JP2003328863A - EGR device - Google Patents
EGR deviceInfo
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- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 EGRクーラで発生する排気ガスの凝縮水に
よりEGR装置の部品が腐食される恐れのないEGR装
置を提供する。
【解決手段】 シェル(21)の軸方向両端部にプレート(2
2,22)を固着し、軸方向に並列に配置した多数のチュー
ブ(23)の両端部を、貫通してプレート(22,22)に固着す
る。シェル(21)の軸方向の一端部に排気ガス入口(32)を
有する入口ボンネット(30)を固着し、排気ガス通路の底
部(34)をシェル(21)の底面と同一面もしくは下向きに形
成する。シェル(21)の軸方向の他端部に排気ガス出口(3
3)を有する椀状の出口ボンネット(31)を固着してEGR
クーラ(20)を構成する。EGRクーラ(20)のシェル(21)
底面を角度θ(少なくとも5°)だけ排気ガス入口(32)
側を下にして配置する。
(57) An object of the present invention is to provide an EGR device in which components of the EGR device are not likely to be corroded by condensed water of exhaust gas generated in an EGR cooler. A plate (2) is provided at both axial ends of a shell (21).
2, 22) are fixed, and both ends of a large number of tubes (23) arranged in parallel in the axial direction are penetrated and fixed to the plates (22, 22). An inlet bonnet (30) having an exhaust gas inlet (32) is fixed to one end of the shell (21) in the axial direction, and the bottom (34) of the exhaust gas passage is formed flush with the bottom surface of the shell (21) or downward. I do. The other end of the shell (21) in the axial direction has an exhaust gas outlet (3
EGR by fixing a bowl-shaped outlet bonnet (31) having 3)
It constitutes a cooler (20). EGR cooler (20) shell (21)
Exhaust gas inlet (32) with bottom angle θ (at least 5 °)
Place side down.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、吸気に再循環させ
るエンジンの排気ガスを冷却し、効率的に窒素酸化物の
発生を低減させるEGRクーラを備えたEGR装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EGR device equipped with an EGR cooler that cools exhaust gas of an engine recirculated to intake air and efficiently reduces generation of nitrogen oxides.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、エンジンの排気ガスの一部を
吸気に再循環させて窒素酸化物の発生を低減させるEG
R装置が知られている。このようなEGR装置では、再
循環させる排気ガスの温度を低下させると容積が小さく
なり、エンジン出力をあまり低下させずに燃焼温度を低
下させ、効果的に窒素酸化物の発生を低減させることが
できる。そのため、排気ガス再循環ラインにEGRクー
ラを設け、排気ガスを冷却するようにしたものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, an EG for reducing the generation of nitrogen oxides by recirculating a part of engine exhaust gas to intake air
R devices are known. In such an EGR device, when the temperature of the exhaust gas to be recirculated is decreased, the volume becomes small, the combustion temperature is decreased without significantly decreasing the engine output, and the generation of nitrogen oxides can be effectively reduced. it can. Therefore, there is an exhaust gas recirculation line provided with an EGR cooler to cool the exhaust gas.
【0003】図2は、EGRクーラ付きEGR装置を備
えた、ターボチャージャ付きエンジン1の概略構成図で
ある。図2において、ターボチャージャ2のコンプレッ
サ2aの吸入口には吸気管3が取付けられ、コンプレッ
サ2aの排出口とエンジン1の吸気マニホールド5とは
供給管4により接続されている。エンジン1の排気マニ
ホールド6の排出口にはターボチャージャ2のタービン
2bが接続され、タービン2bの排出口には排気管7が
取付けられている。排気マニホールド6のタービン2b
の上流部と、吸気マニホールド5の上流部とはEGR配
管11により接続され、EGR配管11にはEGRバル
ブ12およびEGRクーラ20が介装され、EGR装置
10を構成している。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an engine 1 with a turbocharger equipped with an EGR device with an EGR cooler. In FIG. 2, an intake pipe 3 is attached to the intake port of the compressor 2a of the turbocharger 2, and the exhaust port of the compressor 2a and the intake manifold 5 of the engine 1 are connected by a supply pipe 4. The turbine 2b of the turbocharger 2 is connected to the exhaust port of the exhaust manifold 6 of the engine 1, and the exhaust pipe 7 is attached to the exhaust port of the turbine 2b. Turbine 2b of exhaust manifold 6
The upstream portion of the intake manifold 5 and the upstream portion of the intake manifold 5 are connected by an EGR pipe 11, and an EGR valve 12 and an EGR cooler 20 are provided in the EGR pipe 11 to form an EGR device 10.
