JP2008121635A - エンジン - Google Patents
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Abstract
【課題】排気循環装置によって戻される排気と混合されてその粘性が高められたオイルが過給機の駆動部分に付着することに伴う同過給機の機能低下を抑制することのできるエンジンを提供する。
【解決手段】エンジンは、排気駆動式の過給機4A,4B、接続通路22A,22B、及び合流通路23を含む吸気通路2を備える。また、エンジンは、クランクケースと吸気通路2において過給機4A,4Bよりも吸気上流側とをブローバイガス通路71を介して接続しクランクケース内のブローバイガスを吸気通路2に導入するブローバイガス循環装置7を備える。また、エンジンは、排気通路3と吸気通路2において過給機4A,4Bよりも吸気上流側とを低圧排気循環通路61を介して接続し排気を吸気通路2に戻す低圧排気循環装置6を備える。そして、ブローバイガス通路71及び低圧排気循環通路61が一対の接続通路22A,22Bに対して排他的に接続される。
【選択図】図1
【解決手段】エンジンは、排気駆動式の過給機4A,4B、接続通路22A,22B、及び合流通路23を含む吸気通路2を備える。また、エンジンは、クランクケースと吸気通路2において過給機4A,4Bよりも吸気上流側とをブローバイガス通路71を介して接続しクランクケース内のブローバイガスを吸気通路2に導入するブローバイガス循環装置7を備える。また、エンジンは、排気通路3と吸気通路2において過給機4A,4Bよりも吸気上流側とを低圧排気循環通路61を介して接続し排気を吸気通路2に戻す低圧排気循環装置6を備える。そして、ブローバイガス通路71及び低圧排気循環通路61が一対の接続通路22A,22Bに対して排他的に接続される。
【選択図】図1
Description
この発明は、一対の排気駆動式の過給機、ブローバイガス循環装置、並び排気循環装置をそれぞれ備えるエンジンに関する。
従来、この種のエンジンとしては、例えば特許文献1に記載されたものがある。図5に、特許文献1に記載のエンジンも含め、こうしたエンジンとして従来一般に採用されているエンジンの概要を示す。
図5に示されるように、エンジンの吸気通路2は、集合通路21と、同集合通路21の吸気下流側に分岐して接続される第1接続通路22A及び第2接続通路22Bと、これら各接続通路22A,22Bを流れる吸気が合流する合流通路23とを含む構成となっている。また、第1接続通路22Aには排気駆動式の第1の過給機4Aが設けられ、第2接続通路22Bには同じく排気駆動式の第2の過給機4Bが設けられている。そして、こうしたエンジンにあっては、第1の過給機4Aと第2の過給機4Bとを稼働させることで十分な過給が実現される。
また一般に、エンジンにおいては、図5に示されるように、排気性能等を向上させるべく、排気マニホルド31Bと吸気通路2のうち一対の過給機4A,4Bの吸気下流側とを排気循環通路51を介して接続し同排気マニホルド31B内の排気を吸気通路2に戻すための排気循環装置5を備えたものがある。しかし、このように吸気通路2のうち過給機4A,4Bの吸気下流側に排気を戻す排気循環装置5にあっては、機関低負荷域においては吸気通路2に排気を戻すことができるものの、機関高負荷域にあっては、排気循環通路51を通じて吸気通路2に戻される排気の圧力よりも吸気の圧力が高いことから、吸気通路2に排気を戻しにくいといった課題がある。
そこで近年、排気通路と、吸気通路のうち過給機よりも吸気上流側、すなわち吸気の圧力のより低い部分とを接続して、機関高負荷時であっても吸気通路に排気を戻すことができる排気循環装置を備えるエンジンが開発されるに至っている。
また一般に、エンジンには、クランクケースと吸気通路とをブローバイガス通路を介して接続しエンジンのクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に導入するブローバイガス循環装置が設けられている。ただし、ブローバイガスを、過給機の稼働状態にかかわらず吸気通路に常に導入するためには、このブローバイガス通路についてもこれを吸気通路のうち過給機よりも吸気上流側に接続する必要がある。すなわち、吸気通路内において常に負圧が発生することとなる、過給機よりも吸気上流側にブローバイガス通路を接続する必要がある。
特開平2―42168号公報
