JP2528694Y2 - Exhaust gas mixing device for turbocharged engines - Google Patents

Exhaust gas mixing device for turbocharged engines

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JP2528694Y2
JP2528694Y2 JP1989127231U JP12723189U JP2528694Y2 JP 2528694 Y2 JP2528694 Y2 JP 2528694Y2 JP 1989127231 U JP1989127231 U JP 1989127231U JP 12723189 U JP12723189 U JP 12723189U JP 2528694 Y2 JP2528694 Y2 JP 2528694Y2
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exhaust
exhaust gas
gas mixing
valve
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Inventor
敬市 土橋
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日野自動車工業株式会社
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は過給機付エンジンの排ガス混合装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application field] The present invention relates to an exhaust gas mixing device for a supercharged engine.

[従来の技術] 過給機付エンジンは、第5図に示すようなものであ
る。
[Prior Art] An engine with a supercharger is as shown in FIG.

即ち、エアクリーナa、過給機bのコンプレッサc、
インタークーラdを吸入ラインeを介してディーゼルエ
ンジン等のエンジンfの吸入側に接続する。
That is, the air cleaner a, the compressor c of the supercharger b,
The intercooler d is connected to the intake side of an engine f such as a diesel engine via an intake line e.

過給機bのタービンgを排気ラインhを介してエンジ
ンfの排気側に接続し、排気ラインhにおける過給機b
のタービンgの吸入側と吐出側との間にバイパスライン
iを設け、該バイパスラインiに、過給機bのコンプレ
ッサcによる吸気の過給圧が設定値を超えた場合にバイ
パスラインiを開くウェイストゲートバルブjを設け
る。
The turbine g of the supercharger b is connected to the exhaust side of the engine f via the exhaust line h, and the supercharger b in the exhaust line h
A bypass line i is provided between the suction side and the discharge side of the turbine g, and the bypass line i is connected to the bypass line i when the supercharging pressure of the intake air by the compressor c of the supercharger b exceeds a set value. An open waste gate valve j is provided.

吸気は、エアクリーナaで過され、過給機bのコン
プレッサcで過給圧を掛けられ、インタークーラdで冷
却された後、エンジンfの吸入側に入って燃料油と共に
燃焼される。
The intake air is supercharged by an air cleaner a, supercharged by a compressor c of a supercharger b, cooled by an intercooler d, and then enters the intake side of the engine f and burns together with fuel oil.

燃焼によりエンジンf内に発生した排ガスは、エンジ
ンfの排気側から過給機bのタービンgを通ってコンプ
レッサcを駆動した後、排気ラインhから大気へ排出さ
れる。
The exhaust gas generated in the engine f by the combustion drives the compressor c from the exhaust side of the engine f through the turbine g of the supercharger b, and then is discharged from the exhaust line h to the atmosphere.

過給機bのコンプレッサcによる吸気の過給圧が設定
値を超えると、ウェイストゲートバルブjが作動してバ
イパスラインiを開き、排ガスの一部をバイパスライン
iに逃す。これにより、タービンgを通る排ガスの量が
減少して、過給機bのコンプレッサcに対する駆動力が
減少し、吸気の過給圧が低減される。
When the supercharging pressure of the intake air by the compressor c of the supercharger b exceeds a set value, the waste gate valve j operates to open the bypass line i, and a part of the exhaust gas is released to the bypass line i. As a result, the amount of exhaust gas passing through the turbine g decreases, the driving force of the supercharger b for the compressor c decreases, and the supercharging pressure of the intake air decreases.

一方、過給機付エンジン以外のエンジンでは、エンジ
ンの排気ラインから排出される排ガスの一部を、排気ラ
インと吸入ラインとの間の圧力差を利用してエンジンの
吸入ラインに戻し、吸入ラインに戻された排ガスにより
エンジン内での燃料油の燃焼を抑制させて、燃焼温度を
下げることによって、NOxの発生を低減するいわゆる排
ガス混合が行われている。
On the other hand, in engines other than the turbocharged engine, part of the exhaust gas discharged from the exhaust line of the engine is returned to the intake line of the engine by utilizing a pressure difference between the exhaust line and the intake line. The so-called exhaust gas mixing is performed in which the combustion of fuel oil in the engine is suppressed by the exhaust gas returned to the engine and the combustion temperature is reduced to reduce the generation of NOx.

[考案が解決しようとする課題] しかしながら、エンジンが過給機付である場合、排ガ
ス混合を行おうとすると以下のような問題があった。
[Problem to be Solved by the Invention] However, when the engine is equipped with a supercharger, there is a problem as described below when attempting to mix exhaust gas.

