JPH1182186A - 内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置 - Google Patents
内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置Info
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- JPH1182186A JPH1182186A JP9236211A JP23621197A JPH1182186A JP H1182186 A JPH1182186 A JP H1182186A JP 9236211 A JP9236211 A JP 9236211A JP 23621197 A JP23621197 A JP 23621197A JP H1182186 A JPH1182186 A JP H1182186A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関の高負荷運転時における排気性状を向上
させる。 【解決手段】 内燃機関10には、排気通路12から排気の
一部を取り出し、吸気マニホルド13の入口部に排気を導
入するＥＧＲ管14が取り付けられる。ＥＧＲ管14の中間
部は、ＥＧＲ管14とこれを覆う外管18とからなる内・外
二重管構造となっており、ＥＧＲ管14と外管18との間に
両端部が閉塞された主冷却水通路19が形成される。主冷
却水通路19の上流及び下流のＥＧＲ管14は、夫々、ＥＧ
Ｒ管14とこれを覆う外管20からなる内・外二重管構造と
なっており、ＥＧＲ管14と外管20との間に両端部が閉塞
された副冷却水通路21が夫々形成される。主冷却水通路
19を構成する外管18には、ＥＧＲガスの下流側に冷却水
導入管18a が接続され、また、ＥＧＲガスの上流側に冷
却水導出管18b が接続される。即ち、主冷却水通路内19
の冷却水の流通方向は、ＥＧＲガスの流通方向と逆にな
るように構成される。
させる。 【解決手段】 内燃機関10には、排気通路12から排気の
一部を取り出し、吸気マニホルド13の入口部に排気を導
入するＥＧＲ管14が取り付けられる。ＥＧＲ管14の中間
部は、ＥＧＲ管14とこれを覆う外管18とからなる内・外
二重管構造となっており、ＥＧＲ管14と外管18との間に
両端部が閉塞された主冷却水通路19が形成される。主冷
却水通路19の上流及び下流のＥＧＲ管14は、夫々、ＥＧ
Ｒ管14とこれを覆う外管20からなる内・外二重管構造と
なっており、ＥＧＲ管14と外管20との間に両端部が閉塞
された副冷却水通路21が夫々形成される。主冷却水通路
19を構成する外管18には、ＥＧＲガスの下流側に冷却水
導入管18a が接続され、また、ＥＧＲガスの上流側に冷
却水導出管18b が接続される。即ち、主冷却水通路内19
の冷却水の流通方向は、ＥＧＲガスの流通方向と逆にな
るように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
排気再循環ガスの冷却装置に関し、特に、排気再循環ガ
スの温度を低下させることで、排気性状を向上する技術
に関する。
排気再循環ガスの冷却装置に関し、特に、排気再循環ガ
スの温度を低下させることで、排気性状を向上する技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、排気の一部を排気系から取り
出して吸気系に再循環させ、燃焼温度を下げることによ
って、内燃機関から発生する窒素酸化物（ＮＯx ）を低
減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ；排気再循
環）装置が知られている。そして、ＥＧＲ装置において
は、吸気系に再循環させる排気（以下「ＥＧＲガス」と
いう）の温度を下げるほど、内燃機関から排出される窒
素酸化物が減少することが実験的に明らかにされてい
る。
出して吸気系に再循環させ、燃焼温度を下げることによ
って、内燃機関から発生する窒素酸化物（ＮＯx ）を低
減するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation ；排気再循
環）装置が知られている。そして、ＥＧＲ装置において
は、吸気系に再循環させる排気（以下「ＥＧＲガス」と
いう）の温度を下げるほど、内燃機関から排出される窒
素酸化物が減少することが実験的に明らかにされてい
る。
【０００３】そこで、ＥＧＲガスの温度を低下させて排
気性状を向上するために、例えば、図４に示すように、
内燃機関１の吸気通路２と排気通路３とを連通するＥＧ
Ｒ管４の一部を、ＥＧＲ管４とこれを覆う外管５との二
重構造として、ＥＧＲ管４と外管５との間に両端部が閉
塞された冷却水通路６を形成すると共に、冷却水通路６
の両端部に冷却水の導入管７及び導出管８を夫々連結し
て、冷却水でＥＧＲ管４を直接冷却してＥＧＲガスの温
度を低下させるようにしたＥＧＲガスの冷却装置が提案
されている（特開平８−２６１０７２号公報等参照）。
気性状を向上するために、例えば、図４に示すように、
内燃機関１の吸気通路２と排気通路３とを連通するＥＧ
Ｒ管４の一部を、ＥＧＲ管４とこれを覆う外管５との二
重構造として、ＥＧＲ管４と外管５との間に両端部が閉
塞された冷却水通路６を形成すると共に、冷却水通路６
