JP2009041551A - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路から吸気通路に排気の一部をEGRガスとして導くEGR通路を備えた内燃機関の排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that includes an EGR passage that guides a part of exhaust gas from an exhaust passage to an intake passage as EGR gas.
EGR通路に方向変換部を設け、その方向変換部に冷却によって発生した凝縮水などを捕集するべく上流側に向かって開口するトラップを設けたEGR装置が知られている(特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2〜6が存在する。
There is known an EGR device in which a direction changing portion is provided in an EGR passage, and a trap that opens toward the upstream side to collect condensed water generated by cooling is provided in the direction changing portion (see Patent Document 1). . In addition,
慣性を利用して気体から液体を分離して捕集する装置では、水蒸気として気体に混入している水分の分離及び捕集を行うことができず、また径の小さい水滴も捕集し難い。そのため、EGRガスとともに水分が吸気通路に導かれる。外気から吸い込まれた空気(以降、新気と称することがある。)はEGRガスより温度が低いため、吸気通路に導かれた水分や径の小さい水滴は新気によって冷却されて凝縮水が発生する。また、その凝縮水はEGRガス中の窒素酸化物(NOx)や硫黄酸化物(SOx)などの成分により酸性化される。そのため、ターボ過給機のコンプレッサなど吸気通路に設けられた機器や吸気管などの腐食がこの凝縮水によって進行するおそれがある。また、特許文献1の装置のように複数のトラップを設けるべく複数の方向変換部をEGR通路に設けると、それら方向変換部によってEGR通路の圧力損失が増加する。周知のようにEGRガスは排気通路の圧力と吸気通路の圧力との差を利用して排気通路から吸気通路に導入するため、EGR通路の圧力損失が増加すると排気エミッションの改善に必要な量のEGRガスが十分に吸気通路に導入できないおそれがある。
An apparatus that separates and collects liquid from gas using inertia cannot separate and collect moisture mixed in the gas as water vapor, and it is difficult to collect water droplets having a small diameter. Therefore, moisture is guided to the intake passage together with the EGR gas. Since the air sucked from outside air (hereinafter sometimes referred to as fresh air) has a lower temperature than EGR gas, moisture introduced into the intake passage and water droplets with a small diameter are cooled by fresh air and condensed water is generated. To do. The condensed water is acidified by components such as nitrogen oxide (NOx) and sulfur oxide (SOx) in the EGR gas. Therefore, there is a possibility that corrosion of equipment provided in the intake passage such as a compressor of a turbocharger and an intake pipe may proceed due to the condensed water. Further, when a plurality of direction changing portions are provided in the EGR passage so as to provide a plurality of traps as in the apparatus of
そこで、本発明は、吸気通路内で発生した凝縮水を速やかに吸気系外に排出することが可能な内燃機関の排気還流装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can quickly discharge condensed water generated in an intake passage to the outside of the intake system.
本発明の内燃機関の排気還流装置は、排気通路から吸気通路に排気の一部をEGRガスとして導くEGR通路を備えた内燃機関の排気還流装置において、前記吸気通路には、前記吸気通路の一部を形成する外管と前記外管の内側に円筒通路となる隙間を介して配置される内管とが組み合わされた二重管部が設けられ、前記EGR通路は、前記円筒通路内に前記外管の接線方向からEGRガスが導入されるように前記二重管部に接続され、前記外管と内面が連続するように前記二重管部の下流側に接続されて前記吸気通路の一部を形成する通路形成部材の内面に溝部が設けられ、前記溝部は凝縮水通路を介して凝縮水が貯留される貯留手段と接続されていることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention is an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that includes an EGR passage that guides a part of exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage as EGR gas. A double pipe part in which an outer pipe that forms a portion and an inner pipe that is disposed through a gap serving as a cylindrical passage is provided inside the outer pipe, and the EGR passage is provided in the cylindrical passage. It is connected to the double pipe portion so that EGR gas is introduced from the tangential direction of the outer pipe, and is connected to the downstream side of the double pipe portion so that the outer pipe and the inner surface are continuous. A groove portion is provided on the inner surface of the passage forming member forming the portion, and the groove portion is connected to a storage means for storing condensed water via the condensed water passage, thereby solving the above-described problem. ).
