JP3176208U - Turbocharged diesel engine - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガス再循環管の接続位置を変える事により、エンジン管の汚れを少なくしNOx等を減少させたターボチャージャー付きディーゼルエンジンを提供する。
【解決手段】タービン115の下流の主排気管114から分岐し、コンプレッサ109の上流で、エンジンの主吸気管106に合流する“長経路”の排気ガス再循環管118を備えている。前記“長経路”の再循環管118と組み合わせて、可変弁作動用の電子制御油圧システムを用いて、エンジンの内部に直接短経路の再循環システムが設けられている。前記システムは、エンジンの各シリンダの吸気弁7A,7Bと排気弁の同時の開弁を提供する。さらに、可変弁作動システムは、各シリンダの2つの吸気弁を差を付けた方法で制御するように構成され、2つの吸気弁は、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを作り出すために、互いに異なる立体構造を有するそれぞれの吸気ダクト103,104に関連付けられている。
【選択図】図2Disclosed is a turbocharged diesel engine in which engine pipe contamination is reduced and NOx is reduced by changing the connection position of an exhaust gas recirculation pipe.
A “long path” exhaust gas recirculation pipe 118 that branches from a main exhaust pipe 114 downstream of a turbine 115 and joins the main intake pipe 106 of the engine upstream of a compressor 109 is provided. A short path recirculation system is provided directly inside the engine using an electronically controlled hydraulic system for variable valve operation in combination with the “long path” recirculation pipe 118. The system provides simultaneous opening of intake valves 7A, 7B and exhaust valves for each cylinder of the engine. In addition, the variable valve actuation system is configured to control the two intake valves of each cylinder in a differential manner so that the two intake valves create different movements of the air flow introduced into the cylinder. Are associated with the respective intake ducts 103 and 104 having different three-dimensional structures.
[Selection] Figure 2
Description
本考案は、以下のものを備えるタイプ、すなわち、
吸気管および排気管をそれぞれ制御する少なくとも1つの吸気弁と少なくとも1つの排気弁を有する少なくとも1つのシリンダと、
前記シリンダの前記吸気管に連結された主吸気管に配置されたコンプレッサと、
前記シリンダの前記排気管に連結された主排気管に配置された前記コンプレッサを駆動するタービンと、
前記タービンの下流の前記主排気管に配置され、触媒変換手段および微粒子フィルタ手段(触媒変換手段および微粒子フィルタ手段は、両方の機能を実行する単一の構成要素の中で一体化してもよいし、あるいは例えばNOxトラップのような存在する他の構成要素である可能性を排除することなく2つの異なる構成要素によって構成された他のものであってもよい。)を有する排気ガス処理処置と、
前記主排気管に流れる排気ガスの少なくとも一部分を前記主吸気管に戻して送給するために、それぞれの排気ガス再循環弁によって制御された排気ガス再循環管と
を備えるタイプのターボチャージャー付きディーゼルエンジンに関する。
The present invention is a type comprising:
At least one cylinder having at least one intake valve and at least one exhaust valve for controlling the intake pipe and the exhaust pipe, respectively;
A compressor disposed in a main intake pipe connected to the intake pipe of the cylinder;
A turbine for driving the compressor disposed in a main exhaust pipe connected to the exhaust pipe of the cylinder;
Catalyst conversion means and particulate filter means disposed in the main exhaust pipe downstream of the turbine (the catalyst conversion means and particulate filter means may be integrated in a single component that performs both functions. An exhaust gas treatment procedure having two or more different components without excluding the possibility of other existing components such as NOx traps, etc.)
An exhaust gas recirculation pipe controlled by a respective exhaust gas recirculation valve for supplying at least a part of the exhaust gas flowing in the main exhaust pipe back to the main intake pipe, and a turbocharged diesel Related to the engine.
