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公開番号2025080350
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-26
出願番号2023193451
出願日2023-11-14
発明の名称排気ガス再循環装置およびエンジン
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人芳野国際特許事務所
主分類F02M 26/41 20160101AFI20250519BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】部品点数の削減、省スペース化、並びにEGRガスの導入における圧損を低減できる排気ガス再循環装置およびエンジンを提供する。
【解決手段】排気ガス再循環装置3は、排気管26と、排気ガスを浄化するディーゼル酸化触媒261と吸気系との間に設けた排気還流管27と、ディーゼル酸化触媒261と排気ガスの排出口との間に設けられる排気排出管29と、ディーゼル酸化触媒261を通過した排気ガスを排気還流管27と排気排出管29とに分岐する分岐部32と、を備え、分岐部32は、ディーゼル酸化触媒261と排気還流管27との間に設けられ、ディーゼル酸化触媒261よりも上方に排気ガスを導く第1分岐部321と、ディーゼル酸化触媒261と排気排出管29との間に設けられ、ディーゼル酸化触媒261よりも下方に排気ガスを導く第2分岐部322と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エンジンの排気系を流れる排気ガスの一部を還流ガスとして前記エンジンの吸気系に還流する排気ガス再循環装置であって、
前記排気系に設けられ前記排気を導く排気管と、
前記排気管の後段に設けられ、前記排気ガスを浄化する浄化部と、
前記浄化部と前記吸気系との間に設けられる排気還流管と、
前記浄化部と前記排気ガスの排出口との間に設けられる排気排出管と、
前記浄化部の後段に設けられ、前記浄化部を通過した前記排気ガスを前記排気還流管と前記排気排出管とに分岐する分岐部と、
を備え、
前記分岐部は、
前記浄化部と前記排気還流管との間に設けられ、前記浄化部よりも上方に前記排気ガスを導く第１分岐部と、
前記浄化部と前記排気排出管との間に設けられ、前記浄化部よりも下方に前記排気ガスを導く第２分岐部と、を有することを特徴とする排気ガス再循環装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記分岐部は、前記浄化部と、前記第１分岐部および前記第２分岐部と、の間に設けられる連結部を有し、
前記第１分岐部は、前記連結部の延在方向の端部から前記排気還流管に向けて前記排気ガスの流れる方向を曲げる曲胴部を有し、
前記第２分岐部は、前記連結部の側面における前記曲胴部よりも前記浄化部側に設けられたポートと接続されることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項３】
前記分岐部は、前記浄化部と、前記第１分岐部および前記第２分岐部と、の間に設けられる連結部を有し、
前記浄化部における前記排気ガスの出口を正面からみて、前記連結部の中央よりも上側に前記第１分岐部が接続され、前記連結部の中央よりも下側に前記第２分岐部が接続されることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項４】
前記浄化部に設けられ、前記浄化部と前記分岐部とを締結するための第１フランジ部をさらに備え、
前記第１フランジ部は、三角形の頂点の位置に配置される３つの締結部を有し、
前記浄化部における前記排気ガスの出口を正面からみて、前記第１分岐部および前記第２分岐部のそれぞれは、前記３つの締結部のいずれとも重ならないように配置されることを特徴とする請求項１に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項５】
前記浄化部に設けられ、前記浄化部と前記排気管とを締結するための第２フランジ部をさらに備え、
前記第２フランジ部は、前記第１フランジ部と同形であることを特徴とする請求項４に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項６】
前記浄化部は、
筒型の胴体部と、
前記胴体部の両端である互いに平行な第１端部および第２端部と、
一端が前記第２端部に接続され、他端に前記第２フランジ部が接続される延在管と、
を有し、
前記第１フランジ部の取り付け平面は、前記第１端部と平行に設けられ、
前記第２フランジ部の取り付け平面は、前記第２端部と非平行に設けられることを特徴とする請求項５に記載の排気ガス再循環装置。
【請求項７】
排気系を流れる排気の一部を排気還流ガスとして吸気系に還流する排気ガス再循環装置を備えたエンジンであって、
前記排気ガス再循環装置は、
前記排気系に設けられ前記排気を導く排気管と、
前記排気管の後段に設けられ、前記排気ガスを浄化する浄化部と、
前記浄化部と前記吸気系との間に設けられる排気還流管と、
前記浄化部と前記排気ガスの排出口との間に設けられる排気排出管と、
前記浄化部の後段に設けられ、前記浄化部を通過した前記排気ガスを前記排気還流管と前記排気排出管とに分岐する分岐部と、
を備え、
前記分岐部は、
前記浄化部と前記排気還流管との間に設けられ、前記浄化部よりも上方に前記排気ガスを導く第１分岐部と、
前記浄化部と前記排気排出管との間に設けられ、前記浄化部よりも下方に前記排気ガスを導く第２分岐部と、を有することを特徴とするエンジン。
【請求項８】
前記エンジンのクランク軸と直交する方向を第１方向として、前記吸気系における吸気マニホルドは、前記エンジンの前記第１方向の一方側に配置され、前記排気系における排気マニホルドは、前記エンジンの前記第１方向の他方側に配置され、
