(57)【要約】【課題】本発明は、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制しつつ、ＥＧＲガス中の異物を除去することを課題とする。【解決手段】ＥＧＲ通路１５におけるＥＧＲフィルタ１８の上流側及び下流側それぞれにＥＧＲクーラ１７、１９を設けると共に、上流側ＥＧＲクーラ１７内のフィンの曲率を下流側ＥＧＲクーラ１９内のフィンの曲率よりも小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を捕集するＥＧＲフィルタと、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲフィルタよりも上流側に設けられた上流側ＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲフィルタよりも下流側に設けられた下流側ＥＧＲクーラと、を備え、
前記上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの形状を前記下流側ＥＧＲクーラ内のフィンよりもＥＧＲガスの流通抵抗が小さい形状とすることを特徴とする内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項２】
前記上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの曲率が前記下流側ＥＧＲクーラ内のフィンの曲率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【請求項３】
前記ＥＧＲ通路の一端が内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンより下流側に接続されており、その他端が該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のＥＧＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のＥＧＲ装置は、排気系を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に導入する装置である。ＥＧＲガス中には、排気通路にＥＧＲ通路を溶接した際に生じたスパッタ等の内燃機関の排気系において生じる様々な異物が含まれている。
【０００３】
このような異物がＥＧＲガスと共に吸気系に流入すると、吸気系における各部品や内燃機関に悪影響を与える虞がある。例えば、吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側にＥＧＲガスが導入される場合、ＥＧＲガスと共に吸気通路に流入した異物がコンプレッサのインペラに衝突することで該インペラが破損する虞がある。
【０００４】
また、ＥＧＲ通路において、熱交換によりＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラよりも上流側にＥＧＲガス中のカーボン等を捕集するフィルタを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２１２２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２５５２号公報
【特許文献３】特開２００３−９７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＥＧＲガス中の異物を除去すべく、該異物を捕集するためのＥＧＲフィルタをＥＧＲ通路に設ける場合がある。ここで、ＥＧＲガスにはスパッタ等の異物の他に内燃機関から排出されるｓｏｏｔ（煤）等の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）が含まれている。上記フィルタに該ＰＭが付着しデポジットとなって堆積すると、フィルタの目詰まりが生じる。その結果、ＥＧＲ通路での圧損が増加する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制しつつ、ＥＧＲガス中の異物を除去することが出来る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲフィルタの上流側及び下流側それぞれにＥＧＲクーラを設けると共に、上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの形状を下流側ＥＧＲクーラ内のフィンよりもＥＧＲガスの流通抵抗が小さい形状とするものである。
