JP2000073875A - ディーゼルエンジンのegr装置 - Google Patents

ディーゼルエンジンのegr装置

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JP2000073875A
JP2000073875A JP10239793A JP23979398A JP2000073875A JP 2000073875 A JP2000073875 A JP 2000073875A JP 10239793 A JP10239793 A JP 10239793A JP 23979398 A JP23979398 A JP 23979398A JP 2000073875 A JP2000073875 A JP 2000073875A
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JP
Japan
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egr
exhaust
valve
manifold
combustion chamber
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JP10239793A
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Noboru Uchida
登 内田
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Hino Motors Ltd
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Hino Motors Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0276Actuation of an additional valve for a special application, e.g. for decompression, exhaust gas recirculation or cylinder scavenging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/20Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ターボ過給機などのような過給手段を備
えたディーゼルエンジンにおいてもEGR率を容易に制
御することができる簡潔構成のEGR装置を提供する。 【解決手段】 排気行程において開弁操作される排気バ
ルブ7を備えた排気ポート4を介して排気マニホールド
3を燃焼室2に接続する一方、吸気行程において開弁操
作されるEGRバルブ8を備えたEGRポート6を介し
てEGRマニホールド5を燃焼室に接続する。エンジン
の運転状態に応じて開度制御されるEGR制御バルブ1
0を備えた連絡通路9を介して排気マニホールド3とE
GRマニホールド5を接続したことにより、EGR制御
バルブ10の開度を可変操作することでEGR率を容易
に変更することができるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
のEGR装置に係り、特に、排気ターボ過給機などのよ
うな過給手段を備えたディーゼルエンジンに適したEG
R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の排気中に含まれる
NOxを低減させるためには、排気の一部を燃焼室に再
循環させて燃焼を抑制するEGR装置を設けることが有
効であることはよく知られている。また、かかるEGR
装置としては、排気経路から吸気経路に排気の一部を環
流させる外部EGRと、吸気行程において排気バルブを
若干開け、あるいは、排気行程において吸気バルブを若
干開けて既燃ガスを再吸入させる内部EGRがあるが、
いずれもEGR率の制御が困難であった。
【0003】すなわち、外部EGRにおいては、吸・排
気の圧力差が小さい過給エンジンの場合は環流される排
気の流量が制限されてしまうためにEGR率の制御が困
難であり、内部EGRの場合は排気バルブもしくは吸気
バルブのカムリフトを可変させるか排圧をコントロール
してEGR率を制御する必要性があるために構成が複雑
になるという不具合があった。特に、吸気行程において
排気バルブを若干開けることによる内部EGRにおいて
は、高温の既燃ガスが直ちに再供給されるために燃焼室
の温度が高くなるとともに、既燃ガスと排気バルブの接
触時間が長くなるために該バルブの熱負荷が増大すると
いう問題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであって、排気ターボ過給機などのよ
うな過給手段を備えたディーゼルエンジンにおいてもE
GR率を容易に制御することができる簡潔構成のEGR
装置を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、排気行程において開弁操作される排気バル
ブを備えた排気ポートを介して燃焼室に接続された排気
マニホールドと、吸気行程において開弁操作されるEG
Rバルブを備えたEGRポートを介して燃焼室に接続さ
れたEGRマニホールドを設けている。また、前記排気
マニホールドから分岐してEGRマニホールドに至る連
絡通路を設けるとともに、エンジンの運転状態に応じて
開度制御されるEGR制御バルブを前記連絡通路に設け
たことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るディーゼル
エンジンのEGR装置の一実施形態を示す概略断面図で
あり、シリンダヘッド1には、燃焼室2と排気マニホー
ルド3を接続する排気ポート4を設けるとともに、前記
排気マニホールド3に並列させたEGRマニホールド5
を燃焼室2に接続するEGRポート6を設けている。ま
た、排気ポート4における燃焼室2側の端部には排気行
程において開弁操作される排気バルブ7を設け、EGR
ポート6における燃焼室2側の端部には吸気行程におい
て開弁操作されるEGRバルブ8を設けている。
【0007】一方、排気マニホールド3から分岐してE
GRマニホールド5に至る連絡通路9にEGR制御バル
ブ10を設けている。そして、エンジンの運転状態に応
答した各種の信号を図示しないコントロールユニットに
供給することにより、このコントロールユニットから出
力された制御信号に基づいてEGR制御バルブ10の開
度を可変操作し、もって、エンジンの運転状態に応じて
EGRマニホールド5の圧力を変化させて最適EGR率
を得ることができるようにしている。12は吸気マニホ
ールド、13は吸気ポート、14は吸気バルブ、15は
排気ターボ過給機である。
【0008】上記のような構成になるディーゼルエンジ
ンのEGR装置において、エンジンが運転されると、図
2に実線で示したように排気バルブ7が排気行程におい
て開弁駆動され、燃焼室2の排気が排気ポート4を経て
排気マニホールド3に排出された後に、排気ターボ過給
機15に供給される。また、排気マニホールド3に排出
された排気の一部はバルブアクチュエータ11により開
度制御されたEGR制御バルブ10による流量制御作用
を受けて連絡通路9に分流され、EGRマニホールド5
に供給される。
【0009】なお、バルブアクチュエータ11はエンジ
