JP2004124749A

JP2004124749A - ターボ過給機付エンジンの排気装置

Info

Publication number: JP2004124749A
Application number: JP2002287281A
Authority: JP
Inventors: Kensuke Tominaga; 富永　健介
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4007139B2

Abstract

【課題】ＥＧＲガスを安定して吸気系に導入することができ、エミッション性能と燃費性能とを高めることができるターボ過給機付エンジンの排気装置を提供する。
【解決手段】エンジンＣＥには、第１、第２スクロール部２１、２２を有するタービン５ｐを備えたターボ過給機５が設けられている。排気行程が隣り合わない第１、第４気筒Ａ、Ｄの排気ガスは第１集合排気通路１２を介して第１スクロール部２１に供給され、排気行程が隣り合わない第２、第３気筒Ｂ、Ｃの排気ガスは第２集合排気通路１３とを介して第２スクロール部２２に供給される。第１集合排気通路１２と第２集合排気通路１３とを連通させる連通路１７と、低速・高負荷時に連通路１７を閉じ、それ以外は開く開閉弁１８とが設けられている。連通路１７には、ＥＧＲ弁２０を備えたＥＧＲ通路１９が接続されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ過給機付エンジンの排気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用のエンジンにおいては、排気ガスがかなり高い圧力（排気圧力）をもつことから、この排気ガスの圧力を有効に利用して吸気圧力ないしは充填効率を高めるターボ過給機を設けてエンジン出力の向上を図るようにしたターボ過給機付エンジンが従来用いられている。
【０００３】
また、一般に、自動車用のエンジンから排出された排気ガスには、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の大気汚染物質が含まれている。これらの大気汚染物質中、ＮＯｘは、燃焼室内での燃焼ガス温度が高くなると発生量が増加する。そこで、エンジンには、通常、エンジンの運転状態に応じて、排気ガスの一部をＥＧＲとして吸気系に還流させ、燃焼ガス温度を低下させることによりＮＯｘ発生量を低減するＥＧＲ装置が設けられる。また、低負荷時等においては、吸気系にＥＧＲガスを供給することによりポンピング損失を低減して燃費性能を高めることができる。
【０００４】
かくして、ターボ過給機付エンジンにおいても、ＥＧＲ装置が設けられるが、ターボ過給機付エンジンでは、普通、ＥＧＲガスは、タービン上流の排気通路からＥＧＲ通路を経由してスロットルバルブ下流の吸気系に導入される。しかし、エンジンの運転状態によっては、このＥＧＲ導入位置における吸気圧力が排気圧力より高くなり、ＥＧＲガスを吸気系に導入することができなくなる。このため、ターボ過給機付エンジンでは、吸気系にＥＧＲガスを導入することができる運転範囲を広くする手法が提案されている。
【０００５】
具体的には、例えば、それぞれ排気行程が隣り合わない気筒の排気通路で構成される２つの排気グループを設け、第１の排気グループをツインスクロール型のタービンの第１のスクロール部に接続する一方、第２の排気グループを第２のスクロール部に接続し、一方の排気グループからＥＧＲガスを取り出すことにより、吸気系にＥＧＲを導入することが可能な運転範囲を広げるようにしたターボ過給機付エンジンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０９−０５３４５６号公報（段落１２、段落１５、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように一方の排気グループからＥＧＲガスを取り出すと、排気脈動により、ＥＧＲガスの流れにムラが生じ、各気筒へのＥＧＲガスの分配性が悪くなる。このように、ＥＧＲガスの分配性が悪くなると、ある気筒に、たまたま大量のＥＧＲガスが供給され、その時点における該気筒の燃料の燃焼性が低下することがあり、このようなことが繰り返されると燃費性能が低下する。