【０００９】
より詳しくは、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置は、
ＥＧＲ通路に設けられ、ＥＧＲガス中の異物を捕集するＥＧＲフィルタと、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲフィルタよりも上流側に設けられた上流側ＥＧＲクーラと、
前記ＥＧＲ通路における前記ＥＧＲフィルタよりも下流側に設けられた下流側ＥＧＲクーラと、を備え、
前記上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの形状を前記下流側ＥＧＲクーラ内のフィンよりも
ＥＧＲガスの流通抵抗が小さい形状とすることを特徴とする。
【００１０】
ＥＧＲフィルタよりも上流側にＥＧＲクーラを設けた場合、該ＥＧＲクーラが設けられていない場合に比べて、ＥＧＲフィルタに到達したＥＧＲガスと該ＥＧＲフィルタとの温度差が小さくなる。そのため、ＥＧＲフィルタに堆積するデポジットの量を減少させることが出来る。従って、本発明によれば、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制しつつ、ＥＧＲガス中の異物を除去することが出来る。
【００１１】
さらに、本発明においては、上流側ＥＧＲクーラ内におけるＥＧＲガスの流通抵抗が下流側ＥＧＲクーラ内におけるＥＧＲガスの流通抵抗よりも小さい。そのため、上流側ＥＧＲクーラ内におけるデポジットの堆積量を抑制することが出来る。また、これにより、上流側ＥＧＲクーラ内における異物の詰まりも抑制することが出来る。
【００１２】
そして、下流側ＥＧＲクーラにおいては、フィンによるＥＧＲガスの流通抵抗を大きくすることでＥＧＲガスの冷却効率を向上させる。下流側ＥＧＲクーラには、上流側ＥＧＲクーラによって冷却され且つＥＧＲフィルタによって異物が除去されたＥＧＲガスが流入する。そのため、フィンによるＥＧＲガスの流通抵抗を大きくしてもデポジットは堆積し難く、また、異物の詰まりも生じ難い。
【００１３】
このように、本発明によれば、上流側及び下流側ＥＧＲクーラにおけるデポジットの堆積及び異物の詰まりを抑制しつつ、ＥＧＲガスを十分に冷却することも出来る。
【００１４】
本発明においては、上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの曲率を下流側ＥＧＲクーラ内のフィンの曲率よりも小さくしてもよい。これにより、上流側ＥＧＲクーラ内におけるＥＧＲガスの流通抵抗を下流側ＥＧＲクーラ内におけるＥＧＲガスの流通抵抗よりも小さくすることが出来る。
【００１５】
本発明に係るＥＧＲ通路は、一端が内燃機関の排気通路におけるターボチャージャのタービンより下流側に接続されており、他端が該内燃機関の吸気通路におけるターボチャージャのコンプレッサより上流側に接続されているものであってもよい。これによれば、ＥＧＲガスと共に吸気通路に流入した異物によるコンプレッサのインペラの破損を抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＥＧＲ通路での圧損の増加を抑制しつつ、ＥＧＲガス中の異物を除去することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例に係るＥＧＲフィルタの概略構成を示す正面図である。
【図３】各ＥＧＲクーラ内のフィンの形状を示す図である。図３（ａ）は上流側ＥＧＲクーラ内のフィンの長手方向の断面形状を示しており、図３（ｂ）は低圧ＥＧＲクーラ内のフィンの長手方向の断面形状を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る内燃機関のＥＧＲ装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（内燃機関およびその吸排気系の概略構成）
図１は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は４つの気筒２を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒２には該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁３が設けられている。
