JPH1162715A - 過給式エンジンのｅｇｒ装置 - Google Patents
過給式エンジンのｅｇｒ装置Info
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- JPH1162715A JPH1162715A JP9225113A JP22511397A JPH1162715A JP H1162715 A JPH1162715 A JP H1162715A JP 9225113 A JP9225113 A JP 9225113A JP 22511397 A JP22511397 A JP 22511397A JP H1162715 A JPH1162715 A JP H1162715A
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- passage
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- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/34—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
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- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】エンジンの高負荷運転時でもＥＧＲが可能で、
しかも、シリンダへの吸気量を十分に確保できてスモー
クの発生や燃料消費の悪化を防止しながら、効率よくＥ
ＧＲを行うことができて、エンジンの全運転領域で排気
ガス中のＮＯｘの排出量を低減できる過給式エンジンの
ＥＧＲ装置を提供する。 【解決手段】過給式エンジンのＥＧＲ装置を、エンジン
の排気通路に設けたタービンによって、吸気通路に設け
たコンプレッサを駆動する過給式エンジンにおいて、排
気通路と吸気通路とを接続して第１ＥＧＲ通路を設ける
と共に、該第１ＥＧＲ通路に、ＥＧＲガスを昇圧して吸
気通路に還流するＥＧＲガスコンプレッサを設け、該Ｅ
ＧＲガスコンプレッサと前記タービンとの間をクラッチ
機構を介して継脱自在に連結して構成する。
しかも、シリンダへの吸気量を十分に確保できてスモー
クの発生や燃料消費の悪化を防止しながら、効率よくＥ
ＧＲを行うことができて、エンジンの全運転領域で排気
ガス中のＮＯｘの排出量を低減できる過給式エンジンの
ＥＧＲ装置を提供する。 【解決手段】過給式エンジンのＥＧＲ装置を、エンジン
の排気通路に設けたタービンによって、吸気通路に設け
たコンプレッサを駆動する過給式エンジンにおいて、排
気通路と吸気通路とを接続して第１ＥＧＲ通路を設ける
と共に、該第１ＥＧＲ通路に、ＥＧＲガスを昇圧して吸
気通路に還流するＥＧＲガスコンプレッサを設け、該Ｅ
ＧＲガスコンプレッサと前記タービンとの間をクラッチ
機構を介して継脱自在に連結して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機付きディー
ゼルエンジンなどにおいて、ＮＯｘの排出量を低減する
ために、排気ガスの一部を吸気側に還流する過給式エン
ジンのＥＧＲ装置に関するものである。
ゼルエンジンなどにおいて、ＮＯｘの排出量を低減する
ために、排気ガスの一部を吸気側に還流する過給式エン
ジンの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等の排気ガス対策に
おいて、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減するため
に、不活性ガスである排気ガスの一部を吸気側に還流す
ることによって、燃焼温度を低く抑えて、ＮＯｘの生成
を抑制するＥＧＲ（排気再循環）が有効であることが知
られており、広く実用化されている。
おいて、排気ガス中のＮＯｘの排出量を低減するため
に、不活性ガスである排気ガスの一部を吸気側に還流す
ることによって、燃焼温度を低く抑えて、ＮＯｘの生成
を抑制するＥＧＲ（排気再循環）が有効であることが知
られており、広く実用化されている。
【０００３】このＥＧＲ装置は過給式エンジンにも適用
され、図５に示すように排気マニホールド12ａから排気
ガスＧを取り出し、ＥＧＲクーラー７を配設したＥＧＲ
通路９を経由して、吸気通路11の新気Ａに混入して吸気
マニホールド11ａへ還流させてＥＧＲを行っている。し
かし、過給式エンジンにおいては、エンジン負荷の上昇
に伴い、吸気圧（ブート圧）が高くなり、排気圧より高
