JP2010127187A - Diesel engine - Google Patents

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Hiroki Masuda
宏樹 枡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diesel engine capable of operating a postprocessing catalyst, while avoiding the inflow of excessive air by a supercharger to an exhaust passage, even when a load of the diesel engine is small. <P>SOLUTION: This diesel engine 1 has an exhaust emission control device 3 and the supercharger 2. The supercharger 2 is composed of a turbine part 13 arranged in the exhaust passage 12, a supply air compressing compressor part 15 arranged in an intake passage 11, and a turbine shaft 14 for connecting the turbine part 13 and the compressor part 15. A hydraulic turbine 16 is journaled by the turbine shaft 14, and a switching valve 20 is arranged in a lubricating oil passage 18 for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine 16. When the engine load is low, the lubricating oil is supplied in the inverse direction of the rotating direction of the hydraulic turbine 16, and when the engine load is ordinary, the switching valve 20 is controlled so as to supply the lubricating oil in the same direction as the rotating direction of the hydraulic turbine 16. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの技術に関し、特に、排気浄化装置を具備するディーゼルエンジンについての技術に関する。   The present invention relates to a technology for a diesel engine, and more particularly to a technology for a diesel engine including an exhaust purification device.

従来、ディーゼルエンジンの排気を浄化する技術として、ディーゼルエンジンの排気通路に後処理触媒を有する排気浄化装置を装備することが知られている。前記後処理触媒は、例えば、排気ガス中の粒子状物質(PM)を取り除くパティキュレートフィルタ(DPF)で構成されている。前記パティキュレートフィルタの再生可能温度は約300℃以上である。
また、前記後処理触媒は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ(DPF)と、で構成することもできる。前記酸化触媒の活性温度は約300℃以上である。
Conventionally, as a technique for purifying exhaust gas from a diesel engine, it is known to equip an exhaust gas purification apparatus having a post-treatment catalyst in an exhaust passage of the diesel engine. The post-treatment catalyst is composed of, for example, a particulate filter (DPF) that removes particulate matter (PM) in the exhaust gas. The recyclable temperature of the particulate filter is about 300 ° C. or higher.
The post-treatment catalyst is composed of an oxidation catalyst that promotes an oxidation reaction of fuel and raises an exhaust gas temperature, and a continuous regeneration type particulate filter (DPF) installed downstream of the oxidation catalyst. You can also. The activation temperature of the oxidation catalyst is about 300 ° C. or higher.

また、前記後処理触媒は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元NOx触媒と、で構成することもできる。前記選択還元NOx触媒(SCR)は窒素酸化物(NOx)を還元して窒素に変えるものであり、例えば、尿素を外部から供給してアンモニアに変え、このアンモニアと排気ガス中のNOxを反応させることで、NOxを窒素に変える尿素SCR装置が知られている。前記選択還元NOx触媒(SCR)の活性温度は約350℃以上である。
すなわち、前記後処理触媒を働かせるためには、少なくとも300℃以上の高温下で働かせる必要がある。しかし、低負荷域においては、排気温度が低く後処理触媒が働かない。
In addition, the post-treatment catalyst may be composed of an oxidation catalyst that promotes a fuel oxidation reaction and raises an exhaust gas temperature, and a selective reduction NOx catalyst that is installed downstream of the oxidation catalyst. The selective reduction NOx catalyst (SCR) reduces nitrogen oxides (NOx) to nitrogen. For example, urea is supplied from the outside to change to ammonia, and this ammonia reacts with NOx in the exhaust gas. Thus, a urea SCR device that converts NOx to nitrogen is known. The active temperature of the selective reduction NOx catalyst (SCR) is about 350 ° C. or higher.
That is, in order to work the post-treatment catalyst, it is necessary to work at a high temperature of at least 300 ° C. or more. However, in the low load range, the exhaust temperature is low and the post-treatment catalyst does not work.

そこで、ディーゼルエンジンの負荷が小さい場合でも、排気温度を上げるために、絞り弁により吸気や排気を絞ったり、主噴射後の多段噴射で排気温度を上げたりする技術が公知となっている(例えば特許文献1参照)。
また、過給機を備えたディーゼルエンジンも公知となっている。前記過給機は、排気通路側のタービンを回転させることで、タービン及びコンプレッサに連結したタービン軸を介してコンプレッサを回転させ、吸気を圧縮するものである(例えば特許文献2参照)。
特開2001−280121号公報 特開2006−170060号公報
Therefore, even when the load of the diesel engine is small, a technique is known in which intake or exhaust is throttled by a throttle valve in order to increase the exhaust temperature, or the exhaust temperature is increased by multistage injection after main injection (for example, Patent Document 1).
A diesel engine equipped with a supercharger is also known. The supercharger rotates the turbine on the exhaust passage side, rotates the compressor via a turbine shaft connected to the turbine and the compressor, and compresses the intake air (see, for example, Patent Document 2).
JP 2001-280121 A JP 2006-170060 A

過給機を備えたディーゼルエンジンにおいて、過給機は燃料を燃焼させるための十分な空気を確保するため過給する。しかし、ディーゼルエンジンの負荷が低い場合には、過給による過多な空気がガス温度の上昇を抑制する。これは、吸入空気量が少ない状態で燃焼させると排気温度は上がりやすいが、過給機で吸入空気量を多くしているので排気温度が上がりにくいためである。また、タービン部で排気ガスの膨張が発生し、タービン下流の排気温度が低下することがある。これらの原因により、後処理触媒が十分に働かないことがあった。このような場合に、例えば、排気温度を上げるために、絞り弁により吸気や排気を絞ったり、主噴射後の多段噴射で排気温度を上げたりすると、燃費の悪化に繋がっていた。   In a diesel engine equipped with a supercharger, the supercharger supercharges to ensure sufficient air for burning the fuel. However, when the load of the diesel engine is low, excessive air due to supercharging suppresses an increase in gas temperature. This is because if the combustion is performed in a state where the intake air amount is small, the exhaust temperature tends to rise, but since the intake air amount is increased by the supercharger, the exhaust temperature is difficult to rise. Further, exhaust gas expansion may occur in the turbine section, and the exhaust temperature downstream of the turbine may decrease. Due to these causes, the post-treatment catalyst may not work sufficiently. In such a case, for example, if the intake or exhaust is throttled by a throttle valve in order to raise the exhaust temperature, or if the exhaust temperature is raised by multistage injection after the main injection, the fuel efficiency is deteriorated.

