JP2012062822A - 過給式エンジンの排気再循環システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの吸気流量の少ない領域においても排気ガスの再循環量を向上できる過給式エンジンの排気再循環システムを提供する。
【解決手段】コンプレッサ４のハウジング４１には、排気還流通路（排気導入口４１ｄ）に接続される排気導入通路４３ａを形成する第１通路４３と、吸入口４１ａから吐出口４１ｂへの過給還流通路４４ｄを形成する第２通路４４とを備え、この第２通路４４には排気導入通路４３ａを過給還流通路４４ｄに連通させる合流部４５を形成し、この合流部４５で過給還流通路４４ｄを流れる過給還流によって排気導入通路４３ａからの排気ガスが吸引される構成を採用した。この結果、ホイール４２の吐出側の過給の一部を有効活用して、排気ガスの再循環量を増加することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のごとき車両に搭載され、エンジンへの吸気をコンプレッサにより過給するとともに、エンジンの排気の一部をエンジンの吸入通路に還流させる過給式エンジンの排気再循環システムに関する。

(従来の技術）
従来よりこの種の排気再循環システムは、種々な構成のものが実用に供されてきたが、過給機として、タービンによりコンプレッサが駆動されるターボチャージャーを備え、エンジンの排気ガスの一部をコンプレッサの上流側に還流させるシステムが、その代表例として知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるシステムを図５に基づき概説すれば、エンジン１の吸気側１ａと排気側１ｂとに接続されたターボチャージャー（過給機）２は、エンジン１から矢印Ａのごとく排出される排気ガスによってタービン３が駆動され、これに直結されたコンプレッサ（遠心式送風機）４が、矢印Ｂのごとく新気を、吸入・圧縮し、エンジン１への吸気として供給（過給）する。
一方、エンジン１の排気ガスの一部を吸気に還流させる排気還流装置１０は、タービン３の下流側とコンプレッサ４の上流側とを結ぶ排気還流通路１０ａ（所謂低圧排気還流通路）と、この通路１０ａの流量制御をする制御弁１０ｂとを備えており、エンジン１の運転状態に応じて制御弁１０ｂにより制御された必要量の排気ガスが、排気還流通路１０ａを経由して、コンプレッサ４の上流側に還流される構成となっている。

なお、排気再循環方式としては、タービン３の上流側とエンジン１の吸気側１ａ（例えばコンプレッサ４の上流側）とを結ぶ排気還流通路（所謂高圧排気還流通路）を備えるタイプのものや、この高圧用と前述の低圧用との両方の排気還流通路を備え、エンジン１の運転状態に応じて低圧用と高圧用とを使い分けるタイプのものもある。

（従来技術の問題点）
上述のシステムは、いずれも、排気ガスをエンジン１の吸気に再循環させるために、排気ガスの吸気側への吸い出しエネルギーとしてコンプレッサ４の吸引力を活用できることから各種エンジンに有用されている。ところが、一般的には、エンジン１の排気性状を向上させる効果的な手法として、エンジン１の吸気流量が少ない領域（少流量域）において排気還流装置１０によって還流させる排気ガスの量（再循環量）を増加させることが知られており、この少流量域を如何にカバーするかが、この種システムにおける当業者の課題となっている。

特に近年、自動車に対する排気ガス規制は、ますます強化される傾向にあり、この排気再循環システムは排気ガス中のＮＯｘ濃度を低下させる有力な手段であることから、より一層の高性能化が待望されている。
しかも、自動車に搭載する各種機器、とりわけエンジン周りに装着するシステムには、小型、軽量、安価であることが必達条件となっており、上記排気再循環システムにおいても、かかる条件を満足する高性能化手段の開発が要求されている。

その一策として、コンプレッサの上流側への排気ガス導入構造を種々工夫することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
この構造は、図５において、コンプレッサ４の上流側に、吸気流に沿うように破線で示すごとき管状部材３０を配設し、この管状部材３０に排気還流通路１０ａの下流側端を開口させ、コンプレッサ４の吸入空気流をより積極的に活用しようとする試みであるが、エンジン１の吸気流量が少ない少流量域をカバーし切れていないのが実情である。