したがって、このような不具合を回避するため、吸気系へのＥＧＲガスの供給量を低く設定せざるをえなくなる。このため、気筒全体に対して十分にＥＧＲガスを供給することができず、エミッション性能が低下し、あるいは燃費性能が低下するといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、ＥＧＲガスを安定して吸気系に導入することができ、エミッション性能と燃費性能とを高めることができるターボ過給機付エンジンの排気装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかるターボ過給機付エンジンの排気装置は、（ｉ）複数のスクロール部を有するタービンを備えたターボ過給機が設けられ、それぞれ排気行程が隣り合わない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、互いに異なるスクロール部に各別に接続されているターボ過給機付エンジンの排気装置において、（ｉｉ）タービン上流において各排気グループ同士を連通させる連通路と、（ｉｉｉ）連通路を開閉する開閉弁と、（ｉｖ）連通路又は連通路付近（連通路の排気通路への接続位置からタービンまでの区間、又は該接続位置からやや上流側までの区間）の排気通路に接続され、ＥＧＲ弁を具備したＥＧＲ通路とが設けられ、（ｖ）開閉弁が低速域内において低負荷域で開かれる一方高負荷域で閉じられ、ＥＧＲ弁が低速域内において低負荷域で開かれることを特徴とするものである。
【００１０】
このターボ過給機付エンジンの排気装置によれば、低速・高負荷域では、過給性能が高められ、エンジンの出力トルクが十分に高められる。また、過給仕事の要求が少ない低速・低負荷域では、連通路が開かれて全気筒の排気通路から、排気脈動が少ない状態でＥＧＲガスが取り出される。したがって、各気筒へのＥＧＲガスの分配性が良くなり、燃焼室内における混合気ないし燃料の燃焼性が良くなり、燃費性能が高められる。また、各気筒へのＥＧＲガスの分配性が良くなった分、多くのＥＧＲガス（排気ガス）を吸気系ないし燃焼室に還流させることができるので、ＮＯｘ発生量を低減することができ、かつポンピング損失の低減により燃費性能をより高めることができる。
【００１１】
上記ターボ過給機付エンジンの排気装置においては、開閉弁を高速域で開くのが好ましい。このようにすれば、排気流量が多い高速域で、排気抵抗を低減することができ、過給効率を高めることができる。
【００１２】
上記ターボ過給機付エンジンの排気装置においては、低速域における開閉弁の開閉制御で、過給圧力がタービン上流の排気圧力以下となる運転状態において、負荷が上昇して切替負荷より高くなったときに開閉弁を閉じるのが好ましい。この場合、開閉弁は、過給圧力の平均値（静圧状態）とタービン上流の排気圧力の平均値（静圧状態）とが実質的に等しく（ないし、ほぼ等しく）なったときに閉じてもよい。このようにすれば、低速・部分負荷域で、ＥＧＲ通路内でのＥＧＲガスの脈動を低減することができる。このため、過給圧力に対して排気圧力が少し高い領域まで、良好な気筒分配性でもってＥＧＲガスを吸気系ないし燃焼室に供給することができる。これにより、ＥＧＲによるポンピング損失の低減により燃費性能を高めることができ、かつ燃焼ガス温度の低下によりＮＯｘ発生量を低下させてエミッション性能を高めることができる。
【００１３】
上記ターボ過給機付エンジンの排気装置においては、上記切替負荷と、リーンバーン域の上限負荷とを同一にしてもよい。
あるいは、上記切替負荷より低負荷側にリーンバーン域の上限負荷を設定し、該両負荷間の領域では、空燃比を理論空燃比に設定し、かつ吸気系にＥＧＲガスを供給してもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
図１〜図４に示すように、本発明にかかる排気装置を備えたターボ過給機付エンジンＣＥ（以下、「エンジンＣＥ」という。）は、第１〜第４気筒Ａ〜Ｄを備えた直列４気筒エンジンである。このエンジンＣＥでは、点火は、第１気筒Ａ、第３気筒Ｃ、第４気筒Ｄ、第２気筒Ｂの順に行われる。したがって、第１気筒Ａと第４気筒Ｄとは排気行程が隣り合わず、また第２気筒Ｂと第３気筒Ｃとは排気行程が隣り合わない。
【００１５】