の両端部に冷却水の導入管７及び導出管８を夫々連結し
て、冷却水でＥＧＲ管４を直接冷却してＥＧＲガスの温
度を低下させるようにしたＥＧＲガスの冷却装置が提案
されている（特開平８−２６１０７２号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ＥＧＲガスの冷却装置にあっては、単一の冷却水通路６
を流通する冷却水によって、ＥＧＲ管４を直接冷却する
構成となっていたため、内燃機関１が高負荷運転を行い
多量のＥＧＲが必要となった場合に、ＥＧＲガス量の増
大及びＥＧＲガス温度の高温化により冷却水通路６を流
通する冷却水が沸騰し、冷却水の劣化及び気泡発生によ
る冷却効率の低下が生じるおそれがあった。
ＥＧＲガスの冷却装置にあっては、単一の冷却水通路６
を流通する冷却水によって、ＥＧＲ管４を直接冷却する
構成となっていたため、内燃機関１が高負荷運転を行い
多量のＥＧＲが必要となった場合に、ＥＧＲガス量の増
大及びＥＧＲガス温度の高温化により冷却水通路６を流
通する冷却水が沸騰し、冷却水の劣化及び気泡発生によ
る冷却効率の低下が生じるおそれがあった。
【０００５】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、機関の高負荷運転時における冷却水の沸騰を
防止することによって、冷却能力の低下を抑制し、排気
性状を向上した内燃機関における排気再循環ガスの冷却
装置を提供することを目的とする。
点に鑑み、機関の高負荷運転時における冷却水の沸騰を
防止することによって、冷却能力の低下を抑制し、排気
性状を向上した内燃機関における排気再循環ガスの冷却
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置
において、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通し、
排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環通路の周
囲に、該排気再循環通路に沿って夫々独立した複数の冷
却水通路を設け、各冷却水通路を流通する冷却水により
排気再循環通路を冷却して排気再循環ガスを冷却するよ
うにした。
の発明は、内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置
において、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通し、
排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環通路の周
囲に、該排気再循環通路に沿って夫々独立した複数の冷
却水通路を設け、各冷却水通路を流通する冷却水により
排気再循環通路を冷却して排気再循環ガスを冷却するよ
うにした。
【０００７】かかる構成によれば、排気再循環通路を介
して吸気系に再循環される排気再循環ガスは、冷却水通
路を流通する冷却水によって冷却され、排気中の窒素酸
化物（ＮＯｘ）が低減される。この場合、排気再循環通
路に沿って冷却水通路を複数設ける構成としたので、各
冷却水通路を流通する冷却水が受熱する熱量が減少し、
冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の沸騰が起こりに
くくなる。
して吸気系に再循環される排気再循環ガスは、冷却水通
路を流通する冷却水によって冷却され、排気中の窒素酸
化物（ＮＯｘ）が低減される。この場合、排気再循環通
路に沿って冷却水通路を複数設ける構成としたので、各
冷却水通路を流通する冷却水が受熱する熱量が減少し、
冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の沸騰が起こりに
くくなる。
【０００８】請求項２記載の発明は、前記排気再循環通
路を構成する配管の一部を、排気再循環ガスが流通する
内管と、該内管を覆う外管と、の内・外二重管構造と
し、内管と外管との間に前記冷却水通路を形成した。か
かる構成によれば、冷却水通路は、排気再循環ガスが流
通する内管と、内管を覆う外管と、の内・外二重管構造
となるので、冷却水通路の形成が容易に行われる。
路を構成する配管の一部を、排気再循環ガスが流通する
内管と、該内管を覆う外管と、の内・外二重管構造と
し、内管と外管との間に前記冷却水通路を形成した。か
かる構成によれば、冷却水通路は、排気再循環ガスが流
通する内管と、内管を覆う外管と、の内・外二重管構造
となるので、冷却水通路の形成が容易に行われる。
【０００９】請求項３記載の発明は、前記各冷却水通路
の冷却水供給系統は、各冷却水通路毎に夫々独立した構
成とした。かかる構成によれば、各冷却水通路を流通す
る冷却水は、夫々独立した冷却水供給系統を流通するの
で、各冷却水通路毎に、冷却水の流量を適切に設定する
ことで、冷却水の温度上昇が効果的に抑制される。
の冷却水供給系統は、各冷却水通路毎に夫々独立した構
成とした。かかる構成によれば、各冷却水通路を流通す
る冷却水は、夫々独立した冷却水供給系統を流通するの
で、各冷却水通路毎に、冷却水の流量を適切に設定する
ことで、冷却水の温度上昇が効果的に抑制される。
【００１０】請求項４記載の発明は、前記各冷却水通路
内の冷却水は、前記排気再循環通路内を流通する排気再
循環ガスとは逆方向に流通する構成とした。かかる構成
