation propagates to the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 depending on the engine operating state such as the engine speed and the engine load (crank Since the opening and closing of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 is controlled by the driving force of the crankshaft 50 at an angle), the engine operation is such that the average pressure of the boost boost pressure is higher than the average pressure of the exhaust gas pressure. In the state, it is possible to make the pressure of the EGR gas accumulator 34 sufficiently high by effectively utilizing the peak pressure energy with high exhaust pulsation.

この筒弁型ロータリー式EGR弁100の開弁を制御することにより、EGRガス蓄圧室34の圧力を十分に高圧化し、エンジン本体70のEGR率の向上が可能となり、エンジン本体70から排出されるNOxを大幅に低減することができる効果がある。またEGRガス蓄圧室34と吸気管15の間にEGR量調節弁36が配設され、EGR制御ECU70によりエンジン本体70の運転状態に対応したEGR量調節弁36の開口面積が制御されているため、エンジン燃焼に最適で正確なEGR率に制御できるため、エンジン燃焼によるNOx生成を抑えることができ、結果として極めて低いNOx排出レベルを達成できる効果がある。 By controlling the opening of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100, the pressure in the EGR gas accumulating chamber 34 is sufficiently increased, the EGR rate of the engine body 70 can be improved, and discharged from the engine body 70. There is an effect that NOx can be greatly reduced. Further, an EGR amount adjusting valve 36 is disposed between the EGR gas accumulating chamber 34 and the intake pipe 15, and the opening area of the EGR amount adjusting valve 36 corresponding to the operating state of the engine body 70 is controlled by the EGR control ECU 70. Since it can be controlled to an accurate EGR rate that is optimal for engine combustion, NOx generation due to engine combustion can be suppressed, and as a result, an extremely low NOx emission level can be achieved.

次に本発明の第2実施の形態に係る図3乃至図4に基づいて詳述する。本第2実施の形態における4気筒過給ディーゼルエンジンに円板弁型ロータリー式EGR弁を採用した場合のエンジンシのステム全体について具体的な構成を示す模式的平面図である図3に基づいて説明する。本図においては第1実施の形態に係る図1乃至図2に示した同一要素には同一の符号を付している。 Next, a detailed description will be given based on FIGS. 3 to 4 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic plan view showing a specific configuration of the entire engine system stem when a disc valve type rotary EGR valve is adopted in the four-cylinder supercharged diesel engine in the second embodiment. explain. In this figure, the same reference numerals are given to the same elements shown in FIGS. 1 and 2 according to the first embodiment.

本第2実施の形態は、本発明の第1実施の形態の円筒弁型ロータリー式EGR弁100を円板型ロータリー式EGR弁200に換え、新たにEGRバイパス弁220とEGR制御ECU80によるEGRバイパス弁220の電子制御の追加、そしてロータリー式EGR弁バイパス通路を追加したものである。これら以外については第1実施の形態と同じである。エンジン本体70は自動車用の直列4気筒の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンであり、また吸気系と排気系についても同じであるため、これらについての説明は省略し、円板型ロータリー式EGR弁200の構造とその駆動系およびEGRガスの流れとその制御等、EGRシステムを中心にについて説明する。 In the second embodiment, the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 according to the first embodiment of the present invention is replaced with a disk type rotary EGR valve 200, and an EGR bypass valve 220 and an EGR control ECU 80 newly provide an EGR bypass. The electronic control of the valve 220 is added, and the rotary EGR valve bypass passage is added. Other than these, the second embodiment is the same as the first embodiment. The engine main body 70 is an in-line four-cylinder four-cycle direct-injection supercharged diesel engine for automobiles, and the same applies to the intake system and the exhaust system. The structure of 200, its drive system, the flow of EGR gas and its control, etc. will be described focusing on the EGR system.

先ず、図3に基づいて円板型ロータリー式EGR弁200の開弁および閉弁について説明する。クランク軸50に装着したクランク軸歯車51がアイドル歯車52を介してEGR弁駆動歯車53が回転駆動される。この歯車の組み合わせによる回転の伝達では、EGR弁駆動歯車53はクランク軸50の2分の1の回転数で回転するように各歯車の歯数が設定されている。EGR弁駆動歯車53に伝達された回転は回転伝達軸56により回転位相可変装置57に伝達され、回転位相可変装置57から回転伝達軸59により円板型ロータリー式EGR弁200の円筒弁201が回転駆動される。円板弁型ロータリー式EGR弁200の円板弁201を回転させることにより円板弁型ロータリー式EGR弁200の開弁および閉弁を行わせる。ここでEGR弁駆動歯車53はクランク軸50の2分の1の回転数で回転するように設定されているため、EGR弁駆動歯車53により駆動される円板弁201はクランク軸50の2分の1の回転数で回転されることになる。 First, the opening and closing of the disc type rotary EGR valve 200 will be described with reference to FIG. A crankshaft gear 51 mounted on the crankshaft 50 is rotationally driven by an EGR valve drive gear 53 via an idle gear 52. In the transmission of rotation by the combination of gears, the number of teeth of each gear is set so that the EGR valve drive gear 53 rotates at half the number of rotations of the crankshaft 50. The rotation transmitted to the EGR valve drive gear 53 is transmitted to the rotation phase variable device 57 by the rotation transmission shaft 56, and the cylindrical valve 201 of the disc type rotary EGR valve 200 is rotated from the rotation phase variable device 57 by the rotation transmission shaft 59. Driven. By rotating the disc valve 201 of the disc valve type rotary EGR valve 200, the disc valve type rotary EGR valve 200 is opened and closed. Here, since the EGR valve drive gear 53 is set to rotate at half the rotational speed of the crankshaft 50, the disc valve 201 driven by the EGR valve drive gear 53 is half the crankshaft 50. Is rotated at a rotation speed of 1.

