JPH06288250A - Intake energy recovery device - Google Patents
Intake energy recovery deviceInfo
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- JPH06288250A JPH06288250A JP7983793A JP7983793A JPH06288250A JP H06288250 A JPH06288250 A JP H06288250A JP 7983793 A JP7983793 A JP 7983793A JP 7983793 A JP7983793 A JP 7983793A JP H06288250 A JPH06288250 A JP H06288250A
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- energy
- flow
- turbine
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車用の内
燃機関に設けられ、内燃機関の吸気系における吸気流の
持つエネルギを変換して回収するようにした吸気エネル
ギ回収装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intake energy recovery device which is provided in an internal combustion engine for an automobile, for example, and converts and recovers energy of an intake air flow in an intake system of the internal combustion engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば実開
昭６２−１４１６３７号公報に開示された技術を挙げる
ことができる。この従来技術では、エンジンの吸気系に
過給機が設けられている。又、過給機を駆動させるため
のモータが設けられている。そして、エンジンで過給を
行わない場合には、過給機がタービンとして用いられ、
吸気流の持つエネルギ（吸気エネルギ）により回転され
る。このとき、モータは発電機として機能し、モータが
過給機の回転力により駆動されて発電が行われる。つま
り、吸気エネルギが過給機により回転エネルギに変換さ
れ、その回転エネルギが発電機により電気エネルギに変
換されて取り出される。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique of this type, for example, the technique disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-141637 can be cited. In this conventional technique, a supercharger is provided in the intake system of the engine. Also, a motor for driving the supercharger is provided. When the engine is not supercharged, the supercharger is used as a turbine,
It is rotated by the energy of the intake flow (intake energy). At this time, the motor functions as a generator, and the motor is driven by the rotational force of the supercharger to generate power. That is, the intake energy is converted into rotational energy by the supercharger, and the rotational energy is converted into electrical energy by the generator and taken out.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
は、例えば排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）等の付属
装置を設けることが知られている。そして、内燃機関に
ＥＧＲ装置を設けた場合には、内燃機関の吸気系に対
し、エアクリーナからの主の吸気流とは別系統のＥＧＲ
通路のポートが開口され、そのポートからＥＧＲ流が導
入されることになる。通常、ＥＧＲ通路のポートは、内
燃機関本体の直前、即ち吸気マニホルドの集合部等に配
置されるのが一般的である。従って、前記従来技術のエ
ンジンにおいて、その吸気系にＥＧＲ通路のポートを開
口させようとした場合に、そのポートを過給機の下流側
に配置した場合には、過給機で変換されるべきエネルギ
効率の点で問題があった。即ち、過給機の下流側にＥＧ
Ｒ通路のポートが開口されると、ＥＧＲ流は過給機の下
流側に流れ込むことになり、過給機下流側の吸気管負圧
が低下（絶対圧が増加）することになる。そのため、過
給機の上流側と下流側との間の差圧が低下し、過給機を
通過する空気量が減少して、過給機で回転エネルギに変
換されるべき吸気エネルギが低下する。又、モータから
最終的に取り出される電気エネルギも低下する。By the way, it is known that an internal combustion engine is provided with an auxiliary device such as an exhaust gas recirculation device (EGR device). When the EGR device is provided in the internal combustion engine, the EGR system is different from the main intake flow from the air cleaner in the intake system of the internal combustion engine.
The port of the passage will be opened and the EGR flow will be introduced from that port. Generally, the port of the EGR passage is generally arranged immediately before the internal combustion engine body, that is, at the collecting portion of the intake manifold. Therefore, in the engine of the prior art, when the port of the EGR passage is to be opened in the intake system and the port is arranged on the downstream side of the supercharger, it should be converted by the supercharger. There was a problem in terms of energy efficiency. That is, the EG is provided on the downstream side of the supercharger.