本発明の排気還流装置によれば、外管と内管との間に設けられる円筒通路に接線方向からEGRガスが導入されるので、外管の内面に沿って円筒通路内を旋回しつつ下流に流れる旋回流を円筒通路内に形成することができる。二重管部に導入されたEGRガスはこの旋回流とともに円筒通路内を旋回するので、EGRガスから発生した凝縮水を遠心力によって外管の内面に付着させることができる。外管の内面に付着した凝縮水は、吸気の流れによりその内面に沿って移動して通路形成部材に導かれ、溝部に捕集される。その後、凝縮水は、溝部から凝縮水通路を介して貯留手段に排出される。このように吸気通路内で凝縮水が発生しても溝部で捕集できるので、凝縮水が通路形成部材より下流に移動することを抑制できる。また、凝縮水を速やかに吸気系外に排出することができる。そのため、吸気通路に設けられている機器や吸気通路を形成する吸気管の腐食を抑制できる。また、本発明の排気還流装置では吸気通路に二重管部を設けるので、EGR通路の圧力損失の増加を防止できる。そのため、吸気通路の圧力と排気通路の圧力との差によって排気エミッションの改善に必要な量のEGRガスを十分に吸気通路に導入することができる。 According to the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention, since EGR gas is introduced from the tangential direction into the cylindrical passage provided between the outer tube and the inner tube, the exhaust gas recirculation device is rotated downstream along the inner surface of the outer tube. A swirling flow that flows into the cylindrical passage can be formed in the cylindrical passage. Since the EGR gas introduced into the double pipe part swirls in the cylindrical passage along with the swirling flow, the condensed water generated from the EGR gas can be attached to the inner surface of the outer pipe by centrifugal force. Condensed water adhering to the inner surface of the outer tube moves along the inner surface by the flow of intake air, is guided to the passage forming member, and is collected in the groove. Thereafter, the condensed water is discharged from the groove portion to the storage means through the condensed water passage. In this way, even if condensed water is generated in the intake passage, it can be collected in the groove portion, so that the condensed water can be prevented from moving downstream from the passage forming member. Further, the condensed water can be quickly discharged out of the intake system. Therefore, corrosion of the equipment provided in the intake passage and the intake pipe forming the intake passage can be suppressed. Further, in the exhaust gas recirculation device of the present invention, since the double pipe portion is provided in the intake passage, an increase in pressure loss in the EGR passage can be prevented. Therefore, the amount of EGR gas necessary for improving exhaust emission can be sufficiently introduced into the intake passage due to the difference between the pressure in the intake passage and the pressure in the exhaust passage.
本発明の排気還流装置の一形態において、前記溝部は、前記通路形成部材の内面の周方向に全周に亘って設けられ前記溝部は、前記通路形成部材の内面の周方向に全周に亘って設けられていてもよい(請求項2)。このように溝部を設けることにより、通路形成部材の内面に移動してきた凝縮水をより確実に捕集することができる。 In one form of the exhaust gas recirculation device of the present invention, the groove portion is provided over the entire circumference in the circumferential direction of the inner surface of the passage forming member, and the groove portion extends over the entire circumference in the circumferential direction of the inner surface of the passage forming member. (Claim 2). By providing the groove portion in this manner, the condensed water that has moved to the inner surface of the passage forming member can be collected more reliably.
本発明の排気還流装置の一形態において、前記円筒通路の上流側端部には、その上流側端部を塞ぐ蓋部が設けられていてもよい(請求項3)。この場合、円筒通路内への吸気の流入を抑制できるので、円筒通路内により強い旋回流を形成することができる。そのため、外管の内面への凝縮水の付着を促進させることができる。 In one form of the exhaust gas recirculation device of the present invention, a lid portion for closing the upstream end portion may be provided at the upstream end portion of the cylindrical passage. In this case, since the inflow of intake air into the cylindrical passage can be suppressed, a stronger swirling flow can be formed in the cylindrical passage. Therefore, the adhesion of condensed water to the inner surface of the outer tube can be promoted.
本発明の排気還流装置の一形態において、前記蓋部は、前記内管から吸気流れの上流に向かって漸次拡がりつつ前記外管の内面に向かって延びていてもよい(請求項4)。この場合、蓋部によって新気の流れを乱すことなく新気を速やかに内管内に導くことができる。 In one form of the exhaust gas recirculation device of the present invention, the lid portion may extend toward the inner surface of the outer pipe while gradually expanding from the inner pipe toward the upstream side of the intake flow. In this case, the fresh air can be quickly guided into the inner pipe without disturbing the flow of the fresh air by the lid.