EGR弁駆動歯車53と円板弁201の間の回転駆動力の伝達経路に配設した回転位相可変装置57は、回転伝達軸56から回転伝達軸59に伝達される回転の位相をEGR制御ECU80からの信号による変更する装置である。これにより回転伝達軸59に結合した円板弁201の回転の位相を変更させ、円板弁型ロータリー式EGR弁200の開弁および閉弁の進角または遅角ができるようにした。 A rotational phase varying device 57 disposed in the transmission path of the rotational driving force between the EGR valve driving gear 53 and the disc valve 201 determines the phase of rotation transmitted from the rotational transmission shaft 56 to the rotational transmission shaft 59. It is a device to change by the signal from. As a result, the phase of rotation of the disc valve 201 coupled to the rotation transmission shaft 59 is changed so that the opening and closing of the disc valve type rotary EGR valve 200 can be advanced or retarded.

異なるエンジン本体70の運転条件では排気脈動の高いピーク圧力が円板弁型ロータリー式EGR弁200に伝播するタイング(クランク角度)は変化する。そのため、エンジン本体70の運転条件に対応して回転位相可変装置57により円板弁型ロータリー式EGR弁200の開弁時期を変更できるようにするすることにより、全てのエンジン運転条件に対して円板弁型ロータリー式EGR弁200に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミング(クランク角度)で円板弁型ロータリー式EGR弁200が開弁できるようにした。 Under different operating conditions of the engine body 70, the wing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation propagates to the disc valve type rotary EGR valve 200 changes. Therefore, by making it possible to change the valve opening timing of the disc valve type rotary EGR valve 200 by the rotation phase variable device 57 corresponding to the operating conditions of the engine main body 70, it is possible to change the circle for all engine operating conditions. The disc valve type rotary EGR valve 200 can be opened at the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation propagates to the plate valve type rotary EGR valve 200.

次に円板弁型ロータリー式EGR弁200の構造について、具体的な構成を示す模式的図面である図4に基づいて説明する。円板弁型ロータリー式EGR弁200は円板ケース本体210と円板ケースカバー213で構成された円板ケースの内部空間に円板弁201が回転可能に嵌合されている。そして円板弁201は回転伝達軸59によりエンジンのクランク軸の2分の1の回転速度で回転される。円板ケースカバー213には一方がEGRガス通路32に接続されて他方が円板ケース室203に開口した1個の円板ケース第2ポート212が配設されている。EGRガス通路32は円板ケース室203とは常に連通の状態であるため、円板ケース室203には常時、EGRガス通路32から排気ガスが流入されている。 Next, the structure of the disc valve type rotary EGR valve 200 will be described with reference to FIG. 4 which is a schematic drawing showing a specific configuration. In the disc valve type rotary EGR valve 200, the disc valve 201 is rotatably fitted in the internal space of the disc case constituted by the disc case body 210 and the disc case cover 213. Then, the disc valve 201 is rotated by the rotation transmission shaft 59 at a rotational speed that is half that of the crankshaft of the engine. The disc case cover 213 is provided with one disc case second port 212, one connected to the EGR gas passage 32 and the other opened to the disc case chamber 203. Since the EGR gas passage 32 is always in communication with the disc case chamber 203, exhaust gas always flows into the disc case chamber 203 from the EGR gas passage 32.

また、円板弁201には円板面の回転周方向に円板を貫通した円板弁ポート202が配設されている。円板ケース本体210には一端がEGRガス通路33に接続されて他端が円板弁201の円板弁ポート202と係合して連通可能な1個の円板ケース第1ポート211が配設されている。円板弁201はそれを回転させた時には円板弁ポート202と円板ケース第1ポート211が係合する構造とする。これにより円板弁ポート202と円板ケース第1ポート211が係合して連通している期間、円板ケース室203の排気ガスは、EGRガスとして円板弁ポート202および円板ケース第1ポート211を通過してEGRガス通路33に流出する円板弁型ロータリー式EGR弁200の開弁状態となる。 The disc valve 201 is provided with a disc valve port 202 penetrating the disc in the rotational circumferential direction of the disc surface. The disc case main body 210 is provided with one disc case first port 211 having one end connected to the EGR gas passage 33 and the other end engaged with and communicated with the disc valve port 202 of the disc valve 201. It is installed. The disc valve 201 is structured such that the disc valve port 202 and the disc case first port 211 are engaged when the disc valve 201 is rotated. Thus, during the period in which the disc valve port 202 and the disc case first port 211 are engaged and communicated, the exhaust gas in the disc case chamber 203 is used as EGR gas as the disc valve port 202 and the disc case first. The disc valve type rotary EGR valve 200 that flows through the port 211 and flows into the EGR gas passage 33 is opened.