ところが、こうした一対の過給機を備えるエンジンに対して、排気循環装置及びブローバイガス循環装置を適用すると、吸気通路のうち過給機よりも吸気上流側には、ブローバイガス通路を通じてブローバイガスが導入されるとともに、排気循環装置の排気循環通路を通じて排気が戻されることとなる。その結果、ブローバイガスに含まれる潤滑オイルが高温且つ酸化力の強い排気と混合された状態で過給機に流入するようになる。そして、このように排気と混合されて劣化した潤滑オイルがコンプレッサホイール等、過給機の駆動部分に付着すると同過給機の機能低下を招くおそれがある。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対の過給機と、それら過給機に対して各別に接続された一対の接続通路とこれら接続通路を流れる吸気空気が吸気下流側にて合流する合流通路とを含む吸気通路と、エンジンのクランクケースと吸気通路において過給機よりも吸気上流側とをブローバイガス通路を介して接続し同クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に導入するブローバイガス循環装置と、排気通路と吸気通路において過給機よりも吸気上流側とを通路を介して接続し排気を吸気通路に戻す排気循環装置とを備えるエンジンにおいて、排気循環装置によって戻される排気と混合されて劣化した潤滑オイルが過給機の駆動部分に付着することに伴う同過給機の機能低下を抑制することのできるエンジンを提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明では、排気駆動式の一対の過給機と、それら過給機に対して各別に接続された一対の接続通路とこれら接続通路を流れる吸入空気が吸気下流側にて合流する合流通路とを含む吸気通路と、エンジンのクランクケースと前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とをブローバイガス通路を介して接続し同クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に導入するブローバイガス循環装置と、排気通路と前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とを排気循環通路を介して接続し排気を前記吸気通路に戻す排気循環装置とを備えるエンジンにおいて、前記ブローバイガス通路及び前記排気循環通路が前記一対の接続通路に対して排他的に接続されることをその要旨とする。
請求項1に記載の発明では、排気駆動式の一対の過給機と、それら過給機に対して各別に接続された一対の接続通路とこれら接続通路を流れる吸入空気が吸気下流側にて合流する合流通路とを含む吸気通路と、エンジンのクランクケースと前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とをブローバイガス通路を介して接続し同クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に導入するブローバイガス循環装置と、排気通路と前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とを排気循環通路を介して接続し排気を前記吸気通路に戻す排気循環装置とを備えるエンジンにおいて、前記ブローバイガス通路及び前記排気循環通路が前記一対の接続通路に対して排他的に接続されることをその要旨とする。
同構成によれば、ブローバイガス通路を通じて吸気通路に導入されるブローバイガスは、一対の接続通路のうちブローバイガス通路が接続された方の接続通路にのみ流入することとなり、排気循環通路が接続された方の接続通路には流入しない。また、排気循環通路を通じて吸気通路に戻される排気は、一対の接続通路のうち排気循環通路が接続された方の接続通路にのみ流入することとなり、ブローバイガス通路が接続された方の接続通路には流入しない。このため、ブローバイガスに含まれるオイルが、排気循環装置によって戻される高温且つ酸化力の強い排気と混合された状態で過給機に流入することを抑制することができ、排気と混合されることによって劣化した潤滑オイルが過給機に付着することに伴う同過給機の機能低下を抑制することができる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のエンジンにおいて、前記排気循環通路が前記排気通路に設けられて排気を浄化する排気浄化触媒よりも排気下流側に接続されることをその要旨とする。