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、ディーゼルエンジンの負荷が小さいときであっても、過給機による過多な空気が排気通路に流入するのを回避しつつ後処理触媒を働かせることができるディーゼルエンジンを提供する。   Therefore, in view of such problems, the present invention is a diesel engine capable of operating a post-treatment catalyst while avoiding excessive air from flowing into the exhaust passage even when the load of the diesel engine is small. I will provide a.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.

即ち、請求項1においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に切換弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁を制御したものである。   That is, in claim 1, in a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage and a supercharger that compresses intake air in the intake passage, the supercharger is a turbine section provided in the exhaust passage. And a compressor section for supplying and compressing air provided in the intake passage, and a turbine shaft that connects the turbine section and the compressor section. A hydraulic turbine is pivotally supported on the turbine shaft, and lubricating oil is supplied to the hydraulic turbine. When the engine load is low, lubrication oil is supplied in the direction opposite to the direction of rotation of the hydraulic turbine when the engine load is low, and when the engine load is normal, the turbine is In order to promote the rotation of the shaft, the switching valve is controlled so that the lubricating oil is supplied in the same direction as the direction in which the hydraulic turbine rotates.

請求項2においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁を制御したものである。   In claim 2, in a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage and a supercharger that compresses intake air in the intake passage, the supercharger includes a turbine section provided in the exhaust passage; It is composed of a compressor section for air supply compression provided in the intake passage, and a turbine shaft that connects the turbine section and the compressor section. A hydraulic turbine is supported on the turbine shaft and lubricating oil is supplied to the hydraulic turbine. An open / close valve is provided in the oil passage, and the open / close valve is controlled to supply lubricating oil in a direction opposite to the direction of rotation of the hydraulic turbine in order to suppress the rotation of the turbine shaft when the engine load is low.

請求項3においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に二つの開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁を制御したものである。   According to a third aspect of the present invention, in a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage and a supercharger that compresses intake air in the intake passage, the supercharger includes a turbine section provided in the exhaust passage; It is composed of a compressor section for air supply compression provided in the intake passage, and a turbine shaft that connects the turbine section and the compressor section. A hydraulic turbine is supported on the turbine shaft and lubricating oil is supplied to the hydraulic turbine. When the engine load is low, lubricating oil is supplied in the direction opposite to the direction of rotation of the hydraulic turbine to suppress the rotation of the turbine shaft. When the engine load is normal, the turbine is In order to promote the rotation of the shaft, the two on-off valves are controlled so as to supply the lubricating oil in the same direction as the direction in which the hydraulic turbine rotates.

請求項4においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開度調節弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するように油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁の開度を制御したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage and a supercharger that compresses intake air in the intake passage, the supercharger includes a turbine section provided in the exhaust passage; It is composed of a compressor section for air supply compression provided in the intake passage, and a turbine shaft that connects the turbine section and the compressor section. A hydraulic turbine is supported on the turbine shaft and lubricating oil is supplied to the hydraulic turbine. When the engine load is low, the opening of the opening adjustment valve is used to supply lubricating oil in the direction opposite to the direction of rotation of the hydraulic turbine so as to suppress the rotation of the turbine shaft. Is controlled.

請求項5においては、前記排気通路にウェストゲートを設け、該ウェストゲートは、前記排気通路のタービン部よりエンジン側に入口を設け、前記排気通路のタービン部より後処理触媒側に出口を設けた構成としたものである。   According to a fifth aspect of the present invention, a wastegate is provided in the exhaust passage, the wastegate is provided with an inlet on the engine side from the turbine portion of the exhaust passage, and an outlet is provided on the aftertreatment catalyst side with respect to the turbine portion of the exhaust passage. It is a configuration.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。   In claim 1, when the load is low, the rotation of the supercharger is suppressed to prevent excessive air supply, and the amount of exhaust gas flowing into the turbine section is restricted to prevent the expansion of exhaust gas, A decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger.

請求項2においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁で制御するためコストを抑制することができる。   In Claim 2, when the load is low, the rotation of the supercharger is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust gas flowing into the turbine portion is limited to prevent expansion of exhaust gas, A decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, the cost can be reduced because the control is performed with a relatively inexpensive on-off valve.

請求項3においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁で制御するためコストを抑制することができる。また、通常時には、過給機の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。   In claim 3, when the load is low, the rotation of the supercharger is suppressed to prevent excessive air supply, and the amount of exhaust gas flowing into the turbine portion is restricted to prevent exhaust expansion. A decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, the cost can be reduced because the control is performed with a relatively inexpensive on-off valve. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger.

請求項4においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁の開度を制御することにより、負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。   In claim 4, when the load is low, the rotation of the supercharger is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust flowing into the turbine portion is limited to prevent expansion of exhaust, A decrease in exhaust temperature can be prevented. Moreover, the flow rate of the lubricating oil suitable for the load state can be set by controlling the opening degree of the opening degree adjusting valve.

請求項5においては、ウェストゲートを開くことにより、排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the exhaust gate can be prevented from expanding and the exhaust temperature from being lowered by opening the waste gate.

次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの全体的な構成を示した概略図、図2はコントローラの制御系統を示すブロック図、図3はエンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図、図4は潤滑油室を示す断面図、図5は潤滑油室を示す断面図、図6は潤滑油室を示す断面図、図7は潤滑油室を示す断面図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a diesel engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a control system of a controller, and FIG. 3 shows a relationship between engine load and engine speed. FIG. 4 is a sectional view showing the lubricating oil chamber, FIG. 5 is a sectional view showing the lubricating oil chamber, FIG. 6 is a sectional view showing the lubricating oil chamber, and FIG. 7 is a sectional view showing the lubricating oil chamber.

まず、本発明におけるディーゼルエンジン1の実施の一形態であるディーゼルエンジンの全体構成について図1を用いて説明する。
前記ディーゼルエンジン1は、燃料の燃焼に必要な空気を吸入するための吸気通路11と、燃料の燃焼後の排気を排出するための排気通路12を具備している。また、前記ディーゼルエンジン1は吸気通路11内の吸気を圧縮する過給機2と、前記ディーゼルエンジン1で発生した排気ガスを浄化し、排出するための排気浄化装置3とを具備する。
前記過給機2は、タービン部13、タービン軸14、コンプレッサ部15などから構成されている。
前記タービン部13は前記排気通路12に設けられており、排気をタービン部13に供給することにより、タービン駆動するように構成している。タービン部13はタービン軸14を介して給気圧縮用のコンプレッサ部15に連結している。
First, the whole structure of the diesel engine which is one Embodiment of the diesel engine 1 in this invention is demonstrated using FIG.
The diesel engine 1 includes an intake passage 11 for taking in air necessary for fuel combustion, and an exhaust passage 12 for discharging exhaust gas after combustion of fuel. The diesel engine 1 includes a supercharger 2 that compresses intake air in the intake passage 11 and an exhaust purification device 3 that purifies and discharges exhaust gas generated in the diesel engine 1.
The supercharger 2 includes a turbine unit 13, a turbine shaft 14, a compressor unit 15 and the like.
The turbine section 13 is provided in the exhaust passage 12 and is configured to drive the turbine by supplying exhaust to the turbine section 13. The turbine unit 13 is connected to a compressor unit 15 for supplying and compressing air via a turbine shaft 14.

