JP2005009406A - Internal combustion engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はEGR装置を装備した過給機付内燃機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジン排気経路から分流した排気をエンジン吸気経路へ送給することにより、気筒内での燃料の燃焼を抑制して燃焼温度の低下を図り、NOxの発生を低減する、排気ガス再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を適用した過給機付内燃機関が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この過給機付内燃機関は図3に示すように、直列6気筒のエンジン1とターボチャージャ2を備え、当該ターボチャージャ2は、タービン3、コンプレッサ4、及びタービン翼車をコンプレッサ翼車に連結する伝達軸5で構成されている。
【0003】
タービン3は、排気導入口がエンジン1の排気マニホールド6に連通し、排気送出口が排気管7を介してマフラ8に接続されている。
また、コンプレッサ4は、吸気導入口が吸気管9を介してエアクリーナ10に接続され、吸気送出口がインタクーラ11を有する吸気管12を介してエンジン1の吸気マニホールド13に接続されている。
更に、EGRクーラ14とEGRバルブ15を有するEGR管路16の上流端を、排気マニホールド6に接続し、当該EGR管路16の下流端を、吸気管12のインタクーラ11よりも下流側個所に接続している。
【0004】
図3に示す過給機付内燃機関では、エンジン1の稼働時に排気Gの大部分は、排気マニホールド6からタービン3へ流入してコンプレッサ4を駆動し、排気管7やマフラ8などを経て大気中に放出される。
また、エアクリーナ10及び吸気管9を経てコンプレッサ4に流入し且つ圧縮された吸気Aは、吸気管12やインタクーラ11を通って吸気マニホールド13へ送給され、同時に排気Gの一部が、排気マニホールド6からEGR管路16へ流入し、EGRクーラ14で冷却され且つEGRバルブ15によって流量調整が行なわれた排気Gが吸気Aとともに吸気マニホールド13へ送給される。
これにより、エンジン1のシリンダ内における酸素濃度が抑制されて燃焼温度の低下が図られ、その結果、NOxの発生が低減することになる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−256915号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン1が低回転数領域で運転されている場合、各気筒から順に送出される排気Gの脈動が大きく、EGR管路16と吸気管12の圧力差も要因となって、吸気管12を流通する吸気Aに対して排気Gを混ぜ合わせることが困難になる。
【0007】
そこで例えば、気筒の着火順序が1−4−2−6−3−5である直列6気筒のエンジン1では、エンジン1の前端寄りの3気筒から吸気管12に連なる再循環経路と、エンジン1の後端寄りの3気筒から吸気管12に連なる再循環経路とを別個に設置し、排気Gの脈動の影響を抑制することが考えられるが、このような構成を採用するとなると、各再循環経路のそれぞれにEGRクーラ14やEGRバルブ15が必要になる。
【0008】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、1つの再循環経路により全ての回転数領域でEGRの効用が得られる過給機付内燃機関を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、排気マニホールドからターボチャージャのタービンへ排気を導き且つターボチャージャのコンプレッサが圧縮した吸気を吸気経路へ送給し、排気マニホールドが送出される排気の一部を、EGR管路により吸気経路へ戻すようにした過給機付内燃機関において、上流端が排気マニホールド内の一端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部、上流端が排気マニホールド内の他端寄り部分に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部、並びに上流端が両排気取出部の下流端に連通し且つ排気進行方向に向けて流路断面が漸増し、下流端が吸気経路に連なる排気合流部によりEGR管路を構成している。
【0010】
請求項2に記載の発明は、排気マニホールド内からタービン翼車に至る排気の流通経路を、排気マニホールド一端寄り部分と他端寄り部分とに区分する隔壁を設けている。
【0011】
請求項1に記載の発明では、排気進行方向に向けて流路断面が漸減する各排気取出部が、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消する。
【0012】
更に、排気進行方向に向けて流路断面が漸増する排気合流部が、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、EGRクーラから吸気流路へ送給する。
【0013】
請求項2に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気と、排気マニホールド他端寄り部分からタービン翼車へ向かう排気との行き来を隔壁で制限し、EGR管路に対する脈動影響の低減を図る。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