本発明の排気還流装置の一形態において、前記内燃機関はターボ過給機を備え、前記通路形成部材が前記ターボ過給機のコンプレッサハウジングであるとともに、前記二重管部が前記コンプレッサハウジングの吸気の吸い込み入口に接続されていてもよい(請求項5)。ターボ過給機のコンプレッサ内では吸気が圧縮されて吸気の圧力が上昇するので、コンプレッサハウジング内に溝部を設けることにより、その吸気の圧力を利用して溝部から凝縮水通路に速やかに凝縮水を排出することができる。 In one form of the exhaust gas recirculation device of the present invention, the internal combustion engine includes a turbocharger, the passage forming member is a compressor housing of the turbocharger, and the double pipe portion is an intake air of the compressor housing. It may be connected to the suction inlet (claim 5). Since the intake air is compressed in the turbocharger compressor and the pressure of the intake air rises, by providing a groove in the compressor housing, the condensed water is quickly discharged from the groove to the condensed water passage using the intake air pressure. Can be discharged.
この形態において、前記溝部は、前記コンプレッサハウジング内に配置されるコンプレッサホイールのインデューサ部と対向する前記コンプレッサハウジングの内面に形成されていてもよい(請求項6)。このような場所に溝部を設けることにより、コンプレッサの内部まで凝縮水を入り込ませることなく、圧縮された吸気の圧力を利用して凝縮水を凝縮水通路に速やかに排出することができる。 In this embodiment, the groove portion may be formed on an inner surface of the compressor housing facing an inducer portion of a compressor wheel disposed in the compressor housing. By providing the groove in such a place, the condensed water can be quickly discharged to the condensed water passage by using the pressure of the compressed intake air without allowing the condensed water to enter the compressor.
また、前記EGR通路は、前記排気通路の前記ターボ過給機のタービンより下流の区間と前記二重管部とを接続していてもよい(請求項7)。タービンより下流の排気通路の圧力はタービンより上流の排気通路の圧力より低いため、EGR通路の両端の圧力差が小さくなる。本発明の排気還流装置では、EGR通路の圧力損失の増加を防止できるので、このようにEGR通路の両端の圧力差が小さくても、排気エミッションの改善に必要な量のEGRガスを十分に吸気通路に導入することができる。 The EGR passage may connect a section of the exhaust passage downstream of the turbocharger turbine and the double pipe portion. Since the pressure in the exhaust passage downstream from the turbine is lower than the pressure in the exhaust passage upstream from the turbine, the pressure difference between both ends of the EGR passage becomes small. In the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention, an increase in the pressure loss of the EGR passage can be prevented, so that even if the pressure difference between both ends of the EGR passage is small as described above, the amount of EGR gas necessary for improving exhaust emission is sufficiently sucked. It can be introduced into the passage.
本発明の排気還流装置の一形態において、前記EGR通路には、内部に導入された気体に気液分離作用を与え、得られた液体を液体排出管から前記貯留手段に排出し、残余の気体を気体排出管から前記二重管部に排出する気液分離手段が設けられ、前記凝縮水通路は、前記溝部と前記気液分離手段とを接続してもよい(請求項8)。この場合、溝部から凝縮水とともに排出された吸気を気液分離手段を介して吸気通路に戻すことができる。また、この吸気通路に戻される吸気は、気液分離手段によって凝縮水が分離されているので、凝縮水が再度吸気通路に戻されることを抑制できる。さらに、通路形成部材がターボ過給機のコンプレッサの場合は、吸気の一部を循環させることになるので、これによりコンプレッサのサージ限界を改善することができる。 In one form of the exhaust gas recirculation device of the present invention, the EGR passage is subjected to gas-liquid separation action on the gas introduced therein, and the obtained liquid is discharged from the liquid discharge pipe to the storage means, and the remaining gas The gas-liquid separation means for discharging the gas from the gas discharge pipe to the double pipe section may be provided, and the condensed water passage may connect the groove section and the gas-liquid separation means. In this case, the intake air discharged together with the condensed water from the groove portion can be returned to the intake passage through the gas-liquid separation means. Further, since the condensed water is separated from the intake air returned to the intake passage by the gas-liquid separation means, it is possible to suppress the condensed water from returning to the intake passage again. Further, when the passage forming member is a turbocharger compressor, a part of the intake air is circulated, thereby improving the surge limit of the compressor.
