JP2001152863A - リーンバーンエンジンの排気温度制御装置 - Google Patents
リーンバーンエンジンの排気温度制御装置Info
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- JP2001152863A JP2001152863A JP33354799A JP33354799A JP2001152863A JP 2001152863 A JP2001152863 A JP 2001152863A JP 33354799 A JP33354799 A JP 33354799A JP 33354799 A JP33354799 A JP 33354799A JP 2001152863 A JP2001152863 A JP 2001152863A
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- Japan
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- exhaust gas
- lean burn
- engine
- burn engine
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リーンバーンエンジンの出力性能および燃費
を損なうことなく排気温度の異常上昇を回避する。 【解決手段】 リーンバーンエンジン１に設けたターボ
チャージャ２のコンプレッサ出口４ａとタービン入口３
ａを連絡通路１１を介して接続する。エンジン１の運転
状態に応答して連絡通路１１の開度を可変制御するコン
トロールバルブ１２を設けたことにより、コンプレッサ
４から吐出された空気をタービン３に戻して排気の温度
を低下させ、もって、ターボチャージャ２および排気処
理手段の熱負荷を低減させるとともに、排気温度の異常
上昇を回避するようにした。
を損なうことなく排気温度の異常上昇を回避する。 【解決手段】 リーンバーンエンジン１に設けたターボ
チャージャ２のコンプレッサ出口４ａとタービン入口３
ａを連絡通路１１を介して接続する。エンジン１の運転
状態に応答して連絡通路１１の開度を可変制御するコン
トロールバルブ１２を設けたことにより、コンプレッサ
４から吐出された空気をタービン３に戻して排気の温度
を低下させ、もって、ターボチャージャ２および排気処
理手段の熱負荷を低減させるとともに、排気温度の異常
上昇を回避するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリーンバーンエンジ
ンの排気温度制御装置に係り、特に、排気系の温度の異
常上昇を回避することができる排気温度制御装置に関す
るものである。
ンの排気温度制御装置に係り、特に、排気系の温度の異
常上昇を回避することができる排気温度制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばＣＮＧを燃料とするリーンバーン
エンジンにおいては、給気絞り弁を設けて余剰空気の供
給を制限するようにしているために、大量の余剰空気を
有する通常のディーゼルエンジンに対比して空気過剰率
が低く、排気温度が高い。従って、従来では例えばディ
ーゼルエンジンに用いられるターボチャージャの材料を
変更してその耐熱性を高くする必要性があるために、生
産コストが上昇してしまう。
エンジンにおいては、給気絞り弁を設けて余剰空気の供
給を制限するようにしているために、大量の余剰空気を
有する通常のディーゼルエンジンに対比して空気過剰率
が低く、排気温度が高い。従って、従来では例えばディ
ーゼルエンジンに用いられるターボチャージャの材料を
変更してその耐熱性を高くする必要性があるために、生
産コストが上昇してしまう。
【０００３】また、運転パターンが多様に変化する排気
中のＮＯｘを効率よく低減させるために、通常の運転時
に行われる希薄燃焼による酸素過多の雰囲気中では排気
中のＮＯｘを酸化させて硝酸塩を生成（吸蔵）する一
方、加減速運転時に行われる理論空燃比近傍での燃焼時
に一時的に発生する酸素濃度が低下した雰囲気において
は、ＮＯｘ触媒に吸蔵していた硝酸塩と排気中のＣＯを
反応させて炭酸塩を生成し、これによりＮＯｘを放出
（還元）して排気中のＮＯｘ濃度を低下させる機能を有
するＮＯｘ吸蔵触媒を排気系に設けることが検討されて
いる。
中のＮＯｘを効率よく低減させるために、通常の運転時