図1及び図2は本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示すもので、図中、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【0015】
この過給機付内燃機関では、排気マニホールド6及びタービン3のケーシングに、エンジン1からタービン翼車に送給すべき排気Gの流通経路を、エンジン1前端寄りの3気筒から排気導入口へ連なるものと、エンジン1後端寄りの3気筒から排気導入口へ連なるものとに区分する隔壁17を設置している。
【0016】
また、先に述べたEGR管路16(図3参照)に代わりに、EGRクーラ14とEGRバルブ15を有するEGR管路18の上流端を、排気マニホールド6に接続し、当該EGR管路18の下流端を、吸気管12のインタクーラ11よりも下流側個所に接続している。
【0017】
EGR管路18は、上流端が排気マニホールド6内の一端寄り部分(エンジン1前端寄りの3気筒から排気Gが送給される空間)に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する一方の排気取出部19と、上流端が排気マニホールド6内の他端寄り部分(エンジン1後端寄りの3気筒から排気が挿入される空間)に連通し且つ下流側に向けて流路断面が漸減する他方の排気取出部20と、これら排気取出部19,20の双方の下流端に上流端が連なり且つ下流側へ向けて流路断面が漸増する排気合流部21とを有し、該排気合流部21の下流端がEGRクーラ14の排気導入口に連通している。
【0018】
すなわち、EGR管路18では、排気取出部19,20と排気合流部21とが連なる部分が、最も流路断面が狭まるスロート22になっている。
【0019】
図1及び図2に示す過給機付内燃機関では、エンジン1前端寄りの3気筒からタービン3の排気導入口へ向かって進む排気Gと、エンジン1後端寄りの3気筒からタービン3の排気導入口へ向かって進む排気Gが互いに行き来することが、隔壁17により制限され、EGR管路18に対する脈動影響の低減を図れる。
【0020】
また、排気Gの進行方向下流側に向けて流路断面が漸減する排気取出部19,20のそれぞれが、排気マニホールド6内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気Gの流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部19,20内の静圧差を解消する。
【0021】
更に、排気Gの進行方向下流側に向けて流路断面が漸増する排気合流部21が、排気Gの流速を低めて静圧の回復を図るので、エンジン1の全ての回転数領域でEGRの効用を得ることが可能になる。
【0022】
なお、本発明の過給機付内燃機関は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【0023】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の過給機付内燃機関によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【0024】
(1)請求項1に記載の発明では、各排気取出部により、排気マニホールド内の一端寄り部分及び他端寄り部分から送出される排気の流速を高めて静圧を減少させ、両排気取出部内の静圧差を解消した後、排気合流部により、各排気取出部を通過した排気の流速を低めて静圧の回復を図り、EGRクーラから吸気流路へ送給するので、全ての回転数領域でEGRの効用を得ることが可能になる。
【0025】
(2)請求項2に記載の発明では、排気マニホールド一端寄り部分、及び排気マニホールド他端寄り部分のそれぞれからタービン翼車へ向かう排気の行き来を隔壁で制限するので、EGR管路に対する脈動影響の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図2】図1に関連する排気取出部と排気合流部の形状を示す概念図である。
【図3】従来の過給機付内燃機関の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
2 ターボチャージャ
3 タービン
4 コンプレッサ
6 排気マニホールド
12 吸気管(吸気経路)
17 隔壁
18 EGR管路
19 排気取出部
20 排気取出部
21 排気合流部
A 吸気
G 排気[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a supercharged internal combustion engine equipped with an EGR device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, exhaust gas recirculation (which reduces NOx generation by suppressing combustion of fuel in a cylinder by reducing the combustion temperature of the cylinder by sending exhaust gas diverted from the engine exhaust path to the engine intake path) An internal combustion engine with a supercharger to which EGR (Exhaust Gas Recirculation) is applied has been proposed (for example, see Patent Document 1).