以上に説明したように、本発明の排気還流装置によれば、二重管部の円筒通路に形成される旋回流を利用して遠心力で凝縮水を外管の内面に付着させ、その凝縮水を溝部で捕集して吸気系外に排出することができる。そのため、吸気通路内で発生した凝縮水を速やかに吸気系外に排出することができる。 As described above, according to the exhaust gas recirculation apparatus of the present invention, condensed water is attached to the inner surface of the outer pipe by centrifugal force using the swirl flow formed in the cylindrical passage of the double pipe portion, and the condensation is performed. Water can be collected in the groove and discharged out of the intake system. Therefore, the condensed water generated in the intake passage can be quickly discharged out of the intake system.
図1は、本発明の一形態に係る排気還流装置が組み込まれた内燃機関の一例を示す。図1の内燃機関(以下、エンジンと称することがある。)1は車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数(図1では4つ)の気筒2が設けられる機関本体3と、各気筒2に接続される吸気通路4及び排気通路5とを備えている。吸気通路4には、吸気濾過用のエアクリーナ6、吸気量を調整するための第1スロットル弁7及び第2スロットル弁8、ターボ過給機9のコンプレッサ9a、及び吸気を冷却するためのインタークーラ10が設けられている。図1に示したように第1スロットル弁7はエアクリーナ6とコンプレッサ9aとの間の区間に設けられ、第2スロットル弁8はインタークーラ10とインテークマニホールド(以下、インマニと略称することがある。)4aとの間の区間に設けられる。排気通路5には、ターボ過給機9のタービン9b、及び排気を浄化するための排気浄化装置11が設けられている。
FIG. 1 shows an example of an internal combustion engine in which an exhaust gas recirculation apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated. An internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine) 1 in FIG. 1 is a diesel engine mounted as a driving power source in a vehicle, and an engine body 3 provided with a plurality (four in FIG. 1) of
また、エンジン1は、排気通路5から吸気通路4に排気の一部をEGRガスとして導入する排気還流装置20を備えている。排気還流装置20は、排気通路5と吸気通路4とを接続する高圧EGR通路21及び低圧EGR通路22を備えている。図1に示したように高圧EGR通路21は、排気通路5のタービン9bより上流の区間と、吸気通路4の第2スロットル弁8とインマニ4aとの間の区間とを接続する。低圧EGR通路22は、排気通路5の排気浄化装置11より下流の区間と、吸気通路4の第1スロットル弁7とコンプレッサ9aとの間の区間とを接続する。高圧EGR通路21には、高圧EGR通路21を通過するEGRガスの流量を調整するための高圧EGR弁23が設けられる。低圧EGR通路22には、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ24、及び低圧EGR通路22を通過するEGRガスの流量を調整するための低圧EGR弁25が設けられる。
The
排気還流装置20は、EGRガスなどから発生する凝縮水を捕集し、外部に排出するための凝縮水捕集機構30を備えている。凝縮水捕集機構30は、低圧EGR通路22のEGRクーラ24に対してEGRガスの流れ方向下流に設けられて、EGRガスの冷却に伴って発生する凝縮水を捕集するトラッパ31と、捕集した凝縮水を貯留する貯留手段としてのタンク32と、トラッパ31とタンク32とを連結する連結路33と、タンク32に貯留された凝縮水を排出する排出路34と、吸気通路4のコンプレッサ9aとインタークーラ10との間の区間とタンク32とを接続する圧力導入路35と、を備えている。
The exhaust
図2及び図3を参照して凝縮水捕集機構30について詳しく説明する。図2は、凝縮水捕集機構30の拡大図であり、図3は図2のIII−III線における凝縮水捕集機構30の断面を示す図である。図2に示したようにトラッパ31は、コンプレッサ9aの吸気の吸い込み口に接続される二重管部41と、二重管部41から側方に突出するように設けられるケーシング42と、ケーシング42の内部に配置される気体排出管としての案内管43とを備えている。このように二重管部41が接続されるため、コンプレッサハウジング9cが本発明の通路形成部材に相当する。二重管部41は、吸気通路4の一部を形成する外管44と、外管44の内部に円筒通路46となる隙間を介して設けられる内管45と、外管44と内管45との間に形成される円筒通路46の吸気流れ上流側の入口を塞ぐ蓋部47とを備えている。蓋部47は、内管45から吸気流れの上流側に向かって漸次拡がりつつ外管44の内面に向かって延びるように設けられる。このように蓋部47を形成することにより、二重管部41に流入する新気の流れの乱れを抑制することができる。
