JP3139183B2 - 排気再循環装置 - Google Patents
排気再循環装置Info
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- circulation passage
- engine
- compressor
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
- F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/41—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンから排出された
排気ガスの一部を再循環使用して低ＮＯｘ化を図るため
の排気再循環装置に関するものである。
排気ガスの一部を再循環使用して低ＮＯｘ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】ターボチャージャを装備したエンジンと
しては、図３にその一例を示す如く、導入されるガスに
よりタービン翼車を回転させるようにしてあるタービン
２と、該タービン２に軸受車室３を介して一体化されタ
ービン翼車の回転により羽根車を回転させて吸気を圧縮
させて吐出させるようにしてあるコンプレッサ４とから
ターボチャージャ１を構成し、該ターボチャージャ１
を、エンジン５に、排気通路６、吸気通路７を介して接
続し、コンプレッサ４からの圧縮空気が吸気通路７を介
してエンジン５に、又、エンジン５からの排気ガスが排
気通路６を介してタービン２に送られ、排気ガスでター
ビン２が駆動されることによりコンプレッサ４が作動さ
せられてエンジン５への過給圧を発生させるようにして
ある。８はインタークーラーを示す。
しては、図３にその一例を示す如く、導入されるガスに
よりタービン翼車を回転させるようにしてあるタービン
２と、該タービン２に軸受車室３を介して一体化されタ
ービン翼車の回転により羽根車を回転させて吸気を圧縮
させて吐出させるようにしてあるコンプレッサ４とから
ターボチャージャ１を構成し、該ターボチャージャ１
を、エンジン５に、排気通路６、吸気通路７を介して接
続し、コンプレッサ４からの圧縮空気が吸気通路７を介
してエンジン５に、又、エンジン５からの排気ガスが排
気通路６を介してタービン２に送られ、排気ガスでター
ビン２が駆動されることによりコンプレッサ４が作動さ
せられてエンジン５への過給圧を発生させるようにして
ある。８はインタークーラーを示す。
【０００３】上記ターボチャージャ１を装備したエンジ
ン５では、排気ガスの低ＮＯｘ化対策が重要な課題であ
り、かかる低ＮＯｘ化対策の一つとして排気再循環（Ｅ
ＧＲと称す）方式がある。これは、排気ガスの一部を排
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
るものである。
ン５では、排気ガスの低ＮＯｘ化対策が重要な課題であ
り、かかる低ＮＯｘ化対策の一つとして排気再循環（Ｅ
ＧＲと称す）方式がある。これは、排気ガスの一部を排
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
るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる排気
再循環方式を上記ターボチャージャ１付きのエンジン５
に単に採用すると、図３において、二点鎖線で示す如
く、配管９を、タービン２の入口側の排気通路６とコン
プレッサ４の入口側の吸気通路７との間に循環通路とし
て接続することになるが、この場合、循環通路となる配
管９がエンジン５の出口側からコンプレッサ４の入口側
にかけて長く配置されるため、コンパクト化が重要な一
課題であるターボチャージャ１の外周部のレイアウトが
複雑となってコンパクト化を阻害する原因になり、又、
エンジン５からの高温の排気ガスがコンプレッサ４に直
接入れられるため、コンプレッサ４のハウジングが熱変
形して羽根車との接触事故を起すおそれがある。
再循環方式を上記ターボチャージャ１付きのエンジン５
に単に採用すると、図３において、二点鎖線で示す如
く、配管９を、タービン２の入口側の排気通路６とコン
プレッサ４の入口側の吸気通路７との間に循環通路とし
て接続することになるが、この場合、循環通路となる配
管９がエンジン５の出口側からコンプレッサ４の入口側
にかけて長く配置されるため、コンパクト化が重要な一
課題であるターボチャージャ１の外周部のレイアウトが
複雑となってコンパクト化を阻害する原因になり、又、
エンジン５からの高温の排気ガスがコンプレッサ４に直
接入れられるため、コンプレッサ４のハウジングが熱変
形して羽根車との接触事故を起すおそれがある。
【０００５】そこで、本発明は、ターボチャージャのコ
ンパクト化を阻害することなく、しかも高温の排気ガス
導入によるコンプレッサハウジングの熱変形を防止する
ことができるような排気再循環装置を提供しようとする
ものである。
ンパクト化を阻害することなく、しかも高温の排気ガス
導入によるコンプレッサハウジングの熱変形を防止する
ことができるような排気再循環装置を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【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軸受車室を
介して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、エンジンの吸
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ィフューザを形成
するディフューザ形成壁中に、ディフューザと連通する
環状のチャンバを形成し、該チャンバに上記循環通路の
出口部を接続し、且つ上記タービンのガス流路に、上記