即ち、第5図の吸入ラインeにおける過給機bのコン
プレッサc吐出側に排ガスの一部を戻すようにすると、
過給機bの吐出側の吸気には過給圧が作用しているた
め、排気ラインhとの間の圧力差が僅かとなって、吸入
ラインeには充分な排ガスの戻り量が得られない。
That is, when a part of the exhaust gas is returned to the compressor c discharge side of the supercharger b in the suction line e of FIG.
Since the supercharging pressure acts on the intake air on the discharge side of the supercharger b, the pressure difference between the supercharger b and the exhaust line h becomes small, and a sufficient amount of exhaust gas can be returned to the intake line e. Absent.

又、吸入ラインeにおける過給機bのコンプレッサc
吸入側に排ガスの一部を戻すようにすると、戻された排
ガスによって吸気や更に過給機bの温度上昇を招いてし
まうため、吸入ラインeの耐久性が著しく低下してしま
う。
The compressor c of the supercharger b in the suction line e
If a part of the exhaust gas is returned to the suction side, the temperature of the intake air and further the temperature of the supercharger b are increased by the returned exhaust gas, so that the durability of the suction line e is significantly reduced.

そのため、過給機付エンジンでは、排気ラインhと吸
入ラインeとの間の圧力差を利用した排ガス混合を行う
ことができなかった。
Therefore, in the turbocharged engine, exhaust gas mixing using the pressure difference between the exhaust line h and the suction line e cannot be performed.

本考案は上述の実情に鑑み、過給機付エンジンに対し
ても、排気ラインと吸入ラインとの間の圧力差を利用し
た排ガス混合を、行わせ得るようにした、過給機付エン
ジンの排ガス混合装置を提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and also enables a supercharged engine to perform exhaust gas mixing using a pressure difference between an exhaust line and an intake line. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas mixing device.

[課題を解決するための手段] 本考案はエンジンの吸入ラインに過給機のコンプレッ
サを、エンジンの排気ラインに過給機のタービンを夫々
配設し、前記排気ラインにおけるタービンの吸入側及び
吐出側の間にウェイストゲートバルブを備えたバイパス
ラインを設け、前記排気ラインにおけるバイパスライン
の接続部より排ガス流れ方向下流に排気絞りバルブを設
け、前記排気ラインにおけるバイパスラインの接続部と
排気絞りバルブの設置部との中間位置から、前記吸入ラ
インにおけるエンジンとコンプレッサとの中間位置へ排
ガス混合バルブを備えた排ガス混合ラインを接続し、更
に、排気絞りバルブや排ガス混合バルブに開度を多段に
調整可能な多段式のシリンダを接続したことを特徴とす
る過給機付エンジンの排ガス混合装置にかかるものであ
る。
Means for Solving the Problems According to the present invention, a compressor of a supercharger is disposed in an intake line of an engine, and a turbine of a supercharger is disposed in an exhaust line of the engine. A bypass line with a waste gate valve is provided between the exhaust line and an exhaust throttle valve is provided downstream of the connection of the bypass line in the exhaust line in the exhaust gas flow direction. An exhaust gas mixing line with an exhaust gas mixing valve is connected from an intermediate position with the installation part to an intermediate position between the engine and the compressor in the intake line, and the opening can be adjusted in multiple stages with an exhaust throttle valve and exhaust gas mixing valve Exhaust gas mixing device for turbocharged engines, characterized by the connection of various multi-stage cylinders Things.

[作用] 吸入ラインに通る吸気は、途中で過給機のコンプレッ
サにより過給圧が掛けられてエンジンに吸入され、エン
ジン内部で燃料油と共に燃焼させられる。
[Operation] The intake air passing through the intake line is applied with a supercharging pressure by the compressor of the supercharger on the way, is taken into the engine, and is burned together with the fuel oil inside the engine.

エンジン内で燃焼によって発生した排ガスは、排気ラ
インを通り、途中過給機のタービンを通過してコンプレ
ッサを駆動し、その後排出される。
Exhaust gas generated by combustion in the engine passes through an exhaust line, passes through a turbine of a supercharger, drives a compressor, and is then discharged.

ここで、バイパスラインのウェイストゲートバルブを
開けると、排気ラインの排ガスの一部が過給機のタービ
ンを迂回してバイパスラインを流れるようになるので、
過給機のタービンを通過する排ガスの量が減少し、その
結果、過給機のコンプレッサに対する駆動力が低下し
て、吸入ラインにおける吸気の過給圧が低減する。
Here, when the waste gate valve of the bypass line is opened, a part of the exhaust gas in the exhaust line bypasses the turbine of the turbocharger and flows through the bypass line.
The amount of exhaust gas passing through the turbine of the supercharger decreases, and as a result, the driving force of the supercharger to the compressor decreases, and the supercharging pressure of the intake air in the suction line decreases.