上に示したタイプの従来のエンジンは、一般的に、複数のシリンダと1つ以上のターボチャージャーとを備え、場合により、電気コンプレッサと一体化している。一般的に自動車に使用される前記エンジンでは、排気ガス再循環(EGR)管は、タービンの上流の主排気管から分岐し、コンプレッサの下流の主吸気管に合流している。前記公知システムは、添付図面の図1に概略的に示されている。前記図では、符号101は、4つのシリンダ102を有し、そのそれぞれに2つの吸気管103,104が設けられたディーゼルエンジンブロック全体に付されている。2つの吸気管103,104は、各吸気弁(図示せず)に制御され、吸気マニホールド105の一部分を形成し、主吸気管106を通じて空気を受け入れる。主吸気管106には、空気フィルタ107;流量計108;コンプレッサ109;冷却装置すなわちインタークーラ110;およびスロットル弁111が順番に配置されている。さらに、エンジン101の各シリンダ102には、それぞれの排気弁(図示せず)によって制御された排気管112が関連付けられている。排気管112は、主排気管114に連結された排気マニホールド113の一部分を形成する。主排気管114には、伝動軸116を介してコンプレッサ109を駆動するタービン115、および互いに近接して配置された触媒コンバータ117aおよび微粒子用フィルタ117bを有する排気ガス処理装置117が順番に配置されている。図1に示された公知の配置の場合には、タービン115の上流の排気管114から分岐し、コンプレッサ109およびインタークーラ110の下流の主吸気管106に合流する排気ガス再循環管118がさらに設けられている。前記合流点に一致する位置には、再循環管118を通るガスの流れを規制する弁119が設けられている。さらに、図示された例では、EGR管は、互いに並列な2つの管118a,118bに分岐する中間部分を有している。そして、管118bは、インタークーラ120を横断している。EGR管が2つの並列な管118a,118bに分岐する点では、排気ガスの冷却の度合いを変更できるように、2つの並列な管118a,118bのそれぞれを通るガスの流れを規制する弁121が設けられている。
A conventional engine of the type shown above typically comprises a plurality of cylinders and one or more turbochargers, optionally integrated with an electric compressor. In the engine generally used in automobiles, an exhaust gas recirculation (EGR) pipe branches from a main exhaust pipe upstream of the turbine and joins a main intake pipe downstream of the compressor. The known system is shown schematically in FIG. 1 of the accompanying drawings. In the figure,
上述した公知の方法で作られた排気ガス再循環システムは、いくつかの欠点を有している。第1に、再循環させる排気ガスは、エンジン管およびEGRシステムのインタークーラの弁を汚す現象を生じる。第2に、再循環ガスと取り込まれた空気との混合は、常に最適であるとは限らない。そのため、エンジンの複数のシリンダにおいて、燃焼の均一性の欠如が生じる。別の欠点は、再循環される排気ガスがずっと高い温度を有し、結果として有害な排出物や微粒子を産出するとともに、エンジンへの入力時、高温のガス/空気混合物を生じる点にある。最後に、もし、全ての排気ガスの流れがタービンを通過しないならば、タービンは、最も効率的な方法で利用されていない。 The exhaust gas recirculation system made in the known manner described above has several drawbacks. First, the exhaust gas being recirculated causes a phenomenon of fouling the engine pipe and the valve of the intercooler of the EGR system. Secondly, the mixing of recirculated gas and entrained air is not always optimal. This results in a lack of combustion uniformity in the engine cylinders. Another disadvantage is that the recirculated exhaust gas has a much higher temperature, resulting in harmful emissions and particulates, and a hot gas / air mixture when input to the engine. Finally, if all exhaust gas flow does not pass through the turbine, the turbine is not utilized in the most efficient manner.
前述の欠点を克服することを目的として、本考案の主題は、本明細書の冒頭で示した全ての特徴を有し、さらに以下の特徴を組み合わせたものによって特徴付けられたターボチャージャー付きディーゼルエンジンである。
a)前記排気ガス再循環管は、長経路の排気ガス再循環を提供するように、タービンおよび排気ガス処理装置の下流の点で主排気管から分岐し、コンプレッサの上流の点で主吸気管に合流する。
b)前記エンジンは、各シリンダに対して2つの吸気弁を有し、前記各シリンダの2つの吸気弁は、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを作り出すために、互いに異なる立体構造を有するそれぞれの吸気ダクトに関連付けられている。
c)前記吸気弁は、電子制御油圧システムすなわち可変弁アクチュエーションによって制御されている。
前記電子制御油圧システムすなわち可変弁アクチュエーションは、
それぞれのタペットによって前記吸気弁を作動させ、
各吸気弁が、弁のタペットに連結されたポンピングプランジャと向かい合う圧縮流体室を含む油圧手段の介在によって、前記リターンバネの作用に抗してそれぞれのタペットによって制御され、前記圧縮流体室が各吸気弁に関連付けられた油圧アクチュエータのチャンバと連通するように設計されたカムシャフトと、
各タペットから各吸気弁を切り離し、各リターンバネの結果として、吸気弁を迅速に閉じるために、各シリンダの吸気弁に関連付けられ、前記圧縮流体室を排出チャネルと連通するように適合された1つ以上のソレノイド弁と、
エンジンの1つ以上の動作パラメータに応じて、各吸気弁の開く瞬間および/または閉じる瞬間およびリフトを変更するように、前記ソレノイド弁を制御する電子制御ユニットと
を備えている。
d)前記電子制御ユニットは、前記長経路の排気ガス再循環に加えて、エンジンの内部に直接短経路の排気ガス再循環も設けるために、吸気弁および排気弁が同時に開いた段階を提供するように構成されている。
e)前記可変弁作動システムは、エンジンの複数の動作状態において、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを得るように、差を付けた方法で、各シリンダの2つの吸気弁を制御するように構成されている。
In order to overcome the above-mentioned drawbacks, the subject of the present invention is a turbocharged diesel engine having all the features indicated at the beginning of the present specification and further characterized by a combination of the following features: It is.
a) The exhaust gas recirculation pipe branches off from the main exhaust pipe at a point downstream of the turbine and the exhaust gas treatment device and provides a main intake pipe at a point upstream of the compressor so as to provide a long path exhaust gas recirculation. To join.
b) The engine has two intake valves for each cylinder, and the two intake valves of each cylinder have different three-dimensional structures to create different movements of the air flow introduced into the cylinder. Associated with each intake duct.
c) The intake valve is controlled by an electronically controlled hydraulic system or variable valve actuation.