前記タービン軸14の中途部には、油圧タービン16はタービン軸14に対して相対回転不能に回転羽根16aが複数枚設けられている。また、前記油圧タービン16及びタービン軸14は潤滑油室17内に設けられている。前記潤滑油室17には、図4に示すように、二つの潤滑油入口17A、17Bと一つの潤滑油出口17Cが設けられている。前記二つの潤滑油入口17A、17Bにはディーゼルエンジン1内の図示せぬ潤滑油回路に接続される潤滑油路18が連結されており、前記潤滑油路18の中途部には、図4に示すように切換弁20が設けられている。詳しくは、潤滑油入口17Aに油路18Aが接続され、潤滑油入口17Bに油路18Bが接続され、該油路18A・18Bは三方切換弁20の出口側と接続され、該切換弁20の入口は油路18Cと接続され、該油路18Cはシリンダブロック等に形成された潤滑油路を介して潤滑油ポンプと接続されている。また、前記潤滑油出口17Cは油路を介してシリンダブロックに形成された潤滑油路を介してオイルパンに戻す構成としている。
前記切換弁20は、電磁弁等で構成され、潤滑油の流れる方向を切り換えて、潤滑油入口17Aもしくは18Bのどちらか一方へ潤滑油を供給するものであり、該切換弁20の弁体を切り換えるアクチュエーターとなるソレノイドはコントローラ41と接続されている。
A plurality of rotating blades 16 a are provided in the middle of the turbine shaft 14 so that the hydraulic turbine 16 cannot rotate relative to the turbine shaft 14. The hydraulic turbine 16 and the turbine shaft 14 are provided in a lubricating oil chamber 17. As shown in FIG. 4, the lubricating oil chamber 17 is provided with two lubricating oil inlets 17A and 17B and one lubricating oil outlet 17C. A lubricating oil passage 18 connected to a lubricating oil circuit (not shown) in the diesel engine 1 is connected to the two lubricating oil inlets 17A and 17B, and a middle portion of the lubricating oil passage 18 is shown in FIG. As shown, a switching valve 20 is provided. Specifically, the oil passage 18A is connected to the lubricating oil inlet 17A, the oil passage 18B is connected to the lubricating oil inlet 17B, the oil passages 18A and 18B are connected to the outlet side of the three-way switching valve 20, and the switching valve 20 The inlet is connected to an oil passage 18C, and the oil passage 18C is connected to a lubricating oil pump via a lubricating oil passage formed in a cylinder block or the like. The lubricating oil outlet 17C is configured to return to the oil pan through a lubricating oil passage formed in the cylinder block through the oil passage.
The switching valve 20 is constituted by an electromagnetic valve or the like, and switches the flow direction of the lubricating oil to supply the lubricating oil to either the lubricating oil inlet 17A or 18B. The valve body of the switching valve 20 is A solenoid serving as an actuator to be switched is connected to the controller 41.

また、前記排気浄化装置3は、図1及び図2に示す後処理触媒10、検出手段40等を具備する。
後処理触媒10はディーゼルエンジン1の排気通路12の最後部に配設されている。前記後処理触媒10は、例えば、排気ガス中の粒子状物質(PM)を取り除くパティキュレートフィルタ(DPF)で構成されている。
また、前記後処理触媒10は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ(DPF)と、で構成することもできる。
The exhaust purification device 3 includes the post-treatment catalyst 10 and the detection means 40 shown in FIGS. 1 and 2.
The aftertreatment catalyst 10 is disposed at the rearmost part of the exhaust passage 12 of the diesel engine 1. The post-treatment catalyst 10 is composed of, for example, a particulate filter (DPF) that removes particulate matter (PM) in exhaust gas.
The post-treatment catalyst 10 includes an oxidation catalyst that promotes an oxidation reaction of fuel and raises an exhaust gas temperature, and a continuously regenerative particulate filter (DPF) installed downstream of the oxidation catalyst. You can also.

また、前記後処理触媒10は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元NOx触媒と、で構成することもできる。前記選択還元NOx触媒(SCR)は窒素酸化物(NOx)を還元して窒素に変えるものであり、例えば、尿素を外部から供給してアンモニアに変え、このアンモニアと排気ガス中のNOxを反応させることで、NOxを窒素に変える尿素SCR装置が知られている。   The post-treatment catalyst 10 can also be composed of an oxidation catalyst that promotes an oxidation reaction of the fuel and raises the exhaust gas temperature, and a selective reduction NOx catalyst that is installed downstream of the oxidation catalyst. The selective reduction NOx catalyst (SCR) reduces nitrogen oxides (NOx) to nitrogen. For example, urea is supplied from the outside to change to ammonia, and this ammonia reacts with NOx in the exhaust gas. Thus, a urea SCR device that converts NOx to nitrogen is known.

検出手段40は、後処理触媒10の上流側と下流側の排気圧力や排気温度等を検出するものである。検出手段40は、図1に示すように、具体的には後処理触媒10の入口側に配設された圧力センサ40a、後処理触媒10付近の排気ガス温度を検出する温度センサ40b、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ40d、燃料噴射量を検出するラック位置センサ40e等で構成され、図2に示すように、コントローラ41と接続される。   The detection means 40 detects the exhaust pressure, exhaust temperature, etc., upstream and downstream of the post-treatment catalyst 10. As shown in FIG. 1, the detection means 40 is specifically a pressure sensor 40a disposed on the inlet side of the post-treatment catalyst 10, a temperature sensor 40b for detecting the exhaust gas temperature in the vicinity of the post-treatment catalyst 10, and an engine rotation. The engine rotation sensor 40d that detects the number, the rack position sensor 40e that detects the fuel injection amount, and the like are connected to the controller 41 as shown in FIG.