詳しくは図示していないが、このエンジンＣＥの各気筒Ａ〜Ｄにおいては、それぞれ、２つの吸気弁（図示せず）が開かれたときに、２つの吸気ポート（図示せず）を経由して吸気系から燃焼室１ａ〜１ｄ内に燃料燃焼用のエアが吸入される。そして、各燃焼室１ａ〜１ｄ内のエア中に、所定のタイミングで燃料噴射弁（図示せず）から燃料（ガソリン）が直接噴射され、混合気が形成される。この混合気は、ピストン（図示せず）によって圧縮され、所定のタイミングで点火プラグ（図示せず）により点火されて燃焼する。燃焼ガスすなわち排気ガスは、排気弁（図示せず）が開かれたときに、排気ポート（図示せず）を経由して排気系に排出される。
【００１６】
第１〜第４気筒Ａ〜Ｄの燃焼室１ａ〜１ｄに燃料燃焼用のエアを供給する吸気系には、１つの共通吸気通路２が設けられている。そして、この共通吸気通路２には、エアの流れ方向にみて、上流側から順に、エア取入口３と、エア中のダスト等を除去するエアクリーナ４と、エアの流量を検出するエアフローセンサ（図示せず）と、ツインスクロール式のターボ過給機５のブロア５ｐと、ブロア５ｐにより加圧されて高温となったエアを冷却するインタクーラ６と、エアを絞るスロットルバルブ７とが設けられている。共通吸気通路２の下流端はエアの流れを安定させるサージタンク８に接続されている。このサージタンク８には、それぞれ下流端が第１〜第４気筒Ａ〜Ｄの２つの吸気ポートに接続された、第１〜第４気筒Ａ〜Ｄ用の第１、第２分岐吸気通路９ａ、１０ａ〜９ｄ、１０ｄが接続されている。
【００１７】
第１〜第４気筒Ａ〜Ｄの燃焼室１ａ〜１ｄ内の燃焼ガスないし排気ガスを大気中に排出する排気系には、それぞれ上流端が第１〜第４気筒Ａ〜Ｄの排気ポートに接続された、第１〜第４気筒Ａ〜Ｄ用の分岐排気通路１１ａ〜１１ｄが設けられている。ここで、分岐排気通路１１ａ〜１１ｄは、排気行程が隣り合わない気筒の分岐排気通路同士が同一の排気グループに属するようにして、第１、第２の２つの排気グループにグルーピング（グループ分け）されている。具体的には、排気行程が隣り合わない第１、第４気筒Ａ、Ｄの分岐排気通路１１ａ、１１ｄは第１排気グループに属し、排気行程が隣り合わない第２、第３気筒Ｂ、Ｃの分岐排気通路１１ｂ、１１ｃは第２排気グループに属している。
【００１８】
第１排気グループに属する分岐排気通路１１ａ、１１ｄの下流端は第１集合排気通路１２に接続され、第２排気グループに属する分岐排気通路１１ｂ、１１ｃの下流端は第２集合排気通路１３に接続されている。そして、第１集合排気通路１２の下流端はターボ過給機５のタービン５ｔの第１スクロール部２１に接続され、第２集合排気通路１３の下流端はタービン５ｔの第２スクロール部２２に接続されている。両スクロール部２１、２２は１つの共通排気通路１４に接続されている。
【００１９】
詳しくは図示していないが、ツインスクロール式のターボ過給機５のタービン５ｔにおいては、そのハウジング内に、タービン軸線とほぼ垂直な方向に広がる仕切壁が設けられ、この仕切壁によって排気渦巻室ないしスクロールがタービン軸線方向に２分されている。このように２分された排気渦巻室ないしスクロールの一方（ブロア５ｐに近い方）が第１スクロール部２１とされ、他方が第２スクロール部２２とされている。かくして、このターボ過給機５ないしタービン５ｔでは、排気干渉が起こるのが防止され、過給効率が高められる。
【００２０】
また、この排気系には、タービン５ｔをバイパスしてタービン上流の第２集合排気通路１３とタービン下流の共通排気通路１４とを接続する排気バイパス通路１５と、この排気バイパス通路１５を開閉するウェストゲートバルブ１６とが設けられている。そして、過給圧力が上限過給圧力を超えるのを防止するため、排気ガス流量が多いとき、例えば高速・高負荷時には、ウェストゲートバルブ１６が開かれ、第２集合排気通路１３内の排気ガスの一部又は全部が、タービン５ｔをバイパスして、排気バイパス通路１５を経由して、共通排気通路１４に排出される。
【００２１】
さらに、この排気系においては、タービン上流の第１集合排気通路１２と第２集合排気通路１３とを連通させる連通路１７と、この連通路１７を開閉する開閉弁１８とが設けられている。なお、連通路１７は、排気バイパス通路１５の第２集合排気通路１３への接続位置より上流側で、第２集合排気通路１３に接続されている。
【００２２】
