JPS6121536Y2 - - Google Patents
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- JPS6121536Y2 JPS6121536Y2 JP5728981U JP5728981U JPS6121536Y2 JP S6121536 Y2 JPS6121536 Y2 JP S6121536Y2 JP 5728981 U JP5728981 U JP 5728981U JP 5728981 U JP5728981 U JP 5728981U JP S6121536 Y2 JPS6121536 Y2 JP S6121536Y2
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- secondary air
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- exhaust gas
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Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、吸気系に排気ガスのエネルギーを利
用して駆動する過給機を備えた過給機付内燃機関
において、高負荷あるいは過給ゾーンでの排気ガ
スを浄化するため、２次空気を排気系に供給して
CO，HCを除去する２次空気供給装置に関するも
のである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention is applicable to high-load or To purify the exhaust gas in the zone, secondary air is supplied to the exhaust system.
This relates to a secondary air supply device that removes CO and HC.
近年燃費を低減して出力の向上を図る目的で過
給機を搭載した内燃機関が出現しているが、この
ような機関では、排気量を小さくした小型化の傾
向になり、機関使用ゾーンが相対的に高充填効率
域となる。このような要因により高負荷における
排気ガス浄化には、従来では考える必要のなかつ
た高負荷あるいは過給ゾーンでのCO，HC浄化の
ための２次空気供給が必要となると考えられる。
このような背景から一種のポンプ作用を行う過給
機を利用した２次空気供給装置が、先行技術例で
ある実願昭49−49403号（実開昭50−137411号）
の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影し
たマイクロフイルム（昭和50年11月12日特許庁発
行）に開示されているが、これによれば、過給機
による加圧空気の一部を２次空気として、給気通
路から分岐され、途中に機関の運転条件により開
閉を制御される制御弁を有する２次空気供給通路
を介して排気系へ供給するように構成されてい
る。
In recent years, internal combustion engines equipped with superchargers have appeared with the aim of reducing fuel consumption and improving output, but these engines tend to be smaller with smaller displacements, and the engine usage zone is increasing. This is a relatively high filling efficiency range. Due to these factors, exhaust gas purification under high loads will require a secondary air supply for CO and HC purification at high loads or in supercharging zones, which was not necessary in the past.
Against this background, a secondary air supply device using a supercharger that performs a type of pumping action is disclosed in Utility Model Application No. 49-49403 (Utility Model Application No. 137411-1987), which is an example of prior art.
According to the microfilm (issued by the Japan Patent Office on November 12, 1975) that captured the contents of the specification and drawings attached to the application, a portion of the pressurized air produced by the turbocharger The secondary air is branched from the air supply passage and is supplied to the exhaust system via a secondary air supply passage which has a control valve in the middle that is controlled to open and close depending on the operating conditions of the engine.
しかしながら、過給機の性能は、エンジンーの
回転数の全域に亘つてカバーすることは難しく、
低速域用、中速域用、高速域用と区分けている。
従つて、中速または高速時に過給機で圧縮された
空気の一部を排気系へ２次空気として分岐させる
ことは、性能的にロスがあり、また、過給機から
の加圧空気の圧力の過大により、２次空気供給通
路に当然に設けられる逆止弁の破損を防止しなけ
ればならない。さらに、吸気弁が閉じた時に生ず
る吸気系での吹き返しによる混合気の２次空気供
給通路への侵入防止の装置を設けなければならな
いため構造が複雑になり、さらに、機関のアイド
リングおよび低負荷運転時には、排気ガスのエネ
ルギーも小さいために過給機はほとんど駆動され
ず、従つて、２次空気の排気系への供給が停止さ
れて排気ガスの浄化が行われなくなるなどの問題
がある。
However, it is difficult to cover the performance of a supercharger over the entire range of engine speeds.
It is divided into low speed range, medium speed range, and high speed range.