コントローラ41は、図2に示すように、検出手段40、通知手段50、切換弁20、ラックアクチュエーター52等と接続されている。前記コントローラ41は主として記憶部42、演算部43等からなり、記憶部42は、各種制御プログラムを格納するROM及びデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM等により構成される。
前記コントローラ41は、検出手段40により検出された後処理触媒10付近の圧力から、ディーゼルエンジン1の負荷を演算し、油圧タービン16による過給機2の回転制御を行うか否かを判定する。
As shown in FIG. 2, the controller 41 is connected to the detection means 40, the notification means 50, the switching valve 20, the rack actuator 52, and the like. The controller 41 mainly includes a storage unit 42, a calculation unit 43, and the like. The storage unit 42 includes a ROM that stores various control programs and a RAM that is used as a work area for data storage and program execution.
The controller 41 calculates the load of the diesel engine 1 from the pressure in the vicinity of the post-treatment catalyst 10 detected by the detection means 40 and determines whether or not to perform rotation control of the supercharger 2 by the hydraulic turbine 16.

ラックアクチュエーター52はソレノイド等で構成され、前記コントローラ41で演算された燃料噴射量を燃料噴射ポンプから吐出して燃料噴射ノズルに送るようにしている。なお、コモンレール式燃料噴射装置の場合には、ラック位置センサ40eを設けず、コモンレールの圧力を検知するセンサを設け、ラックアクチュエーター52の代わりに電磁弁式燃料噴射弁を各シリンダに設ける。このシリンダ内への燃料噴射のタイミングを変更することにより、回転数やトルク等を変更可能とするとともに、排気温度の変更や排気ガスへ未燃燃料の供給が可能となる。   The rack actuator 52 is constituted by a solenoid or the like, and discharges the fuel injection amount calculated by the controller 41 from the fuel injection pump and sends it to the fuel injection nozzle. In the case of the common rail type fuel injection device, the rack position sensor 40e is not provided, a sensor for detecting the pressure of the common rail is provided, and an electromagnetic valve type fuel injection valve is provided in each cylinder instead of the rack actuator 52. By changing the timing of fuel injection into the cylinder, the rotational speed, torque, etc. can be changed, and the exhaust temperature can be changed and unburned fuel can be supplied to the exhaust gas.

吸気絞り弁53は、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルエンジン1の吸気通路11に配設され、ディーゼルエンジン1の空気流入量を調節するものである。吸気絞り弁53の開度を変更することにより、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度の変更が可能となる。
通知手段50は、後処理触媒10が正常に働いているかを通知する手段であり、例えば、後処理触媒10が正常に働いていない場合にはランプやブザー等の警報装置が作動するように構成する。
The intake throttle valve 53 includes a valve body that is opened and closed by an electromagnetic valve or an actuator. The intake throttle valve 53 is disposed in the intake passage 11 of the diesel engine 1 and adjusts the air inflow amount of the diesel engine 1. By changing the opening of the intake throttle valve 53, it is possible to change the exhaust gas flow rate, the exhaust temperature, and the exhaust speed.
The notification means 50 is a means for notifying whether or not the post-processing catalyst 10 is operating normally. For example, when the post-processing catalyst 10 is not operating normally, an alarm device such as a lamp or a buzzer is activated. To do.

次に、過給機2の回転制御について説明する。
前記過給機2は十分な空気を確保するため吸気側へ過給するものである。しかし、ディーゼルエンジン1の負荷が低い場合には、過給による過多な空気がガス温度の上昇を抑制し、更に過給機2による膨張で排気温度が下がり、後処理触媒10が十分に働かないことがあった。すなわち、後処理触媒10をパティキュレートフィルタで構成した場合、前記パティキュレートフィルタの再生可能温度は約300℃以上である。また、後処理触媒10を酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ(DPF)と、で構成した場合、酸化触媒の活性温度は約300℃以上である。また、酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元NOx触媒と、で構成した場合、前記選択還元NOx触媒(SCR)の活性温度は約350℃以上である。このことから、少なくとも約300℃以上の高温下でなければ後処理触媒10は十分に働かない。そこで、ディーゼルエンジン1の負荷が低い場合には、過給機2の回転制御を行うものである。
図3に示す説明図は、ディーゼルエンジン1の駆動時におけるエンジン回転数とエンジン負荷との関係を表した負荷パターンの図であり、記憶部42に記憶されている。図3では、エンジン回転数を横軸にとり、ラック位置と相関関係にあるエンジン負荷を縦軸にとっている。
Next, rotation control of the supercharger 2 will be described.
The supercharger 2 supercharges the intake side in order to ensure sufficient air. However, when the load of the diesel engine 1 is low, excessive air due to supercharging suppresses an increase in gas temperature, and further, the exhaust temperature decreases due to expansion by the supercharger 2, and the post-treatment catalyst 10 does not work sufficiently. There was a thing. That is, when the post-treatment catalyst 10 is composed of a particulate filter, the recyclable temperature of the particulate filter is about 300 ° C. or higher. When the post-treatment catalyst 10 is composed of an oxidation catalyst and a continuous regeneration type particulate filter (DPF) installed downstream of the oxidation catalyst, the activation temperature of the oxidation catalyst is about 300 ° C. or higher. Further, when the oxidation catalyst and the selective reduction NOx catalyst installed downstream of the oxidation catalyst are used, the active temperature of the selective reduction NOx catalyst (SCR) is about 350 ° C. or higher. For this reason, the post-treatment catalyst 10 does not work sufficiently unless the temperature is at least about 300 ° C. or higher. Therefore, when the load on the diesel engine 1 is low, rotation control of the supercharger 2 is performed.
The explanatory diagram shown in FIG. 3 is a diagram of a load pattern representing the relationship between the engine speed and the engine load when the diesel engine 1 is driven, and is stored in the storage unit 42. In FIG. 3, the engine rotational speed is taken on the horizontal axis, and the engine load correlated with the rack position is taken on the vertical axis.

本実施形態の負荷パターンLPは上向き凸の線である最大トルク線MLで囲まれた領域であり、排気ガス温度が再生可能温度の場合におけるエンジン回転数Rとエンジン負荷Lとの関係を表した境界ラインBLにて上下に分断される。境界ラインBLを挟んで上側の領域は、正常に後処理触媒10が働く領域であり、下側の領域は、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域である。   The load pattern LP of the present embodiment is a region surrounded by a maximum torque line ML that is an upwardly convex line, and represents the relationship between the engine speed R and the engine load L when the exhaust gas temperature is a renewable temperature. Divided vertically at the boundary line BL. The upper region across the boundary line BL is a region where the post-treatment catalyst 10 normally operates, and the lower region is a region where the post-treatment catalyst 10 is difficult to work and exhaust purification cannot be performed.

