JPH10238418A - Ｅｇｒクーラー付ｅｇｒ装置 - Google Patents
Ｅｇｒクーラー付ｅｇｒ装置Info
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- JPH10238418A JPH10238418A JP9045908A JP4590897A JPH10238418A JP H10238418 A JPH10238418 A JP H10238418A JP 9045908 A JP9045908 A JP 9045908A JP 4590897 A JP4590897 A JP 4590897A JP H10238418 A JPH10238418 A JP H10238418A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンのＥＧＲ装置において、ＥＧＲガス
の過冷却を防止して、ＨＣ白煙の発生や硫酸腐蝕及びカ
ーボンの付着の原因となるＥＧＲクーラー内の結露を防
止できる、耐久性能の良いＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装
置を提供する。 【解決手段】 ＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ通
路にＥＧＲクーラーを設け、このＥＧＲクーラーの冷却
システムを、エンジンの冷却水温度に基づいてオン・オ
フ操作されて、前記ＥＧＲクーラーに冷媒を供給するポ
ンプと、前記ＥＧＲクーラー内の冷媒の全部を収容でき
るリザーブタンクと、前記冷媒を冷却するための熱交換
器とを備え、前記ポンプが停止した時に前記ＥＧＲクー
ラー内の冷媒が前記リザーブタンクに移動するように構
成する。
の過冷却を防止して、ＨＣ白煙の発生や硫酸腐蝕及びカ
ーボンの付着の原因となるＥＧＲクーラー内の結露を防
止できる、耐久性能の良いＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装
置を提供する。 【解決手段】 ＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ通
路にＥＧＲクーラーを設け、このＥＧＲクーラーの冷却
システムを、エンジンの冷却水温度に基づいてオン・オ
フ操作されて、前記ＥＧＲクーラーに冷媒を供給するポ
ンプと、前記ＥＧＲクーラー内の冷媒の全部を収容でき
るリザーブタンクと、前記冷媒を冷却するための熱交換
器とを備え、前記ポンプが停止した時に前記ＥＧＲクー
ラー内の冷媒が前記リザーブタンクに移動するように構
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのＥＧＲ
において、ＥＧＲクーラーを使用してＥＧＲガスの温度
を下げて空気の吸入効率を向上させて、エンジンの燃焼
を良好に保つと共に、燃焼温度を下げて排気ガス中のＮ
Ｏｘを低減するＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装置に関する
ものである。
において、ＥＧＲクーラーを使用してＥＧＲガスの温度
を下げて空気の吸入効率を向上させて、エンジンの燃焼
を良好に保つと共に、燃焼温度を下げて排気ガス中のＮ
Ｏｘを低減するＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンなどの排気ガス対策
において、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気に還流することで、燃焼温度
を低く抑えて、ＮＯｘの生成を抑制させるＥＧＲ（排気
再循環）が有効であることが知られ、広く実用化されて
いる。
において、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減するため
に、排気ガスの一部を吸気に還流することで、燃焼温度
を低く抑えて、ＮＯｘの生成を抑制させるＥＧＲ（排気
再循環）が有効であることが知られ、広く実用化されて
いる。
【０００３】このＥＧＲ装置においては、エンジンの排
気通路から排気ガスを分流するＥＧＲ通路を吸気通路側
に接続して、ＥＧＲ通路に設けたＥＧＲ弁でＥＧＲガス
量を調整しながらＥＧＲを行っている。しかし、このよ
うに、高温のＥＧＲガスをそのまま吸気側に循環させる
と、高温で膨張したＥＧＲガスが吸気マニホールドに供
給されるので、吸気時のシリンダー内のＥＧＲガスが占
める割合が多くなり、シリンダー内に入る空気量が低減
してしまうという問題がある。
気通路から排気ガスを分流するＥＧＲ通路を吸気通路側
に接続して、ＥＧＲ通路に設けたＥＧＲ弁でＥＧＲガス
量を調整しながらＥＧＲを行っている。しかし、このよ
うに、高温のＥＧＲガスをそのまま吸気側に循環させる
と、高温で膨張したＥＧＲガスが吸気マニホールドに供
給されるので、吸気時のシリンダー内のＥＧＲガスが占
める割合が多くなり、シリンダー内に入る空気量が低減
してしまうという問題がある。
【０００４】そのため、ＥＧＲ通路の途中に例えば水冷
式のＥＧＲクーラーを設けて、エンジン冷却水を冷却水
通路を通じて循環して、この冷却水によりＥＧＲガスを
冷却して体積を減少してから、吸気マニホールドに供給
することによって、シリンダー内に供給される空気量を
確保している。
式のＥＧＲクーラーを設けて、エンジン冷却水を冷却水
通路を通じて循環して、この冷却水によりＥＧＲガスを