本第2実施の形態のエンジンは自動車用直列4気筒の等間隔着火の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンであるため、クランク軸50が2回転して4回の排気脈動の高いピーク圧力が生じる。このクランク軸50が2回転毎に発生する4回の排気脈動の高いピーク圧力が円板弁型ロータリー式EGR弁200に伝播したタイミングで円板弁型ロータリー式EGR弁200は開弁させる必要がある。 Since the engine of the second embodiment is a four-cycle direct-injection supercharged diesel engine with in-line four-cylinder ignition for automobiles, the crankshaft 50 makes two revolutions to generate a high peak pressure with four exhaust pulsations. . The disc valve type rotary EGR valve 200 needs to be opened at the timing when the high peak pressure of the exhaust pulsation generated four times by the crankshaft 50 every two rotations propagates to the disc valve type rotary EGR valve 200. is there.

一方、円板弁型ロータリー式EGR弁200の円板弁201はクランク軸の2分の1の回転速度で回転する構造としたことから、円板弁201の円板面には円板弁201の回転周方向に90°間隔で合計4個の円板弁ポート202を配設した。これにより円板弁201が1回転することにより、円板弁201の4個の円板弁ポート202は順次、円板ケース第1ポート211に係合して円板ケース室203と円板ケース第1ポート211が連通する円板弁型ロータリー式EGR弁200の開弁状態となり、円板ケース室203の排気ガスは、EGRガスとして円板弁ポート202および円板ケース第1ポート211を通過してEGRガス通路33に流出させることができる。つまり、円板弁型ロータリー式EGR弁200は円板弁201が1回転することにより4回の開弁を行う構造である。 On the other hand, the disc valve 201 of the disc valve type rotary EGR valve 200 has a structure that rotates at half the rotational speed of the crankshaft. A total of four disc valve ports 202 were arranged at intervals of 90 ° in the rotational circumferential direction. As a result, the disc valve 201 makes one rotation, so that the four disc valve ports 202 of the disc valve 201 are sequentially engaged with the disc case first port 211 and the disc case chamber 203 and the disc case. The disc valve type rotary EGR valve 200 communicated with the first port 211 is opened, and the exhaust gas in the disc case chamber 203 passes through the disc valve port 202 and the disc case first port 211 as EGR gas. Then, it can be discharged to the EGR gas passage 33. That is, the disc valve type rotary EGR valve 200 has a structure in which the disc valve 201 is opened four times by one rotation of the disc valve 201.

本第2実施の形態のエンジンはクランク軸50の2回転毎にエンジン本体70の各気筒の排気行程により生じた4回の排気脈動の高いピーク圧力が発生するため、その間に円板弁型ロータリー式EGR弁200は1回転して4回の開弁を行わせる。その場合、エンジンの運転状態に対応して回転位相可変装置57の制御による開弁時期の変更し、円板弁型ロータリー式EGR弁200に排気脈動の高いピーク圧力が伝播したタイミング(クランク角度)で円板弁型ロータリー式EGR弁200は開弁させようにする。 In the engine of the second embodiment, a high peak pressure of four exhaust pulsations generated by the exhaust stroke of each cylinder of the engine body 70 is generated every two rotations of the crankshaft 50. The expression EGR valve 200 rotates once to open four times. In this case, the valve opening timing is changed under the control of the rotation phase variable device 57 corresponding to the operating state of the engine, and the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation is propagated to the disc valve type rotary EGR valve 200 Thus, the disc valve type rotary EGR valve 200 is opened.

このように排気脈動の高いピーク圧力が円板弁型ロータリー式EGR弁200に伝播したタイミング(クランク角度)で円板弁型ロータリー式EGR弁200を開弁させることにより、比較的高圧のEGRガスがEGRガス通路33を経由してEGRガス蓄圧室34に流入させてEGRガス蓄圧室34の圧力を増加させるようにした。 By opening the disc valve type rotary EGR valve 200 at the timing (crank angle) at which the peak pressure with high exhaust pulsation has propagated to the disc valve type rotary EGR valve 200 in this way, a relatively high pressure EGR gas is obtained. Is caused to flow into the EGR gas pressure accumulation chamber 34 via the EGR gas passage 33 to increase the pressure in the EGR gas pressure accumulation chamber 34.

またEGRガス蓄圧室34には圧力センサ35を配設してEGRガス蓄圧室圧力を検知し、吸気管15には圧力センサ16を配設して給気ブースト圧力を検知し、EGR制御ECU80にEGRガス蓄圧室圧力信号および給気ブースト圧力信号を入力する。これらの入力信号とエンジンの運転状態に対応してEGR制御ECU80で予め記憶されているプログラムにしたがってEGR制御ECU80からEGR量調節弁36の開口面積の制御信号を出力し、EGR量調節弁36の開口面積を制御することにより、EGRクーラ37に流入させるEGRガス量を制御する。 Further, a pressure sensor 35 is provided in the EGR gas accumulator 34 to detect the EGR gas accumulator pressure, and a pressure sensor 16 is provided to the intake pipe 15 to detect the supply air boost pressure. An EGR gas accumulator pressure signal and a charge boost pressure signal are input. A control signal for the opening area of the EGR amount adjustment valve 36 is output from the EGR control ECU 80 according to a program stored in advance in the EGR control ECU 80 in response to these input signals and the operating state of the engine. By controlling the opening area, the amount of EGR gas flowing into the EGR cooler 37 is controlled.

エンジンの運転状態に対応して流量が調節されたEGRガスはEGRクーラ37で冷却された後、EGRガス通路38を経由して吸気管15に流入される。これにより給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも高いエンジン運転状態において最適なEGR率に制御することができるため、エンジンから排出されるNOxを大幅に低減できる効果が得られる。 The EGR gas whose flow rate is adjusted according to the operating state of the engine is cooled by the EGR cooler 37 and then flows into the intake pipe 15 via the EGR gas passage 38. This makes it possible to control to an optimum EGR rate in an engine operating state in which the average pressure of the boost boost pressure is higher than the average pressure of the exhaust gas pressure, so that the effect of greatly reducing NOx exhausted from the engine can be obtained. .

