JP6520366B2 - Internal combustion engine supercharging system - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の過給システムに関し、より詳細には、複数の気筒を有する内燃機関に適用され、複数のスクロール部を有するターボチャージャを備える内燃機関の過給システムに関する。 The present invention relates to a supercharging system for an internal combustion engine, and more particularly to a supercharging system for an internal combustion engine that is applied to an internal combustion engine having a plurality of cylinders and includes a turbocharger having a plurality of scroll portions.
従来、内燃機関の過給システムとして、排気通路の排気の一部を吸気通路に還流するEGR通路を有する内燃機関に適用され、吸気を過給するターボチャージャを備えた過給システムが知られている(例えば特許文献1参照)。このEGR通路は、排気通路の排気圧と吸気通路の吸気圧との圧力差を利用して、排気通路の排気の一部を吸気通路に還流させている。このように排気の一部を吸気通路に還流させることにより、内燃機関の燃焼温度を低下させてNOxの低減を図ることができる。 Conventionally, as a supercharging system for an internal combustion engine, a supercharging system having a turbocharger for supercharging intake, which is applied to an internal combustion engine having an EGR path for recirculating a part of exhaust gas in an exhaust path to an intake path is known. (See, for example, Patent Document 1). The EGR passage recirculates part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage by utilizing a pressure difference between the exhaust pressure in the exhaust passage and the intake pressure in the intake passage. Thus, the combustion temperature of the internal combustion engine can be reduced to reduce NOx by recirculating a part of the exhaust gas to the intake passage.
また、近年では、ターボチャージャに導入される排気の干渉を抑制して排気脈動を有効利用するために、複数のスクロール部を有するターボチャージャを用いる過給システムが知られている(例えば前述した特許文献1参照)。具体的には特許文献1においては、第1スクロール部及び第2スクロール部の2つのスクロール部を有するツインスクロール型のターボチャージャを用いる過給システムが開示されている。この過給システムによれば、排気脈動の干渉が生じない第1気筒群(#1と#4の気筒)から排出された排気を途中で合流させてターボチャージャの第1スクロール部に導入し、排気脈動の干渉が生じない第2気筒群(#2と#3の気筒)から排出された排気を途中で合流させてターボチャージャの第2スクロール部に導入している。これにより、ターボチャージャに導入される排気の干渉の抑制を図り、以って、排気脈動を有効利用してポンピングロスを低減して燃費の向上を図っている。
Also, in recent years, there has been known a supercharging system using a turbocharger having a plurality of scroll portions in order to effectively utilize exhaust pulsation by suppressing the interference of exhaust introduced into the turbocharger (for example, the aforementioned patent) Reference 1). Specifically,
上述したような過給システムの場合、例えば内燃機関が高負荷のときにターボチャージャによる過給量が多くなって過給圧が高くなり、その結果、排気圧と吸気圧とがほぼ同一となることが考えられる。この場合、EGR通路を通過して吸気通路に還流する排気量(EGR量)が制限されてしまうため、NOxの低減が困難になってしまう。これに関して、気筒から排出される排気の圧力を上昇させることができれば、吸気通路に還流する排気量を増大させることは可能であるが、例えば複数の気筒の排気圧を共に上昇させた場合には、ポンピングロスが増加してしまい、燃費が悪化してしまう。また、一部の気筒の排気圧を上昇させた場合には、この一部の気筒の排気圧の上昇が、この気筒と排気通路によって連通した他の気筒に影響を及ぼすおそれがある。 In the case of the supercharging system as described above, for example, when the internal combustion engine has a high load, the supercharging amount by the turbocharger increases and the supercharging pressure becomes high, and as a result, the exhaust pressure and the intake pressure become substantially the same. It is conceivable. In this case, the amount of exhaust gas (EGR amount) that passes through the EGR passage and is recirculated to the intake passage is limited, so it becomes difficult to reduce NOx. In this regard, if it is possible to increase the pressure of the exhaust gas discharged from the cylinders, it is possible to increase the amount of exhaust gas recirculating to the intake passage, but for example, when the exhaust pressures of a plurality of cylinders are increased together The pumping loss is increased, and the fuel consumption is deteriorated. In addition, when the exhaust pressure of some of the cylinders is increased, the increase in the exhaust pressure of some of the cylinders may affect the other cylinders communicated with the cylinders by the exhaust passage.