【００２０】
内燃機関１には、インテークマニホールド５およびエキゾーストマニホールド７が接続されている。インテークマニホールド５には吸気通路４が接続されている。エキゾーストマニホールド７には排気通路６が接続されている。
【００２１】
吸気通路４にはターボチャージャ８のコンプレッサ８ａが設置されている。排気通路６にはターボチャージャ８のタービン８ｂが設置されている。
【００２２】
吸気通路に４におけるコンプレッサ８ａよりも上流側にはエアフローメータ９が設けられている。吸気通路４におけるコンプレッサ８ａよりも下流側にはスロットル弁１０が設けられている。
【００２３】
排気通路６には排気浄化装置１１が設けられている。該排気浄化装置１１としては、排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタや、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を例示することが出来る。
【００２４】
また、本実施例に係る内燃機関１の吸排気系には、高圧ＥＧＲ装置３０及び低圧ＥＧＲ装置３１が設けられている。尚、本実施例においては、低圧ＥＧＲ通路１５が本発明に係るＥＧＲ通路に相当する。
【００２５】
高圧ＥＧＲ装置３０は高圧ＥＧＲ通路１２を有している。高圧ＥＧＲ通路１２は、その一端がエキゾーストマニホールド７に接続されており、その他端がインテークマニホールド５に接続されている。高圧ＥＧＲ通路１２には、ＥＧＲ弁１３及びＥＧＲクーラ１４が設けられている。ＥＧＲ弁１３によって、高圧ＥＧＲ通路１２を通ってエキゾーストマニホールド７からインテークマニホールド５に導入されるＥＧＲガス量が制御される。
【００２６】
（低圧ＥＧＲ装置の概略構成）
低圧ＥＧＲ装置３１は低圧ＥＧＲ通路１５を有している。低圧ＥＧＲ通路１５は、その一端が排気通路６における排気浄化装置１１よりも下流側に接続されており、その他端が吸気通路４におけるエアフローメータ９より下流側且つコンプレッサ８ａより上流側に接続されている。低圧ＥＧＲ通路１５には、ＥＧＲ弁１６が設けられている。ＥＧＲ弁１６によって、低圧ＥＧＲ通路１５を通って排気通路６から吸気通路４に導入されるＥＧＲガス量が制御される。
【００２７】
低圧ＥＧＲ通路１５に流入するＥＧＲガスには、排気通路６に低圧ＥＧＲ通路１５を溶接した際に発生したスパッタ等の内燃機関１の排気系において生じる様々な異物が含まれている。このような異物がＥＧＲガスと共に吸気通路４に流入すると、該異物の衝突によりコンプレッサ８ａのインペラが破損する虞がある。また、これ以外にも、吸気系における各部品や内燃機関１に悪影響を与える虞がある。さらに、このような異物はＥＧＲ弁１６にも悪影響を与える虞がある。
【００２８】
そこで、本実施例においては、ＥＧＲガス中の異物を除去すべく、低圧ＥＧＲ通路１５におけるＥＧＲ弁１６の上流側に、図２に示すようなメッシュ状のＥＧＲフィルタ１８が設けられている。図２は、ＥＧＲフィルタ１８の概略構成を示す正面図である。該ＥＧＲフィルタ１８によってＥＧＲガス中の異物が捕集される。
【００２９】
さらに、本実施例に係る低圧ＥＧＲ装置３１には、低圧ＥＧＲ通路１５におけるＥＧＲ
ガスの流れに沿ってＥＧＲフィルタ１８より上流側に上流側ＥＧＲクーラ１７が設けられている。また、低圧ＥＧＲ通路１５におけるＥＧＲガスの流れに沿ってＥＧＲフィルタ１８より下流側且つＥＧＲ弁１６より上流側に下流側ＥＧＲクーラ１９が設けられている。
【００３０】
上流側ＥＧＲクーラ１７及び下流側ＥＧＲクーラ１９は冷却水との熱交換によりＥＧＲガスを冷却するものである。各ＥＧＲクーラ１７、１９の内部には放熱用のフィンが設けられている。
【００３１】
図３は、各ＥＧＲクーラ１７内のフィン１７ａ、１９ａの形状を示す図である。図３（ａ）は上流側ＥＧＲクーラ１７内のフィン１７ａの長手方向の断面形状を示しており、図３（ｂ）は低圧ＥＧＲクーラ１９内のフィン１９ａの長手方向の断面形状を示している。図３（ａ）、（ｂ）における矢印は、各ＥＧＲクーラ１７、１９内でのＥＧＲガスの流れ方向を表している。