なお、上述の問題点は、ターボチャージャー２の事例について詳説したが、コンプレッサ４をタービン３の代わりにモータ等の他の駆動源で駆動するスーパーチャージャーを搭載した過給式エンジンの排気再循環システムにおいても、全く同様の問題を抱えている。

本発明者は、かかる問題を究明すべく、種々の実験・研究を重ねたところ、コンプレッサの過給作用をも積極的に活用して、エンジンの吸気流量の少ない領域における排気ガスの再循環量を向上させることを見出した。

特開２００７−１５４６７５号公報 特開２００９−２４６９２号公報

本発明は、上記の究明結果に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コンプレッサのハウジングに、出口部から入口部へ過給を戻す過給還流通路を設けて、この通路を流れる過給還流により再循環排気ガスを強制的に吸引させることにより、エンジンの吸気流量の少ない領域においても排気ガスの再循環量を向上できる過給式エンジンの排気再循環システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、コンプレッサのハウジングには、排気還流通路に接続される排気導入通路を形成する第１通路と、出口部から入口部への過給還流通路を形成する第２通路とを備え、この第２通路には排気導入通路を過給還流通路に連通させる合流部を形成し、この合流部で過給還流通路を流れる過給還流によって排気導入通路からの排気ガスが吸引される構成を採用した。
かかる構成によれば、過給還流は、過給還流通路を、出口部側の高圧領域から入口部側の低圧領域へと勢いよく流れるため、この過給還流によって排気導入通路からの排気ガスを強制的にかつ良好に吸引することができる。したがって、排気ガスの再循環量を増大することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１通路は、コンプレッサのホイールの回転軸を中心として上流側から下流側に向かって曲率半径および有効流通断面積が漸減する渦巻状をなしている。
このような構成にすることにより、排気ガスを排気導入通路へ誘導する際の圧損を少なくし、排気ガスを良好かつ円滑に合流部へと導入することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ハウジングは、第２通路が複数の過給還流通路で構成されており、この複数の過給還流通路には、それぞれ独立して合流部が形成されている。
かかる構成によれば、過給還流量を効率よく分散でき、より多くの排気ガスを過給還流に吸引させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、第２通路をなす複数の過給還流通路は、ホイールの回転軸を中心とした環状領域において周方向に相互に間隔を置いて配置されており、各上流側端がハウジングの出口部に、各下流側端がハウジングの入口部に、それぞれ周方向に相互に間隔を置いて開口している。
かかる構成によれば、第２通路の上流側、下流側を、それぞれホイールの吐出側、吸入側の全周にわたって配置するため、過給還流をホイールの全周から効率よく取り込むことができ、圧損も少なくすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、第２通路は、合流部より上流側に絞りを備えており、第２通路における、絞りの上流側の有効流通断面積をＴ１、絞りの下流側の有効流通断面積をＴ２としたとき、下記（１）式を満足する。
Ｔ１＞Ｔ２ …………（１）
このような構成にすることにより、合流部における過給還流の流速を稼ぐことができ、過給還流による排気ガスの吸引効果を向上することができる。

請求項６に記載の発明によれば、合流部において、第２通路側の有効流通断面積をＴ３、排気導入通路側の有効流通断面積をＴ４としたとき、下記（２）式を満足する。
Ｔ３＞Ｔ４ …………（２）
このような構成にすることにより、過給還流が合流部から排気導入通路を介して排気還流通路へ逆流するのを防ぐことができる。

請求項７に記載の発明によれば、合流部における、排気導入通路と過給還流通路との流れ方向の合流角度をθとしたとき、下記（３）式を満足する。
０＜θ＜９０°…………（３）
かかる構成によれば、過給還流が排気導入通路を介して排気還流通路へ逆流するのを防ぐことができるほか、合流圧損を小さくすることもできる。