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、他の気筒への影響を抑制しつつ複数の気筒の排気圧を共に上昇させることなく吸気通路に還流する排気量が制限されることを抑制することができる内燃機関の過給システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to reduce the amount of exhaust gas returned to the intake passage without raising the exhaust pressure of a plurality of cylinders together while suppressing the influence on the other cylinders. An object of the present invention is to provide a supercharging system for an internal combustion engine that can be restrained from being limited.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の過給システムは、排気脈動の干渉が生じない複数の気筒でそれぞれ構成された第1気筒群及び第2気筒群を有する内燃機関に適用され、第1スクロール部、第2スクロール部及び第3スクロール部を有するトリプルスクロール型のターボチャージャを備える過給システムにおいて、前記第1気筒群のうちの1つの気筒である特定気筒と前記第1スクロール部とを連通する第1排気通路と、前記第1気筒群のうちの前記特定気筒以外の気筒と前記第2スクロール部とを連通する第2排気通路と、前記第2気筒群と前記第3スクロール部とを連通する第3排気通路と、を備え、前記第1排気通路は、前記第2排気通路及び前記第3排気通路と途中で合流することなく前記第1スクロール部に接続し、前記第1排気通路の途中と前記内燃機関に吸入される吸気が通過する吸気通路の途中とを接続するEGR通路と、前記特定気筒の排気圧を前記内燃機関の前記特定気筒以外の複数の気筒の排気圧よりも上昇させる排気圧上昇構造と、を備えることを特徴とする。 The supercharging system for an internal combustion engine according to the present invention for achieving the above object is applied to an internal combustion engine having a first cylinder group and a second cylinder group respectively constituted of a plurality of cylinders without interference of exhaust pulsation. A turbocharged system having a triple scroll type turbocharger having a first scroll portion, a second scroll portion, and a third scroll portion, wherein a specific cylinder which is one of the first cylinder group and the first scroll are provided; A first exhaust passage communicating with the first cylinder group, a second exhaust passage communicating the cylinders other than the specific cylinder in the first cylinder group and the second scroll portion, the second cylinder group and the third cylinder group And a third exhaust passage communicating with the scroll portion, wherein the first exhaust passage is connected to the first scroll portion without merging halfway with the second exhaust passage and the third exhaust passage. Wherein the EGR passage way and the intake of said sucked into the internal combustion engine of the first exhaust passage connecting the middle of the intake passage passes through said plurality of cylinders other than the specific cylinder of the internal combustion engine the exhaust pressure of the specific cylinder And an exhaust pressure raising structure that raises the pressure more than the exhaust pressure of the fuel cell.
本発明によれば、排気圧上昇構造によって特定気筒(1つの気筒)の排気圧を上昇させることで、この排気圧が上昇した排気を第1排気通路及びEGR通路によって吸気通路に還流させることができる。それにより、複数の気筒の排気圧が共に上昇することを抑制しつつ、吸気通路に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。その結果、ポンピングロスの増加とこれによる燃費悪化を効果的に抑制しつつ、吸気通路に還流する排気量が制限されることを回避してNOxの低減を効果的に図ることができる。また、第1排気通路は第2排気通路及び第3排気通路と途中で合流していないので、特定気筒の排気圧を上昇させても、特定気筒の排気圧の上昇が他の気筒に影響を及ぼすことがない。 According to the present invention, by raising the exhaust pressure of a specific cylinder (one cylinder) by the exhaust pressure raising structure, the exhaust gas whose exhaust pressure has been raised can be recirculated to the intake passage by the first exhaust passage and the EGR passage. it can. Thus, it is possible to suppress the exhaust amount flowing back to the intake passage from being restricted while suppressing the exhaust pressures of the plurality of cylinders from rising together. As a result, it is possible to effectively reduce the NOx while avoiding the limitation of the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage while effectively suppressing the increase of the pumping loss and the fuel efficiency deterioration due to the increase. In addition, since the first exhaust passage does not join midway with the second exhaust passage and the third exhaust passage, an increase in the exhaust pressure of a specific cylinder affects other cylinders even if the exhaust pressure of the specific cylinder is increased. It has no effect.
