JP2503232B2 - エンジンの排ガス誘引装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンの排ガス誘引装置に係り、特に、
例えば自動車エンジン用環境試験装置等における広範囲
の運転域についてエンジン排圧を規定許容範囲に抑える
のに好適なエンジン排ガス誘引装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、例えば自動車などのエンジンをテストするため
の自動車エンジン環境試験装置の排ガス処理装置では、
エンジン排気管に非ガス誘引装置を接続する場合、排ガ
ス誘引ブロワを設け、エンジンの排ガス管と排ガス誘引
ブロワ（以下単に排ガスブロワという）とを接続する排
ガス吸引導管（以下単に排ガス吸引管という）を配管
し、この排ガス吸引管の排ガスブロワに近い位置に、外
気を導くバイパスダンパーを具備したバイパス管を接続
した構成が用いられている。排ガスブロワの排気側には
排ガス吐出管が配管される。

エンジンの停止時には、排ガスブロワを停止するか、
バイパスダンパーを全開にするかして、エンジン排圧が
負圧になりガソリンなどの燃料を吸い出す現象を防止
し、エンジンが起動して排ガスが噴出するようになつた
ときは、これに見合つて排ガスブロワを運転させるほ
か、バイパスダンパーを閉じて排気が上昇しないように
防止している。

なお、このような装置については、例えば、「新版
冷凍空調便覧 応用編」、社団法人日本冷凍協会、昭和
46年５月30日第４版発行、第１編、338頁、図６・80の
自動車環境試験装置のフローチヤートに開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の装置では、排ガスブロワの発停と吸入側バ
イパスダンパーとの併用について次のような問題があつ
た。

１）エンジンの発停スピードに排ガスブロワの起動停止
を追従させることが難かしい。

２）エンジンの回転の変化すなわち排ガス量の変化の速
さに対しバイパスダンパー応答性に問題（応答精度、応
答遅れなど）がある。

この結果として、エンジンの停止時に、ある瞬時、エ
ンジン排ガス部の負圧が規定値をこえることがあり、ガ
ソリンなどの燃料を吸い出し、排気管での爆発現象を発
生させる恐れがある。

また、運転中のエンジン排圧が規定値におさまらない
状態が発生し、試験に支障をきたす。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためにな
されたもので、エンジン停止時からフル運転までの広範
囲の運転域、また、急加速，急減速時等の過渡条件下で
も、エンジン排圧を規定許容範囲に応答おくれなくおさ
めうるエンジンの排ガス誘引装置を提供することを、そ
の目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は、エンジンの排ガス管と排ガス誘引ブ
ロワとを接続する排ガス吸引導管を備え、この排ガス吸
引導管における、エンジンの排ガス管に近い位置に分岐
部を設け、この分岐部に外気導入用の配管を接続したエ
ンジンの排ガス誘引装置において、 上記排ガス吸引導管の上記分岐部と上記排ガス誘引ブ
ロワとの間に設けられた外気導入用バイパス管と、この
外気導入用バイパス管に設けられた開度調整の可能なバ
イパスダンパーとを備え、 エンジン停止時に上記排ガス誘引ブロワで最大排ガス
吐出量を誘引する場合に、上記外気導入用の配管の持つ
管路抵抗により上記分岐部に生ずる圧力値が規定値以内
の負圧値となるように、上記バイパスダンパーの開度を
調整するものである。

〔作用〕

上記の技術手段を設けることにより、エンジンの発停
にあわせて排ガスブロワを起動停止することや、バイパ
スダンパーを開閉操作する必要がなくなる。

エンジン停止時には、排ガス吸引管に吸気管を接続し
ている分岐点の圧力は、エンジン本体の排気口圧力と同
じになる。この分岐点の圧力値が、排ガスブロワを運転
した状態で規定値以内の負圧値となるように吸気管が設
定されているので排ガスブロワを停止しなくてもよい。

エンジン全負荷運転時には、エンジンからの最大排ガ
ス吐出量と最大排ガス誘引量とがほぼ等しくなるように
設計しておくことにより、吸気管の流れは発生せず、排
ガス吐出量の全量が排ガスブロワによつて誘引処理され
る。

このように、排ガスブロワはエンジンの発停にかかわ
らず予め運転しておくことになり、例えば、エンジン停
止時の吸気管中の空気の流れ量は、排ガスブロワの吸引
量からバイパス風量を差引いたものが流れていることに
なる。