また、円板弁型ロータリー式EGR弁200をバイパスしてEGRガスを流すことを可能とするため、EGRガス通路32からEGRガス通路33にEGRガスを分流するするバイパス通路90、バイパス遮断弁220およびバイパス通路91から構成されるバイパス回路を設ける。そして給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも十分に低い状態となるエンジン運転状態においては、EGR制御ECU80からバイパス遮断弁220に制御信号を出力してバイパス遮断弁220を開弁し、円板弁型ロータリー式EGR弁200をバイパスしてEGRガスをEGRガス通路32からEGRガス通路33に流入させる。 Further, in order to allow the EGR gas to flow by bypassing the disc valve type rotary EGR valve 200, the bypass passage 90 for diverting the EGR gas from the EGR gas passage 32 to the EGR gas passage 33, and the bypass cutoff valve 220. In addition, a bypass circuit composed of the bypass passage 91 is provided. Then, in an engine operating state where the average pressure of the boost boost pressure is sufficiently lower than the average pressure of the exhaust gas pressure, the EGR control ECU 80 outputs a control signal to the bypass cutoff valve 220 to open the bypass cutoff valve 220. The EGR gas is caused to flow from the EGR gas passage 32 to the EGR gas passage 33 by bypassing the disc valve type rotary EGR valve 200.

そして、給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも十分に低い状態となるエンジン運転状態においてはバイパス遮断弁220を開弁し、EGRガス蓄圧室34の圧力増加を図るようにする。これにより、給気ブースト圧力の平均圧力が排気ガス圧力の平均圧力よりも十分に低い状態となるエンジン運転状態においてEGRガスはバイパス通路90からバイパス通路91に至るバイパス流れ回路を通過させる回路を追加して設けることにより、EGRガスの流れ圧力損失が低下し、EGRガスが円板弁型ロータリー式EGR弁200を通過する単独のEGR回路とする場合に比較してEGR率の向上が可能となる。ただし、EGRガスがバイパス流れ回路を通過させた場合においても、EGR率の正確な制御を行うためにEGR制御ECU80からEGR量調節弁36の開口面積の制御信号を出力してEGR量調節弁36の開弁を制御することとする。 Then, in an engine operating state where the average pressure of the supply boost pressure is sufficiently lower than the average pressure of the exhaust gas pressure, the bypass shutoff valve 220 is opened to increase the pressure in the EGR gas pressure accumulating chamber 34. To do. As a result, a circuit that allows the EGR gas to pass through the bypass flow circuit from the bypass passage 90 to the bypass passage 91 in an engine operating state where the average pressure of the charge boost pressure is sufficiently lower than the average pressure of the exhaust gas pressure is added. Thus, the EGR gas flow pressure loss is reduced, and the EGR rate can be improved as compared with the case where the EGR gas is a single EGR circuit that passes through the disc valve type rotary EGR valve 200. . However, even when the EGR gas passes through the bypass flow circuit, in order to accurately control the EGR rate, the EGR control ECU 80 outputs a control signal of the opening area of the EGR amount adjusting valve 36 to output the EGR amount adjusting valve 36. The valve opening is controlled.

以上、本発明の第1実施の形態および第2実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこれらの形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれる。すなわち、エンジン本体70は自動車用の直列4気筒の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンとしたが、これ以外のエンジンにも適用される。例えば自動車用以外でも良い。また直列4気筒の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンとしたが、直列6気筒の4サイクル直噴式過給ディーゼルエンジンや直列6気筒の4サイクルの液体燃料パイロット噴射自己着火型天然ガスエンジンでも良い。また6気筒以上のエンジンでも良い。 As mentioned above, although 1st Embodiment and 2nd Embodiment of this invention were explained in full detail with drawing, a concrete structure is not restricted to these forms, The design of the range which does not deviate from the summary of this invention Any changes and the like are included in the scope of the present invention. That is, the engine body 70 is an in-line four-cylinder four-cycle direct-injection supercharged diesel engine for automobiles, but it can also be applied to other engines. For example, it may be other than for automobiles. Further, although an in-line four-cylinder four-cycle direct-injection supercharged diesel engine is used, an in-line six-cylinder four-cycle direct-injection supercharged diesel engine or an in-line six-cylinder four-cycle liquid fuel pilot injection self-ignition natural gas engine may be used. Further, an engine having 6 or more cylinders may be used.