【0004】次に作動について説明する。エンジン1を
始動すると空気は吸気管3から吸入され、コンプレッサ
2aにより圧縮されて吸気マニホールド5を介してエン
ジン1内に供給される。エンジン1内で燃焼し、発生し
た排気ガスは排気マニホールド6からタービン2bを経
て排気管7から排出される。通常状態においては、排気
ガス圧力は吸気圧力より高いため、EGRバルブ12を
開くと排気ガスの一部はEGR配管11を経て吸気マニ
ホールド5に戻される。このとき排気ガスはEGRクー
ラ20により冷却される。EGRバルブ12は必要に応
じて開閉される。Next, the operation will be described. When the engine 1 is started, air is taken in through the intake pipe 3, compressed by the compressor 2 a, and supplied into the engine 1 through the intake manifold 5. Exhaust gas generated by combustion in the engine 1 is discharged from the exhaust manifold 6 through the turbine 2b and the exhaust pipe 7. In the normal state, the exhaust gas pressure is higher than the intake pressure, so when the EGR valve 12 is opened, part of the exhaust gas is returned to the intake manifold 5 via the EGR pipe 11. At this time, the exhaust gas is cooled by the EGR cooler 20. The EGR valve 12 is opened and closed as needed.
【0005】EGRクーラについては各種のものがある
が、その一例として特開2001−74380号公報に
開示されたものが有る。図3は特開2001−7438
0号公報に開示されたEGRクーラ40の側面断面図で
あり、図4は図3のX−X矢視図である。図3、図4に
おいて、円筒状に形成されたシェル21の軸方向の両端
部には、プレート22,22が固着され、各プレート2
2,22には、シェル21の内部に軸方向にほぼ並列し
て配置された多数のチューブ23の両端部が貫通状態で
固着されている。そしてシェル21の一側の端部近傍に
は冷却水入口24が取付けられ、シェル21の他側の端
部近傍には冷却水出口25が取付けられている。また、
シェル21の、冷却水入口24に対向する位置にはバイ
パス出口26が設けられている。シェル21の軸方向の
両端部には、椀状に形成された入口ボンネット41及び
出口ボンネット31が、プレート22,22を覆うよう
に固着されている。入口ボンネット41の中央部には排
気ガス入口32が設けられ、出口ボンネット30の中央
部には排気ガス出口33が設けられている。There are various types of EGR coolers, one of which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-74380. FIG. 3 shows JP 2001-7438 A.
FIG. 4 is a side cross-sectional view of the EGR cooler 40 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 0-Gazette, and FIG. 4 is a view on arrow XX in FIG. In FIGS. 3 and 4, plates 22 are fixed to both axial ends of a shell 21 formed in a cylindrical shape.
Both ends of a large number of tubes 23, which are arranged substantially parallel to each other in the axial direction inside the shell 21, are fixed to the terminals 2 and 22 in a penetrating state. A cooling water inlet 24 is attached near one end of the shell 21, and a cooling water outlet 25 is attached near the other end of the shell 21. Also,
A bypass outlet 26 is provided at a position of the shell 21 facing the cooling water inlet 24. A bowl-shaped inlet bonnet 41 and an outlet bonnet 31 are fixed to both ends of the shell 21 in the axial direction so as to cover the plates 22 and 22. An exhaust gas inlet 32 is provided at the center of the inlet bonnet 41, and an exhaust gas outlet 33 is provided at the center of the outlet bonnet 30.