これに加えて、排気絞りバルブによって排気ラインを
絞ると、排気絞りバルブより排ガス流れ方向上流側にお
ける排気ライン中の排ガスの圧力が高まり、排気ライン
と吸入ラインとの間の圧力差が大きくされる。
In addition, when the exhaust line is throttled by the exhaust throttle valve, the pressure of the exhaust gas in the exhaust line on the upstream side in the exhaust gas flow direction from the exhaust throttle valve increases, and the pressure difference between the exhaust line and the suction line increases. .

そこで、排ガス混合ラインの排ガス混合バルブを開け
ると、排気ラインと吸入ラインとの間の圧力差により、
排気ラインの排ガスが排ガス混合ラインを介して吸入ラ
インに戻され排ガス混合が行われる。
Therefore, when the exhaust gas mixing valve of the exhaust gas mixing line is opened, due to the pressure difference between the exhaust line and the suction line,
The exhaust gas from the exhaust line is returned to the intake line via the exhaust gas mixing line, and the exhaust gas is mixed.

[実施例] 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図〜第4図は本考案の一実施例である。 1 to 4 show an embodiment of the present invention.

エアクリーナ1、過給機2のコンプレッサ3、インタ
ークーラ4を吸入ライン5〜8を介してディーゼルエン
ジン等のエンジン9の吸入側に接続する。
The air cleaner 1, the compressor 3 of the supercharger 2, and the intercooler 4 are connected to the intake side of an engine 9 such as a diesel engine via intake lines 5 to 8.

過給機2のタービン10、排気絞りバルブ11を排気ライ
ン12〜14を介してエンジン9の排気側に接続する。
The turbine 10 and the exhaust throttle valve 11 of the supercharger 2 are connected to the exhaust side of the engine 9 via exhaust lines 12 to 14.

前記排気絞りバルブ11は第2図に示すような構成を備
えている。
The exhaust throttle valve 11 has a configuration as shown in FIG.

ケーシング15の内部に、一端が開口して開口部にスト
ッパ29を有する円筒状の第2ピストン16を摺動自在に設
け、該第2ピストン16内部に第1ピストン17を摺動自在
に設けて、第1ピストン17と第2ピストン16との間、第
2ピストン16の反第1ピストン17側、第1ピストン17の
反第2ピストン16側に夫々エア室21,22,23を有する多段
式のシリンダ24を形成する。
A cylindrical second piston 16 having one end opened and a stopper 29 at an opening is slidably provided inside the casing 15, and a first piston 17 is slidably provided inside the second piston 16. A multistage type having air chambers 21, 22, and 23 between the first piston 17 and the second piston 16, on the side of the second piston 16 opposite the first piston 17, and on the side of the first piston 17 opposite the second piston 16 respectively. Is formed.

該シリンダ24の第1ピストン17に反第2ピストン16側
へ延びて先端がケーシング15を貫通するロッド25の後端
を接続し、前記エア室23のケーシング15と第1ピストン
17との間に第1ピストン17を第2ピストン16側へ付勢す
るスプリング26を介装し、且つ、第2ピストン16他端開
口部の前記エア室21側の面に第1ピストン17を押す突起
31を形成する。
The first piston 17 of the cylinder 24 is connected to the rear end of a rod 25 that extends toward the second piston 16 and has a distal end that penetrates the casing 15, and the casing 15 of the air chamber 23 and the first piston
A spring 26 for urging the first piston 17 toward the second piston 16 is interposed between the second piston 16 and the first piston 17 on the surface of the other end opening of the second piston 16 on the air chamber 21 side. Pressing protrusion
Form 31.

又、前記シリンダ24の各エア室21,22,23とケーシング
15外部を連通するポート18,19,20を形成する。
The air chambers 21, 22, 23 of the cylinder 24 and the casing
15 Form ports 18, 19, and 20 that communicate with the outside.

尚、30は第2ピストン16に設けたポート18とエア室21
を連通するエア流路である。
Reference numeral 30 denotes a port 18 provided in the second piston 16 and the air chamber 21.
This is an air flow path that communicates with.

排気ライン13,14間の位置にバタフライ弁28を回動自
在に設け、前記シリンダ24のロッド25先端をレバー27を
介してバタフライ弁28に接続し、バタフライ弁28をシリ
ンダ24によって開閉させ得るようにする。
A butterfly valve 28 is rotatably provided at a position between the exhaust lines 13 and 14, the tip of the rod 25 of the cylinder 24 is connected to the butterfly valve 28 via a lever 27, and the butterfly valve 28 can be opened and closed by the cylinder 24. To

第1図の排気ライン12,13の間に過給機2のタービン1
0を迂回するバイパスライン32を設け、該バイパスライ
ン32にウェイストゲートバルブ33を設ける。
Turbine 1 of turbocharger 2 between exhaust lines 12 and 13 in FIG.
A bypass line 32 bypassing 0 is provided, and a waste gate valve 33 is provided in the bypass line 32.

