JP2013515207A

JP2013515207A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2013515207A
Application number: JP2012546024A
Authority: JP
Inventors: ラルフ・クリストマン
Original assignee: ボーグワーナーインコーポレーテッド
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2013-05-02
Also published as: WO2011087661A3; CN102639837B; CN102639837A; WO2011087661A2; DE112010004964T5; KR20120107486A; US20120266594A1

Abstract

本発明は、内燃機関（１）であって、排気ガスターボチャージャ（５）のコンプレッサ（４）が配置される吸気ライン（３）を有する吸気部（２）を有し、排気ガスターボチャージャ（５）のタービン（８）が配置される排気ライン（７）を有する排気部（６）を有し、低圧排気ガス再循環装置（９）であって、前記低圧排気ガス再循環装置（９）が、タービン（８）の下流の排気ライン（７）から分岐しかつコンプレッサ（４）の上流の吸気ライン（３）に通じる排気ガス再循環ライン（１０）を有し、前記低圧排気ガス再循環装置（９）に排気ガス再循環弁（１１）が配置される低圧排気ガス再循環装置（９）を有する内燃機関（１）に関する。この場合、絞り装置（１２）はコンプレッサ（４）の上流の吸気ライン（３）に配置される。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の内燃機関に関する。

従来技術では、ＮＯｘ排出を低減するために、高圧排気ガス再循環構造と共に低圧排気ガス再循環構造も使用される。一般に、排気ガス再循環は燃焼温度を低減し、この結果、窒素酸化物を低減することができる。

排気ガスがタービン出口の下流のコンプレッサユニットの方向に流れることができるようにするために、圧力差が存在しなければならない。前記圧力差は、多くの場合、排気ガス再循環ラインの分岐部の下流の排気ラインの端部の絞りによって発生される。しかし、このことは、動力供給に悪影響を与える排気ガス逆圧を増加させる。

したがって、本発明の目的は、排気ガス逆圧を増加させることなく排気ガスラインと吸気ラインとの間における圧力差の増加を可能にする請求項１の前段に記載のタイプの内燃機関を提供することである。

前記目的は、請求項１の特徴によって達成される。従属請求項は本発明の有利な改良形態に関する。

本発明によれば、絞りは、通過流量を低減する絞りフラップであることが可能であり、この結果、より大きい負圧がコンプレッサの上流に発生される。最高の排気ガス再循環率が部分負荷範囲に使用されるので、通過流量の低減は本発明による構造に悪影響を与えない。排気ガス再循環量は、以前と同様に、別個の弁によって、例えば、必要な程度のシールを有するディスク弁によって調整することが可能である。

本発明のさらなる詳細、利点および特徴は、図面に基づく例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

本発明による内燃機関の第１の実施形態の概略図である。図１に対応する、本発明による内燃機関の第２の実施形態の図である。

図１および図２に概略的に示した内燃機関１はディーゼルエンジンまたは火花点火エンジンとし得る。

図１に示した内燃機関１は吸気部２と排気部６とを有する。排気ガスターボチャージャ５のコンプレッサ４は吸気部２の吸気ライン３に配置され、排気ガスターボチャージャ５のタービン８は排気部６の排気ライン７に配置される。

さらに、内燃機関１は低圧排気ガス再循環装置９を備え、この低圧排気ガス再循環装置９は、タービン８の下流の排気ライン７から分岐しかつコンプレッサ４の上流の吸気ライン３に通じる排気ガス再循環ライン１０を備える。吸気ライン３は、低圧排気ガス再循環装置９に配置された排気ガス再循環弁１１を有し、コンプレッサ４の上流に絞り装置１２を有する。

図１および図２に示したような両方の実施形態では、絞り装置１２は、吸気ライン３内への排気ガス再循環ライン１０の開口点１３の上流にそれぞれ配置される。

本発明によれば、コンプレッサへの流入を低減するための絞り装置１２は絞りフラップとして設計され得る。前記設計は、高度のシールが不要であるのでこの構造に十分である。

代替実施形態では、絞り装置１２は、可動ブレードを有する補助的な案内装置として設計することが可能であり、この結果、コンプレッサへの旋回流入がさらに可能であり、この旋回流入は効率に関してプラスの効果を有する。