When the port of the R passage is opened, the EGR flow will flow into the downstream side of the supercharger, and the intake pipe negative pressure on the downstream side of the supercharger will decrease (absolute pressure will increase). Therefore, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the supercharger decreases, the amount of air passing through the supercharger decreases, and the intake energy that should be converted into rotational energy by the supercharger decreases. . Also, the electrical energy that is ultimately extracted from the motor is reduced.
【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、吸気エネルギから変換され
て最終的に回収されるエネルギを増大させることの可能
な吸気エネルギ回収装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an intake energy recovery device capable of increasing the energy converted from intake energy and finally recovered. Especially.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、内燃機関の吸気系にタービ
ンを備え、吸気系における吸気流の持つエネルギをター
ビンにより変換して回収するようにした吸気エネルギ回
収装置において、吸気系に主の吸気流とは別の副の吸気
流を導入させるためのポートを設け、そのポートをター
ビンの上流側に配置したことを趣旨としている。In order to achieve the above object, in the present invention, a turbine is provided in an intake system of an internal combustion engine, and energy of an intake flow in the intake system is converted and recovered by the turbine. In the intake energy recovery apparatus described above, a port is provided in the intake system for introducing a secondary intake flow different from the main intake flow, and the port is arranged upstream of the turbine.
【０００６】[0006]
【作用】上記の構成によれば、タービンの上流側にポー
トが配置されていることから、タービンの上流側には、
主の吸気流に加えて、ポートから副の吸気流が作用する
ことになる。このため、タービンの上流側と下流側との
間の差圧が増大し、タービンには主の吸気流と副の吸気
流とを合わせた混合気が通過することにになる。従っ
て、タービンにより変換される吸気エネルギが、副の吸
気流の持つエネルギの分だけ増大する。According to the above construction, since the port is arranged on the upstream side of the turbine, the upstream side of the turbine is
In addition to the main intake air flow, the auxiliary intake air flow will act from the port. For this reason, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the turbine increases, and a mixture of the main intake flow and the auxiliary intake flow passes through the turbine. Therefore, the intake energy converted by the turbine is increased by the energy of the auxiliary intake flow.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、この発明の吸気エネルギ回収装置を具
体化した一実施例を図１に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the intake energy recovery system of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
【０００８】図１は内燃機関としての自動車用エンジン
本体１とその吸気系及び排気系を示す概略構成図であ
る。吸気系を構成する吸気通路２には、その入口側か
ら、エアクリーナ３、エアフローメータ４、タービン５
を内蔵してなるエアモータ６及びサージタンク７が配置
されている。エアクリーナ３は外部から吸気通路２に吸
入される空気を浄化する。エアフローメータ４は吸気通
路２に吸入される空気流量（吸気流量）を計測する。サ
ージタンク７は吸気通路２における吸気脈動を平滑化さ
せる。エアモータ６には発電機８が装着されており、そ
の発電機８にはタービン５の出力軸５ａが連結されてい
る。タービン５には、吸気通路２を通過する吸気流が作
用する。そして、その吸気流の持つエネルギ、即ち吸気
エネルギによりタービン５が回転されることにより、そ
の回転力が発電機８に伝達されて発電気８で発電が行わ
れる。つまり、吸気エネルギがタービン５により回転力
（回転エネルギ）に変化され、その回転エネルギが発電
機８により電気エネルギに変換されるのである。発電機
８には発電された電気エネルギを回収するための電気的
構成が付加されている。即ち、発電機８のプラス側端子
は、整流用のダイオード９を介して、自動車用の各種電
気負荷１０、車載用のバッテリ１１及びオルタネータ１
２のそれぞれに並列に接続されている。オルタネータ１
２はエンジン本体１に駆動連結されている。そして、オ
ルタネータ１２により発電される電気エネルギは、必要
に応じて電気負荷１０に供給されたり、バッテリ１１に
供給されたりする。又、発電機８で発電された電気エネ
ルギは、必要に応じて電気負荷１０に供給されたり、バ
ッテリ１１に供給されたりする。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an automobile engine body 1 as an internal combustion engine and its intake system and exhaust system. The intake passage 2 constituting the intake system has an air cleaner 3, an air flow meter 4, and a turbine 5 from the inlet side thereof.