The electronically controlled hydraulic system or variable valve actuation is
Each tappet operates the intake valve,
Each intake valve is controlled by the respective tappet against the action of the return spring by the intervention of a hydraulic means including a compressed fluid chamber facing a pumping plunger connected to the tappet of the valve. A camshaft designed to communicate with a chamber of a hydraulic actuator associated with the valve;
1 associated with the intake valve of each cylinder and adapted to communicate the compressed fluid chamber with the exhaust channel in order to disconnect each intake valve from each tappet and, as a result of each return spring, quickly close the intake valve Two or more solenoid valves;
And an electronic control unit that controls the solenoid valve to change the opening and / or closing moment and lift of each intake valve in response to one or more operating parameters of the engine.
d) In addition to the long path exhaust gas recirculation, the electronic control unit provides a stage in which the intake valve and the exhaust valve are simultaneously opened to provide a short path exhaust gas recirculation directly inside the engine. It is configured as follows.
e) The variable valve actuation system controls the two intake valves of each cylinder in a differential manner so as to obtain different movements of the air flow introduced into the cylinders in multiple operating states of the engine. It is configured as follows.
前述の特徴によって、本考案にかかるエンジンは、複数の利点を有している。第1に、長経路の再循環管を通して再循環されるガスは、触媒コンバータおよび微粒子フィルタを有する処理装置を既に通過している場合に限り、汚れていない。したがって、弁およびエンジン管が汚れる現象はなくなるか、またはいかなる場合においても、大いに減少する。本考案に起因するさらなる利点は、結果として起こる複数のシリンダ間の均一な燃焼とともに、再循環されたガスときれいな空気との卓越した混合を保証する点である。さらに、再循環されるガスはタービンの下流および排気ガス処理装置の下流で取り込まれるので、それらの温度は比較的低い。その結果、エンジンへの入力時、再循環されたガスと空気との混合物も比較的低い温度であり、排出物(微粒子およびNOx)も減少できる。最後に、本考案の特徴によって、タービンに最大効率でコンプレッサを制御できる全量の排気ガスの流れを通している。 Due to the aforementioned features, the engine according to the present invention has several advantages. First, the gas recirculated through the long path recirculation line is not contaminated only if it has already passed through a treatment device having a catalytic converter and a particulate filter. Therefore, the phenomenon of fouling the valve and engine pipe is eliminated or in any case greatly reduced. A further advantage resulting from the present invention is that it ensures excellent mixing of the recirculated gas with clean air, with the resulting uniform combustion between the cylinders. Furthermore, since the recirculated gases are taken downstream of the turbine and the exhaust gas treatment device, their temperatures are relatively low. As a result, at the input to the engine, the mixture of recirculated gas and air is also at a relatively low temperature and emissions (particulates and NOx) can be reduced. Finally, the features of the present invention allow the entire exhaust gas flow through the turbine to control the compressor with maximum efficiency.
さらに、本考案は、可変弁作動用の電子制御油圧システムを通じてエンジンの動作サイクルのいくつかの段階で吸気弁と排気弁とが同時に開いた状態を維持することによって、エンジンの内部に直接“内部”EGRを付加的に設けることを含んでいる。エンジンシリンダの通常の排気行程の間、排気ガスの一部分は、排気管に流れる代わりに吸気管に戻り、その後、次の導入行程で燃焼室に再導入される。さらに、排気行程において、通常、シリンダの排気管に入る排気ガスの一部分も、吸気弁および排気弁が同時に開くことによって、導入行程の間、再び燃焼室に戻る。結果として、上述した2つの量の排気ガスは、その後のサイクルで別の燃焼を実行するために燃焼室に戻る。 In addition, the present invention provides a direct “internal” interior to the engine by maintaining the intake and exhaust valves open simultaneously at several stages of the engine operating cycle through an electronically controlled hydraulic system for variable valve actuation. "Including the additional provision of EGR. During the normal exhaust stroke of the engine cylinder, a portion of the exhaust gas returns to the intake pipe instead of flowing to the exhaust pipe, and is then reintroduced into the combustion chamber in the next introduction stroke. Furthermore, in the exhaust stroke, a portion of the exhaust gas that normally enters the exhaust pipe of the cylinder also returns to the combustion chamber again during the introduction stroke by opening the intake valve and the exhaust valve simultaneously. As a result, the two quantities of exhaust gas described above return to the combustion chamber to perform another combustion in subsequent cycles.