冷却して体積を減少してから、吸気マニホールドに供給
することによって、シリンダー内に供給される空気量を
確保している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジ
ンの排気ガス中には燃焼により生成される水分が水蒸気
として含まれており、冬季やエンジンスタート直後のよ
うにＥＧＲクーラーが冷えている時や、ＥＧＲガス量の
少ない低ＥＧＲ率に於ける運転時には、ＥＧＲガスが過
冷却されてＥＧＲクーラー内でＥＧＲガス中の水蒸気が
結露する。
ンの排気ガス中には燃焼により生成される水分が水蒸気
として含まれており、冬季やエンジンスタート直後のよ
うにＥＧＲクーラーが冷えている時や、ＥＧＲガス量の
少ない低ＥＧＲ率に於ける運転時には、ＥＧＲガスが過
冷却されてＥＧＲクーラー内でＥＧＲガス中の水蒸気が
結露する。
【０００６】そのため、このＥＧＲクーラー内で発生し
た結露水にＥＧＲガス中のカーボンが捕捉されて、これ
が伝熱管などへの付着して伝熱抵抗層を形成して、ＥＧ
Ｒクーラーの効率を低下させたり、さらに、ＥＧＲガス
中の硫黄酸化物が結露水中に溶解して硫酸を生じて、Ｅ
ＧＲクーラー、ＥＧＲ通路およびエンジン内部を腐蝕す
るという問題がある。
た結露水にＥＧＲガス中のカーボンが捕捉されて、これ
が伝熱管などへの付着して伝熱抵抗層を形成して、ＥＧ
Ｒクーラーの効率を低下させたり、さらに、ＥＧＲガス
中の硫黄酸化物が結露水中に溶解して硫酸を生じて、Ｅ
ＧＲクーラー、ＥＧＲ通路およびエンジン内部を腐蝕す
るという問題がある。
【０００７】この腐蝕が進みＥＧＲクーラーの伝熱パイ
プの破損が生じると、冷却水がＥＧＲガス側に漏れて、
シリンダ内に吸引され、潤滑油に混入し潤滑不良を起こ
したり、漏れが大量になるとウォーターハンマーにより
最悪の場合にはエンジンの破損につながる。また、結露
水が吸気行程で潤滑油中に混入されて潤滑油を酸化する
ので、潤滑性能が低下して各部の磨耗が促進されるとい
う問題もあり、更に、エンジンが暖機する前にＥＧＲガ
スを冷却すると、燃焼温度が下がってＨＣ白煙が多量に
発生するという問題もある。
プの破損が生じると、冷却水がＥＧＲガス側に漏れて、
シリンダ内に吸引され、潤滑油に混入し潤滑不良を起こ
したり、漏れが大量になるとウォーターハンマーにより
最悪の場合にはエンジンの破損につながる。また、結露
水が吸気行程で潤滑油中に混入されて潤滑油を酸化する
ので、潤滑性能が低下して各部の磨耗が促進されるとい
う問題もあり、更に、エンジンが暖機する前にＥＧＲガ
スを冷却すると、燃焼温度が下がってＨＣ白煙が多量に
発生するという問題もある。
【０００８】これらの問題を解決するために、特開昭55
-131556 号公報や特開昭55-131557号公報では、ＥＧＲ
クーラーへの冷却水の循環量を制御してＥＧＲガス温度
をある温度範囲に抑える方法が提案されているが、常に
冷却水がＥＧＲクーラー内に充填されているため、始動
時の冷却を避けることができず、ＥＧＲクーラー内での
結露やＨＣ白煙の発生を防止できないという問題があ
る。
-131556 号公報や特開昭55-131557号公報では、ＥＧＲ
クーラーへの冷却水の循環量を制御してＥＧＲガス温度
をある温度範囲に抑える方法が提案されているが、常に
冷却水がＥＧＲクーラー内に充填されているため、始動
時の冷却を避けることができず、ＥＧＲクーラー内での
結露やＨＣ白煙の発生を防止できないという問題があ
る。
【０００９】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、エンジンのＥＧＲ装置にお
いて、ＥＧＲガスの冷却を精度良く制御でき、しかも、
始動時などのエンジンの冷却水温度が低い時でもＥＧＲ
ガスの過冷却を防止して、ＨＣ白煙の発生や硫酸腐蝕及
びカーボンの付着の原因となるＥＧＲクーラー内の結露
を防止できる、耐久性能の良いＥＧＲクーラー付きＥＧ
Ｒ装置を提供することにある。
されたもので、その目的は、エンジンのＥＧＲ装置にお
いて、ＥＧＲガスの冷却を精度良く制御でき、しかも、
始動時などのエンジンの冷却水温度が低い時でもＥＧＲ
ガスの過冷却を防止して、ＨＣ白煙の発生や硫酸腐蝕及
びカーボンの付着の原因となるＥＧＲクーラー内の結露
を防止できる、耐久性能の良いＥＧＲクーラー付きＥＧ
Ｒ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装置は、ＥＧＲ装
置を備えたエンジンのＥＧＲ通路にＥＧＲクーラーを設
け、このＥＧＲクーラーの冷却システムを、エンジンの
冷却水温度に基づいてオン・オフ操作されて、前記ＥＧ
Ｒクーラーに冷媒を供給するポンプと、前記ＥＧＲクー
ラー内の冷媒の全部を収容できるリザーブタンクと、前
記冷媒を冷却するための熱交換器とを備え、前記ポンプ
が停止した時に前記ＥＧＲクーラー内の冷媒が前記リザ
ーブタンクに移動するように構成したものであり、ＥＧ
Ｒクーラーを通過するＥＧＲガス温度をエンジンの状態
に合わせて調整できる。
するためのＥＧＲクーラー付きＥＧＲ装置は、ＥＧＲ装
置を備えたエンジンのＥＧＲ通路にＥＧＲクーラーを設
け、このＥＧＲクーラーの冷却システムを、エンジンの
冷却水温度に基づいてオン・オフ操作されて、前記ＥＧ
Ｒクーラーに冷媒を供給するポンプと、前記ＥＧＲクー
ラー内の冷媒の全部を収容できるリザーブタンクと、前
記冷媒を冷却するための熱交換器とを備え、前記ポンプ
が停止した時に前記ＥＧＲクーラー内の冷媒が前記リザ