該ウェイストゲートバルブ33は第3図に示すように、
ポート34にエアを供給することによりスプリング35に抗
してダイアフラム36が押されるようにした過給圧コント
ロールアクチュエータ38と、該過給圧コントロールアク
チュエータ38のダイアフラム36に一体に設けられたバイ
パスライン32の入口部を開閉する弁体37とで構成されて
いる。
The waste gate valve 33 is, as shown in FIG.
A supercharging pressure control actuator 38 in which the diaphragm 36 is pressed against a spring 35 by supplying air to the port 34, and a bypass line 32 provided integrally with the diaphragm 36 of the supercharging pressure control actuator 38 And a valve element 37 that opens and closes the inlet portion.

第1図の過給機2のタービン10と排気絞りバルブ11と
の間の排気ライン13から、インタークーラ4とエンジン
9との間の吸入ライン8へ、排ガス混合ライン39を接続
し、該排ガス混合ライン39に排ガス混合バルブ40を設け
る。
An exhaust gas mixing line 39 is connected from an exhaust line 13 between the turbine 10 and the exhaust throttle valve 11 of the supercharger 2 to an intake line 8 between the intercooler 4 and the engine 9 in FIG. An exhaust gas mixing valve 40 is provided in the mixing line 39.

前記排ガス混合バルブ40は第4図に示すような構成を
備えている。
The exhaust gas mixing valve 40 has a configuration as shown in FIG.

ケーシング41の内部に、一端が開口して開口部にスト
ッパ55を有する円筒状の第2ピストン42を摺動自在に設
け、該第2ピストン42の内部に第1ピストン43を摺動自
在に設けて、第1ピストン43と第2ピストン42との間、
第2ピストン42の反第1ピストン43側、第1ピストン43
の反第2ピストン42側に夫々エア室47,48,49を有する多
段式のシリンダ50を形成する。該シリンダ50の第1ピス
トン43に反第2ピストン42側へ延びて先端がケーシング
41を貫通するロッド51の後端を接続し、前記エア室49の
ケーシング41と第1ピストン43との間に第1ピストン43
を第2ピストン42側へ付勢するスプリング52を介装し、
且つ、第2ピストン42他端開口部の前記エア室47側の面
に第1ピストン43を押す突起57を形成する。
Inside the casing 41, a cylindrical second piston 42 having one end opened and having a stopper 55 at the opening is slidably provided, and the first piston 43 is slidably provided inside the second piston 42. Between the first piston 43 and the second piston 42,
The second piston 42 is opposite to the first piston 43, the first piston 43
A multi-stage cylinder 50 having air chambers 47, 48, 49 on the side opposite to the second piston 42 is formed. The cylinder 50 extends from the first piston 43 to the side opposite to the second piston 42, and the tip is a casing.
A rear end of a rod 51 that penetrates the first piston 43 is connected between the casing 41 of the air chamber 49 and the first piston 43.
A spring 52 for urging the second piston 42 toward
In addition, a projection 57 that pushes the first piston 43 is formed on a surface of the other end opening of the second piston 42 on the air chamber 47 side.

又、前記シリンダ50の各エア室47,48,49とケーシング
41外部を連通するポート44,45,46を形成する。
Also, the air chambers 47, 48, 49 of the cylinder 50 and the casing
41 Ports 44, 45, and 46 communicating with the outside are formed.

尚、56は第2ピストン42に設けたポート44とエア室47
を連通するエア流路である。
Reference numeral 56 denotes a port 44 provided in the second piston 42 and an air chamber 47.
This is an air flow path that communicates with.

排ガス混合ライン39に形成した弁座53に当接する弁体
54を設け、前記シリンダ50のロッド51先端を弁体54に接
続し、弁体54をシリンダ50により弁座53に対して近接離
反させ得るようにする。
A valve body that contacts the valve seat 53 formed in the exhaust gas mixing line 39
54 is provided, and the tip of the rod 51 of the cylinder 50 is connected to the valve element 54 so that the valve element 54 can be moved toward and away from the valve seat 53 by the cylinder 50.

第1図の排気絞りバルブ11、ウェイストゲートバルブ
33、排ガス混合バルブ40の各ポート18,19,34,44,45に夫
々図示しないエアタンクからの高圧のエアを供給するエ
ア配管58〜62を接続し、該エア配管58〜62の途中に夫々
電磁弁63〜67を設ける。
Exhaust throttle valve 11 and waste gate valve in FIG.
33, air pipes 58 to 62 for supplying high-pressure air from an air tank (not shown) are connected to the ports 18, 19, 34, 44, and 45 of the exhaust gas mixing valve 40, respectively. Solenoid valves 63 to 67 are provided.

又、排気絞りバルブ11と排ガス混合バルブ40のポート
20,46は大気に開放しておく。
Also, ports for the exhaust throttle valve 11 and the exhaust gas mixing valve 40
20,46 are open to the atmosphere.