Therefore, branching part of the air compressed by the supercharger to the exhaust system as secondary air at medium or high speeds causes a performance loss, and also reduces the amount of pressurized air from the supercharger. It is necessary to prevent damage to the check valve naturally provided in the secondary air supply passage due to excessive pressure. Furthermore, it is necessary to provide a device to prevent the air-fuel mixture from entering the secondary air supply passage due to blowback in the intake system that occurs when the intake valve closes, making the structure complicated. Sometimes, the energy of the exhaust gas is so small that the supercharger is hardly driven, and therefore the supply of secondary air to the exhaust system is stopped, resulting in problems such as the exhaust gas not being purified.
本考案は、このような事情に鑑みなされたもの
で、機関本体の吸気系と排気系の間に、排気ター
ビンとコンプレツサーとから構成される過給機を
備え、機関の排気ガスのエネルギーで該排気ター
ビンを駆動し過給を行う過給機付内燃機関におい
て、排気ガスの脈動を利用して排気系へ空気を供
給する２次空気供給通路を機関本体の吸入系と別
体に設け、該通路にエンジンの中負荷乃至高負荷
運転時に排気ガスのエネルギーを利用して排気系
へ２次空気を供給する手段と排気ガスの逆流を防
止する逆止弁を設けたことを特徴とするものであ
る。
The present invention was developed in view of these circumstances, and includes a supercharger consisting of an exhaust turbine and a compressor between the intake system and exhaust system of the engine body, and uses the energy of the engine's exhaust gas to In a supercharged internal combustion engine that drives an exhaust turbine and performs supercharging, a secondary air supply passage is provided separately from the intake system of the engine body to supply air to the exhaust system using the pulsation of exhaust gas. The passage is equipped with a means for supplying secondary air to the exhaust system using the energy of the exhaust gas when the engine is operated at medium to high loads, and a check valve to prevent backflow of the exhaust gas. be.
排気タービンにより駆動される過給機付内燃機
関において、排気ガスの脈動を利用して排気系へ
空気を供給する２次空気供給通路を機関本体の吸
入系と別体に設け、該通路に、エンジンの中負荷
乃至高負荷運転時に排気ガスのエネルギーを利用
して排気系へ２次空気を供給する手段と排気ガス
の逆流を防止する逆止弁を設けたので、排気系に
は、吸気系へ過給される加圧空気とは独立した２
次空気が２次空気供給通路を介して供給され、ま
た２次空気の供給手段によりその必要量が容易に
確保されると共に、過給機が駆動されないアイド
リング時、低負荷時にも２次空気が上記供給通路
を介して排気系へ供給され、従つて、ほぼ全域に
わたる運転時の排気ガスを浄化することができ、
また過給圧の過大により２次空気供給通路の逆止
弁が破損しても、排気ガスは吸気系に還流するこ
とがなく安全である。
In a supercharged internal combustion engine driven by an exhaust turbine, a secondary air supply passage is provided separately from the intake system of the engine body to supply air to the exhaust system using the pulsation of exhaust gas, and the passage includes: The exhaust system is equipped with a means to supply secondary air to the exhaust system using the energy of exhaust gas during medium- to high-load operation of the engine, and a check valve to prevent backflow of exhaust gas. 2 independent of the pressurized air supercharged to
Secondary air is supplied through the secondary air supply passage, and the required amount is easily secured by the secondary air supply means, and the secondary air is supplied even during idling when the turbocharger is not driven or at low load. It is supplied to the exhaust system through the supply passage, and therefore exhaust gas during operation can be purified over almost the entire area,
Furthermore, even if the check valve in the secondary air supply passage is damaged due to excessive boost pressure, the exhaust gas will not flow back into the intake system, making it safe.
以下、図面を参照して本考案の実施例を具体的
に説明する。まず第１図により本考案の第１の実
施例について説明すると、符号１は機関本体であ
り、この機関本体１の吸入管２において、気化器
３とその上流のエアクリーナ４との間に過給機５
のコンプレツサー５ａが設けられ、機関本体１か
らの排気管６に上記過給機５のタービン５ｂが設
けられて、過給機付内燃機関を構成している。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. machine 5
A compressor 5a is provided, and a turbine 5b of the supercharger 5 is provided in an exhaust pipe 6 from the engine main body 1 to constitute a supercharged internal combustion engine.