圧になってくるので、ＥＧＲガスＧを吸気通路11へ還流
させることができなくなる。
され、図５に示すように排気マニホールド12ａから排気
ガスＧを取り出し、ＥＧＲクーラー７を配設したＥＧＲ
通路９を経由して、吸気通路11の新気Ａに混入して吸気
マニホールド11ａへ還流させてＥＧＲを行っている。し
かし、過給式エンジンにおいては、エンジン負荷の上昇
に伴い、吸気圧（ブート圧）が高くなり、排気圧より高
圧になってくるので、ＥＧＲガスＧを吸気通路11へ還流
させることができなくなる。
【０００４】そのため、排気通路12に通じるウェイスト
ゲート12ｂを開いて排気圧力を下げ、それによってター
ビン２の回転数を低下させることにより吸気圧力を低減
して、ＥＧＲガスＧを吸気通路11に還流させる方法があ
る。しかし、この方法を取ると新気Ａの量が減少し、ス
モークの増大を引き起こすので、ＥＧＲできる領域Ｅ
は、図４（ａ）に示すように、低負荷でかつ中回転以下
のエンジンの運転領域に限られてしまうという問題があ
る。
ゲート12ｂを開いて排気圧力を下げ、それによってター
ビン２の回転数を低下させることにより吸気圧力を低減
して、ＥＧＲガスＧを吸気通路11に還流させる方法があ
る。しかし、この方法を取ると新気Ａの量が減少し、ス
モークの増大を引き起こすので、ＥＧＲできる領域Ｅ
は、図４（ａ）に示すように、低負荷でかつ中回転以下
のエンジンの運転領域に限られてしまうという問題があ
る。
【０００５】また、タービン２の入口の断面積を可変に
した可変容量型ターボチャージャ（ＶＧターボ）では、
入口の断面積をコントロールすることでタービン回転数
を変化させて、排気圧と吸気圧を制御してＥＧＲ可能な
領域を拡大している。この場合においては、図４（ｂ）
に示すような中負荷のＥで示すエンジン運転領域までＥ
ＧＲ可能となるが、更にＮＯｘを低減して排気ガスを浄
化するために、エンジンの高負荷運転領域でもＥＧＲ可
能にしたいという要求がある。
した可変容量型ターボチャージャ（ＶＧターボ）では、
入口の断面積をコントロールすることでタービン回転数
を変化させて、排気圧と吸気圧を制御してＥＧＲ可能な
領域を拡大している。この場合においては、図４（ｂ）
に示すような中負荷のＥで示すエンジン運転領域までＥ
ＧＲ可能となるが、更にＮＯｘを低減して排気ガスを浄
化するために、エンジンの高負荷運転領域でもＥＧＲ可
能にしたいという要求がある。
【０００６】この要求に関して、特開平３−１１７６６
５号、特開平５−１８００８９号、特開平５−８９８５
９号等に、ＥＧＲガスをコンプレッサによって圧縮して
昇圧し、この昇圧したＥＧＲガスを吸気通路側に還流す
るように構成することによって、ＥＧＲ領域を拡大する
ＥＧＲ装置が提案されている。
５号、特開平５−１８００８９号、特開平５−８９８５
９号等に、ＥＧＲガスをコンプレッサによって圧縮して
昇圧し、この昇圧したＥＧＲガスを吸気通路側に還流す
るように構成することによって、ＥＧＲ領域を拡大する
ＥＧＲ装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
３−１１７６６５号の装置は、エンジンによって駆動さ
れるコンプレッサによりＥＧＲガスを圧縮し、アキュム
レータタンク内に蓄圧してから供給しているために、エ
ンジンの駆動力がこのコンプレッサに使用されるのでそ
の分エンジン出力のロスが大きくなる。このロスは、エ
ンジンが高回転、高負荷になるほど大きくなるので、高
出力が必要な時程ロスが大きくなるという問題がある。
更に、高回転、高負荷領域においてＥＧＲを行うため
に、容量の大きいコンプレッサ、アキュムレータが必要
になるという問題がある。
３−１１７６６５号の装置は、エンジンによって駆動さ
れるコンプレッサによりＥＧＲガスを圧縮し、アキュム
レータタンク内に蓄圧してから供給しているために、エ
ンジンの駆動力がこのコンプレッサに使用されるのでそ
の分エンジン出力のロスが大きくなる。このロスは、エ
ンジンが高回転、高負荷になるほど大きくなるので、高
出力が必要な時程ロスが大きくなるという問題がある。
更に、高回転、高負荷領域においてＥＧＲを行うため
に、容量の大きいコンプレッサ、アキュムレータが必要
になるという問題がある。
【０００８】また、特開平５−１８００８９号の装置
は、排気ガスで駆動されるタービンを排気通路に設けて
このタービンに連結したＥＧＲガスコンプレッサでＥＧ
Ｒガスを加圧して、吸気通路に還流させている。しか
し、この装置においては排気通路に直列に排気ガスのパ
ワーを回収するパワータービンを含めて３つのタービン
を設けているため、ＥＧＲ作動時に排気マニホールドの
