JP2012132370A - ターボ過給機付きディーゼルエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1過給機22のタービン22b上流側に、第2過給機23のタービン23bが配設される。EGRクーラ51が配設されたEGR通路50の排気ガス取出し部が、タービン23bの上流側とされる。第1過給機22に設けたウエストゲートバルブ36が開弁される第1所定回転数R1以上のときに、ウエストゲートバルブ36を一時的に閉弁させることにより排気通路内圧力を高めて、EGRを可能にする。第2所定回転数R2(<R1)以上のときに、タービン23bをバイパスするバイパス通路33が開かれるが、このバイパス通路を一時的に閉じることにより排気通路内圧力を高めて、EGRを可能にする。
【選択図】 図2
Description
吸気過給用となる排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするウエストゲート通路、および該ウエストゲート通路の排気流通量を制御するウエストゲートバルブを備え、
エンジン回転数があらかじめ設定された所定回転数以上となる高回転域において、前記ウエストゲートバルブを開いて過給圧をリリーフするようにしたターボ過給機付きディーゼルエンジンにおいて、
前記排気ターボ式過給機のタービンホイール上流側の排気通路と吸気通路とを接続すると共に、EGRクーラが配設されたEGR通路が設けられ、
前記所定回転数以上の回転数域において、前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ようにしてある。
前記所定回転数以上の回転数域において、該所定回転数付近では前記ウエストゲートバルブが閉弁方向へ制御され、該所定回転数よりも大きく離れた回転数域では該ウエストゲートバルブが開かれる、ようにしてある(請求項2対応)。この場合、EGRクーラに付着した付着物焼去のためのEGRを、所定回転数付近に限定して行うので、過給圧が過大になってしまう事態の防止や、EGRクーラへの付着物焼去のためのEGR実行期間を不必要に長く行ってしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールが、前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールよりも上流側に配設され、
排気通路に、排気ガスを前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスして前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側へバイパスさせるバイパス通路が設けられ、
前記バイパス通路の排気流通量を制御する制御弁が設けられ、
前記所定回転数を第1所定回転数としたとき、該第1所定回転数よりも低い回転数に設定された第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁が開弁されて、排気ガスが前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするように制御され、
前記EGR通路の排気ガスの取出し部が、前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールよりも上流側に設定され、
前記第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を閉弁方向に制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ようにしてある(請求項3対応)。この場合、相対的に低回転域でもEGRクーラへの付着物焼去のためのEGRを行うことができ、この付着物焼去のための機会をより広い範囲で確保する上で好ましいものとなる。
それぞれ吸気過給用となる第1排気ターボ式過給機と第2排気ターボ式過給機を備え、
前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールが前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側に配設され、
排気通路に、前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスして前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側へバイパスさせるためのバイパス通路が設けられ、
前記バイパス通路の排気流通量を制御する制御弁が設けられ、
エンジン回転数が第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を開弁して排気ガスが前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするようにされ、
吸気通路と前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイール上流側の排気通路とを接続すると共に、EGRクーラが配設されたEGR通路が設けられ、
エンジン回転数が第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を閉弁方向へ制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ようにしてある。上記解決手法によれば、第2排気ターボ式過給機による余剰過給圧を有効に利用してEGRを可能として、トルクを低下させることなくEGRクーラへの付着物の焼去を行うことができる。
前記第2所定回転数以上の回転数域において、該第2所定回転数付近では前記制御弁が閉弁方向へ制御され、該第2所定回転数よりも大きく離れた回転数域では該制御弁が開かれる、ようにしてある(請求項6対応)。この場合、EGRクーラに付着した付着物焼去のためのEGRを、第2所定回転数付近に限定して行うので、第2排気ターボ式過給機による過給が過大になってしまう事態の防止や、EGRクーラへの付着物焼去のためのEGR実行期間を不必要に長く行ってしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
エンジン回転数が前記第2所定回転数よりも大きい第1所定回転数以上となったときに前記ウエストゲートバルブを開弁させて過給圧がリリーフされるようにされ、
エンジン回転数が前記第2所定回転数以上のときに、前記EGR通路が開かれる、
ようにしてある(請求項7対応)。この場合、EGR通路を、第2所定回転数以上となったときから開いて、EGRクーラの付着物焼去のためのEGRを実行する機会を極力広く確保する上で好ましいものとなる。