エンジン9からの回転数や負荷を示す信号68を入力し
て排ガスの混合量を求め、該排ガスの混合量に基づいて
各電磁弁63〜67に切換指令69〜73を送る制御装置74を設
ける。
A control device 74 is provided for inputting a signal 68 indicating the number of revolutions and load from the engine 9 to obtain a mixing amount of exhaust gas, and sending a switching command 69 to 73 to each of the solenoid valves 63 to 67 based on the mixing amount of the exhaust gas. .

次に作動について説明する。 Next, the operation will be described.

吸入ライン5から入った吸気は、エアクリーナ1で
過された後、吸入ライン6を通って過給機2のコンプレ
ッサ3で過給圧を掛けられ、次に吸入ライン7を通って
インタークーラ4で冷却され、更に吸入ライン8を通っ
てエンジン9の吸入側に入り、燃料油と共に燃焼され
る。
The intake air coming from the suction line 5 is filtered by the air cleaner 1, passes through the suction line 6, is supercharged by the compressor 3 of the supercharger 2, and then passes through the suction line 7 to the intercooler 4. The fuel is cooled, enters the intake side of the engine 9 through the intake line 8, and is burned together with the fuel oil.

燃焼によりエンジン9内に発生した排ガスは、エンジ
ン9の排気側から排気ライン12を介し過給機2のタービ
ン10を通ってコンプレッサ3を駆動し、排気ライン13,1
4を通って大気へ排出される。
Exhaust gas generated in the engine 9 by the combustion drives the compressor 3 from the exhaust side of the engine 9 through the turbine 10 of the supercharger 2 via the exhaust line 12, and the exhaust lines 13,1
Emitted to the atmosphere through 4.

このとき、制御装置74は、エンジン9の回転数や負荷
等の信号68を入力して、制御装置74に予め設定された、
上記信号68と排ガス混合量との関係を示す関数から、排
ガス混合量を求め、該排ガス混合量に基づいて各電磁弁
63〜67に夫々切換指令69〜73を送る。
At this time, the control device 74 inputs a signal 68 such as the number of revolutions and load of the engine 9 and is preset in the control device 74.
From the function indicating the relationship between the signal 68 and the exhaust gas mixing amount, an exhaust gas mixing amount is obtained, and each solenoid valve is determined based on the exhaust gas mixing amount.
Switching commands 69 to 73 are sent to 63 to 67, respectively.

すると、先ず、切換指令71により電磁弁65が切換っ
て、エア配管60を介してエアがウェイストゲートバルブ
33のポート34に送られ、該エアによりウェイストゲート
バルブ33のダイアフラム36が押されて、ダイアフラム36
に一体に取付けられた弁体37が移動してバイパスライン
32を開く。
Then, first, the solenoid valve 65 is switched by the switching command 71, and air is discharged through the air pipe 60 to the waste gate valve.
33, and the air pushes the diaphragm 36 of the waste gate valve 33, and the diaphragm 36
The valve body 37 integrally mounted on the
Open 32.

すると、過給機2のタービン10吸入側の排気ライン12
を流れる排ガスの一部が、バイパスライン32を通って過
給機2のタービン10吐出側の排気ライン13にバイパスさ
れ、過給機2のタービン10を通る排ガスの量が減少する
ので、過給機2のコンプレッサ3に対する駆動力が低下
して、吸入ライン7,8における吸気の過給圧が低減す
る。
Then, the exhaust line 12 on the suction side of the turbine 10 of the supercharger 2
A part of the exhaust gas flowing through the turbocharger 2 is bypassed to the exhaust line 13 on the discharge side of the turbine 10 of the supercharger 2 through the bypass line 32, and the amount of the exhaust gas passing through the turbine 10 of the supercharger 2 is reduced. The driving force of the compressor 2 for the compressor 3 decreases, and the supercharging pressure of the intake air in the suction lines 7 and 8 decreases.

同時に、切換指令69或いは70により電磁弁63或いは64
が切換って、エア配管58或いは59を介してエアが排気絞
りバルブ11のポート18或いは19及びエア室21,22に送ら
れ、該エアにより第1ピストン17或いは第2ピストン16
が押され、ロッド25、レバー27を介してバタフライ弁28
が回動し、排気ライン13,14間を絞る。
At the same time, the solenoid valve 63 or 64 is switched by the switching command 69 or 70.
Is switched, and air is sent to the port 18 or 19 of the exhaust throttle valve 11 and the air chambers 21 and 22 via the air pipe 58 or 59, and the first piston 17 or the second piston 16 is
Is pushed, and the butterfly valve 28 passes through the rod 25 and the lever 27.
Rotates to narrow the space between the exhaust lines 13 and 14.