排気圧が大幅に上昇するので、ポンピングロスが大きく
なって燃費が悪化するという問題と、高負荷運転におい
て新気の減少を招き黒煙が発生してＥＧＲを行うことの
できる領域が限定されるという問題がある。
は、排気ガスで駆動されるタービンを排気通路に設けて
このタービンに連結したＥＧＲガスコンプレッサでＥＧ
Ｒガスを加圧して、吸気通路に還流させている。しか
し、この装置においては排気通路に直列に排気ガスのパ
ワーを回収するパワータービンを含めて３つのタービン
を設けているため、ＥＧＲ作動時に排気マニホールドの
排気圧が大幅に上昇するので、ポンピングロスが大きく
なって燃費が悪化するという問題と、高負荷運転におい
て新気の減少を招き黒煙が発生してＥＧＲを行うことの
できる領域が限定されるという問題がある。
【０００９】そして、特開平５−８９８５９号の装置
は、第１のターボチャージャで得られた圧縮空気を分岐
して第２のターボチャージャを駆動し、この第２のター
ボチャージャのコンプレッサでＥＧＲガスを昇圧し、そ
れと共に、このコンプレッサから圧縮空気を逃がして吸
気圧を下げてＥＧＲを行っている。しかし、この装置で
は、圧縮空気を分岐するため、シリンダへ供給される圧
縮吸気量が減少するので、ＥＧＲガス量に対する吸気量
が減少してスモークが発生するという問題がある。
は、第１のターボチャージャで得られた圧縮空気を分岐
して第２のターボチャージャを駆動し、この第２のター
ボチャージャのコンプレッサでＥＧＲガスを昇圧し、そ
れと共に、このコンプレッサから圧縮空気を逃がして吸
気圧を下げてＥＧＲを行っている。しかし、この装置で
は、圧縮空気を分岐するため、シリンダへ供給される圧
縮吸気量が減少するので、ＥＧＲガス量に対する吸気量
が減少してスモークが発生するという問題がある。
【００１０】本発明は、上述の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、エンジンの高負荷運転
時でもＥＧＲが可能で、しかも、シリンダへの吸気量を
十分に確保できてスモークの発生や燃料消費の悪化を防
止できると共に、更に、エンジンの運転状態に応じてＥ
ＧＲガスを昇圧して、効率よくＥＧＲを行うことができ
て、エンジンの全運転領域で排気ガス中のＮＯｘの排出
量を低減できる過給式エンジンのＥＧＲ装置を提供する
ことにある。
されたものであり、その目的は、エンジンの高負荷運転
時でもＥＧＲが可能で、しかも、シリンダへの吸気量を
十分に確保できてスモークの発生や燃料消費の悪化を防
止できると共に、更に、エンジンの運転状態に応じてＥ
ＧＲガスを昇圧して、効率よくＥＧＲを行うことができ
て、エンジンの全運転領域で排気ガス中のＮＯｘの排出
量を低減できる過給式エンジンのＥＧＲ装置を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための過給式エンジンのＥＧＲ装置は、エンジンの
排気通路に設けたタービンによって、吸気通路に設けた
コンプレッサを駆動する過給式エンジンにおいて、排気
通路と吸気通路とを接続して第１ＥＧＲ通路を設けると
共に、該第１ＥＧＲ通路に、ＥＧＲガスを昇圧して吸気
通路に還流するＥＧＲガスコンプレッサを設け、該ＥＧ
Ｒガスコンプレッサと前記タービンとの間をクラッチ機
構を介して継脱自在に連結して構成したものであり、排
気通路にＥＧＲガスコンプレッサ用のタービンを新たに
設ける必要がなくなるので、排気圧の上昇を防ぐことが
でき、燃料消費の悪化を防止できる。しかも、吸気の分
岐及び逃がしによる吸気量の減少がないので、シリンダ
に供給される吸気量を十分に確保でき、スモークの発生
を防止しながら、ＥＧＲを行うことができる。
するための過給式エンジンのＥＧＲ装置は、エンジンの
排気通路に設けたタービンによって、吸気通路に設けた
コンプレッサを駆動する過給式エンジンにおいて、排気
通路と吸気通路とを接続して第１ＥＧＲ通路を設けると
共に、該第１ＥＧＲ通路に、ＥＧＲガスを昇圧して吸気
通路に還流するＥＧＲガスコンプレッサを設け、該ＥＧ
Ｒガスコンプレッサと前記タービンとの間をクラッチ機
構を介して継脱自在に連結して構成したものであり、排
気通路にＥＧＲガスコンプレッサ用のタービンを新たに
設ける必要がなくなるので、排気圧の上昇を防ぐことが
でき、燃料消費の悪化を防止できる。しかも、吸気の分
岐及び逃がしによる吸気量の減少がないので、シリンダ
に供給される吸気量を十分に確保でき、スモークの発生
を防止しながら、ＥＧＲを行うことができる。
【００１２】また、前記排気通路の前記タービンより下
流側と吸気通路とを、前記ＥＧＲガスコンプレッサを配
