JP2005009313A - ディーゼルエンジンの排気還流装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】吸気の過給と排気還流を両立して行えるディーゼルエンジンの排気還流装置を提供する。
【解決手段】排気通路7に直列に介装される第一、第二タービン12,22と、吸気通路6に直列に介装される第一、第二コンプレッサ13,23と、第一タービン12及び第一コンプレッサ13を同軸上に連結して吸気を過給する第一ターボチャージャ11と、第二タービン22及び第二コンプレッサ23を同軸上に連結して吸気を過給する第二ターボチャージャ21と、排気通路7と吸気通路6を結ぶEGR通路32とを備えるディーゼルエンジン1の排気還流装置において、EGR通路32は排気通路7の第一タービン12より上流側の通路7aに接続する入口32aと、吸気通路6の第一コンプレッサ13より上流側の通路6aに接続する出口32bとを有するものとした。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャを備えるディーゼルエンジンの排気還流装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ターボチャージャを備えるディーゼルエンジンにおいて、EGR通路はタービンより上流側の排気通路とコンプレッサより下流側の吸気通路を結ぶように配設される。
【0003】
しかしながら、この場合、吸気通路の過給圧力が排気通路の排気圧力を超える低速高負荷域では、排気還流が行えないという問題点があった。
【0004】
特許文献1に開示されたものは、吸気を過給する第一のターボチャージャを備えるとともに、EGR通路にて強制的に排気還流ガスを流すブロアとして第二のターボチャージャを備えている。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−91325号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のディーゼルエンジンの排気還流装置にあっては、第二のターボチャージャのコンプレッサはEGR通路に介装されているため、吸気の過給と排気還流を両立して行うことが難しいという問題点があった。
【0007】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吸気の過給と排気還流を両立して行えるディーゼルエンジンの排気還流装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、排気通路に直列に介装される第一、第二タービンと、吸気通路に直列に介装される第一、第二コンプレッサと、この第一タービン及び第一コンプレッサを同軸上に連結して吸気を過給する第一ターボチャージャと、この第二タービン及び第二コンプレッサを同軸上に連結して吸気を過給する第二ターボチャージャと、排気通路と吸気通路を結ぶEGR通路とを備え、このEGR通路は排気通路の第一タービンより上流側の通路に接続する入口と、吸気通路の第一コンプレッサより上流側の通路に接続する出口とを有するものとした。
【0009】
第2の発明は、第1の発明において、EGR通路の途中にこれを流れる排気還流ガス中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタを介装するものとした。
【0010】
第3の発明は、第1または第2の発明において、EGR通路の途中にこれを流れる排気還流ガスを冷却するEGRクーラを介装するものとした。
【0011】
【発明の作用および効果】
第1の発明において、第一、第二ターボチャージャによって排気ガスの圧力エネルギーを回収し、吸気を二段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高められ、エンジンの出力向上及び燃費低減がはかられる。
【0012】
第一ターボチャージャの過給圧力が排気圧力を超える低速高負荷域においても、EGR通路は入口の圧力が出口の圧力より高くなる圧力差が生じるため、排気還流が途絶えることなく行える。この結果、EGR通路にブロア等を介装して強制的に排気還流ガスを流す必要がなく、構造の複雑化が避けられる。
【0013】
第2の発明において、EGR通路を流れる排気還流ガスはパティキュレートフィルタによって排気微粒子が捕捉されるため、排気微粒子によって第一コンプレッサが汚損することを防止し、第一ターボチャージャの作動を維持できる。
【0014】
第3の発明において、EGR通路を流れる排気還流ガスはEGRクーラを通過することによって冷却されるため、排気ガス温度の上昇時にも十分な排気還流率を維持し、NOxの発生を抑制することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0016】
図1において、1はディーゼルエンジンであり、シリンダ2内を摺動するピストン3と同期して、吸気弁4、排気弁5がそれぞれ吸気通路6の吸気ポート、排気通路7の排気ポートを開閉する。
【0017】
エンジン1は、エアクリーナ8から吸気通路6に取り込まれた空気が吸気弁4を介してシリンダ2に吸入される吸入行程と、この空気をピストン3で圧縮する圧縮行程と、燃料噴射弁9から噴射された燃料を着火燃焼させ、ピストン3がこの燃焼圧力によって押し下げられることにより図示しないコンロッドを介してクランクシャフトを回転する燃焼行程と、ピストン3が上昇し排気弁5を介して排気が排気通路7に排出される排気行程とが連続して繰り返される。
【0018】
エンジン1の吸気通路6と排気通路7には第一、第二ターボチャージャ11,21が直列に介装される。第一、第二ターボチャージャ11,21は排気通路7を流れる排気ガスの圧力エネルギーにより回転する第一、第二タービン12,22により、同軸の第一、第二コンプレッサ13,23を回転し、吸気通路6を流れる空気をシリンダ2内に圧送する。