そして、開閉弁１８より第２集合排気通路側（第１集合排気通路側でもよい）の連通路１７と、スロットルバルブ７より下流の共通吸気通路２ないしサージタンク８とを接続するＥＧＲ通路１９が設けられている。このＥＧＲ通路１９には、これを開閉し、あるいはＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２０が設けられている。なお、ＥＧＲ通路１９は、連通路１７でなく、タービン上流の第１集合排気通路１２又は第２集合排気通路１３に接続されてもよい。また、ＥＧＲ通路１９は、動圧の影響を受けない範囲であれば分岐排気通路１１ａ〜１１ｄに接続されてもよい。
【００２３】
ここで、連通路１７内ないしは第２集合排気通路１３内の排気ガスの圧力がスロットルバルブ７の下流の吸気圧より高いときには、該圧力差とＥＧＲバルブ２０の開度とに応じて、排気ガスの一部がＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１９を経由して共通吸気通路２ないしサージタンク８に供給される。このようにＥＧＲガスが吸気系、ひいては燃焼室１ａ〜１ｄに供給されると、燃焼室１ａ〜１ｄ内の燃焼ガス温度が低下し、ＮＯｘの発生量が低減され、エミッション性能が高められる。また、ポンピング損失が低減され（とくに、低負荷時等、吸気負圧が強い（吸気圧が低い）とき）、燃費性能が高められる。
【００２４】
以下、このエンジンＣＥにおける、連通路１７ないし開閉弁１８と、ＥＧＲ通路１９ないしＥＧＲバルブ２０の制御手法を具体的に説明する。
図５は、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとするエンジンＣＥの運転領域を示している。図５中において、曲線Ｌ_１は、開閉弁１８が閉弁されて連通路１７が閉じられている場合における、全負荷状態（ＷＯＴ）でのエンジン回転数とエンジン負荷との関係を示している。曲線Ｌ_２は、開閉弁１８が開弁されて連通路１７が開かれている場合における、全負荷状態（ＷＯＴ）でのエンジン回転数とエンジン負荷との関係を示している。また、Ｎ_０は低速域（低回転域）と高速域（高回転域）との境界となるエンジン回転数（以下、「切替回転数」という。）を示し、Ｔ_０は低負荷域と高負荷域との境界となる負荷（以下、「切替負荷」という。）を示している。
【００２５】
（低速・高負荷時）
低速・高負荷時、すなわち図５中の領域Ｉで示す低速・高負荷域での運転時には、開閉弁１８が閉弁されて連通路１７は閉じられる。また、ＥＧＲ弁２０が閉弁されてＥＧＲ通路１９が閉じられ、このとき吸気系にはＥＧＲガスは供給されない。この場合、連通路１７が閉じられているので、第１排気グループの第１集合排気通路１２と第２排気グループの第２集合排気通路１３とは、互いに孤立する。したがって、第１排気グループに属する第１、第４気筒Ａ、Ｄの排気ガスはタービン５ｔの第１スクロール部２１に供給され、第２排気グループに属する第２、第３気筒Ｂ、Ｃの排気ガスはタービン５ｔの第２スクロール部２２に供給される。
【００２６】
かくして、低速・高負荷時には、ターボ過給機５は普通のツインスクロール式のターボ過給機と同様に機能し、排気干渉が防止されて、過給効率が高められ、エンジンの出力トルクが十分に高められる。なお、低速・高負荷時に、吸気系へのＥＧＲガスの供給を停止するのは、充填効率を高めて高出力を確保する必要があるからである。
【００２７】
（低速・低負荷時）
低速・低負荷時、すなわち図５中の領域ＩＩで示す低速・低負荷域での運転時には、開閉弁１８が開弁されて連通路１７は開かれる。また、ＥＧＲ弁２０が開弁されてＥＧＲ通路１９が開かれ、吸気系にＥＧＲガスが供給される。この場合、連通路１７が開かれているので、全気筒Ａ〜Ｄの分岐排気通路１１ａ〜１１ｄから、排気脈動が少ない状態でＥＧＲガスが取り出される。したがって、各気筒Ａ〜ＤへのＥＧＲガスの分配性が良くなり、燃焼室１ａ〜１ｄ内における混合気ないし燃料の燃焼性が良くなり、燃費性能が高められる。また、各気筒Ａ〜ＤへのＥＧＲガスの分配性が良くなった分、多くのＥＧＲガス（排気ガス）を吸気系ないし燃焼室１ａ〜１ｄに還流させることができるので、ＮＯｘ発生量を低減することができ、かつポンピング損失の低減により燃費性能を一層高めることができる。なお、この場合、排気干渉が生じるので、過給能力は低下するが、低速・低負荷時には、過給仕事の要求は少ないので、とくには不具合は生じない。
