JPH0519549U - 過給機付エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 過給機付エンジンにおいて排ガス再循環（Ｅ
ＧＲ）を行いＮＯｘを低減させる。 【構成】 排気通路２から分岐し吸気通路３に接続され
る排ガス再循環路９を設け、排ガス再循環路９途中に、
エンジン本体１により駆動され排ガスの一部を吸気通路
３側へ圧送する容積型ポンプ１１を設け、吸気側と排気
側の圧力差に影響されずにＥＧＲを可能とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、過給機付エンジンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、過給機が取り付けられていない自動車のエンジンでは、エンジン本体の 排気通路から排出される排ガスの一部を、排ガス再循環路を介し排気通路と吸気 通路との間の圧力差を利用してエンジン本体の吸気通路に戻し、吸気通路に戻さ れた排ガスによりエンジン本体内での燃料の燃焼を抑制させ、燃焼温度を下げる ことによって、ＮＯｘの発生を低減するいわゆる排ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図６に示されるように、エンジン本体１から延びる排気通路２ 途中に過給機４のタービン５を設けると共にエンジン本体１への吸気通路３途中 に前記タービン５にて駆動されるコンプレッサ６を設け、前記吸気通路３におけ る前記コンプレッサ６とエンジン本体１との間にインタクーラ７を設けてなる過 給機付エンジンの場合、図７に示される如く、高負荷時には排気側よりも吸気側 の方が圧力が高くなるため、排ガス再循環を行うことができなかった。尚、図６ 中、８は過給圧が設定値を越えないよう、タービン５への流入排ガスをタービン ５の出口側にバイパスさせてタービン５の出力を制御し過給圧をコントロールす るためのウエストゲートバルブである。

【０００４】 このため、コンプレッサ６の上流側に排ガスを導くことも考えられたが、この 場合、排ガス中のカーボンによりコンプレッサ６の回転摺動部が損傷したり、イ ンタクーラ７に煤が付着して熱交換率が低下し、又、排ガスの熱によりコンプレ ッサ６の温度が上昇して該コンプレッサ６のアルミ部分のクリープ寿命が短くな る等の不具合があり、実用化は極めて困難であった。

【０００５】 本考案は、斯かる実情に鑑み、排ガス再循環を可能としＮＯｘ低減を図り得る 過給機付エンジンを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、エンジン本体よりの排気通路途中に過給機のタービンを設けると共 にエンジン本体への吸気通路途中に前記タービンにて駆動されるコンプレッサを 設け、前記コンプレッサとエンジン本体との間の吸気通路にインタクーラを設け てなる過給機付エンジンにおいて、 エンジン本体とタービンとの間の排気通路から分岐しコンプレッサとエンジン 本体との間の吸気通路に接続される排ガス再循環路途中に、排ガスの一部を吸気 通路側へ圧送する排ガス圧送ポンプを設けたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

従って、運転時において、排ガス圧送ポンプが駆動され、排ガスの一部が排気 通路側から吸気通路側へ圧送されるため、高負荷時に排気側よりも吸気側の圧力 が高くなっても、排ガス再循環が可能となり、ＮＯｘが低減される。

【０００８】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

【０００９】 図１は本考案の第一実施例であって、図中、図６と同一の符号を付した部分は 同一物を表しており、排気通路２におけるエンジン本体１とタービン５との間か ら分岐し吸気通路３におけるコンプレッサ６とインタクーラ７との間に接続され る排ガス再循環路９を設け、該排ガス再循環路９途中に、前記エンジン本体１に よりギヤ又はベルト等の動力伝達装置１０を介して駆動され排ガスの一部を吸気 通路３側へ圧送するルーツブロワ等の容積型ポンプ１１（排ガス圧送ポンプ）を 設けると共に流量調整弁１２を設け、更に、エンジン回転数を検出する回転検出 器１３と負荷検出器１４からの検出信号１５，１６に応じて前記流量調整弁１２ に開度指令信号１７を出力する制御装置１８を設ける。

【００１０】 次に上記実施例の作動を説明する。

【００１１】 運転時において、エンジン本体１により動力伝達装置１０を介して容積型ポン プ１１が駆動され、排ガスの一部が排気通路２側から吸気通路３側へ圧送される ため、図７に示されるように高負荷時に排気側よりも吸気側の圧力が高くなって も、排ガス再循環が可能となり、ＮＯｘが低減される。

【００１２】 図２に示す如く、ＥＧＲ量を増加させるに従ってＮＯｘは低減されるが、反面 、燃費率や煙については悪化するため、本実施例においては、回転検出器１３と 負荷検出器１４により検出される検出信号１５，１６に応じて制御装置１８から 流量調整弁１２に対し開度指令信号１７が出力され、該流量調整弁１２によりＥ ＧＲ量が約２〜２０％程度の範囲内で適宜調整される。