このような構成において、過給機５のタービン
軸５ｃが延出され、このタービン軸５ｃにエアポ
ンプ７が過給機５で駆動するように設けられ、エ
アポンプ７の吸入側に２次空気用のエアクリーナ
８が設けられている。そして、エアポンプ７の吐
出側が２次空気供給通路９を介して上記排気管６
に連通するように構成され、この通路９の途中
に、逆止弁１０がポンプ不動作時の排気ガスの逆
流を防止するように介設されている。 In such a configuration, a turbine shaft 5c of the supercharger 5 is extended, an air pump 7 is provided on the turbine shaft 5c to be driven by the supercharger 5, and a secondary air supply is provided on the suction side of the air pump 7. An air cleaner 8 is provided. The discharge side of the air pump 7 is connected to the exhaust pipe 6 via the secondary air supply passage 9.
A check valve 10 is interposed in the middle of this passage 9 to prevent backflow of exhaust gas when the pump is not operating.
また、前記した構成を有する２次空気供給通路
９には、排気ガスのエネルギーが小さいため過給
機５がほとんど駆動されないアイドリング時およ
び低負荷運転時でも該通路９から２次空気が排気
管６へ供給されるようにするため、排気脈動を利
用した自然吸気のASV方式または前記エアポン
プ７をクランク軸で駆動するようにしたエアポン
プ方式が組合わせ設けられている。 Further, the secondary air supply passage 9 having the above-mentioned configuration is supplied with secondary air from the passage 9 to the exhaust pipe 6 even during idling and low load operation when the supercharger 5 is hardly driven because the energy of the exhaust gas is small. In order to supply air to the air, a combination of a naturally aspirated ASV system using exhaust pulsation or an air pump system in which the air pump 7 is driven by a crankshaft is provided.
そして、前記したASV方式と組合わせる時
は、過給機５の回転数がかなり高いのでエアポン
プ７はターボブロワー型のものを使用し、エアポ
ンプ方式と組合せる時は、エアポンプ７がクラン
ク軸で駆動されるのを考慮して容積型のポンプを
用い、過給機駆動の際には減速機で減速したうえ
でエアポンプ７を駆動することが望ましい。 When combined with the above-mentioned ASV system, the air pump 7 is of the turbo blower type because the rotation speed of the supercharger 5 is quite high.When combined with the air pump system, the air pump 7 is driven by the crankshaft. Taking this into consideration, it is desirable to use a positive displacement pump, and to drive the air pump 7 after decelerating the speed with a speed reducer when driving the supercharger.
本考案の前記実施例では、このように構成され
ているから、機関が中負荷以上で運転される場合
には、機関本体１から排気管６に排出される排気
ガスのエネルギーが大きいため、過給機５のター
ビン５ｂと共にコンプレツサー５ａが高速回転す
るようになり、これによりエアクリーナ４から活
発に吸気され、かつその吸気を加圧することで過
給が行われると共に、その際過給機５と共にエア
ポンプ７もタービン軸５ｃを介して駆動されるか
ら、該エアポンプ７により２次空気がエアクリー
ナ８から吸込まれて２次空気供給通路９の逆止弁
１０を経て排気管６に供給される。そして、この
２次空気により排気管６中で排気ガス中に含まれ
るCO，HC等の末燃成分の酸化による浄化が促進
して行われる。 Since the embodiment of the present invention is configured in this way, when the engine is operated at a medium load or higher, the energy of the exhaust gas discharged from the engine body 1 to the exhaust pipe 6 is large, so that overload is avoided. The compressor 5a rotates at high speed together with the turbine 5b of the feeder 5, and as a result, air is actively taken in from the air cleaner 4, and supercharging is performed by pressurizing the intake air. 7 is also driven via the turbine shaft 5c, the air pump 7 sucks in secondary air from the air cleaner 8 and supplies it to the exhaust pipe 6 through the check valve 10 in the secondary air supply passage 9. This secondary air promotes purification by oxidation of end-burning components such as CO and HC contained in the exhaust gas in the exhaust pipe 6.