請求項８に記載の発明によれば、コンプレッサは、エンジンの排気で駆動される排気タービンに連結されてターボチャージャーを構成している。

本発明の排気再循環システムを搭載した過給式エンジンとして、ターボチャージャー式の過給機を備えたエンジンの全体構成を示す模式図である。 本発明の実施例１における排気再循環システムの中枢をなすコンプレッサの主要部の模式的縦断面図である。 図２におけるＸ部を拡大して示す部分縦断面図である（実施例１）。 本発明の排気再循環システムの別の例として、コンプレッサの主要部を、図２におけるＹ−Ｙ線に相当する断面部分で示す模式的横断面図である（実施例２）。 従来の排気再循環システムを示す模式的縦断面図である。

本発明を実施するための最良の形態は、エンジンの吸気流量が少ない領域における排気ガスの再循環量を向上するという課題を、コンプレッサのハウジングに、その出口部から入口部に向かって過給の一部を還流させる通路を設け、この通路を流れる過給還流により再循環排気ガスを強制的に吸引させる構成にすることで実現した。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
［実施例１］
図１ないし図３は、本発明の実施例１を説明するためのもので、まず、図１に基づいて排気再循環システムを搭載した過給式エンジンの全体構成を概説したのち、図２および図３に基づいて本発明の排気再循環システムについて詳説する。

（全体構成の説明）
図１において、過給式エンジンとしては、ディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関、以下、単にエンジンと略称する。）１を備えている。エンジン１は、自動車のごとき車両に搭載され、その動力源をなすものであって、直列４気筒型として例示してあるが、本発明では、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。

エンジン１の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射する燃料インジェクタ１１が設置されている。各気筒の燃料インジェクタ１１は、共通のコモンレール１２に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１３によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１２内に蓄えられ、コモンレール１２から各気筒の燃料インジェクタ１１に供給される。

エンジン１の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド１４により集合されて排気通路１５に流出する。本実施形態のエンジン１は、過給機として、排気ガスのエネルギーによって過給を行うターボチャージャー２を備えている。ターボチャージャー２は、排気ガスのエネルギーによって回転するタービン３と、このタービン３に駆動されて回転するコンプレッサ４とを具備している。タービン３は、排気通路１５の途中に配置されており、コンプレッサ４は、吸気通路１６の途中に配置されている。

タービン３の下流側の排気通路１５には、ＮＯｘ触媒装置５が設置されている。エンジン１の排気ガス中に含まれるＮＯｘを、このＮＯｘ触媒装置５によって捕捉し吸蔵することができる。

エンジン１の吸気通路１６の入口付近には、エアクリーナ６が設けられている。また、エアクリーナ６の下流でコンプレッサ４との間には、吸入空気量を検出するエアフローメータ７および空気絞り弁８が設置されている。

コンプレッサ４の下流側の吸気通路１６には、インタークーラ９が設置されている。エアクリーナ６を通って吸入された空気（新気）は、ターボチャージャー２のコンプレッサ４で圧縮された後、インタークーラ９で冷却される。インタークーラ９を通過した新気は、吸気マニホールド１７を通って、各気筒内に過給吸気として流入する。

また、エンジン１は、排気ガスの一部を吸気通路１６に還流させるＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うための排気還流装置１０を備えている。特に、本実施形態の排気還流装置１０は、所謂低圧ＥＧＲを行うための排気還流通路１０ａと、この通路１０ａによる排気還流量（ＥＧＲ量）を制御するための制御弁１０ｂとから構成されている。

排気還流通路１０ａは、タービン３より下流側（図１の構成では、ＮＯｘ触媒装置５の下流側）の排気通路１５と、コンプレッサ４の上流側の吸気通路１６（後で詳述するが、特にコンプレッサ４の入口部）とを接続している。この排気還流通路１０ａの途中には、制御弁１０ｂが設けられている。したがって、排気還流量は、制御弁１０ｂの開度を調整することにより、任意に制御することができる。例えば、制御弁１０ｂの開度を大きくすることにより、排気還流量を増大させることができる。

なお、ＥＣＵ２０は、エアフローメータ７やアクセル開度センサ２１等の各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、エンジン１の運転状態を制御する周知の構成である。

