JP3139158B2 - 排気再循環装置 - Google Patents

排気再循環装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンから排出された
排ガスの一部を再循環使用して排気浄化を図るための排
気再循環装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等のエンジンの排ガスを浄化させ
る方式の一つとして、排気再循環（ＥＧＲと称す）方式
がある。かかる排気再循環方式は、排ガスの一部を排気
系から取り出し、再びエンジンの吸気系に戻して混合気
に加えるものであり、これにより、燃焼混合気中の不活
性ガス（Ｈ2 Ｏ、Ｎ2 、ＣＯ2 等）の割合が増加し、燃
焼温度が下がることによってＮＯｘの発生が抑えられる
ことになる。しかしながら、あまり多量の排ガスを再循
環させると、燃焼が不安定になり、ＨＣレベルが増大し
て燃費も悪くなるので、達成目標ＮＯｘレベルとエンジ
ンの安定度が両立する範囲内で排気再循環量を制御する
ことが必要となる。
【０００３】上記排気再循環方式をターボチャージャ付
きのエンジンに採用した場合の例としては図３に示す如
きものがある（実開平１−１７３４４５号）。すなわ
ち、タービン２とコンプレッサ３とを軸受ケーシング４
を介して一体化させてなるターボチャージャ１における
上記タービン２を、エンジン５の排気通路となる排気マ
ニホールド６に接続し、エンジン５の排気によってター
ビン２を駆動することによりコンプレッサ３を駆動し、
圧縮した吸気を吸気通路７を通してエンジン６に給気す
るようにしてある構成において、上記排気マニホールド
６と吸気通路７の下流段部との間に循環通路８を設け
て、エンジン５の排ガスＧの一部を循環通路８を通すこ
とにより吸気通路７に導いて再循環させられるように
し、且つ上記循環通路８の入口部と出口部に、制御器９
にて開閉制御される制御弁１０と１１を設けた構成とし
てある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来方
式の場合、コンプレッサ３により圧力が高められた吸気
通路７に循環通路８の出口部が接続してあるので、圧力
関係によっては排気が逆流してしまうことがあり、排気
を適正に合流させることができないという問題がある。
【０００５】そのため、循環通路８をコンプレッサ３の
上流側に接続させることが考えられるが、その場合、コ
ンプレッサインペラが汚れ、ターボチャージャ１の性能
が低下してしまうし、更に、排気に脈動があると、圧力
波がコンプレッサインペラに伝わって共振を惹き起す虞
がある。
【０００６】そこで、本発明は、ターボチャージャ付き
エンジンの排ガスの一部を、コンプレッサインペラを汚
すことなく吸気系に適正に合流させることができ、且つ
排気に脈動があってもコンプレッサインペラを共振させ
ることがないような排気再循環装置を提供しようとする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、タービンとコンプレッサとを一体化させ
てなるターボチャージャをエンジンに装備させ、該エン
ジンの排ガスの一部を、上記コンプレッサから吐出され
てエンジンに給気される吸気系に、循環通路により戻す
ようにしてある排気再循環装置において、上記コンプレ
ッサのデュフューザを形成するデュフューザ形成壁中に
環状のチャンバを形成して、該チャンバに上記循環通路
の出口部を接続し、且つ上記デュフューザ形成壁に、上
記チャンバの内周部とデュフューザとを連通させるため
のスリットを設けてなる構成とする。
【０００８】又、デュフューザ形成壁の外側面部に、水
冷ジャケットを付設した構成とするとよい。
【０００９】
【作用】エンジンの排ガスが比較的圧力の低いコンプレ
ッサのデュフューザ部分に導入されるため、コンプレッ
サ圧力により妨げられることなく吸気系に戻される。こ
の際、上記デュフューザはコンプレッサインペラの後流
に位置するため、コンプレッサインペラが汚されること
はない。更に、上記デュフューザ部に導入される排ガス
は、その前に、デュフューザ形成壁中のチャンバ内に入
れられるため、脈動があっても、チャンバにて脈動圧が
緩衝されることにより、コンプレッサインペラの共振現
象が防止される。
【００１０】又、デュフューザ形成壁に水冷ジャケット
を設けると、チャンバが冷却されることによりチャンバ
内を通る排ガスが冷却されることになり、エンジンへの
給気温度を下げることができて、低ＮＯｘ化に寄与する
ことができるようになる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を示すもので、図
３に示したと同様に、タービン２とコンプレッサ３とを
軸受ケーシング４を介して一体化させてなるターボチャ
ージャ１をエンジン５に装備させ、該エンジン５の排ガ
スＧの一部を、上記コンプレッサ３から吐出されてエン
ジン５に給気される吸気系に、循環通路８によって戻す
ようにしてある排気再循環装置において、上記コンプレ
ッサ３を構成するコンプレッサインペラ１２と該コンプ
レッサインペラ１２の外周部に位置するコンプレッサハ
ウジング１３内のスクロール１４との間に形成されたデ
ュフューザ１５の部分に、上記循環通路８からの排ガス
Ｇを導入させられるようにする。
【００１３】詳述すると、上記コンプレッサハウジング
１３の一部であって、デュフューザ１５を形成するため
に対向配置されたデュフューザ形成壁１６と１７のう
ち、軸受ケーシング４側のデュフューザ形成壁１６中
に、環状のチャンバ１８を形成し、且つ該チャンバ１８
と連通するように、上記循環通路８の出口部をデュフュ
ーザ形成壁１６の外側壁部に接続し、更に、上記デュフ
ューザ形成壁１６の内側壁部に、上記チャンバ１８の内
周部とデュフューザ１５とを連通させるためのスリット
１９を設けて、上記循環通路８からチャンバ１８内に入