An air motor 6 and a surge tank 7 are installed. The air cleaner 3 purifies the air sucked into the intake passage 2 from the outside. The air flow meter 4 measures the flow rate of air taken into the intake passage 2 (intake flow rate). The surge tank 7 smoothes the intake pulsation in the intake passage 2. A generator 8 is attached to the air motor 6, and the output shaft 5a of the turbine 5 is connected to the generator 8. An intake air flow passing through the intake passage 2 acts on the turbine 5. Then, the turbine 5 is rotated by the energy of the intake flow, that is, the intake energy, and the rotational force is transmitted to the generator 8 to generate electricity by the generator 8. That is, the intake energy is changed into the rotational force (rotational energy) by the turbine 5, and the rotational energy is converted into electric energy by the generator 8. The generator 8 is additionally provided with an electrical configuration for recovering the generated electrical energy. That is, the positive terminal of the generator 8 is connected to various electric loads 10 for automobiles, the battery 11 for vehicles, and the alternator 1 via the diode 9 for rectification.
2 are connected in parallel. Alternator 1
2 is drivingly connected to the engine body 1. Then, the electric energy generated by the alternator 12 is supplied to the electric load 10 or the battery 11 as necessary. Further, the electric energy generated by the generator 8 is supplied to the electric load 10 or the battery 11 as needed.
【０００９】エンジン本体１には、付属装置としての周
知の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）が設けられてい
る。即ち、ＥＧＲ装置はＥＧＲ通路１３を備えている。
排気系を構成する排気通路１４には、ＥＧＲ通路１３の
入口側ポート１５が開口されている。又、ＥＧＥ通路１
３の出口側ポート１６は吸気通路２に開口されている。
この出口側ポート１６は、エアモータ６の上流側におけ
る吸気通路２に配置されている。そして、エンジン本体
１から排気通路１４へ排出される排気ガスの一部が、入
口側ポート１５からＥＧＲ通路１３に流入し、出口側ポ
ート１６から吸気通路２にＥＧＲ流として導入可能とな
っている。つまり、外部から吸気通路２に吸入される主
の吸気流（新気）とは別に、吸気通路２には、出口側ポ
ート１６を通じて副の吸気流としてのＥＧＲ流が導入さ
れる。ＥＧＲ通路１３の途中には、ＥＧＲ流量を調節す
るために開度調節されるＥＧＲ弁１７が設けられてい
る。The engine body 1 is provided with a well-known exhaust gas recirculation device (EGR device) as an accessory device. That is, the EGR device includes the EGR passage 13.
An inlet port 15 of the EGR passage 13 is opened in the exhaust passage 14 that constitutes the exhaust system. Also, the EGE passage 1
The outlet side port 16 of No. 3 is opened to the intake passage 2.
The outlet port 16 is arranged in the intake passage 2 on the upstream side of the air motor 6. Then, a part of the exhaust gas discharged from the engine body 1 to the exhaust passage 14 flows into the EGR passage 13 from the inlet side port 15 and can be introduced as an EGR flow from the outlet side port 16 to the intake passage 2. . That is, in addition to the main intake air flow (fresh air) sucked into the intake passage 2 from the outside, the EGR flow as a secondary intake air flow is introduced into the intake passage 2 through the outlet port 16. An EGR valve 17 whose opening is adjusted to adjust the EGR flow rate is provided in the middle of the EGR passage 13.