なお、本発明において、前記排気圧上昇構造は、前記第1スクロール部の入口の断面積が前記第2スクロール部及び前記第3スクロール部の各々の入口の断面積よりも小さい構造によって構成されていてもよい。 In the present invention, the exhaust pressure raising structure is configured such that the cross-sectional area of the inlet of the first scroll portion is smaller than the cross-sectional areas of the inlets of the second scroll portion and the third scroll portion. May be
この構成によれば、第1スクロール部の入口が絞りとしての機能を発揮することで第1スクロール部の入口に接続した第1排気通路の排気圧を上昇させて、特定気筒の排気圧を上昇させることができる。 According to this configuration, the inlet of the first scroll portion exerts the function as a throttle to raise the exhaust pressure of the first exhaust passage connected to the inlet of the first scroll portion, thereby raising the exhaust pressure of the specific cylinder. It can be done.
また本発明において、前記第1スクロール部、前記第2スクロール部及び前記第3スクロール部のそれぞれの入口の断面積は同じであり、前記排気圧上昇構造は、前記第1排気通路における前記EGR通路の接続箇所よりも下流側の部分に配置されたオリフィスまたは排気圧調整弁によって構成されていてもよい。 In the present invention, the cross-sectional areas of the inlets of the first scroll portion, the second scroll portion, and the third scroll portion are the same, and the exhaust pressure increase structure is characterized in that the EGR passage in the first exhaust passage is It may be constituted by an orifice or an exhaust pressure control valve which is disposed at a portion downstream of the connection point of.
この構成によれば、オリフィスまたは排気圧調整弁によって、第1排気通路のオリフィスまたは排気圧調整弁が配置されている箇所よりも上流側の排気圧を上昇させて、特定気筒の排気圧を上昇させることができる。 According to this configuration, the exhaust pressure on the upstream side of the orifice in the first exhaust passage or the portion where the exhaust pressure adjustment valve is disposed is increased by the orifice or the exhaust pressure adjustment valve to increase the exhaust pressure of the specific cylinder. It can be done.
(実施形態1)
以下、本発明の実施形態1に係る内燃機関の過給システム1(以下、過給システム1と略称する)について図面を参照しつつ説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a
図1は実施形態1に係る過給システム1の模式図である。過給システム1は車両に搭載されている。車両の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例と
してバス、トラック等の大型車両を用いる。過給システム1は、内燃機関10と、吸気(A)が通過する吸気通路20と、排気(G)が通過する排気通路30と、内燃機関10を制御する制御装置40とを備えている。内燃機関10の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてディーゼルエンジンを用いる。
FIG. 1 is a schematic view of the
内燃機関10は複数の気筒11を備えており、本実施形態においては、一例として4個の気筒11を備えている。具体的には内燃機関10は、一方向に配列した#1〜#4の気筒11を備えている。着火は#1の気筒11、#3の気筒11、#4の気筒11及び#2の気筒11の順に行われる。この場合、#1の気筒11と#3の気筒11は排気行程が隣り合い、#3の気筒11と#4の気筒11は排気行程が隣り合い、#4の気筒11と#2の気筒11は排気行程が隣り合う。一方、#1の気筒11と#4の気筒11は排気行程が隣り合わず、#2の気筒11と#3の気筒11は排気行程が隣り合わない。そのため、#1の気筒11と#4の気筒11は排気弁の開弁期間が重ならず、#2の気筒11と#3の気筒11は排気弁の開弁期間が重ならない。
The
排気行程が隣り合わない#1の気筒11と#4の気筒11は、これらの気筒11から排出された排気を合流させても排気脈動の干渉が生じない。同様に、排気行程が隣り合わない#2の気筒11と#3の気筒11は、これらの気筒11から排出された排気を合流させても排気脈動の干渉が生じない。本実施形態においては、排気脈動の干渉が生じない#1の気筒11及び#4の気筒11を第1気筒群と称し、排気脈動の干渉が生じない#2の気筒11及び#3の気筒11を第2気筒群と称する。