すると、排気ライン13から14への流動抵抗が大きくな
るので排気ライン13中の排ガスの圧力が高まり、排気ラ
イン13と吸入ライン8との間の圧力差が大きくされる。
Then, since the flow resistance from the exhaust lines 13 to 14 increases, the pressure of the exhaust gas in the exhaust line 13 increases, and the pressure difference between the exhaust line 13 and the suction line 8 increases.

ここで、排ガス混合量を少くする場合には、制御装置
74は電磁弁63に切換指令69を送って、エア配管58のエア
を排気絞りバルブ11のポート18及びエア室21に送って第
1ピストン17を動かすようにする。
Here, when reducing the exhaust gas mixing amount, the control device
74 sends a switching command 69 to the solenoid valve 63 to send the air in the air pipe 58 to the port 18 and the air chamber 21 of the exhaust throttle valve 11 to move the first piston 17.

すると、第1ピストン17は第2ピストン16のストッパ
29に制止される位置までしか動くことができないので、
ロッド25は僅かに移動し、レバー27を介してロッド25に
接続されたバタフライ弁28の回動量も僅かとなり、排気
ライン13,14間の絞り量が小さく抑えられる。
Then, the first piston 17 is the stopper of the second piston 16
Because it can only move to the position stopped by 29,
The rod 25 moves slightly, the amount of rotation of the butterfly valve 28 connected to the rod 25 via the lever 27 also becomes small, and the amount of restriction between the exhaust lines 13 and 14 is reduced.

反対に、排ガス混合量を多くする場合には、制御装置
74は電磁弁64に切換指令70を送って、エア配管59のエア
を排気絞りバルブ11のポート19及びエア室22に送って第
2ピストン16を動かすようにする。
Conversely, when increasing the exhaust gas mixture,
74 sends a switching command 70 to the solenoid valve 64 to send the air in the air pipe 59 to the port 19 and the air chamber 22 of the exhaust throttle valve 11 to move the second piston 16.

すると、第2ピストン16は突起31によって第1ピスト
ン17毎ロッド25を大きく移動し、レバー27を介してロッ
ド25に接続されたバタフライ弁28の回動量も大きくな
り、排気ライン13,14間の絞り量が大きくなる。
Then, the second piston 16 largely moves the rod 25 with the first piston 17 by the projection 31, the rotation amount of the butterfly valve 28 connected to the rod 25 via the lever 27 also increases, and the second piston 16 moves between the exhaust lines 13 and 14. The aperture amount increases.

更に、排ガス混合量をより多くする場合には、制御装
置74は電磁弁63と64に同時に切換指令69,70を送って、
エア配管58,59のエアを排気絞りバルブ11のポート18,19
及びエア室21,22に送って第1及び第2ピストン16,17を
同時に動かすようにする。
Furthermore, when increasing the exhaust gas mixing amount, the control device 74 sends switching commands 69 and 70 to the solenoid valves 63 and 64 at the same time,
Exhaust air from the air pipes 58 and 59 to the ports 18 and 19 of the exhaust throttle valve 11.
And the air is sent to the air chambers 21 and 22 so that the first and second pistons 16 and 17 are simultaneously moved.

すると、第2ピストン16のストッパ29の位置が移動す
るので、第1ピストン17はロッド25をより大きく移動す
ることができ、レバー27を介してロッド25に接続された
バタフライ弁28の回動量も更に大きくなり、排気ライン
13,14間の絞り量がより大きくなる。
Then, since the position of the stopper 29 of the second piston 16 moves, the first piston 17 can move the rod 25 more greatly, and the amount of rotation of the butterfly valve 28 connected to the rod 25 via the lever 27 also increases. Exhaust line
The aperture between 13 and 14 becomes larger.

このように、三段式のシリンダ24により、排気ライン
13,14間の絞り量が三段階に調整されるようになる。
Thus, the exhaust line is controlled by the three-stage cylinder 24.
The aperture between 13 and 14 is adjusted in three stages.

排気ライン13と吸入ライン8との間の圧力差が大きく
されたら、切換指令72或いは73により電磁弁66或いは67
が切換って、エア配管61或いは62を介してエアが排ガス
混合バルブ40のポート44或いは45及びエア室47,48に送
られ、該エアにより第1ピストン43或いは第2ピストン
42が押され、ロッド51を介して弁体54が弁座53から離
れ、排ガス混合ライン39を開く。
When the pressure difference between the exhaust line 13 and the suction line 8 is increased, the solenoid valve 66 or 67 is switched by the switching command 72 or 73.
Is switched, and the air is sent to the port 44 or 45 of the exhaust gas mixing valve 40 and the air chambers 47 and 48 via the air pipe 61 or 62, and the first piston 43 or the second piston
42 is pushed, the valve element 54 is separated from the valve seat 53 via the rod 51, and the exhaust gas mixing line 39 is opened.