れられた排ガスＧがスリット１９を通ってデュフューザ
１５の部分に導入させられるようにした構成とする。
【００１４】上記デュフューザ形成壁１６は、軸受ケー
シング４とは別体としてあり、且つスリット１９の幅を
調整できるように、デュフューザ１５を直接的に形成す
る内側面板部１６ａを、ボルト２０の着脱によって取替
可能に構成してある。なお、２１は、デュフューザ形成
壁１６の内周部に一体連設したシールプレートを示す。
【００１５】エンジン５の排気マニホールド６（図３参
照）から排出された排気ガスＧの一部は、循環通路８を
通ってコンプレッサ３側に導かれ、デュフューザ形成壁
１６中のチャンバ１８内に一旦入れられた後、内周部の
スリット１９を通りデュフューザ１５に導入される。
【００１６】上記において、デュフューザ１５部の圧力
は、コンプレッサ３の吐出口の圧力を１とすれば０．６
程度であって、比較的低圧部であるため、エンジン５の
排気マニホールド６から導かれた排ガスＧの一部は、コ
ンプレッサ３の圧気により妨げられることなく吸気と合
流させられる。更に、上記デュフューザ１５はコンプレ
ッサインペラ１２の後流側であるので、排ガスＧによっ
てコンプレッサインペラ１２が汚されることはない。
又、上記において、エンジン５から排出された排ガスＧ
が脈動圧をもっていたとしても、上記した如く、排ガス
Ｇはデュフューザ１５に導入される前に一旦チャンバ１
８内に入れられるため、チャンバ１８内で全周に亘り均
一な流れに変えられることにより、脈動圧による圧力波
がコンプレッサ１２へ伝えられることがなくなって共振
現象の発生が防止される。更に、本発明においては、デ
ュフューザ形成壁１６が軸受ケーシング４とは別体構造
としてあり、しかも、内側面板部１６ａが取替可能とし
てあることから、デュフューザ形成壁１６自体、あるい
は、内側面板部１６ａを変更することにより、組付角度
や排ガス流量等を選定することができ、様々な仕様に対
応することができる。
【００１７】次に、図２は本発明の他の実施例を示すも
ので、図１に示したものと同様な構成において、軸受ケ
ーシング４側のデュフューザ形成壁１６の外側面部に、
水冷ジャケット２２を付設し、該水冷ジャケット２２に
よりデュフューザ形成壁１６中のチャンバ１８を冷却さ
せられるようにしたものである。
【００１８】図２の実施例の場合には、水冷ジャケット
２２によりチャンバ１８を冷却することができるので、
チャンバ１８内に導かれた排ガスＧを冷却してからデュ
フューザ１５へ導入することができ、これによりエンジ
ン５の燃焼混合気の温度を下げることができて低ＮＯｘ
化を図ることができるという利点がある。
【００１９】なお、上記実施例では、軸受ケーシング４
側のデュフューザ形成壁１６中にチャンバ１８を形成し
た場合を示したが、デュフューザ形成壁１６と対向する
反軸受ケーシング４側のデュフューザ形成壁１７中にチ
ャンバ１８を形成して、デュフューザ形成壁１７側に循
環通路８を接続すると共にスリット１９を設けるように
してもよいこと、その他本発明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。
【００２０】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の排気再循環装
置によれば、ターボチャージャのコンプレッサを構成す
るデュフューザ形成壁中にチャンバを形成し、エンジン
の排ガスの一部を、上記チャンバを経由させて比較的圧
力の低い場所であるデュフューザの部分に導入できるよ
うにしたので、コンプレッサ圧力に妨げられることなく
しかもコンプレッサインペラを汚すことなく、排ガスの
一部を適正に吸気系に戻すことができ、又、排ガスが脈
動圧をもっていても、デュフューザに導入する前に上記
チャンバで排ガスの圧力波を緩衝できることにより、コ
ンプレッサインペラの共振現象を防止でき、更に、上記
チャンバを冷却する水冷ジャケットを付設することによ
り、燃焼混合気の温度を下げることができて低ＮＯｘ化
に寄与することができる、等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気再循環装置の一実施例を示すター
ボチャージャのコンプレッサ部分の断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】従来の排気再循環方式の一例を示す概要図であ
る。
【符号の説明】
１ ターボチャージャ ２ タービン ３ コンプレッサ ５ エンジン ８ 循環通路 １５ デュフューザ １６，１７ デュフューザ形成壁 １８ チャンバ １９ スリット ２２ 水冷ジャケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/07 580 F02M 25/07 570 F02B 37/00 302 F02B 39/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タービンとコンプレッサとを一体化させ
    てなるターボチャージャをエンジンに装備させ、該エン
    ジンの排ガスの一部を、上記コンプレッサから吐出され
    てエンジンに給気される吸気系に、循環通路により戻す
    ようにしてある排気再循環装置において、上記コンプレ
    ッサのデュフューザを形成するデュフューザ形成壁中に
    環状のチャンバを形成して、該チャンバに上記循環通路
    の出口部を接続し、且つ上記デュフューザ形成壁に、上
    記チャンバの内周部とデュフューザとを連通させるため
    のスリットを設けてなることを特徴とする排気再循環装
    置。
  2. 【請求項２】 デュフューザ形成壁の外側面部に、水冷
    ジャケットを付設した請求項１記載の排気再循環装置。
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