説明

EGR用ベンチュリ

【課題】EGRガスと新気とが良く混合されるEGR用ベンチュリを提供する。
【解決手段】吸気通路2に設けられ、吸気通路2の通路面積を絞るノズル部11と、ノズル部11よりも下流の吸気通路2にノズル部11と間隔を隔てて設けられ、吸気通路2の下流側に行くに従い吸気通路2の通路面積を増加させるディフューザ部12と、EGR通路5aに接続され、ノズル部11とディフューザ部12との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ13を有するEGR合流部14と、EGR合流部14に設けられ、吸気通路2に導入されるEGRガスに旋回流を付与することにより吸気通路2内におけるEGRガスと新気との混合を促進するスワーラー15とを備え、スワーラー15は、EGR合流部14の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、EGR合流部14の径方向に対して周方向に傾斜される羽根16を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンの排気通路に接続されたEGR通路とエンジンの吸気通路との接続部に設けられるEGR用ベンチュリに関する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関(エンジン)において、NOxを低減させるためにEGR(排気再循環)システムが用いられる。図2にEGRシステムの一例を示す。図2に示すEGRシステムは、所謂高圧EGRシステムである。
【0003】
図2に示すEGRシステム5において、通常はターボチャージャ4のタービン4a入口圧力がターボチャージャ4のコンプレッサ4b出口圧力よりも高いため、EGRバルブ5cを開くと、自然とEGRが行われる。しかしながら、例えば大型ディーゼルエンジン(排気量10L程度)では、コンプレッサ4bの効率が高いため、高負荷側では、コンプレッサ4b出口圧力の方がタービン4a入口圧力よりも高くなってしまうことがある。
【0004】
そこで、図3に示すようなベンチュリ(EGR用ベンチュリ)が用いられる。
【0005】
図3に示すEGR用ベンチュリ30は、インタークーラ9と吸気マニフォールド1cとの間の吸気管2(つまり、インタークーラ9よりも下流の吸気管2)に配設される。
【0006】
図3に示すEGR用ベンチュリ30は、吸気管2に設けられ、吸気管2の通路面積を絞るノズル部31と、ノズル部31よりも下流の吸気管2にノズル部31と間隔を隔てて設けられ、吸気管2の下流側に行くに従い吸気管2の通路面積を増加させるディフューザ部32と、EGR管5aに接続され、ノズル部31とディフューザ部32との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ33を有するEGR合流部34とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−92592号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
図3に示すEGR用ベンチュリ30では、EGRガスGは吸気管2内における新気(吸気)Nの外周に吸い込まれるのみで、EGRガスGと新気Nとの混合が促進されるわけではない。
【0009】
よって、多気筒エンジンであれば、気筒間でのEGRガス量のバラツキが生じ得る。また、燃焼室内でのEGRガスの偏在が生じ、燃焼室内でNOx発生も偏在し得る。これらの理由のため、NOxが狙い通りに低減しない可能性がある。
【0010】
そこで、本発明の目的は、EGRガスと新気とが良く混合されるEGR用ベンチュリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気通路に接続されたEGR通路と前記エンジンの吸気通路との接続部に設けられるEGR用ベンチュリであって、前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の通路面積を絞るノズル部と、前記ノズル部よりも下流の前記吸気通路に前記ノズル部と間隔を隔てて設けられ、前記吸気通路の下流側に行くに従い前記吸気通路の通路面積を増加させるディフューザ部と、前記EGR通路に接続され、前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバを有するEGR合流部と、前記EGR合流部に設けられ、前記吸気通路に導入されるEGRガスに旋回流を付与することにより前記吸気通路内におけるEGRガスと新気との混合を促進するスワーラーとを備え、前記スワーラーは、前記EGR合流部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、前記EGR合流部の径方向に対して周方向に傾斜される羽根を有するものである。
