JP2010196617A - Exhaust device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路に設けられかつ排気ガスで駆動されるタービンを備えた内燃機関の排気装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust device for an internal combustion engine including a turbine provided in an exhaust passage and driven by exhaust gas.
従来、内燃機関(例えばディーゼルエンジン)に過給機を付けたものがあり、その排気浄化を行う触媒(酸化触媒)をタービンの上流に設けたものがある。タービンの上流に触媒を設けることにより、触媒の昇温を早めて早く活性化させることができ、始動時などに排気ガスの浄化を早く行うことができる。 Conventionally, there is an internal combustion engine (for example, a diesel engine) provided with a supercharger and a catalyst (oxidation catalyst) for purifying the exhaust gas is provided upstream of the turbine. By providing the catalyst upstream of the turbine, the temperature of the catalyst can be quickly increased and activated quickly, and the exhaust gas can be quickly purified at the time of starting.
上記したようにタービンの上流に触媒を設けた構造において、触媒の欠けや剥離等が生じてタービンが損傷することが考えられるため、触媒の下流かつタービンの上流に異物分離装置(セパレータ)を設けたものがある(例えば特許文献1)。一方、全開加速時の酸素不足によるタービン入口温度の上昇が見込めないことを解消するために、触媒の上流に空気を供給し、触媒の酸化反応を促進して触媒出口温度すなわちタービン入口温度を上昇させて、タービンの入口圧力を上昇させるようにしたものがある(例えば特許文献2)。 In the structure where the catalyst is provided upstream of the turbine as described above, it is considered that the turbine is damaged due to chipping or peeling of the catalyst. Therefore, a foreign substance separation device (separator) is provided downstream of the catalyst and upstream of the turbine. (For example, Patent Document 1). On the other hand, in order to eliminate the possibility of an increase in turbine inlet temperature due to lack of oxygen during full-open acceleration, air is supplied upstream of the catalyst to promote the oxidation reaction of the catalyst and increase the catalyst outlet temperature, that is, the turbine inlet temperature. In some cases, the inlet pressure of the turbine is increased (for example, Patent Document 2).
しかしながら、タービンの上流側に触媒が配設されている場合には、上記したように触媒の出口温度が昇温するため、タービンの許容温度を超えた運転条件となる場合があり、その場合にはタービンが損傷する虞がある。それに対しては、上記各特許文献1・2のものでは、いずれもタービン入口温度の昇温を前提としているものであり、昇温し過ぎた場合のタービンの損傷を回避することはできないという問題がある。
However, when a catalyst is disposed on the upstream side of the turbine, the catalyst outlet temperature rises as described above, which may result in operating conditions exceeding the allowable temperature of the turbine. May damage the turbine. On the other hand, in each of the above-mentioned
このような課題を解決して、排気ガスのエネルギによって回動するタービンを設けた内燃機関におけるタービンの損傷を防止するために、本発明に於いては、内燃機関の排気ガスのエネルギによって回動するように排気通路(7a)に設けられたタービン(4b)と、前記排気ガスを浄化するべく前記排気通路(7a)における前記タービン(4b)の上流側に設けられた触媒(8)とを有する内燃機関の排気装置において、前記排気通路(7a)における前記触媒(8)の下流側かつ前記タービン(4b)の上流側に、前記排気ガスより低温の冷却気体を導入する冷却気体導入口(15)が設けられているものとした。 In order to solve such problems and prevent damage to the turbine in an internal combustion engine provided with a turbine that is rotated by the energy of the exhaust gas, in the present invention, the engine is rotated by the energy of the exhaust gas of the internal combustion engine. A turbine (4b) provided in the exhaust passage (7a) and a catalyst (8) provided on the upstream side of the turbine (4b) in the exhaust passage (7a) to purify the exhaust gas. In the exhaust system for an internal combustion engine, a cooling gas introduction port for introducing a cooling gas having a temperature lower than that of the exhaust gas to the downstream side of the catalyst (8) and the upstream side of the turbine (4b) in the exhaust passage (7a) ( 15) is provided.