によれば、各冷却水通路内の冷却水は、排気再循環ガス
とは逆方向、即ち、温度の低い下流から温度の高い上流
へと流通するので、冷却水通路内で冷却水が沸騰するこ
とが抑制される。
内の冷却水は、前記排気再循環通路内を流通する排気再
循環ガスとは逆方向に流通する構成とした。かかる構成
によれば、各冷却水通路内の冷却水は、排気再循環ガス
とは逆方向、即ち、温度の低い下流から温度の高い上流
へと流通するので、冷却水通路内で冷却水が沸騰するこ
とが抑制される。
【００１１】請求項５記載の発明は、前記複数の冷却水
通路のうち少なくとも１つを、前記排気再循環通路内を
流通する排気再循環ガスからの受熱量が少なくなるよう
に、他の冷却水通路よりも排気再循環通路の軸方向に対
して短く形成した副冷却水通路とし、該副冷却水通路
を、他の冷却水通路よりも上流に位置させる構成とし
た。
通路のうち少なくとも１つを、前記排気再循環通路内を
流通する排気再循環ガスからの受熱量が少なくなるよう
に、他の冷却水通路よりも排気再循環通路の軸方向に対
して短く形成した副冷却水通路とし、該副冷却水通路
を、他の冷却水通路よりも上流に位置させる構成とし
た。
【００１２】かかる構成によれば、副冷却水通路を他の
冷却水通路よりも上流に位置させることで、上流におけ
る温度境界層を発達させ、他の冷却水通路の熱通過率を
低下させて冷却水の温度上昇を抑制する。この場合、副
冷却水通路は、排気再循環ガスからの受熱量が小さくな
るように形成されているので、副冷却水通路を流通する
冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の沸騰が抑制され
る。
冷却水通路よりも上流に位置させることで、上流におけ
る温度境界層を発達させ、他の冷却水通路の熱通過率を
低下させて冷却水の温度上昇を抑制する。この場合、副
冷却水通路は、排気再循環ガスからの受熱量が小さくな
るように形成されているので、副冷却水通路を流通する
冷却水の温度上昇が抑制され、冷却水の沸騰が抑制され
る。
【００１３】請求項６記載の発明は、前記副冷却水通路
には、該副冷却水通路に直交した略一直線上に冷却水導
入管と冷却水導出管とが接続され、冷却水導入管から導
入された冷却水は、前記排気再循環通路の周囲を周って
冷却水導出管から導出される構成とした。かかる構成に
よれば、副冷却水通路を流通する冷却水は、冷却水導入
管を介して導入された後、排気再循環通路の周囲を周っ
て冷却水導出管から排出される構成としたので、冷却水
の流通抵抗が小さくなり、副冷却水通路を流通する冷却
水の流量を増大させるのに、ウォータポンプ等の能力を
増大させる必要がない。
には、該副冷却水通路に直交した略一直線上に冷却水導
入管と冷却水導出管とが接続され、冷却水導入管から導
入された冷却水は、前記排気再循環通路の周囲を周って
冷却水導出管から導出される構成とした。かかる構成に
よれば、副冷却水通路を流通する冷却水は、冷却水導入
管を介して導入された後、排気再循環通路の周囲を周っ
て冷却水導出管から排出される構成としたので、冷却水
の流通抵抗が小さくなり、副冷却水通路を流通する冷却
水の流量を増大させるのに、ウォータポンプ等の能力を
増大させる必要がない。
【００１４】請求項７記載の発明は、前記副冷却水通路
の冷却水供給系統は、周囲の大気と熱交換をして冷却水
を冷却する熱交換手段と、冷却水を循環させる循環手段
と、を含んで構成した。かかる構成によれば、副冷却水
通路を流通する冷却水は、熱交換手段によって大気温度
近くまで低下するので、排気再循環ガスの冷却能力が大
幅に向上される。
の冷却水供給系統は、周囲の大気と熱交換をして冷却水
を冷却する熱交換手段と、冷却水を循環させる循環手段
と、を含んで構成した。かかる構成によれば、副冷却水
通路を流通する冷却水は、熱交換手段によって大気温度
近くまで低下するので、排気再循環ガスの冷却能力が大
幅に向上される。
【００１５】請求項８記載の発明は、内燃機関の温度を
検出する温度検出手段と、前記副冷却水通路を流通する
冷却水を貯溜する貯溜手段と、該副冷却水通路の冷却系
統を切り換える切換手段と、を含んで構成され、前記切
換手段は、検出された内燃機関の温度が所定温度以上の
ときに、前記副冷却水通路に冷却水を流通させ、検出さ
れた内燃機関の温度が所定温度未満のときに、前記副冷
却水通路を流通する冷却水を貯溜手段に貯溜する制御を
行うようにした。
検出する温度検出手段と、前記副冷却水通路を流通する
冷却水を貯溜する貯溜手段と、該副冷却水通路の冷却系
統を切り換える切換手段と、を含んで構成され、前記切
換手段は、検出された内燃機関の温度が所定温度以上の
ときに、前記副冷却水通路に冷却水を流通させ、検出さ
れた内燃機関の温度が所定温度未満のときに、前記副冷
却水通路を流通する冷却水を貯溜手段に貯溜する制御を
行うようにした。
【００１６】かかる構成によれば、冷間時、即ち、内燃
機関の温度が所定温度未満のときには、副冷却水通路を
流通する冷却水が貯溜手段に貯溜され、冷却能力が低下
するので、排気再循環ガスの過冷却が防止される。請求
項９記載の発明は、内燃機関における排気再循環ガスの
冷却装置において、内燃機関の排気の一部を吸気系に再
循環させる排気再循環通路を冷却して、該排気再循環通
路を流通する排気再循環ガスを冷却する冷却系統を、排
気再循環通路に沿って複数独立させて設けた。