循環通路の入口部を接続してなる構成とする。
決するために、タービンとコンプレッサとを軸受車室を
介して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、エンジンの吸
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ィフューザを形成
するディフューザ形成壁中に、ディフューザと連通する
環状のチャンバを形成し、該チャンバに上記循環通路の
出口部を接続し、且つ上記タービンのガス流路に、上記
循環通路の入口部を接続してなる構成とする。
【０００７】又、循環通路の中間部を、軸受車室内の水
冷ジャケットへ冷却水を送る冷却水通路に、交差又は隣
接させて導設した構成とするとよい。
冷ジャケットへ冷却水を送る冷却水通路に、交差又は隣
接させて導設した構成とするとよい。
【０００８】更に、循環通路の途中に制御弁を設けた構
成とするのがよい。
成とするのがよい。
【０００９】
【作用】循環通路の入口部がタービンのガス流路に、
又、出口部がコンプレッサのディフューザ形成壁中に設
けたチャンバにそれぞれ接続してあることから、循環通
路の配管長さが必要最短となり、ターボチャージャのコ
ンパクト化を阻害することがなくなる。エンジンからの
排気ガスはタービンハウジングのガス流路内で増速され
るが、この膨張過程にて、ガス温度が低下してコンプレ
ッサ内へ導かれるため、コンプレッサハウジングの熱変
形が防止される。
又、出口部がコンプレッサのディフューザ形成壁中に設
けたチャンバにそれぞれ接続してあることから、循環通
路の配管長さが必要最短となり、ターボチャージャのコ
ンパクト化を阻害することがなくなる。エンジンからの
排気ガスはタービンハウジングのガス流路内で増速され
るが、この膨張過程にて、ガス温度が低下してコンプレ
ッサ内へ導かれるため、コンプレッサハウジングの熱変
形が防止される。
【００１０】又、循環通路の中間部分を、水冷ジャケッ
トの冷却水通路に交差又は隣接させることにより、コン
プレッサ内へ導かれる排気ガスが冷却されるため、コン
プレッサハウジングの熱変形が防止されることになる。
トの冷却水通路に交差又は隣接させることにより、コン
プレッサ内へ導かれる排気ガスが冷却されるため、コン
プレッサハウジングの熱変形が防止されることになる。
【００１１】更に、循環通路に制御弁を設けると、該制
御弁の操作で、負荷変動に応じて排気ガスの環流量を調
整できることになる。
御弁の操作で、負荷変動に応じて排気ガスの環流量を調
整できることになる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１は本発明の一実施例を示すもので、タ
ービンハウジング１０内に翼車１１を有するタービン２
と、コンプレッサハウジング１２内に羽根車１３を有す
るコンプレッサ４とを、上記翼車１１と羽根車１３を連
結するタービン軸１５を有する軸受車室３にて一体化し
てなるターボチャージャ１を、排気通路６及び吸気通路
７を介してエンジン５に接続し、且つ上記エンジン５の
排気ガスの一部を、循環通路により吸気系に戻すように
してある排気再循環装置において、排気ガスの取出部を
タービン２のガス流路１６とし、排気ガスの供給部をコ
ンプレッサ４のディフューザ１７とした構成とする。
ービンハウジング１０内に翼車１１を有するタービン２
と、コンプレッサハウジング１２内に羽根車１３を有す
るコンプレッサ４とを、上記翼車１１と羽根車１３を連
結するタービン軸１５を有する軸受車室３にて一体化し
てなるターボチャージャ１を、排気通路６及び吸気通路
７を介してエンジン５に接続し、且つ上記エンジン５の
排気ガスの一部を、循環通路により吸気系に戻すように
してある排気再循環装置において、排気ガスの取出部を
タービン２のガス流路１６とし、排気ガスの供給部をコ
ンプレッサ４のディフューザ１７とした構成とする。
【００１４】詳述すると、コンプレッサ４を構成するコ
ンプレッサハウジング１２の一部であって、ディフュー
ザ１７を形成するために対向配置されたディフューザ形
成壁１８と１９のうち、軸受車室３側のディフューザ形
成壁１９中に、ディフューザ１７へ向かって開口するス
リット２０を有する環状のチャンバ２１を形成し、該チ
ャンバ２１に循環通路２２の出口部を接続し、一方、タ
ービン２を構成するタービンハウジング１０の一部であ
って、スクロール状のガス流路１６を形成する外周部所
要位置に、上記循環通路２２の入口部を接続し、タービ
ン２のガス流路１６内を流通するエンジン５からの排気
ガスの一部を、循環通路２２によりコンプレッサ４のチ
ャンバ２１内へ一旦導いてからスリット２０を通してデ
ィフューザ１７へ供給させられるようにする。又、上記
循環通路２２の中間部を、軸受車室３内に形成されてい
る水冷ジャケット２３への冷却水通路２４に対し、軸受
車室３に付設した補助ケーシング１４内で、図２の
（イ）に示す如く交差させるように貫通させたり、ある
いは、図２の（ロ）に示す如く隣接位置させるようにし
て導設し、コンプレッサ４内へ供給する循環流路２２内
の排気ガスを冷却させられるようにする。更に、上記循
環流路２２の途中に（図では入口部）、制御弁２５を設
け、該制御弁２５の操作により、排気ガスの環流量を負
荷変動に応じて調整させられるようにする。
ンプレッサハウジング１２の一部であって、ディフュー
ザ１７を形成するために対向配置されたディフューザ形
成壁１８と１９のうち、軸受車室３側のディフューザ形
成壁１９中に、ディフューザ１７へ向かって開口するス
リット２０を有する環状のチャンバ２１を形成し、該チ
ャンバ２１に循環通路２２の出口部を接続し、一方、タ
ービン２を構成するタービンハウジング１０の一部であ
って、スクロール状のガス流路１６を形成する外周部所
要位置に、上記循環通路２２の入口部を接続し、タービ
