JP2005147049A - Exhaust gas reflux device for engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機付エンジンの排気還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine.
スーパーチャージャーを設けたエンジンでは、ほとんどの運転領域で給気圧が排気圧より高くなるために、EGRを行うことが困難である。 In an engine provided with a supercharger, it is difficult to perform EGR because the supply air pressure is higher than the exhaust pressure in most operating regions.
従来技術の排気還流装置として、例えば、特許文献1に開示されたものがある。この排気還流装置は、図2に示すように、エンジン51と、エンジン51に吸気を導く吸気通路56と、エンジン51からの排気を導く排気通路53と、排気ガスの一部をEGRガスとして排気通路53から吸気通路56に導くEGR通路57と、吸気を過給する過給機54と、を備える。
As an exhaust gas recirculation device of the prior art, for example, there is one disclosed in
EGR通路57には、EGRガスを、排気通路53のマフラー58の下流から吸引し、排気還流弁52を介して吸気通路56に圧送する排気還流用送気装置59が設けられる。この排気還流用送気装置59は排気通路53を流れる排気ガスの排気圧により駆動される。
The EGR
このような構成としたことにより、EGRを支障なく行おうとしている。
しかし、排気還流用送気装置を用いた排気還流装置では、排気通路の最下流からEGRガスを吸引するため、排気還流用送気装置で増圧してもEGR圧力が給気圧に対して十分高くなく、特に高過給エンジンにおいて、十分なEGRを行うことができない。 However, in the exhaust gas recirculation device using the exhaust gas recirculation device, since the EGR gas is sucked from the most downstream side of the exhaust passage, the EGR pressure is sufficiently high with respect to the supply air pressure even if the pressure is increased by the exhaust gas recirculation gas supply device. In particular, sufficient EGR cannot be performed in a high supercharged engine.
本発明の目的は、上述の問題を解決し、高過給エンジンにおいて、EGRを十分に行える過給機付エンジンの排気還流装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas recirculation device for an engine with a supercharger that solves the above-described problems and can sufficiently perform EGR in a high supercharged engine.
上記目的を達成するために、第1の発明は、排気通路から排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に導くEGR通路と、吸気を過給する過給機と、を備えた過給機付エンジンの排気還流装置において、前記EGR通路に吸気圧力を利用してEGRガスを圧送するEGRブースタを設けた。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a supercharger comprising: an EGR passage that leads a part of exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage as EGR gas; and a supercharger that supercharges intake air. In the exhaust gas recirculation apparatus for an attached engine, an EGR booster that pumps EGR gas using intake pressure is provided in the EGR passage.
第2の発明は、第1の発明において、前記排気通路と前記EGR通路の分岐部下流の前記排気通路上に、前記EGR通路に導くEGRガスの流量を制御する可変絞り弁を設けた。 According to a second invention, in the first invention, a variable throttle valve for controlling a flow rate of EGR gas led to the EGR passage is provided on the exhaust passage downstream of the branch portion of the exhaust passage and the EGR passage.
第3の発明は、第1の発明において、前記吸気通路に、EGRガスを引き込むベンチュリを設け、前記EGR通路を前記ベンチュリに連通した。 According to a third aspect, in the first aspect, a venturi that draws EGR gas is provided in the intake passage, and the EGR passage communicates with the venturi.
第4の発明は、第1の発明において、前記EGR通路にEGRガスを冷却するEGRクーラーを設けた。 In a fourth aspect based on the first aspect, an EGR cooler that cools EGR gas is provided in the EGR passage.
第5の発明は、第1の発明において、前記吸気通路に吸気を冷却する吸気クーラーを設けた。 In a fifth aspect based on the first aspect, an intake air cooler for cooling intake air is provided in the intake passage.