The condensed
ケーシング42は、案内管43を取り囲むように配置された円筒部42aと、その円筒部42aの下方に連なる漏斗状の回収部42bを備えている。図3に示したように円筒部42aには、円筒部42a内に円筒部42aの接線方向からEGRガスが導入されるように接続される導入管42cが設けられている。導入管42cには、低圧EGR通路22が接続される。また、回収部42bの下部には液体排出管としての排出管42dが設けられ、排出管42dは連結路33を介してタンク32と接続される。案内管43は、中空円筒状であり、図3に示すように案内管43を通過して吸気通路4内に導かれるガスが円筒通路46内に外管44の接線方向から流入するように二重管部41と接続されている。また、ターボ過給機9のコンプレッサハウジング9cの内面9dには溝部48が設けられており、溝部48は凝縮水通路49を介して円筒部42aと接続されている。溝部48は、コンプレッサハウジング9cの内面9dの周方向に全周に亘って設けられている。また、図2に示したように溝部48は、コンプレッサハウジング9c内に配置されるコンプレッサホイール9eのインデューサ部9fと対向する内面に設けられている。上述したように溝部48は凝縮水通路49を介して円筒部42aと接続されているため、溝部48における吸気の圧力が高すぎると吸気が無駄に円筒部42aに排出され、コンプレッサ9aの効率が低下する。そのため、溝部48が設けられる位置は、コンプレッサ9aで吸気を圧縮しているときのコンプレッサ9a内の各部の圧力に応じて適宜設定される。周知のようにインデューサ部9fにおける吸気の圧力は、コンプレッサホイール9eの翼先端位置から下流に進むにしたがって上昇する。そこで、溝部48は、例えばコンプレッサ9aから円筒部42aに無駄に吸気が排出されない位置に設定される。
The
この凝縮水捕集機構30による凝縮水の捕集方法について説明する。この凝縮水捕集機構30によれば、低圧EGR通路22を介して円筒部42aに導入されたEGRガスが図3に示したように円筒部42a内で旋回流S1を形成するので、遠心力を利用してEGRガスに含まれている凝縮水を円筒部42aの内面に付着させて捕集することができる。このように内部に導入された気体に気液分離作用を与えることにより、ケーシング42が本発明の気液分離手段に相当する。この捕集した凝縮水は、回収部42b、排出管32d及び連結路33を介してタンク32へと排出される。一方、残余のEGRガスは案内管43を介して円筒通路46内に外管44の接線方向から流入するように導かれる。そのため、図3に示したように残余のEGRガスは、円筒通路46内において旋回流S2を形成する。残余のEGRガスにも径の小さい水滴や水蒸気として水分が含まれているため、吸気通路4内に導かれ、新気によって冷却されると凝縮水が発生するが、旋回流S2によってこの凝縮水を外管44の内面に付着させることができる。外管44の内面に付着した凝縮水は、吸気の流れなどによってコンプレッサハウジング9c内に導かれ、溝部48に捕集される。その後、凝縮水はコンプレッサ9aにて高められた吸気の圧力によって吸気の一部とともに凝縮水通路49を介して円筒部42aに排出され、タンク32へと送られる。なお、凝縮水とともに円筒部42aに排出された吸気の一部は、案内管43を介して再度コンプレッサ9aに戻される。
A method for collecting condensed water by the condensed
図2に示したようにタンク32の上部には連結路33及び圧力導入路35が接続され、下部には排出路34が接続されている。連結路33には、トラッパ31からタンク32への流れを許容し、タンク32からトラッパ31への流れを阻止する逆止弁36が設けられている。逆止弁36が開き始める時の圧力、いわゆるクラッキング圧力は、例えばトラッパ31の内部に回収された凝縮水が適度の量まで溜まったとき、その凝縮水の自重で逆止弁36が開弁するように設定される。排出路34には、タンク32から外部への凝縮水の排出を許容し、外部からタンク32への逆流を阻止する逆止弁37が設けられている。逆止弁37のクラッキング圧力は、タンク32に貯留可能な凝縮水の自重のみでは逆止弁37が開弁しない範囲に設定される。圧力導入路35には、圧力導入路35を開閉するソレノイドバルブ38が設けられている。ソレノイドバルブ38、高圧EGR弁23、及び低圧EGR弁25の各開閉動作は、不図示の制御装置にてそれぞれ制御される。制御装置としては、例えばエンジン1の運転状態を制御するためのコンピュータであるエンジンコントロールユニット(ECU)が利用される。なお、制御装置はECUに限定されず、ECUとは別にコンピュータユニットを設け、そのコンピュータユニットを排気還流装置20の制御装置として利用してもよい。
As shown in FIG. 2, a connecting
次に排気還流装置20の動作について説明する。高圧EGR弁23及び低圧EGR弁25の各開度は、エンジン1の運転状態に応じた適切な流量のEGRガスがエンジン1の燃焼室に導入されるようにそれぞれ制御される。また、エンジン1の運転状態に応じてエンジン1の燃焼室に導入すべき吸気量及びEGRガス流量が設定され、それら吸気量及びEGRガス流量に応じて第1スロットル弁7及び第2スロットル弁8の各開度がそれぞれ制御される。なお、これらの開度制御は公知の制御方法でよいため、詳細な説明は省略する。
