JPH061761U - 多気筒ディーゼル機関のｅｇｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気マニホールドと排気マニホールドとの各
内圧とは無関係に、好適な排気還流が行えるＥＧＲ装置
を提供する。 【構成】 多気筒のディーゼル機関において、各気筒毎
の排気管にＥＧＲ管に切り換えるそれぞれ第１の弁を設
け、各気筒毎の給気管に前記ＥＧＲ管から吸気管に接続
する第２の弁を設け、各気筒毎の吸気行程および排気行
程を検知するセンサ２５、２６を設け、該センサ２５、
２６からの信号で排気行程の気筒３の第１の弁１９及び
吸気行程の気筒４の第２の弁１６を開いてその排気管１
１と吸気管８とを連通させるコントローラ２４を設け
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、多気筒のディーゼル機関におけるＥＧＲ装置（排気還流装置）に 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のＥＧＲ装置としては、例えば実開昭６３−６００６６号があった。

【０００３】 これは図５に示したような構成であり、多気筒機関５１の排気本管５２を分岐 させて２つの排気共鳴管５３、５４を構成し、排気マニホールドに開放部５５、 ５６を設け、一方吸気本管５７もこれを２つに分岐させてそれぞれ吸気共鳴管５ ８、５９を構成し、吸気マニホールドに開放部６０、６１を設け、排気マニホー ルド内の平均排気圧力と吸気マニホールド内の平均吸気圧力との差が微小であっ ても、エンジンの出力、燃費を悪化させることなく、ＥＧＲ量を多くとるように していた。

【０００４】 またその他関連する先行技術としては本出願人が先に開示している、「ターボ チャージャ付ディーゼル機関の排気還流制御」（特開昭５５−１０９７５５号） や、「多気筒機関の排気還流装置」がある。

【０００５】 まず「ターボチャージャ付ディーゼル機関の排気還流制御」は図６に示したよ うに、排気還流通路７１に、排気通路又は吸気通路から取り出した信号圧の上昇 にともなって弁７２の開度が増大する圧力応動型の流量制御装置７３を設け、回 転速度のいかんにかわらず、機関７４の安定性を、損なわないで排気を浄化しよ うとするものであった。

【０００６】 次に「ＥＧＲ装置」は図７に示したように、気筒毎に吸気ポート８１と排気ポ ート８２とを連通路８３、８４、８５で連通し、これらの連通路にＥＧＲバルブ ８６を設けることにより、ＥＧＲのカーボン蓄積による吸気通路の流路抵抗の増 加や腐食を防止して、新気との混合を改善するようになっていた。

【０００７】 また「多気筒機関の排気還流装置」は図８に示したような構成であり、吸気通 路９１と排気通路９２をそれぞれ複数の通路に画成して各々の圧力干渉を回避す るようになっていた。

【０００８】 さらに実開平２−４９５８においては「多気筒機関のＥＧＲ装置」が開示され ているが、これは図９に示したように各気筒の吸気慣性管１０１の下流に開口す るＥＧＲ分配管１０２を相互に吸気干渉しない気筒群毎に設け、該ＥＧＲ分配管 １０２をＥＧＲ分岐管１０３を介して排気管に連通するとともに、該ＥＧＲ分岐 管１０３の途中にＥＧＲバルブ１０４を設け、該ＥＧＲバルブ１０４を機械式連 動手段によって負荷制御装置に連結したものであった。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図５に示したものは排気マニホールドに開放部５５、５６、吸 気マニホールドにも開放部６０、６１があるため、給排気の脈動圧の効果が十分 得られないという問題があった。

【００１０】 また図６に示したものによれば、ターボチャージャ付エンジンの場合、吸気マ ニホールド内圧が排気マニホールド内圧よりも高くなる運転状態があるが、かか る場合に排気還流ができないという問題がある。

【００１１】 その他、図７、図８並びに図９に示したものにおいても、吸気管と排気管との 間に圧力差が生じた場合に、燃費や出力に悪影響が及ぶことが避けられなかった のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この考案はかかる点に鑑みてなされたものであり、吸気マニホールドと排気マ ニホールドとの各内圧とは無関係に、好適な排気還流が行えるＥＧＲ装置を提供 して問題の解決を図るものである。