付加的な“内部”EGRを設けることにより、長経路EGRの不利な点を回避する。この不利な点は、エンジンへの入力時、再循環されたガスと空気との混合物が常に比較的低温であることに起因する、エンジンの過渡的状態における遅い反応と、エンジンの冷たい状態での始動の間における一酸化炭素と炭化水素の排出物の増加である。 By providing an additional “internal” EGR, the disadvantages of long path EGR are avoided. This disadvantage is due to the slow reaction during engine transients and the cold engine conditions due to the relatively low temperature of the recirculated gas / air mixture at the input to the engine. The increase in carbon monoxide and hydrocarbon emissions during start-up.
望ましい実施形態では、排気ガス再循環管に、ガス冷却装置が配置されている。 In a preferred embodiment, a gas cooling device is arranged in the exhaust gas recirculation pipe.
さらに、再循環管を通して大量のガスを強制的に通過させる目的で、排気ガス再循環管で圧力ジャンプを増加するように、スロットルアクチュエータ(または等価の機能を有する装置)を設けることができる。前記スロットル装置は、排気ガス再循環管との合流点の上流の主吸気管に、または排気ガス再循環管が分岐する点の下流の主排気管に区別せずに設けてもよい。 Furthermore, a throttle actuator (or a device having an equivalent function) can be provided to increase the pressure jump in the exhaust gas recirculation pipe for the purpose of forcing a large amount of gas through the recirculation pipe. The throttle device may be provided without distinction in the main intake pipe upstream of the junction with the exhaust gas recirculation pipe or in the main exhaust pipe downstream of the point where the exhaust gas recirculation pipe branches.
本考案にかかるシステムにおいて、再循環された排気ガスと引き込まれた空気の混合物は、その後、コンプレッサによって圧縮され、コンプレッサの下流の吸気管に設けられたインタークーラ(空気−空気または空気−水交換機)によって冷却される。 In the system according to the invention, the mixture of recirculated exhaust gas and drawn-in air is then compressed by a compressor and an intercooler (air-air or air-water exchanger provided in an intake pipe downstream of the compressor). ).
再循環ガスの流れを規制する弁は、公知のいかなるタイプの弁であってもよく、例えば再循環管の吸気管への合流点に設けてもよい。 The valve for regulating the flow of the recirculation gas may be any known type of valve, for example, may be provided at the junction of the recirculation pipe to the intake pipe.
本考案は、限定されない例によって単に提供された添付図面を参照して説明する。 The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which are provided solely by way of non-limiting examples.
図2では、既に上述した図1の部分と同一部分に同一符号を付している。 In FIG. 2, the same parts as those in FIG.
図1に示された従来のシステムに対する主な違いは、本考案の場合において、符号118が付された排気ガス再循環管が、ガス処理装置117の下流に位置する点Aから出発して主排気管114から分岐し、コンプレッサ109の上流に位置する点で吸気管106に合流する点にある。前記コンプレッサ109の上流に位置する点には、管118を通して再循環された排気ガスの流れを制御する公知のいかなるタイプであってもよい弁121が位置する。
The main difference from the conventional system shown in FIG. 1 is that, in the case of the present invention, an exhaust gas recirculation pipe denoted by reference numeral 118 starts from a point A located downstream of the
もちろん、従来技術に一致して、弁121のアクチュエータは、望ましくは予めプログラムされたロジックに従う電子制御手段によって制御されている。本考案の場合にも、望ましくは、排気ガス再循環管118の内部に配置されたインタークーラ120が設けられている。さらに、大量の排気ガスの通過を強制する目的で、望ましくは、対応するアクチュエータ装置123とともに、再循環管118を通して圧力ジャンプを増加できるスロットル弁122が設けられている。前記装置は、図2に示すように、再循環ガスの吸気の点121の上流の吸気管に、あるいは、再循環されるガスが引き込まれる領域Aの下流の排気管114に、区別せずに装着することができる。
Of course, consistent with the prior art, the actuator of
上述した配置によって、先行する説明で広く示された利点が達成される。 With the arrangement described above, the advantages broadly shown in the preceding description are achieved.
図2に示された長経路のEGRシステムと組み合わせて、エンジンは、本願出願人の名前での欧州特許出願EP1273770A2の教示に従って、内部EGRシステムも備えている。この内部EGRは、図3を参照して以下に述べるエンジン吸気弁の可変作動用の電子制御油圧システムの使用によって得られる。 In combination with the long path EGR system shown in FIG. 2, the engine also comprises an internal EGR system in accordance with the teachings of European Patent Application EP1273770A2 in the name of the applicant. This internal EGR is obtained through the use of an electronically controlled hydraulic system for variable actuation of the engine intake valve described below with reference to FIG.