第1実施の形態では円筒弁型ロータリー式EGR弁100とし、第2実施の形態の円板弁型ロータリー式EGR弁200とした。本発明のロータリー式EGR弁は、円筒弁型や円板弁型に限定されるものではない。例えば第1実施の形態のように円筒ケース内で円筒弁101を回転させるのと同様に円錐ケース内で回転する円錐面上の回転周方向に複数のポートを円錐形状の弁を回転させても良い。
また、第1実施の形態の円筒弁型ロータリー式EGR弁100の円筒弁101および第2実施の形態の円板弁型ロータリー式EGR弁200の円板弁201がクランク軸51と同一の回転数で回転駆動する場合には、円筒弁101の円筒弁ポート102は回転周方向に180°の間隔で合計2個を配設し、円板弁201の円板弁ポート202は回転周方向に180°の間隔で合計2個を配設する。
また、第1実施の形態および第2実施の形態のEGRガス蓄圧室34は特別に配設することはせず、EGRガス通路33にEGRガスを蓄圧させても良い。その場合、EGRガス通路33に蓄圧したEGRガス圧力を検知するために圧力センサ35をEGRガス通路33に配設する。
In the first embodiment, the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 is used, and the disc valve type rotary EGR valve 200 of the second embodiment is used. The rotary EGR valve of the present invention is not limited to a cylindrical valve type or a disc valve type. For example, as in the first embodiment, a plurality of ports may be rotated in a circumferential direction on a conical surface that rotates in a conical case as in the case of rotating the cylindrical valve 101 in the cylindrical case. good.
The cylinder valve 101 of the cylindrical valve type rotary EGR valve 100 of the first embodiment and the disc valve 201 of the disc valve type rotary EGR valve 200 of the second embodiment have the same rotational speed as the crankshaft 51. In the case of rotational driving, a total of two cylindrical valve ports 102 of the cylindrical valve 101 are arranged at intervals of 180 ° in the rotational circumferential direction, and the disc valve port 202 of the disc valve 201 is 180 in the rotational circumferential direction. Two in total are arranged at intervals of °.
Further, the EGR gas accumulating chamber 34 of the first embodiment and the second embodiment is not specially arranged, and EGR gas may be accumulated in the EGR gas passage 33. In that case, a pressure sensor 35 is disposed in the EGR gas passage 33 in order to detect the EGR gas pressure accumulated in the EGR gas passage 33.

また、直列6気筒の等間隔着火4サイクル過給エンジンで円筒弁型ロータリー式EGR弁の円筒弁および円板弁型ロータリー式EGR弁の円板弁がクランク軸の2分の1の回転速度で回転駆動する場合には、円筒弁の円筒弁ポートは回転周方向に60°の間隔で合計6個が配設され、円板弁の円板弁ポートは回転周方向に60°の間隔で合計6個が配設される。
また、直列6気筒の等間隔着火4サイクル過給エンジンで円筒弁型ロータリー式EGR弁の円筒弁および円板弁型ロータリー式EGR弁の円板弁がクランク軸と同一の回転数で回転駆動する場合には、円筒弁の円筒弁ポートは回転周方向に120°の間隔で合計3個が配設され、円板弁の円板弁ポートは回転周方向に120°の間隔で合計3個が配設される。
In addition, a cylinder valve of a cylindrical valve type rotary EGR valve and a disc valve of a disc valve type rotary EGR valve in an in-line six-cylinder equidistant ignition four-cycle supercharged engine have a rotational speed that is half the crankshaft. In the case of rotational driving, a total of six cylindrical valve ports of the cylindrical valve are arranged at intervals of 60 ° in the circumferential direction of the rotation, and the disc valve ports of the disk valve are totaled at intervals of 60 ° in the circumferential direction of rotation. Six are arranged.
In addition, the cylinder valve of the cylindrical valve type rotary EGR valve and the disc valve of the disc valve type rotary EGR valve are driven to rotate at the same rotational speed as the crankshaft in an in-line six-cylinder equidistant ignition four-cycle supercharged engine. In this case, a total of three cylindrical valve ports of the cylindrical valve are arranged at intervals of 120 ° in the rotation circumferential direction, and a total of three circular valve ports of the disk valve are arranged at intervals of 120 ° in the rotation circumferential direction. Arranged.

また多気筒エンジンの各気筒と円筒弁型ロータリー式EGR弁または円板弁型ロータリー式EGR弁の排気通路の長さが大きく異なる場合は、各気筒の排気脈動の高いピーク圧力が伝播するタイング(クランク角度)で開弁できるように円筒弁ポートまたは円板弁ポートの複数のポートを配設する間隔を変更して等間隔としなくても良い。 Further, when the lengths of the exhaust passages of each cylinder of the multi-cylinder engine and the cylindrical valve type rotary EGR valve or the disc valve type rotary EGR valve are greatly different from each other, there is a tang that propagates a high peak pressure of exhaust pulsation of each cylinder ( It is not necessary to change the intervals at which the plurality of ports of the cylindrical valve port or the disc valve port are arranged so that the valves can be opened at a crank angle).