【0006】EGRクーラ40はシェル21が水平にな
るように配置され、再循環用排気ガスは排気ガス入口3
2から入ってチューブ23内を通過し、排気ガス出口3
3から排出される。冷却水は冷却水入口24から入って
シェル21内を通り、冷却水出口25から排出されると
共に、一部はバイパス出口26から排出され、その間に
排気ガスを冷却する。その際、冷却水の一部はバイパス
出口26から排出されるため、この部分の冷却水のよど
みが無くなり、EGRクーラ20aの冷却効率を向上す
るようになっている。The EGR cooler 40 is arranged so that the shell 21 is horizontal, and the exhaust gas for recirculation is exhaust gas inlet 3
2 enters and passes through the tube 23, and the exhaust gas outlet 3
Emitted from 3. The cooling water enters through the cooling water inlet 24, passes through the inside of the shell 21, is discharged from the cooling water outlet 25, and is partially discharged from the bypass outlet 26, while cooling the exhaust gas. At this time, a part of the cooling water is discharged from the bypass outlet 26, so that the stagnation of the cooling water in this part is eliminated and the cooling efficiency of the EGR cooler 20a is improved.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】排気ガスを冷却すると
凝縮水が発生する。この凝縮水中には硝酸や、燃料成分
中の硫黄分と結びついた硫酸が含まれる。特に硫酸は腐
食性が高く、EGR回路の部品であるEGRクーラや、
配管、EGRバルブ等を腐食する。図3において、入口
ボンネット41内のA部の排気ガス温度は高く(例えば
エンジン負荷時には400℃〜500℃)、凝縮水が発
生することはないが、出口ボンネット31内のB部の排
気ガス温度は低下するため、排気ガス出口33側で凝縮
水が発生する。When exhaust gas is cooled, condensed water is generated. This condensed water contains nitric acid and sulfuric acid combined with the sulfur content in the fuel component. In particular, sulfuric acid is highly corrosive, and the EGR cooler, which is a component of the EGR circuit,
Corrodes piping and EGR valve. In FIG. 3, the exhaust gas temperature of the portion A in the inlet bonnet 41 is high (for example, 400 ° C. to 500 ° C. when the engine is loaded), and condensed water is not generated, but the exhaust gas temperature of the portion B in the outlet bonnet 31 is high. Decreases, so that condensed water is generated on the exhaust gas outlet 33 side.
【0008】すなわち、上記構成においては、図3に示
すEGRクーラ40の出口ボンネット31側の底部C
(破線のハッチングで示す)近傍に凝縮水が溜まり、E
GRクーラ40が腐食する恐れがある。また、この凝縮
水が図2に示すEGR配管11やEGRバルブ12を腐
食させる恐れがある。That is, in the above structure, the bottom portion C of the EGR cooler 40 shown in FIG.
Condensed water collects in the vicinity (indicated by hatching with broken lines), and E
The GR cooler 40 may be corroded. Further, this condensed water may corrode the EGR pipe 11 and the EGR valve 12 shown in FIG.
【0009】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、EGRクーラで発生する排気ガスの凝縮
水によりEGR装置の部品が腐食される恐れのないEG
R装置を提供することを目的としている。The present invention has been made by paying attention to the above problems, and there is no possibility that the components of the EGR device will be corroded by the condensed water of the exhaust gas generated in the EGR cooler.
It is intended to provide an R device.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第1発明は、EGR装置におい
て、EGR配管に介装されたERGクーラの排気ガス通
路を、排気ガス入口側を排気ガス出口側より下になるよ
うに配置した構成としている。In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention is to provide an EGR device in which an exhaust gas passage of an ERG cooler interposed in an EGR pipe is connected to an exhaust gas inlet side. Is arranged below the exhaust gas outlet side.
【0011】第1発明によると、硝酸や硫酸を含んだ排
気ガスの凝縮水は、排気ガス温度の高い排気ガス入口側
に流れる。硫酸は350℃以上になると分解する性質を
持っており、排気ガス入口側に流れた硫酸は高温の排気
ガスによって分解、蒸発するため、EGR装置の部品の
腐食を防止できる。According to the first invention, the condensed water of the exhaust gas containing nitric acid and sulfuric acid flows to the exhaust gas inlet side where the exhaust gas temperature is high. Sulfuric acid has a property of decomposing at a temperature of 350 ° C. or higher, and the sulfuric acid flowing to the exhaust gas inlet side is decomposed and evaporated by the high-temperature exhaust gas, so that corrosion of parts of the EGR device can be prevented.
【0012】第2発明は、第1発明において、前記排気
ガス通路が、前記排気ガス入口側を下にして水平面に対
して少なくとも5°傾斜している構成としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the exhaust gas passage is inclined at least 5 ° with respect to the horizontal plane with the exhaust gas inlet side facing down.