ーブタンクに移動するように構成したものであり、ＥＧ
Ｒクーラーを通過するＥＧＲガス温度をエンジンの状態
に合わせて調整できる。
【００１１】また、前記熱交換器をバイパスする冷媒の
分岐通路を設け、その分岐点にサーモスタット、また
は、冷媒温度により切り替わる切替弁を設けることで、
より精密な排気ガス温度の調整が可能となる。更に、前
記ポンプの回転数をＥＧＲクーラーを通過する冷媒の温
度が一定になるように制御して、ＥＧＲガス温度を更に
精密に調整できるようにする。
分岐通路を設け、その分岐点にサーモスタット、また
は、冷媒温度により切り替わる切替弁を設けることで、
より精密な排気ガス温度の調整が可能となる。更に、前
記ポンプの回転数をＥＧＲクーラーを通過する冷媒の温
度が一定になるように制御して、ＥＧＲガス温度を更に
精密に調整できるようにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１に示すように、エンジン11の排
気マニホールドや排気管などの排気通路12と吸気通路13
とを、ＥＧＲ通路14で接続し、このＥＧＲ通路14にＥＧ
Ｒクーラー１とＥＧＲ弁15を直列に設ける。
の形態を説明する。図１に示すように、エンジン11の排
気マニホールドや排気管などの排気通路12と吸気通路13
とを、ＥＧＲ通路14で接続し、このＥＧＲ通路14にＥＧ
Ｒクーラー１とＥＧＲ弁15を直列に設ける。
【００１３】このＥＧＲクーラー１には、エンジン11の
冷却水とは独立した、専用の冷却システムを設け、ＥＧ
Ｒクーラー１内を流れるＥＧＲガスを冷却する。この冷
却システムはエンジン11の冷却水温度ＴＷに応じて、Ｅ
ＧＲクーラー１に冷媒である冷却水を供給するポンプ４
と、このポンプ４の停止中にＥＧＲクーラー１内の冷却
水を収容するリザーブタンク２と、この冷却水を冷却す
るための熱交換器３とを備え、冷却水が、ポンプ４の作
動により、ポンプ４からＥＧＲクーラー１を経由してリ
ザーブタンク２に入り、更に、リザーブタンク２から熱
交換器３を経由してポンプ４に戻るように配管して構成
する。
冷却水とは独立した、専用の冷却システムを設け、ＥＧ
Ｒクーラー１内を流れるＥＧＲガスを冷却する。この冷
却システムはエンジン11の冷却水温度ＴＷに応じて、Ｅ
ＧＲクーラー１に冷媒である冷却水を供給するポンプ４
と、このポンプ４の停止中にＥＧＲクーラー１内の冷却
水を収容するリザーブタンク２と、この冷却水を冷却す
るための熱交換器３とを備え、冷却水が、ポンプ４の作
動により、ポンプ４からＥＧＲクーラー１を経由してリ
ザーブタンク２に入り、更に、リザーブタンク２から熱
交換器３を経由してポンプ４に戻るように配管して構成
する。
【００１４】つまり、水ポンプ４の稼働中は、図２に示
すように、ＥＧＲクーラー１の冷媒である冷却水は、水
ポンプ４の稼働によりリザーブタンク２から配管23内に
吸引されて熱交換器であるラジエター３に供給されて冷
却された後、配管24を経由して水ポンプ４をＸ方向に通
過して、配管25によりＥＧＲクーラー１下部より供給さ
れてＥＧＲガスを冷却した後に、ＥＧＲクーラー１の上
部より配管26に排出されてリザーブタンク２に戻る。こ
の循環を繰り返すように配管が構成されている。
すように、ＥＧＲクーラー１の冷媒である冷却水は、水
ポンプ４の稼働によりリザーブタンク２から配管23内に
吸引されて熱交換器であるラジエター３に供給されて冷
却された後、配管24を経由して水ポンプ４をＸ方向に通
過して、配管25によりＥＧＲクーラー１下部より供給さ
れてＥＧＲガスを冷却した後に、ＥＧＲクーラー１の上
部より配管26に排出されてリザーブタンク２に戻る。こ
の循環を繰り返すように配管が構成されている。
【００１５】また、ポンプ４には例えばベーンポンプの
ように停止すると重力によって、水が簡単に吐出側から
吸込側に移動できるような隙間を有するものを使用し、
このポンプ４の運転を停止した時に、図３に示すよう
に、ＥＧＲクーラー１内の水路中の冷却水全部が重力に
よってポンプ４のベーンなどの隙間部を通ってＹ方向に
流れリザーブタンク２に入るように、ＥＧＲクーラー１
を、冷却水がリザーブタンク２に戻った時の水位21より
も上方に配置し、また、ポンプ４には常に冷却水が充満
しているように、冷却水循環時のリザーブタンク２の水
位22より下方に配設する。
ように停止すると重力によって、水が簡単に吐出側から
吸込側に移動できるような隙間を有するものを使用し、
このポンプ４の運転を停止した時に、図３に示すよう
に、ＥＧＲクーラー１内の水路中の冷却水全部が重力に
よってポンプ４のベーンなどの隙間部を通ってＹ方向に
流れリザーブタンク２に入るように、ＥＧＲクーラー１
を、冷却水がリザーブタンク２に戻った時の水位21より
も上方に配置し、また、ポンプ４には常に冷却水が充満
しているように、冷却水循環時のリザーブタンク２の水
位22より下方に配設する。
【００１６】また、ポンプ４の型式によって冷却水がポ
ンプ４を通過して戻ることが難しい場合には図示しない
開閉弁を備えたＥＧＲクーラー１とリザーブタンク２を
連結するパイパス通路を設けて、冷却水をリザーブタン
ク２に戻すように構成したり、あるいは、ポンプ４の停
止時に一時的に作動する別のポンプを設けてＥＧＲクー
ラー１の内部の冷却水をリザーブタンク２に戻すように
構成しても良い。要するにポンプ４の停止時にＥＧＲク
ーラー１の内部の冷却水全部をリザーブタンク２に移動
できるように構成すればよく、必ずしも、ＥＧＲクーラ