【００３２】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、各ＥＧＲクーラ１７、１９内のフィン１７ａ、１９ａは、ＥＧＲガスの流れに沿って波型の形状となっている。そして、上流側ＥＧＲクーラ１７内のフィン１７ａの曲率が下流側ＥＧＲクーラ１９内のフィン１９ａの曲率よりも小さくなっている。これにより、上流側ＥＧＲクーラ１７内におけるＥＧＲガスの流通抵抗が下流側ＥＧＲクーラ１９内におけるＥＧＲガスの流通抵抗よりも小さくなる。
【００３３】
（本実施例の作用効果）
ＥＧＲフィルタ１８を設けることにより、低圧ＥＧＲ通路１５を流れるＥＧＲガス中の異物を除去することが出来る。そのため、ＥＧＲ弁１６や吸気通路４への異物の流入を抑制することが出来る。
【００３４】
しかしながら、ＥＧＲガスに含まれるＰＭがＥＧＲフィルタ１８に付着しデポジットとなって堆積すると、ＥＧＲフィルタ１８の目詰まりが生じる。その結果、低圧ＥＧＲ通路１５での圧損が増加する虞がある。このようなＥＧＲフィルタ１８におけるデポジットの堆積量を抑制するために、本実施例においては、ＥＧＲフィルタ１８より上流側に上流側ＥＧＲクーラ１７が設けられている。
【００３５】
上流側ＥＧＲクーラ１７が設けられていない場合、ＥＧＲフィルタ１８に到達したＥＧＲガスと該ＥＧＲフィルタ１８との温度差が大きく、該ＥＧＲガスがＥＧＲフィルタ１８によって急激に冷却される。そのため、ＥＧＲフィルタ１８においてデポジットが発生し易い。上流側ＥＧＲクーラ１７が設けられた場合、ＥＧＲガスがＥＧＲフィルタ１８に到達する前に冷却されることになる。そのため、  ＥＧＲフィルタ１８に到達したＥＧＲガスと該ＥＧＲフィルタ１８との温度差が小さくなる。これにより、ＥＧＲフィルタ１８におけるデポジットの発生を抑制することが出来、以って堆積するデポジットの量を減少させることが出来る。従って、本実施例によれば、低圧ＥＧＲ通路１５での圧損の増加を抑制することが出来る。
【００３６】
また、上流側ＥＧＲクーラ１７においてＥＧＲガスが過剰に冷却されると、該上流側ＥＧＲクーラ１７内におけるデポジットの堆積量が過剰に増加する。また、上流側ＥＧＲクーラ１７には異物が含まれるＥＧＲガスが流入する可能性が高いが、フィン１７ａの曲率が大きいと異物の詰まりが生じ易くなる。そこで、本実施例では、上流側ＥＧＲクーラ１７内のフィン１７ａの曲率を下流側ＥＧＲクーラ１９内のフィン１９ａの曲率よりも小さくする。
【００３７】
フィン１７ａの曲率を小さくすると、上流側ＥＧＲクーラ１７におけるＥＧＲガスの冷却効率が低下し、また、ＥＧＲガスのフィン１７ａへの衝突力も小さくなる。そのため、
上流側ＥＧＲクーラ１７内におけるデポジットの発生を抑制することが出来、以って上流側ＥＧＲクーラ１７内におけるデポジットの堆積量を抑制することが出来る。また、フィン１７ａの曲率を小さくすることにより、上流側ＥＧＲクーラ１７内における異物の詰まりも抑制することが出来る。
【００３８】
さらに、下流側ＥＧＲクーラ１９においては、フィン１９ａの曲率を大きくすることでＥＧＲガスの冷却効率を向上させる。下流側ＥＧＲクーラ１９には、上流側ＥＧＲクーラ１７によって冷却され且つＥＧＲフィルタ１８によって異物が除去されたＥＧＲガスが流入する。そのため、フィン１９ａの曲率を大きくしてもデポジットは堆積し難く、また、異物の詰まりも生じ難い。
【００３９】
このように、本実施例によれば、各ＥＧＲクーラ１７，１９内におけるデポジットの堆積及び異物の詰まりを抑制しつつ、ＥＧＲガスを十分に冷却することも出来る。
【００４０】
尚、各ＥＧＲクーラ１７、１９内のフィンの形状は上記のような波型に限られるものではなく、上流側ＥＧＲクーラ１７内におけるＥＧＲガスの流通抵抗が下流側ＥＧＲクーラ１９内におけるＥＧＲガスの流通抵抗よりも小さくなるような形状であればよい。
【００４１】
また、本実施例に係る低圧ＥＧＲ装置３１の構成を高圧ＥＧＲ装置３０に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気通路
６・・・排気通路
８・・・ターボチャージャ
８ａ・・コンプレッサ
８ｂ・・タービン
１２・・高圧ＥＧＲ通路
１３・・ＥＧＲ弁
１５・・低圧ＥＧＲ通路
１６・・ＥＧＲ弁
１７・・上流側ＥＧＲクーラ
１７ａ・・フィン
１８・・ＥＧＲフィルタ
１９・・下流側ＥＧＲクーラ
１９ａ・・フィン
【図１】
2010168929.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010168929.tif 000005