ン２のガス流路１６内を流通するエンジン５からの排気
ガスの一部を、循環通路２２によりコンプレッサ４のチ
ャンバ２１内へ一旦導いてからスリット２０を通してデ
ィフューザ１７へ供給させられるようにする。又、上記
循環通路２２の中間部を、軸受車室３内に形成されてい
る水冷ジャケット２３への冷却水通路２４に対し、軸受
車室３に付設した補助ケーシング１４内で、図２の
（イ）に示す如く交差させるように貫通させたり、ある
いは、図２の（ロ）に示す如く隣接位置させるようにし
て導設し、コンプレッサ４内へ供給する循環流路２２内
の排気ガスを冷却させられるようにする。更に、上記循
環流路２２の途中に（図では入口部）、制御弁２５を設
け、該制御弁２５の操作により、排気ガスの環流量を負
荷変動に応じて調整させられるようにする。
【００１５】エンジン５が運転されると、エンジン５か
らの排気ガスでターボチャージャ１のタービン２が駆動
されることによりコンプレッサが駆動されてエンジン５
への過給圧が発生するが、この際、排気ガスの一部がタ
ービン２のガス流路１６から循環通路２２を通ってコン
プレッサ４側に導かれ、ディフューザ形成壁１９中のチ
ャンバ２１内に一旦入れられてスリット２０を通りディ
フューザ１７に導入された後、エンジン５へ環流させら
れることで、排気ガスの低ＮＯｘ化が図られる。
らの排気ガスでターボチャージャ１のタービン２が駆動
されることによりコンプレッサが駆動されてエンジン５
への過給圧が発生するが、この際、排気ガスの一部がタ
ービン２のガス流路１６から循環通路２２を通ってコン
プレッサ４側に導かれ、ディフューザ形成壁１９中のチ
ャンバ２１内に一旦入れられてスリット２０を通りディ
フューザ１７に導入された後、エンジン５へ環流させら
れることで、排気ガスの低ＮＯｘ化が図られる。
【００１６】上記において、排気ガスを環流させる循環
通路２２は、入口部がタービン２のガス流路１６に、
又、出口部がコンプレッサ４のディフューザ形成壁１９
中のチャンバ２１にそれぞれ接続してあるので、循環通
路２２の配管長さをターボチャージャ１の外側で最短距
離とすることができる。したがって、ターボチャージャ
１のコンパクト化を阻害することがない。又、上記循環
通路２２の中間部を、軸受車室３の冷却水通路２４に対
し交差あるいは隣接させて配置したので、チャンバ２１
へ入れる排ガスを冷却することができ、その結果、冷却
した排ガスをディフューザ１７へ導入することができる
ことにより、コンプレッサハウジング１２の熱変形を防
止できて、コンプレッサハウジング１２と羽根車１３と
の接触事故の発生を未然に防ぐことができる。更に、上
記循環通路２２の入口部には制御弁２５が設けてあるの
で、該制御弁２５を開閉制御することで、エンジン５の
負荷変動に応じて排気ガスを環流させることができて、
低ＮＯｘ化を図ることができる。
通路２２は、入口部がタービン２のガス流路１６に、
又、出口部がコンプレッサ４のディフューザ形成壁１９
中のチャンバ２１にそれぞれ接続してあるので、循環通
路２２の配管長さをターボチャージャ１の外側で最短距
離とすることができる。したがって、ターボチャージャ
１のコンパクト化を阻害することがない。又、上記循環
通路２２の中間部を、軸受車室３の冷却水通路２４に対
し交差あるいは隣接させて配置したので、チャンバ２１
へ入れる排ガスを冷却することができ、その結果、冷却
した排ガスをディフューザ１７へ導入することができる
ことにより、コンプレッサハウジング１２の熱変形を防
止できて、コンプレッサハウジング１２と羽根車１３と
の接触事故の発生を未然に防ぐことができる。更に、上
記循環通路２２の入口部には制御弁２５が設けてあるの
で、該制御弁２５を開閉制御することで、エンジン５の
負荷変動に応じて排気ガスを環流させることができて、
低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００１７】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、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。
るものではなく、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。
【００１８】
【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、エンジンの排ガスを環流させるための循環
通路の入口部を、タービンのガス流路に接続し、循環通
路の出口部を、コンプレッサのディフューザ形成壁中に
形成したチャンバに接続したので、循環通路の配管をタ
ーボチャージャの外周部で最短長さで配置することがで
きて、ターボチャージャのコンパクト化、軽量化を阻害
する心配がなく、又、循環通路の中間部を、軸受車室内
の水冷ジャケットへの冷却水通路に対し交差又は隣接さ
せて導設することにより、ディフューザへ導入する排気
ガスを冷却することができて、コンプレッサハウジング
の熱変形を防止することができ、更に、循環通路の途中
に制御弁を設けることにより、エンジンの負荷変動に応
じて排気ガスの環流量を制御することができる、等の優
れた効果を発揮する。
置によれば、エンジンの排ガスを環流させるための循環
通路の入口部を、タービンのガス流路に接続し、循環通
路の出口部を、コンプレッサのディフューザ形成壁中に
形成したチャンバに接続したので、循環通路の配管をタ
ーボチャージャの外周部で最短長さで配置することがで
きて、ターボチャージャのコンパクト化、軽量化を阻害
する心配がなく、又、循環通路の中間部を、軸受車室内
の水冷ジャケットへの冷却水通路に対し交差又は隣接さ
せて導設することにより、ディフューザへ導入する排気
ガスを冷却することができて、コンプレッサハウジング
の熱変形を防止することができ、更に、循環通路の途中