本第1実施の形態における4気筒過給ディーゼルエンジンに円筒弁型ロータリー式EGR弁を採用した場合のエンジンシのステム全体について具体的な構成を示す模式的平面図であるFIG. 3 is a schematic plan view showing a specific configuration of the entire engine system stem when a cylindrical valve type rotary EGR valve is employed in the four-cylinder supercharged diesel engine in the first embodiment. 本第1実施の形態の4気筒過給ディーゼルエンジンに円筒弁型ロータリー式EGR弁の具体的な構成を示す模式的図面である。2 is a schematic drawing showing a specific configuration of a cylindrical valve type rotary EGR valve in the four-cylinder supercharged diesel engine of the first embodiment. 本第2実施の形態における4気筒過給ディーゼルエンジンに円板弁型ロータリー式EGR弁を採用した場合のエンジンシのステム全体について具体的な構成を示す模式的平面図である。It is a typical top view which shows a concrete structure about the whole stem of an engine system at the time of employ | adopting a disc valve type rotary EGR valve for the 4-cylinder supercharged diesel engine in this 2nd Embodiment. 本第1実施の形態の4気筒過給ディーゼルエンジン用の円板弁型ロータリー式EGR弁の具体的な構成を示す模式的図面である。2 is a schematic drawing showing a specific configuration of a disc valve type rotary EGR valve for a four-cylinder supercharged diesel engine according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1気筒
2 第2気筒
3 第3気筒
4 第4気筒
10a、10b、10c、10d 吸気弁
11 エアクリーナ
12,13 吸気管
14 空冷式給気インタークーラ
15 吸気管
16 圧力センサ
17 吸気マニホールド
20a、20b、20c、20d 排気弁
21a、21b、21c、21d 排気ポート
22 排気マニホールド
23 排気マニホールド集合部
24 排気管
25 圧力センサ
26 排気ガス入口
27 排気管
28 酸化触媒再生式DPF装置
29 排気マフラー
31 EGRガス取入口
32、33 EGRガス通路
34 EGRガス蓄圧室
35 圧力センサ
36 EGR量調節弁
37 EGRクーラ
38 EGRガス通路
40 VGターボ過給機
41 給気ブロア
42 排気タービン
43 可変排気タービンノズル
44 電子制御可変排気タービンノズルアクチェータ
50 クランク軸
51 クランク軸歯車
52 アイドル歯車
53 EGR弁駆動歯車
54 パルサ
55 EGR弁駆動歯車回転数センサ
56 回転伝達軸
57 回転位相可変装置
58 パルサ
59 回転伝達軸
60 EGR弁回転数センサ
70 エンジン本体
71 クーリングファン
80 EGR制御ECU
81a、81b、81c、81d 電子制御燃料インジェクタ
90、91バイパス通路
100 円筒弁型ロータリー式EGR弁
101 円筒弁
102 円筒弁ポート
103 回転中心空間部
104 円筒弁円筒端面
110 円筒ケース本体
111 円筒ケース第1ポート
112 円筒ケース第2ポート
113 円筒ケースカバー
200 円板弁型ロータリー式EGR弁
201 円板弁
202 円板弁ポート
203 円板ケース室
210 円板ケース本体
211 円板ケース第1ポート
212 円板ケース第2ポート
213 円板ケースカバー
220 バイパス遮断弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st cylinder 2 2nd cylinder 3 3rd cylinder 4 4th cylinder 10a, 10b, 10c, 10d Intake valve 11 Air cleaner 12, 13 Intake pipe 14 Air-cooling type supply intercooler 15 Intake pipe 16 Pressure sensor
17 Intake manifolds 20a, 20b, 20c, 20d Exhaust valves 21a, 21b, 21c, 21d Exhaust port 22 Exhaust manifold 23 Exhaust manifold assembly 24 Exhaust pipe 25 Pressure sensor 26 Exhaust gas inlet 27 Exhaust pipe 28 Oxidation catalyst regeneration type DPF device 29 Exhaust muffler 31 EGR gas intake 32, 33 EGR gas passage 34 EGR gas accumulator chamber 35 Pressure sensor 36 EGR amount adjustment valve 37 EGR cooler 38 EGR gas passage 40 VG turbocharger 41 Supply blower 42 Exhaust turbine 43 Variable exhaust turbine Nozzle 44 Electronically controlled variable exhaust turbine nozzle actuator 50 Crankshaft 51 Crankshaft gear 52 Idle gear 53 EGR valve drive gear 54 Pulsar 55 EGR valve drive gear rotational speed sensor 56 Rotation transmission shaft 57 Rotation phase variable device 58 Pulsar 59 Rotation transmission shaft 60 EGR valve rotation speed sensor 70 Engine body 71 Cooling fan 80 EGR control ECU
81a, 81b, 81c, 81d Electronically controlled fuel injector 90, 91 bypass passage 100 Cylindrical valve type rotary EGR valve 101 Cylindrical valve 102 Cylindrical valve port 103 Rotation center space part 104 Cylindrical valve cylindrical end face 110 Cylindrical case main body 111 Cylindrical case first Port 112 Cylindrical case second port 113 Cylindrical case cover 200 Disc valve type rotary EGR valve 201 Disc valve 202 Disc valve port 203 Disc case chamber 210 Disc case body 211 Disc case first port 212 Disc case 2nd port 213 Disc case cover 220 Bypass shutoff valve

Claims (6)