第1の発明によると、排気通路から排気ガスの一部をEGRガスとして吸気通路に導くEGR通路と、吸気を過給する過給機と、を備えた過給機付エンジンの排気還流装置において、前記EGR通路に吸気圧力を利用してEGRガスを圧送するEGRブースタを設けたことにより、ほとんどの運転領域で給気圧が排気圧より高くなる高過給エンジンにおいても、十分なEGRを行うことができ、EGRを行える運転領域を拡大することができる。 According to a first aspect of the present invention, in an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, comprising: an EGR passage that guides a part of exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage as EGR gas; and a supercharger that supercharges intake air. By providing an EGR booster that pumps EGR gas using intake pressure in the EGR passage, sufficient EGR can be performed even in a highly supercharged engine in which the supply pressure is higher than the exhaust pressure in most operating regions And the operating range in which EGR can be performed can be expanded.
第2の発明によると、前記排気通路と前記EGR通路の分岐部下流の前記排気通路上に、前記EGR通路に導くEGRガスの流量を制御する可変絞り弁を設けたことにより、運転状態に応じた適切なEGR率に調整することができる。 According to the second invention, the variable throttle valve for controlling the flow rate of the EGR gas led to the EGR passage is provided on the exhaust passage downstream of the branch portion of the exhaust passage and the EGR passage. It is possible to adjust to an appropriate EGR rate.
第3の発明によると、前記吸気通路に、EGRガスを引き込むベンチュリを設け、前記EGR通路を前記ベンチュリに連通したことにより、前記EGRブースタより圧送されたEGRガスを吸気の流れ内に引き込むことができる。これにより、EGRブースタの圧送力とベンチュリの吸引力の両方を利用してEGRを行うことにより、ほとんどの運転領域で給気圧が排気圧より高くなる高過給エンジンにおいても、十分なEGRを行うことができ、EGRを行える運転領域を拡大することができる。 According to the third aspect of the present invention, the vent passage for drawing EGR gas is provided in the intake passage, and the EGR passage communicated with the venturi allows the EGR gas pumped from the EGR booster to be drawn into the flow of intake air. it can. Thus, by performing EGR using both the EGR booster's pumping force and the venturi's suction force, sufficient EGR is performed even in a highly supercharged engine in which the supply pressure is higher than the exhaust pressure in most operating regions. It is possible to expand the operating range in which EGR can be performed.
第4の発明によると、前記EGR通路にEGRガスを冷却するEGRクーラーを設けたことにより、EGRガスを冷却することができる。 According to the fourth invention, the EGR gas can be cooled by providing an EGR cooler for cooling the EGR gas in the EGR passage.
第5の発明によると、前記吸気通路に吸気を冷却する吸気クーラーを設けたことにより、吸気を冷却することができる。 According to the fifth invention, the intake air can be cooled by providing the intake air cooler for cooling the intake air in the intake passage.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施形態の排気還流装置を示す。 FIG. 1 shows an exhaust gas recirculation apparatus of this embodiment.
エンジン1は、6つのシリンダを有する6気筒エンジンであり、各シリンダに吸気を導く吸気通路6と、各シリンダから排気を導く排気通路3と、を備える。
The
排気通路3には、排気音を消音するマフラー22が設けられる。 The exhaust passage 3 is provided with a muffler 22 that silences the exhaust sound.