ンの運転状態に応答してEGR制御バルブ10の開度を
段階的に変化させ、あるいは、EGR制御バルブ10の
開度を連続的に変化させてEGRマニホールド5の圧力
を可変制御する。
【0010】一方、エンジンの吸入行程においては図2
に二点鎖線で示したように吸気バルブ14が開弁駆動さ
れるために吸気が行なわれるとともに、同図に破線で示
したようにEGRバルブ8も開弁駆動される。
【0011】ところで、吸入行程においては燃焼室2の
圧力が吸気マニホールド12の圧力よりも低くなってい
る。このために、例えば排気ターボ過給機15から吐出
されて圧力上昇した空気が吸気マニホールド12に供給
されている場合においても、ほとんどの運転領域におい
ては燃焼室2の圧力がEGRマニホールド5の圧力より
も低くなっている。
【0012】従って、上記のようにして吸入行程におい
てEGRバルブ8が開弁駆動されると、EGRマニホー
ルド5の排気がEGRポート6を経て燃焼室2に吸入さ
れるために、いわゆる内部EGRが行なわれる。また、
排気マニホールド3から分流されてEGR制御バルブ1
0の通過による膨張冷却を受けて温度低下した排気を排
気ポート4とは別のEGRポート6を経て燃焼室2に供
給するようにしているために、燃焼室2、排気バルブ7
およびEGRバルブ8の熱負荷が軽減される。
【0013】なお、上記のようにして燃焼室2に供給さ
れる排気はEGRポート6の外周に設けたウォータジャ
ケット(図示省略)を流れるエンジン冷却水との熱交換
作用で冷却されるために、燃焼室2に供給される排気の
温度を充分に低くすることができるが、EGRマニホー
ルド5あるいは独立したEGRクーラに冷却媒体として
エンジン冷却水あるいは外気などを供給して排気を積極
的に冷却するようにした場合は、通常の内部EGRで問
題となる給気温度上昇にともなう性能劣化をより確実に
抑制することができる。
【0014】さらに、EGR制御バルブ10の開度を可
変操作してEGRマニホールド5の圧力を変化させるこ
とにより、EGR率を変更することができる。このため
に、従来のように例えばバルブリフトを可変とし、ある
いは、排圧をコントロールしてEGR率を変更する必要
性がなく、EGR装置の構成を簡略化することができ
る。
【0015】なお、本発明は実施形態に示した排気ター
ボ過給機付きディーゼルエンジンのみに適用されるもの
ではなく、他の形式の過給機を備えたディーゼルエンジ
ンあるいは過給機を備えない自然吸気のディーゼルエン
ジンにも本発明を適用することができる。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、排気行程において開弁操作される排気バルブ備えた
排気ポートを介して燃焼室に接続された排気マニホール
ドと、吸気行程において開弁操作されるEGRバルブを
備えたEGRポートを介して燃焼室に接続されたEGR
マニホールドを設け、エンジンの運転状態に応じて開度
制御されるEGR制御バルブを備えた連絡通路を介して
排気マニホールドとEGRマニホールドを接続したもの
であるから、燃焼室および排気バルブなどの熱負荷の増
加をともなうことなく内部EGRを行なわせることがで
きる。
【0017】また、EGR制御バルブの開度を可変操作
することでEGR率を容易に変更することができるため
に、構成および制御が複雑な可変バルブリフト手段ある
いは排圧コントロール手段などを設ける必要性がなく、
EGR装置の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディーゼルエンジンのEGR装置
の一実施形態を示す概略断面図である。
【図2】図1に示した排気バルブ、EGRバルブおよび
吸気バルブの開弁時期およびバルブリフトの具体例を示
す特性図である。
【符号の説明】
1 シリンダヘッド 2 燃焼室 3 排気マニホールド 4 排気ポート 5 EGRマニホールド 6 EGR通路 7 排気バルブ 8 EGRバルブ 9 連絡通路 10 EGR制御バルブ 11 バルブアクチュエータ 12 吸気マニホールド 13 吸気ポート 14 吸気バルブ 15 排気ターボ過給機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気行程において開弁操作される排気バ
    ルブを備えた排気ポートを介して燃焼室に接続された排
    気マニホールドと、吸気行程において開弁操作されるE
    GRバルブを備えたEGRポートを介して燃焼室に接続
    されたEGRマニホールドと、前記排気マニホールドか
    ら分岐してEGRマニホールドに至る連絡通路を備え、
    エンジンの運転状態に応じて開度制御されるEGR制御
    バルブを前記連絡通路に設けたことを特徴とするディー
    ゼルエンジンのEGR装置。
JP10239793A 1998-08-26 1998-08-26 ディーゼルエンジンのegr装置 Pending JP2000073875A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2916238A1 (fr) * 2007-05-15 2008-11-21 Valeo Sys Controle Moteur Sas Moteur thermique a recyclage de gaz d'echappement integre
WO2009004130A1 (fr) * 2007-05-15 2009-01-08 Valeo Systemes De Controle Moteur Moteur thermique à recyclage de gaz d'échappement intégré
DE102018105636A1 (de) 2017-03-14 2018-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgassteuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine
US10584649B2 (en) 2017-10-02 2020-03-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

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FR2916238A1 (fr) * 2007-05-15 2008-11-21 Valeo Sys Controle Moteur Sas Moteur thermique a recyclage de gaz d'echappement integre
WO2009004130A1 (fr) * 2007-05-15 2009-01-08 Valeo Systemes De Controle Moteur Moteur thermique à recyclage de gaz d'échappement intégré
DE102018105636A1 (de) 2017-03-14 2018-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abgassteuerungsvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine
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