JP2005009406A - 過給機付内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】全ての回転数領域でＥＧＲの効用が得られる過給機付内燃機関を提供する。
【解決手段】エンジン１前端寄りの３気筒からタービン３へ向かう排気Ｇと、エンジン１後端寄りの３気筒からタービン３へ向かう排気Ｇが互いに行き来することを、隔壁１７が制限してＥＧＲ管路１８に対する脈動影響の低減を図る。
また、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸減する排気取出部１９，２０が、排気マニホールド６内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気Ｇの流速を高めて静圧を減少させ、排気取出部１９，２０内の静圧差を解消し、更に、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸増する排気合流部２１が、排気Ｇの流速を低めて静圧の回復を図る。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジン１前端寄りの３気筒からタービン３へ向かう排気Ｇと、エンジン１後端寄りの３気筒からタービン３へ向かう排気Ｇが互いに行き来することを、隔壁１７が制限してＥＧＲ管路１８に対する脈動影響の低減を図る。
また、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸減する排気取出部１９，２０が、排気マニホールド６内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気Ｇの流速を高めて静圧を減少させ、排気取出部１９，２０内の静圧差を解消し、更に、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸増する排気合流部２１が、排気Ｇの流速を低めて静圧の回復を図る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＥＧＲ装置を装備した過給機付内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン排気経路から分流した排気をエンジン吸気経路へ送給することにより、気筒内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度の低下を図り、ＮＯｘの発生を低減する、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を適用した過給機付内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この過給機付内燃機関は図３に示すように、直列６気筒のエンジン１とターボチャージャ２を備え、当該ターボチャージャ２は、タービン３、コンプレッサ４、及びタービン翼車をコンプレッサ翼車に連結する伝達軸５で構成されている。
【０００３】
タービン３は、排気導入口がエンジン１の排気マニホールド６に連通し、排気送出口が排気管７を介してマフラ８に接続されている。
また、コンプレッサ４は、吸気導入口が吸気管９を介してエアクリーナ１０に接続され、吸気送出口がインタクーラ１１を有する吸気管１２を介してエンジン１の吸気マニホールド１３に接続されている。
更に、ＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を有するＥＧＲ管路１６の上流端を、排気マニホールド６に接続し、当該ＥＧＲ管路１６の下流端を、吸気管１２のインタクーラ１１よりも下流側個所に接続している。
【０００４】
図３に示す過給機付内燃機関では、エンジン１の稼働時に排気Ｇの大部分は、排気マニホールド６からタービン３へ流入してコンプレッサ４を駆動し、排気管７やマフラ８などを経て大気中に放出される。
また、エアクリーナ１０及び吸気管９を経てコンプレッサ４に流入し且つ圧縮された吸気Ａは、吸気管１２やインタクーラ１１を通って吸気マニホールド１３へ送給され、同時に排気Ｇの一部が、排気マニホールド６からＥＧＲ管路１６へ流入し、ＥＧＲクーラ１４で冷却され且つＥＧＲバルブ１５によって流量調整が行なわれた排気Ｇが吸気Ａとともに吸気マニホールド１３へ送給される。
これにより、エンジン１のシリンダ内における酸素濃度が抑制されて燃焼温度の低下が図られ、その結果、ＮＯｘの発生が低減することになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２５６９１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン１が低回転数領域で運転されている場合、各気筒から順に送出される排気Ｇの脈動が大きく、ＥＧＲ管路１６と吸気管１２の圧力差も要因となって、吸気管１２を流通する吸気Ａに対して排気Ｇを混ぜ合わせることが困難になる。
【０００７】
そこで例えば、気筒の着火順序が１−４−２−６−３−５である直列６気筒のエンジン１では、エンジン１の前端寄りの３気筒から吸気管１２に連なる再循環経路と、エンジン１の後端寄りの３気筒から吸気管１２に連なる再循環経路とを別個に設置し、排気Ｇの脈動の影響を抑制することが考えられるが、このような構成を採用するとなると、各再循環経路のそれぞれにＥＧＲクーラ１４やＥＧＲバルブ１５が必要になる。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、１つの再循環経路により全ての回転数領域でＥＧＲの効用が得られる過給機付内燃機関を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、排気マニホールドからターボチャージャのタービンへ排気を導き且つターボチャージャのコンプレッサが圧縮した吸気を吸気経路へ送給し、排気マニホールドが送出される排気の一部を、ＥＧＲ管路により吸気経路へ戻すようにした過給機付内燃機関において、上流端が排気マニホールド内の一端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部、上流端が排気マニホールド内の他端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部、並びに上流端が両排気取出部の下流端に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸増し、下流端が吸気経路に連なる排気合流部によりＥＧＲ管路を構成している。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、排気マニホールド内からタービン翼車に至る排気の流通経路を、排気マニホールド一端寄り部分と他端寄り部分とに区分する隔壁を設けている。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、排気進行方向に向けて流路断面が漸減する各排気取出部が、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消する。