図3を参照すると、シリンダヘッド1は、断面で示されている。シリンダヘッド1は、各シリンダに対して、シリンダヘッド1のベース面3によって形成され燃焼室を規定するキャビティ2を有している。前記燃焼室から、2つの吸気ダクト4,5および2つの排気ダクト6が外に出ている。2つの吸気ダクト4,5の燃焼室2との連通は、シリンダヘッド1のボディに摺動可能に装着されたステム8をそれぞれ有する従来のポペット型の2つの吸気弁7によって制御されている。
Referring to FIG. 3, the cylinder head 1 is shown in cross section. The cylinder head 1 has, for each cylinder, a
各弁7は、シリンダヘッド1の内面と弁リテーナ端部10との間に配置されたバネ9によって閉じた位置に戻されている。2つの排気ダクト6の燃焼室との連通は、閉じた位置に向かって戻すバネ9に関連付けられた従来型の2つの弁70によって制御されている。
Each valve 7 is returned to a closed position by a spring 9 disposed between the inner surface of the cylinder head 1 and the
各吸気弁7の開弁は、シリンダヘッド1の支持部分の内部に軸12の回りに回転可能に装着されたカムシャフト11によって、以下で説明する方法によって制御され、複数の吸気弁7の作動用カム14を備えている。
The opening of each intake valve 7 is controlled by a method described below by a
吸気弁7を制御する各カム14は、引用された先行文献に示された例の場合では、弁7の軸に対してほぼ90度に配置された軸17に沿って摺動可能に装着されたタペット16のプレート15と協働する。プレート15は、プレート15に関連付けられたバネによってカム14に向かうように戻されている。タペット16は、予め組み立てられたユニット20のボディ19によって支えられたブッシング18の内部に摺動可能に装着されたポンピングプランジャを構成している。前記ユニット20は、以下で詳細に説明するものに従って、吸気弁の作動に関連付けられた全ての電子装置および油圧装置を組み込んでいる。
Each
ポンピングプランジャ16は、弾性手段9の作用に抗して弁7の開きを生じるように、ポンピングプランジャ16が向かい合う圧力室Cに存在する圧縮流体(望ましくは、エンジンの潤滑回路から出てくるオイル)によって、および、サブアセンブリ20のボディ19によっても支えられるブッシング22によって構成された円筒ボディに摺動可能に装着されたプランジャ21によって、弁7のステム8にスラストを伝達することができる。
The pumping
図1で示された公知の解決策では、各吸気弁7に関連付けられた圧縮流体室Cは、ソレノイド弁24を介して排気チャネル23と連通するように配置することができる。ここに示された機能に対して適切な公知のいかなるタイプのものであってもよいソレノイド弁24は、図において25が付された電子制御手段によって、アクセルの位置やエンジン回転数のようなエンジンの操作パラメータを示す信号Sに応じて制御されている。
In the known solution shown in FIG. 1, the compressed fluid chamber C associated with each intake valve 7 can be arranged to communicate with the
ソレノイド弁24が開くと、チャンバCに存在する圧縮流体が前記チャネルに流れ、吸気弁7からカム14とそれぞれのタペット16が切り離されるように、チャンバCがチャネル23と連通する。したがって、吸気弁7は、リターンバネ9の作用によって、閉じた位置に迅速に戻る。チャンバCと排気チャネル23との間の連通を制御することによって、結果的に各吸気弁7が開く時間とストロークを望み通りに変更することができる。
When the
複数のソレノイド弁24の排気チャネル23は、全て、1本が外に飛び出しており、同じ長手方向のチャネル26が圧力アキュムレータ27と連通している。図1では、そのうちの1つのみ見ることができる。
All of the
関連付けられたブッシング18を有するタペット16、関連付けられたブッシング22を有するプランジャ21、ソレノイド弁24、および対応するチャネル23,26の全ては、エンジンの組み立ての迅速さと容易さの利点のために、予め組み立てられたユニット20の前記ボディ19によって支えられ、構成されている。
The
原理的には、引用された先行文献の場合には、排気弁の制御に対しても、油圧作動システムの適用が除外されないけれども、各シリンダに関連付けられた排気弁70は、図1に示された実施形態では、それぞれのタペット29を介してそれぞれのカムシャフト28によって、従来の方法で制御されている。
In principle, in the case of the prior art cited, the
再び図1を参照すると、(プランジャ21がプランジャ21の移動位置の上端にあると仮定すると、図1では、チャンバが最小容積となった状態で図示された)ブッシング22の内部に規定されプランジャ21に向かい合う容量可変のチャンバは、ブッシング22の端壁に形成された開口30を介して圧縮流体室Cと連通する。前記開口30は、容量可変のチャンバに存在するオイルがエンドノーズ31とエンドノーズ31によって係合される開口30の壁との間に存在するクリアランスを通過して圧縮流体室Cに流れるように強制される限りにおいて、弁が閉じた位置に近接しているとき、閉じている局面で弁7の動きに油圧ブレーキを提供するように、プランジャ21のエンドノーズ31によって係合される。開口30によって構成された連通に加えて、圧縮流体室Cとプランジャ21の容量可変のチャンバとは、プランジャ21のボディに形成され、ノンリターン弁32によって制御された内部通路を介して互いに連通する。前記内部通路では、圧縮流体室Cからプランジャ21の容量可変のチャンバへのみ流体を通過させることができる。
Referring again to FIG. 1, the
図1に示された公知のエンジンの通常の動作の間、ソレノイド弁24が圧縮流体室Cの排気チャネル23との連通を排除するとき、前記チャンバに存在するオイルは、カム14によって伝達されるポンピングプランジャ16の動きを弁7の開きを支配するプランジャ21に伝達する。弁を開く動きの初期段階において、チャンバCから来る流体は、ノンリターン弁32およびプランジャ21の内部キャビティに配置された通路を通過してプランジャ21の容量可変のチャンバに到達する。それは、管状の立体構造を有し、容量可変のチャンバと連通する。プランジャ21の第1移動の後、ノーズ31は、開口30から出て行く。そのため、チャンバCから来る流体は、空いている開口30を通って直接容量可変チャンバの中に流入できる。
During normal operation of the known engine shown in FIG. 1, oil present in the chamber is transmitted by the