Next, the operation of the exhaust
ソレノイドバルブ38は、タンク32に貯留された凝縮水を排出する際に開弁され、それ以外の時期は閉弁状態に維持される。凝縮水の排出は、例えばタンク32に貯留されている凝縮水の量を検出するセンサを設け、その検出値が所定値を超えた場合に行ってもよいし、エンジン1が所定時間運転される毎に行ってもよい。ソレノイドバルブ38が開弁されるとコンプレッサ9aにて圧縮された吸気の圧力が圧力導入路35を介してタンク32内に導入され、タンク32の内圧が上昇する。そして、この圧力上昇により、連結路33の逆止弁36が閉じられるとともに排出路34の逆止弁37が開けられる。そのため、タンク32内の凝縮水が排出路34を介して排出される。その後、ソレノイドバルブ38は、タンク32からの凝縮水の排出が終了すると閉弁される。これにより、タンク32の内圧が徐々に低下して排出路34の逆止弁37が閉じ、かつ連結路33の逆止弁36が開放されてタンク32への凝縮水の貯留が再開される。
The
本発明の排気還流装置20によれば、低圧EGR通路22を介して吸気通路4に導入されるEGRガスからは、まずケーシング42内で形成される旋回流S1によって凝縮水が分離され、次に円筒通路46内に形成される旋回流S2によって凝縮水が分離される。円筒通路46内にて分離された凝縮水は、その後外管44の内面を移動してコンプレッサハウジング9cの内面9dに設けられた溝部48に捕集され、凝縮水通路49を介してタンク32に送られる。このように吸気通路4に二重管部41を設け、その内部の円筒通路46に旋回流S2が形成されるようにEGRガスを導入することにより、吸気通路4で発生した凝縮水を速やかに外管44の内面に付着させて捕集することができる。そのため、吸気通路4内で発生した凝縮水を速やかに吸気径外に排出することができる。また、二重管部41は、吸気通路4に設けられるので、低圧EGR通路22の無駄な圧力損失の増加を防止できる。そのため、低圧EGR通路22の両端の圧力差によってエンジン1の排気エミッションの改善に必要な量のEGRガスを吸気通路4に十分に導入することができる。
According to the exhaust
溝部48は、コンプレッサハウジング9cの内面9dに周方向に全周に亘って設けられるので、吸気通路4の内面に沿って移動してきた凝縮水をこの溝部48によって確実に捕集することができる。また、上述したようにインデューサ部9fのケーシング側の圧力はコンプレッサホイール9eの翼先端位置から下流に進むにしたがって上昇する。そのため、図2に示したようにインデューサ部9fと対向する対面9dに溝部48を設けることにより、圧縮された吸気の圧力を利用して捕集した凝縮水を円筒部42aに速やかに排出することができる。溝部48から円筒部42aには凝縮水とともに吸気の一部が送られるが、この吸気の一部は円筒部42a、案内管43及び二重管部41を介して再度コンプレッサ9aに戻される。周知のようにインデューサ部9fが配置されるスロート部の途中から吸気の一部を抜き出してスロート部の入口に戻すことにより、コンプレッサ9aのサージ限界を改善することができる。そのため、溝部48から円筒部42aに送られた吸気の一部をコンプレッサ9aに戻すことによってコンプレッサ9aにおけるサージングの発生を抑制することができる。
Since the
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用されるエンジンのEGR通路に設けられるトラッパは、遠心力を利用して凝縮水を捕集するトラッパに限定されない。例えば、EGR通路の一部に凹部、蛇行部、邪魔板等を設け、それらの壁面に凝縮水を付着させてこれを捕集してもよい。さらに二重管部において十分に凝縮水を捕集できるのであれば、EGR通路にトラッパを設けなくてもよい。 The present invention is not limited to the above-described form and can be implemented in various forms. For example, a trapper provided in an EGR passage of an engine to which the present invention is applied is not limited to a trapper that collects condensed water using centrifugal force. For example, a concave portion, a meandering portion, a baffle plate or the like may be provided in a part of the EGR passage, and condensed water may be attached to the wall surfaces to collect the condensate. Further, if the condensed water can be sufficiently collected in the double pipe portion, it is not necessary to provide a trapper in the EGR passage.