設した前記第１ＥＧＲ通路で連結すると共に、前記排気
通路の前記タービンより上流側と吸気通路とを第２ＥＧ
Ｒ通路で連結する。更に、前記第１ＥＧＲ通路と前記第
２ＥＧＲ通路に、第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁をそれぞ
れ配設すると共に、エンジンの回転数を検出する回転数
センサーとエンジンの負荷を検出する負荷センサーを設
け、更に、前記回転数センサーの出力と前記負荷センサ
ーの出力とを入力して前記クラッチ機構と前記第１ＥＧ
Ｒ弁と前記第２ＥＧＲ弁の制御を行うコントローラを設
けて構成する。
流側と吸気通路とを、前記ＥＧＲガスコンプレッサを配
設した前記第１ＥＧＲ通路で連結すると共に、前記排気
通路の前記タービンより上流側と吸気通路とを第２ＥＧ
Ｒ通路で連結する。更に、前記第１ＥＧＲ通路と前記第
２ＥＧＲ通路に、第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁をそれぞ
れ配設すると共に、エンジンの回転数を検出する回転数
センサーとエンジンの負荷を検出する負荷センサーを設
け、更に、前記回転数センサーの出力と前記負荷センサ
ーの出力とを入力して前記クラッチ機構と前記第１ＥＧ
Ｒ弁と前記第２ＥＧＲ弁の制御を行うコントローラを設
けて構成する。
【００１３】この構成により、エンジンの回転数や負荷
を入力してＥＧＲガス圧と吸気圧を推定し、この大小関
係に対応して２つのＥＧＲ通路を使い分けできるので、
エンジンのロスを防止しながら効率よくＥＧＲを行うこ
とができ、エンジンの運転領域全体において排気ガス中
のＮＯｘの低減を図ることができる。
を入力してＥＧＲガス圧と吸気圧を推定し、この大小関
係に対応して２つのＥＧＲ通路を使い分けできるので、
エンジンのロスを防止しながら効率よくＥＧＲを行うこ
とができ、エンジンの運転領域全体において排気ガス中
のＮＯｘの低減を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る過給式エンジンのＥＧＲ装置の実施の形態を説明す
る。図１に示すように、第１の実施の形態の過給式エン
ジン１においては、タービン２を排気通路12に設けて、
吸気通路11に設けたコンプレッサ３を駆動して、新気Ａ
を圧縮して、この新気Ａをインタークーラ６を経由し
て、吸気マニホールド11ａに供給している。
る過給式エンジンのＥＧＲ装置の実施の形態を説明す
る。図１に示すように、第１の実施の形態の過給式エン
ジン１においては、タービン２を排気通路12に設けて、
吸気通路11に設けたコンプレッサ３を駆動して、新気Ａ
を圧縮して、この新気Ａをインタークーラ６を経由し
て、吸気マニホールド11ａに供給している。
【００１５】このエンジン１の排気通路12と吸気通路11
とを第１ＥＧＲ通路９で連結し、更に、この第１ＥＧＲ
通路９にＥＧＲガスコンプレッサ５を設け、このＥＧＲ
ガスコンプレッサ５とタービン２との間をクラッチ機構
４を介して継脱自在に連結し、ＥＧＲガスコンプレッサ
５がタービン２の駆動力を受けて駆動されるように構成
する。
とを第１ＥＧＲ通路９で連結し、更に、この第１ＥＧＲ
通路９にＥＧＲガスコンプレッサ５を設け、このＥＧＲ
ガスコンプレッサ５とタービン２との間をクラッチ機構
４を介して継脱自在に連結し、ＥＧＲガスコンプレッサ
５がタービン２の駆動力を受けて駆動されるように構成
する。
【００１６】また、エンジン１の回転数を検出する回転
数センサー14とエンジンの負荷を検出する負荷センサー
15とコントローラ20を設ける。このコントローラ20が回
転数センサー14の出力と負荷センサー15の出力とを入力
して、クラッチ機構４の制御を行うように構成する。つ
まり、通常の新気Ａ用のコンプレッサ３に加えてＥＧＲ
ガスＧを圧縮するＥＧＲガスコンプレッサ５を第１ＥＧ
Ｒ通路９に設けて、エンジン１が高負荷運転状態で排気
ガス圧＜吸気圧（ブースト圧）のときに、クラッチ機構
４を連結してＥＧＲガスコンプレッサ５を駆動し、ＥＧ
Ｒガスの圧縮及び昇圧を行って、昇圧したＥＧＲガスＧ
を吸気通路11に供給するように構成する。
数センサー14とエンジンの負荷を検出する負荷センサー
15とコントローラ20を設ける。このコントローラ20が回
転数センサー14の出力と負荷センサー15の出力とを入力
して、クラッチ機構４の制御を行うように構成する。つ
まり、通常の新気Ａ用のコンプレッサ３に加えてＥＧＲ
ガスＧを圧縮するＥＧＲガスコンプレッサ５を第１ＥＧ
Ｒ通路９に設けて、エンジン１が高負荷運転状態で排気
ガス圧＜吸気圧（ブースト圧）のときに、クラッチ機構