機関の温度が所定温度未満のときには、副冷却水通路を
流通する冷却水が貯溜手段に貯溜され、冷却能力が低下
するので、排気再循環ガスの過冷却が防止される。請求
項９記載の発明は、内燃機関における排気再循環ガスの
冷却装置において、内燃機関の排気の一部を吸気系に再
循環させる排気再循環通路を冷却して、該排気再循環通
路を流通する排気再循環ガスを冷却する冷却系統を、排
気再循環通路に沿って複数独立させて設けた。
【００１７】かかる構成によれば、排気再循環通路を介
して吸気系に再循環される排気再循環ガスが冷却され、
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が低減される。この場
合、排気再循環通路を冷却する冷却系統を複数独立させ
て設ける構成としたので、各冷却系統において排気再循
環ガスからの受熱量が減少し、例えば、冷却水によって
排気再循環通路を冷却するものでは、冷却水の温度上昇
が抑制され、冷却水の沸騰が起こりにくくなる。
して吸気系に再循環される排気再循環ガスが冷却され、
排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が低減される。この場
合、排気再循環通路を冷却する冷却系統を複数独立させ
て設ける構成としたので、各冷却系統において排気再循
環ガスからの受熱量が減少し、例えば、冷却水によって
排気再循環通路を冷却するものでは、冷却水の温度上昇
が抑制され、冷却水の沸騰が起こりにくくなる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、冷却水通路を流通する冷却水の沸騰が抑制
され、冷却水の劣化及び冷却能力の低下が防止されるの
で、機関の高負荷運転時においても、排気性状の向上を
図ることができる。請求項２記載の発明によれば、冷却
水通路の形成が容易に行われるので、コスト上昇を抑制
することができる。。
明によれば、冷却水通路を流通する冷却水の沸騰が抑制
され、冷却水の劣化及び冷却能力の低下が防止されるの
で、機関の高負荷運転時においても、排気性状の向上を
図ることができる。請求項２記載の発明によれば、冷却
水通路の形成が容易に行われるので、コスト上昇を抑制
することができる。。
【００１９】請求項３記載の発明によれば、冷却水の温
度上昇を効果的に抑制することができる。請求項４記載
の発明によれば、冷却水通路内で冷却水が沸騰すること
が抑制されるので、冷却能力を向上することができる。
請求項５記載の発明によれば、副冷却水通路を設けるこ
とにより、他の冷却水通路を流通する冷却水の温度上昇
が抑制されるので、他の冷却水通路を流通する冷却水の
沸騰を効果的に抑制することができる。
度上昇を効果的に抑制することができる。請求項４記載
の発明によれば、冷却水通路内で冷却水が沸騰すること
が抑制されるので、冷却能力を向上することができる。
請求項５記載の発明によれば、副冷却水通路を設けるこ
とにより、他の冷却水通路を流通する冷却水の温度上昇
が抑制されるので、他の冷却水通路を流通する冷却水の
沸騰を効果的に抑制することができる。
【００２０】請求項６記載の発明によれば、冷却水の流
通抵抗が小さくなり、副冷却水通路を流通する冷却水の
流量を増大させるのに、ウォータポンプ等の能力を増大
させる必要がなく、コスト上昇を抑制することができ
る。請求項７記載の発明によれば、熱交換手段によって
冷却水の温度が大気温度近くまで低下するので、排気再
循環通路を流通する排気の冷却能力を大幅に向上するこ
とができる。
通抵抗が小さくなり、副冷却水通路を流通する冷却水の
流量を増大させるのに、ウォータポンプ等の能力を増大
させる必要がなく、コスト上昇を抑制することができ
る。請求項７記載の発明によれば、熱交換手段によって
冷却水の温度が大気温度近くまで低下するので、排気再
循環通路を流通する排気の冷却能力を大幅に向上するこ
とができる。
【００２１】請求項８記載の発明によれば、排気再循環
通路を流通する排気再循環ガスの過冷却が防止されるの
で、冷間時における排気性状の低下を防止することがで
きる。請求項９記載の発明によれば、機関の高負荷運転
時においても、排気性状の向上を図ることができる。
通路を流通する排気再循環ガスの過冷却が防止されるの
で、冷間時における排気性状の低下を防止することがで
きる。請求項９記載の発明によれば、機関の高負荷運転
時においても、排気性状の向上を図ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明に係るＥＧＲガスの
冷却装置の一実施形態の構成を示している。内燃機関１
０には、排気マニホルド１１に接続された排気通路１２
から排気の一部を取り出し、吸気マニホルド１３の入口
部に排気を導入するＥＧＲ管１４（内管）が取り付けら
れ、ＥＧＲ管１４と吸気マニホルド１３との連結部近傍
に、ＥＧＲ管１４の開口面積を変化させるＥＧＲ弁１５
が介装されている。ＥＧＲ弁１５は、マイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット１６によって駆動
制御されるアクチュエータ１７により、その開度を変化
させるものである。そして、各種センサにより検出され
た機関運転状態に応じてＥＧＲ量を演算し、演算された
ＥＧＲ量に基づいて、アクチュエータ１７を駆動してＥ
ＧＲ管１４の開度を変化させ、ＥＧＲ量が制御される。