【００２８】
なお、低速域における開閉弁１８の開閉制御においては、過給圧力（スロットルバルブ下流の吸気圧）が排気圧力（連通路１７ないし第２集合排気通路１３における排気ガスの圧力）以下となる運転状態において、負荷が上昇して切替負荷Ｔ_０より高くなったときに開閉弁１８が閉じられる。また、開閉弁１８は、過給圧力の平均値とタービン上流の排気圧力の平均値とが実質的に等しくなったときに閉じられる。
【００２９】
かくして、低速・部分負荷域で、ＥＧＲ通路１９内でのＥＧＲガスの脈動を低減することができる。このため、過給圧力に対して排気圧力が若干高い領域まで、良好な気筒分配性でもってＥＧＲガスを吸気系ないし燃焼室１ａ〜１ｄに供給することができる。これにより、ＥＧＲによるポンピング損失を低減して燃費性能を高めることができ、かつ燃焼ガス温度の低下によりＮＯｘ発生量を低下させてエミッション性能を高めることができる。
【００３０】
また、このエンジンＣＥでは、低速・低負荷域では、燃費性能を高めるとともにＮＯｘ発生量を低減するために、空燃比を理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）よりもリーンにしてリーンバーンを行うのが好ましい。この場合、リーンバーン域で大量のＥＧＲ（排気還流）を行うことができ、燃費性能及びエミッション性能を高めることができる。この場合、リーンバーン域の上限負荷は、低速域における切替負荷Ｔ_０と一致させるのが好ましい。
しかし、リーンバーン域の上限負荷を、低速域における切替負荷Ｔ_０より低負荷側に設定してもよい。この場合、両負荷間の領域では、空燃比を理論空燃比に設定し、かつ吸気系にＥＧＲガスを供給するのが好ましい。
【００３１】
（高速時）
高速時、すなわち図５中の領域ＩＩＩで示す高速域での運転時には、開閉弁１８が開弁されて連通路１７は開かれる。また、ＥＧＲ弁２０が開弁されてＥＧＲ通路１９が開かれ、吸気系にＥＧＲガスが供給される。通常、高速時には排気流量が多いので排気抵抗が大きくなるが、このように連通路１７を開くことにより排気抵抗を低減することができ、過給効率を高めることができる。また、ＥＧＲガスの供給によりポンピング損失を低減することができ、燃費性能を高めることができる。
【００３２】
前記のとおり、低速・低負荷域及び高速域では、開閉弁１８を開弁して連通路１７を開き、これにより燃費性能を高めるとともに、ＥＧＲガスの各気筒Ａ〜Ｄへの分配性を高めるようにしているが、以下、この効果を実験ないしシミュレーションにより検証した結果を示す。
【００３３】
図６に、連通路１７を開いた場合（以下、「連通時」という。）と、連通路１７を閉じた場合（以下、「非連通時」という。）とにおける、シリンダ内圧力（燃焼室内圧力）とシリンダ容積（燃焼室容積）との関係を示す。図６によれば、連通時（実線）には、非連通時（破線）に比べて、明らかに負の仕事が小さくなっている。したがって、連通時には、燃費性能が有効に高められるものと推察される。
【００３４】
図７に、連通時と非連通時とにおけるＥＧＲガス流量（ＥＧＲバルブ流量）のクランク角に対する変化特性を示す。図７によれば、連通時（実線）には、非連通時に比べて、ＥＧＲガス流量の変動が明らかに小さくなっている。したがって、連通時には、ＥＧＲガスの各気筒Ａ〜Ｄへの分配性を高めることができ、ひいては吸気系ないし燃焼室１ａ〜１ｄへのＥＧＲガスの供給量を増加させることができるものと推察される。
【００３５】
図８と図９とに、それぞれ、非連通時と連通時とにおけるＥＧＲガスの各気筒Ａ〜Ｄへの分配性を測定した結果を、排気系をグルーピングしていない普通のエンジンの場合と比較して示す。図８及び図９によれば、連通時（図９）には、非連通時（図８）に比べて、ＥＧＲガスの各気筒Ａ〜Ｄへの分配性が明らかに改善されている。
【００３６】