（本発明の排気再循環システムの説明）
本発明の排気再循環システムは、前述した排気還流通路１０ａの下流側（吸気通路１６側端）とコンプレッサ４の入口部との接続に特徴を有しており、その要部詳細について図２をも参照しながら説明する。

コンプレッサ４は、ハウジング４１とホイール（インペラ）４２とを主要構成部品とする遠心式送風機構造として構成されている。ハウジング４１は、入口部をなす吸入口４１ａおよび出口部をなす吐出口４１ｂを具備し、その両者間を結ぶ通路４１ｃにホイール４２が回転自在に収納されている。ホイール４２の回転軸４２ａは、軸受４２ｂにてハウジング４１に支承され、タービン３に連結されている。このホイール４２の回転により、矢印Ｂのごとく新気が、吸入口４１ａより吸入・圧縮され、吐出口４１ｂから過給として吐出される。

また、ハウジング４１は、排気還流通路１０ａの下流側（吸気通路１６側）に接続される排気導入口４１ｄを備えている。
さらに、ハウジング４１には、大別すると２系統の通路として、第１通路４３および第２通路４４が配設されている。

一方の第１通路４３は、断面形状が円形で回転軸４２ａを中心とする周方向に延展する円弧状をなしており、その一端（上流側端）が排気導入口４１ｄに連結されて、排気導入通路４３ａを形成している。
他方の第２通路４４は、全体として円形の断面形状を有しており、大径孔部４４ａ、小径孔部４４ｂおよびこの両孔部４４ａ、４４ｂを滑らかに連結し、絞りをなすテーパ孔部４４ｃから構成されている。この第２通路４４は、大径孔部４４ａがハウジング４１の吐出口４１ｂ側に、小径孔部４４ｂがハウジング４１の吸入口４１ａ側にそれぞれ開口しており、この通路４４全体で、ハウジング４１の吸入口４１ａ側と吐出口４１ｂ側とを結び、吐出口４１ｂから吸入口４１ａへ過給の一部を戻す過給還流通路４４ｄを形成している。

そして、第１通路４３と第２通路４４との関係は、第２通路４４が、第１通路４３の内側（回転軸４２ａ側）でこの通路４３を横切るようにして、配置されている。第２通路４４には、小径孔部４４ｂに位置させて合流部４５が形成されている。この合流部４５には、第１通路４３の排気導入通路４３ａと第２通路４４の過給還流通路４４ｄとを連通させる連通路４５ａが設けられている。この連通路４５ａと過給還流通路４４ｄとは、両者の流れ方向α、βが鋭角に合流するように配置されている。

しかして、本発明の特徴部分（上記図２に示した部分）における各部の緒言について、図３を参照しながら、考察を加えることとする。
（ａ）第２通路４４において、テーパ孔部（絞り）４４ｃの上流側と下流側との関係は、上流側をなす大径孔部４４ａの有効流通断面積をＴ１、絞り４４ｃの下流側をなす小径孔部４４ｂの有効流通断面積をＴ２とすると、下記（１）式を満足している。
Ｔ１＞Ｔ２ …………（１）
（ｂ）第２通路４４の合流部４５において、第２通路４４側と排気導入通路４３ａ側との関係は、第２通路４４側をなす小径孔部４４ｂの有効流通断面積をＴ３（本実施形態ではテーパ孔部（絞り）４４ｃの下流側の有効流通断面積Ｔ２と同じ）、排気導入通路４３ａ側をなす連通路４５ａの有効流通断面積をＴ４としたとき、下記（２）式を満足している。
Ｔ３＞Ｔ４ …………（２）
（ｃ）第２通路４４の合流部４５において、排気導入通路４３ａと過給還流通路４４ｄとの流れ方向の合流角度（本実施形態では連通路４５ａの流れ方向αと小径孔部４４ｂの流れ方向βとの合流角度）をθとしたとき、下記（３）式を満足している。
０＜θ＜９０°…………（３）
なお、有効流通断面積とは、流れ方向α、βに対し、垂直な面の通路面積をいい、合流角度とは、流れ方向αの軸線と流れ方向βの軸線とが交差する角度をいう。
図３において、Ｐ１は第１通路４３（排気導入通路４３ａ）に導入される排気ガスの圧力、Ｐ２はハウジング４１の吐出側の圧力、Ｐ３はハウジング４１の吸入側の圧力を、それぞれ示す。