その結果、排気ライン13と吸入ライン8との間の圧力
差により排気ライン13の排ガスの一部が排ガス混合ライ
ン39を介して吸入ライン8に戻され、これにより、エン
ジン9の燃焼が制御され低NOxが図られる。
As a result, a part of the exhaust gas of the exhaust line 13 is returned to the intake line 8 via the exhaust gas mixing line 39 due to the pressure difference between the exhaust line 13 and the intake line 8, thereby controlling the combustion of the engine 9. Low NOx is achieved.

ここで、排ガス混合量を少くする場合には、制御装置
74は電磁弁66に切換指令72を送って、エア配管61のエア
を排ガス混合バルブ40のポート44及びエア室47に送って
第1ピストン43を動かすようにする。
Here, when reducing the exhaust gas mixing amount, the control device
74 sends a switching command 72 to the solenoid valve 66 to send the air in the air pipe 61 to the port 44 and the air chamber 47 of the exhaust gas mixing valve 40 to move the first piston 43.

すると、第1ピストン43は第2ピストン42のストッパ
55に制止される位置までしか動くことができないので、
ロッド51は僅かに移動し、弁体54の弁座53に対する移動
量も僅かとなり、排ガス混合ライン39の開度が小さく抑
えられる。
Then, the first piston 43 is a stopper of the second piston 42
Because it can only move to the position stopped by 55,
The rod 51 moves slightly, the amount of movement of the valve body 54 relative to the valve seat 53 becomes small, and the opening degree of the exhaust gas mixing line 39 is suppressed to a small value.

反対に、排ガス混合量を多くする場合には、制御装置
74は電磁弁67に切換指令73を送って、エア配管62のエア
を排ガス混合バルブ40のポート45及びエア室48に送って
第2ピストン42を動かすようにする。
Conversely, when increasing the exhaust gas mixture,
74 sends a switching command 73 to the solenoid valve 67 to send the air in the air pipe 62 to the port 45 and the air chamber 48 of the exhaust gas mixing valve 40 to move the second piston 42.

すると、第2ピストン42は突起57によって第1ピスト
ン43毎ロッド51を大きく移動し、弁体54の弁座53に対す
る移動量も大きくなり、排ガス混合ライン39の開度が大
きくなる。
Then, the second piston 42 largely moves the rod 51 with the first piston 43 by the projection 57, the movement amount of the valve body 54 with respect to the valve seat 53 becomes large, and the opening degree of the exhaust gas mixing line 39 becomes large.

更に、排ガス混合量をより多くする場合には、制御装
置74は電磁弁66,67に同時に切換指令73を送って、エア
配管61,62のエアを排ガス混合バルブ40のポート44,45及
びエア室47,48に送って第1及び第2ピストン42,43を同
時に動かすようにする。
In order to further increase the exhaust gas mixing amount, the control device 74 sends a switching command 73 to the solenoid valves 66 and 67 at the same time, and the air in the air pipes 61 and 62 is supplied to the ports 44 and 45 of the exhaust gas mixing valve 40 and the air. The first and second pistons 42 and 43 are moved to the chambers 47 and 48 so as to be moved simultaneously.

すると、第2ピストン42のストッパ55の位置が移動す
るので、第1ピストン43はロッド51をより大きく移動す
ることができ、弁体54の弁座53に対する移動量り更に大
きくなり、排ガス混合ライン39の開度がより大きくな
る。
Then, the position of the stopper 55 of the second piston 42 moves, so that the first piston 43 can move the rod 51 further, and the movement amount of the valve body 54 with respect to the valve seat 53 further increases, and the exhaust gas mixing line 39 Is larger.

このように、三段式のシリンダ50により、排ガス混合
ライン39の開度が三段階に調整されるようになる。
In this way, the opening degree of the exhaust gas mixing line 39 is adjusted in three stages by the three-stage cylinder 50.

尚、ウェイストゲートバルブ33は、排ガス混合以外に
も、本来の目的である過給圧を制限するためにも、別途
に作動される。
The waste gate valve 33 is separately operated to limit the supercharging pressure, which is the original purpose, in addition to the exhaust gas mixing.

ここで、排ガス混合は、通常、アイドリング時や高負
荷時等には行われないので、中間負荷時のウェイストゲ
ートバルブ33の作動は主に排ガス混合のため、又、高負
荷時のウェイストゲートバルブ33の作動は主に過給圧の
制限のためということになる。
Here, since exhaust gas mixing is not usually performed at the time of idling or high load, the operation of the waste gate valve 33 at the time of intermediate load is mainly for exhaust gas mixing, and the waste gate valve at the time of high load. The operation of 33 is mainly due to the limitation of the supercharging pressure.