に行われる希薄燃焼による酸素過多の雰囲気中では排気
中のＮＯｘを酸化させて硝酸塩を生成（吸蔵）する一
方、加減速運転時に行われる理論空燃比近傍での燃焼時
に一時的に発生する酸素濃度が低下した雰囲気において
は、ＮＯｘ触媒に吸蔵していた硝酸塩と排気中のＣＯを
反応させて炭酸塩を生成し、これによりＮＯｘを放出
（還元）して排気中のＮＯｘ濃度を低下させる機能を有
するＮＯｘ吸蔵触媒を排気系に設けることが検討されて
いる。
【０００４】しかしながら、従来のリーンバーンエンジ
ンにおいてはＮＯｘ吸蔵触媒の活性温度より高い温度の
排気が供給されるために、ＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘ
の低減効果が半減するとともに、触媒の劣化が促進され
るという不具合があり、何らかの方策が望まれていた。
ンにおいてはＮＯｘ吸蔵触媒の活性温度より高い温度の
排気が供給されるために、ＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘ
の低減効果が半減するとともに、触媒の劣化が促進され
るという不具合があり、何らかの方策が望まれていた。
【０００５】なお、このような不具合を解消するために
はリーンバーンエンジンの空気過剰率を高くして排気温
度を低下させることが有効であるが、この場合は燃焼が
不安定となってエンジンの出力性能が低下するという不
都合を招いてしまう。
はリーンバーンエンジンの空気過剰率を高くして排気温
度を低下させることが有効であるが、この場合は燃焼が
不安定となってエンジンの出力性能が低下するという不
都合を招いてしまう。
【０００６】
【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、リーンバーンエンジンの出
力性能および燃費を損なうことなく排気温度の異常上昇
を回避することができる排気温度制御装置を提供するこ
とを課題としている。
みてなされたものであって、リーンバーンエンジンの出
力性能および燃費を損なうことなく排気温度の異常上昇
を回避することができる排気温度制御装置を提供するこ
とを課題としている。
【０００７】
【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、リーンバーンエンジンに設けたターボチャ
ージャのコンプレッサ出口とタービン入口を連絡通路を
介して接続するとともに、エンジンの運転状態に応答し
て前記連絡通路の開度を可変制御するコントロールバル
ブを設けたことを特徴としている。
に本発明は、リーンバーンエンジンに設けたターボチャ
ージャのコンプレッサ出口とタービン入口を連絡通路を
介して接続するとともに、エンジンの運転状態に応答し
て前記連絡通路の開度を可変制御するコントロールバル
ブを設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。図１は本発明に係るリーンバーンエン
ジンの排気温度制御装置の一実施形態を示す概略平面図
であり、エンジン１にはタービン３、コンプレッサ４お
よびウェストゲート５などで構成されるターボチャージ
ャ２を設けている。なお、タービン３の入口３ａをエキ
ゾーストマニホールド６の集合部６ａに接続するととも
に、コンプレッサ４の出口４ａとインテークマニホール
ド７を給気通路８を介して接続していることは従来公知
のターボチャージャの場合と同様である。５ａはウェス
トゲート５の開度を可変制御するバルブ、９は給気通路
８の途中に介装したインタークーラ、１０は給気通路８
に設けた給気絞り弁、１１はラジエータであり、図示し
ないコントロールユニットにより給気絞り弁１０の開度
を制御して余剰空気の供給を制限するようにしている。
づいて説明する。図１は本発明に係るリーンバーンエン
ジンの排気温度制御装置の一実施形態を示す概略平面図
であり、エンジン１にはタービン３、コンプレッサ４お
よびウェストゲート５などで構成されるターボチャージ
ャ２を設けている。なお、タービン３の入口３ａをエキ
ゾーストマニホールド６の集合部６ａに接続するととも
に、コンプレッサ４の出口４ａとインテークマニホール
ド７を給気通路８を介して接続していることは従来公知
のターボチャージャの場合と同様である。５ａはウェス
トゲート５の開度を可変制御するバルブ、９は給気通路
８の途中に介装したインタークーラ、１０は給気通路８
に設けた給気絞り弁、１１はラジエータであり、図示し