（実施例１の背景）
排気ガスの一部をコンプレッサ４の上流側に還流させる排気再循環システムにおいては、コンプレッサ４が、図２に示す矢印Ｂのごとく新気を吸入する吸引力を活用して、排気還流通路１０ａからの排気ガスを吸引することを基本としているが、還流する排気ガス自体所定圧Ｐ１を有するものの、エンジン１の吸気流量の少ない領域においては、コンプレッサ４の吸入空気も少量となる。つまり、コンプレッサ４の吸引力もそれだけ小さくなるわけで、排気還流通路１０ａからコンプレッサ４によって吸い出される排気ガスの再循環量も必然的に減少してしまい、エンジン１の排気性状をより一層向上させるには障害となっていた。

（実施例１の特徴）
上記の不具合を解決するために、実施例１では、コンプレッサ４のハウジング４１に、コンプレッサ４にて圧縮された新気（過給）を活用するための２系統の通路（第１通路４３、第２通路４４）を備えている。

第１通路４３（排気導入通路４３ａ）には、排気導入口４１ｄから所定圧Ｐ１の排気ガスが導入される。
一方、第２通路４４（過給還流通路４４ｄ）は、上流側がコンプレッサ４の吐出口４１ｂ側、つまり高い圧力Ｐ２を有する高圧領域に開口し、下流側がコンプレッサ４の吸入口４１ａ側、つまり低い圧力Ｐ３を有する低圧領域に開口しているため、ホイール４２により圧縮された過給の一部が勢いよく、大径孔部４４ａから小径孔部４４ｂへと流れる。この過給還流の流れβにより、合流部４５において、圧力降下現象が生じるため、過給還流通路４４ｄ内の排気ガスが、矢印αのごとく連通路４５ａから小径孔部４４ｂへと強制的に吸引され、過給還流とともにホイール４２の上流側に供給（排気還流）される。
かくして、排気再循環量の増強を図ることができる。

特に、上記（ａ）項の（１）式を満足していると、テーパ孔部４４ｃによる絞り作用により、小径孔部４４ｂの流速が加速されるため、上記吸引効果が増大する。
また、上記（ｃ）項の（３）式を満足していると、両者の流れ方向α、βが同じ向きになるため、連通路４５ａから円滑に吸引され、合流圧損を小さくすることができる。
かくして、排気再循環量の一層の増強を図ることができる。
なお、上記（ｂ）項の（２）式、上記（ｃ）項の（３）式を満足していると、合流部４５において、過給還流が第２通路４４（特に小径孔部４４ｂ）側から第１通路４３（特に連通路４５ａ）側へ逆流するのを防ぐことができる。

以上実施例１について詳述したが、本発明において、コンプレッサ４の入口部、出口部とは、ハウジング４１の通路４１ｃにおける、ホイール４２の吸入側から吸入口４１ａまでの領域を入口部、ホイール４２の吐出側から吐出口４１ｂまでの領域を出口部といい、第２通路４４の一端、他端をそれぞれ前記入口部、出口部に開口させることにより、ホイール４２の吸入力、吐出力を最大限に活用できるような、第２通路４４の配置とすることができる。