本発明を詳述する。図１は、本発明に係るＥＧＲガスの
冷却装置の一実施形態の構成を示している。内燃機関１
０には、排気マニホルド１１に接続された排気通路１２
から排気の一部を取り出し、吸気マニホルド１３の入口
部に排気を導入するＥＧＲ管１４（内管）が取り付けら
れ、ＥＧＲ管１４と吸気マニホルド１３との連結部近傍
に、ＥＧＲ管１４の開口面積を変化させるＥＧＲ弁１５
が介装されている。ＥＧＲ弁１５は、マイクロコンピュ
ータを内蔵したコントロールユニット１６によって駆動
制御されるアクチュエータ１７により、その開度を変化
させるものである。そして、各種センサにより検出され
た機関運転状態に応じてＥＧＲ量を演算し、演算された
ＥＧＲ量に基づいて、アクチュエータ１７を駆動してＥ
ＧＲ管１４の開度を変化させ、ＥＧＲ量が制御される。
【００２３】ＥＧＲ管１４の中間部は、ＥＧＲ管１４と
これを覆う外管１８とからなる内・外二重管構造となっ
ており、ＥＧＲ管１４と外管１８との間に両端部が閉塞
された主冷却水通路１９が形成されている。また、主冷
却水通路１９の上流及び下流のＥＧＲ管１４は、夫々、
ＥＧＲ管１４とこれを覆う外管２０からなる内・外二重
管構造となっており、ＥＧＲ管１４と外管２０との間に
両端部が閉塞された副冷却水通路２１が夫々形成されて
いる。なお、主冷却水通路１９のＥＧＲ管１４に沿った
長さＬ1 と副冷却水通路２１のＥＧＲ管１４に沿った長
さＬ2 との関係は、Ｌ1 ＞Ｌ2 、即ち、副冷却水通路２
１の長さＬ2 の方が小さくなるように設定されている。
これを覆う外管１８とからなる内・外二重管構造となっ
ており、ＥＧＲ管１４と外管１８との間に両端部が閉塞
された主冷却水通路１９が形成されている。また、主冷
却水通路１９の上流及び下流のＥＧＲ管１４は、夫々、
ＥＧＲ管１４とこれを覆う外管２０からなる内・外二重
管構造となっており、ＥＧＲ管１４と外管２０との間に
両端部が閉塞された副冷却水通路２１が夫々形成されて
いる。なお、主冷却水通路１９のＥＧＲ管１４に沿った
長さＬ1 と副冷却水通路２１のＥＧＲ管１４に沿った長
さＬ2 との関係は、Ｌ1 ＞Ｌ2 、即ち、副冷却水通路２
１の長さＬ2 の方が小さくなるように設定されている。
【００２４】主冷却水通路１９を構成する外管１８に
は、ＥＧＲガスの下流側に冷却水導入管１８ａが接続さ
れ、また、ＥＧＲガスの上流側に冷却水導出管１８ｂが
接続される。即ち、主冷却水通路内１９の冷却水の流通
方向が、ＥＧＲガスの流通方向と逆になっている。一
方、副冷却水通路２１を構成する外管２０には、ここに
導入された冷却水が、ＥＧＲ管１４の周囲を一周して排
出されるように、冷却水導入管２０ａ及び冷却水導出管
２０ｂが接続される。即ち、冷却水導入管２０ａと冷却
水導出管２０ｂとが、略一直線上に配置されるように、
外管２０に接続されることによって、冷却水の流通抵抗
を最小にしている。また、副冷却水通路２１を流通する
冷却水は、主冷却水通路１９を流通する冷却水に比べ
て、その流量が多くなるように設定される。
は、ＥＧＲガスの下流側に冷却水導入管１８ａが接続さ
れ、また、ＥＧＲガスの上流側に冷却水導出管１８ｂが
接続される。即ち、主冷却水通路内１９の冷却水の流通
方向が、ＥＧＲガスの流通方向と逆になっている。一
方、副冷却水通路２１を構成する外管２０には、ここに
導入された冷却水が、ＥＧＲ管１４の周囲を一周して排
出されるように、冷却水導入管２０ａ及び冷却水導出管
２０ｂが接続される。即ち、冷却水導入管２０ａと冷却
水導出管２０ｂとが、略一直線上に配置されるように、
外管２０に接続されることによって、冷却水の流通抵抗
を最小にしている。また、副冷却水通路２１を流通する
冷却水は、主冷却水通路１９を流通する冷却水に比べ
て、その流量が多くなるように設定される。
【００２５】次に、かかる構成からなるＥＧＲガスの冷
却装置の作用について説明する。図２は、ＥＧＲガスを
冷却水で冷却する内・外二重管構造の冷却水通路の熱通
過率線図を示し、図２(a) は従来の冷却水通路、図２
(b) は本発明の冷却水通路の実験データを表わしたもの
である。従来の熱通過率線図を示す図２(a) において、
熱通過率が最大となる場所は、温度境界層が発達してい
ないＥＧＲガスの入口部であり、ここで、ＥＧＲガスか
ら冷却水に多量の熱量が放出される。従って、ＥＧＲガ
スの入口部で、冷却水の沸騰が最も発生し易い。
却装置の作用について説明する。図２は、ＥＧＲガスを
冷却水で冷却する内・外二重管構造の冷却水通路の熱通
過率線図を示し、図２(a) は従来の冷却水通路、図２
(b) は本発明の冷却水通路の実験データを表わしたもの
である。従来の熱通過率線図を示す図２(a) において、
熱通過率が最大となる場所は、温度境界層が発達してい
ないＥＧＲガスの入口部であり、ここで、ＥＧＲガスか
ら冷却水に多量の熱量が放出される。従って、ＥＧＲガ
スの入口部で、冷却水の沸騰が最も発生し易い。
【００２６】本実施形態では、図１に示すように、主冷
却水通路１９における冷却水の流通方向を、ＥＧＲガス
の流通方向とは逆に、即ち、ＥＧＲガスの温度が低い下
流側から上流側になるように構成したので、ＥＧＲガス
の入口部で冷却水の沸騰が起こりにくくなっている。ま
た、主冷却水通路１９の上流及び下流に、ＥＧＲガスと
の接触面積が小さい副冷却水通路２１を設けることで、
温度境界層を発達させ、主冷却水通路１９における熱通