また、機関がアイドリングおよび低負荷運転時
には、排気ガスのエネルギーが小さいために過給
機５、およびエアポンプ７はほとんど駆動されず
このため吸気は加圧されず、また、２次空気も２
次空気供給通路９を介して排気管６に供給されな
くなるが、その際ASV方式の排気脈動によりま
たは、エアポンプ７がクランク軸で駆動されるよ
うになることにより２次空気は、エアクリーナ８
から吸込まれて２次空気供給通路９の逆止弁１０
を経て排気管６に供給され、排気ガス中に含まれ
るCO，HC等の未燃成分を酸化して排気ガスの浄
化を促進することができる。 In addition, when the engine is idling and operating at low load, the energy of the exhaust gas is small, so the supercharger 5 and air pump 7 are hardly driven, so the intake air is not pressurized, and the secondary air is also
Although the secondary air is no longer supplied to the exhaust pipe 6 via the secondary air supply passage 9, the secondary air is no longer supplied to the air cleaner 8 due to the exhaust pulsation of the ASV system or because the air pump 7 is driven by the crankshaft.
Check valve 10 of secondary air supply passage 9
The gas is supplied to the exhaust pipe 6 through the oxidizer, and can promote purification of the exhaust gas by oxidizing unburned components such as CO and HC contained in the exhaust gas.
以上のことから、機関の中負荷以上で運転され
て過給が行われる場合は勿論、この過給が行われ
ないアイドリングおよび低負荷運転時においても
排気管６には、２次空気が供給されることにな
り、これにより前記した排気ガスの浄化を行うこ
とができる。 From the above, it can be seen that secondary air is not supplied to the exhaust pipe 6 not only when the engine is operated at a medium load or higher and supercharging is performed, but also during idling and low load operation when this supercharging is not performed. As a result, the exhaust gas can be purified as described above.
また、第２図に示す本考案の第２の実施例で
は、排気系の過給機５の下流側に更にターボ式ポ
ンプ１１が排気ガスのエネルギーで駆動されるよ
うに設けられ、このポンプ１１の吸入側に２次空
気用エアクリーナ８が設けられ、吐出側に逆止弁
１０を有する２次空気供給通路９の一端が連通し
他端が排気管６に連通すると共に、この２次空気
供給通路９には、排気脈動を利用した自然吸気の
ASV方式が組合わされている。 Further, in the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, a turbo pump 11 is further provided downstream of the supercharger 5 in the exhaust system so as to be driven by the energy of the exhaust gas. An air cleaner 8 for secondary air is provided on the suction side of the secondary air supply passage 9, and one end of a secondary air supply passage 9 having a check valve 10 on the discharge side communicates with the exhaust pipe 6. Passage 9 has a naturally aspirated system that uses exhaust pulsation.
ASV method is combined.
従つて、この実施例のものも、前述した第１図
に示す実施例のものとほぼ同様に機関への過給お
よび排気管６への２次空気の供給が行われて排気
ガスの浄化が促進される。 Therefore, in this embodiment, supercharging to the engine and supply of secondary air to the exhaust pipe 6 are carried out in substantially the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1 described above, and the exhaust gas is purified. promoted.
なお、第１図および第２図のいずれの実施例で
も、排気背圧、温度などを考慮して、２次空気を
過給機５のタービン５ｂ出口側に供給しても良
い。 In either of the embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 2, the secondary air may be supplied to the outlet side of the turbine 5b of the supercharger 5, taking into account exhaust back pressure, temperature, etc.