In the # 1
なお、他の一例を挙げると、例えば内燃機関10が#1〜#6の合計6つの気筒11を有する場合、例えば、一方の排気脈動の干渉が生じない第1気筒群として#1、#2及び#3の気筒11を用いることができ、他方の排気脈動の干渉が生じない第2気筒群として#4、#5及び#6の気筒11を用いることができる。
As another example, for example, in the case where the
吸気通路20の下流側端部はインテークマニホールド21となっており、このインテークマニホールド21の下流側端部が分岐して各気筒11に接続している。排気通路30の詳細は後述する。
The downstream end of the
制御装置40は、CPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置(Electric Control Unit)であり、内燃機関10の燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御することで内燃機関10の運転状態を統合的に制御する。また本実施形態に係る制御装置40は、後述するスロットルバルブ80及びEGRバルブ91の動作も制御する。
The
また過給システム1は、エアクリーナ50と、ターボチャージャ60と、CAC(Charge Air Cooler:過給冷却器)70と、スロットルバルブ80とを備えている。エアクリーナ50、ターボチャージャ60の後述するコンプレッサ62、CAC70及びスロットルバルブ80は、上流側から順に吸気通路20に配置されている。吸気通路20に吸入された吸気(空気)はエアクリーナ50を通過することで不純物が除去される。次いで吸気は、コンプレッサ62によって過給され、CAC70において冷却され、スロットルバルブ80によって流量が調整されて各気筒11に流入する。なお、ターボチャージャ60の詳細は後述する。
The
また過給システム1は、排気通路30の排気の一部を吸気通路20に還流するEGR(Exhaust Gas Recirculation:排気還流)システムを備えている。本実施形態に係るEGRシステムは、EGR通路90、EGRバルブ91及びEGRクーラ92を備えている。EGR通路90は、排気通路30の後述する排気通路部31dの通路途中と吸気通路20のスロットルバルブ80とインテークマニホールド21との間の部分とを接続しており、排気通路30の排気の一部を吸気通路20に還流する通路である。これ以降、EGR通路90を通過する排気をEGRガスと称する。EGRバルブ91はEGR通路90に配置されており、制御装置40の指示を受けてEGRガスの流量を調整する。EGRクーラ92はEGR通路90に配置されており、EGRガスを冷却する。
The supercharging
また過給システム1は、排気通路30の排気を浄化するEAT(Exhaust after−treatment:排気後処理装置)100を備えている。EAT100は、排気通路30の後述する排気通路部31eの通路途中に配置されている。タービン61を通過した排気はEAT100を通過することで浄化されて、外部に排出される。
The supercharging
ターボチャージャ60は、内燃機関10に吸入される吸気を過給する装置である。ターボチャージャ60は、タービン61と、コンプレッサ62と、タービン61とコンプレッサ62とを連結する連結軸63と、タービン61を収容するタービンハウジング64と、コンプレッサ62を収容するコンプレッサハウジング65とを有している。タービン61は排気通路30に配置されており、排気のエネルギを受けて回転する。タービン61が回転することで、タービン61に接続したコンプレッサ62が回転して吸気通路20の吸気を過給する。
The
また、タービンハウジング64は、タービン61に供給される排気が通過するスクロール通路として、3つのスクロール部、具体的には第1スクロール部66、第2スクロール部67及び第3スクロール部68を備えている。すなわち、ターボチャージャ60は、トリプルスクロール型のターボチャージャである。
Further, the
排気通路30は、タービンハウジング64よりも下流側にある排気通路部31eと、タービンハウジング64よりも上流側にある排気通路部31a〜31dとを備えている。排気通路部31aは、#1の気筒11とタービン61の第2スクロール部67の入口(排気の入口)とを連通している。排気通路部31bは、#2の気筒11と第3スクロール部68の入口とを連通している。排気通路部31cは、#3の気筒11と第3スクロール部68の入口とを連通している。排気通路部31dは、#4の気筒11と第1スクロール部66の入口とを連通している。なお、本実施形態において、排気通路部31b及び排気通路部31cは、下流側の通路途中で合流して1本の通路となって第3スクロール部68の入口に接続している。また、排気通路部31aは他の排気通路部と途中で合流することなく第2スクロール部67の入口に接続し、排気通路部31dも他の排気通路部と途中で合流することなく第1スクロール部66の入口に接続している。
The
すなわち、本実施形態に係る排気通路部31dは、第1気筒群(#1と#4)のうち1つの気筒11である#4の気筒11(これが特定気筒に相当する)と第1スクロール部66とを連通する第1排気通路に相当し、排気通路部31aは、第1気筒群のうち特定気筒以外の気筒(第1の気筒11)と第2スクロール部67とを連通する第2排気通路に相当し、排気通路部31b及び排気通路部31cは、第2気筒群(#2と#3)と第3スクロール部68とを連通する第3排気通路に相当する。そして、第1排気通路としての排気通路部31dは、第2排気通路としての排気通路部31a及び第3排気通路としての排気通路部31b,31cと途中で合流することなく第1スクロール部66に接続している。また、EGR通路90は、第1排気通路としての排気通路部31dの途中と吸気通路20の途中とを接続している。