【0012】
前記羽根は、前記EGR合流部における前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙により形成されるEGRガス吸込口に配設されるものであっても良い。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、EGRガスと新気とが良く混合されるEGR用ベンチュリを提供することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施形態に係るEGR用ベンチュリを示し、(a)は側断面図であり、(b)は(a)のIb−Ib線断面図である。
【図2】EGR用ベンチュリが用いられるEGRシステムの一例を示す概略図である。
【図3】従来例のEGR用ベンチュリを示し、(a)は側断面図であり、(b)は(a)のIIIb−IIIb線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0016】
図2に本実施形態に係るEGR用ベンチュリが用いられるEGRシステムを示す。
【0017】
図2に示すように、エンジン1は、エンジン本体1aと、エンジン本体1aに吸気を供給する吸気通路(吸気管)2と、エンジン本体1aからの排気を排出する排気通路(排気管)3と、エンジン本体1aに供給する吸気を昇圧するためのターボチャージャ4と、排気通路3の排気の一部を吸気通路2に戻すEGRシステム5とを備える。
【0018】
エンジン1は、エンジン本体1aに複数の気筒(燃焼室)1bが形成された多気筒エンジン(本実施形態では、多気筒ディーゼルエンジン)であり、気筒1bに、吸気通路2の下流端をなす吸気マニフォールド1cと、排気通路3の上流端をなす排気マニフォールド1dとが接続される。なお、図2ではエンジン本体1aの一気筒のみを示している。
【0019】
ターボチャージャ4は、排気管3に配設されたタービン4aと、吸気管2に配設されたコンプレッサ4bとを有する。タービン4aよりも下流の排気管3には、排気ブレーキバルブ6及びマフラー7等が設けられる。コンプレッサ4bよりも上流の吸気管2にはエアクリーナ8が設けられ、コンプレッサ4bよりも下流の吸気管2にはインタークーラ9が設けられる。
【0020】
EGRシステム5は、所謂高圧EGRシステムであり、タービン4aよりも上流の排気管3とコンプレッサ4bよりも下流の吸気管2とを連通するEGR通路(EGR管)5aと、EGR管5aに設けられたEGRクーラ5bと、EGRクーラ5bよりも下流のEGR管5aに設けられたEGRバルブ5cとを有する。
【0021】
図2に示すEGRシステム5では、EGR用ベンチュリ10は、EGR管5aと吸気管2との接続部に配設される。より詳細には、EGR用ベンチュリ10は、インタークーラ9と吸気マニフォールド1cとの間の吸気管2(つまり、インタークーラ9よりも下流の吸気管2)に配設される。
【0022】
図1に本実施形態に係るEGR用ベンチュリを示す。
【0023】
図1に示すように、本実施形態に係るEGR用ベンチュリ10は、吸気管2に設けられ、吸気管2の通路面積を絞るノズル部11と、ノズル部11よりも下流の吸気管2にノズル部11と間隔を隔てて設けられ、吸気管2の下流側に行くに従い吸気管2の通路面積を増加させるディフューザ部12と、EGR管5aに接続され、ノズル部11とディフューザ部12との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバ13を有するEGR合流部14と、EGR合流部14に設けられ、吸気管2に導入されるEGRガスに旋回流を付与するスワーラー15とを備える。
【0024】
ノズル部11は、吸気管2の下流側に行くに従い吸気管2の通路面積を面積Aから面積A1まで減少させることにより、吸気管2の通路面積を絞るものである。なお、図例では、ノズル部11は、吸気管2の通路面積を比較的短い距離で面積Aから面積A1まで減少させているが、吸気管2の通路面積をより長い距離で面積Aから面積A1まで順次減少させるものであっても良い。
【0025】
ディフューザ部12は、吸気管2の下流側に行くに従い吸気管2の通路面積を面積A1よりも小さい面積A2(不図示)(A2<A1)から面積Aまで順次増加させるものである。また、ディフューザ部12は、ノズル部11に対して同心的に配設される。
【0026】
EGR合流部14は、ノズル部11の下流端及びディフューザ部12の上流端を覆うように設けられるものである。即ち、EGR合流部14内に環状チャンバ13が区画形成される。また、EGR合流部14には、EGR管5aの下流端が接続される。
【0027】