以上説明したように本考案によると、過給機付
内燃機関において、排気ガス浄化用２次空気供給
装置として、過給機５の吸気系とは独立して別個
にエアポンプ７、ターボ式ポンプ１１等の送風手
段が設けられ、この送風手段により２次空気が排
気系へ供給されるようになつているから、２次空
気用の送風手段の設定により必要な流量を得るこ
とができて、流量セツトが容易であり、また、逆
止弁１０が破損しても排気ガスが大気中に逃げる
だけであるから安全である。従つて、過給のみを
行うようになる過給機には、前記した先行技術例
のそれに生ずる性能低下を招くことがないうえ、
過給圧の過大により２次空気供給通路の逆止弁に
破損の生ずることがなく、また、先行技術例と異
り吸気系の吹き返しによる混合気の２次空気供給
通路への侵入防止のための装置を付加する必要も
なく、しかも、２次空気供給通路には、排気ガス
の脈動による２次空気供給装置も組合わせて設け
られているから、コンパクトな構成により過給が
行われなくなるアイドリング、低負荷運転時にも
２次空気が排気系に供給されるから、結局２次空
気は、ほぼ全域にわたる運転時において排気系に
供給されて排気ガスを浄化するすることができ
る。
As explained above, according to the present invention, in a supercharged internal combustion engine, the air pump 7 and the turbo pump 11 are used as a secondary air supply device for exhaust gas purification, independently of the intake system of the supercharger 5. Since the secondary air is supplied to the exhaust system by the blowing means, the necessary flow rate can be obtained by setting the blowing means for the secondary air, and the flow rate is It is easy to set up, and is safe because even if the check valve 10 is damaged, the exhaust gas only escapes into the atmosphere. Therefore, a supercharger that performs only supercharging does not suffer from the performance deterioration that occurs in the prior art example described above, and
This prevents damage to the check valve in the secondary air supply passage due to excessive boost pressure, and unlike the prior art example, this prevents air-fuel mixture from entering the secondary air supply passage due to air blowback from the intake system. Moreover, since the secondary air supply passage is also provided with a secondary air supply device that uses exhaust gas pulsation, the compact structure eliminates the need for supercharging during idling. Since the secondary air is supplied to the exhaust system even during low-load operation, the secondary air is eventually supplied to the exhaust system during almost the entire operating range and can purify the exhaust gas.
第１図は本考案による装置の第１の実施例を示
す構成図、第２図は同第２の実施例を示す構成図
である。
１……機関本体、２……吸入管、５……過給
機、６……排気管、７……エアポンプ、９……２
次空気供給通路、１０……逆止弁、１１……ター
ボ式ポンプ。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the same. 1...Engine body, 2...Suction pipe, 5...Supercharger, 6...Exhaust pipe, 7...Air pump, 9...2
Next air supply passage, 10... check valve, 11... turbo pump.
Claims (1)
ンとコンプレツサーとから構成される過給機を備
え、機関の排気ガスのエネルギーで該排気タービ
ンを駆動し過給を行う過給機付内燃機関におい
て、排気ガスの脈動を利用して排気系へ空気を供
給する２次空気供給通路を機関本体の吸気系と別
体に設け、該通路にエンジンの中負荷乃至高負荷
運転時に排気ガスのエネルギーを利用して排気系
へ２次空気を供給する手段と排気ガスの逆流を防
止する逆止弁を設けたことを特徴とする過給機付
内燃機関の２次空気供給装置。 A supercharged internal combustion engine that is equipped with a supercharger consisting of an exhaust turbine and a compressor between the intake system and exhaust system of the engine body, and uses the energy of the engine's exhaust gas to drive the exhaust turbine and supercharge it. In this system, a secondary air supply passage that supplies air to the exhaust system using the pulsation of exhaust gas is provided separately from the intake system of the engine body, and the energy of the exhaust gas is stored in this passage when the engine is operated at medium to high loads. 1. A secondary air supply device for an internal combustion engine with a supercharger, characterized in that it is provided with means for supplying secondary air to an exhaust system by utilizing the same, and a check valve for preventing backflow of exhaust gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5728981U JPS6121536Y2 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5728981U JPS6121536Y2 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57168719U JPS57168719U (en) | 1982-10-23 |
| JPS6121536Y2 true JPS6121536Y2 (en) | 1986-06-27 |
Family
ID=29853766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5728981U Expired JPS6121536Y2 (en) | 1981-04-20 | 1981-04-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6121536Y2 (en) |
-
1981
- 1981-04-20 JP JP5728981U patent/JPS6121536Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57168719U (en) | 1982-10-23 |
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