弁を閉じる反対の動きでは、既に言われたように、最終段階の間、ノーズ31は、例えば、ソレノイド弁24を開くことに続いて、その座部に対する弁のボディの衝撃を回避するように、弁に油圧ブレーキをかけて開口30に入る。このようにして、弁7は閉じた位置にすぐに戻る。
In the opposite movement of closing the valve, as already said, during the final phase, the
説明したシステムでは、ソレノイド弁24が作動すると、エンジンの弁は、カムの動きに従う(フルリフト)。閉弁を早めることは、それぞれのリターンバネの作用によって、油圧チャンバを空にし、エンジンの弁が閉じられるように、ソレノイド弁24を非作動にする(開く)ことによって得られる。同様に、開弁を遅らせることは、ソレノイド弁の作動を遅らせることによって得ることができる。その一方で、開弁を遅らせることと閉弁を早めることとを組み合わせたものは、対応するカムのスラストの間、ソレノイド弁を作動および非作動させることによって得られる。2者択一のストラテジーによれば、本願出願人の名前で出願した特許出願EP1726790A1の教示に沿って、各吸気弁を“マルチリフト”モード、すなわち、開弁と閉弁とを2回以上繰り返した“サブサイクル”によって制御することができる。各サブサイクルでは、吸気弁は開き、その後完全に閉じる。結果として、電子制御ユニットによって、エンジンの1つ以上の操作パラメータに応じて、吸気弁の開く瞬間および/または閉じる瞬間および/またはリフトを変更することができる。これにより、全ての動作状態において、エンジン効率を最大にすることができ、燃料消費を最低にすることができる。
In the system described, when the
本考案の場合には、制御ユニット25は、エンジンの動作サイクルのある段階において、吸気弁および排気弁が同時に開いた状態に維持されるようにプログラムされている。そのため、エンジンシリンダの排気行程の間、排気ガスの一部分が吸入管に戻り、その後の導入行程において、以前に吸入管に送給された排気ガスが、導入行程の間、一時的に開いたままにされた排気管から来て燃焼室に戻る別の排気ガスとともに燃焼室に戻る。結果として、燃焼室に戻る前述した2つの量の排気ガスの全量が再び燃焼行程に用いられる。そのため、エンジンの内部にEGRを設けている。本考案にかかる長経路の再循環システムと組み合わせた前記内部EGRの配置も、前に説明した内部EGRの欠点を有することなく、前記解決策の利点を最大化できる。
In the case of the present invention, the
本考案の別の重要な特徴によれば、エンジンは、各シリンダに対して、2つの吸入弁7A,7B(図2参照)を有する。各シリンダの2つの吸入弁は、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを作り出すために、互いに異なる立体構造を有するそれぞれの吸入ダクト103,104に関連付けられている。さらに、可変弁作動システムは、エンジンの複数の動作状態において、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを得るように、各シリンダの2つの吸入弁を差を付けた方法で制御するように構成されている。
According to another important feature of the invention, the engine has two
図4に示すように、各シリンダの2つの吸入ダクトは、シリンダの内部で“タンブル(tumble)”タイプおよび“スワール(swirl)”タイプの流れをそれぞれ最適化する形状である。前記動きの形は、シリンダ内部の空気チャージの最適な分配のために必須である。前記形は、排気での汚染物質の排出を減少させる可能性を実質的に左右する。さらに、詳細には、導管103は、この導管の軸の回りに渦を発生させる渦巻き型部分で終端している。一方、導管104は、シリンダ軸に対して、接線方向に方向付けられた部分で終端している。
As shown in FIG. 4, the two suction ducts of each cylinder are shaped to optimize the “tumble” type and “swirl” type flow inside the cylinder, respectively. The shape of the movement is essential for optimal distribution of the air charge inside the cylinder. Said shape substantially influences the possibility of reducing the emission of pollutants in the exhaust. More particularly, the
説明したように、本考案によれば、可変弁作動システムは、エンジンの複数の動作状態において、シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを得るように、各シリンダの2つの吸気弁を差を付ける方法で制御するように構成されている。これは、各シリンダの2つの吸気弁のそれぞれに対して独立したソレノイド弁を設けることによって、および/または、異なった弁のリフトを得るように各シリンダの2つの吸気弁のリターンバネに差を付けることによって、および/または、各シリンダの2つの吸気弁に対して1つのソレノイド弁を設けることによってなされる。前記1つのソレノイド弁は、両方の吸気弁が作動した状態、両方の吸気弁が作動していない状態、あるいは1つの吸気弁のみが作動した状態にそれぞれ対応する2つ以上の動作位置を有する。 As explained, in accordance with the present invention, the variable valve actuation system differentiates the two intake valves in each cylinder so as to obtain different movements of the air flow introduced into the cylinders in multiple operating states of the engine. It is comprised so that it may control by the method of attaching. This can be done by providing a separate solenoid valve for each of the two intake valves of each cylinder and / or differentiating the return springs of the two intake valves of each cylinder to obtain different valve lifts. By attaching and / or by providing one solenoid valve for the two intake valves of each cylinder. The one solenoid valve has two or more operation positions corresponding to a state where both intake valves are operated, a state where both intake valves are not operated, or a state where only one intake valve is operated.