これによれば、排気通路におけるタービンの上流側に触媒が配置されていることにより、特に低温始動時において触媒が所定の活性化温度まで上昇するのが早くなり、また、排気通路外から冷却気体を導入することにより、タービンに流入する排気ガス温度を低下させることができる。 According to this, since the catalyst is arranged on the upstream side of the turbine in the exhaust passage, the catalyst quickly rises to a predetermined activation temperature especially at the time of low temperature start. The temperature of exhaust gas flowing into the turbine can be reduced by introducing.
特に、前記タービンにおける排気ガス温度を検出する排気ガス温度検出手段(17)と、前記排気ガス温度検出手段により検出された排気ガス温度が所定値を越えた場合に前記冷却気体を前記冷却気体導入口へ導入する冷却気体導入制御手段(V7)とを有すると良い。 In particular, exhaust gas temperature detection means (17) for detecting the exhaust gas temperature in the turbine, and when the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detection means exceeds a predetermined value, the cooling gas is introduced into the cooling gas. It is preferable to have cooling gas introduction control means (V7) to be introduced into the mouth.
これによれば、タービンへの排気ガス温度を検出してタービン損傷の虞がある時のみ冷却気体を導入することができ、効率の良い運転を行うことができる。 According to this, the cooling gas can be introduced only when the temperature of the exhaust gas to the turbine is detected and there is a risk of turbine damage, and an efficient operation can be performed.
また、前記排気通路における前記触媒の下流側かつ前記タービンの上流側に、前記排気ガス中に混入した異物を除去する異物除去装置(18)が設けられていると良い。 In addition, a foreign matter removing device (18) for removing foreign matter mixed in the exhaust gas may be provided on the exhaust passage downstream of the catalyst and upstream of the turbine.
これによれば、触媒とタービンとの間に異物除去装置を設けることから、触媒の欠落物等がタービンに混入してタービンを損傷することを防止し得る。 According to this, since the foreign substance removing device is provided between the catalyst and the turbine, it is possible to prevent the missing parts of the catalyst from entering the turbine and damaging the turbine.
また、前記内燃機関の吸気通路に設けられたエアクリーナ(3)を有し、前記吸気通路における前記エアクリーナの下流側と前記冷却気体導入口とが連通していると良い。 Further, it is preferable that an air cleaner (3) provided in the intake passage of the internal combustion engine is provided, and the downstream side of the air cleaner in the intake passage and the cooling gas introduction port communicate with each other.
これによれば、エアクリーナを介して冷却気体を導入することができ、大気中の塵埃を除去した清浄な冷却気体を導入することができる。 According to this, it is possible to introduce the cooling gas through the air cleaner, and it is possible to introduce clean cooling gas from which dust in the atmosphere has been removed.
また、前記内燃機関の吸気通路に、前記タービンと一体回転することにより吸気を圧縮するコンプレッサが設けられていると共に、前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側に、前記圧縮された吸気を冷却するクーラが設けられ、前記冷却気体が、前記吸気通路における前記クーラの下流側から取り出されると良い。 In addition, a compressor that compresses intake air by rotating integrally with the turbine is provided in the intake passage of the internal combustion engine, and a cooler that cools the compressed intake air downstream of the compressor in the intake passage. It is preferable that the cooling gas is taken out from the downstream side of the cooler in the intake passage.
これによれば、タービンと一体のコンプレッサを有するものにおいて、圧縮された空気をクーラで冷却後に冷却気体として導入することから、コンプレッサによる過給圧と排気圧との差圧により冷却気体を導入し易くなると共に冷却されるため、より一層冷却効果を向上し得る。 According to this, in a compressor having a compressor integrated with a turbine, the compressed air is introduced as a cooling gas after being cooled by a cooler. Therefore, the cooling gas is introduced by the differential pressure between the supercharging pressure and the exhaust pressure by the compressor. Since it becomes easy and it cools, the cooling effect can be improved further.
また、前記冷却気体を前記冷却気体導入口に圧送する補助圧縮機が設けられていると良い。 Moreover, it is good to provide the auxiliary compressor which pumps the said cooling gas to the said cooling gas inlet.