【0013】第2発明によると、排気ガス通路の底部
を、排気ガス入口側を下にして水平面に対して少なくと
も5°傾斜させたため、凝縮水は確実に排気ガス入口側
に流れる。したがって、硫酸は高温排気ガスによって分
解、蒸発し、EGR装置の部品の腐食を防止できる。な
お、排気ガス通路を5°以上傾斜させることにより凝縮
水が確実に流れることは実験的に確かめられている。According to the second aspect of the invention, the bottom of the exhaust gas passage is inclined at least 5 ° with respect to the horizontal plane with the exhaust gas inlet side facing down, so that the condensed water flows reliably to the exhaust gas inlet side. Therefore, the sulfuric acid is decomposed and evaporated by the high temperature exhaust gas, and the corrosion of the parts of the EGR device can be prevented. It has been experimentally confirmed that the condensed water surely flows by inclining the exhaust gas passage by 5 ° or more.
【0014】第3発明は、第1又は第2発明において、
前記排気ガス通路の底部を、前記排気ガス出口側から前
記排気ガス入口側に向けて、順次低くなるように形成し
た構成としている。A third invention is the same as the first or second invention,
The bottom portion of the exhaust gas passage is formed so as to be gradually lowered from the exhaust gas outlet side toward the exhaust gas inlet side.
【0015】第3発明によると、排気ガス通路の底部の
途中に高い部分がないため、凝縮水が排気ガス通路の途
中で滞留することはなく、排気ガス入口に向けて確実に
流すことができる。According to the third aspect of the invention, since there is no high portion in the middle of the bottom of the exhaust gas passage, condensed water does not stay in the middle of the exhaust gas passage and can reliably flow toward the exhaust gas inlet. .
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るEGR装置の
実施形態について、図面を参照して詳述する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an EGR device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0017】図1はEGR装置10の一例のEGRクー
ラ20を示す側面断面図である。EGRクーラ20の正
面断面形状は図4に示した従来のものと同一なので詳細
説明は省略する。図1において、図3で説明した従来の
ものと同一部材には同一符号を付して説明は省略し、異
なる部分についてのみ説明する。FIG. 1 is a side sectional view showing an EGR cooler 20 as an example of the EGR device 10. The front sectional shape of the EGR cooler 20 is the same as that of the conventional one shown in FIG. In FIG. 1, the same members as those of the conventional one described with reference to FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different portions will be described.
【0018】図1において、シェル21の一側には入口
ボンネット30が固着され、入口ボンネット30の端部
に設けられた排気ガス入口32部にはEGR配管11が
接続されている。入口ボンネット30の排気ガス入口3
2部の底部34は、プレート22部から排気ガス入口3
2に向けて、シェル21の内側底面と同一面、もしくは
下向きに形成されている。シェル21の他端部に固着さ
れた椀状の出口ボンネット31の中央部に設けられた排
気ガス出口33部にはEGR配管11が接続されてい
る。そして、排気ガス入口32部、チューブ23及び排
気ガス出口33部とで排気ガス通路35を形成してい
る。EGRクーラ20は出口ボンネット31側を高くし
て、傾斜して配置されており、シェル21の底面の水平
面に対する傾斜角度θは少なくとも5°である。したが
って、排気ガス通路35の底部は、排気ガス出口33か
ら排気ガス入口32に向けて順次低くなっている。排気
ガスは図の白矢印の方向に流れる。In FIG. 1, an inlet bonnet 30 is fixed to one side of the shell 21, and an EGR pipe 11 is connected to an exhaust gas inlet 32 portion provided at an end of the inlet bonnet 30. Exhaust gas inlet 3 of inlet bonnet 30
The bottom part 34 of the second part is from the plate 22 part to the exhaust gas inlet 3
The shell 21 is formed so as to face the inner bottom surface of the shell 21 or face downward. An EGR pipe 11 is connected to an exhaust gas outlet 33 portion provided at the center of a bowl-shaped outlet bonnet 31 fixed to the other end of the shell 21. The exhaust gas inlet 32, the tube 23, and the exhaust gas outlet 33 form an exhaust gas passage 35. The EGR cooler 20 is arranged so as to be inclined with the outlet bonnet 31 side raised, and the inclination angle θ of the bottom surface of the shell 21 with respect to the horizontal plane is at least 5 °. Therefore, the bottom of the exhaust gas passage 35 is gradually lowered from the exhaust gas outlet 33 toward the exhaust gas inlet 32. Exhaust gas flows in the direction of the white arrow in the figure.