この方法では、2つの吸気弁7A,7Bの動作は、ディーゼルエンジンの汚染物質の排出を減少させる利点のために、各弁に対して独立して制御できる。
In this way, the operation of the two
もちろん、本考案の原理に対する先入観なしに、構造の細部および実施形態は、本考案の保護範囲から逸脱することなく、単に例によって説明され図示されたものに対して、広く変更してもよい。 Of course, without prejudice to the principles of the present invention, structural details and embodiments may be widely varied from what has just been described and illustrated by way of example without departing from the scope of protection of the present invention.
1 シリンダヘッド
2 燃焼室
3 ベース面
4 吸気ダクト
5 吸気ダクト
6 排気ダクト
7 吸気弁
7A,7B 吸入弁
8 ステム
9 リターンバネ
10 弁リテーナ端部
11 カムシャフト
12 軸
14 作動用カム
15 プレート
16 タペット
17 軸
18 ブッシング
19 ボディ
20 ユニット
21 プランジャ
22 ブッシング
23 排気チャネル
24 ソレノイド弁
25 電子制御手段
26 チャネル
27 圧力アキュムレータ
28 カムシャフト
29 タペット
30 開口
31 エンドノーズ
32 ノンリターン弁
70 排気弁
101 ディーゼルエンジン
102 シリンダ
103 吸気管
104 吸気管
105 吸気マニホールド
106 主吸気管
107 空気フィルタ
108 流量計
109 コンプレッサ
110 冷却装置またはインタークーラ
111 スロットル弁
112 排気管
113 排気マニホールド
114 主排気管
115 タービン
116 伝動軸
117 排気ガス処理装置
117a 触媒コンバータ
117b 微粒子用フィルタ
118 排気ガス再循環管
118a,118b 管
119 弁
120 インタークーラ
121 弁
122 スロットル弁
123 アクチュエータ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
吸気管(103,104)および排気管(112)をそれぞれ制御する少なくとも1つの吸気弁(7)と少なくとも1つの排気弁とを有する少なくとも1つのシリンダ(102)と、
前記シリンダ(102)の前記吸気管(103,104)に連結された主吸気管(106)の内部に配置されたコンプレッサ(109)と、
前記シリンダ(2)の前記排気管(112)に連結された主排気管(114)の内部に配置された前記コンプレッサ(109)を駆動する制御タービン(115)と、
前記タービン(115)の下流の前記主排気管(114)の内部に配置され、触媒変換手段(117a)および微粒子フィルタ手段(117b)を有する排気ガス処理処置(117)と、
前記主排気管(114)に流れる排気ガスの少なくとも一部分を前記主管(106)に戻して送給するために、各排気ガス再循環弁(119)によって制御された排気ガス再循環管(118)と
を備えるターボチャージャー付きディーゼルエンジンにおいて、以下の特徴を組み合わせたものによって特徴付けられている、すなわち、
a)前記排気ガス再循環管(118)は、長経路の排気ガス再循環を提供するように、前記タービン(115)と前記排気ガス処理処置(117)の下流の点(A)で前記主排気管(114)から分岐し、前記コンプレッサ(109)の上流の点(121)で、前記主吸気管(106)に合流し、
b)前記エンジンは、各シリンダに対して2つの吸気弁(7A,7B)を有し、前記各シリンダの2つの吸気弁は、前記シリンダに導入された空気の流れの異なる動きを作り出すために、互いに異なる立体構造を有する各吸気ダクト(103,104)に関連付けられ、
c)前記吸気弁(7A,7B)は、電子制御油圧システムすなわち可変弁アクチュエーションによって制御され、
前記電子制御油圧システムすなわち可変弁アクチュエーションは、それぞれのタペット(15)によって、前記吸気弁(7A,7B)を作動させ、
各吸気弁(7A,7B)が、弁のタペット(15)に連結されたポンピングプランジャ(16)と向かい合う圧縮流体室(C)を含む油圧手段の介在によって、前記リターンバネ(9)の作用に抗して前記それぞれのタペット(11)によって制御され、前記圧縮流体室が各吸気弁に関連付けられた油圧アクチュエータ(21)のチャンバと連通するように設計されたカムシャフトと、
それぞれのタペット(15)から各吸気弁を切り離し、各リターンバネ(9)の結果として、吸気弁を迅速に閉じるために、各シリンダの吸気弁に関連付けられ、前記圧縮流体室(C)を排出チャネル(23)と連通するように適合された1つ以上のソレノイド弁(24)と、
前記エンジンの1つ以上の動作パラメータに応じて、各吸気弁の開く瞬間および/または閉じる瞬間およびリフトを変更するように、前記ソレノイド弁(24)を制御する電子制御ユニット(25)と
を備え、
d)前記電子制御ユニット(25)は、前記長経路の排気ガス再循環に加えて、前記エンジンの内部に直接短経路の排気ガス再循環も設けるために、前記吸気弁(7A,7B)および前記排気弁(125)が同時に開いた段階を提供するように構成され、
e)前記可変弁作動システムは、前記エンジンの複数の動作状態において、前記シリンダに導入される空気の流れの異なる動きを得るように、差を付けた方法で、各シリンダの前記2つの吸気弁を制御するように構成されていることを特徴とするターボチャージャー付きディーゼルエンジン。 A turbocharged diesel engine,
At least one cylinder (102) having at least one intake valve (7) and at least one exhaust valve respectively controlling the intake pipe (103, 104) and the exhaust pipe (112);
A compressor (109) disposed inside a main intake pipe (106) connected to the intake pipe (103, 104) of the cylinder (102);
A control turbine (115) for driving the compressor (109) disposed inside a main exhaust pipe (114) connected to the exhaust pipe (112) of the cylinder (2);