これによれば、冷却気体を補助圧縮機により圧送でき、排気圧が高い運転状態でも容易に冷却気体を導入することができ、冷却効果が大となる。 According to this, the cooling gas can be pumped by the auxiliary compressor, the cooling gas can be easily introduced even in an operation state where the exhaust pressure is high, and the cooling effect is increased.
また、前記排気通路における前記触媒の下流側かつ前記タービンの上流側と前記内燃機関の吸気通路とを連通して前記排気ガスを当該吸気通路に還流する排気ガス還流通路を有し、前記冷却気体導入口が、前記排気通路における前記排気ガス還流通路との接続口の下流側に設けられていると良い。 And an exhaust gas recirculation passage that communicates the downstream side of the catalyst and the upstream side of the turbine in the exhaust passage and the intake passage of the internal combustion engine to recirculate the exhaust gas to the intake passage. The introduction port may be provided on the downstream side of the connection port with the exhaust gas recirculation passage in the exhaust passage.
これによれば、排気ガス還流通路を設けたものにおいて浄化された排気ガスを還流させることにより、排気ガス還流通路にデポジット等が固着することを抑制し得ると共に、排気通路における排気ガス還流通路の下流側に冷却気体導入口を設けることにより、活性ガス成分を多く含有する冷却気体が排気ガス還流通路に流入することを抑制して、EGR機能の低下を防止し得る。 According to this, by recirculating the purified exhaust gas in the exhaust gas recirculation passage provided, it is possible to prevent deposits and the like from adhering to the exhaust gas recirculation passage, and to prevent the exhaust gas recirculation passage in the exhaust passage. By providing the cooling gas introduction port on the downstream side, it is possible to prevent the cooling gas containing a large amount of the active gas component from flowing into the exhaust gas recirculation passage and to prevent the EGR function from being lowered.
このように本発明によれば、排気通路におけるタービンの上流側に触媒を配置して、特に低温始動時において触媒が所定の活性化温度まで上昇するのが早くなると共に、排気通路外から冷却気体を導入することにより、タービンに流入する排気ガス温度を低下させることができるため、所定の活性化温度に達した後の通常の浄化が行われている状態で触媒から排出される排気ガスがタービンに損傷を与え得る高温になるまで昇温してしまうことを防止することができる。 As described above, according to the present invention, the catalyst is arranged on the upstream side of the turbine in the exhaust passage, so that the catalyst rises quickly to a predetermined activation temperature particularly at low temperature start, and the cooling gas from the outside of the exhaust passage. Since the temperature of the exhaust gas flowing into the turbine can be lowered by introducing the exhaust gas, the exhaust gas discharged from the catalyst in the state where the normal purification after reaching the predetermined activation temperature is performed is the turbine. It is possible to prevent the temperature from rising to a high temperature at which damage can occur.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明に基づく過給機付き内燃機関の吸排気経路図である。なお、本実施の形態としては内燃機関をディーゼルエンジンとして説明するが、ディーセルエンジンに限られるものではなく、ガソリンエンジンであっても良い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an intake / exhaust path diagram of an internal combustion engine with a supercharger according to the present invention. In this embodiment, the internal combustion engine is described as a diesel engine. However, the present invention is not limited to a diesel engine, and may be a gasoline engine.