正常に後処理触媒10が働く領域にある場合には、図4に示すように、油路18Cから潤滑油入口17Aを介して過給機2が過給するタービン軸14の回転方向に潤滑油を流すように切換弁20を切り換える。このように構成することにより、正常に排気浄化装置3が働く場合には、過給機2が正常に働き吸気を圧縮する。   When the post-treatment catalyst 10 is in a region where the post-treatment catalyst 10 normally operates, as shown in FIG. 4, the lubricating oil is supplied in the rotational direction of the turbine shaft 14 supercharged by the supercharger 2 from the oil passage 18C through the lubricating oil inlet 17A. The switching valve 20 is switched so as to flow. With this configuration, when the exhaust gas purification device 3 works normally, the supercharger 2 works normally and compresses the intake air.

また、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、図4に示すように、油路18Cから潤滑油入口17Bを介して過給機2が過給する回転と反対方向に回動するような潤滑油の流れとなるように切換弁20を切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置3が働かない状態の場合には、過給機2の回転が抑制される。すなわち、排気により回転されるタービン部13の回転によりタービン軸14が回転される回転方向とは逆の方向に、潤滑油が油圧タービン16の回転羽根16aにあたって、回転を抑制する方向に力が働く。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機2の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。   Further, when the post-processing catalyst 10 is in a region where it is difficult to work and exhaust purification cannot be performed, as shown in FIG. 4, it is opposite to the rotation in which the supercharger 2 is supercharged from the oil passage 18C through the lubricating oil inlet 17B. The switching valve 20 is switched so that the lubricating oil flows so as to rotate in the direction. With this configuration, the rotation of the supercharger 2 is suppressed when the exhaust gas purification device 3 is not working. That is, a force acts in the direction in which the rotation of the lubricating oil strikes the rotating blades 16a of the hydraulic turbine 16 in the direction opposite to the rotating direction in which the turbine shaft 14 is rotated by the rotation of the turbine unit 13 rotated by the exhaust. . Thereby, supply of excess air can be prevented, and expansion of exhaust gas can be prevented, and a decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger 2.

また、別の実施例に係る過給機2の回転制御について図5を用いて説明する。
前記潤滑油路18の中途部に開閉弁70を設けて、潤滑油路18に潤滑油が流れるか否かを制御する。また、前記潤滑油室17には一ヶ所の潤滑油入口17Bを設けて潤滑油路18と接続し、該潤滑油入口17Bと潤滑油出口17Cの間では、潤滑油が過給機2の過給する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開閉弁70はコントローラ41と接続されている。開閉弁70及び潤滑油入口17B以外のディーゼルエンジン1の構成は実施例1と同様であるので説明は省略する。
Further, the rotation control of the supercharger 2 according to another embodiment will be described with reference to FIG.
An on-off valve 70 is provided in the middle of the lubricating oil passage 18 to control whether the lubricating oil flows through the lubricating oil passage 18 or not. Further, the lubricating oil chamber 17 is provided with a single lubricating oil inlet 17B and connected to the lubricating oil passage 18. Between the lubricating oil inlet 17B and the lubricating oil outlet 17C, the lubricating oil passes through the supercharger 2. It is configured to flow in the direction opposite to the feeding direction. The on-off valve 70 is connected to the controller 41. Since the configuration of the diesel engine 1 other than the on-off valve 70 and the lubricating oil inlet 17B is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

こうして、正常に後処理触媒10が働く領域にある場合には、開閉弁70を閉状態に切り換えて、油圧タービン16の回転羽根16aに抵抗を加えないようにすることで、過給機2は正常に働き吸気を圧縮する。   In this way, when the post-treatment catalyst 10 is in a region where the post-treatment catalyst 10 normally operates, the supercharger 2 is configured by switching the on-off valve 70 to the closed state so as not to add resistance to the rotary blades 16a of the hydraulic turbine 16. Works normally and compresses inspiration.

また、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、開閉弁70を開状態に切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置3が働かない状態であるので、潤滑油を流して油圧タービン16の回転羽根16aに抵抗を与えることにより、過給機2の回転が抑制される。すなわち、タービン部13のタービン軸14の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることになり、油圧タービン16の回転羽根16aに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働き、タービン軸14及びコンプレッサ部15の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。   Further, when the post-treatment catalyst 10 is in a region where it is difficult to work and exhaust purification cannot be performed, the on-off valve 70 is switched to the open state. By configuring in this way, the exhaust gas purification device 3 is in a state in which it does not work. Therefore, the rotation of the supercharger 2 is suppressed by flowing lubricating oil and applying resistance to the rotating blades 16a of the hydraulic turbine 16. That is, the lubricating oil flows in a direction opposite to the rotating direction of the turbine shaft 14 of the turbine section 13, the lubricating oil hits the rotating blades 16 a of the hydraulic turbine 16, and the force in the direction of suppressing the rotation acts. The rotation of the shaft 14 and the compressor unit 15 can be suppressed. Thereby, supply of excess air can be prevented, and expansion of exhaust gas can be prevented, and a decrease in exhaust temperature can be prevented.

また、別の実施例に係る回転制御について図6を用いて説明する。
前記潤滑油路18の中途部に潤滑油路18を開閉するための二つの開閉弁80・80を設けている。また前記潤滑油室17には二ヶ所の潤滑油入口17A・17Bを設けており、一方の潤滑油入口17Aから流入した潤滑油は過給機2作動時にタービン軸14が回動する方向に流れるように構成している。また、他方の潤滑油入口17Bから流入した潤滑油は過給機2作動時にタービン軸14が回動する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開閉弁80・80はコントローラ41と接続されている。開閉弁80・80及び潤滑油入口17A・17B以外のディーゼルエンジン1の構成は実施例1と同様であるので説明は省略する。
Further, rotation control according to another embodiment will be described with reference to FIG.
Two on-off valves 80 and 80 for opening and closing the lubricating oil passage 18 are provided in the middle of the lubricating oil passage 18. The lubricating oil chamber 17 is provided with two lubricating oil inlets 17A and 17B, and the lubricating oil flowing in from one lubricating oil inlet 17A flows in the direction in which the turbine shaft 14 rotates when the turbocharger 2 operates. It is configured as follows. Further, the lubricating oil flowing in from the other lubricating oil inlet 17B is configured to flow in a direction opposite to the direction in which the turbine shaft 14 rotates when the supercharger 2 operates. The on-off valves 80 and 80 are connected to the controller 41. Since the configuration of the diesel engine 1 other than the on-off valves 80 and 80 and the lubricating oil inlets 17A and 17B is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

正常に後処理触媒10が働く領域にある場合には、過給機2作動時にタービン軸14が回動する方向に潤滑油を流すことができる潤滑油入口17Aに潤滑油を供給するよう開閉弁80を開状態に切り換える。このように構成することにより、正常に排気浄化装置3が働く場合には、過給機2が正常に働き吸気を圧縮する。   When the post-treatment catalyst 10 is in a normal working region, the on-off valve is configured to supply the lubricating oil to the lubricating oil inlet 17A through which the lubricating oil can flow in the direction in which the turbine shaft 14 rotates when the supercharger 2 operates. Switch 80 to the open state. With this configuration, when the exhaust gas purification device 3 works normally, the supercharger 2 works normally and compresses the intake air.