スワーラー15は、EGR合流部14(環状チャンバ13)の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、EGR合流部14の径方向に対して周方向に傾斜される羽根(フィン)16を有する。
【0028】
より詳細には、羽根16は、ノズル部11の下流端とディフューザ部12の上流端との間の間隙により形成される、EGR合流部14のEGRガス吸込口(環状スリット)17に配設される。また、羽根16は、EGRガス吸込口17から環状チャンバ13内まで延びている。
【0029】
また、図例では、羽根16をEGR合流部14の周方向に等間隔で8枚設けると共に、各羽根16をEGR合流部14の径方向に対して45°だけ周方向に傾斜させている。なお、羽根16の枚数、配置間隔及び傾斜角度は図例のものには限定されない。
【0030】
ノズル部11、ディフューザ部12、EGR合流部14及び羽根16は、例えば鋳造等により一体成形されるのが好ましい。なお、ノズル部11、ディフューザ部12、EGR合流部14及び羽根16の一部又は全部を、別体としても設けても良いのは勿論である。
【0031】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【0032】
本実施形態に係るEGR用ベンチュリ10では、EGR合流部14のEGRガス吸込口17に、斜めの羽根16を有するスワーラー15を設けている。EGR合流部14にスワーラー15を設けることにより、EGR合流部14(環状チャンバ13)からのEGRガスGは、吸気管2の周方向に対する旋回流を付与された状態で吸気管2に導入される。そして、EGRガスGの旋回流により吸気管2内の新気Nにも旋回流が付与されると共に、新気NとEGRガスGとの比重差(新気Nの温度は通常EGRガスGの温度よりも低いため、新気NはEGRガスGよりも重い)により、新気Nには吸気管2内を外周側へと向かう流れも生じる。そのため、吸気管2内におけるEGRガスGと新気Nとの混合が促進されて、吸気マニフォールド1cに至るまでにEGRガスGと新気Nとが良く混合される。
【0033】
また、EGR用ベンチュリ10にてEGRガスと新気とが良く混合されるので、EGRガス量の気筒間バラツキ、燃焼室内でのEGRガスの偏在を抑制することができる。よって、NOxを狙い通りに低減させることができる。
【0034】
以上要するに、本実施形態によれば、EGRガスと新気とが良く混合されるEGR用ベンチュリ10を提供することが可能となる。
【0035】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【0036】
例えば、エンジン1は、ディーゼルエンジンには限定はされず、例えばガソリンエンジン等であっても良い。
【符号の説明】
【0037】
1 内燃機関(エンジン)
2 吸気管(吸気通路)
3 排気管(排気通路)
5 EGRシステム
5a EGR管(EGR通路)
10 EGR用ベンチュリ
11 ノズル部
12 ディフューザ部
13 環状チャンバ
14 EGR合流部
15 スワーラー
16 羽根
17 EGRガス吸込口

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンの排気通路に接続されたEGR通路と前記エンジンの吸気通路との接続部に設けられるEGR用ベンチュリであって、
前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路の通路面積を絞るノズル部と、前記ノズル部よりも下流の前記吸気通路に前記ノズル部と間隔を隔てて設けられ、前記吸気通路の下流側に行くに従い前記吸気通路の通路面積を増加させるディフューザ部と、前記EGR通路に接続され、前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙の外周に設けられる環状チャンバを有するEGR合流部と、前記EGR合流部に設けられ、前記吸気通路に導入されるEGRガスに旋回流を付与することにより前記吸気通路内におけるEGRガスと新気との混合を促進するスワーラーとを備え、
前記スワーラーは、前記EGR合流部の周方向に間隔を隔てて複数設けられ、且つ、前記EGR合流部の径方向に対して周方向に傾斜される羽根を有することを特徴とするEGR用ベンチュリ。
【請求項2】
前記羽根は、前記EGR合流部における前記ノズル部と前記ディフューザ部との間の間隙により形成されるEGRガス吸込口に配設される請求項1に記載のEGR用ベンチュリ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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