【0019】
排気通路7には第一タービン12の下流側に第二タービン22が介装される。排気通路7を流れる排気ガスの圧力エネルギーにより第一、第二タービン12,22がそれぞれ回転駆動される。排気通路7の第二タービン22より下流側には排気浄化装置31が介装される。なお、この排気浄化装置31は排気ガスを浄化する触媒及びパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタの機能を備えることが望ましい。
【0020】
吸気通路6には第二コンプレッサ23の下流側に第一コンプレッサ13が介装される。吸気通路6を流れる吸気は第二コンプレッサ23と第一コンプレッサ13により二段階に過給される。吸気通路6には第二コンプレッサ23の下流側に第二インタクーラ24が介装され、第一コンプレッサ13の下流側に第一インタクーラ14が介装され、吸気を冷却するようになっている。第二、第一インタクーラ24,14は冷却媒体として冷却風が通過する空冷式熱交換器であり、第二、第一コンプレッサ23,13によって圧縮されて温度上昇した吸気から冷却風への放熱を促す。なお、第二、第一インタクーラ24,14はこれに限らず、水冷式熱交換器を用いても良い。
【0021】
排気還流装置として、排気通路7と吸気通路6の間には、両者を結ぶEGR通路32が配設される。排気通路7から不活性の排気還流ガスをEGR通路32及び吸気通路6を経てシリンダ2に再循環させることにより、燃焼温度を下げてNOxの発生を抑制する。
【0022】
EGR通路32は、排気通路7の第一タービン12より上流側の通路7aに接続する入口32aと、吸気通路6の第二コンプレッサ23より下流側かつ第一コンプレッサ13より上流側の通路6aに接続する出口32bとを有する。これにより、第一、第二タービン12,22によって圧縮された排気ガスがEGR通路32を通って第一コンプレッサ13より上流側に流入するようになっている。
【0023】
EGR通路32の途中には電磁式のEGR弁33が介装される。このEGR弁33の開度によってEGR通路32を流れる排気還流ガスの還流量が調節される。コントロールユニット34はエンジン1の回転速度及び負荷等の運転状態に応じてEGR弁33の開度を制御し、運転状態に適した排気還流が行われる。
【0024】
EGR通路32の途中にはパティキュレートフィルタ35とEGRクーラ36がそれぞれ介装される。
【0025】
パティキュレートフィルタ35は、排気還流ガスが流通する多数の流路を有し、排気還流ガス中のパーティキュレートを捕捉し、酸化させるようになっている。なお、パティキュレートフィルタ35は排気還流ガスの浄化を促す触媒の機能を持つことが望ましい。
【0026】
EGRクーラ36は冷却媒体として冷却水が循環する水冷式熱交換器であり、排気還流ガスから冷却水への放熱を促す。なお、EGRクーラ36はこれに限らず、空冷式熱交換器を用いても良い。
【0027】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【0028】
エンジン1の運転時、シリンダ2から排出される排気ガスにより第一ターボチャージャ11が回転し、第一ターボチャージャ11を通過した排気ガスにより第二ターボチャージャ21が回転する。エアクリーナ8から吸気通路6に取り込まれた吸気は第二ターボチャージャ21に吸引され、第二ターボチャージャ21から吐出される吸気が第一ターボチャージャ11によってさらに加圧され、シリンダ2へと送られる。こうして排気ガスの圧力エネルギーが第一、第二ターボチャージャ11,21によって回収され、吸気を二段階に過給することにより、低回転域から効率良く過給圧力を高められ、エンジン1の出力向上及び燃費低減がはかられる。
【0029】
シリンダ2から排気通路7に流れる排気ガスの一部はEGR通路32及び吸気通路6を経てシリンダ2に再循環される。EGR通路32の入口32aが第一ターボチャージャ11より上流側の排気通路7に接続し、EGR通路32の出口32bが第一ターボチャージャ11より上流側の吸気通路6に接続する構成のため、第一ターボチャージャ11の過給圧力が排気圧力を超える低速高負荷域においても、EGR通路32は入口32aの圧力が出口32bの圧力より高くなる圧力差が生じるため、排気還流が途絶えることなく行える。この結果、EGR通路32にブロア等を介装して強制的に排気還流ガスを流す必要がなく、構造の複雑化が避けられる。
【0030】
EGR通路32を流れる排気還流ガスはパティキュレートフィルタ35によって排気微粒子が捕捉されるため、排気微粒子によって第一コンプレッサ13が汚損することを防止し、第一ターボチャージャ11の作動を維持できる。
【0031】
EGR通路32は排気通路7に対して第一ターボチャージャ11より上流側の通路7aに接続しているため、シリンダ2からパティキュレートフィルタ35までの通路長を短くすることが可能となる。これによりパティキュレートフィルタ35には高温の排気ガスが導かれ、パティキュレートフィルタ35に捕捉されたパティキュレートの酸化が促され、自動再生が行われる。
【0032】
EGR通路32を流れる排気還流ガスはEGRクーラ36を通過することによって冷却されるため、排気ガス温度の上昇時にも十分な排気還流率を維持し、NOxの発生を抑制することができる。
【0033】
次に図2に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施の形態と同一構成部には同一符号を付す。
【0034】
EGR通路32は、排気通路7の第一タービン12より下流側かつ第二タービン22より上流側の通路7bに接続する入口32aと、吸気通路6の第二コンプレッサ23より上流側の通路6bに接続する出口32bとを有する。