同構成によれば、排気浄化触媒によって浄化された後の排気が排気循環通路を通じて接続通路に戻されるようになるため、同接続通路に設けられた過給機が排気によって汚損することを抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のエンジンにおいて、前記吸気通路は前記一対の接続通路よりも吸気上流側に位置してそれら接続通路にそれぞれ吸入空気を導入する集合通路を含むものであり、前記一対の過給機は、その稼働状態を、前記ブローバイガス通路に対応する過給機のみが稼働される第1の状態と、それら双方の過給機が稼働される第2の状態とに切り替え可能であり、前記一対の過給機の稼働状態が前記第1の状態であるときに前記排気循環通路から前記集合通路へのEGRガスの流入を禁止する制御弁を更に備えることをその要旨とする。
吸気通路が一対の接続通路よりも吸気上流側に位置してそれら接続通路にそれぞれ吸入空気を導入する集合通路を含むものであり、一対の過給機として上記のような、いわゆる多段方式の過給機を備えるエンジンにあっては、過給機の稼働状態が第1の状態のとき、すなわち、ブローバイガス通路に対応する過給機のみが稼働され、排気循環通路に対応する過給機が稼働されていないときに、排気通路から排気循環通路を通じて接続通路に戻された排気は、稼働されていない過給機がその流れの障壁となるために同接続通路内を逆流することとなる。そして、逆流した排気が、一対の接続通路の接続部分からブローバイガス通路の接続された接続通路に流入することで、同接続通路内においてブローバイガスに含まれる潤滑オイルが排気循環装置によって戻される排気と混合されることが懸念される。
この点、上記構成によれば、過給機の稼働状態が第1の状態のときには、排気通路から集合通路への排気の流入が制御弁によって禁止される。これにより、過給機が第1の状態にあるとき、上述したような排気の逆流によりブローバイガスに含まれる潤滑オイルが排気循環装置によって吸気通路に戻される排気と混合されてしまうことを抑制することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のエンジンにおいて、前記一対の過給機は機関低負荷域においてその稼働状態が前記第1の状態とされるものであり、前記排気通路と前記合流通路において同合流通路に設けられた吸気絞り弁の吸気下流側とを排気循環通路を介して接続し排気を前記吸気通路に戻す前記排気循環装置とは別の排気循環装置を更に備えることをその要旨とする。
一対の過給機として上記のような、いわゆる多段方式の過給機を備えるエンジンにあっては、機関低負荷域において一対の過給機の稼働状態を上記第1の状態、すなわち、ブローバイガス通路に対応する過給機のみが稼働され、排気循環通路に対応する過給機についてはこれが稼働されない状態となる。この場合、上述したように排気通路から集合通路への排気の流入を制御弁によって禁止することはできるものの、EGRガスをエンジンの燃焼室に供給することができないといった課題が新たに生じることとなる。
この点、上記構成では、排気循環通路が合流通路に設けられた吸気絞り弁の吸気下流側に接続された別の排気循環装置を備えるようにしている。そして、一方の過給機による過給が停止される機関低負荷域においては、合流通路において吸気絞り弁の吸気下流側に負圧が発生するため、この負圧によりその別の排気循環装置の排気循環通路からEGRガスを燃焼室に供給することができる。
<第1の実施の形態>
以下、この発明にかかるエンジンの第1の実施の形態について図1を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態では、V型8気筒式の車載ディーゼルエンジンを例示する。
以下、この発明にかかるエンジンの第1の実施の形態について図1を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態では、V型8気筒式の車載ディーゼルエンジンを例示する。
図1は、この実施の形態のエンジンについてその全体構成を示した概略構成図である。