に制御弁を設けることにより、エンジンの負荷変動に応
じて排気ガスの環流量を制御することができる、等の優
れた効果を発揮する。
【図１】本発明の排気再循環装置の一実施例を示す概要
図である。
図である。
【図２】図１のII方向拡大矢視図で、（イ）は冷却水通
路と循環通路との配置関係の一例を示す図、（ロ）は他
の例を示す図である。
路と循環通路との配置関係の一例を示す図、（ロ）は他
の例を示す図である。
【図３】ターボチャージャを装備したエンジンの一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
１ ターボチャージャ ２ タービン ３ 軸受車室 ４ コンプレッサ ５ エンジン １６ ガス流路 １７ ディフューザ １９ ディフューザ形成壁 ２１ チャンバ ２２ 循環通路 ２３ 水冷ジャケット ２４ 冷却水通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｇ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02M 25/07 570 F02M 25/07 580 F02B 37/00 302 F02B 39/00
Claims (3)
- 【請求項１】 タービンとコンプレッサとを軸受車室を
介して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、エンジンの吸
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ィフューザを形成
するディフューザ形成壁中に、ディフューザと連通する
環状のチャンバを形成し、該チャンバに上記循環通路の
出口部を接続し、且つ上記タービンのガス流路に、上記
循環通路の入口部を接続してなることを特徴とする排気
再循環装置。 - 【請求項２】 循環通路の中間部を、軸受車室内の水冷
ジャケットへ冷却水を送る冷却水通路に、交差又は隣接
させて導設した請求項１記載の排気再循環装置。 - 【請求項３】 循環通路の途中に制御弁を設けた請求項
１又は２記載の排気再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04317960A JP3139183B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 排気再循環装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04317960A JP3139183B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 排気再循環装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147027A JPH06147027A (ja) | 1994-05-27 |
| JP3139183B2 true JP3139183B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=18093920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04317960A Expired - Fee Related JP3139183B2 (ja) | 1992-11-04 | 1992-11-04 | 排気再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139183B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0441553Y2 (ja) * | 1987-05-07 | 1992-09-30 | ||
| JPH055625Y2 (ja) * | 1987-06-01 | 1993-02-15 | ||
| US6032465A (en) * | 1997-12-18 | 2000-03-07 | Alliedsignal Inc. | Integral turbine exhaust gas recirculation control valve |
| US6301889B1 (en) * | 2000-09-21 | 2001-10-16 | Caterpillar Inc. | Turbocharger with exhaust gas recirculation |
| DE10244535A1 (de) * | 2002-09-25 | 2004-04-08 | Daimlerchrysler Ag | Brennkraftmaschine mit einem Verdichter im Ansaugtrakt |
| US7836692B2 (en) * | 2005-01-31 | 2010-11-23 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust line element provided with a turbocompressor |
| US10100785B2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-10-16 | Borgwarner Inc. | Compressor stage EGR injection |
-
1992
- 1992-11-04 JP JP04317960A patent/JP3139183B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06147027A (ja) | 1994-05-27 |
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