また、バイパスダンパーは予め設定された開度で固定
してよいため、自動ダンパーとする必要がない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図面は、本発明の一実施例に係るエンジンの排ガス誘
引装置の略示構成図である。

図面において、１はエンジン試験室、２はベース、３
は、エンジンに係る供試エンジン、４は、エンジンの動
力を吸収するためのエンジンダイナモメータ用の中間
軸、５は、エンジン排ガス管に接続する排ガス可撓管、
６は、排ガス可撓管５に接続し、試験室壁を貫通する排
ガス貫通ノズル、７は、排ガス吸引導管に係る排ガス吸
引管、８は、排ガス誘引ブロワに係る排ガスブロワ、９
は排ガス吐出管、10は、外気を導くバイパス管、11はバ
イパスダンパー、12は、外気導入用の配管に係る吸気管
である。この吸気管12は、排ガス吸引管７における、エ
ンジンの排ガス管にできるだけ近い位置にある分岐部Ｃ
に接続して大気を通すようにしたものである。

図中の矢印は、排ガスまたは大気の流れ方向を示した
ものである。

エンジン停止時においては、図面に示す排ガス吸引管
７に吸気管12を接続している分岐部Ｃの圧力は、供試エ
ンジン３の排気口部Ｂの圧力と同じになる。そこで、本
装置では、前記分岐部Ｃの圧力値を、排ガスブロワ８を
運転した状態で規定値以内の負圧値になるように吸気管
12を配管設計しておかなければならない。すなわち、吸
気管12の吸気口Ｄ（大気圧状態）から分岐部Ｃまでの管
路抵抗の合計値が、上記の規定値以内におさまるよう
に、吸気管12の管径，管長，管路等を設計するものであ
る。

エンジン全負荷運転時においては、供試エンジン３の
排気口部Ｂからの排ガス吐出量の全量について、排ガス
可撓管５および排ガス貫通ノズル６を通して排ガス吸引
管７に導き、排ガスブロワ８で誘引処理できるように計
画されなければならない。このとき、上記分岐部Ｃにお
ける圧力を大気圧前後になるようにする。すなわち、分
岐部Ｃにおいて、供試エンジン３からの最大排ガス吐出
量と最大排ガス誘引量とがほぼ等しくなるように設計す
ることにより、吸気管12には外気からの流れが発生しな
くなり、分岐部Ｃの圧力は吸気管12の吸気口Ｄの圧力
（大気圧）と同等になる。

したがつて、エンジン排ガスが吸気管12を通つて吸気
口Ｄから吹き出すことがなくなる。

次に、本発明の実施例を適用した排ガス誘引装置にお
ける配管構成などの設計手順の一例を説明する。

設計当初に既知のデータは当排ガス誘引装置で試験
されるであろう最大のエンジン排ガス量とこのエンジン
が全開で駆動された場合に排出されるガスの温度（ブロ
ワ８の耐熱温度）である。また、第１図の分岐部Ｃにお
ける負圧値も、装置上の要求仕様としての既知データで
ある。この時、排ガス吸引管７の寸法は最大エンジン排
ガス量で自動的に設定される。

先ず、ブロワ８の最大ガス誘導量を求める。これ
は、エンジン全開時の吐出量（最大排ガス量）とその時
のガス温度をバイパス管10からの外気で冷してブロワ８
をその耐熱温度を越えないようにする場合のバイパス管
10からの外気吸入量の和で求める。この時のバイパスダ
ンパー11の開度は０〜50％程度とする。つまり、耐熱温
度に係る外気吸入量の面からバイパス管10は余裕をもっ
て管路設計がされ、ダンパー11で流量を絞った状況にあ
る。

耐熱温度を考慮しない場合、『ダンパー11の開度＝
０』で、『エンジン最大排ガス量≒ブロワ８の最大ガス
誘引量』となる。

次に、エンジンを止め（全停）、バイパスダンパー
11の開度はブロワ８の最大ガス誘引量を求めた時（０〜
50％程度）のままとして、ブロワ８が全開（最大ガス誘
引量）の状態で分岐部Ｃが規定の負圧値になるような管
路抵抗を持つ吸気管12の寸法を決める。

以上で装置設計は終了する。

次に、実働時（施行後）のバイパスダンパー11の開度
調整について説明する。本発明は、分岐部Ｃが規定の負
圧値が設計時におけるエンジンの負圧値と異なる、新た
なエンジンについて環境試験を行う場合も想定してい
る。