二重管部に形成される円筒通路の上流側端部には、蓋部を設けなくてもよい。円筒通路内に上流側から新気が流入しても接線方向から流入させるEGRガスによって円筒通路内に旋回流を形成することができるため、遠心力によって凝縮水を外管の内面に付着させることができる。このように蓋部を省略することにより、製造コストを低減したり、製造手順を簡略化することができる。 It is not necessary to provide a lid at the upstream end of the cylindrical passage formed in the double pipe. Even if fresh air flows into the cylindrical passage from the upstream side, a swirling flow can be formed in the cylindrical passage by the EGR gas that flows in from the tangential direction, so that condensed water adheres to the inner surface of the outer tube by centrifugal force. Can do. By omitting the lid portion in this way, the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing procedure can be simplified.
1 内燃機関
4 吸気通路
5 排気通路
9 ターボ過給機
9c コンプレッサハウジング(通路形成部材)
9d コンプレッサハウジングの内面
9e コンプレッサホイール
9f インデューサ部
20 排気還流装置
22 低圧EGR通路(EGR通路)
32 タンク(貯留手段)
41 二重管部
42 ケーシング(気液分離手段)
42d 排出管(液体排出管)
43 案内管(気体排出管)
44 外管
45 内管
46 円筒通路
47 蓋部
48 溝部
49 凝縮水通路
1
9d Inner surface of
32 tanks (storage means)
41
42d Discharge pipe (liquid discharge pipe)
43 Guide pipe (gas exhaust pipe)
44
Claims (8)
前記吸気通路には、前記吸気通路の一部を形成する外管と前記外管の内側に円筒通路となる隙間を介して配置される内管とが組み合わされた二重管部が設けられ、
前記EGR通路は、前記円筒通路内に前記外管の接線方向からEGRガスが導入されるように前記二重管部に接続され、
前記外管と内面が連続するように前記二重管部の下流側に接続されて前記吸気通路の一部を形成する通路形成部材の内面に溝部が設けられ、前記溝部は凝縮水通路を介して凝縮水が貯留される貯留手段と接続されていることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine provided with an EGR passage that guides a part of exhaust gas as EGR gas from an exhaust passage to an intake passage,
The intake passage is provided with a double pipe portion in which an outer tube that forms a part of the intake passage and an inner tube that is disposed inside the outer tube via a gap that becomes a cylindrical passage are combined,
The EGR passage is connected to the double pipe portion so that EGR gas is introduced into the cylindrical passage from a tangential direction of the outer pipe,
A groove portion is provided on the inner surface of a passage forming member that is connected to the downstream side of the double pipe portion so as to be continuous with the outer tube and the inner surface and forms a part of the intake passage, and the groove portion passes through a condensed water passage. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine is connected to a storage means for storing condensed water.
前記通路形成部材が前記ターボ過給機のコンプレッサハウジングであるとともに、前記二重管部が前記コンプレッサハウジングの吸気の吸い込み入口に接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。 The internal combustion engine comprises a turbocharger;
5. The passage forming member is a compressor housing of the turbocharger, and the double pipe portion is connected to an intake air inlet of the compressor housing. An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the item.
前記凝縮水通路は、前記溝部と前記気液分離手段とを接続していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の排気還流装置。 In the EGR passage, a gas-liquid separation action is given to the gas introduced inside, the obtained liquid is discharged from the liquid discharge pipe to the storage means, and the remaining gas is discharged from the gas discharge pipe to the double pipe section. Gas-liquid separating means for discharging is provided,
The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein the condensed water passage connects the groove portion and the gas-liquid separation means.
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