ー１、リザーブタンク２、ポンプ４も上方から順に配設
する必要はない。
ンプ４を通過して戻ることが難しい場合には図示しない
開閉弁を備えたＥＧＲクーラー１とリザーブタンク２を
連結するパイパス通路を設けて、冷却水をリザーブタン
ク２に戻すように構成したり、あるいは、ポンプ４の停
止時に一時的に作動する別のポンプを設けてＥＧＲクー
ラー１の内部の冷却水をリザーブタンク２に戻すように
構成しても良い。要するにポンプ４の停止時にＥＧＲク
ーラー１の内部の冷却水全部をリザーブタンク２に移動
できるように構成すればよく、必ずしも、ＥＧＲクーラ
ー１、リザーブタンク２、ポンプ４も上方から順に配設
する必要はない。
【００１７】また、リザーブタンク２には、エンジンの
ラジエターに付いているような圧力調整弁５を設け、冷
却系内を加圧して冷却水の沸騰を防止する。そして、水
ポンプ４の制御のために、エンジン11の冷却水温度ＴＷ
を計測するエンジン冷却水水温センサ16をエンジンの冷
却水通路に設けて、その出力をエンジンのコントローラ
であるＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）17
に入力し、この入力値に応じて水ポンプ４を制御するよ
うに構成する。
ラジエターに付いているような圧力調整弁５を設け、冷
却系内を加圧して冷却水の沸騰を防止する。そして、水
ポンプ４の制御のために、エンジン11の冷却水温度ＴＷ
を計測するエンジン冷却水水温センサ16をエンジンの冷
却水通路に設けて、その出力をエンジンのコントローラ
であるＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）17
に入力し、この入力値に応じて水ポンプ４を制御するよ
うに構成する。
【００１８】さらに、エンジン11の運転状態に対応して
ＥＧＲガスの冷却を調整するために、図４〜６の何れか
に示すような構成とする。図４の構成では、熱交換器３
をバイパスする冷媒の分岐通路32を設け、その分岐点に
サーモスタット31を設けて低水温時は冷却水をバイパス
通路32に流して、ＥＧＲクーラー内を通過する冷却水の
温度ＴＣが一定に制御できるように構成して、ＥＧＲク
ーラー１での放熱量を制御する。なお、図４では、サー
モスタット31を熱交換器３の上流側の分岐点に設けてい
るが下流側の分岐点に設けてもよい。
ＥＧＲガスの冷却を調整するために、図４〜６の何れか
に示すような構成とする。図４の構成では、熱交換器３
をバイパスする冷媒の分岐通路32を設け、その分岐点に
サーモスタット31を設けて低水温時は冷却水をバイパス
通路32に流して、ＥＧＲクーラー内を通過する冷却水の
温度ＴＣが一定に制御できるように構成して、ＥＧＲク
ーラー１での放熱量を制御する。なお、図４では、サー
モスタット31を熱交換器３の上流側の分岐点に設けてい
るが下流側の分岐点に設けてもよい。
【００１９】図５の構成では、サーモスタット31の替わ
りに切換弁34を設けて、水温センサ33の値によって、そ
の値が目標温度ＴWAの上下幅ΔＴCS内の一定範囲内にな
るように、切換弁34をコントロールして、ＥＧＲクーラ
ー１と通過させたり、分岐通路32を通過させたりして、
冷却水温度ＴＣを目標温度ＴWAにする制御ができるよう
に構成して、ＥＧＲクーラー１での放熱量を制御する。
りに切換弁34を設けて、水温センサ33の値によって、そ
の値が目標温度ＴWAの上下幅ΔＴCS内の一定範囲内にな
るように、切換弁34をコントロールして、ＥＧＲクーラ
ー１と通過させたり、分岐通路32を通過させたりして、
冷却水温度ＴＣを目標温度ＴWAにする制御ができるよう
に構成して、ＥＧＲクーラー１での放熱量を制御する。
【００２０】また、図６の構成では、水ポンプ４の回転
数をＥＧＲクーラー１を通過する冷却水の温度が一定に
なるように制御する構成とし、ＥＧＲクーラー１の冷却
水入口又は出口近傍に水温センサ33又は36を設けて、そ
の検出値が目標温度ＴWAの上下幅ΔＴCS内の一定範囲内
になるように、水ポンプ４の回転数即ち吐出量をコント
ロールするように構成して、冷却水温度ＴＣを目標温度
ＴWAにして、ＥＧＲクーラー１での放熱量を制御する。
数をＥＧＲクーラー１を通過する冷却水の温度が一定に
なるように制御する構成とし、ＥＧＲクーラー１の冷却
水入口又は出口近傍に水温センサ33又は36を設けて、そ
の検出値が目標温度ＴWAの上下幅ΔＴCS内の一定範囲内
になるように、水ポンプ４の回転数即ち吐出量をコント
ロールするように構成して、冷却水温度ＴＣを目標温度
ＴWAにして、ＥＧＲクーラー１での放熱量を制御する。
【００２１】また、図６に示すように、この水ポンプ４
の回転数のコントロールを、冷却水温度ではなく、ガス
温度センサ35をＥＧＲクーラー１の出口側に設けて直接
ＥＧＲガス温度を計測して、このＥＧＲガス温度に基づ
いて行ってもよい。以上のような構成のＥＧＲ装置の運
転制御は次のように行う。図７の（ａ）に示すようにエ
ンジン始動直後などのエンジンの冷却水温度ＴＷが所定
のＥＧＲ開始温度ＴW1より低い状態Ａでは排気ガス温度
も低いために、燃焼温度が低い。そのため、この運転領
域ではＥＧＲを行うと更に燃焼温度が低くなって、大量
のＨＣ白煙を発生するのでＥＧＲ率を０％にしてＥＧＲ
を行わない。
の回転数のコントロールを、冷却水温度ではなく、ガス
温度センサ35をＥＧＲクーラー１の出口側に設けて直接
ＥＧＲガス温度を計測して、このＥＧＲガス温度に基づ
いて行ってもよい。以上のような構成のＥＧＲ装置の運
