JP2003519311A - 排気ガス再循環のための装置 - Google Patents

排気ガス再循環のための装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、多シリンダの内燃機関を運転する際の排気ガス再循環のための装置に関する。内燃機関のシリンダ（２，３）は、２つのグループへと分配されており、その際一方のグループの排気ガスは、特にシリンダ（３）の排気ガスは、排気ガス再循環導管（７）を介して、内燃機関の吸入導管（４）に供給することができる。排気ガス再循環の制御は、排気ガス再循環導管（７）内の制御可能な弁（１１）によって行なわれる。特にチェックフラップとして形成された内燃機関の排気ガス収集導管（５）内のチェック弁（１０）は、排気ガス収集導管（５）の２つの領域の間の通路を、自動的に、排気ガス再循環導管（７）内の弁装置（１１）の開閉位置に依存して、閉鎖又は開放する。排気ガス収集導管（５）内の制御装置のないチェック弁（１０）の統合は、構造的に簡単に、場所関係が制限されている場合でも解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、特許請求項１の上位概念による多シリンダの内燃機関を運転する際
の排気ガス再循環のための装置に関する。
【０００２】 内燃機関における窒素酸化物排出物を低減するための有効な措置は、排気ガス
再循環である。排気ガス再循環のための装置は、例えば米国特許第５，５１７，
９７６号明細書より公知のものと分かる。そこには、搭載された内燃機関のシリ
ンダが２つのグループへと分配されており、その際一方のグループの排気ガスは
、特に１つのシリンダの排気ガスは、排気ガス再循環導管を介して内燃機関の吸
気導管に供給される。他方のシリンダグループの排気ガスは、排気ガス収集導管
内に収集され、排気ガスターボチャージャのタービンに導かれる。排気ガス再循
環導管及び排気ガス収集導管は、結合導管及び弁装置を介して互いに結合されて
おり、この弁装置は、結合導管の流動横断面を制御する。
【０００３】 類似した装置は、独国特許出願公開第３９ ３０ ２４３号明細書においても
図示されており、ここでは、３／２ウエイ弁が、低温の内燃機関及び僅かな負荷
の際の排気ガス再循環の遮断を行なうために使用される。排気ガス再循環が遮断
された際、排気ガス再循環導管と結合されたシリンダの排気ガスは、残りのシリ
ンダに接続された排気ガス収集導管内へと到達する。一方のグループが排気ガス
再循環のために設けられている２つのグループへとシリンダの分配を行なうこの
様式の装置において問題となるのは、排気ガス収集導管の領域内で弁装置を配設
する必要性であり、ここでは、取付け関係が非常に制約を受けている。加えて排
気ガス収集導管が冷却されている場合、ウォータジャケットを経る駆動軸の案内
は、大きな構造的な消費をもってしか解決することができない。
【０００４】 米国特許第４，２４９，３８２号明細書より、排気ガス再循環のための排気ガ
スシリンダの一方のグループを考慮する別の装置が公知のものとわかる。ここで
は、排気ガス流を制御するための２つの弁を有する弁装置が使用される。実施に
おいては、排気ガス再循環導管内への空気供給導管からの燃焼空気の流入を阻止
するために、チェック弁が使用される。
【０００５】 独国特許出願公開第１９５２ １５７３号明細書においては、搭載された内燃
機関が、排気ガス再循環装置と共に図示されており、この排気ガス再循環装置は
、排気ガス再循環導管内にチェックフラップを、加えて排気ガス再循環の遮断の
ための弁を含有する。再循環された排気ガスは、内燃機関の全てのシリンダが接
続されている排気ガス収集導管から取り出される。この構成の欠点は、再循環さ
れた排気ガスの排気ガス構成が最適に調節できないことである。何故なら、再循
環された排気ガスの排気ガス品質に影響を与えるためのシリンダ個々の調整が可
能でないからである。
【０００６】 本発明の基本である課題は、一方のグループ（ディスペンサシリンダ）が、排
気ガス再循環のための排気ガスを準備するシリンダの２つのグループを有する内
燃機関のために、排気ガス収集導管の領域内に僅かにしか構造的な消費を必要と
しない排気ガス再循環のための弁装置を提供することにある。
【０００７】 この課題は、請求項１を特徴付ける特徴によって解決される。特にプルバック