４を連結してＥＧＲガスコンプレッサ５を駆動し、ＥＧ
Ｒガスの圧縮及び昇圧を行って、昇圧したＥＧＲガスＧ
を吸気通路11に供給するように構成する。
【００１７】以上の構成により、第１ＥＧＲ通路９に設
けたＥＧＲガスコンプレッサ５により、ＥＧＲガスＧの
圧力を過給機のコンプレッサ３によって圧縮された新気
Ａの吸気圧よりも高圧にすることができるので、エンジ
ン１の高負荷運転領域でもＥＧＲを行うことができる。
また、図２に示す、第２の実施の形態では、排気通路13
のタービン２より下流側と吸気通路11とを、ＥＧＲガス
コンプレッサ５を配設した第１ＥＧＲ通路９で連結する
と共に、排気通路12のタービン２より上流側と吸気通路
11とを、第２ＥＧＲ通路19で連結する。
けたＥＧＲガスコンプレッサ５により、ＥＧＲガスＧの
圧力を過給機のコンプレッサ３によって圧縮された新気
Ａの吸気圧よりも高圧にすることができるので、エンジ
ン１の高負荷運転領域でもＥＧＲを行うことができる。
また、図２に示す、第２の実施の形態では、排気通路13
のタービン２より下流側と吸気通路11とを、ＥＧＲガス
コンプレッサ５を配設した第１ＥＧＲ通路９で連結する
と共に、排気通路12のタービン２より上流側と吸気通路
11とを、第２ＥＧＲ通路19で連結する。
【００１８】このＥＧＲガスコンプレッサは、タービン
２の駆動力を受けて駆動できるように、図１の第１の実
施の形態と同様に、ＥＧＲガスコンプレッサ５とタービ
ン２との間をクラッチ機構４を介して継脱自在に連結し
て構成する。そして、更に、第１ＥＧＲ通路９に第１Ｅ
ＧＲ弁８を、また、第２ＥＧＲ通路19に、第２ＥＧＲ弁
18をそれぞれ配設し、また、エンジン１の回転数を検出
する回転数センサー14とエンジンの負荷を検出する負荷
センサー15とコントローラ20を設ける。このコントロー
ラ20が回転数センサー14の出力と負荷センサー15の出力
とを入力して、クラッチ機構４と第１ＥＧＲ弁８と第２
ＥＧＲ弁18の制御を行うように構成する。
２の駆動力を受けて駆動できるように、図１の第１の実
施の形態と同様に、ＥＧＲガスコンプレッサ５とタービ
ン２との間をクラッチ機構４を介して継脱自在に連結し
て構成する。そして、更に、第１ＥＧＲ通路９に第１Ｅ
ＧＲ弁８を、また、第２ＥＧＲ通路19に、第２ＥＧＲ弁
18をそれぞれ配設し、また、エンジン１の回転数を検出
する回転数センサー14とエンジンの負荷を検出する負荷
センサー15とコントローラ20を設ける。このコントロー
ラ20が回転数センサー14の出力と負荷センサー15の出力
とを入力して、クラッチ機構４と第１ＥＧＲ弁８と第２
ＥＧＲ弁18の制御を行うように構成する。
【００１９】以上の構成により、図３のＮ部分で示すエ
ンジン１の低・中負荷運転領域では、吸気圧が排気圧よ
り低いので、第１ＥＧＲ弁８を閉弁し、クラッチ機構４
をオフにすると共に、第２ＥＧＲ弁を開弁して、ＥＧＲ
ガスＧを第２ＥＧＲ通路19を経由させて、ＥＧＲガスＧ
を昇圧せずにそのまま吸気通路11に供給してＥＧＲを行
う。これにより、比較的低温・低圧の排気ガスＧが持つ
少ない排気エネルギーをＥＧＲガスの昇圧に使用するこ
となく、タービン２でコンプレッサ３だけを駆動して、
吸気側に十分利用できるので、シリンダへの十分な圧縮
空気量を確保することができる。
ンジン１の低・中負荷運転領域では、吸気圧が排気圧よ
り低いので、第１ＥＧＲ弁８を閉弁し、クラッチ機構４
をオフにすると共に、第２ＥＧＲ弁を開弁して、ＥＧＲ
ガスＧを第２ＥＧＲ通路19を経由させて、ＥＧＲガスＧ
を昇圧せずにそのまま吸気通路11に供給してＥＧＲを行
う。これにより、比較的低温・低圧の排気ガスＧが持つ
少ない排気エネルギーをＥＧＲガスの昇圧に使用するこ
となく、タービン２でコンプレッサ３だけを駆動して、
吸気側に十分利用できるので、シリンダへの十分な圧縮
空気量を確保することができる。
【００２０】また、この第２ＥＧＲ通路19の入口をター
ビン２より上流側に設けて構成したので、タービン２の
上流側の比較的圧力の高い部分の排気ガスＧをＥＧＲに
使用できるので、円滑にかつ効率的にＥＧＲガスを吸気
通路に還流できる。また、図３のＣ部分で示す高負荷運
転領域では、吸気圧が排気圧よりも高いので、第１ＥＧ
Ｒ弁８を開弁し、クラッチ機構４をオンにして駆動力を
伝達すると共に、第２ＥＧＲ弁18を閉弁して、ＥＧＲガ
スＧを第１ＥＧＲ通路９に導いて、ＥＧＲガスＧをＥＧ
Ｒガスコンプレッサ５で昇圧して吸気通路11に供給して
ＥＧＲを行う。
ビン２より上流側に設けて構成したので、タービン２の
上流側の比較的圧力の高い部分の排気ガスＧをＥＧＲに