転制御は次のように行う。図７の（ａ）に示すようにエ
ンジン始動直後などのエンジンの冷却水温度ＴＷが所定
のＥＧＲ開始温度ＴW1より低い状態Ａでは排気ガス温度
も低いために、燃焼温度が低い。そのため、この運転領
域ではＥＧＲを行うと更に燃焼温度が低くなって、大量
のＨＣ白煙を発生するのでＥＧＲ率を０％にしてＥＧＲ
を行わない。
【００２２】次に図７の（ｂ）に示すように、ある程度
暖機されてエンジンの冷却水温度ＴＷがＥＧＲ開始温度
ＴW1以上になってはいるが予め設定されたＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2未満である状態ＢではＥＧＲを行うが、
この状態ＢではＥＧＲ率を増加するとＨＣ白煙が増加す
るために、ＥＧＲ率を低く抑える。また、ＥＧＲガスの
冷却は燃焼温度を低下させてやはりＨＣ白煙の増加を招
くので、また、ＥＧＲ率が小さくＥＧＲガスの冷却によ
る空気の吸入効率の増加の効果が少ないのでＥＧＲガス
の冷却を行わない。
暖機されてエンジンの冷却水温度ＴＷがＥＧＲ開始温度
ＴW1以上になってはいるが予め設定されたＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2未満である状態ＢではＥＧＲを行うが、
この状態ＢではＥＧＲ率を増加するとＨＣ白煙が増加す
るために、ＥＧＲ率を低く抑える。また、ＥＧＲガスの
冷却は燃焼温度を低下させてやはりＨＣ白煙の増加を招
くので、また、ＥＧＲ率が小さくＥＧＲガスの冷却によ
る空気の吸入効率の増加の効果が少ないのでＥＧＲガス
の冷却を行わない。
【００２３】そして、図７の（ｃ）に示すように、十分
暖機され、エンジンの冷却水温度ＴＷが、ＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2以上になった状態Ｃでは暖機後の制御と
なり、ＥＧＲ率を高くすると共に、主にスモーク抑制の
ために水ポンプをＯＮにして、ＥＧＲガスの冷却を冷却
して、十分な吸入効率を確保する。なお、ＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2は暖機してサーモスタットが作動を開始
する冷却水温度に近い温度に設定される。
暖機され、エンジンの冷却水温度ＴＷが、ＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2以上になった状態Ｃでは暖機後の制御と
なり、ＥＧＲ率を高くすると共に、主にスモーク抑制の
ために水ポンプをＯＮにして、ＥＧＲガスの冷却を冷却
して、十分な吸入効率を確保する。なお、ＥＧＲガス冷
却開始温度ＴW2は暖機してサーモスタットが作動を開始
する冷却水温度に近い温度に設定される。
【００２４】また、以上のような運転をタイミングチャ
ートで示したのが図８であり、エンジンの冷却水温度Ｔ
Ｗの推移により、水ポンプ４をＯＮ・ＯＦＦの作動させ
る状態や排気ガス温度及びＥＧＲ率の時間変化の様子を
示している。図面のＡ，Ｂ，Ｃは図７の状態Ａ，Ｂ，Ｃ
にそれぞれ対応する。また、この制御を行うフローチャ
ートの実施例を図９、図１０に示す。
ートで示したのが図８であり、エンジンの冷却水温度Ｔ
Ｗの推移により、水ポンプ４をＯＮ・ＯＦＦの作動させ
る状態や排気ガス温度及びＥＧＲ率の時間変化の様子を
示している。図面のＡ，Ｂ，Ｃは図７の状態Ａ，Ｂ，Ｃ
にそれぞれ対応する。また、この制御を行うフローチャ
ートの実施例を図９、図１０に示す。
【００２５】図９のフローチャートは、水ポンプ４のＯ
Ｎ・ＯＦＦ制御に関するものであり、スタートするとま
ずＳ１で水ポンプ４をＯＦＦの状態にし、次のＳ２でエ
ンジン冷却水温度ＴＷが設定温度ＴW2以上か未満かを判
断し、未満であれば、Ｓ１に戻り水ポンプ４をＯＦＦの
状態に維持する。また、以上であればＳ３に進み、水ポ
ンプ４をＯＮの状態にし、冷却水でＥＧＲガスを冷却す
る。
Ｎ・ＯＦＦ制御に関するものであり、スタートするとま
ずＳ１で水ポンプ４をＯＦＦの状態にし、次のＳ２でエ
ンジン冷却水温度ＴＷが設定温度ＴW2以上か未満かを判
断し、未満であれば、Ｓ１に戻り水ポンプ４をＯＦＦの
状態に維持する。また、以上であればＳ３に進み、水ポ
ンプ４をＯＮの状態にし、冷却水でＥＧＲガスを冷却す
る。
【００２６】図１０は、ＥＧＲクーラー１用の冷却水の
循環量の制御に関するフローチャートの例であり、メイ
ンの制御フローから繰り返し呼び出されて、水ポンプの
回転数を制御する。先ず、スタートするとＳ10で水温度
センサのデータを取り込む。次にＳ11でＥＧＲクーラー
用の冷却水温度ＴＣと予め設定した目標温度ＴCAとの差
が許容できる値ΔＴCS未満であれば、水ポンプ４の回転
数を変化させずにリターンする。
循環量の制御に関するフローチャートの例であり、メイ
ンの制御フローから繰り返し呼び出されて、水ポンプの
回転数を制御する。先ず、スタートするとＳ10で水温度
センサのデータを取り込む。次にＳ11でＥＧＲクーラー
用の冷却水温度ＴＣと予め設定した目標温度ＴCAとの差
が許容できる値ΔＴCS未満であれば、水ポンプ４の回転
数を変化させずにリターンする。
【００２７】Ｓ11の判定で、冷却水温度ＴＣと設定温度
ＴCAとの差が許容できる値ΔＴCS以上であるならば、Ｓ
12に進み、冷却水温度ＴＣが目標温度ＴCAより低いか高
いかを判断し、低い場合には冷却水の供給量を減少して
ＥＧＲガス温度の低下を防止するためにＳ13で水ポンプ