バネを有するフラップとして形成されたチェック弁は、排気ガス収集管を２つの
部分へと分割する。排気ガス収集導管内の制御装置のないチェック弁の統合は、
制限された場所関係においても、何ら構造的な課題をもたらさない。再循環され
る排気ガス流の制御は、排気ガス再循環導管内の制御可能な弁によって行なわれ
る。そこで、排気ガス再循環導管内の駆動軸及びサーボモータと共に制御可能な
弁の配設は、そこで使用可能である場所関係に基づいていかなる課題ももたらさ
ない。この方法で、構造的な消費及びコストに関して有利な解決が達成される。
【０００８】 本発明を、図示された実施例により詳細に説明する。
【０００９】 図１は、燃焼空気及び排気ガスのための導管システムを有する内燃機関１のシ
ステム図を示す。燃焼空気は、内燃機関１のシリンダ２，３に吸入導管４を介し
て供給され、この吸入導管は、排気ガスターボチャージャの圧縮機を含有する。
シリンダ２，３の排気ガスは、排気ガス収集導管５内に収容され、この排気ガス
収集導管は、排気ガスターボチャージャのタービン６を含む。排気ガス収集導管
５は、更に排気ガス再循環導管７への接続部を備えており、この排気ガス再循環
導管は、吸入導管４と結合されている。空気流及び排気ガス流を冷却するために
、熱交換器８，９を設けることができる。排気ガス再循環は、弁１０及び１１に
よって制御され、これらの弁は、排気ガス収集導管５内及び排気ガス再循環導管
７内に配設されている。シリンダ２及び３の接続部の間の排気ガス収集導管５内
に位置する、チェック弁として形成された弁１０は、排気ガス収集導管５の２つ
の領域を分離する。
【００１０】 図２ａ及び２ｂにおいては、排気ガス導管システムが、それぞれ、弁１０及び
１１から成る排気ガス再循環のための弁装置の領域内に示されており、その際図
２ａによる弁の位置においては、シリンダ３の排気ガスの排気ガス再循環が行な
われ、図２ｂによる弁の位置においては、排気ガス再循環が遮断されており、従
って全てのシリンダ２，３の排気ガスは、タービン６に到達する。
【００１１】 弁１０及び１１は、フラップとして形成されている。排気ガス再循環導管７内
に配設された弁１１は、エンジン運転パラメータに依存して排気ガス再循環のた
めの開放された位置（図２ａ）及び閉鎖された位置（図２ｂ）へと切替え可能で
あり、閉鎖された位置においては、排気ガス再循環が何ら行なわれない。弁１０
のチェック機能に基づいて、シリンダ３の排気ガスだけが再循環されることにな
る。
【００１２】 排気ガス収集導管５内に配設された弁１０は、排気ガス再循環の際、生じる圧
力比に基づいて、またプルバックバネ１２の作用によって、閉鎖された位置にお
いては、図２ａにおいて図示されているように、アバットメント１３におけるス
トッパにおいて保持される。バネのプルバック力は、存在する圧力比による調整
において、所望の開放及び閉鎖条件が満たされるように選択される。フラップに
作用する減衰要素は、圧力衝撃によって引き起こされるフラッタ運動を阻止する
。排気ガス流の方向は、矢印１４，１５及び１６によって示されている。
【００１３】 排気ガス再循環の遮断のために、弁１１が、図２ｂに相当する閉鎖された位置
にもたらされた場合は、弁１０が、弁１０によって分離された排気ガス収集導管
の領域内に生じる圧力差に基づいて自動的に開放し、通路が生じ、この通路を介
してシリンダ３の排気ガスが、タービン６と結合された排気ガス収集導管の部分
内へとオーバーフローする。全てのシリンダの全排気ガスは、タービン６へと到
達する。
【００１４】 再循環された排気ガス比率を変化させるために、排気ガス再循環導管７内の弁
１１を一部分だけ開放することも可能であり、従ってシリンダ３（ディスペンサ
シリンダ）の排気ガスの一部分だけが、吸入導管内へと再循環され、一方他の部
分は残りのシリンダ２の排気ガスと共に排気ガスタービンへと到達する。排気ガ
ス再循環導管内の排気ガス圧力は、特に弁１１の開放に依存している。弁１１の
開放が大きければ大きいほど、背圧に基づいてもたらされる排気ガス再循環導管
内の排気ガス圧力が僅かとなり、また再循環される排気ガス量が多くなる。弁１
０の位置は、弁１１の位置に依存する。
【００１５】 図示された排気ガス再循環のための弁１０及び１１から成る弁装置は、排気ガ
ス収集導管５の領域内で、構造的に簡単な構成を可能にする。何故なら排気ガス