過率を低下させている。さらに、副冷却水通路２１を流
通する冷却水の流量を増加させ、かつ、副冷却水通路２
１を流通する冷却水を、内燃機関１０の冷却水を冷却す
るラジエータ（図示せず）に戻すことで、副冷却水通路
２１における冷却水の沸騰も抑制している。
却水通路１９における冷却水の流通方向を、ＥＧＲガス
の流通方向とは逆に、即ち、ＥＧＲガスの温度が低い下
流側から上流側になるように構成したので、ＥＧＲガス
の入口部で冷却水の沸騰が起こりにくくなっている。ま
た、主冷却水通路１９の上流及び下流に、ＥＧＲガスと
の接触面積が小さい副冷却水通路２１を設けることで、
温度境界層を発達させ、主冷却水通路１９における熱通
過率を低下させている。さらに、副冷却水通路２１を流
通する冷却水の流量を増加させ、かつ、副冷却水通路２
１を流通する冷却水を、内燃機関１０の冷却水を冷却す
るラジエータ（図示せず）に戻すことで、副冷却水通路
２１における冷却水の沸騰も抑制している。
【００２７】このため、主冷却水通路１９及び副冷却水
通路２１における冷却水は、図２(b) に示すように、沸
騰温度以下になるように保たれ、機関の高負荷運転領域
まで、ＥＧＲガスの冷却を可能とし、排気性状を向上す
ることができる。この他には、副冷却水通路２１を流通
する冷却水は、ＥＧＲ管１４を一周して導出される構成
であるため、冷却水の流通抵抗が小さく、冷却水の流量
を増加させるのに、ウォータポンプ等の能力を大きくす
る必要がない。即ち、コスト上昇を抑制することができ
る。
通路２１における冷却水は、図２(b) に示すように、沸
騰温度以下になるように保たれ、機関の高負荷運転領域
まで、ＥＧＲガスの冷却を可能とし、排気性状を向上す
ることができる。この他には、副冷却水通路２１を流通
する冷却水は、ＥＧＲ管１４を一周して導出される構成
であるため、冷却水の流通抵抗が小さく、冷却水の流量
を増加させるのに、ウォータポンプ等の能力を大きくす
る必要がない。即ち、コスト上昇を抑制することができ
る。
【００２８】図３は、本発明に係るＥＧＲガスの冷却装
置の他の実施形態の構成を示している。本実施形態は、
先の一実施形態とは異なり、主冷却水通路１９の冷却水
供給系統と副冷却水通路２１の冷却水供給系統とを、別
系統としたものである。即ち、主冷却水通路１９の冷却
水供給系統は、ＥＧＲ管１４を冷却して温度が上昇した
冷却水をラジエータ２２で冷却する構成であるのに対し
て、副冷却水通路２１の冷却水供給系統は、冷却水を冷
却する小型の空冷式熱交換器２３（熱交換手段）と、冷
却水を循環させるための循環ポンプ２４と、循環用ポン
プ２４（循環手段）の上流及び下流に夫々配設される電
磁式の三方弁２５，２６と、冷却水を貯溜するタンク２
７（貯溜手段）と、を含んで構成される。三方弁２５，
２６は、図示しないコントロールユニット１６（図１参
照）からの指示により、副冷却水通路２１を流通する冷
却水をタンク２７に抜いたり、或いは、タンク２７から
副冷却水通路２１に冷却水を戻したりする。
置の他の実施形態の構成を示している。本実施形態は、
先の一実施形態とは異なり、主冷却水通路１９の冷却水
供給系統と副冷却水通路２１の冷却水供給系統とを、別
系統としたものである。即ち、主冷却水通路１９の冷却
水供給系統は、ＥＧＲ管１４を冷却して温度が上昇した
冷却水をラジエータ２２で冷却する構成であるのに対し
て、副冷却水通路２１の冷却水供給系統は、冷却水を冷
却する小型の空冷式熱交換器２３（熱交換手段）と、冷
却水を循環させるための循環ポンプ２４と、循環用ポン
プ２４（循環手段）の上流及び下流に夫々配設される電
磁式の三方弁２５，２６と、冷却水を貯溜するタンク２
７（貯溜手段）と、を含んで構成される。三方弁２５，
２６は、図示しないコントロールユニット１６（図１参
照）からの指示により、副冷却水通路２１を流通する冷
却水をタンク２７に抜いたり、或いは、タンク２７から
副冷却水通路２１に冷却水を戻したりする。
【００２９】ここで、三方弁２５，２６の作動制御は、
内燃機関１０の温度を代表するラジエータ２２の冷却水
温度を水温センサ等（温度検出手段）で検出し、検出さ
れた冷却水温度に基づいて、コントロールユニット１６
に格納されたプログラムがソフトウエア的に実行する。
即ち、検出された冷却水温度が所定温度以上のときに
は、副冷却水通路２１に冷却水を流通させ、検出された
冷却水温度が所定温度未満のときには、冷却水をタンク
２７に抜いて貯溜する。
内燃機関１０の温度を代表するラジエータ２２の冷却水
温度を水温センサ等（温度検出手段）で検出し、検出さ
れた冷却水温度に基づいて、コントロールユニット１６
に格納されたプログラムがソフトウエア的に実行する。
即ち、検出された冷却水温度が所定温度以上のときに
は、副冷却水通路２１に冷却水を流通させ、検出された
冷却水温度が所定温度未満のときには、冷却水をタンク
２７に抜いて貯溜する。
【００３０】なお、三方弁２５，２６とコントロールユ
ニット１６に格納された前記プログラムとによって、切
換手段が構成される。かかる構成によれば、機関の暖機
が完了した通常運転時には、ＥＧＲガスを冷却した副冷
却水通路２１内の冷却水は、熱交換器２３によって冷却
され、内燃機関の冷却水温度にかかわらず、大気温度近
くまでその温度が低下する。従って、ＥＧＲガスの冷却
能力は、大幅に向上することとなる。
ニット１６に格納された前記プログラムとによって、切