また、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、過給機2作動時にタービン軸14が回動する方向と反対の方向に潤滑油を流すことができる潤滑油入口17Bに潤滑油を供給するよう開閉弁80を開状態に切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置3が働かない状態の場合には、過給機2の回転が抑制される。すなわち、タービン部13の回転に連動したタービン軸14及び油圧タービン16の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることにより、油圧タービン16の回転羽根16aに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働くため、タービン軸14及びコンプレッサ部15の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機2の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。   Further, when the post-treatment catalyst 10 is in a region where it is difficult to work and exhaust purification cannot be performed, a lubricating oil inlet that allows the lubricating oil to flow in a direction opposite to the direction in which the turbine shaft 14 rotates when the supercharger 2 operates. The on-off valve 80 is switched to an open state so as to supply lubricating oil to 17B. With this configuration, the rotation of the supercharger 2 is suppressed when the exhaust gas purification device 3 is not working. That is, when the lubricating oil flows in a direction opposite to the rotating direction of the turbine shaft 14 and the hydraulic turbine 16 linked to the rotation of the turbine unit 13, the lubricating oil hits the rotating blades 16 a of the hydraulic turbine 16 and suppresses the rotation. Since the directional force acts, rotation of the turbine shaft 14 and the compressor unit 15 can be suppressed. Thereby, supply of excess air can be prevented, and expansion of exhaust gas can be prevented, and a decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger 2.

また、別の実施例に係る回転抑制制御について図7を用いて説明する。
前記潤滑油路18の中途部に潤滑油路18の開度を調節するための開度調節弁90を設けている。また前記潤滑油室17には潤滑油入口17Bを設けており、潤滑油入口17Bから流入した潤滑油は過給機2作動時にタービン軸14が回動する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開度調節弁90はコントローラ41と接続されている。開度調節弁90及び潤滑油入口17A以外のディーゼルエンジン1の構成は実施例1と同様であるので説明は省略する。
Further, rotation suppression control according to another embodiment will be described with reference to FIG.
An opening adjusting valve 90 for adjusting the opening of the lubricating oil passage 18 is provided in the middle of the lubricating oil passage 18. The lubricating oil chamber 17 is provided with a lubricating oil inlet 17B so that the lubricating oil flowing in from the lubricating oil inlet 17B flows in a direction opposite to the direction in which the turbine shaft 14 rotates when the turbocharger 2 operates. is doing. The opening control valve 90 is connected to the controller 41. Since the configuration of the diesel engine 1 other than the opening control valve 90 and the lubricating oil inlet 17A is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

正常に後処理触媒10が働く領域にある場合には、潤滑油を遮断するように開度調節弁90の弁体90aが閉じる方向に摺動させる。このように構成することにより、正常に排気浄化装置3が働く場合には、過給機2が正常に働き吸気を圧縮する。   When the post-treatment catalyst 10 is in a normal working region, the valve body 90a of the opening degree adjusting valve 90 is slid in the closing direction so as to block the lubricating oil. With this configuration, when the exhaust gas purification device 3 works normally, the supercharger 2 works normally and compresses the intake air.

また、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、潤滑油を供給するように開度調節弁90の弁体90aが開く方向に摺動させる。ここで、前記開度調節弁90の開度制御は、前記マップに対応した開度を予め設定しておき、前記マップの位置に対応して開度を調節するものである。このように構成することにより、排気浄化装置3が働かない状態の場合には、エンジン負荷及びエンジン回転数に対応して、過給機2の回転を抑制するものである。すなわち、タービン部13の回転に連動したタービン軸14及び油圧タービン16の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることにより、油圧タービン16の回転羽根16aに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働くため、タービン軸14及びコンプレッサ部15の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁90の開度を制御することにより、エンジン負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。   When the post-treatment catalyst 10 is in a region where it is difficult to work and exhaust purification cannot be performed, the valve element 90a of the opening degree adjustment valve 90 is slid in the opening direction so as to supply lubricating oil. Here, the opening degree control of the opening degree adjusting valve 90 is to set an opening degree corresponding to the map in advance and adjust the opening degree corresponding to the position of the map. With this configuration, when the exhaust gas purification device 3 is not working, the rotation of the supercharger 2 is suppressed corresponding to the engine load and the engine speed. That is, when the lubricating oil flows in a direction opposite to the rotating direction of the turbine shaft 14 and the hydraulic turbine 16 linked to the rotation of the turbine unit 13, the lubricating oil hits the rotating blades 16 a of the hydraulic turbine 16 and suppresses the rotation. Since the directional force acts, rotation of the turbine shaft 14 and the compressor unit 15 can be suppressed. Thereby, supply of excess air can be prevented, and expansion of exhaust gas can be prevented, and a decrease in exhaust temperature can be prevented. Further, by controlling the opening degree of the opening degree adjusting valve 90, it is possible to set the flow rate of the lubricating oil suitable for the engine load state.

また、図1に示すように、前記排気通路12には、タービン部13を通過することなく排気を後処理触媒10側へ送るためのウェストゲート100を設けている。前記ウェストゲート100は、前記排気通路12のタービン部13よりディーゼルエンジン1側に入口100aを設け、前記排気通路12のタービン部13より後処理触媒10側に出口100bを設けている。また、前記ウェストゲート100の中途部には制御弁101を設けており、通常時には制御弁101を閉状態にすることにより、排気は全てタービン部13を通過するように構成している。   Further, as shown in FIG. 1, the exhaust passage 12 is provided with a waste gate 100 for sending exhaust to the post-treatment catalyst 10 without passing through the turbine section 13. The waste gate 100 is provided with an inlet 100 a on the diesel engine 1 side from the turbine portion 13 of the exhaust passage 12, and an outlet 100 b is provided on the aftertreatment catalyst 10 side with respect to the turbine portion 13 of the exhaust passage 12. Further, a control valve 101 is provided in the middle of the waste gate 100, and all the exhaust gas passes through the turbine section 13 by closing the control valve 101 in a normal state.