エンジン本体1は、シリンダブロックやシリンダヘッドをそれぞれ備える2つのバンク1A,1Bからなり、各シリンダブロックの内部には4つの燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bがそれぞれ形成されている。また、各シリンダヘッドには、これら燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bに対し燃料を噴射供給するための燃料噴射弁が設けられている。
エンジン本体1は、シリンダブロックやシリンダヘッドをそれぞれ備える2つのバンク1A,1Bからなり、各シリンダブロックの内部には4つの燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bがそれぞれ形成されている。また、各シリンダヘッドには、これら燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bに対し燃料を噴射供給するための燃料噴射弁が設けられている。
エンジン本体1の各吸気ポートには燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bに吸気を供給するための吸気通路2が接続されている。この吸気通路2は、吸気上流側から順に、集合通路21、同集合通路21がその吸気下流側で分岐した第1接続通路22A及び第2接続通路22B、これらを流れる吸気が合流する合流通路23、及び合流通路23の吸気下流側と各吸気ポートとを接続する各吸気マニホルド24A,24Bを含んで構成されている。また、集合通路21には吸気を濾過するためのエアクリーナ25が設けられている。また、第1接続通路22Aには第1の過給機4Aのコンプレッサホイール41Aが、第2接続通路22Bには第2の過給機4Bのコンプレッサホイール41Bがそれぞれ配設されている。また、合流通路23には吸気を調量するための吸気絞り弁26が設けられている。
排気通路3は、また、各バンク1A,1Bの各排気ポートには各燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4B内で発生した排気を外部に排出するための排気通路3が接続されている。この排気通路3は、排気上流側から順に、各排気ポートに接続される各排気マニホルド31A,31B、これら各排気マニホルド31A,31Bを流れる排気が合流する第1排気通路32、同第1排気通路32がその排気下流側で分岐した第1分岐通路33A及び第2分岐通路33B、これら分岐通路33A,33Bを流れる排気が集合する第2排気通路34を含んで構成されている。
また、このエンジンには、燃焼室#1B〜#4Bから排出された排気をEGRガスとして吸気通路2に再び戻すことで燃焼温度を低下させてNOxの排出量を低減するための高圧排気循環装置5が設けられている。この高圧排気循環装置5では、排気マニホルド31Bと合流通路23とを接続する高圧排気循環通路51を通じてEGRガスが吸気通路2に戻される際に、同EGRガスは高圧排気循環通路51の途中に設けられたEGRクーラ52によって冷却されるとともに、高圧排気循環通路51の出口付近に設けられたEGR弁53の開度に応じて調量される。また、このEGR弁53を開閉駆動するモータは電子制御装置によって制御される。
また、第1分岐通路33Aには第1の過給機4Aのタービンホイール42Aが、第2分岐通路33Bには第2の過給機4Bのタービンホイール42Bがそれぞれ配設されている。これらタービンホイール42A,42Bはシャフトによってコンプレッサホイール41A,41Bと連結されており、排気の圧力によって各タービンホイール42A,42Bが回転駆動されると、各コンプレッサホイール41A,41Bが回転することで過給が行われるようになる。
また、排気通路34には上流側触媒コンバータ81及び下流側触媒コンバータ82が設けられている。このうち上流側触媒コンバータ81には、排気に含まれるCO、HC、NOxを酸化して浄化するための酸化触媒と、排気に含まれる粒子状物質、いわゆるPM(Particulate Matter)を捕集するためのPMフィルタとが設けられている。一方、下流側触媒コンバータ82には、上流側触媒コンバータ81により浄化されなかった排気を浄化するための酸化触媒が設けられている。
ここで、このエンジンには更に、第2排気通路34において上流側触媒コンバータ81を通過した後の排気を吸気通路2に再び戻すための低圧排気循環装置6が設けられている。この低圧排気循環装置6では、第2排気通路34において上流側触媒コンバータ81より排気下流側であって下流側触媒コンバータ82より排気上流側の部分と第2接続通路22Bとを低圧排気循環通路61によって接続し、この低圧排気循環通路61を通じてEGRガスを吸気通路2に戻すようにしている。