４の回転数をＤＯＷＮしてリターンする。また、高い場
合には冷却水の供給量を増加してＥＧＲガス温度の上昇
を防止するためにＳ14で水ポンプ４の回転数をＵＰして
リターンする。
ＴCAとの差が許容できる値ΔＴCS以上であるならば、Ｓ
12に進み、冷却水温度ＴＣが目標温度ＴCAより低いか高
いかを判断し、低い場合には冷却水の供給量を減少して
ＥＧＲガス温度の低下を防止するためにＳ13で水ポンプ
４の回転数をＤＯＷＮしてリターンする。また、高い場
合には冷却水の供給量を増加してＥＧＲガス温度の上昇
を防止するためにＳ14で水ポンプ４の回転数をＵＰして
リターンする。
【００２８】なお、図７，図８は、基本的な制御のイメ
ージを説明した模式図であり、排気ガス温度が運転状態
によって多様に異なるので、実際にはもっと複雑なもの
となる。また、図９，図１０の制御のフローチャートも
実施例の一つとして説明しているが、実際には、エンジ
ンが運転制御は多様なデータに基づいて行われるので、
複雑な制御フローチャートになる。
ージを説明した模式図であり、排気ガス温度が運転状態
によって多様に異なるので、実際にはもっと複雑なもの
となる。また、図９，図１０の制御のフローチャートも
実施例の一つとして説明しているが、実際には、エンジ
ンが運転制御は多様なデータに基づいて行われるので、
複雑な制御フローチャートになる。
【００２９】以上のような構成のＥＧＲクーラー付きＥ
ＧＲ装置によれば、次のような効果を奏することができ
る。エンジンの運転時でエンジンの冷却水が低水温の時
は、ポンプ４を停止するとＥＧＲクーラー１とリザーブ
タンク２の上下位置関係による圧力差によって、ＥＧＲ
クーラー１内の水路中の冷却水はポンプ４の内部の隙間
を通って全てリザーブタンク２に戻るため、ＥＧＲクー
ラー内１を空にした状態にすることができるので、ＥＧ
Ｒガスが過冷却されるのを防止でき、ＥＧＲガス中の水
蒸気の結露による硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を
防止できるので、ＥＧＲクーラー等の耐久性を向上で
き、また、冷却効率の低下も防止できる。
ＧＲ装置によれば、次のような効果を奏することができ
る。エンジンの運転時でエンジンの冷却水が低水温の時
は、ポンプ４を停止するとＥＧＲクーラー１とリザーブ
タンク２の上下位置関係による圧力差によって、ＥＧＲ
クーラー１内の水路中の冷却水はポンプ４の内部の隙間
を通って全てリザーブタンク２に戻るため、ＥＧＲクー
ラー内１を空にした状態にすることができるので、ＥＧ
Ｒガスが過冷却されるのを防止でき、ＥＧＲガス中の水
蒸気の結露による硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を
防止できるので、ＥＧＲクーラー等の耐久性を向上で
き、また、冷却効率の低下も防止できる。
【００３０】特にディーゼルエンジンに適用した場合は
燃料油の性状上、水分、硫黄分の含有がまぬがれず硫酸
腐蝕及び燃焼時のカーボンの発生が多いのでより効果的
となる。また、エンジン停止中はＥＧＲクーラー１の冷
却水がリザーブタンク２に戻るので、万一ＥＧＲクーラ
ー１が破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・排
気通路を通ってシリンダ内に溜まることを防止できるの
で、シリンダ内に水を溜めたまま再始動してエンジンに
ダメージが発生する、所謂ウォーターハンマを防止でき
る。
燃料油の性状上、水分、硫黄分の含有がまぬがれず硫酸
腐蝕及び燃焼時のカーボンの発生が多いのでより効果的
となる。また、エンジン停止中はＥＧＲクーラー１の冷
却水がリザーブタンク２に戻るので、万一ＥＧＲクーラ
ー１が破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・排
気通路を通ってシリンダ内に溜まることを防止できるの
で、シリンダ内に水を溜めたまま再始動してエンジンに
ダメージが発生する、所謂ウォーターハンマを防止でき
る。
【００３１】その上、エンジンの暖機後はポンプ４を駆
動してＥＧＲクーラー１に冷却水を供給して、適切な温
度に冷却したＥＧＲガスを供給できるので、シリンダの
空気の吸入効率を高めて良好な燃焼を得ることができ
る。更に、ＥＧＲクーラー１の冷却水温度を一定に保つ
ことができ、適切な温度のＥＧＲガスを供給できるの
で、空気の吸入効率を良好に保ちながら、ＥＧＲを行う
ことができ、低ＮＯｘでしかも良好なエンジンの燃焼を
行うことができる。
動してＥＧＲクーラー１に冷却水を供給して、適切な温
度に冷却したＥＧＲガスを供給できるので、シリンダの
空気の吸入効率を高めて良好な燃焼を得ることができ
る。更に、ＥＧＲクーラー１の冷却水温度を一定に保つ
ことができ、適切な温度のＥＧＲガスを供給できるの
で、空気の吸入効率を良好に保ちながら、ＥＧＲを行う
ことができ、低ＮＯｘでしかも良好なエンジンの燃焼を
行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係るＥＧＲクーラー付きＥＧＲ
装置によれば、次のような効果を奏することができる。
エンジンの稼働時でエンジンの冷却水が低水温の時は、
ポンプを停止してＥＧＲクーラー内の冷却水を一旦リザ
ーブタンクに戻して、ＥＧＲクーラー内の冷却水を抜い
た状態で、ＥＧＲガスを通過させてＥＧＲガスが過冷却
されるのを防止できるので、ＥＧＲガス中の水蒸気の結