吸気通路6には、エンジン1の駆動力を利用して吸気を過給するスーパーチャージャー4が設けられる。
The
吸気通路6のスーパーチャージャー4の下流には、スーパーチャージャーで過給されて高温になった吸気を冷却する吸気クーラー60が設けられる。
An
吸気通路6と排気通路3はEGR通路7により連通され、排気ガスの一部がEGRガスとして排気通路3から吸気通路6に還流される。
The
吸気通路6と排気通路3の連通部にはベンチュリ9が設けられる。ベンチュリ9は、吸気通路6を絞ることによって吸気の流速を速め、エゼクタ効果により、EGRガスを吸気の流れの中に引き込ませる。
A
EGR通路7には、EGRガスの温度を下げるEGRクーラー11が設けられる。EGRクーラー11は、EGRガスの温度を下げてEGRガスの密度を上げることにより、より多くのEGRガスを還流させる。
The EGR
EGR通路7には、タービン8aとコンプレッサ8bとから構成され、吸気圧力を利用してEGRガスを増圧するEGRブースタ8が設けられる。
The EGR
EGRブースタ8のタービン8aは、スーパーチャージャー4とベンチュリ9の間の吸気通路6上に配置される。EGRブースタ8のコンプレッサ8bは、EGRクーラー11の下流のEGR通路7上に配置される。
The
タービン8aは、スーパーチャージャー4で加圧された吸気を利用して回転し、その回転力を同軸上で直結するシャフトを介してコンプレッサ8bに伝達する。コンプレッサ8bは、EGRガスを増圧し、ベンチュリ9に圧送する。EGRブースタ8はスーパーチャージャー4からの高圧の吸気で駆動されるため、電気モータや油圧モータなどの外部動力源が不要である。
The
EGR通路7と排気通路3の分岐部下流の排気通路3上には、排気の流量を制御する可変絞り弁19が設けられる。可変絞り弁19は、アクチュエータにより、弁体を回動させてその開度を変える構成とする。制御手段であるコントローラ20は、可変絞り弁19の開度を制御することにより、排気通路3を絞ったり開いたりして、EGR通路7に導くEGRガスの流量を制御する。すなわち、可変絞り弁19を絞るとEGR通路7に導かれるEGRガスの流量が増える。これにより、EGR率を制御することができる。
A
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。 Here, the effect of this embodiment is demonstrated.
エンジン1から排出された排気は排気通路3を通って排出される。コントローラ20は、エンジンの運転状態に応じ、排気通路6を可変絞り弁19によって絞ったり開いたりして、EGR通路7に排気の一部をEGRガスとして導く。EGRガスはEGRクーラー11で冷却されたのち、EGRブースタ8で増圧されてベンチュリ9に圧送される。EGRガスは、ベンチュリ9内で、吸気の流れに引き込まれ、吸気と混合される。
Exhaust gas discharged from the
このように、EGRブースタ8の圧送力とベンチュリ9の吸引力の両方を利用してEGRを行うことにより、ほとんどの運転領域で給気圧が排気圧より高くなる高過給のスーパーチャージャー付エンジン1においても、十分なEGRを行うことができ、EGRを行える運転領域を拡大することができる。
As described above, by performing EGR using both the pumping force of the
なお、本実施形態では、可変絞り弁19を排気通路3上に設けたが、これに限られず、例えば可変絞り弁19をEGR通路7上に設けてEGR率を制御しても良い。
In the present embodiment, the
また、可変絞り弁19を設ける代わりに、EGRブースタ8のタービン8aをノズル翼を回動させてその角度を変化させる構成とし、可変ノズルの角度を制御してEGR率を制御しても良い。
Further, instead of providing the
本発明を、構造的と方法的特徴に関してある程度特定的な言葉で説明したが、本明細書に開示した手段は本発明を実施する好ましい形態を含むものであり、本発明はこれら図示し記載された特定の特徴に制限されないことを理解されたい。したがって、本発明は、均等の原則に従って適切に解釈される特許請求の範囲に記載された範囲内におけるいかなる形態または変更についても含むものである。 Although the present invention has been described in certain terms with regard to structural and methodological features, the means disclosed herein include preferred forms of practicing the invention, and the invention is illustrated and described. It should be understood that the invention is not limited to specific features. Accordingly, the present invention includes any forms or modifications within the scope of the claims as appropriately interpreted in accordance with the principle of equality.
本発明は過給機付エンジンの排気還流装置に適用できる。 The present invention can be applied to an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine.
1 エンジン
3 排気通路
4 スーパーチャージャー
6 吸気通路
7 EGR通路
8 EGRブースタ
9 ベンチュリ
11 EGRクーラー
19 可変絞り弁
20 コントローラ
22 マフラー
1 Engine 3
Claims (5)
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JP2003388039A JP2005147049A (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Exhaust gas reflux device for engine with supercharger |
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