また、コンプレッサ４の過給還流を活用する構造は、上述の実施例１に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々変更することができるものであり、その態様例の一部について説明する。
第２通路４４は、全長にわたって同一孔径を有する、或いは上流側から下流側に向かって縮径するテーパを有する単一孔構造とし、テーパ孔部（絞り）４４ｃを省略することもできる。
第１通路４３、第２通路４４、連通路４５ａは、いずれも断面形状を真円としたが、楕円等の長円形状や幅の狭いスリット形状にすることもできる。
第１通路４３は、円弧状配置に代えて、コンプレッサ４のホイール４２の回転軸４２ａを中心として上流側から下流側に向かって曲率半径および有効流通断面積が漸減する渦巻状配置としてもよい。これにより、排気ガスを排気還流通路１０ａから第１通路４３（排気導入通路４３ａ）へ誘導する際の圧損を少なくし、排気ガスを渦巻き流として良好かつ円滑に合流部４５へと導入することができる。
第２通路４４を、複数の過給還流通路４４ｄで構成し、この複数の過給還流通路４４ｄには、それぞれ独立して合流部４５を形成してもよい。これにより、過給還流量を各過給還流通路４４ｄに効率よく分散できるため、より多くの排気ガスを過給還流に吸引させることができる。
第２通路４４を複数の過給還流通路４４ｄで構成する場合、各過給還流通路４４ｄは、ホイール４２の回転軸４２ａを中心とした環状領域において周方向に相互に間隔を置いて配置するとよい。つまり、各上流側端がハウジング４１の出口部に、各下流側端がハウジング４１の入口部に、それぞれ周方向に相互に間隔を置いて開口させることで、ホイール４２の全周から過給還流を得ることができる。

［実施例２］
次に、上記態様において、（イ）の第１通路４３を渦巻状配置とする構造と、（ロ）の第２通路４４を複数の過給還流通路４４ｄで構成し、各通路４４ｄにそれぞれ独立して合流部４５を形成する構造との効果的な組合わせ例を、本発明の実施例２として、図４を参照しながら説明する。

図４は、本発明の実施例２の中枢をなすコンプレッサ４の主要部を、図２におけるＹ−Ｙ線に相当する横断面部分で示すものである。
コンプレッサ４のハウジング４１には、一本の第１通路４３が設けられている。この第１通路４３は、ホイール４２の回転軸４２ａを中心として上流側から下流側に向かって曲率半径および有効流通断面積が漸減する渦巻状の排気導入通路４３ａを形成しており、最大径の入口側が排気導入口４１ｄに接続される。
また、ハウジング４１には、第１通路４３の内側に、複数（図示例では４個）の過給還流通路４４ｄで構成される第２通路４４が設けられている。この複数の過給還流通路４４ｄは、各通路４４ｄの断面形状が円弧状の矩形孔をなしており、この矩形孔は径方向の寸法が周方向の寸法より短い扁平形状をなしている。
そして、各過給還流通路４４ｄがホイール４２の回転軸４２ａを中心とした環状領域において周方向に相互に間隔を置いて配置されている。つまり、各過給還流通路４４ｄの上流側端がハウジング４１の出口部（図２の吐出口４１ｂ側に相当）に、下流側端がハウジング４１の入口部（図２の吸入口４１ａ側相当）に、それぞれ周方向に相互に間隔を置いて開口しており、ホイール４２の吐出側、吸入側の全周を取り囲む配置となっている。
さらに、各過給還流通路４４ｄには、それぞれ独立して合流部４５が形成されている。この４個の各合流部４５には、第１通路４３と連通させる連通路４５ａがそれぞれ設けられている。各連通路４５ａは、軸方向の幅が狭いスリット状をなしており、かつその周方向の断面形状は過給還流通路４４ｄの断面形状と同様な形状をしている。ただし、第１通路４３の渦巻き流γが各連通路４５ａへの分岐流γ１〜γ４となる流れが円滑になるように、各連通路４５ａおよび各過給還流通路４４ｄの流れを受ける壁面４６は、湾曲面に形成されているのが好ましい。

上記実施例２の構成によれば、排気導入口４１ｄからの排気ガスは、圧損の少ない渦巻き流γとなって第１通路４３（排気導入通路４３ａ）へ流入し、流れに沿って配列された各連通路４５ａに順次分岐流γ１〜γ４として良好かつ円滑に導入される。
一方、第２通路４４は、４個の過給還流通路４４ｄがホイール４２の全周を取り囲んでいるため、ホイール４２の回転により、過給の一部がホイール４２の吐出側の全周から各過給還流通路４４ｄに効率よく取り込まれていく。そして、各合流部４５では、各過給還流通路４４ｄを流れる過給還流に、各連通路４５ａからの排気ガスが吸引される。
かくして、より多くの排気ガスを過給還流に吸引させ、所望の排気再循環量を確保することができる。