使用できるので、円滑にかつ効率的にＥＧＲガスを吸気
通路に還流できる。また、図３のＣ部分で示す高負荷運
転領域では、吸気圧が排気圧よりも高いので、第１ＥＧ
Ｒ弁８を開弁し、クラッチ機構４をオンにして駆動力を
伝達すると共に、第２ＥＧＲ弁18を閉弁して、ＥＧＲガ
スＧを第１ＥＧＲ通路９に導いて、ＥＧＲガスＧをＥＧ
Ｒガスコンプレッサ５で昇圧して吸気通路11に供給して
ＥＧＲを行う。
【００２１】この高負荷運転領域Ｃでは、排気ガスＧの
エネルギーも大きくなるので、ＥＧＲガスコンプレッサ
５を駆動しても、コンプレッサ３で新気Ａを十分に圧縮
でき、しかも、圧縮された吸気Ａを全量シリンダへ供給
して、シリンダへの圧縮吸気量を確保できるので、適切
なＥＧＲ率を確保して、効率よくＥＧＲを行うことがで
きる。
エネルギーも大きくなるので、ＥＧＲガスコンプレッサ
５を駆動しても、コンプレッサ３で新気Ａを十分に圧縮
でき、しかも、圧縮された吸気Ａを全量シリンダへ供給
して、シリンダへの圧縮吸気量を確保できるので、適切
なＥＧＲ率を確保して、効率よくＥＧＲを行うことがで
きる。
【００２２】即ち、ウェイストゲート12ｂを開けて排気
ガスＧの一部逃がして吸気圧を下げる必要がなくなるの
で、排気ガスＧのエネルギーをタービン２で十分に利用
できる。また、この第１ＥＧＲ通路９の入口をタービン
２より下流側に設けて構成したので、ＥＧＲガスＧが吸
気通路11側に還流される前に、タービン２を通過させて
排気ガスＧのエネルギーを回収できるので、効率よくコ
ンプレッサ３を駆動できる。
ガスＧの一部逃がして吸気圧を下げる必要がなくなるの
で、排気ガスＧのエネルギーをタービン２で十分に利用
できる。また、この第１ＥＧＲ通路９の入口をタービン
２より下流側に設けて構成したので、ＥＧＲガスＧが吸
気通路11側に還流される前に、タービン２を通過させて
排気ガスＧのエネルギーを回収できるので、効率よくコ
ンプレッサ３を駆動できる。
【００２３】従って、ＥＧＲガスＧの経路を、エンジン
１の回転数や負荷の状況に応じて、ＥＧＲガスＧを昇圧
する第１ＥＧＲ通路９とＥＧＲガスＧを昇圧しない第２
ＥＧＲ通路19を選択して、エンジンの運転状況に適した
ＥＧＲを効率よく行うことができる。
１の回転数や負荷の状況に応じて、ＥＧＲガスＧを昇圧
する第１ＥＧＲ通路９とＥＧＲガスＧを昇圧しない第２
ＥＧＲ通路19を選択して、エンジンの運転状況に適した
ＥＧＲを効率よく行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明したように、請求項１に係る
本発明の過給式エンジンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲ
ガスコンプレッサで昇圧したＥＧＲガスを吸気通路側に
供給してＥＧＲを行うので、ＥＧＲ可能なエンジンの運
転領域を高負荷領域にまで拡大することができる。
本発明の過給式エンジンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲ
ガスコンプレッサで昇圧したＥＧＲガスを吸気通路側に
供給してＥＧＲを行うので、ＥＧＲ可能なエンジンの運
転領域を高負荷領域にまで拡大することができる。
【００２５】そして、ＥＧＲガスコンプレッサをクラッ
チ機構を介して、排気通路に設けた吸気コンプレッサ用
のタービンで駆動するように構成したので、排気通路に
ＥＧＲガスコンプレッサ用のタービンを新たに設ける必
要がなくなり、排気圧の上昇を防止できるので、ポンピ
ングロスを抑制でき、燃料消費の悪化を防止できる。ま
た、請求項２及び請求項３に係る本発明の過給式エンジ
ンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲガスを昇圧せずに吸気
側へ還流させるＥＧＲ通路を加えて、ＥＧＲ通路を２系
列にしたので、排気圧が吸気圧より高い運転領域では第
２ＥＧＲ通路を経由して吸気側へ還流させ、また、排気
圧が吸気圧より低い運転領域ではＥＧＲガスコンプレッ
サを設けた第１ＥＧＲ通路を経由させて昇圧したＥＧＲ
ガスを還流させることができるので、エンジンの回転数
や負荷の状況に応じて、エンジン出力のロスを防止しな
がら、効率よくＥＧＲを行うことができる。
チ機構を介して、排気通路に設けた吸気コンプレッサ用
のタービンで駆動するように構成したので、排気通路に
ＥＧＲガスコンプレッサ用のタービンを新たに設ける必
要がなくなり、排気圧の上昇を防止できるので、ポンピ
ングロスを抑制でき、燃料消費の悪化を防止できる。ま
た、請求項２及び請求項３に係る本発明の過給式エンジ