図において、エンジン本体1の吸気側には各シリンダに連通する各分岐吸気通路の上流部分をまとめるインテークマニホールド2が接続されている。インテークマニホールド2から上流に延出された吸気通路2aには、上流側から、エアクリーナ3、ターボチャージャ4のコンプレッサ4a、インタークーラ用バルブV1、インタークーラ5がこの順に配設されている。エアクリーナ3から入る空気は、ターボチャージャ4のコンプレッサ4aに入り、コンプレッサ4aで圧縮された後にインタークーラ5で冷却されて、インテークマニホールド2に送り込まれる。なお、インタークーラ5をバイパスするインタークーラバイパス通路6が設けられており、インタークーラバイパス通路6にはインタークーラバイパス用バルブV2が設けられている。
In the figure, an
エンジン本体1の排気側には各シリンダに連通する各分岐排気通路の下流部分をまとめるエキゾーストマニホールド7が設けられている。エキゾーストマニホールド7から下流に延出された排気通路7aには、排気流れ方向に、(酸化)触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)8と、触媒担持フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)9と、ターボチャージャ4のタービン4bとがこの順に配設されている。ここで、触媒担持フィルタ9とは、パティキュレートを捕集するフィルタに触媒が担持されたものであり、捕集されたパティキュレートを燃焼させて除去するために、その燃焼を触媒により促進させるようにしたものである。このようにして、触媒8と触媒担持フィルタ9とで触媒を含んだ排気浄化装置が構成されている。なお、エキゾーストマニホールド7から排出される排気ガスは、その排気エネルギによりタービン4bを回転させた後にマフラー10を介して排気される。
An
この過給機(ターボチャージャ4)付きディーゼルエンジンには排気ガス還流装置が設けられている。排気ガス還流装置は、排気通路7aにおける触媒担持フィルタ9の下流かつタービン4bの上流の所から分岐してインテークマニホールド2に至る高圧排気ガス還流通路11と、タービン4bの下流(図示例ではマフラー10の上流)から吸気通路2aにおけるコンプレッサ4aの上流(図示例ではエアクリーナ3の下流)に至る低圧排気ガス還流通路12とにより構成されている。
This diesel engine with a turbocharger (turbocharger 4) is provided with an exhaust gas recirculation device. The exhaust gas recirculation device includes a high-pressure exhaust
高圧排気ガス還流通路11には高圧EGR用クーラ13と高圧EGR用バルブV3とが上流側からこの順に配設されている。低圧排気ガス還流通路12には、低圧EGR用クーラ14と低圧EGRバイパス通路12aとが互いに並列に設けられていると共に、低圧EGR用クーラ14の通路下流側には低圧EGR用バルブV4が設けられ、低圧EGRバイパス通路12aには低圧EGRクーラバイパス用バルブV5が設けられている。なお低圧排気ガス還流通路12は、各バルブV4・V5の下流側で1つの通路に戻り、低圧EGR用バルブV6を介して吸気通路2aにおけるコンプレッサ4aの上流に接続されている。
A high
そして、上記タービン4bの上流かつ触媒8(触媒担持フィルタ9)の下流には冷気導入口15が設けられており、冷気導入口15には冷却気体導入制御手段としての冷気導入用バルブV7が接続されている。この冷気導入用バルブV7を開くことにより例えばエンジンルーム内の外気をタービン4bに導入することができ、また開度を調整することにより冷却気体の導入量を調整することができる。なお、大気圧の外気をタービン4bに導入するためには、例えば触媒担持フィルタ9からタービン4bに向かう排気の流れ方向に臨むノズル及び一方向弁(図示せず)を冷気導入口15に設け、排気流れにより生じる引き込み力で導入することができる。
A cold
なお、上記各バルブV1〜V7の開閉制御(全開または全閉または中間開度の制御)を行うための制御ユニット(ECU)16が設けられている。また、上記吸排気経路には、上記構成に限られず、エンジン制御や排気浄化に用いられる公知の部品等が適所に配設され、制御ユニット16により制御されるが、それらについては図示および説明を省略する。
A control unit (ECU) 16 is provided for performing opening / closing control (full opening, full closing or intermediate opening control) of the valves V1 to V7. In addition, the intake and exhaust passages are not limited to the above-described configuration, and well-known components used for engine control and exhaust purification are disposed at appropriate positions and controlled by the
このようにして本発明が適用される内燃機関の排気装置が構成されており、次に、上記した触媒を含んだ排気浄化装置における排気ガスによるタービン4bに対する作用について説明する。エキゾーストマニホールド7から排出される排気ガスは、先ず触媒8でHCが浄化され、次の触媒担持フィルタ9でパティキュレートが取り除かれる。また、触媒8での酸化作用により排気ガスが高温になり、また触媒担持フィルタ9で燃焼が促進されて、触媒担持フィルタ9で捕集されているパティキュレートの燃焼が行われる。このようにして浄化された排気ガスがタービン4bに送り込まれる。