【００１３】 こうして、過給機付エンジンにおいて、燃費率や煙を極端に悪化させることな く、ＮＯｘ低減を図ることが可能となる。

【００１４】 図３は本考案の第二実施例であって、図中図１と同一の符号を付した部分は同 一のものを表わしており、エンジン本体１とタービン５との間の排気通路２から 分岐しインタークーラ７とエンジン本体１との間の吸気通路３に接続される排ガ ス再循環路９を設け、コンプレッサ６とインタクーラ７との間の吸気通路３から 分岐しタービン５より下流側の排気通路２に接続されるバイパス通路２２を設け 、該バイパス通路２２途中に小型タービン２０を設けると共に、前記排ガス再循 環路９途中に前記小型タービン２０にて駆動される小型遠心式コンプレッサ２１ （排ガス圧送ポンプ）を設けて小型ターボチャージャ１９を構成し、前記小型タ ービン２０より上流側のバイパス通路２２途中に流量調整弁２３を、小型遠心式 コンプレッサ２１より上流側の排ガス再循環路９途中に仕切弁３０を夫々設け、 更に、エンジン回転数を検出する回転検出器１３と負荷検出器１４からの検出信 号１５，１６に応じて、前記仕切弁３０に開閉指令信号３１を、前記流量調整弁 ２３に開度指令信号２４を夫々出力する制御装置１８を設ける。

【００１５】 図３に示す実施例の場合、運転時において、回転検出器１３と負荷検出器１４ により検出される検出信号１５，１６に応じて制御装置１８から仕切弁３０に対 し開閉指令信号３１が、流量調整弁２３に対し開度指令信号２４が夫々出力され 、仕切弁３０が開き、流量調整弁２３が開くと、吸気通路３から吸気の一部がバ イパス通路２２へ分岐し、小型タービン２０が駆動され、該小型タービン２０に より小型遠心式コンプレッサ２１が駆動され、排ガスの一部が排気通路２側から 吸気通路３側へ圧送されるため、図７に示されるように高負荷時に排気側よりも 吸気側の圧力が高くなっても、排ガス再循環が可能となり、ＮＯｘが低減される 。

【００１６】 又、ＥＧＲ量については、燃費率や煙を極端に悪化させることのないよう、流 量調整弁２３の開度調整による小型タービン２０の回転制御により、約２〜２０ ％程度の範囲内で適宜調整される。

【００１７】 尚、図３中に示す実施例において、バイパス通路２２を、タービン５より下流 側の排気通路２に接続する代わりに、図３中仮想線で示す如くコンプレッサ６よ り上流側の吸気通路３に接続することも可能である。

【００１８】 図４は本考案の第三実施例であって、図中図３と同一の符号を付した部分は同 一のものを表わしており、バイパス通路２２を吸気通路３から分岐させる代りに 、エンジン本体１とタービン５との間の排気通路２から分岐させたものである。

【００１９】 図４に示す実施例の場合、運転時において、回転検出器１３と負荷検出器１４ により検出される検出信号１５，１６に応じて制御装置１８から仕切弁３０に対 し開閉指令信号３１が、流量調整弁２３に対し開度指令信号２４が夫々出力され 、仕切弁３０が開き、流量調整弁２３が開くと、排気通路２から排気の一部がバ イパス通路２２へ分岐し、小型タービン２０が駆動され、該小型タービン２０に より小型遠心式コンプレッサ２１が駆動され、排ガスの一部が排気通路２側から 吸気通路３側へ圧送されるため、図７に示されるように高負荷時に排気側よりも 吸気側の圧力が高くなっても、排ガス再循環が可能となり、ＮＯｘが低減される 。

【００２０】 又、ＥＧＲ量については、図３に示す実施例の場合と同様に、燃費率や煙を極 端に悪化させることのないよう、流量調整弁２３の開度調整による小型タービン ２０の回転制御により、約２〜２０％程度の範囲内で適宜調整される。