【００１２】
更に、排気進行方向に向けて流路断面が漸増する排気合流部が、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、ＥＧＲクーラから吸気流路へ送給する。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気と、排気マニホールド他端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気との行き来を隔壁で制限し、ＥＧＲ管路に対する脈動影響の低減を図る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１及び図２は本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示すもので、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１５】
この過給機付内燃機関では、排気マニホールド６及びタービン３のケーシングに、エンジン１からタービン翼車に送給すべき排気Ｇの流通経路を、エンジン１前端寄りの３気筒から排気導入口へ連なるものと、エンジン１後端寄りの３気筒から排気導入口へ連なるものとに区分する隔壁１７を設置している。
【００１６】
また、先に述べたＥＧＲ管路１６（図３参照）に代わりに、ＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を有するＥＧＲ管路１８の上流端を、排気マニホールド６に接続し、当該ＥＧＲ管路１８の下流端を、吸気管１２のインタクーラ１１よりも下流側個所に接続している。
【００１７】
ＥＧＲ管路１８は、上流端が排気マニホールド６内の一端寄り部分（エンジン１前端寄りの３気筒から排気Ｇが送給される空間）に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部１９と、上流端が排気マニホールド６内の他端寄り部分（エンジン１後端寄りの３気筒から排気が挿入される空間）に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部２０と、これら排気取出部１９，２０の双方の下流端に上流端が連なり且つ下流側へ向けて流路断面が漸増する排気合流部２１とを有し、該排気合流部２１の下流端がＥＧＲクーラ１４の排気導入口に連通している。
【００１８】
すなわち、ＥＧＲ管路１８では、排気取出部１９，２０と排気合流部２１とが連なる部分が、最も流路断面が狭まるスロート２２になっている。
【００１９】
図１及び図２に示す過給機付内燃機関では、エンジン１前端寄りの３気筒からタービン３の排気導入口へ向かって進む排気Ｇと、エンジン１後端寄りの３気筒からタービン３の排気導入口へ向かって進む排気Ｇが互いに行き来することが、隔壁１７により制限され、ＥＧＲ管路１８に対する脈動影響の低減を図れる。
【００２０】
また、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸減する排気取出部１９，２０のそれぞれが、排気マニホールド６内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気Ｇの流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部１９，２０内の静圧差を解消する。
【００２１】
更に、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸増する排気合流部２１が、排気Ｇの流速を低めて静圧の回復を図るので、エンジン１の全ての回転数領域でＥＧＲの効用を得ることが可能になる。
【００２２】
なお、本発明の過給機付内燃機関は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の過給機付内燃機関によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００２４】
（１）請求項１に記載の発明では、各排気取出部により、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消した後、排気合流部により、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、ＥＧＲクーラから吸気流路へ送給するので、全ての回転数領域でＥＧＲの効用を得ることが可能になる。
【００２５】
（２）請求項２に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分、及び排気マニホールド他端寄り部分のそれぞれからタービン翼車へ向かう排気の行き来を隔壁で制限するので、ＥＧＲ管路に対する脈動影響の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】図１に関連する排気取出部と排気合流部の形状を示す概念図である。
【図３】従来の過給機付内燃機関の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
２ ターボチャージャ
３ タービン
４ コンプレッサ
６ 排気マニホールド
１２ 吸気管（吸気経路）
１７ 隔壁
１８ ＥＧＲ管路
１９ 排気取出部
２０ 排気取出部
２１ 排気合流部
Ａ 吸気
Ｇ 排気
【発明の属する技術分野】
本発明はＥＧＲ装置を装備した過給機付内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン排気経路から分流した排気をエンジン吸気経路へ送給することにより、気筒内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度の低下を図り、ＮＯｘの発生を低減する、排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を適用した過給機付内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この過給機付内燃機関は図３に示すように、直列６気筒のエンジン１とターボチャージャ２を備え、当該ターボチャージャ２は、タービン３、コンプレッサ４、及びタービン翼車をコンプレッサ翼車に連結する伝達軸５で構成されている。