Thus, the exhaust system of the internal combustion engine to which the present invention is applied is configured. Next, the action of the exhaust gas on the
また、排気ガスは、タービン4bを駆動することによりエネルギが消費され、かつ過給機4のハウジングへの放熱によりタービン4bでの温度降下もあるが、タービン4bの上流に触媒8が配設されていることにより、タービン4bに入る前の高温状態で触媒8を通る。これにより、特に低温始動時において触媒8が所定の活性化温度まで早期に到達し得るため、早期に高い浄化能力が発揮される。
Further, the exhaust gas consumes energy by driving the
また、排気ガス還流を行うために高圧EGR用バルブV3を開状態にすることにより、触媒8及び触媒担持フィルタ9で浄化された排気ガスがインテークマニホールド2に還流され、NOxが低減される。高圧排気ガス還流通路11には高圧EGR用クーラ13が設けられていることから、EGRガスは冷却され、より一層NOxを低減することができる。この時、高圧EGR用クーラ13により大気温度近くまでEGRガスが冷却された場合には高圧EGR用クーラ13にデポジット等(例えばHC)が固着してクーラ性能が劣化するという問題がある。それに対しては、高圧排気ガス還流通路11の上流に触媒8が配設されていることから、排気ガスが高圧排気ガス還流通路11に流入する前にHC等を浄化することで対応でき、クーラ性能が劣化することなく、NOxを低減し得る。なお、タービン4bへ送られる排気ガスを浄化する触媒8と触媒担持フィルタ9とは、排気通路7aにおける高圧排気ガス還流通路11への分岐前(上流側)に配設されており、高圧排気ガス還流通路11にEGR用の触媒およびパティキュレートフィルタを別途設ける必要が無いため、排気浄化装置の構造を簡素化し得る。
Further, by opening the high-pressure EGR valve V3 to perform exhaust gas recirculation, the exhaust gas purified by the
また、タービン4bの上流に設けられた触媒8では触媒反応によって熱が発生するので、タービン4bに流入する排気ガス温度がタービン4bの許容温度を超えることが想定される。その場合には、例えばエンジン回転数や車速により運転状態を推定し、推定された運転状態により上記した排気ガス温度が許容温度を超えると判定した場合には冷気導入用バルブV7を開く。これにより、排気ガスに冷却気体(外気)を混入して、タービン4bに流入する排気ガスの高温化を抑制することができ、タービン7bの熱破損を防止することができる。この冷却気体としての外気には活性ガス成分が多く含有されているが、冷気導入口15の接続口は高圧排気ガス還流通路11の分岐口より下流側となっており、高圧排気ガス還流通路11に活性ガス成分が多く含まれている冷却気体が流入することが抑制され、EGRの機能(不活性ガスの還流)低下を防止し得る。また、常時タービン4bに冷気を導入するのではなく、タービン4bに入る排気ガス温度がタービン4bを損傷する可能性がある温度に昇温した場合のみ冷気を導入することにより、常時冷気を導入することによるタービン出力の損失を最小限に抑えることができる。
Further, since heat is generated by the catalytic reaction in the
また、上記実施の形態では低圧排気ガス還流通路12が設けられており、より一層NOxを低減することができる。上記した各バルブV4・V5の開閉の組み合わせにより、高温の排気ガスを冷却して還流させたり、冷却する必要が無い場合にはそのまま還流させたりすることができる。また、低圧排気ガス還流通路12による排気ガスの還流を必要としない場合には低圧EGR用バルブV6を閉じれば良い。これにより、運転状態に応じてEGRの効果を最大限に発揮させることができ、エンジンから排出されるNOxをできるだけ少なくすることができる。
In the above embodiment, the low-pressure exhaust
本発明によれば上記実施の形態に限られるものではなく、以下に、他の実施の形態について説明する。第2の実施の形態としては、上記した運転状態の推定により排気ガス温度が許容温度を超えると判定することに代えて、図1の二点鎖線に示されるようにタービン4bへの排気ガス流入口4cまたはその近傍に排気ガス温度検出手段としての温度センサ17を設けて、排気ガス温度を直接検出するものである。この温度センサ17によりタービン4bの入口温度(排気ガス温度)を検出し、その検出値を制御ユニット16に送信し、制御ユニット16では排気ガス温度が所定値以上になったら冷気導入用バルブV7を開く。所定値は、例えばタービン4bに損傷を与える可能性がある温度とする。
The present invention is not limited to the above embodiment, and other embodiments will be described below. In the second embodiment, instead of determining that the exhaust gas temperature exceeds the allowable temperature based on the above-described estimation of the operation state, the exhaust gas flow to the
これにより、上記第1の実施の形態と同様に、常時タービン4bに冷気を導入するのではなく、タービン4bに入る排気ガス温度がタービン4bを損傷する可能性がある温度に昇温したことが検出された場合のみ冷気を導入することから、常時冷気を導入することによるタービン出力の損失を最小限に抑えることができる。なお、排気ガス温度としてタービン4bの入口温度を検出するようにしたが、タービン入口温度に限られるものではなく、例えばタービン4bの出口温度やタービン4b自体(例えばハウジング)の温度であっても良い。