エンジン停止時においてはブロワ８が全開であり、バ
イパスダンパー11の開度調整で、当然のことながら吸気
管12の分流量は変わる。管路（流体）抵抗はその管路に
おける流量で変動するので、前もって、バイパスダンパ
ー11の開度を全開〜全閉の範囲で変えて、吸気管12の分
流量が変わることで分岐部Ｃの圧力がどう変動するかの
特性を得ておく。

そして、新たなエンジンについて試験を行うにあた
り、吸気管12の分岐部Ｃについての規定の負圧値が与え
られると、前もって得ておいた特性からその規定の負圧
値に見合うダンパー11の開度（数値）を得て、ダンパー
11の開度調整を実施する。

この場合、吸気管12自体の設計変更をし、配管の交換
をする訳ではない。分岐部Ｃについての規定の負圧値変
動に対応できるように予めバイパス管10、ダンパー11を
設けておき、試験を行うエンジンに関して、分岐部Ｃが
規定の負圧値となるようにダンパー11の開度を調整す
る。つまり、ダンパー11の開度で配管条件を設定するの
ではなく、予め設定された配管条件下でダンパー11の開
度を調整すれば、吸気管12の分岐部Ｃについての規定の
負圧値が与えられる。このようにして、試験すべきエン
ジンに関して、ダンパー11の開度を調整することによ
り、吸気管12の分岐部Ｃにおける負圧値の条件を満足さ
せることができる。任意のエンジンについて配管設計を
しておけば、あとはダンパー11の開度調節で自由に規定
の負圧値を得ることができる、換言すれば、エンジンを
換えても試験ができる。

運転において、万一、排ガス誘引能力の低下等が発生
して分岐部Ｃの圧力が大気圧以上に上昇し、このため吸
気口Ｄからエンジン排気ガスが吹き出しても、吸気口Ｄ
を屋外に設けるよう配慮しておくことによつて、特に支
障が発生することはない。

前述の如き設計値と、実際の施工後の値とのくい違い
や排気容量が異なるエンジンが接続された場合などに対
応できるように調整する必要がある。そこで、排ガス吸
引管７の、排ガスブロワ８の吸込側直前に、バイパス管
10の接続部Ａを設け、当該バイパス管10に手動のバイパ
スダンパー11を設けておき、エンジン停止時において上
記分岐部Ｃの圧力が規定値以内の負圧値となるように、
バイパスダンパー11の開度を調整して排ガス誘引量の調
整ができるようにしている。

したがつて、本実施例によれば、排気容量が異なるエ
ンジンであってもエンジン停止時からフル運転までのど
の運転条件においても、エンジン排圧を規定許容範囲内
におさえることができる。

また、起動時，急加速時，急減速時，停止時等の過渡
条件に対しても、排ガス誘引装置側に自動制御装置を特
に設けていないので、例えば排ガスブロワの起動，停止
の時間遅れや、バイパスダンパーの応答遅れなどの心配
が全く無いので、このようなときにもエンジン排圧を規
定許容範囲におさえることができる。

このように、本実施例の装置では、高価な圧力制御計
器や制御弁を使用する必要がなく、設計製作および施工
が簡単であり、かつ、システムが単純である。したがつ
て、信頼性が高く、コストが低減されるとともに保守費
の低減に役立つものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、エンジン停止時
からフル運転までの広範囲の運転域、また、急加速，急
減速時等の過渡条件下でも、エンジン排圧を規定許容範
囲に応答おくれなくおさめうるエンジンの排ガス誘引装
置を提供することができる。また、排気容量が異なるエ
ンジンであってもエンジン停止時からフル運転までのど
の運転条件においても、エンジン排圧を規定許容範囲内
におさえることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例に係るエンジンの排ガス誘引
装置の略示構成図である。 ３……供試エンジン、７……排ガス吸引管、８……排ガ
スブロワ、10……バイパス管、11……バイパスダンパ
ー、12……吸気管、Ｂ……排気口部、Ｃ……分岐部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの排ガス管と排ガス誘引ブロワと
   を接続する排ガス吸引導管を備え、この排ガス吸引導管
   における、上記エンジンの排ガス管に近い位置に分岐部
   を設けたエンジンの排ガス誘引装置において、 上記分岐部に接続され、常時外気と連通した外気導入用
   の配管と、 上記排ガス吸引導管の上記分岐部と上記排ガス誘引ブロ
   ワとの間に設けられた外気導入用バイパス管と、この外
   気導入用バイパス管に設けられた開度調整の可能なバイ
   パスダンパーとを備えたことを特徴とするエンジンの排
   ガス誘引装置。