［変形例］
上述の実施例では、過給式のエンジン１としてディーゼルエンジン（圧縮着火内燃機関）への適用例について詳述したが、ガソリンエンジン（火花点火内燃機関）にも適用できることは勿論である。また、排気循環装置も、タービン３の上流側から排気ガスを再循環させる所謂高圧排気還流通路を備えるタイプのものや、この高圧用と上記実施例の低圧用との両方の排気還流通路を備え、エンジンの運転状態に応じて低圧用と高圧用とを使い分けるタイプのものにも、同様に適用することができる。
さらに、過給機としては、コンプレッサ４をタービン３の代わりにモータ等の他の駆動源で駆動するスーパーチャージャーであっても、適用することができる。

１ エンジン
２ ターボチャージャー
３ タービン
４ コンプレッサ
１０ 排気還流装置
１０ａ 排気還流通路
１０ｂ 制御弁
１５ 排気通路
１６ 吸気通路
４１ ハウジング
４１ａ 吸入口（入口部）
４１ｂ 吐出口（出口部）
４１ｃ 通路
４２ ホイール
４２ａ 回転軸
４３ 第１通路
４３ａ 排気導入通路
４４ 第２通路
４４ａ 大径孔部
４４ｂ 小径孔部
４４ｃ テーパ状孔部（絞り）
４４ｄ 過給還流通路
４５ 合流部

Claims (8)

1. エンジンの吸気通路に接続される入口部および出口部を具備するハウジングと、このハウジング内において前記入口部と前記出口部とを結ぶ通路に回転自在に収納されるホイールとを有し、このホイールの回転によって前記エンジンへの吸気を前記入口部から吸入し圧縮して前記出口部へ吐出するコンプレッサと、
   前記エンジンの排気通路と前記吸気通路とを結ぶ排気還流通路を有し、前記エンジンの排気の一部を前記吸気通路に還流させる排気還流装置と、
   を備える過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記ハウジングは、前記排気還流通路の前記吸気通路側に接続されて、排気導入通路を形成する第１通路と、一端が前記入口部に、他端が前記出口部にそれぞれ開口して、前記出口部から前記入口部への過給還流通路を形成する第２通路とを備えており、
   前記第２通路には、前記排気導入通路を前記過給還流通路に連通させる合流部が形成されており、
   この合流部で前記過給還流通路を流れる過給還流に前記排気導入通路からの排気が吸引されることを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
2. 請求項１に記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記第１通路は、前記ホイールの回転軸を中心として上流側から下流側に向かって曲率半径および有効流通断面積が漸減する渦巻状をなしていることを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
3. 請求項１または２に記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記ハウジングは、前記第２通路が複数の過給還流通路で構成されており、
   この複数の過給還流通路には、それぞれ独立して前記合流部が形成されていることを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
4. 請求項３に記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記第２通路をなす複数の過給還流通路は、前記ホイールの回転軸を中心とした環状領域において周方向に相互に間隔を置いて配置されており、各上流側端が前記ハウジングの出口部に、各下流側端が前記ハウジングの入口部に、それぞれ周方向に相互に間隔を置いて開口していることを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記第２通路は、前記合流部より上流側に絞りを備えており、
   前記第２通路における、前記絞りの上流側の有効流通断面積をＴ１、前記絞りの下流側の有効流通断面積をＴ２としたとき、
   Ｔ１＞Ｔ２ …………（１）
   上記（１）式を満足することを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記合流部における、第２通路側の有効流通断面積をＴ３、排気導入通路側の有効流通断面積をＴ４としたとき、
   Ｔ３＞Ｔ４ …………（２）
   上記（２）式を満足することを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記合流部における、前記排気導入通路と前記過給還流通路との流れ方向の合流角度をθとしたとき、
   ０＜θ＜９０°…………（３）
   上記（３）式を満足することを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の過給式エンジンの排気再循環システムにおいて、
   前記コンプレッサは、前記エンジンの排気で駆動される排気タービンに連結されてターボチャージャーを構成していることを特徴とする過給式エンジンの排気再循環システム。
   
   

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