ないコントロールユニットにより給気絞り弁１０の開度
を制御して余剰空気の供給を制限するようにしている。
【０００９】ここに本実施形態においては、コンプレッ
サ４の出口４ａ部分に相当する給気通路８の上流端とタ
ービン３の入口３ａに相当するエキゾーストマニホール
ド６の集合部６ａを接続する連絡通路１２を設けてい
る。そして、エンジンの運転状態を監視するコントロー
ルユニット（図示省略）から出力された信号で制御され
るコントロールバルブ１３を連絡通路１２に設けること
により、エンジンの運転状態に応答して連絡通路１２の
開度を可変制御するようにしている。１４はタービン３
の出口３ｂから図示しないマフラに至る排気通路１５に
設けたＮＯｘ吸蔵触媒である。
サ４の出口４ａ部分に相当する給気通路８の上流端とタ
ービン３の入口３ａに相当するエキゾーストマニホール
ド６の集合部６ａを接続する連絡通路１２を設けてい
る。そして、エンジンの運転状態を監視するコントロー
ルユニット（図示省略）から出力された信号で制御され
るコントロールバルブ１３を連絡通路１２に設けること
により、エンジンの運転状態に応答して連絡通路１２の
開度を可変制御するようにしている。１４はタービン３
の出口３ｂから図示しないマフラに至る排気通路１５に
設けたＮＯｘ吸蔵触媒である。
【００１０】すなわち、リーンバーンエンジンにおいて
は給気絞り弁１０を設けて余剰空気の供給を制限するよ
うにしているために、コンプレッサ４の出口圧力が高
い。従って、コントロールバルブ１３を開弁させると、
コンプレッサ４の出口４ａの空気が連絡通路１２を通っ
てタービン３の入口３ａに供給されるために、タービン
３およびＮＯｘ吸蔵触媒に供給される排気の温度が低下
する。
は給気絞り弁１０を設けて余剰空気の供給を制限するよ
うにしているために、コンプレッサ４の出口圧力が高
い。従って、コントロールバルブ１３を開弁させると、
コンプレッサ４の出口４ａの空気が連絡通路１２を通っ
てタービン３の入口３ａに供給されるために、タービン
３およびＮＯｘ吸蔵触媒に供給される排気の温度が低下
する。
【００１１】また、タービン３およびＮＯｘ吸蔵触媒１
４に供給される排気の温度は、エンジン１の運転状態お
よびエキゾーストマニホールド６に戻される空気の流量
によって変化し、エキゾーストマニホールド６に戻され
る空気の流量はコントロールバルブ１３の開度およびコ
ンプレッサ４の吐出圧力ならびにエキゾーストマニホー
ルド６の内圧などに応じて変化するものであり、これら
はエンジン１の運転状態に応答して変化する。
４に供給される排気の温度は、エンジン１の運転状態お
よびエキゾーストマニホールド６に戻される空気の流量
によって変化し、エキゾーストマニホールド６に戻され
る空気の流量はコントロールバルブ１３の開度およびコ
ンプレッサ４の吐出圧力ならびにエキゾーストマニホー
ルド６の内圧などに応じて変化するものであり、これら
はエンジン１の運転状態に応答して変化する。
【００１２】従って、エンジンの運転状態に応じてコン
トロールバルブ１３の開度を可変制御すれば、タービン
３およびＮＯｘ吸蔵触媒１４に供給される排気の温度を
触媒の活性温度以上に上昇することを回避できるもので
あり、タービン３の熱負荷を軽減することができるとと
もに、ＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘの低減効果を良好状
態に維持させつつその劣化を抑制することができる。
トロールバルブ１３の開度を可変制御すれば、タービン
３およびＮＯｘ吸蔵触媒１４に供給される排気の温度を
触媒の活性温度以上に上昇することを回避できるもので
あり、タービン３の熱負荷を軽減することができるとと
もに、ＮＯｘ吸蔵触媒によるＮＯｘの低減効果を良好状
態に維持させつつその劣化を抑制することができる。
【００１３】なお、上記実施形態においては排気通路１
５にＮＯｘ吸蔵触媒１４を設けて排気中のＮＯｘ濃度を
効果的に低減させる場合について説明しているが、必ず
しもＮＯｘ吸蔵触媒１４を設ける必要性はなく、必要に
応じて他の排気処理手段を設けることもできる。また、
コントロールバルブ１３の開度を大きくするとタービン
入口３ａの圧力が増加（排圧が上昇）してエンジン１の
燃費を低下させることもあるために、ウェストゲート５
に設けたバルブ５ａの開度をコントロールバルブ１３の
開度に応じて同時に制御する手段を設けることもでき
る。