また、このエンジンには、クランクケースと吸気通路2とをブローバイガス通路71を介して接続しエンジンのクランクケース内のブローバイガスを吸気通路2に導入するブローバイガス循環装置7が設けられている。このブローバイガス通路71は、第1接続通路22Aにおいてコンプレッサホイール41Aよりも吸気上流側に接続されている。ブローバイガス通路71が、このように吸気通路2内において常に負圧が発生することとなる位置に接続されているため、ブローバイガスは各過給機4A,4Bの稼働状態にかかわらず常に吸気通路2に導入されることとなる。
このように本実施形態にかかるエンジンにおいては、低圧排気循環装置6の低圧排気循環通路61は一対の接続通路22A,22Bのうち第2接続通路22Bにのみ接続されるとともに、ブローバイガス通路71は、第1接続通路22Aにのみ接続されている。
以上説明したこの実施の形態にかかるエンジンによれば、以下のような効果が得られるようになる。
(1)吸気通路2における一対の接続通路22A,22Bに対して低圧排気循環通路61及びブローバイガス通路71を排他的に接続するようにした。具体的には上述したように、低圧排気循環通路61を第2接続通路22Bにのみ接続する一方、ブローバイガス通路71を第1接続通路22Aにのみ接続するようにした。これにより、ブローバイガス通路71を通じて吸気通路2に導入されるブローバイガスは、一対の接続通路22A,22Bのうちブローバイガス通路71が接続された方の第1接続通路22Aにのみ流入することとなり、低圧排気循環通路61が接続された方の第2接続通路22Bには流入しない。また、低圧排気循環通路61を通じて吸気通路2に戻される排気は、一対の接続通路22A,22Bのうち低圧排気循環通路61が接続された方の第2接続通路22Bにのみ流入することとなり、ブローバイガス通路71が接続された方の第1接続通路22Aには流入しない。このため、ブローバイガスに含まれる潤滑オイルが、低圧排気循環装置6によって戻される高温且つ酸化力の強い排気と混合された状態で各過給機4A,4Bに流入することを抑制することができ、排気と混合されることによって劣化した潤滑オイルがコンプレッサホイール41A,41B等に付着することに伴う回転抵抗の増大等、各過給機4A,4Bの機能低下を抑制することができる。
(1)吸気通路2における一対の接続通路22A,22Bに対して低圧排気循環通路61及びブローバイガス通路71を排他的に接続するようにした。具体的には上述したように、低圧排気循環通路61を第2接続通路22Bにのみ接続する一方、ブローバイガス通路71を第1接続通路22Aにのみ接続するようにした。これにより、ブローバイガス通路71を通じて吸気通路2に導入されるブローバイガスは、一対の接続通路22A,22Bのうちブローバイガス通路71が接続された方の第1接続通路22Aにのみ流入することとなり、低圧排気循環通路61が接続された方の第2接続通路22Bには流入しない。また、低圧排気循環通路61を通じて吸気通路2に戻される排気は、一対の接続通路22A,22Bのうち低圧排気循環通路61が接続された方の第2接続通路22Bにのみ流入することとなり、ブローバイガス通路71が接続された方の第1接続通路22Aには流入しない。このため、ブローバイガスに含まれる潤滑オイルが、低圧排気循環装置6によって戻される高温且つ酸化力の強い排気と混合された状態で各過給機4A,4Bに流入することを抑制することができ、排気と混合されることによって劣化した潤滑オイルがコンプレッサホイール41A,41B等に付着することに伴う回転抵抗の増大等、各過給機4A,4Bの機能低下を抑制することができる。
(2)低圧排気循環通路61が上流側触媒コンバータ81よりも排気下流側に接続される構成とした。これにより、上流側触媒コンバータ81によって浄化された後の排気が低圧排気循環通路61を通じて第2接続通路22Bに戻されるようになるため、同第2接続通路22Bに設けられた第2の過給機4Bが排気によって汚損することを抑制することができる。
<第2の実施の形態>
次に、この発明にかかるエンジンの第2の実施の形態について、図2を参照して、先の第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図2も、先の図5あるいは図1に対応する図として、この実施の形態にかかるエンジンの全体構造を示した概略構成図である。また、同図2において、先の図5あるいは図1に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