露に起因する硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を防止
でき、ＥＧＲクーラー等の耐久性の向上と冷却効率の低
下の防止ができる。
装置によれば、次のような効果を奏することができる。
エンジンの稼働時でエンジンの冷却水が低水温の時は、
ポンプを停止してＥＧＲクーラー内の冷却水を一旦リザ
ーブタンクに戻して、ＥＧＲクーラー内の冷却水を抜い
た状態で、ＥＧＲガスを通過させてＥＧＲガスが過冷却
されるのを防止できるので、ＥＧＲガス中の水蒸気の結
露に起因する硫酸腐蝕や伝熱管へのカーボン付着を防止
でき、ＥＧＲクーラー等の耐久性の向上と冷却効率の低
下の防止ができる。
【００３３】また、エンジン停止中もポンプを停止して
ＥＧＲクーラーの冷却水をリザーブタンクに戻してＥＧ
Ｒクーラーの冷却水を空にしているので、万一ＥＧＲク
ーラーが破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・
排気通路を通ってシリンダ内に溜まることがなく、ま
た、ウォーターハンマによるエンジンの損傷を防止でき
る。
ＥＧＲクーラーの冷却水をリザーブタンクに戻してＥＧ
Ｒクーラーの冷却水を空にしているので、万一ＥＧＲク
ーラーが破損しても、エンジン停止中に冷却水が吸気・
排気通路を通ってシリンダ内に溜まることがなく、ま
た、ウォーターハンマによるエンジンの損傷を防止でき
る。
【００３４】更に、エンジンの暖機後はポンプを駆動し
てＥＧＲクーラーに冷却水を供給してＥＧＲガスを適切
な温度に冷却することができるので、シリンダの空気の
吸入効率を向上でき、良好な燃焼状態を保つことができ
る。また、ＥＧＲクーラーの冷却水温度を一定範囲内に
保つように構成したため、適切な温度のＥＧＲガスを供
給でき、空気の吸入効率を良好に保ちながら、ＥＧＲを
行うことができるので、良好なエンジンの燃焼を行いな
がら、ＮＯｘの低減ができる。
てＥＧＲクーラーに冷却水を供給してＥＧＲガスを適切
な温度に冷却することができるので、シリンダの空気の
吸入効率を向上でき、良好な燃焼状態を保つことができ
る。また、ＥＧＲクーラーの冷却水温度を一定範囲内に
保つように構成したため、適切な温度のＥＧＲガスを供
給でき、空気の吸入効率を良好に保ちながら、ＥＧＲを
行うことができるので、良好なエンジンの燃焼を行いな
がら、ＮＯｘの低減ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＥＧＲ装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の実施の形態のＥＧＲクーラーの水ポン
プ停止時の冷却水の水位の状態を示す図である。
プ停止時の冷却水の水位の状態を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のＥＧＲクーラーの水ポン
プ稼働時の冷却水の循環を示す図である。
プ稼働時の冷却水の循環を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の熱交換器部分を示
す部分構成図である。
す部分構成図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態のＥＧＲクーラー部
分を示す部分構成図である。
分を示す部分構成図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の熱交換器を示す部
分構成図である。
分構成図である。
【図７】負荷とエンジン回転数とＥＧＲ率の関係を示す
図であり、（ａ）はエンジンの冷却水温度がＴW1未満の
場合であり、（ｂ）はエンジンの冷却水温度がＴW2未満
でかつＴW1以上の場合であり、（ｃ）エンジンの冷却水
温度がＴW2以上の場合である。
図であり、（ａ）はエンジンの冷却水温度がＴW1未満の
場合であり、（ｂ）はエンジンの冷却水温度がＴW2未満
でかつＴW1以上の場合であり、（ｃ）エンジンの冷却水
温度がＴW2以上の場合である。
【図８】本発明の実施の形態の水ポンプの稼働状態を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図９】本発明の水ポンプのオンオフ制御を示すフロー
チャート図である。
チャート図である。
【図１０】本発明の水ポンプの回転数制御を示すフロー
チャート図である。
チャート図である。
１ … ＥＧＲクーラー ２ … リザーブ
タンク ３ … 熱交換器 ４ … 水ポンプ ５ … 圧力調整弁 11 … エンジン 12 … 排気管 13 … 吸気管 14 … ＥＧＲ通路 15 … ＥＧＲバ
ルブ 16 … エンジン冷却水水温センサ 17 … ＥＣＵ 21 … 水ポンプ停止時水位 22 … 水ポンプ
稼働時水位 31 … サーモスタット 32 … バイパス
通路 33 … 水温センサ（ＥＧＲクーラー入口） 34 … 切換弁 35 … ガス温度
センサ 36 … 水温センサ（ＥＧＲクーラー出口） Ｇ … 排気ガス Ｗ …冷却水
タンク ３ … 熱交換器 ４ … 水ポンプ ５ … 圧力調整弁 11 … エンジン 12 … 排気管 13 … 吸気管 14 … ＥＧＲ通路 15 … ＥＧＲバ
ルブ 16 … エンジン冷却水水温センサ 17 … ＥＣＵ 21 … 水ポンプ停止時水位 22 … 水ポンプ
稼働時水位 31 … サーモスタット 32 … バイパス
通路 33 … 水温センサ（ＥＧＲクーラー入口） 34 … 切換弁 35 … ガス温度