As a result, as in the first embodiment, instead of constantly introducing cool air into the
次に、図2を参照して第3の実施の形態について説明する。図2において上記と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する(以降の各実施の形態においても同様)。図において、触媒8の下流となる触媒担持フィルタ9の下流かつタービン4bの上流となる所に異物除去装置としてのダストセパレータ18が配設されている。ダストセパレータ18は、例えば気体の流れを利用したサイクロンセパレータであって良い。なお、タービン4bのハウジングと一体化したセパレータであっても良い。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments). In the drawing, a
本実施の形態のようにタービン4bの上流側に触媒8及び触媒担持フィルタ9を設けたものにおいて、触媒8及び触媒担持フィルタ9から破片等が欠落した場合にタービン4bに流入して、タービン4bが損傷を受けることが考えられるが、上記ダストセパレータ18を設けることにより、排気ガスがタービン4bに流入する前にそのような破片等の異物等を除去できるため、異物等によるタービン4bの損傷を防止し得る。また、図の実線で示されるようにダストセパレータ18の上流側に冷気導入口15を設けることにより、ダストセパレータ18を冷却することができ、ダストセパレータ18に対する熱害も抑制することができる。
In the case where the
なお、ダストセパレータ18に対する熱害を考慮する必要が無い場合には、冷気導入通路を図の二点鎖線で示されるように設けて、ダストセパレータ18の下流側に冷気導入口15を設けても良い。これにより、冷気がタービン4bに直接導入されることから、冷気による冷却能力を高めることができる。
If there is no need to consider heat damage to the
また、図3を参照して第4の実施の形態について説明する。この第4の実施の形態ではエアクリーナ3の下流かつコンプレッサ4aの上流に吸気絞りバルブV8が設けられ、吸気絞りバルブV8の上流側から触媒8及び触媒担持フィルタ9の下流に至る冷気導入路19が設けられている。これにより、タービン4bに入る排気ガスに混入される冷気がエアクリーナ3を介したものとなり、直接大気を導入する場合に考えられる大気中の塵埃等が混入されることを防止し得る。なお、排気通路7aへの冷気導入路19の接続位置としては、図3の実線出示されるようにセパレータ18の上流側であって良いが、図の二点鎖線で示されるように冷気導入路19を延長してセパレータ18の下流側としても良い。
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, an intake throttle valve V8 is provided downstream of the
また、第5の実施の形態として、図4に示されるようにインテークマニホールド2の吸気口から吸気導入用バルブV7に至る吸気導入路21を設けると良い。なお、インテークマニホールド2の吸気口は、吸気がインタークーラ5を通る場合にはインタークーラ5の下流側であり、吸気がインタークーラバイパス通路6を通る場合には単にコンプレッサ4aの下流側となる。
Further, as a fifth embodiment, as shown in FIG. 4, it is preferable to provide an intake
これにより、第1の実施の形態における外気導入に代えてコンプレッサ4aで圧縮された圧縮空気を冷気としてタービン4bに導入することができる。コンプレッサ4aにより吸気圧が高められており、その吸気圧と排気圧との圧力差により冷却気体をタービン4bに容易に導入し得る。さらに、吸気をインタークーラ5を通過させた場合には、吸気が冷却されるため、冷却能力が向上し得る。
Thereby, it can replace with the external air introduction in 1st Embodiment, and can introduce into the
さらに、図4を参照して第6の実施の形態について説明する。この第6の実施の形態では上記吸気導入路21の中間に、図の二点鎖線で示されているように補助圧縮機としての補助コンプレッサ22が設けられている。補助コンプレッサ22は例えば電動モータを駆動源とするものであって良い。これにより、排気圧が高いエンジンの場合でも、それより高圧の冷気を導入することができ、より一層効果的に排気ガス温度を低下させることができる。
Furthermore, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, an
なお、上記第1・3・4・5・6の各実施の形態の図示では第2の実施の形態における温度センサ17を図示しなかったが、排気ガス温度に基づいて冷気導入を制御するようにしても良いことは言うまでもなく、各実施の形態でも温度センサ17を設けることができる。 Although the temperature sensor 17 in the second embodiment is not shown in the drawings of the first, third, fourth, fifth, and sixth embodiments, the introduction of cold air is controlled based on the exhaust gas temperature. Needless to say, the temperature sensor 17 can also be provided in each embodiment.