【００２１】 図５は本考案の第四実施例であって、図中図１と同一の符号を付した部分は同 一のものを表わしており、エンジン本体１とタービン５との間の排気通路２から 分岐しインタクーラ７とエンジン本体１との間の吸気通路３に接続される排ガス 再循環路９を設け、エンジン本体１から逆止弁３５を介して供給される圧油の循 環通路２５途中に、エンジン本体１によりクラッチ２７を介して駆動される油圧 ポンプ２６と、油圧タービン２８とを設け、前記排ガス再循環路９途中に、油圧 タービン２８にて駆動される遠心式コンプレッサ２９（排ガス圧送ポンプ）を設 け、該遠心式コンプレッサ２９より上流側の排ガス再循環路９途中に仕切弁３０ を設け、前記油圧タービンの上下流側の循環通路を、途中に流量調整弁３３が設 けられたバイパス通路３２にて短絡せしめ、エンジン回転数を検出する回転検出 器１３と負荷検出器１４からの検出信号１５，１６に応じて、前記クラッチ２７ にオンオフ指令信号３６を、前記仕切弁３０に開閉指令信号３１を、前記流量調 整弁３３に開度指令信号３４を夫々出力する制御装置１８を設ける。

【００２２】 図５に示す実施例の場合、運転時において、回転検出器１３と負荷検出器１４ により検出される検出信号１５，１６に応じて制御装置１８からクラッチ２７に オンオフ指令信号３６が、仕切弁３０に開閉指令信号３１が、流量調整弁３３に 開度指令信号３４が夫々出力され、クラッチ２７がオンとなり、仕切弁３０が開 き、流量調整弁２３が所要の開度で開くと、クラッチ２７を介して駆動される油 圧ポンプ２６により圧油が循環通路２５を流れると共に流量調整弁３３の開度に 応じて油圧タービン２８に供給される圧油の量が調整され、油圧タービン２８が 駆動され、該油圧タービン２８により遠心式コンプレッサ２９が駆動され、燃費 率や煙を極端に悪化させない程度の量の排ガスが排気通路２側から吸気通路３側 へ圧送され、図７に示されるように高負荷時に排気側よりも吸気側の圧力が高く なっても、排ガス再循環が可能となり、ＮＯｘが低減される。

【００２３】 尚、本考案の過給機付エンジンは、上述の実施例にのみ限定されるものではな く、第一実施例における排ガス圧送ポンプとしての容積型ポンプをエンジン本体 によりギヤ又はベルト等の動力伝達装置を介して駆動する代わりに、第二、第三 実施例の如く吸気又は排気利用のタービンによって駆動したり、或いは第四実施 例の如く油圧タービンによって駆動するようにしてもよいこと、第二、第三、第 四実施例における排ガス圧送ポンプとしての遠心式コンプレッサを第一実施例の 如くエンジン本体によりギヤ又はベルト等の動力伝達装置を介して駆動するよう にしてもよいこと、その他、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更 を加え得ることは勿論である。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の過給機付エンジンによれば、従来不可能であった 排ガス再循環が可能となり、燃費率や煙の悪化を抑えつつＮＯｘ低減を図れると いう優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例の系統図である。

【図２】ＥＧＲ量と、ＮＯｘ、燃費率、煙との関係を示
す線図である。

【図３】本考案の第二実施例の系統図である。

【図４】本考案の第三実施例の系統図である。

【図５】本考案の第四実施例の系統図である。

【図６】一般的な過給機付エンジンの系統図である。

【図７】過給機付エンジンにおける負荷と圧力との関係
を示す線図である。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ 排気通路 ３ 吸気通路 ４ 過給機 ５ タービン ６ コンプレッサ ７ インタクーラ ９ 排ガス再循環路 １１ 容積型ポンプ（排ガス圧送ポンプ） １２ 流量調整弁 １３ 回転検出器 １４ 負荷検出器 １７ 開度指令信号 １８ 制御装置 １９ 小型ターボチャージャ ２０ 小型タービン ２１ 小型遠心式コンプレッサ（排ガス圧送ポンプ） ２２ バイパス通路 ２３ 流量調整弁 ２４ 開度指令信号 ２５ 循環通路 ２６ 油圧ポンプ ２７ クラッチ ２８ 油圧タービン ２９ 遠心式コンプレッサ（排ガス圧送ポンプ） ３０ 仕切弁 ３１ 開閉指令信号 ３２ バイパス通路 ３３ 流量調整弁 ３４ 開度指令信号 ３６ オンオフ指令信号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン本体よりの排気通路途中に過給
   機のタービンを設けると共にエンジン本体への吸気通路
   途中に前記タービンにて駆動されるコンプレッサを設
   け、前記コンプレッサとエンジン本体との間の吸気通路
   にインタクーラを設けてなる過給機付エンジンにおい
   て、 エンジン本体とタービンとの間の排気通路から分岐しコ
   ンプレッサとエンジン本体との間の吸気通路に接続され
   る排ガス再循環路途中に、排ガスの一部を吸気通路側へ
   圧送する排ガス圧送ポンプを設けたことを特徴とする過
   給機付エンジン。