ンのＥＧＲ装置によれば、ＥＧＲガスを昇圧せずに吸気
側へ還流させるＥＧＲ通路を加えて、ＥＧＲ通路を２系
列にしたので、排気圧が吸気圧より高い運転領域では第
２ＥＧＲ通路を経由して吸気側へ還流させ、また、排気
圧が吸気圧より低い運転領域ではＥＧＲガスコンプレッ
サを設けた第１ＥＧＲ通路を経由させて昇圧したＥＧＲ
ガスを還流させることができるので、エンジンの回転数
や負荷の状況に応じて、エンジン出力のロスを防止しな
がら、効率よくＥＧＲを行うことができる。
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の過給式エンジ
ンのＥＧＲ装置の構成図である。
ンのＥＧＲ装置の構成図である。
【図２】本発明に係る第２の実施の形態の過給式エンジ
ンのＥＧＲ装置の構成図である。
ンのＥＧＲ装置の構成図である。
【図３】本発明に係る過給式エンジンのＥＧＲ装置のＥ
ＧＲ領域とＥＧＲ運転方法を示す模式図である。
ＧＲ領域とＥＧＲ運転方法を示す模式図である。
【図４】従来技術のＥＧＲ領域を示す模式図で、（ａ）
は、過給式エンジンのＥＧＲ装置のＥＧＲ領域を、
（ｂ）はＶＧターボエンジンにおけるＥＧＲ装置のＥＧ
Ｒ領域を示す。
は、過給式エンジンのＥＧＲ装置のＥＧＲ領域を、
（ｂ）はＶＧターボエンジンにおけるＥＧＲ装置のＥＧ
Ｒ領域を示す。
【図５】従来技術の過給式エンジンのＥＧＲ装置の構成
図である。
図である。
１ エンジン ２ 過給機のター
ビン ３ 過給機のコンプレッサ ４ クラッチ機構 ５ ＥＧＲガスコンプレッサ ６ インタークー
ラ ７ ＥＧＲクーラ ８ 第１ＥＧＲ弁 ９ 第１ＥＧＲ通路 11 吸気通路 11ａ 吸気マニホールド 12 上流側排気通
路 12ａ 排気マニホールド 12ｂ ウェイストゲ
ート 13 下流側排気通路 14 回転数センサ
ー 15 負荷センサー 18 第２ＥＧＲ弁 19 第２ＥＧＲ通路 20 コントローラ
ビン ３ 過給機のコンプレッサ ４ クラッチ機構 ５ ＥＧＲガスコンプレッサ ６ インタークー
ラ ７ ＥＧＲクーラ ８ 第１ＥＧＲ弁 ９ 第１ＥＧＲ通路 11 吸気通路 11ａ 吸気マニホールド 12 上流側排気通
路 12ａ 排気マニホールド 12ｂ ウェイストゲ
ート 13 下流側排気通路 14 回転数センサ
ー 15 負荷センサー 18 第２ＥＧＲ弁 19 第２ＥＧＲ通路 20 コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 39/12 Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０１Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンの排気通路に設けたタービンに
よって、吸気通路に設けたコンプレッサを駆動する過給
式エンジンにおいて、排気通路と吸気通路とを接続して
第１ＥＧＲ通路を設けると共に、該第１ＥＧＲ通路に、
ＥＧＲガスを昇圧して吸気通路に還流するＥＧＲガスコ
ンプレッサを設け、該ＥＧＲガスコンプレッサと前記タ
ービンとの間をクラッチ機構を介して継脱自在に連結し
た過給式エンジンのＥＧＲ装置。 - 【請求項２】 前記排気通路の前記タービンより下流側
と吸気通路とを、前記ＥＧＲガスコンプレッサを配設し
た前記第１ＥＧＲ通路で連結すると共に、前記排気通路
の前記タービンより上流側と吸気通路とを第２ＥＧＲ通
路で連結した請求項１記載の過給式エンジンのＥＧＲ装
置。 - 【請求項３】 前記第１ＥＧＲ通路と前記第２ＥＧＲ通
路に、第１ＥＧＲ弁と第２ＥＧＲ弁をそれぞれ配設する
と共に、エンジンの回転数を検出する回転数センサーと
エンジンの負荷を検出する負荷センサーを設け、更に、
前記回転数センサーの出力と前記負荷センサーの出力と
を入力して前記クラッチ機構と前記第１ＥＧＲ弁と前記
第２ＥＧＲ弁の制御を行うコントローラを設けた請求項
２記載の過給式エンジンのＥＧＲ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22511397A JP3674254B2 (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 過給式エンジンのｅｇｒ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22511397A JP3674254B2 (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 過給式エンジンのｅｇｒ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1162715A true JPH1162715A (ja) | 1999-03-05 |
