JP5936321B2 - Ｅｇｒ装置の凍結防止装置 - Google Patents

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Description

本発明は、外気の極低温時にＥＧＲバルブが凍結する問題を防止するようにしたＥＧＲ装置の凍結防止装置に関するものである。
従来、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われている。
通常、この種の排気ガス再循環を行うＥＧＲ装置の場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環させるようにしている。
このとき、ＥＧＲパイプの途中にＥＧＲクーラを設けてエンジンに再循環する排気ガスを冷却すると、排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下してＮＯxの発生を効果的に低減することができる。
この種のＥＧＲ装置にあっては、例えば、外気温度が氷点下になっているような寒冷地での冷間アイドル時（エキブレＯＮ）に、ＥＧＲクーラの出口付近で排気ガス中の水蒸気が凝縮し、その凝縮水がＥＧＲクーラのチューブ内及びＥＧＲクーラの出口に配置されるＥＧＲバルブ上に溜まり、溜った凝縮水が凍結することにより、ＥＧＲクーラのチューブが閉塞する、或いは、ＥＧＲバルブが凍結によって作動しなくなる場合が生じて、ＥＧＲ装置が機能しなくなる虞れがある。
この問題を解決するために、従来では、前記ＥＧＲパイプの外周に保温・断熱材を巻付けることにより前記ＥＧＲパイプを保温することが行われていた。しかし、この方法では、ＥＧＲパイプの外周に保温・断熱材を巻き付ける作業が大変でコストが増加する問題があり、更に、極低温の条件では凝縮水の凍結を確実に防止することができない場合があった。
このため、弁体を備えたアクチュエータのハウジングに、冷却液体循環系に接続可能なポートを有するウォータージャケットを備えたＥＧＲバルブの構成が、本発明と同一出願人による特許文献１に記載されている。
特開平０４−０６３９６０号公報
しかしながら、前記特許文献１に示すＥＧＲバルブは、ハウジングのウォータージャケットに冷却液体を循環することによりアクチュエータの構成部品の温度上昇を防止するというものであって、弁体の凍結を防止するものではない。従って、特許文献１において弁体の凍結を防止するために、アクチュエータのハウジングに設けたポートに冷却液体を循環させた場合には、弁体はポートの冷却液体によって間接的に暖められることになるため、弁体の温度上昇は低く、そのために弁体上に溜まった凝縮水の凍結を防止する効果は低いという問題がある。又、アクチュエータのハウジングの内部にポートを設けることは、ハウジングの製造を面倒にする問題がある。
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、簡単な構成によってＥＧＲパイプ出口の温度を高めることによりＥＧＲパイプ出口に配置されるＥＧＲバルブの凍結を防止するようにしたＥＧＲ装置の凍結防止装置を提供しようとするものである。
本発明のＥＧＲ装置の凍結防止装置は、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ再循環するＥＧＲパイプの途中にＥＧＲクーラを備え、該ＥＧＲクーラ下流の下流側ＥＧＲパイプにフランジ部を介してＥＧＲバルブが接続されているＥＧＲ装置の凍結防止装置であって、前記フランジ部に温水通路を設け、該温水通路に温水配管を介してエンジン温水を導くようにしたことを特徴とする。
本発明のＥＧＲ装置の凍結防止装置は、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ再循環するＥＧＲパイプの途中にＥＧＲクーラを備え、該ＥＧＲクーラ下流の下流側ＥＧＲパイプにフランジ部を介してＥＧＲバルブが接続されているＥＧＲ装置の凍結防止装置であって、前記フランジ部に温水通路を設け、該温水通路に温水配管を介してエンジン温水を導くようにしてあり、前記温水通路は、下流側ＥＧＲパイプの出口フランジ面に形成した通路溝、又は、ＥＧＲバルブの固定フランジのフランジ面に形成した通路溝の少なくとも一方を有することを特徴とする。
上記した本発明のＥＧＲ装置の凍結防止装置によれば、下流側ＥＧＲパイプとＥＧＲバルブとを接続するフランジ部に温水通路を設けてエンジン温水を導くようにしたので、フランジ部はエンジン温水によって暖められ、よって寒冷時に、フランジ部の下流に位置するＥＧＲバルブが、ＥＧＲクーラにより排気ガスから分離されて導かれる凝縮水によって凍結する問題を防止できる効果がある。
本発明におけるＥＧＲ装置の凍結防止装置の一実施例を示す側面図である。 図１をＩＩ方向から見た平面図である。 本発明を適用するエンジンの一例を示す平面図である。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図３は本発明を適用するエンジンの一例を示す平面図であり、１は複数の気筒２を備えたディーゼルエンジンの場合を示している。このエンジン１には、ターボチャージャ３が備えてあり、図示しないエアクリーナから吸気ダクト４に導かれた吸気５が前記ターボチャージャ３のコンプレッサ３ａへと送られ、該コンプレッサ３ａで加圧された吸気５がインタクーラ６へと送られて冷却され、該インタクーラ６で冷却された吸気５は吸気ダクト４を介して吸気マニホールド７へ導かれてエンジン１の各気筒２に分配されるようになっている。