That is, the
図1を参照して、過給システム1は、排気圧上昇構造110をさらに備えている。排気圧上昇構造110は、特定気筒である#4の気筒11の排気圧を内燃機関10の特定気筒以外の複数の気筒11(#1、#2、#3の気筒11)の排気圧よりも上昇させる構造で
ある。なお、排気圧上昇構造110は、#4の気筒11の排気圧を上昇させるに当たり、#4の気筒11の排気圧の最大値を#1〜#3のそれぞれの気筒11の排気圧の最大値よりも高くしてもよく、#4の気筒11の排気圧の平均値を#1〜#3のそれぞれの気筒11の排気圧の平均値よりも高くしてもよく、あるいは排気行程の同じ時期で比較した場合に#4の気筒11の排気圧を#1〜#3のそれぞれの気筒11の排気圧よりも高くしてもよい。
Referring to FIG. 1, supercharging
本実施形態に係る排気圧上昇構造110は、第1スクロール部66の入口の断面積(mm2)が第2スクロール部67及び第3スクロール部68の各々の入口の断面積よりも小さい構造によって構成されている。この場合、第1スクロール部66の入口が絞りとしての機能を発揮することにより、第1スクロール部66の入口に接続した排気通路部31dの排気圧を上昇させることができ、それにより、#4の気筒11の排気圧を他の複数の気筒11の排気圧よりも上昇させることができる。
The exhaust
なお、本実施形態において、第2スクロール部67の入口の断面積と第3スクロール部68の入口の断面積とは同じである。但し、本実施形態の構成は、第1スクロール部66の入口の断面積が第2スクロール部67及び第3スクロール部68の各々の入口の断面積よりも小さく設定されていればよく、第2スクロール部67の入口の断面積は第3スクロール部68の入口の断面積と同じでなくてもよい。
In the present embodiment, the cross-sectional area of the inlet of the
以上説明した本実施形態によれば、排気圧上昇構造110によって特定気筒である#4の気筒11(すなわち、1つの気筒11)の排気圧を上昇させることで、この排気圧が上昇した排気を排気通路部31d及びEGR通路90によって吸気通路20に還流させることができる。それにより、複数の気筒11の排気圧が共に上昇することを抑制しつつ、吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。その結果、ポンピングロスの増加とこれによる燃費悪化を効果的に抑制しつつ、吸気通路20に還流する排気量(EGRガス量)が制限されることを抑制してNOxの低減を効果的に図ることができる。
According to the present embodiment described above, the exhaust pressure is increased by increasing the exhaust pressure of the # 4 cylinder 11 (that is, one cylinder 11) which is a specific cylinder by the exhaust
また、排気通路部31dは他の排気通路部31a,31b,31cと途中で合流していないので、#4の気筒11の排気圧を上昇させても、この#4の気筒11の排気圧の上昇が他の気筒11に影響を及ぼすことを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、他の気筒11への影響を抑制しつつ複数の気筒11の排気圧を共に上昇させることなく吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。
Further, since the
なお、本実施形態によれば、排気通路部31dにオリフィスや排気圧調整弁等のような排気圧上昇部材を別途備えることなく排気通路部31dの排気圧を上昇させることができるので、排気通路部31dの排気の動力がこれらの排気圧上昇部材によって減衰することが抑制されている。すなわち、本実施形態によれば、排気通路部31dの排気の動力をそのままターボチャージャ60に導入することができる。それにより、ターボチャージャ60の過給効率を向上させることができる。
According to the present embodiment, the exhaust pressure in the
なお、本実施形態において、特定気筒として#4の気筒11を用いたが、これに限定されるものではなく、#1〜#4の気筒11のうち、いずれか1つの気筒11を特定気筒として用いればよい。一例を挙げると、例えば、特定気筒として#1の気筒11を用いた場合、排気通路部31aは第1スクロール部66に接続され、排気通路部31dは第2スクロール部67に接続され、EGR通路90は排気通路部31aに接続される構成となる。
In the present embodiment, the # 11
(実施形態2)
図2は本発明の実施形態2に係る過給システム1aの模式図である。過給システム1a
は、ターボチャージャ60に代えてターボチャージャ60aを備えている点と、排気圧上昇構造110に代えて、オリフィス(絞り)111による排気圧上昇構造110aを備えている点とにおいて、主として図1に示す過給システム1と異なっている。
Second Embodiment
FIG. 2 is a schematic view of a
1 mainly includes a
ターボチャージャ60aは、タービンハウジング64に代えてタービンハウジング64aを備えている。タービンハウジング64aは、第1スクロール部66aの入口の断面積が第2スクロール部67及び第3スクロール部68の各々の入口の断面積と同じである点において、図1のタービンハウジング64と異なっている。すなわち、本実施形態に係る第1スクロール部66a、第2スクロール部67及び第3スクロール部68のそれぞれの入口の断面積は同じである。
The