図１０に、連通時と非連通時とにおける、平均有効圧力ＰｅのＥＧＲ率に対する変化特性を示す。図１０において、平均有効圧力Ｐｅが各曲線より低い領域はＥＧＲガスの供給が可能な領域であり、平均有効圧力Ｐｅが各曲線より高い領域はＥＧＲガスの供給が不可能な領域である。図１０によれば、連通時（実線）には、非連通時（破線）に比べて、ＥＧＲガスの供給が可能な領域が広くなっている。したがって、連通時には、吸気系へのＥＧＲガスの供給をより有効に行うことができることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ＥＧＲガスを安定して吸気系に導入することができ、エミッション性能と燃費性能とを高めることができるターボ過給機付エンジンの排気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に形態にかかるターボ過給機付エンジンのシステム構成図である。
【図２】図１に示すターボ過給機付エンジンの平面図である。
【図３】図１に示すターボ過給機付エンジンの側面図である。
【図４】図１に示すターボ過給機付エンジンの正面図である。
【図５】エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとする運転領域を示す図であり、開閉弁の制御手法を示している。
【図６】連通時及び非連通時における、シリンダ内圧力とシリンダ容積との関係を示すグラフである。
【図７】連通時及び非連通時における、ＥＧＲガス流量（ＥＧＲバルブ流量）のクランク角に対する変化特性を示すグラフである。
【図８】非連通時におけるＥＧＲガスの各気筒への分配性を測定した結果を、排気系をグルーピングしていない普通のエンジンの場合と比較して示すグラフである。
【図９】連通時におけるＥＧＲガスの各気筒への分配性を測定した結果を、排気系をグルーピングしていない普通のエンジンの場合と比較して示すグラフである。
【図１０】連通時と非連通時とにおける、平均有効圧力ＰｅのＥＧＲ率に対する変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】
ＣＥ…ターボ過給機付エンジン、Ａ〜Ｄ…第１〜第４気筒、１ａ〜１ｄ…燃焼室、２…共通吸気通路、３…エア取入口、４…エアクリーナ、５…ターボ過給機、５ｐ…ブロア、５ｔ…タービン、６…インタクーラ、７…スロットルバルブ、８…サージタンク、９ａ〜９ｄ…第１分岐吸気通路、１０ａ〜１０ｄ…第２分岐吸気通路、１１ａ〜１１ｄ…分岐排気通路、１２…第１集合排気通路、１３…第２集合排気通路、１４…共通排気通路、１５…排気バイパス通路、１６…ウェストゲートバルブ、１７…連通路、１８…開閉弁、１９…ＥＧＲ通路、２０…ＥＧＲ弁、２１…第１スクロール部、２２…第２スクロール部。

Claims

複数のスクロール部を有するタービンを備えたターボ過給機が設けられ、それぞれ排気行程が隣り合わない気筒の排気通路で構成される複数の排気グループが、互いに異なるスクロール部に各別に接続されているターボ過給機付エンジンの排気装置において、
タービン上流において各排気グループ同士を連通させる連通路と、
連通路を開閉する開閉弁と、
連通路又は連通路付近の排気通路に接続され、ＥＧＲ弁を具備したＥＧＲ通路とが設けられ、
開閉弁が低速域内において低負荷域で開かれる一方高負荷域で閉じられ、ＥＧＲ弁が低速域内において低負荷域で開かれることを特徴とするターボ過給機付エンジンの排気装置。
開閉弁が高速域で開かれることを特徴とする請求項１に記載のターボ過給機付エンジンの排気装置。
低速域における開閉弁の開閉制御においては、過給圧力がタービン上流の排気圧力以下となる運転状態において、負荷が上昇して切替負荷より高くなったときに開閉弁が閉じられることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ過給機付エンジンの排気装置。
開閉弁が、過給圧力の平均値とタービン上流の排気圧力の平均値とが実質的に等しくなったときに閉じられることを特徴とする請求項３に記載のターボ過給機付エンジンの排気装置。
上記切替負荷と、リーンバーン域の上限負荷とが同一であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のターボ過給機付エンジンの排気装置。
上記切替負荷より低負荷側にリーンバーン域の上限負荷が設定され、該両負荷間の領域では、空燃比が理論空燃比に設定され、かつ吸気系にＥＧＲガスが供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のターボ過給機付エンジンの排気装置。