<第2の実施の形態>
次に、この発明にかかるエンジンの第2の実施の形態について、図2を参照して、先の第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図2も、先の図5あるいは図1に対応する図として、この実施の形態にかかるエンジンの全体構造を示した概略構成図である。また、同図2において、先の図5あるいは図1に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
図2に示されるように、この実施の形態のエンジンも、基本的には先の図1に示した第1の実施の形態に準じた構成となっている。ただし、この実施の形態では、一対の過給機4A,4Bが、その稼働状態を、第1の過給機4Aのみが稼働される第1の状態と、これら双方の過給機4A,4Bが稼働される第2の状態とに切り替え可能な、いわゆる多段方式のものとなっている。そして、第2接続通路22Bに制御弁62を設け、一対の過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態のときに同制御弁62を閉弁制御することにより第2接続通路22Bから集合通路21へのEGRガスの流入を禁止するようにしている。
具体的には、この実施の形態では、第2接続通路22Bにおいて第2コンプレッサホイールより吸気下流側には同通路22Bを迂回するための吸気迂回通路121が設けられるとともに、同吸気迂回通路121にはリード弁122が設けられている。このリード弁122は、吸気迂回通路121において同リード弁122の上流側圧力が下流側圧力よりも所定値以上大きくなった際に自動的に開かれる機械式の弁である。また、第2接続通路22Bにおいて同通路22Bと吸気迂回通路121との各接続部の間には、吸気切替弁123が設けられている。
また、第2分岐通路33Bにおいてタービンホイール42Bより排気上流側には同通路33Bを迂回するための排気迂回通路131が設けられるとともに、同排気迂回通路131には排気制御弁132が設けられている。この排気制御弁132は電子制御装置によってその開度が連続的に制御される電磁駆動式の弁である。また、第2分岐通路33Bにおいて同通路33Bと排気迂回通路131との各接続部の間には、排気切替弁133が設けられている。
こうした構成において、機関低負荷域のときには、吸気切替弁123を閉弁状態とするとともに、排気制御弁132及び排気切替弁133を閉弁状態とすることで、タービンホイール42Bへの排気の流入が遮断されて第2の過給機4Bが非稼働状態とされ、各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態とされる。また、機関負荷が上昇し排気の圧力が次第に高まるにつれて排気制御弁132の開度を徐々に増大させることで、排気の圧力によってタービンホイール42Bが回転駆動される。そして、タービンホイール42Bの回転によってコンプレッサホイールが回転駆動されて第2接続通路22Bにおいてリード弁122より吸気上流側の圧力が高くなるが、同圧力が所定値以上となるとリード弁122が自動的に開かれることとなる。さらに、機関高負荷域となって第1の過給機4A及び第2の過給機4Bをともに駆動することができるほどに排気の圧力が高まると、吸気切替弁123及び排気切替弁133を開弁状態とすることで第2の過給機4Bが全開稼動状態とされ、各過給機4A,4Bの稼働状態が第2の状態とされる。このようにして、低負荷域から高負荷域までの幅広い負荷運転域にわたって円滑な過給が実現される。
以上説明したこの実施の形態にかかるエンジンによれば、先の第1の実施の形態の上記(1)、(2)の効果に加え、新たに以下のような効果が得られるようになる。
(3)過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態のとき、すなわち、第1の過給機4Aのみが稼働され、第2の過給機4Bが稼働されていないときに、排気通路3から低圧排気循環通路61を通じて第2接続通路22Bに戻された排気は、稼働されていない第2の過給機4Bがその流れの障壁となるために同第2接続通路22B内を逆流しようとする。そして、このように排気が逆流すると、一対の接続通路22A,22Bの接続部分からブローバイガス通路71の接続された第1接続通路22Aに流入し、同第1接続通路22A内においてブローバイガスに含まれる潤滑オイルが低圧排気循環装置6によって戻される排気と混合される懸念がある。