【0019】本発明のEGR装置10のEGRクーラ2
0は、上記のような構成としたため、排気ガス中に発生
する凝縮水は途中で滞留することなく排気ガス出口33
側から排気ガス入口32側に流れ、高温の排気ガスによ
り凝縮水中の有害な硫酸は分解、蒸発される。したがっ
て、EGRクーラ20、EGR配管11あるいはEGR
バルブ12等が腐食される恐れの無いEGR装置10が
得られる。The EGR cooler 2 of the EGR device 10 of the present invention
Since 0 has the above-described configuration, the condensed water generated in the exhaust gas does not stay in the middle of the exhaust gas and the exhaust gas outlet 33
Side to the exhaust gas inlet 32 side, and harmful sulfuric acid in the condensed water is decomposed and evaporated by the high temperature exhaust gas. Therefore, the EGR cooler 20, the EGR pipe 11 or the EGR
It is possible to obtain the EGR device 10 in which the valve 12 and the like are not likely to be corroded.
【0020】本実施形態ではEGRクーラの断面形状は
円形であるが、4角形あるいは他の形状であっても良
い。In this embodiment, the EGR cooler has a circular sectional shape, but it may have a rectangular shape or another shape.
【図1】本発明のEGR装置の、EGRクーラの側面断
面図である。FIG. 1 is a side sectional view of an EGR cooler of an EGR device of the present invention.
【図2】EGR装置を備えた、ターボチャージャ付エン
ジンの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a turbocharged engine equipped with an EGR device.
【図3】従来のEGRクーラの側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a conventional EGR cooler.
【図4】図3のX−X矢視図である。FIG. 4 is a view on arrow XX in FIG.
10…EGR装置、11…EGR配管、20…EGRク
ーラ、21…シェル、22…プレート、23…チュー
ブ、30…入口ボンネット、31…出口ボンネット、3
2…排気ガス入口、33…排気ガス出口、34…底部、
35…排気ガス通路。10 ... EGR device, 11 ... EGR piping, 20 ... EGR cooler, 21 ... Shell, 22 ... Plate, 23 ... Tube, 30 ... Inlet bonnet, 31 ... Outlet bonnet, 3
2 ... Exhaust gas inlet, 33 ... Exhaust gas outlet, 34 ... Bottom part,
35 ... Exhaust gas passage.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江藤 靖臣 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内 (72)発明者 小野寺 康之 栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松 製作所小山工場内 Fターム(参考) 3G062 ED08 ED10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yasuomi Eto 400 Yokokura Nitta 400, Oyama City, Tochigi Prefecture Komatsu Co., Ltd. Factory Oyama Factory (72) Inventor Yasuyuki Onodera 400 Yokokura Nitta 400, Oyama City, Tochigi Prefecture Komatsu Co., Ltd. Factory Oyama Factory F-term (reference) 3G062 ED08 ED10
Claims (3)
1)に介装されたEGRクーラ(20)の排気ガス通路(35)
を、排気ガス入口(32)側を排気ガス出口(33)側より下に
なるように配置したことを特徴とするEGR装置。1. An EGR device (10) comprises an EGR pipe (1
Exhaust gas passage (35) of EGR cooler (20) installed in 1)
Is arranged such that the exhaust gas inlet (32) side is below the exhaust gas outlet (33) side.
記排気ガス通路(35)が、前記排気ガス入口(32)側を下に
して水平面に対して少なくとも5°傾斜していることを
特徴とするEGR装置。2. The EGR device according to claim 1, wherein the exhaust gas passage (35) is inclined at least 5 ° with respect to a horizontal plane with the exhaust gas inlet (32) side facing down. EGR device to do.
て、前記排気ガス通路(35)の底部を、前記排気ガス出口
(33)側から前記排気ガス入口(32)側に向けて、順次低く
なるように形成したことを特徴とするEGR装置。3. The EGR device according to claim 1, wherein the bottom portion of the exhaust gas passage (35) is provided with the exhaust gas outlet.
An EGR device characterized in that it is formed so as to become gradually lower from the (33) side toward the exhaust gas inlet (32) side.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR (1) | KR20030087916A (en) |
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