５にＮＯｘ吸蔵触媒１４を設けて排気中のＮＯｘ濃度を
効果的に低減させる場合について説明しているが、必ず
しもＮＯｘ吸蔵触媒１４を設ける必要性はなく、必要に
応じて他の排気処理手段を設けることもできる。また、
コントロールバルブ１３の開度を大きくするとタービン
入口３ａの圧力が増加（排圧が上昇）してエンジン１の
燃費を低下させることもあるために、ウェストゲート５
に設けたバルブ５ａの開度をコントロールバルブ１３の
開度に応じて同時に制御する手段を設けることもでき
る。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、リーンバーンエンジンに設けたターボチャージャの
コンプレッサ出口とタービン入口を連絡通路を介して接
続するとともに、エンジンの運転状態に応答して前記連
絡通路の開度を可変制御するコントロールバルブを設け
ることにより、タービンに供給される排気の温度の異常
上昇を回避してターボチャージャの熱負荷を軽減するよ
うにしたものであるから、高価な耐熱素材を用いてター
ボチャージャの耐熱性を改善する必要性がなくなるとと
もに、排気処理手段の熱負荷をも低減させることができ
る。
は、リーンバーンエンジンに設けたターボチャージャの
コンプレッサ出口とタービン入口を連絡通路を介して接
続するとともに、エンジンの運転状態に応答して前記連
絡通路の開度を可変制御するコントロールバルブを設け
ることにより、タービンに供給される排気の温度の異常
上昇を回避してターボチャージャの熱負荷を軽減するよ
うにしたものであるから、高価な耐熱素材を用いてター
ボチャージャの耐熱性を改善する必要性がなくなるとと
もに、排気処理手段の熱負荷をも低減させることができ
る。
【図１】本発明に係るリーンバーンエンジンの排気温度
制御装置の一実施形態を示す概略平面図である。
制御装置の一実施形態を示す概略平面図である。
１ エンジン ２ ターボチャージャ ３ タービン ３ａ 入口 ３ｂ 出口 ４ コンプレッサ ４ａ 出口 ５ ウェストゲート ５ａ バルブ ６ エキゾーストマニホールド ６ａ 集合部 ７ インテークマニホールド ８ 給気通路 ９ インタークーラ １０ 給気絞り弁 １１ ラジエータ １２ 連絡通路 １３ コントロールバルブ １４ ＮＯｘ吸蔵触媒 １５ 排気通路
Claims (1)
- 【請求項１】 ターボチャージャを備えたリーンバーン
エンジンにおいて、前記ターボチャージャのコンプレッ
サ出口とタービン入口を連絡通路を介して接続するとと
もに、エンジンの運転状態に応答して前記連絡通路の開
度を可変制御するコントロールバルブを設けたことを特
徴とするリーンバーンエンジンの排気温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33354799A JP2001152863A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | リーンバーンエンジンの排気温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33354799A JP2001152863A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | リーンバーンエンジンの排気温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001152863A true JP2001152863A (ja) | 2001-06-05 |
Family
ID=18267279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33354799A Pending JP2001152863A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | リーンバーンエンジンの排気温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001152863A (ja) |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33354799A patent/JP2001152863A/ja active Pending
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