多気筒エンジンの排気マニホールド集合部と過給機の排出ガス入口の間の排気管にEGRガス通路のEGRガス取入口を設け,上記排気管または上記EGRガス通路にロータリー式EGR弁を配設し,上記多気筒エンジンの排気行程で生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力が上記ロータリー式EGR弁に伝播するタイミングで上記ロータリー式EGR弁を開弁させて排気ガスの一部を吸気管に還流させることを特徴とする多気筒過給エンジンのEGR装置 An EGR gas inlet for the EGR gas passage is provided in the exhaust pipe between the exhaust manifold collecting portion of the multi-cylinder engine and the exhaust gas inlet of the supercharger, and a rotary EGR valve is provided in the exhaust pipe or the EGR gas passage. The rotary EGR valve is opened at a timing when a high peak pressure of the exhaust pulsation pressure generated in the exhaust stroke of the multi-cylinder engine propagates to the rotary EGR valve, and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake pipe. EGR device for multi-cylinder supercharged engine 上記ロータリー式EGR弁は、円筒ケースと上記円筒ケースの内部に回転可能に嵌合した円筒弁から構成され,上記円筒弁は上記多気筒エンジンのクランク軸により回転駆動され、上記円筒ケースの円筒面には円筒ケース第1ポートが配設され,上記円筒弁の円筒面には上記円筒弁の回転周方向に回転中心空間部に貫通した複数の円筒弁ポートが配設され,上記円筒ケースには上記円筒弁の何れの回転角度位置においても上記円筒弁の回転中心空間部と常に連通させるようにした円筒ケース第2ポートが配設され、上記円筒ケースに上記円筒弁を組み込んだ状態では上記円筒弁の回転により上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁ポートが順次、係合して上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁ポートが連通するように配設しており、上記円筒弁の回転により上記円筒ケース第1ポートと上記円筒弁の上記回転中心空間部が連通する毎に上記ロータリー式EGR弁が開弁し、上記ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが上記円筒ケース第1ポートから流入する場合は上記円筒ケース第2ポートからから流出し、逆にEGRガスが上記円筒ケース第2ポートから流入する場合は上記円筒ケース第1ポートから流出するようした円筒弁型ロータリー式EGR弁であることを特徴とする特徴とする請求項1記載の多気筒過給エンジンのEGR装置。 The rotary EGR valve is composed of a cylindrical case and a cylindrical valve rotatably fitted in the cylindrical case, and the cylindrical valve is rotationally driven by a crankshaft of the multi-cylinder engine, and the cylindrical surface of the cylindrical case A cylindrical case first port is disposed, and a plurality of cylindrical valve ports penetrating the rotation center space in the rotational circumferential direction of the cylindrical valve are disposed on the cylindrical surface of the cylindrical valve. A cylindrical case second port is provided so as to always communicate with the rotation center space of the cylindrical valve at any rotational angle position of the cylindrical valve, and the cylindrical valve is in the state where the cylindrical valve is incorporated in the cylindrical case. The cylindrical case first port and the cylindrical valve port are sequentially engaged by rotation of the valve so that the cylindrical case first port and the cylindrical valve port communicate with each other. The rotary EGR valve is opened each time the first port of the cylindrical case communicates with the rotation center space of the cylindrical valve by the rotation of the valve. When the rotary EGR valve is opened, EGR gas is removed from the cylindrical case. A cylindrical valve-type rotary that flows out from the cylindrical case second port when flowing from the first port, and conversely when EGR gas flows from the cylindrical case second port, flows out from the cylindrical case first port. 2. The EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to claim 1, wherein the EGR device is an EGR valve. 上記ロータリー式EGR弁は、円板ケースと上記円板ケースの内部に回転可能に嵌合した円板弁から構成され,上記円板弁は上記多気筒エンジンのクランク軸により回転駆動され、上記円板ケースの一方の円端面に円板ケース第1ポートを配設すると共に対面する上記円板弁との機密性を有した構成とし、上記円板ケースの他方の円端面は円板ケース第2ポートを配設すると共に対面する上記円板弁との間に円板ケース室を設け、上記円板ケース第2ポートと上記円板ケース室は常に連通した構造とし、上記円板弁の円板面には回転周方向に複数の円板弁ポートが配設され、上記円板ケースに上記円板弁を組み込んだ状態では上記円板弁の回転により上記円板ケース第1ポートと係合して上記円板弁ポートと上記円板ケース第1ポートが連通するように配設しており、上記円板弁の回転により上記円板弁ポートと上記円板ケース第1ポートが順次、連通してロータリー式EGR弁が開弁し、上記ロータリー式EGR弁の開弁時にはEGRガスが上記円板ケース第1ポートから流入する場合は上記円板ケース第2ポートから流出し、逆にEGRガスが上記円板ケース第2ポートから流入する場合は上記円板ケース第1ポートから流出するようした円板弁型ロータリー式EGR弁であることを特徴とする特徴とする請求項1記載の多気筒過給エンジンのEGR装置。 The rotary EGR valve is composed of a disc case and a disc valve rotatably fitted in the disc case, and the disc valve is rotationally driven by a crankshaft of the multi-cylinder engine. A disk case first port is disposed on one circular end surface of the plate case and has a confidentiality with the disk valve facing the disk case, and the other circular end surface of the disk case is the disk case second. A disk case chamber is provided between the disk valve facing and facing the disk valve, and the disk case second port and the disk case chamber are always in communication with each other. A plurality of disc valve ports are arranged on the surface in the circumferential direction of rotation, and when the disc valve is incorporated in the disc case, the disc valve is engaged with the disc case first port by the rotation of the disc valve. The disc valve port communicates with the disc case first port. When the disc valve rotates, the disc valve port and the disc case first port sequentially communicate with each other to open the rotary EGR valve, and the rotary EGR valve When EGR gas flows in from the disk case first port when the valve is opened, it flows out of the disk case second port, and conversely, if EGR gas flows in from the disk case second port, the disk case 2. The EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to claim 1, wherein the EGR device is a disc valve type rotary EGR valve that flows out from the first port. 上記クランク軸から上記円筒弁又は上記円板弁に回転駆動が伝達される回転駆動力の伝達回路の途中に回転位相が変更できる回転位相可変装置を配設し,上記多気筒エンジンの排気行程で生じた排気脈動圧力の高いピーク圧力が上記ロータリー式EGR弁に伝播するタイミングでロータリー式EGR弁を開弁するように、エンジンの運転条件に対応して上記回転位相可変装置によりエンジン回転の位相と上記ロータリー式EGR弁の回転の位相を変更して上記ロータリー式EGR弁の開弁時期を進角又は遅角させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのEGR装置。 A rotational phase variable device capable of changing the rotational phase is disposed in the middle of a rotational driving force transmission circuit for transmitting rotational driving from the crankshaft to the cylindrical valve or the disc valve, and in the exhaust stroke of the multi-cylinder engine. The rotational phase variable device adjusts the phase of the engine rotation so that the rotary EGR valve is opened at the timing when the generated peak pressure of the exhaust pulsation pressure propagates to the rotary EGR valve. 4. The multi-cylinder overload according to claim 1, wherein a phase of rotation of the rotary EGR valve is changed to advance or retard the valve opening timing of the rotary EGR valve. 5. EGR device for feed engine. 上記排気管から上記吸気管に還流するEGRガスの流れ回路の途中において、上記ロータリー式EGR弁のEGRガス流れの下流にEGRガス蓄圧器を配設し、上記EGRガス蓄圧器の下流にEGR量調節弁を設け、エンジンの運転条件に対応して上記EGR量調節弁の開口面積を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのEGR装置。 In the middle of the EGR gas flow circuit that recirculates from the exhaust pipe to the intake pipe, an EGR gas pressure accumulator is disposed downstream of the EGR gas flow of the rotary EGR valve, and an EGR amount downstream of the EGR gas pressure accumulator. The EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to any one of claims 1 to 4, wherein a control valve is provided, and an opening area of the EGR amount control valve is controlled in accordance with an engine operating condition. . 上記ロータリー式EGR弁をバイパスしてEGRガスを流すためのバイパス通路とバイパス通路の途中にバイパス遮断弁を配設し、特定のエンジン運転条件おいて上記バイパス遮断弁を開弁させ、EGRガスがロータリー式EGR弁をバイパスして流せるようにしたこと特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の多気筒過給エンジンのEGR装置。
A bypass passage for bypassing the rotary EGR valve and flowing EGR gas and a bypass cutoff valve in the middle of the bypass passage are opened, and the bypass cutoff valve is opened under specific engine operating conditions. The EGR device for a multi-cylinder supercharged engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotary EGR valve can be bypassed to flow.
JP2004215804A 2004-07-23 2004-07-23 Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine Pending JP2005054778A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004215804A JP2005054778A (en) 2004-07-23 2004-07-23 Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004215804A JP2005054778A (en) 2004-07-23 2004-07-23 Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005054778A true JP2005054778A (en) 2005-03-03
JP2005054778A5 JP2005054778A5 (en) 2006-11-24