| JP3674254B2 JP3674254B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=16824187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22511397A Expired - Fee Related JP3674254B2 (ja) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 過給式エンジンのｅｇｒ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674254B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2003519309A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-06-17 | アライドシグナル インコーポレイテッド | 一体型の排気ガス再循環ポンプを組み込んだターボチャージャー |
| US6945236B2 (en) | 2003-07-02 | 2005-09-20 | Mazda Motor Corporation | EGR control apparatus for engine |
| WO2008062254A1 (en) * | 2006-11-23 | 2008-05-29 | Renault Trucks | Internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation system |
| JP2010096161A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | 排気浄化装置 |
| JP2010121469A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Toyota Motor Corp | 排気浄化装置 |
| KR101014068B1 (ko) | 2008-07-15 | 2011-02-14 | 현대자동차주식회사 | 엔진의 터보차져 |
| JP2012505994A (ja) * | 2008-10-17 | 2012-03-08 | ラフバラ・ユニバーシティ | エンジン用の排気構造 |
| US8250865B2 (en) | 2008-11-05 | 2012-08-28 | Ford Global Technologies, Llc | Using compressed intake air to clean engine exhaust gas recirculation cooler |
| CN103306804A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-09-18 | 长城汽车股份有限公司 | 一种汽车发动机涡轮增压器 |
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| CN109356752A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-02-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种废气再循环***以及发动机 |
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| CN114263551A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-01 | 天津大学 | Egr*** |
| US11754005B2 (en) * | 2018-06-29 | 2023-09-12 | Volvo Truck Corporation | Internal combustion engine |
-
1997
- 1997-08-21 JP JP22511397A patent/JP3674254B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3674254B2 (ja) | 2005-07-20 |
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