さらに、混合効果が吸気ライン内への排気ガスの供給によって達成されるように、絞り装置１２を別個の混合装置と組み合わせることが可能である。

本発明によれば、排気ガス再循環弁１１は、排気ガス再循環量を調整するプレート弁として設計される。

さらに、排気ガス再循環弁１１と絞り装置１２とを組み合わせて、製造コストおよび組立コストの削減をもたらすモジュール２２を形成することが可能である。

発生する大きな負圧のため、絞り装置１２のコンプレッサ側の構造は、軸受ハウジングからコンプレッサハウジング内へのオイルの流出を防止するためにシャフトと軸受ハウジングとの間に改良されたシールを必要とする。したがって、本発明によれば、空気力学的な圧力増加による非接触スライドリングシールによって、排気ガスターボチャージャ５のシャフト１４を排気ガスターボチャージャ５の軸受ハウジングに対してシールすることができる。

さらに、エンジンの排気ガス量を再循環させるために設けられる低圧排気ガス再循環装置９は粒子フィルタ１５と排気ガス冷却器１６とを備える。図１および図２から理解できるように、高圧排気ガス再循環装置１７は、タービン８の上流の排気ライン７から分岐しかつコンプレッサ４の下流の吸気ライン３に通じる高圧排気ガス再循環ライン１８を備える。

排気ガス再循環弁１９は別個の構成要素として高圧排気ガス再循環ライン１８に配置される。

上述の開示を補足するために、図１および図２の本発明の概略図が明示的に参照される。

１内燃機関
２吸気部
２Ａ吸気マニホルド
３吸気ライン
４コンプレッサ
５排気ガスターボチャージャ
６排気部
６Ａ排気マニホルド
７排気ライン
８タービン
９低圧排気ガス再循環装置
１０排気ガス再循環ライン
１１排気ガス再循環弁
１２絞り装置
１３開口点
１４シャフト
１５粒子フィルタ／排気ガス再循環フィルタ
１６排気ガス冷却器
１７高圧排気ガス再循環装置
１８高圧排気ガス再循環ライン
１９排気ガス再循環弁
２０吸気絞り弁
２１粒子フィルタ
２２、２３モジュール
２４給気冷却器

Claims

内燃機関（１）であって、
−排気ガスターボチャージャ（５）のコンプレッサ（４）が配置される吸気ライン（３）を有する吸気部（２）を有し、
−前記排気ガスターボチャージャ（５）のタービン（８）が配置される排気ライン（７）を有する排気部（６）を有し、
−低圧排気ガス再循環装置（９）であって、前記低圧排気ガス再循環装置（９）が、前記タービン（８）の下流の前記排気ライン（７）から分岐しかつ前記コンプレッサ（４）の上流の前記吸気ライン（３）に通じる排気ガス再循環ライン（１０）を有し、前記低圧排気ガス再循環装置（９）に排気ガス再循環弁（１１）が配置される低圧排気ガス再循環装置（９）を有する、内燃機関（１）において、
−絞り装置（１２）が前記コンプレッサ（４）の上流の前記吸気ライン（３）に配置される内燃機関（１）。
前記絞り装置（１２）が、前記吸気ライン（３）内への前記排気ガス再循環ライン（１０）の開口点（１３）の上流に配置される請求項１に記載の内燃機関。
前記絞り装置（１２）が絞りフラップとして設計される請求項１または２に記載の内燃機関。
前記絞り装置（１２）が、可動ブレードを有する補助的な案内装置として設計される請求項１または２に記載の内燃機関。
前記絞り装置（１２）が別個の混合装置と組み合わされる請求項１または２に記載の内燃機関。
前記排気ガス再循環弁（１１）がプレート弁として設計される請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関。
前記排気ガス再循環弁（１１）と前記絞り装置（１２）とが、モジュール（２２）を形成するために組み合わされる請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関。
前記排気ガスターボチャージャ（５）のシャフト（１４）が、非接触スライドリングシールによって前記排気ガスターボチャージャ（５）の軸受ハウジングに対してシールされる請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関。
前記低圧排気ガス再循環装置（９）が粒子フィルタ（１５）と排気ガス冷却器（１６）とを有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の内燃機関。
高圧排気ガス再循環装置（１７）であって、前記高圧排気ガス再循環装置（１７）が、前記タービン（８）の上流の前記排気ライン（７）から分岐しかつ前記コンプレッサ（４）の下流の前記吸気ライン（３）に通じる高圧排気ガス再循環ライン（１８）を有し、前記高圧排気ガス再循環装置（１７）に排気ガス再循環弁（１９）が配置される高圧排気ガス再循環装置（１７）を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内燃機関。