(3)過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態のとき、すなわち、第1の過給機4Aのみが稼働され、第2の過給機4Bが稼働されていないときに、排気通路3から低圧排気循環通路61を通じて第2接続通路22Bに戻された排気は、稼働されていない第2の過給機4Bがその流れの障壁となるために同第2接続通路22B内を逆流しようとする。そして、このように排気が逆流すると、一対の接続通路22A,22Bの接続部分からブローバイガス通路71の接続された第1接続通路22Aに流入し、同第1接続通路22A内においてブローバイガスに含まれる潤滑オイルが低圧排気循環装置6によって戻される排気と混合される懸念がある。
この点、上記実施の形態によれば、各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態のときには、排気通路3から集合通路21への排気の流入が制御弁62によって禁止される。これにより、上述したような排気の逆流によりブローバイガスに含まれる潤滑オイルが低圧排気循環装置6によって戻される排気と混合されることが抑制される。
(4)機関低負荷域において一対の過給機4A,4Bの稼働状態を上記第1の状態、すなわち、第1の過給機4Aのみが稼働され、第2の過給機4Bについてはこれを稼働されない状態となる。この場合、上述したように排気通路3から集合通路21への排気の流入を制御弁62によって禁止することはできるものの、EGRガスをエンジンの燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bに供給することができないといった課題が新たに生じることとなる。
この点、上記実施の形態では、高圧排気循環通路51が合流通路23に設けられた吸気絞り弁26の吸気下流側に接続された高圧排気循環装置5を備えるようにしている。そして、第2の過給機4Bによる過給が停止される機関低負荷域においては、合流通路において吸気絞り弁26の吸気下流側に負圧が発生するため、この負圧により高圧排気循環装置5の高圧排気循環通路51からEGRガスを燃焼室#1A〜#4A,#1B〜#4Bに供給することができる。
なお、この発明にかかるエンジンは、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態であるときには、コンプレッサホイール41Aの吸気上流側に発生する負圧が第2接続通路22Bにも及ぶこととなり、第2の過給機の内部にてこれを潤滑するための潤滑オイルが負圧に吸引されて第2接続通路22B内を逆流することがある。
・各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態であるときには、コンプレッサホイール41Aの吸気上流側に発生する負圧が第2接続通路22Bにも及ぶこととなり、第2の過給機の内部にてこれを潤滑するための潤滑オイルが負圧に吸引されて第2接続通路22B内を逆流することがある。
この点、上記第2の実施の形態において、図3に示すように、第2接続通路22Bにおいてコンプレッサホイール41Bを迂回するようにバイパス通路124を設けるとともに、同バイパス通路124に開閉弁125を設けることとし、各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態であるときに開閉弁125を開状態とすれば、コンプレッサホイール41Bの吸気上流側と吸気下流側とが連通状態となることで、第2の過給機の内部の潤滑オイルが負圧によって吸引されることを抑制することができる。
・上記第2の実施の形態では、制御弁62が低圧排気循環通路61に設けられる構成について例示したが、こうした制御弁の配設位置はこれに限られるものではなく、他に例えば第2接続通路22Bにおいて低圧排気循環通路61の接続部より吸気上流側であってもよい。この場合であっても、各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態であるときに低圧排気循環通路61から集合通路21へのEGRガスの流入を禁止することができる。