領域X2において、制御弁35を閉じてEGRクーラ51の付着物焼去のためのEGRを実行する際に、制御弁29を開いて、吸気通路内圧力を低下させるようにしてもよい(排気通路との差圧をより十分に確保する)。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
20:吸気通路
22:第1排気ターボ式過給機
22b:タービンホイール(第1排気ターボ式過給機用)
23:第2排気ターボ式過給機
23b:タービンホイール(第2排気ターボ式過給機用)
30:排気通路
33:バイパス通路
34:ウエストゲート通路
35:制御弁
36:ウエストゲートバルブ
50:EGR通路
51:EGRクーラ
52:EGR弁
Claims (7)
- 吸気過給用となる排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするウエストゲート通路、および該ウエストゲート通路の排気流通量を制御するウエストゲートバルブを備え、
エンジン回転数があらかじめ設定された所定回転数以上となる高回転域において、前記ウエストゲートバルブを開いて過給圧をリリーフするようにしたターボ過給機付きディーゼルエンジンにおいて、
前記排気ターボ式過給機のタービンホイール上流側の排気通路と吸気通路とを接続すると共に、EGRクーラが配設されたEGR通路が設けられ、
前記所定回転数以上の回転数域において、前記ウエストゲートバルブを閉弁方向へ制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - 請求項1において、
前記所定回転数以上の回転数域において、該所定回転数付近では前記ウエストゲートバルブが閉弁方向へ制御され、該所定回転数よりも大きく離れた回転数域では該ウエストゲートバルブが開かれる、ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - 請求項1または請求項2において、
吸気を過給するための前記排気ターボ式過給機として、前記ウエストゲートバルブを備えた第1排気ターボ式過給機の他に、第2排気ターボ式過給機が設けられ、
前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールが、前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールよりも上流側に配設され、
排気通路に、排気ガスを前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスして前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側へバイパスさせるバイパス通路が設けられ、
前記バイパス通路の排気流通量を制御する制御弁が設けられ、
前記所定回転数を第1所定回転数としたとき、該第1所定回転数よりも低い回転数に設定された第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁が開弁されて、排気ガスが前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするように制御され、
前記EGR通路の排気ガスの取出し部が、前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールよりも上流側に設定され、
前記第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を閉弁方向に制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - 請求項3において、
前記第2排気ターボ式過給機が、前記第1排気ターボ式過給機よりも小型とされて、最大過給圧が得られるときのエンジン回転数が該第1排気ターボ式過給機に比して低回転域となるようにされている、ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - それぞれ吸気過給用となる第1排気ターボ式過給機と第2排気ターボ式過給機を備え、
前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールが前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側に配設され、
排気通路に、前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスして前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールの上流側へバイパスさせるためのバイパス通路が設けられ、
前記バイパス通路の排気流通量を制御する制御弁が設けられ、
エンジン回転数が第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を開弁して排気ガスが前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするようにされ、
吸気通路と前記第2排気ターボ式過給機のタービンホイール上流側の排気通路とを接続すると共に、EGRクーラが配設されたEGR通路が設けられ、
エンジン回転数が第2所定回転数以上となったときに、前記制御弁を閉弁方向へ制御して排気通路内の圧力を高めた状態で、吸入空気の空気過剰率λが1未満とならない範囲で前記EGRクーラを通してEGRが行われる、
ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - 請求項5において、
前記第2所定回転数以上の回転数域において、該第2所定回転数付近では前記制御弁が閉弁方向へ制御され、該第2所定回転数よりも大きく離れた回転数域では該制御弁が開かれる、ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。 - 請求項5または請求項6において、
前記第1排気ターボ式過給機のタービンホイールをバイパスするウエストゲート通路、および該ウエストゲート通路の排気流通量を制御するウエストゲートバルブを備え、
エンジン回転数が前記第2所定回転数よりも大きい第1所定回転数以上となったときに前記ウエストゲートバルブを開弁させて過給圧がリリーフされるようにされ、
エンジン回転数が前記第2所定回転数以上のときに、前記EGR通路が開かれる、
ことを特徴とするターボ過給機付きディーゼルエンジン。
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