【0035】
この場合、EGR通路32の入口32aが第二ターボチャージャ21より上流側の排気通路7に接続し、EGR通路32の出口32bが第二ターボチャージャ21より上流側の吸気通路6に接続する構成のため、第一ターボチャージャ11の過給圧力が排気圧力を超える低速高負荷域においても、EGR通路32は入口32aの圧力が出口32bの圧力より高くなる圧力差が生じるため、排気還流が途絶えることなく行える。この結果、EGR通路32にブロア等を介装して強制的に排気還流ガスを流す必要がなく、構造の複雑化が避けられる。
【0036】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す排気還流装置の構成図。
【図2】他の実施の形態を示す排気還流装置の構成図。
【符号の説明】
1 エンジン
2 シリンダ
6 吸気通路
7 排気通路
11 第一ターボチャージャ
21 第二ターボチャージャ
32 EGR通路
35 パティキュレートフィルタ
36 EGRクーラ

Claims (3)

  1. 排気通路に直列に介装される第一、第二タービンと、吸気通路に直列に介装される第一、第二コンプレッサと、この第一タービン及び第一コンプレッサを同軸上に連結して吸気を過給する第一ターボチャージャと、この第二タービン及び第二コンプレッサを同軸上に連結して吸気を過給する第二ターボチャージャと、排気通路と吸気通路を結ぶEGR通路とを備え、このEGR通路は排気通路の第一タービンより上流側の通路に接続する入口と、吸気通路の第一コンプレッサより上流側の通路に接続する出口とを有したことを特徴とするディーゼルエンジンの排気還流装置。
  2. 前記EGR通路の途中にこれを流れる排気還流ガス中のパティキュレートを捕捉するパティキュレートフィルタを介装したことを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの排気還流装置。
  3. 前記EGR通路の途中にこれを流れる排気還流ガスを冷却するEGRクーラを介装したことを特徴とする請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの排気還流装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006348781A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Hino Motors Ltd ターボチャージャ付エンジンの排気ガス再循環構造
WO2007040070A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 内燃機関のegrシステム
JP2007092755A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Ford Global Technologies Llc 排出ガス再循環装置を持つエンジンの制御装置及び制御方法
WO2007040071A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 2段過給式エンジンのegrシステム
JP2012057634A (ja) * 2007-06-21 2012-03-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006348781A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Hino Motors Ltd ターボチャージャ付エンジンの排気ガス再循環構造
JP4616707B2 (ja) * 2005-06-14 2011-01-19 日野自動車株式会社 ターボチャージャ付エンジンの排気ガス再循環構造
JP2007092755A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Ford Global Technologies Llc 排出ガス再循環装置を持つエンジンの制御装置及び制御方法
JP4688770B2 (ja) * 2005-09-28 2011-05-25 フォード グローバル テクノロジーズ、リミテッド ライアビリティ カンパニー 排出ガス再循環装置を持つエンジンの制御装置及び制御方法
WO2007040070A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 内燃機関のegrシステム
WO2007040071A1 (ja) * 2005-10-06 2007-04-12 Isuzu Motors Limited 2段過給式エンジンのegrシステム
JP2007100628A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Isuzu Motors Ltd 2段過給式エンジンのegrシステム
JP2007100627A (ja) * 2005-10-06 2007-04-19 Isuzu Motors Ltd 内燃機関のegrシステム
JP4692201B2 (ja) * 2005-10-06 2011-06-01 いすゞ自動車株式会社 内燃機関のegrシステム
JP4692202B2 (ja) * 2005-10-06 2011-06-01 いすゞ自動車株式会社 2段過給式エンジンのegrシステム
JP2012057634A (ja) * 2007-06-21 2012-03-22 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置

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