・上記第2の実施の形態では、各過給機4A,4Bの稼働状態が第1の状態であるときに停止する過給機4Bに対応する接続通路22Bに低圧排気循環装置6の低圧排気循環通路61が接続されるものについて例示したが、これとは反対に、停止する過給機に対応する接続通路にブローバイガス循環装置のブローバイガス通路を接続するようにしてもよい。
・上記各実施の形態では、吸気通路2として、一対の接続通路22A,22Bよりも吸気上流側に位置してそれら接続通路22A,22Bにそれぞれ吸入空気を導入する集合通路21を含むものについて例示したが、吸気通路2の構成はこれに限られるものではなく、集合通路21を有していないものであってもよい。すなわち、図4に示すように、各接続通路222A,222Bにおいて各過給機204A,204Bの吸気上流側がそれぞれ独立した構成であってもよい。
・上記各実施の形態のように、低圧排気循環通路61を排気通路3において上流側触媒コンバータ81よりも排気下流側に接続することが、第2の過給機4Bが排気によって汚損することを抑制する上では望ましい。しかし、吸気通路に戻す排気の圧力をより高くする要請がある場合などには、こうした排気循環通路を、排気浄化触媒よりも排気上流側に接続するようにしてもよい。
要するに、ブローバイガス通路及び排気循環通路が一対の接続通路に対して排他的に接続されるものであればよい。
1…エンジン本体、1A,1B…バンク、2…吸気通路、21…集合通路、22A,222A…第1接続通路、22B,222B…第2接続通路、23…合流通路、24A,24B…吸気マニホルド、25…エアクリーナ、26…吸気絞り弁、3…排気通路、31A,31B…排気マニホルド、32…第1排気通路、33A…第1分岐通路、33B…第2分岐通路、34…第2排気通路、4A,204A…第1の過給機、4B,204B…第2の過給機、41A,41B…コンプレッサホイール、42A,42B…タービンホイール、5…高圧排気循環装置、51…高圧排気循環通路、52…EGRクーラ、53…EGR弁、6…低圧排気循環装置、61…低圧排気循環通路、62…制御弁、7…ブローバイガス循環装置、71…ブローバイガス通路、81…上流側触媒コンバータ、82…下流側触媒コンバータ、121…吸気迂回通路、122…リード弁、123…吸気切替弁、124…バイパス通路、125…開閉弁、131…排気迂回通路、132…排気制御弁、133…排気切替弁。
Claims (4)
- 排気駆動式の一対の過給機と、それら過給機に対して各別に接続された一対の接続通路とこれら接続通路を流れる吸入空気が吸気下流側にて合流する合流通路とを含む吸気通路と、エンジンのクランクケースと前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とをブローバイガス通路を介して接続し同クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に導入するブローバイガス循環装置と、排気通路と前記吸気通路において前記過給機よりも吸気上流側とを排気循環通路を介して接続し排気を前記吸気通路に戻す排気循環装置とを備えるエンジンにおいて、
前記ブローバイガス通路及び前記排気循環通路は前記一対の接続通路に対して排他的に接続される
ことを特徴とするエンジン。 - 請求項1に記載のエンジンにおいて、
前記排気循環通路は前記排気通路に設けられて排気を浄化する排気浄化触媒よりも排気下流側に接続される
ことを特徴とするエンジン。 - 前記吸気通路は前記一対の接続通路よりも吸気上流側に位置してそれら接続通路にそれぞれ吸入空気を導入する集合通路を含むものであり、
前記一対の過給機は、その稼働状態を、前記ブローバイガス通路に対応する過給機のみが稼働される第1の状態と、それら双方の過給機が稼働される第2の状態とに切り替え可能であり、
前記一対の過給機の稼働状態が前記第1の状態であるときに前記排気循環通路から前記集合通路へのEGRガスの流入を禁止する制御弁を更に備える
請求項1または2に記載のエンジン。 - 前記一対の過給機は機関低負荷域においてその稼働状態が前記第1の状態とされるものであり、
前記排気通路と前記合流通路において同合流通路に設けられた吸気絞り弁の吸気下流側とを排気循環通路を介して接続し排気を前記吸気通路に戻す前記排気循環装置とは別の排気循環装置を更に備える
請求項3に記載のエンジン。
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