また、上記実施の形態ではターボチャージャのタービンについて述べたが、本発明が適用されるタービンは、ターボチャージャのタービンに限られるものではなく、タービンの出力をクランクシャフトに伝えるターボコンパウンドや、タービンの出力を発電機に伝える構造などにも適用し得る。 In the above embodiment, the turbocharger turbine has been described. However, the turbine to which the present invention is applied is not limited to the turbocharger turbine, and the turbo compound that transmits the output of the turbine to the crankshaft or the turbine It can also be applied to structures that transmit output to a generator.
4b タービン
7a 排気通路
8 触媒
15 冷却気体導入口
17 排気ガス温度検出手段
V7 冷却気体導入制御手段
18 異物除去装置
3 エアクリーナ
Claims (7)
前記排気通路における前記触媒の下流側かつ前記タービンの上流側に、前記排気ガスより低温の冷却気体を導入する冷却気体導入口が設けられていることを特徴とする内燃機関の排気装置。 Exhaust gas of an internal combustion engine having a turbine provided in an exhaust passage so as to be rotated by energy of exhaust gas of the internal combustion engine, and a catalyst provided upstream of the turbine in the exhaust passage to purify the exhaust gas In the device
An exhaust system for an internal combustion engine, characterized in that a cooling gas introduction port for introducing a cooling gas having a temperature lower than that of the exhaust gas is provided downstream of the catalyst and upstream of the turbine in the exhaust passage.
前記吸気通路における前記エアクリーナの下流側と前記冷却気体導入口とが連通していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。 An air cleaner provided in an intake passage of the internal combustion engine;
The exhaust system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein a downstream side of the air cleaner in the intake passage communicates with the cooling gas introduction port.
前記吸気通路における前記コンプレッサの下流側に、前記圧縮された吸気を冷却するクーラが設けられ、
前記冷却気体が、前記吸気通路における前記クーラの下流側から取り出されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。 A compressor that compresses intake air by rotating integrally with the turbine is provided in the intake passage of the internal combustion engine,
A cooler for cooling the compressed intake air is provided on the downstream side of the compressor in the intake passage,
The exhaust device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling gas is taken out from a downstream side of the cooler in the intake passage.
前記冷却気体導入口が、前記排気通路における前記排気ガス還流通路との接続口の下流側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の内燃機関の排気装置。 An exhaust gas recirculation passage for recirculating the exhaust gas to the intake passage by communicating the downstream side of the catalyst in the exhaust passage and the upstream side of the turbine and the intake passage of the internal combustion engine;
The exhaust gas of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, wherein the cooling gas introduction port is provided on the downstream side of the connection port with the exhaust gas recirculation passage in the exhaust passage. apparatus.
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