更に、排気絞りバルブ11を絞って排気ライン12,13の
圧力を高めた状態で、ウェイストゲートバルブ33が開け
られた場合でも、中間負荷時においては、タービン10よ
りもバイパスライン32の方が圧力損失が低くなるという
関係が保たれるので、過給圧を下げる機能は充分に果さ
れることになる。
Further, even when the waste gate valve 33 is opened with the exhaust throttle valve 11 being throttled to increase the pressure in the exhaust lines 12 and 13, the pressure in the bypass line 32 is higher than that in the turbine 10 at an intermediate load. Since the relationship that the loss is reduced is maintained, the function of reducing the supercharging pressure is sufficiently performed.

尚、本考案の過給機付エンジンの排ガス混合装置は、
上述の実施例にのみ限定されるものではなく、過給機付
エンジン一般に適用可能であること、その他本考案の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。
The exhaust gas mixing device of the turbocharged engine of the present invention
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a turbocharged engine in general, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

[考案の効果] 以上説明したように本考案の過給機付エンジンの排ガ
ス混合装置によれば、ウェイストゲートバルブ、排気絞
りバルブ、排ガス混合バルブ等により、排気ラインと吸
入ラインの間に積極的に圧力差を生じさせるようにした
ので、過給機付エンジンに対しても排ガス混合が可能と
なり、又、排気絞りバルブ,排ガス混合バルブに多段式
のシリンダを接続したことにより開度を多段に調整する
ことが可能となって高い制御性を得ることができるとい
う優れた効果を奏し得る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the exhaust gas mixing device of the turbocharged engine of the present invention, the waste gate valve, the exhaust throttle valve, the exhaust gas mixing valve, and the like actively intervene between the exhaust line and the intake line. The exhaust gas can be mixed even with a supercharged engine, and the multi-stage cylinder is connected to the exhaust throttle valve and exhaust gas mixing valve to increase the opening degree in multiple stages. It is possible to achieve an excellent effect that adjustment can be performed and high controllability can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本考案の一実施例の系統図、第2図は第1図の
排気絞りバルブの詳細図、第3図は第1図のウェイスト
ゲートバルブの詳細図、第4図は第1図の排ガス混合バ
ルブの詳細図、第5図は従来の過給機付エンジンの系統
図である。 図中2は過給機、3は過給機2のコンプレッサ、5,6,7,
8は吸入ライン、9はエンジン、10は過給機2のタービ
ン、11は排気絞りバルブ、12,13,14は排気ライン、32は
バイパスライン、33はウェイストゲートバルブ、39は排
ガス混合ライン、40は排ガス混合バルブを示す。
FIG. 1 is a system diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of an exhaust throttle valve of FIG. 1, FIG. 3 is a detailed view of a waste gate valve of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a detailed view of the exhaust gas mixing valve shown in the figure, and FIG. 5 is a system diagram of a conventional supercharged engine. In the figure, 2 is a supercharger, 3 is a compressor of the supercharger 2, 5, 6, 7, and
8 is an intake line, 9 is an engine, 10 is a turbine of the turbocharger 2, 11 is an exhaust throttle valve, 12, 13, 14 are exhaust lines, 32 is a bypass line, 33 is a waste gate valve, 39 is an exhaust gas mixing line, Reference numeral 40 denotes an exhaust gas mixing valve.

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】エンジンの吸入ラインに過給機のコンプレ
ッサを、エンジンの排気ラインに過給機のタービンを夫
々配設し、前記排気ラインにおけるタービンの吸入側及
び吐出側の間にウェイストゲートバルブを備えたバイパ
スラインを設け、前記排気ラインにおけるバイパスライ
ンの接続部より排ガス流れ方向下流に排気絞りバルブを
設け、前記排気ラインにおけるバイパスラインの接続部
と排気絞りバルブの設置部との中間位置から、前記吸入
ラインにおけるエンジンとコンプレッサとの中間位置へ
排ガス混合バルブを備えた排ガス混合ラインを接続し、
更に、排気絞りバルブ,排ガス混合バルブに開度を多段
に調整可能な多段式のシリンダを接続したことを特徴と
する過給機付エンジンの排ガス混合装置。
1. A turbocharger compressor is disposed in an intake line of an engine, and a turbocharger turbine is disposed in an exhaust line of the engine. A waste gate valve is provided between a suction side and a discharge side of the turbine in the exhaust line. The exhaust line is provided with an exhaust throttle valve downstream of the connection of the bypass line in the exhaust line in the exhaust gas flow direction, from an intermediate position between the connection of the bypass line in the exhaust line and the installation portion of the exhaust throttle valve. Connecting an exhaust gas mixing line with an exhaust gas mixing valve to an intermediate position between the engine and the compressor in the suction line,
Furthermore, an exhaust gas mixing device for a supercharged engine, wherein a multistage cylinder whose opening degree can be adjusted in multiple stages is connected to the exhaust throttle valve and the exhaust gas mixing valve.
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