Family

ID=34373703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004215804A Pending JP2005054778A (en) 2004-07-23 2004-07-23 Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005054778A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2039909A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-25 Peugeot Citroen Automobiles SA Device and method for recirculating exhaust gases in an internal combustion engine
WO2010067427A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 トヨタ自動車株式会社 Control apparatus of internal combustion engine
JP2012188948A (en) * 2011-03-09 2012-10-04 Hino Motors Ltd Pressure accumulating type egr system
US9932939B2 (en) 2016-02-15 2018-04-03 Denso International America, Inc. Dedicated exhaust gas recirculation system
DE102022102641A1 (en) 2022-02-04 2023-08-10 Ford Global Technologies Llc engine system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2039909A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-25 Peugeot Citroen Automobiles SA Device and method for recirculating exhaust gases in an internal combustion engine
FR2921427A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-27 Peugeot Citroen Automobiles Sa DEVICE AND METHOD FOR RECIRCULATING EXHAUST GAS INTO AN ENGINE
WO2010067427A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 トヨタ自動車株式会社 Control apparatus of internal combustion engine
JP5018974B2 (en) * 2008-12-10 2012-09-05 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP2012188948A (en) * 2011-03-09 2012-10-04 Hino Motors Ltd Pressure accumulating type egr system
US9932939B2 (en) 2016-02-15 2018-04-03 Denso International America, Inc. Dedicated exhaust gas recirculation system
DE102022102641A1 (en) 2022-02-04 2023-08-10 Ford Global Technologies Llc engine system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101939529B (en) Controlling exhaust gas flow divided between turbocharging and exhaust gas recirculating
US7182075B2 (en) EGR system
US20070074513A1 (en) Turbo charging in a variable displacement engine
EP2179158B1 (en) Control apparatus and control method for internal combustion engine
JP5187123B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5169439B2 (en) Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system
JP2007315230A (en) Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine
JP2011196196A (en) Control device of internal combustion engine
JP5912240B2 (en) Exhaust gas recirculation device
WO2011117970A1 (en) Internal combustion engine with exhaust gas recirculation device
JP4736969B2 (en) Diesel engine control device
JP2005054778A (en) Exhaust gas recirculation device for multiple cylinder supercharged engine
JP2005054778A5 (en)
Liu et al. Effects of different turbocharging systems on performance in a HD diesel engine with different emission control technical routes
JP2010223077A (en) Internal combustion engine
JP2008069645A (en) Exhaust gas recirculation device
JP2009250209A (en) Exhaust gas recirculating device of internal combustion engine
JP2010168954A (en) Control device for internal combustion engine
US11300065B2 (en) Method of controlling temperature of exhaust purification device of internal combustion engine, and internal combustion engine control device
JP5549544B2 (en) Control device for internal combustion engine
WO2014010355A1 (en) Control device and control method for internal combustion engine
JP4983144B2 (en) Internal combustion engine equipped with an EGR device
JP2005330836A (en) Supercharged multi-cylinder internal combustion engine controlled by passage communication control valve
WO2011005560A2 (en) Engine breathing system, components and method thereof
JP6835655B2 (en) EGR device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060921

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060921

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060921

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091020