前記浄化部は、前記エンジンのフライホイール側であって前記フライホイールの上方に配置されることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
４ストローク１サイクルの２気筒型であって、各気筒のそれぞれのストロークがクランク回転角度で互いに１８０度ずれていることを特徴とする請求項７に記載のエンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス再循環装置および排気ガス再循環装置を備えたエンジンに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する手段として、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が一般的に知られている。排気ガス再循環装置は、エンジンの排気系を流れる排気の一部を排気還流ガス（すなわちＥＧＲガス）としてエンジンの吸気系に還流し、新規の吸気（すなわち吸入空気（外気とも言う。））に排気還流ガスを混合させる。排気ガス再循環装置が設けられていない場合と比較して、排気ガス再循環装置は、シリンダ内の燃焼温度を低下させることができ、ＮＯｘの発生を抑えることができる。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関の排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に還流するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設けられ、機関冷却回路から導入した冷却水と熱交換させることでＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラと、ＥＧＲクーラに形成された冷却水の導入口及び排出口と機関冷却回路とを接続するＥＧＲ冷却回路と、を備えた、内燃機関の排気浄化装置が開示される。この排気浄化装置では、ＥＧＲ冷却回路の少なくとも一部は、ＥＧＲガスの還流方向においてＥＧＲクーラよりも下流側におけるＥＧＲ通路とＥＧＲクーラとの接続部を通って、ＥＧＲ通路に沿って延びるとともに、ＥＧＲ通路と熱伝導性の分離壁を介して一体形成され、接続部には、冷却水及びＥＧＲガスをシールするためのガスケットが設けられる。
【０００４】
特許文献２には、クランク軸の架設方向を前後方向とし、この前後方向と直交するシリンダヘッドの幅方向を横方向として、シリンダヘッドの横一側面に吸気分配通路壁を取り付け、シリンダヘッドの横他側面に排気合流通路壁を取り付け、排気合流通路と吸気分配通路との間にＥＧＲクーラを介在させた、多気筒エンジンにおいて、シリンダブロックの横側方でＥＧＲクーラを前後方向に架設し、このＥＧＲクーラの真上に排気合流通路壁を位置させた、ことを特徴とする多気筒エンジンが開示される。
【０００５】
特許文献３には、ディーゼルエンジンの排気経路に配設されたＤＯＣと、ＤＯＣよりも下流の排気経路に配設されたＤＰＦと、ＤＰＦよりも下流の排気経路に配設された尿素噴射ノズルと、尿素噴射ノズルよりも下流の排気経路に配設されたターボチャージャのタービンと、タービンよりも下流の排気経路に配設されたＳＣＲと、ＤＰＦの前後差圧が所定の差圧範囲内でかつＤＰＦの入口温度が所定の温度以下のとき、ＤＯＣにＨＣを吸着および酸化させる制御を行う制御手段とを備えたディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置が開示される。
【０００６】
しかしながら、このような排気ガス再循環装置を設けることでエンジンの大型化を招きやすく、さらに、排気ガスを浄化する装置を設けることでさらなる大型化や部品点数の増加に繋がる。したがって、排気ガス再循環装置およびエンジンにおいて、部品点数の削減、小型化および省スペース化が望まれる。
【０００７】
また、例えば小型の２気筒エンジンでは、３気筒以上のエンジンと比較して吸気や排気の脈動が大きいため、ＥＧＲガス量の制御（すなわちＥＧＲバルブの開度制御）に用いるセンサとして、一般的に用いられるフローセンサは適さないことから、例えばＮＯｘセンサ（図１参照）が用いられる場合がある。この場合、エンジンの排気系におけるＮＯｘセンサの後段（すなわち大気開放の直前）から分岐してＥＧＲガスを還流する必要がある。この分岐位置では、ＥＧＲガスの導入圧力が大気圧に近くなる（すなわち低くなる）ことから、ＥＧＲガスの導入における圧損をできるだけ低減することが重要になる。
【０００８】
なお、もしエンジンの吸気等の脈動が小さく、吸気量を計測するフローセンサに基づいてＥＧＲバルブを制御できた場合、図１を例にとると、排気管２６においてＤＯＣ２６１の前段から分岐してＥＧＲガスを還流できる。そうすると、ＥＧＲガスの導入圧力がＤＯＣ２６１の前段の圧力に近くなるので（すなわち高くなるので）、ＮＯｘセンサの後段から分岐してＥＧＲガスを還流する場合に比べて、そこまでＥＧＲガスの導入における圧損を気にしなくてよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１７－０９６１００号公報
特開２００７－０９２５９５号公報
特開２０１３－１４２３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の削減、小型化および省スペース化、並びにＥＧＲガスの導入における圧損を低減することができる排気ガス再循環装置およびエンジン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】
（【００１１】以降は省略されています）

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