更に、エンジン１の各気筒２から排出された排気ガス８は、排ガスマニホールド９を介しターボチャージャ３のタービン３ｂへと送られ、該タービン３ｂを駆動した排気ガス８は排ガス管１０を介し車外へ排出されるようにしてある。
又、エンジン１には、排ガスマニホールド９からの排気ガス８の一部を取り出して前記吸気マニホールド７入口の吸気ダクト４に導くためのＥＧＲパイプ１１と、該ＥＧＲパイプ１１の途中に備えて排気ガス８を冷却するＥＧＲクーラ１２と、冷却した排気ガス８を吸気ダクト４に再循環する量を調節するためのＥＧＲパイプ１１の下流側に備えた開閉自在なＥＧＲバルブ１３とを有するＥＧＲ装置１４が備えられている。
前記ＥＧＲパイプ１１は、ＥＧＲクーラ１２より上流側の上流側ＥＧＲパイプ１１ａと、ＥＧＲクーラ１２より下流側の下流側ＥＧＲパイプ１１ｂとからなっており、下流側ＥＧＲパイプ１１ｂの下流出口と、前記吸気ダクト４部に配置するようにした前記ＥＧＲバルブ１３とはフランジ部１５を介して連結されている。図３中、１５ａは下流側ＥＧＲパイプ１１ｂの出口に備えた出口フランジ、１５ｂは前記ＥＧＲバルブ１３に備えた固定フランジである。
図１、図２は、前記図３のエンジン１に備えた本発明におけるＥＧＲ装置の凍結防止装置の一実施例を示すもので、前記吸気ダクト４に組み付けるようにしたＥＧＲバルブ１３の固定フランジ１５ｂと、下流側ＥＧＲパイプ１１ｂに備えて前記固定フランジ１５ｂに締結する出口フランジ１５ａとからなるフランジ部１５に、温水通路１６を設けている。
図１では、前記下流側ＥＧＲパイプ１１ｂの出口フランジ１５ａのフランジ面１７に通路溝１６Ａを形成することにより温水通路１６を設けた場合を示している。この温水通路１６は、出口フランジ１５ａの内部に設けることもできるが、鋳造によって下流側ＥＧＲパイプ１１ｂを製造する場合には図１のようにフランジ面１７に連通した通路溝１６Ａとすることにより製造が容易になる。また、前記出口フランジ１５ａのフランジ面１７に通路溝１６Ａを形成することに代えて、ＥＧＲバルブ１３側の固定フランジ１５ｂのフランジ面１７に通路溝１６Ａを形成してもよく、更には、出口フランジ１５ａのフランジ面１７とＥＧＲバルブ１３側の固定フランジ１５ｂのフランジ面１７の両方に対応して通路溝１６Ａを形成してもよい。図１中、１３ＡはＥＧＲバルブ１３の開度を調整するための駆動機構である。
前記出口フランジ１５ａの周縁の２個所には前記温水通路１６と連通する連通路１８，１９を備えた突部２０，２１が設けてあり、該各突部２０，２１にはエンジン温水２２を導くようにした温水配管２３，２４が前記連通路１８，１９と連通するようにボルト２５等を介して固定されている。前記出口フランジ１５ａに設けられる前記温水通路１６は、図２に示すように環状を有してもよいが、例えば半円状の温水通路１６として一端を連通路１８に連通し、他端を連通路１９に連通させた構成としてもよい。
前記温水配管２３は、エンジン１を構成するエンジンブロックの圧力が高い部位からのエンジン温水２２を連通路１８に導くように接続してあり、又、前記温水配管２４は、温水通路１６を流動して連通路１９から流出するエンジン温水２２をエンジンブロックの圧力が低い部位に戻すように接続してある。
上記実施例の作動を以下に説明する。
外気温度が氷点下のような状況での冷間アイドル時（エキブレＯＮ）には、ＥＧＲクーラ１２出口の下流側ＥＧＲパイプ１１ｂ内で排気ガス８中の水蒸気が凝縮し、その凝縮水がＥＧＲバルブ１３上に溜まり、この溜った凝縮水が凍結することにより、ＥＧＲバルブ１３が凍結して作動しなくなる虞れがある。
しかし、本発明では、ＥＧＲバルブ１３と下流側ＥＧＲパイプ１１ｂとを連結するフランジ部１５に温水通路１６を設けて、該温水通路１６に温水配管２３，２４を介してエンジン温水２２を循環させるようにしたので、フランジ部１５の温度がエンジン温水２２によって高められる。そのため、フランジ部１５の下流に配置されるＥＧＲバルブ１３上に凝縮水が溜っても溜った凝縮水が凍結する問題は防止される。従って、寒冷地においても簡単な構成によりＥＧＲバルブ１３の凍結を防止して、ＥＧＲ装置１４を確実に機能させることができる。
尚、本発明のＥＧＲ装置の凍結防止装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、温水通路の形状は種々変更し得ること、ＥＧＲ装置を備えた種々のエンジンに適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
８ 排気ガス
１１ ＥＧＲパイプ
１１ｂ 下流側ＥＧＲパイプ
１２ ＥＧＲクーラ
１３ ＥＧＲバルブ
１４ ＥＧＲ装置
１５ フランジ部
１５ａ 出口フランジ
１６ 温水通路
１６Ａ 通路溝
１７ フランジ面
２２ エンジン温水
２３，２４ 温水配管

Claims (1)

  1. 排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へ再循環するＥＧＲパイプの途中にＥＧＲクーラを備え、該ＥＧＲクーラ下流の下流側ＥＧＲパイプにフランジ部を介してＥＧＲバルブが接続されているＥＧＲ装置の凍結防止装置であって、前記フランジ部に温水通路を設け、該温水通路に温水配管を介してエンジン温水を導くようにしてあり、前記温水通路は、下流側ＥＧＲパイプの出口フランジ面に形成した通路溝、又は、ＥＧＲバルブの固定フランジのフランジ面に形成した通路溝の少なくとも一方を有することを特徴とするＥＧＲ装置の凍結防止装置。
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