排気圧上昇構造110aは、第1排気通路としての排気通路部31dにおけるEGR通路90の接続箇所(C点)よりも下流側の部分に配置されたオリフィス111によって構成されている点において、図1に示す排気圧上昇構造110と異なっている。過給システム1aのその他の構成は過給システム1と同様であるので、説明を省略する。
The exhaust
本実施形態においても、オリフィス111によって排気通路部31dのオリフィス111が配置されている箇所よりも上流側の排気圧を上昇させることができ、それにより、#4の気筒11の排気圧を上昇させることができる。これにより、複数の気筒11の排気圧が共に上昇することを抑制しつつ、吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。その結果、燃費悪化を効果的に抑制しつつNOxの低減を効果的に図ることができる。
Also in the present embodiment, the exhaust pressure on the upstream side of the portion where the orifice 111 of the
また、本実施形態によれば、第1スクロール部66、第2スクロール部67及び第3スクロール部68のそれぞれの入口の断面積が同じである点においても、複数の気筒11の排気圧が共に上昇することが効果的に抑制されている。
Further, according to the present embodiment, the exhaust pressures of the plurality of
また、排気通路部31dは他の排気通路部31a,31b,31cと途中で合流していないので、#4の気筒11の排気圧を上昇させても、この#4の気筒11の排気圧の上昇が他の気筒11に影響を及ぼすことは抑制されている。すなわち、本実施形態においても、他の気筒11への影響を抑制しつつ複数の気筒11の排気圧を共に上昇させることなく吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。
Further, since the
なお、本実施形態においても、実施形態1の場合と同様に、特定気筒として、#4の気筒11以外の気筒11を用いてもよい。一例を挙げると、例えば、特定気筒として#1の気筒11を用いる場合、オリフィス111は排気通路部31aに配置され、EGR通路90は排気通路部31aに接続される構成となる。
In the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the
(実施形態3)
図3は本発明の実施形態3に係る過給システム1bの模式図である。過給システム1bは、排気圧上昇構造110aに代えて、排気圧調整弁112による排気圧上昇構造110bを備えている点において、主として図2に示す実施形態2に係る過給システム1aと異なっている。過給システム1bのその他の構成は、過給システム1aと同様であるので、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic view of a
排気圧上昇構造110bは、第1排気通路としての排気通路部31dにおけるEGR通路90の接続箇所(C点)よりも下流側の部分に配置された排気圧調整弁112によって構成されている点において、図2に示す排気圧上昇構造110aと異なっている。排気圧調整弁112は、制御装置40によって制御されることで排気通路部31dの排気圧調整弁112よりも上流側の部分の排気圧を上昇させる。
The exhaust
具体的には本実施形態に係る排気圧調整弁112は、制御装置40の指示を受けて、内燃機関10に要求されるEGRガス量(要求EGRガス量と称する)に応じて閉弁量を増大させることで、要求EGRガス量に応じて排気通路部31dの排気圧を上昇させる。より具体的には排気圧調整弁112は、制御装置40の指示を受けて、要求EGRガス量が多いほど閉弁量を増大させることで、要求EGRガス量が多いほど排気通路部31dの排気圧を上昇させる。それにより、吸気通路20に還流する排気量(EGRガス量)を要求EGRガス量に応じて増大させることができる。なお、制御装置40は、要求EGRガス量を、内燃機関10の負荷(具体的には新気量等)に基づいて取得する。
Specifically, the exhaust
本実施形態においても、排気圧調整弁112によって排気通路部31dの排気圧調整弁112が配置されている箇所よりも上流側の排気圧を上昇させることができ、それにより、#4の気筒11の排気圧を上昇させることができる。これにより、複数の気筒11の排気圧が共に上昇することを抑制しつつ、吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。その結果、燃費悪化を効果的に抑制しつつNOxの低減を効果的に図ることができる。
Also in the present embodiment, the exhaust
また、排気通路部31dは他の排気通路部31a,31b,31cと途中で合流していないので、#4の気筒11の排気圧を上昇させても、この#4の気筒11の排気圧の上昇が他の気筒11に影響を及ぼすことは抑制されている。すなわち、本実施形態においても、他の気筒11への影響を抑制しつつ複数の気筒11の排気圧を共に上昇させることなく吸気通路20に還流する排気量が制限されることを抑制することができる。
Further, since the
また過給システム1bによれば、要求EGRガス量に応じて排気通路部31dの排気圧を上昇させることができるので、余分な排気圧上昇を効果的に抑制して、燃費悪化を効果的に抑制することができる。
Further, according to the
なお、本実施形態においても、実施形態2の場合と同様に、特定気筒として、#4の気筒11以外の気筒11を用いてもよい。一例を挙げると、例えば、特定気筒として#1の気筒11を用いる場合、排気圧調整弁112は排気通路部31aに配置され、EGR通路90は排気通路部31aに接続される構成となる。
In the present embodiment, as in the second embodiment, the