As shown in FIG. 3, this supercharged internal combustion engine includes an in-line 6-
[0003]
The
The compressor 4 has an intake inlet connected to an
Further, the upstream end of the EGR
[0004]
In the supercharger-equipped internal combustion engine shown in FIG. 3, most of the exhaust G flows from the
In addition, the compressed air A that flows into the compressor 4 through the
As a result, the oxygen concentration in the cylinder of the
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-256915 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the
[0007]
Therefore, for example, in an in-line 6-
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a supercharged internal combustion engine in which the effect of EGR can be obtained in all rotation speed regions by one recirculation path.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the exhaust manifold is led from the exhaust manifold to the turbine of the turbocharger, and the intake air compressed by the compressor of the turbocharger is supplied to the intake passage, and the exhaust manifold is sent out. In an internal combustion engine with a supercharger in which a part of the exhaust is returned to the intake path by an EGR pipe, the upstream end communicates with a portion near one end in the exhaust manifold and the cross section of the flow path gradually decreases toward the exhaust traveling direction. One exhaust take-out part, the upstream end communicates with a portion near the other end in the exhaust manifold, and the other exhaust take-out part whose flow passage cross section gradually decreases in the exhaust traveling direction, and the upstream end is downstream of both exhaust take-out parts. The cross section of the flow path gradually increases in the exhaust traveling direction and communicates with the end, and an EGR pipe line is configured by an exhaust confluence portion whose downstream end is continuous with the intake path.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a partition that divides an exhaust flow path from the exhaust manifold to the turbine impeller into a portion near one end of the exhaust manifold and a portion near the other end.
[0011]
In the first aspect of the present invention, each exhaust take-out portion whose flow passage cross-section gradually decreases in the exhaust traveling direction increases the flow rate of the exhaust sent from one end portion and the other end portion in the exhaust manifold, and is static. Reduce the pressure and eliminate the static pressure difference in both exhaust outlets.
[0012]
Further, the exhaust merging section whose flow path cross section gradually increases in the exhaust traveling direction lowers the flow velocity of the exhaust gas that has passed through each exhaust extraction section to restore the static pressure, and feeds it from the EGR cooler to the intake flow path.
[0013]
In the invention according to claim 2, the passage between the exhaust gas from the portion near the exhaust manifold to the turbine impeller and the exhaust gas from the portion near the other end of the exhaust manifold to the turbine impeller is restricted by the partition wall, and the pulsation with respect to the EGR pipe line Reduce the impact.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 show an example of an embodiment of an internal combustion engine with a supercharger according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts.
[0015]
In this supercharged internal combustion engine, the
[0016]
Further, instead of the EGR pipe line 16 (see FIG. 3) described above, the upstream end of the EGR
[0017]
The EGR
[0018]
That is, in the EGR
[0019]
In the internal combustion engine with a supercharger shown in FIGS. 1 and 2, the exhaust G traveling from the three cylinders near the front end of the
[0020]
Further, each of the
[0021]
Further, the exhaust
[0022]
Note that the supercharged internal combustion engine of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the supercharged internal combustion engine of the present invention, the following various excellent effects can be obtained.
[0024]
(1) In the first aspect of the invention, each exhaust take-out portion increases the flow rate of the exhaust gas sent from one end portion and the other end portion in the exhaust manifold to reduce the static pressure. After the static pressure difference is eliminated, the exhaust confluence portion lowers the flow velocity of the exhaust gas that has passed through each exhaust extraction portion to restore the static pressure and feed it from the EGR cooler to the intake flow path. It becomes possible to obtain the utility of EGR.
[0025]
(2) In the invention according to the second aspect, since the passage of the exhaust toward the turbine impeller from each of the portion near the one end of the exhaust manifold and the portion near the other end of the exhaust manifold is restricted by the partition wall, the pulsation effect on the EGR pipe line is suppressed. Reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an embodiment of an internal combustion engine with a supercharger according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing shapes of an exhaust extraction portion and an exhaust confluence portion related to FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of a conventional supercharged internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
17
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003174643A JP2005009406A (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Internal combustion engine with supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003174643A JP2005009406A (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Internal combustion engine with supercharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005009406A true JP2005009406A (en) | 2005-01-13 |
Family
ID=34098076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003174643A Pending JP2005009406A (en) | 2003-06-19 | 2003-06-19 | Internal combustion engine with supercharger |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005009406A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005029322A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Behr Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas recycling and cooling device for engine has first and second exhaust gas heat exchangers combined in structural unit to form module |
JP2011106361A (en) * | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Toyota Motor Corp | Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine |
-
2003
- 2003-06-19 JP JP2003174643A patent/JP2005009406A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102005029322A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Behr Gmbh & Co. Kg | Exhaust gas recycling and cooling device for engine has first and second exhaust gas heat exchangers combined in structural unit to form module |
US8061334B2 (en) | 2005-06-24 | 2011-11-22 | Behr Gmbh & Co. Kg | Device for recycling and cooling exhaust gas for an internal combustion engine |
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