換手段が構成される。かかる構成によれば、機関の暖機
が完了した通常運転時には、ＥＧＲガスを冷却した副冷
却水通路２１内の冷却水は、熱交換器２３によって冷却
され、内燃機関の冷却水温度にかかわらず、大気温度近
くまでその温度が低下する。従って、ＥＧＲガスの冷却
能力は、大幅に向上することとなる。
【００３１】一方、機関の始動時等のように冷却水温度
が低い冷間時には、ＥＧＲガスを冷却しすぎると、排気
中に白煙やＳＯＦ（Soluble Organic Fraction；可溶性
有機物質）が発生するので、三方弁２５，２６を作動さ
せてタンク２７に冷却水を抜き、ＥＧＲガスの冷却能力
を低下させて、ＥＧＲガスの過冷却を防止する。従っ
て、先の一実施形態の効果に加え、機関の冷間時におけ
る排気性状をさらに向上させることができる。
が低い冷間時には、ＥＧＲガスを冷却しすぎると、排気
中に白煙やＳＯＦ（Soluble Organic Fraction；可溶性
有機物質）が発生するので、三方弁２５，２６を作動さ
せてタンク２７に冷却水を抜き、ＥＧＲガスの冷却能力
を低下させて、ＥＧＲガスの過冷却を防止する。従っ
て、先の一実施形態の効果に加え、機関の冷間時におけ
る排気性状をさらに向上させることができる。
【００３２】なお、以上説明した実施形態では、主冷却
水通路１９を１つ、副冷却水通路２１を２つ設ける構成
としたが、主冷却水通路１９は１つ以上、副冷却水通路
２１は少なくとも主冷却水通路１９の上流に１つ設ける
構成とすればよい。主冷却水通路１９を複数設ける構成
とすれば、各主冷却水通路におけるＥＧＲガスからの受
熱量が低減し、より冷却水が沸騰しにくくなるという効
果がある。
水通路１９を１つ、副冷却水通路２１を２つ設ける構成
としたが、主冷却水通路１９は１つ以上、副冷却水通路
２１は少なくとも主冷却水通路１９の上流に１つ設ける
構成とすればよい。主冷却水通路１９を複数設ける構成
とすれば、各主冷却水通路におけるＥＧＲガスからの受
熱量が低減し、より冷却水が沸騰しにくくなるという効
果がある。
【図１】 本発明の一実施形態を示す全体構成図
【図２】 同上の作用及び効果を説明し、(a) は従来の
特性図、(b) は本発明の特性図
特性図、(b) は本発明の特性図
【図３】 本発明の他の実施形態を示す部分構成図
【図４】 従来のＥＧＲガスの冷却装置の構成図
１０ 内燃機関 １１ 排気マニホールド １２ 排気通路 １３ 吸気マニホールド １４ ＥＧＲ管 １６ コントロールユニット １８ 外管 １９ 主冷却水通路 ２０ 外管 ２１ 副冷却水通路 ２３ 空冷式熱交換器 ２４ 循環用ポンプ ２５，２６ 三方弁 ２７ タンク
Claims (9)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通
し、排気の一部を吸気系に再循環させる排気再循環通路
の周囲に、該排気再循環通路に沿って夫々独立した複数
の冷却水通路を設け、各冷却水通路を流通する冷却水に
より排気再循環通路を冷却して排気再循環ガスを冷却す
るようにしたことを特徴とする内燃機関における排気再
循環ガスの冷却装置。 - 【請求項２】前記排気再循環通路を構成する配管の一部
を、排気再循環ガスが流通する内管と、該内管を覆う外
管と、の内・外二重管構造とし、内管と外管との間に前
記冷却水通路を形成したことを特徴とする請求項１記載
の内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置。 - 【請求項３】前記各冷却水通路の冷却水供給系統は、各
冷却水通路毎に夫々独立した構成であることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の内燃機関における排気再循環
ガスの冷却装置。 - 【請求項４】前記各冷却水通路内の冷却水は、前記排気
再循環通路内を流通する排気再循環ガスとは逆方向に流
通する構成であることを特徴とする請求項１〜３のいず
れか１つに記載の内燃機関における排気再循環ガスの冷
却装置。 - 【請求項５】前記複数の冷却水通路のうち少なくとも１
つを、前記排気再循環通路内を流通する排気再循環ガス
からの受熱量が少なくなるように、他の冷却水通路より
も排気再循環通路の軸方向に対して短く形成した副冷却
水通路とし、該副冷却水通路を、他の冷却水通路よりも
上流に位置させる構成であることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１つに記載の内燃機関における排気再循
環ガスの冷却装置。 - 【請求項６】前記副冷却水通路には、該副冷却水通路に
直交した略一直線上に冷却水導入管と冷却水導出管とが
接続され、冷却水導入管から導入された冷却水は、前記
排気再循環通路の周囲を周って冷却水導出管から導出さ
れる構成であることを特徴とする請求項５記載の内燃機
関における排気再循環ガスの冷却装置。 - 【請求項７】前記副冷却水通路の冷却水供給系統は、周
囲の大気と熱交換をして冷却水を冷却する熱交換手段
と、冷却水を循環させる循環手段と、を含んで構成され
ることを特徴とする請求項５又は６に記載の内燃機関に
おける排気再循環ガスの冷却装置。 - 【請求項８】内燃機関の温度を検出する温度検出手段
と、前記副冷却水通路を流通する冷却水を貯溜する貯溜
手段と、該副冷却水通路の冷却系統を切り換える切換手