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various changes and modifications may be made within the scope of the present invention as set forth in the claims. Is possible.
1,1a,1b 内燃機関の過給システム
10 内燃機関
11 気筒
20 吸気通路
31a 排気通路部(第2排気通路)
31b,31c 排気通路部(第3排気通路)
31d 排気通路部(第1排気通路)
60,60a ターボチャージャ
66,66a 第1スクロール部
67 第2スクロール部
68 第3スクロール部
90 EGR通路
110,110a,110b 排気圧上昇構造
111 オリフィス
112 排気圧調整弁
1, 1a, 1b Internal combustion
31b, 31c exhaust passage (third exhaust passage)
31d Exhaust passage (first exhaust passage)
60,
Claims (3)
前記第1気筒群のうちの1つの気筒である特定気筒と前記第1スクロール部とを連通する第1排気通路と、前記第1気筒群のうちの前記特定気筒以外の気筒と前記第2スクロール部とを連通する第2排気通路と、前記第2気筒群と前記第3スクロール部とを連通する第3排気通路と、を備え、
前記第1排気通路は、前記第2排気通路及び前記第3排気通路と途中で合流することなく前記第1スクロール部に接続し、
前記第1排気通路の途中と前記内燃機関に吸入される吸気が通過する吸気通路の途中とを接続するEGR通路と、
前記特定気筒の排気圧を前記内燃機関の前記特定気筒以外の複数の気筒の排気圧よりも上昇させる排気圧上昇構造と、を備えることを特徴とする内燃機関の過給システム。 A triple scroll having a first scroll portion, a second scroll portion, and a third scroll portion, which is applied to an internal combustion engine having a first cylinder group and a second cylinder group respectively configured by a plurality of cylinders not causing interference of exhaust pulsations In a supercharging system with a turbo charger of the
A first exhaust passage communicating a specific cylinder, which is one of the first cylinder group, with the first scroll portion, a cylinder other than the specific cylinder in the first cylinder group, and the second scroll A second exhaust passage communicating with the engine unit, and a third exhaust passage communicating the second cylinder group and the third scroll unit,
The first exhaust passage is connected to the first scroll portion without merging halfway with the second exhaust passage and the third exhaust passage.
An EGR passage connecting a middle of the first exhaust passage and a middle of an intake passage through which the intake air taken into the internal combustion engine passes ;
An exhaust pressure increase structure for raising the exhaust pressure of the specific cylinder higher than the exhaust pressure of a plurality of cylinders other than the specific cylinder of the internal combustion engine.
前記排気圧上昇構造は、前記第1排気通路における前記EGR通路の接続箇所よりも下流側の部分に配置されたオリフィスまたは排気圧調整弁によって構成されている請求項1記載の内燃機関の過給システム。 The cross-sectional areas of the respective inlets of the first scroll unit, the second scroll unit, and the third scroll unit are the same.
The supercharging of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust pressure raising structure is constituted by an orifice or an exhaust pressure control valve disposed at a portion downstream of the connection point of the EGR passage in the first exhaust passage. system.
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