前記制御弁101は、後処理触媒10が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、開状態となるように制御する。このように構成することにより、タービン部13へ流入する排気量を減少させ、過給機2の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。   The control valve 101 is controlled so as to be in an open state when it is in a region where the post-treatment catalyst 10 is hard to work and exhaust purification cannot be performed. By comprising in this way, the exhaust_gas | exhaustion amount which flows in into the turbine part 13 can be decreased, and rotation of the supercharger 2 can be suppressed. Thereby, supply of excess air can be prevented, and expansion of exhaust gas can be prevented, and a decrease in exhaust temperature can be prevented.

以上のように、排気通路12に連結した排気浄化装置3と、吸気通路11内の吸気を圧縮する過給機2とを具備するディーゼルエンジン1において、前記過給機2は、排気通路12に設けたタービン部13と、吸気通路11に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部15と、前記タービン部13とコンプレッサ部15とを連結するタービン軸14とから構成され、前記タービン軸14に油圧タービン16を軸支し、該油圧タービン16へ潤滑油を供給する潤滑油路18に切換弁20を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸14の回転を抑制するために油圧タービン16の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸14の回転を促進するために油圧タービン16の回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁20を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機2の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部13へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機2の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
As described above, in the diesel engine 1 including the exhaust purification device 3 connected to the exhaust passage 12 and the supercharger 2 that compresses the intake air in the intake passage 11, the supercharger 2 is connected to the exhaust passage 12. A turbine section 13 provided, a compressor section 15 for supplying and compressing air provided in the intake passage 11, and a turbine shaft 14 connecting the turbine section 13 and the compressor section 15. 16 is provided in a lubricating oil passage 18 for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine 16, and when the engine load is low, the direction in which the hydraulic turbine 16 rotates to suppress the rotation of the turbine shaft 14 When the engine load is normal, the lubricating oil is supplied in the same direction as the direction in which the hydraulic turbine 16 rotates in order to promote the rotation of the turbine shaft 14. It is obtained by controlling the switching valve 20 to supply.
With this configuration, when the load is low, the rotation of the supercharger 2 is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust flowing into the turbine unit 13 is limited, thereby reducing the amount of exhaust. Expansion can be prevented and exhaust temperature drop can be prevented. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger 2.

また、排気通路12に連結した排気浄化装置3と、吸気通路11内の吸気を圧縮する過給機2とを具備するディーゼルエンジン1において、前記過給機2は、排気通路12に設けたタービン部13と、吸気通路11に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部15と、前記タービン部13とコンプレッサ部15とを連結するタービン軸14とから構成され、前記タービン軸14に油圧タービン16を軸支し、該油圧タービン16へ潤滑油を供給する潤滑油路18に開閉弁70を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸14の回転を抑制するために油圧タービン16の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁70を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機2の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部13へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁70で制御するためコストを抑制することができる。
In the diesel engine 1 including the exhaust purification device 3 connected to the exhaust passage 12 and the supercharger 2 that compresses the intake air in the intake passage 11, the supercharger 2 is a turbine provided in the exhaust passage 12. Part 13, a compressor part 15 for supplying and compressing air provided in the intake passage 11, and a turbine shaft 14 that connects the turbine part 13 and the compressor part 15, and a hydraulic turbine 16 is connected to the turbine shaft 14. An on-off valve 70 is provided in the lubricating oil passage 18 for supplying the lubricating oil to the hydraulic turbine 16, and when the engine load is low, the direction opposite to the direction in which the hydraulic turbine 16 rotates in order to suppress the rotation of the turbine shaft 14. The on-off valve 70 is controlled so as to supply lubricating oil.
With this configuration, when the load is low, the rotation of the supercharger 2 is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust flowing into the turbine unit 13 is limited, thereby reducing the amount of exhaust. Expansion can be prevented and exhaust temperature drop can be prevented. Moreover, since it controls by the comparatively cheap on-off valve 70, cost can be suppressed.

また、排気通路12に連結した排気浄化装置3と、吸気通路11内の吸気を圧縮する過給機2とを具備するディーゼルエンジン1において、前記過給機2は、排気通路12に設けたタービン部13と、吸気通路11に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部15と、前記タービン部13とコンプレッサ部15とを連結するタービン軸14とから構成され、前記タービン軸14に油圧タービン16を軸支し、該油圧タービン16へ潤滑油を供給する潤滑油路18に二つの開閉弁80・80を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸14の回転を抑制するために油圧タービン16の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸14の回転を促進するために油圧タービン16の回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁80・80を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機2の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部13へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁80・80で制御するためコストを抑制することができる。また、通常時には、過給機2の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
In the diesel engine 1 including the exhaust gas purification device 3 connected to the exhaust passage 12 and the supercharger 2 that compresses the intake air in the intake passage 11, the supercharger 2 is a turbine provided in the exhaust passage 12. Part 13, a compressor part 15 for supplying and compressing air provided in the intake passage 11, and a turbine shaft 14 that connects the turbine part 13 and the compressor part 15, and a hydraulic turbine 16 is connected to the turbine shaft 14. Two on-off valves 80, 80 are provided in the lubricating oil passage 18 for supplying the lubricating oil to the hydraulic turbine 16, and the hydraulic turbine 16 rotates to suppress the rotation of the turbine shaft 14 when the engine load is low. When lubricating oil is supplied in the direction opposite to the direction and the engine load is normal, the oil is lubricated in the same direction as the direction in which the hydraulic turbine 16 rotates to promote the rotation of the turbine shaft 14. Oil is obtained by controlling the two closing valves 80, 80 to supply.
With this configuration, when the load is low, the rotation of the supercharger 2 is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust flowing into the turbine unit 13 is limited, thereby reducing the amount of exhaust. Expansion can be prevented and exhaust temperature drop can be prevented. Further, since the control is performed by the relatively inexpensive on-off valves 80 and 80, the cost can be suppressed. Further, during normal times, more air can be supplied by promoting the rotation of the supercharger 2.