【０００３】
タービン３は、排気導入口がエンジン１の排気マニホールド６に連通し、排気送出口が排気管７を介してマフラ８に接続されている。
また、コンプレッサ４は、吸気導入口が吸気管９を介してエアクリーナ１０に接続され、吸気送出口がインタクーラ１１を有する吸気管１２を介してエンジン１の吸気マニホールド１３に接続されている。
更に、ＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を有するＥＧＲ管路１６の上流端を、排気マニホールド６に接続し、当該ＥＧＲ管路１６の下流端を、吸気管１２のインタクーラ１１よりも下流側個所に接続している。
【０００４】
図３に示す過給機付内燃機関では、エンジン１の稼働時に排気Ｇの大部分は、排気マニホールド６からタービン３へ流入してコンプレッサ４を駆動し、排気管７やマフラ８などを経て大気中に放出される。
また、エアクリーナ１０及び吸気管９を経てコンプレッサ４に流入し且つ圧縮された吸気Ａは、吸気管１２やインタクーラ１１を通って吸気マニホールド１３へ送給され、同時に排気Ｇの一部が、排気マニホールド６からＥＧＲ管路１６へ流入し、ＥＧＲクーラ１４で冷却され且つＥＧＲバルブ１５によって流量調整が行なわれた排気Ｇが吸気Ａとともに吸気マニホールド１３へ送給される。
これにより、エンジン１のシリンダ内における酸素濃度が抑制されて燃焼温度の低下が図られ、その結果、ＮＯｘの発生が低減することになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２５６９１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン１が低回転数領域で運転されている場合、各気筒から順に送出される排気Ｇの脈動が大きく、ＥＧＲ管路１６と吸気管１２の圧力差も要因となって、吸気管１２を流通する吸気Ａに対して排気Ｇを混ぜ合わせることが困難になる。
【０００７】
そこで例えば、気筒の着火順序が１−４−２−６−３−５である直列６気筒のエンジン１では、エンジン１の前端寄りの３気筒から吸気管１２に連なる再循環経路と、エンジン１の後端寄りの３気筒から吸気管１２に連なる再循環経路とを別個に設置し、排気Ｇの脈動の影響を抑制することが考えられるが、このような構成を採用するとなると、各再循環経路のそれぞれにＥＧＲクーラ１４やＥＧＲバルブ１５が必要になる。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、１つの再循環経路により全ての回転数領域でＥＧＲの効用が得られる過給機付内燃機関を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、排気マニホールドからターボチャージャのタービンへ排気を導き且つターボチャージャのコンプレッサが圧縮した吸気を吸気経路へ送給し、排気マニホールドが送出される排気の一部を、ＥＧＲ管路により吸気経路へ戻すようにした過給機付内燃機関において、上流端が排気マニホールド内の一端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部、上流端が排気マニホールド内の他端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部、並びに上流端が両排気取出部の下流端に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸増し、下流端が吸気経路に連なる排気合流部によりＥＧＲ管路を構成している。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、排気マニホールド内からタービン翼車に至る排気の流通経路を、排気マニホールド一端寄り部分と他端寄り部分とに区分する隔壁を設けている。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、排気進行方向に向けて流路断面が漸減する各排気取出部が、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消する。
【００１２】
更に、排気進行方向に向けて流路断面が漸増する排気合流部が、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、ＥＧＲクーラから吸気流路へ送給する。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気と、排気マニホールド他端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気との行き来を隔壁で制限し、ＥＧＲ管路に対する脈動影響の低減を図る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図１及び図２は本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示すもので、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１５】
この過給機付内燃機関では、排気マニホールド６及びタービン３のケーシングに、エンジン１からタービン翼車に送給すべき排気Ｇの流通経路を、エンジン１前端寄りの３気筒から排気導入口へ連なるものと、エンジン１後端寄りの３気筒から排気導入口へ連なるものとに区分する隔壁１７を設置している。
【００１６】
また、先に述べたＥＧＲ管路１６（図３参照）に代わりに、ＥＧＲクーラ１４とＥＧＲバルブ１５を有するＥＧＲ管路１８の上流端を、排気マニホールド６に接続し、当該ＥＧＲ管路１８の下流端を、吸気管１２のインタクーラ１１よりも下流側個所に接続している。
【００１７】
ＥＧＲ管路１８は、上流端が排気マニホールド６内の一端寄り部分（エンジン１前端寄りの３気筒から排気Ｇが送給される空間）に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部１９と、上流端が排気マニホールド６内の他端寄り部分（エンジン１後端寄りの３気筒から排気が挿入される空間）に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部２０と、これら排気取出部１９，２０の双方の下流端に上流端が連なり且つ下流側へ向けて流路断面が漸増する排気合流部２１とを有し、該排気合流部２１の下流端がＥＧＲクーラ１４の排気導入口に連通している。