【００１３】 そのためこの考案では、多気筒のディーゼル機関において、各気筒毎の排気管 にＥＧＲ管に切り替えるそれぞれ第１の弁を設け、各気筒毎の給気管に前記ＥＧ Ｒ管から吸気管に接続する第２の弁を設け、各気筒毎の吸気行程および排気行程 を検知するセンサを設け、該センサからの信号で排気行程の気筒の第１の弁及び はい吸気行程の気筒の第２の弁を開いてその排気管と吸気管とを連通させるコン トローラを設けたことを特徴とする構成を採ったものである。

【００１４】

【作用】

各気筒における吸気行程と排気行程とをセンサによって検知して、該センサに 基づく信号によって排気管と吸気管を連通させるので、排気管と吸気管の圧力差 に関係なく好適な状態で排気行程と吸気行程が連結され、ＥＧＲがいつでも好適 に行われる。

【００１５】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図に基づいて説明すれば、図１は４気筒の自然吸気 エンジンの場合の実施例を示しており、１は排気本管、２は吸気本管であり、夫 々第１気筒３、第２気筒４、第３気筒５、第４気筒６の各給排気口に、個別の吸 気管７、８、９、１０、排気管１１、１２、１３、１４を介して夫々連なってい る。

【００１６】 そしてこれらの各個別の吸気管７、８、９、１０には、夫々対応する三方弁１ ５、１６、１７、１８が、また排気管１１、１２、１３、１４にも夫々対応する 三方弁１９、２０、２１、２２が夫々介在している。

【００１７】 これら各三方弁１５乃至２２は、ＥＧＲ管となる連通配管２３によって連通さ れている。また各三方弁１５乃至２２はいずれもソレノイドバルブによって制御 されるようになっている。即ち、第１気筒３における吸気側の三方弁１５はソレ ノイドバルブＶI1によって、同じく第１気筒３における排気側の三方弁１９はソ レノイドバルブＶE1によって、同様に第２気筒４における吸気側の三方弁１６は ソレノイドバルブＶI2によって、第２気筒４における排気側の三方弁２０はソレ ノイドバルブＶE2によって、同様に第３気筒５における吸気側の三方弁１７はソ レノイドバルブＶI3によって、第３気筒５における排気側の三方弁２１はソレノ イドバルブＶE3によって、同様に第４気筒６における吸気側の三方弁１８はソレ ノイドバルブＶI4によって、第４気筒６における排気側の三方弁２２はソレノイ ドバルブＶE4、によって夫々制御されるようになっている。

【００１８】 またその制御はコントローラ２４によって行われるようになっており、当該コ ントローラ２４には各気筒毎に設けられた上死点センサ２５及びクランク角セン サ２６からの信号が入力され、当該信号に基づいて各三方弁の制御が行われる。 これら各センサはピストンの上死点とクランクの角度を検出するものであり、当 該検出信号によって当該気筒が排気状態にあるか吸気状態にあるかが判断される ようになっている。

【００１９】 なお２７は連通配管２３を還流する排ガスを冷却するための排ガス冷却器であ る。

【００２０】 本実施例は以上のように構成されており、いま４サイクルの各気筒の爆発順序 が第１気筒３−第３気筒５−第４気筒６−第２気筒４の順であったとすると、各 気筒の給排気バルブの開閉時期は図２に示したようになる。この場合図３に示し たようなタイミングによって各ソレノイドバルブを作動させて各三方弁を作用さ せれば、排気行程にある気筒の排気側三方弁と吸気行程にある他の気筒の吸気側 三方弁と作動させて、連通配管２３によってＥＧＲされるのである。

【００２１】 図１の状態ではかかるタイミングによって作動された状態を示し、第１気筒３ のピストンが上昇し、第２気筒４のピストンが下降状態のとき、ソレノイドバル ブＶE1及びソレノイドバルブＶI2が作動して各三方弁１９、１６が動作し、第１ 気筒の排気管１１と第２気筒の吸気管８が連通配管２３を介して連通し、ＥＧＲ されている。

【００２２】 同図からも明らかなように、そのようにしてＥＧＲされているとき三方弁１９ 、１６同士を連通させている連通配管２３は排気マニホールド及び吸気マニホー ルドから完全に遮断されているため、これら各マニホールドの内圧には全く関係 なくＥＧＲされていることがわかる。