段と、を含んで構成され、 前記切換手段は、検出された内燃機関の温度が所定温度
以上のときに、前記副冷却水通路に冷却水を流通させ、
検出された内燃機関の温度が所定温度未満のときに、前
記副冷却水通路を流通する冷却水を貯溜手段に貯溜する
制御を行うことを特徴とする請求項７記載の内燃機関に
おける排気再循環ガスの冷却装置。 - 【請求項９】内燃機関の排気の一部を吸気系に再循環さ
せる排気再循環通路を冷却して、該排気再循環通路を流
通する排気再循環ガスを冷却する冷却系統を、排気再循
環通路に沿って複数独立させて設けたことを特徴とする
内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236211A JPH1182186A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236211A JPH1182186A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182186A true JPH1182186A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=16997431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9236211A Pending JPH1182186A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 内燃機関における排気再循環ガスの冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182186A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001140704A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-05-22 | Cummins Engine Co Inc | 内燃機関用の冷却排気ガス再循環用の高温冷却剤ループ |
| JP2004156585A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-06-03 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | Ｅｇｒガス冷却装置及びその冷却方法 |
| JP2008528877A (ja) * | 2005-02-02 | 2008-07-31 | スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） | 車両における内燃機関の排気ガス再循環用装置 |
| JP2010038068A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関およびその制御装置 |
| KR100993761B1 (ko) | 2004-12-22 | 2010-11-11 | 현대자동차주식회사 | 배기가스 재순환 장치 |
-
1997
- 1997-09-01 JP JP9236211A patent/JPH1182186A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001140704A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-05-22 | Cummins Engine Co Inc | 内燃機関用の冷却排気ガス再循環用の高温冷却剤ループ |
| JP2004156585A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-06-03 | Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd | Ｅｇｒガス冷却装置及びその冷却方法 |
| KR100993761B1 (ko) | 2004-12-22 | 2010-11-11 | 현대자동차주식회사 | 배기가스 재순환 장치 |
| JP2008528877A (ja) * | 2005-02-02 | 2008-07-31 | スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） | 車両における内燃機関の排気ガス再循環用装置 |
| JP2010038068A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Toyota Motor Corp | 内燃機関およびその制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040311 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040531 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041214 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050208 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050906 |