【００１８】
すなわち、ＥＧＲ管路１８では、排気取出部１９，２０と排気合流部２１とが連なる部分が、最も流路断面が狭まるスロート２２になっている。
【００１９】
図１及び図２に示す過給機付内燃機関では、エンジン１前端寄りの３気筒からタービン３の排気導入口へ向かって進む排気Ｇと、エンジン１後端寄りの３気筒からタービン３の排気導入口へ向かって進む排気Ｇが互いに行き来することが、隔壁１７により制限され、ＥＧＲ管路１８に対する脈動影響の低減を図れる。
【００２０】
また、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸減する排気取出部１９，２０のそれぞれが、排気マニホールド６内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気Ｇの流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部１９，２０内の静圧差を解消する。
【００２１】
更に、排気Ｇの進行方向下流側に向けて流路断面が漸増する排気合流部２１が、排気Ｇの流速を低めて静圧の回復を図るので、エンジン１の全ての回転数領域でＥＧＲの効用を得ることが可能になる。
【００２２】
なお、本発明の過給機付内燃機関は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の過給機付内燃機関によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００２４】
（１）請求項１に記載の発明では、各排気取出部により、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消した後、排気合流部により、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、ＥＧＲクーラから吸気流路へ送給するので、全ての回転数領域でＥＧＲの効用を得ることが可能になる。
【００２５】
（２）請求項２に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分、及び排気マニホールド他端寄り部分のそれぞれからタービン翼車へ向かう排気の行き来を隔壁で制限するので、ＥＧＲ管路に対する脈動影響の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】図１に関連する排気取出部と排気合流部の形状を示す概念図である。
【図３】従来の過給機付内燃機関の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
２ ターボチャージャ
３ タービン
４ コンプレッサ
６ 排気マニホールド
１２ 吸気管（吸気経路）
１７ 隔壁
１８ ＥＧＲ管路
１９ 排気取出部
２０ 排気取出部
２１ 排気合流部
Ａ 吸気
Ｇ 排気
Claims (2)
- 排気マニホールドからターボチャージャのタービンへ排気を導き且つターボチャージャのコンプレッサが圧縮した吸気を吸気経路へ送給し、排気マニホールドが送出される排気の一部を、ＥＧＲ管路により吸気経路へ戻すようにした過給機付内燃機関において、上流端が排気マニホールド内の一端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部、上流端が排気マニホールド内の他端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部、並びに上流端が両排気取出部の下流端に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸増し、下流端が吸気経路に連なる排気合流部によりＥＧＲ管路を構成したことを特徴とする過給機付内燃機関。
- 排気マニホールド内からタービン翼車に至る排気の流通経路を、排気マニホールド一端寄り部分と他端寄り部分とに区分する隔壁を設けた請求項１に記載の過給機付内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003174643A JP2005009406A (ja) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | 過給機付内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003174643A JP2005009406A (ja) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | 過給機付内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005009406A true JP2005009406A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34098076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003174643A Pending JP2005009406A (ja) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | 過給機付内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005009406A (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE102005029322A1 (de) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Behr Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Rückführung und Kühlung von Abgas für eine Brennkraftmaschine |
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-
2003
- 2003-06-19 JP JP2003174643A patent/JP2005009406A/ja active Pending
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