【００２３】 しかも排気行程にある第１気筒３から押し出される排ガスが、漏れなく吸気行 程にある第２気筒４に押し込まれて吸入されてＥＧＲされているため、ポンピン グロスが低減されるとともに、エンジンの全運転域で多量のＥＧＲが可能となっ ている。

【００２４】 なお各三方弁を切り替える時期、期間を適宜変更させることにより、ＥＧＲの 量も制御できるものである。

【００２５】 図４はターボチャージャ付エンジンの場合の他の実施例を示しており、図中の 番号は図１のものと同一部材を示し、かつ図４の場合も図１の場合と同じく、第 １気筒３のピストンが上昇し、第２気筒４のピストンが下降状態のとき、ソレノ イドバルブＶE1及びソレノイドバルブＶI2が作動して各三方弁１９、１６が動作 し、第１気筒の排気管１１と第２気筒の吸気管８が連通配管２３を介して連通し 、ＥＧＲされている状態を示している。なお図４中、２８はインタークーラであ る。

【００２６】 本実施例のようにターボチャージャ付エンジンに適用した場合、吸気マニホー ルド内圧が排気マニホールド内圧よりも高くなるターボチャージャ付エンジン特 有の運転状態においても、上記自然吸気エンジンの実施例と同様、三方弁１９、 １６同士を連通させている連通配管２３は排気マニホールド及び吸気マニホール ドから完全に遮断されているため、多量のＥＧＲが可能となっている。

【００２７】

【考案の効果】

この考案によれば、各気筒毎における吸気行程と排気行程とをセンサによって 検知して、該センサに基づく信号によって吸気行程にある吸気管と排気行程にあ る排気管とを連通させるので、排気管と吸気管の圧力差に関係なく好適な状態で 排気行程と吸気行程が連結され、ＥＧＲがいつでも好適に行われる。

【００２８】 従って、燃費、出力を悪化させることなく多量のＥＧＲが可能である。

【００２９】 しかも排気行程にある気筒から押し出される排ガスが、漏れなく吸気行程にあ る気筒に押し込まれて吸入されてＥＧＲされているため、ポンピングロスが低減 される。またエンジンの全運転域で多量のＥＧＲが可能となっている。

【００３０】 さらに自然吸気、ターボチャージャ付の別なく適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自然吸気エンジンの場合の実施例を示す説明図
である。

【図２】実施例のモデルとなった４サイクル４気筒エン
ジンの給排気バルブの開閉時期を示すタイミングチャー
トである。

【図３】実施例におけるソレノイドバルブの作動時期を
示すタイミングチャートである。

【図４】ターボチャージャ付エンジンの場合の他の実施
例を示す説明図である。

【図５】従来技術の説明図である。

【図６】従来技術の説明図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【図８】従来技術の説明図である。

【図９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】 １・・・吸気本管 ２・・・排気本管 ３・・・第１気筒 ４・・・第２気筒 ５・・・第３気筒 ６・・・第４気筒 ７・・・吸気管 ８・・・吸気管 ９・・・吸気管 １０・・・吸気管 １１・・・排気管 １２・・・排気管 １３・・・排気管 １４・・・排気管 １５・・・三方弁 １６・・・三方弁 １７・・・三方弁 １８・・・三方弁 １９・・・三方弁 ２０・・・三方弁 ２１・・・三方弁 ２２・・・三方弁 ２３・・・連通配管 ２４・・・コントローラ ２５・・・上死点センサ ２６・・・クランク角センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒のディーゼル機関において、各気
   筒毎の排気管にＥＧＲ管に切り替えるそれぞれ第１の弁
   を設け、各気筒毎の給気管に前記ＥＧＲ管から吸気管に
   接続する第２の弁を設け、各気筒毎の吸気行程および排
   気行程を検知するセンサを設け、該センサからの信号で
   排気行程の気筒の第１の弁及び吸気行程の気筒の第２の
   弁を開いてその排気管と吸気管とを連通させるコントロ
   ーラを設けたことを特徴とする、多気筒ディーゼル機関
   のＥＧＲ装置。