また、排気通路12に連結した排気浄化装置3と、吸気通路11内の吸気を圧縮する過給機2とを具備するディーゼルエンジン1において、前記過給機2は、排気通路12に設けたタービン部13と、吸気通路11に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部15と、前記タービン部13とコンプレッサ部15とを連結するタービン軸14とから構成され、前記タービン軸14に油圧タービン16を軸支し、該油圧タービン16へ潤滑油を供給する潤滑油路18に開度調節弁90を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸14の回転を抑制するように油圧タービン16の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁90の開度を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機2の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部13へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁90の開度を制御することにより、負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。
In the diesel engine 1 including the exhaust gas purification device 3 connected to the exhaust passage 12 and the supercharger 2 that compresses the intake air in the intake passage 11, the supercharger 2 is a turbine provided in the exhaust passage 12. Part 13, a compressor part 15 for supplying and compressing air provided in the intake passage 11, and a turbine shaft 14 that connects the turbine part 13 and the compressor part 15, and a hydraulic turbine 16 is connected to the turbine shaft 14. The opening adjusting valve 90 is provided in the lubricating oil passage 18 that supplies the lubricating oil to the hydraulic turbine 16, and when the engine load is low, the rotation direction of the hydraulic turbine 16 is controlled so as to suppress the rotation of the turbine shaft 14. In order to supply lubricating oil in the reverse direction, the opening degree of the opening degree adjusting valve 90 is controlled.
With this configuration, when the load is low, the rotation of the supercharger 2 is suppressed to prevent excessive supply of air, and the amount of exhaust flowing into the turbine unit 13 is limited, thereby reducing the amount of exhaust. Expansion can be prevented and exhaust temperature drop can be prevented. Further, by controlling the opening degree of the opening degree adjusting valve 90, it is possible to set the flow rate of the lubricating oil suitable for the load state.

また、前記排気通路12にウェストゲート100を設け、該ウェストゲート100は、前記排気通路12のタービン部13よりディーゼルエンジン1側に入口100aを設け、前記排気通路12のタービン部13より後処理触媒10側に出口100bを設けた構成としたものである。このように構成することにより、ウェストゲート100を開くことにより、排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。   Further, a waste gate 100 is provided in the exhaust passage 12, and the waste gate 100 is provided with an inlet 100 a on the diesel engine 1 side from the turbine portion 13 of the exhaust passage 12, and an aftertreatment catalyst is provided from the turbine portion 13 of the exhaust passage 12. The outlet 100b is provided on the 10 side. With this configuration, by opening the wastegate 100, it is possible to prevent the exhaust from expanding and to prevent the exhaust temperature from decreasing.

本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの全体的な構成を示した概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic which showed the whole structure of the diesel engine which concerns on one Example of this invention. コントローラの制御系統を示すブロック図。The block diagram which shows the control system of a controller. エンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図。Explanatory drawing which shows the relationship between an engine load and an engine speed. 潤滑油室を示す断面図。Sectional drawing which shows a lubricating oil chamber. 潤滑油室を示す断面図。Sectional drawing which shows a lubricating oil chamber. 潤滑油室を示す断面図。Sectional drawing which shows a lubricating oil chamber. 潤滑油室を示す断面図。Sectional drawing which shows a lubricating oil chamber.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼルエンジン
2 過給機
3 排気浄化装置
10 後処理触媒
11 吸気通路
12 排気通路
13 タービン部
14 タービン軸
15 コンプレッサ部
16 油圧タービン
18 潤滑油路
20 切換弁
70 開閉弁
80 開閉弁
90 開度調節弁
100 ウェストゲート
100a 入口
100b 出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 2 Supercharger 3 Exhaust purification device 10 Post-processing catalyst 11 Intake passage 12 Exhaust passage 13 Turbine part 14 Turbine shaft 15 Compressor part 16 Hydraulic turbine 18 Lubricating oil path 20 Switching valve 70 Open / close valve 80 Open / close valve 90 Opening adjustment Valve 100 Westgate 100a Inlet 100b Outlet

Claims (5)

排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に切換弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
In a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage, and a supercharger that compresses intake air in the intake passage,
The supercharger is composed of a turbine part provided in an exhaust passage, a compressor part for air supply compression provided in an intake passage, and a turbine shaft connecting the turbine part and the compressor part,
A hydraulic turbine is pivotally supported on the turbine shaft, a switching valve is provided in an oil passage for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine, and when the engine load is low, the direction of rotation of the hydraulic turbine to suppress the rotation of the turbine shaft The switching valve is controlled so that the lubricating oil is supplied in the opposite direction, and when the engine load is normal, the lubricating oil is supplied in the same direction as the rotating direction of the hydraulic turbine in order to promote the rotation of the turbine shaft. Diesel engine.
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
In a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage, and a supercharger that compresses intake air in the intake passage,
The supercharger is composed of a turbine part provided in an exhaust passage, a compressor part for air supply compression provided in an intake passage, and a turbine shaft connecting the turbine part and the compressor part,
A hydraulic turbine is pivotally supported on the turbine shaft, and an on-off valve is provided in an oil passage for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine. When the engine load is low, the direction of rotation of the hydraulic turbine in order to suppress rotation of the turbine shaft; A diesel engine characterized in that the on-off valve is controlled to supply lubricating oil in the reverse direction.
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に二つの開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
In a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage, and a supercharger that compresses intake air in the intake passage,
The supercharger is composed of a turbine part provided in an exhaust passage, a compressor part for air supply compression provided in an intake passage, and a turbine shaft connecting the turbine part and the compressor part,
A hydraulic turbine is supported on the turbine shaft, and two on-off valves are provided in an oil passage for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine. When the engine load is low, the hydraulic turbine rotates to suppress the rotation of the turbine shaft. Control the two on-off valves to supply the lubricating oil in the same direction as the direction of rotation of the hydraulic turbine in order to promote the rotation of the turbine shaft when the engine load is normal and the lubricating oil is supplied in the opposite direction. Diesel engine characterized by
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開度調節弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するように油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁の開度を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
In a diesel engine comprising an exhaust purification device connected to an exhaust passage, and a supercharger that compresses intake air in the intake passage,
The supercharger is composed of a turbine part provided in an exhaust passage, a compressor part for air supply compression provided in an intake passage, and a turbine shaft connecting the turbine part and the compressor part,
A hydraulic turbine is pivotally supported on the turbine shaft, and an opening degree adjusting valve is provided in an oil passage for supplying lubricating oil to the hydraulic turbine. When the engine load is low, the hydraulic turbine rotates to suppress the rotation of the turbine shaft. A diesel engine characterized in that the opening of the opening adjustment valve is controlled in order to supply lubricating oil in the direction opposite to the direction.
前記排気通路にウェストゲートを設け、該ウェストゲートは、前記排気通路のタービン部よりエンジン側に入口を設け、前記排気通路のタービン部より後処理触媒側に出口を設けた構成としたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のディーゼルエンジン。
A waste gate is provided in the exhaust passage, the waste gate is provided with an inlet on the engine side from the turbine portion of the exhaust passage, and an outlet is provided on the aftertreatment catalyst side from the turbine portion of the exhaust passage. The diesel engine according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011152094A1 (en) 2010-06-02 2011-12-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Medical apparatus and method for controlling the medical apparatus
RU2542174C1 (en) * 2013-07-25 2015-02-20 Александр Александрович Макушин Method of ice turbo supercharging adjustment

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