再循環導管７内の制御可能な弁装置の配設に基づいて、排気ガス収集導管５内で
は、自動的なチェック弁だけで十分であるからである。バネの負荷を受けるフラ
ップとして形成されたチェック弁は、狭い内蔵環境であっても費用のかかる構造
的な措置を行なうことなく具現可能である。排気ガス収集導管が冷却される場合
は、特に、ウォータジャケットを経るのに必要な駆動軸の費用のかかる案内も省
略される。
【００１６】 排気ガス収集導管内での自動的なフラップの使用は、更に、このフラップが、
ディスペンサシリンダの排気ガスが、例えば弁１１の故障、制御装置における障
害、排気ガスクーラ又はその他の再循環導管内の構造部分の汚染もしくは閉塞が
生じた際に、それにもかかわらず流出することができる場合のための安全装置と
して使用することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 排気ガス再循環のためのシリンダの独立したグループを有する内燃機関のシス
テム図を示す。
【図２ａ】 ２つのフラップでもって形成された弁装置が、排気ガス再循環を行なう際の位
置にある状態で図示されている排気ガス導管の断面図を示す。
【図２ｂ】 排気ガス再循環が遮断された際のフラップの位置でもって図２ａに対応する排
気ガス導管の断面図を示す。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２，３ シリンダ ４ 吸入導管 ５ 排気ガス収集導管 ６ タービン ７ 排気ガス再循環導管 ８，９ 熱交換器 １０ 弁 １１ 弁 １２ プルバックバネ １３ アバットメント １４〜１６ 矢印
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G062 AA03 AA05 EB13 ED01 ED08 ED10 ED14 GA21 3G092 AA17 AA18 DB03 DC08 DC11 FA06 FA32 FA50

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリンダへと燃焼空気を供給するための吸入導管を有し、ま
    た内燃機関のシリンダから排気ガスを導出するための排気ガス収集導管を有し、
    その際シリンダの２つのグループに付設された排気ガス収集導管の２つの領域の
    間の排気ガス収集導管内に弁が設けられており、また排気ガス収集導管の一方の
    領域が排気ガス再循環導管と結合可能であり、この排気ガス再循環導管が吸入導
    管内へと開口するように構成されている、多シリンダの内燃機関における排気ガ
    ス再循環のための装置において、 排気ガス収集導管（５）内に配設された弁（１０）が自動的なチェック弁であ
    り、このチェック弁が、隣接する圧力差に依存して、排気ガス再循環導管（７）
    と結合された排気ガス収集導管（５）の領域から、弁（１０）によって制限され
    た排気ガス収集導管（５）の別の領域内への排気ガスのオーバーフローは許容し
    、しかしながら逆の方向へのフローは閉鎖によって阻止するように構成されてい
    ること、更に制御可能な弁（１１）が排気ガス再循環導管（７）内に配設されて
    おり、この弁が排気ガス再循環導管（７）の流動横断面を制御するように構成さ
    れていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 チェック弁がフラップ弁として形成されており、このフラッ
    プ弁が、プルバックバネ（１２）によって、閉鎖方向にアバットメント（１３）
    におけるストッパに至るまで作用を受けていることを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  3. 【請求項３】 弁（１１）が、排気ガス再循環導管（７）内の流動横断面を
    、エンジン運転パラメータに依存して制御するように構成されていることを特徴
    とする請求項１又は２に記載の装置。
JP2001545714A 1999-12-17 2000-12-12 排気ガス再循環のための装置 Withdrawn JP2003519311A (ja)

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