センサ 36 … 水温センサ（ＥＧＲクーラー出口） Ｇ … 排気ガス Ｗ …冷却水
Claims (3)
- 【請求項１】 ＥＧＲ装置を備えたエンジンのＥＧＲ通
路にＥＧＲクーラーを設け、このＥＧＲクーラーの冷却
システムを、エンジンの冷却水温度に基づいてオン・オ
フ操作されて、前記ＥＧＲクーラーに冷媒を供給するポ
ンプと、前記ＥＧＲクーラー内の冷媒の全部を収容でき
るリザーブタンクと、前記冷媒を冷却するための熱交換
器とを備え、前記ポンプが停止した時に前記ＥＧＲクー
ラー内の冷媒が前記リザーブタンクに移動するように構
成したＥＧＲクーラー付ＥＧＲ装置。 - 【請求項２】 前記熱交換器をバイパスする冷媒の分岐
通路を設け、その分岐点にサーモスタット、または、冷
媒温度により切り替わる切替弁を設けた請求項１記載の
ＥＧＲクーラー付ＥＧＲ装置。 - 【請求項３】 前記ポンプの回転数をＥＧＲクーラーを
通過する冷媒の温度が一定になるように制御する請求項
１又は２記載のＥＧＲクーラー付ＥＧＲ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045908A JPH10238418A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Ｅｇｒクーラー付ｅｇｒ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9045908A JPH10238418A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Ｅｇｒクーラー付ｅｇｒ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238418A true JPH10238418A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12732355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9045908A Pending JPH10238418A (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | Ｅｇｒクーラー付ｅｇｒ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10238418A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100369148B1 (ko) * | 2000-06-21 | 2003-01-24 | 기아자동차주식회사 | 디젤 엔진용 배기가스 재순환 장치 |
| JP2007040141A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Toyota Motor Corp | Ｅｇｒクーラシステム |
| JP2010223179A (ja) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Toyota Industries Corp | 低圧ｅｇｒ装置を備えた内燃機関 |
| JP2010281213A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Fuji Heavy Ind Ltd | Ｅｇｒ冷却装置 |
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| US9140209B2 (en) | 2012-11-16 | 2015-09-22 | Cummins Inc. | Rankine cycle waste heat recovery system |
| US9217338B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-12-22 | Cummins Intellectual Property, Inc. | System and method for regulating EGR cooling using a rankine cycle |
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| KR20230127898A (ko) * | 2022-02-25 | 2023-09-01 | 만 에너지 솔루션즈, 필리알 아프 만 에너지 솔루션즈 에스이, 티스크란드 | 이산화탄소 포집을 위한 방법 및 대형 2행정 단류 소기식 내연기관 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP9045908A patent/JPH10238418A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1772612A1 (en) * | 2005-08-02 | 2007-04-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | EGR cooler system |
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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