An exhaust gas treatment procedure (117) disposed inside the main exhaust pipe (114) downstream of the turbine (115) and having catalyst conversion means (117a) and particulate filter means (117b);
An exhaust gas recirculation pipe (118) controlled by each exhaust gas recirculation valve (119) to deliver at least a portion of the exhaust gas flowing through the main exhaust pipe (114) back to the main pipe (106). Is characterized by a combination of the following characteristics in a turbocharged diesel engine with:
a) The exhaust gas recirculation pipe (118) is arranged at the main point at a point (A) downstream of the turbine (115) and the exhaust gas treatment procedure (117) to provide long path exhaust gas recirculation. Branching from the exhaust pipe (114) and joining the main intake pipe (106) at a point (121) upstream of the compressor (109);
b) The engine has two intake valves (7A, 7B) for each cylinder, the two intake valves of each cylinder creating different movements of the air flow introduced into the cylinder , Associated with each intake duct (103, 104) having a different three-dimensional structure,
c) The intake valves (7A, 7B) are controlled by an electronically controlled hydraulic system or variable valve actuation;
The electronically controlled hydraulic system or variable valve actuation operates the intake valves (7A, 7B) with respective tappets (15),
Each return valve (7A, 7B) acts on the return spring (9) by the intervention of hydraulic means including a compressed fluid chamber (C) facing a pumping plunger (16) connected to the valve tappet (15). And a camshaft controlled by the respective tappet (11) and designed to communicate with the chamber of the hydraulic actuator (21) associated with each intake valve.
Each intake valve is disconnected from its respective tappet (15), and as a result of each return spring (9), the compressed valve chamber (C) is discharged in association with the intake valve of each cylinder to quickly close the intake valve. One or more solenoid valves (24) adapted to communicate with the channel (23);
An electronic control unit (25) for controlling the solenoid valve (24) to change the opening moment and / or closing moment and lift of each intake valve in response to one or more operating parameters of the engine. ,
d) In addition to the long-path exhaust gas recirculation, the electronic control unit (25) includes the intake valves (7A, 7B) and the short-path exhaust gas recirculation directly in the engine. The exhaust valve (125) is configured to provide a stage of opening simultaneously;
e) The variable valve actuation system is configured such that, in a plurality of operating states of the engine, the two intake valves of each cylinder in a differential manner so as to obtain different movements of the air flow introduced into the cylinder. A turbocharged diesel engine characterized by being configured to control the engine.
Priority Applications (1)
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- 2012-03-30 JP JP2012001844U patent/JP3176208U/en not_active Expired - Lifetime
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