【００１０】従って、この実施例では、エアモータ６の
上流側にＥＧＲ通路１３の出口側ポート１６が開口され
ていることから、エアモータ６の上流側には、吸気通路
２を通過する主の吸気流に加えて、出口側ポート１６か
ら導入されるＥＧＲ流が作用することになる。そのた
め、エアモータ６の上流側と下流側との間の差圧が、Ｅ
ＧＲ流の分だけ増大する。そして、タービン５には主の
吸気流とＥＧＲ流とを合わせた混合気が通過することに
なる。従って、タービン５により回転エネルギに変換さ
れる吸気エネルギが、ＥＧＲ流の持つエネルギの分だけ
増大する。又、エアモータ６の上流側では、上記の混合
気の持つ温度がＥＧＲ流の熱により高くなることから、
その高温の分だけ、タービン５により変換される回転エ
ネルギが増大する。そして、回転エネルギが増大するこ
とから、発電機８で変換される電気エネルギが増大す
る。その結果、吸気通路２における吸気エネルギから変
換されて最終的に回収される電気エネルギを、ＥＧＲ流
の持つエネルギの分だけ確実に増大させることができ
る。Therefore, in this embodiment, since the outlet port 16 of the EGR passage 13 is opened on the upstream side of the air motor 6, the main intake air flow passing through the intake passage 2 is opened on the upstream side of the air motor 6. In addition to this, the EGR flow introduced from the outlet side port 16 acts. Therefore, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the air motor 6 becomes E
It increases by the amount of GR flow. Then, a mixture of the main intake flow and the EGR flow passes through the turbine 5. Therefore, the intake energy converted into the rotational energy by the turbine 5 is increased by the energy of the EGR flow. Further, on the upstream side of the air motor 6, the temperature of the air-fuel mixture becomes high due to the heat of the EGR flow,
Due to the high temperature, the rotational energy converted by the turbine 5 increases. Then, since the rotational energy increases, the electric energy converted by the generator 8 also increases. As a result, the electrical energy converted from the intake energy in the intake passage 2 and finally recovered can be reliably increased by the amount of the energy of the EGR flow.
【００１１】又、この実施例では、オルタネータ１２か
ら電気負荷１０やバッテリ１１へ供給される発電量が、
発電機８により回収される電気エネルギにより補われる
ことになる。従って、電気エネルギの補充分だけ、オル
タネータ１２での発電量が減少する。その結果、エンジ
ン本体１におけるオルタネータ１２の吸収動力分を減少
させることができ、その分だけエンジン本体１における
燃費を向上させることができる。しかも、この実施例で
は、発電機８により回収される電気エネルギがＥＧＲ流
の分だけ増大することから、その分だけエンジン本体１
における燃費をより一層向上させることができる。Further, in this embodiment, the amount of power generation supplied from the alternator 12 to the electric load 10 and the battery 11 is
It will be supplemented by the electrical energy recovered by the generator 8. Therefore, the amount of power generated by the alternator 12 is reduced by the amount of supplemental electric energy. As a result, the amount of power absorbed by the alternator 12 in the engine body 1 can be reduced, and the fuel economy in the engine body 1 can be improved accordingly. Moreover, in this embodiment, the electric energy recovered by the generator 8 increases by the amount of the EGR flow.
The fuel efficiency in can be further improved.
【００１２】加えて、この実施例では、エンジン本体１
の燃焼室にＥＧＲ流が取り込まれることから、エンジン
本体１におけるポンピングロスを低減させることができ
る。その意味で、エンジン本体１における出力効率を向
上させることができる。In addition, in this embodiment, the engine body 1
Since the EGR flow is taken into the combustion chamber of 1, the pumping loss in the engine body 1 can be reduced. In that sense, the output efficiency of the engine body 1 can be improved.
【００１３】併せて、この実施例では、主の吸気流とＥ
ＧＲ流との混合気がエアモータ６を通過する間に、その
混合気の温度が大幅に低下する。通常、ＥＧＲ流をエン
ジン本体に導入させる場合には、吸気の充填効率を低下
させないために、高温のＥＧＲ流を冷却させるためのＥ
ＧＲクーラが設けらる。この実施例では、上記したよう
に、主の吸気流とＥＧＲ流との混合気がエアモータ６を
通過する間に大幅に冷却されるので、本来必要なＥＧＲ
クーラを省略することもできる。In addition, in this embodiment, the main intake flow and E
While the air-fuel mixture with the GR flow passes through the air motor 6, the temperature of the air-fuel mixture decreases significantly. Normally, when introducing the EGR flow into the engine body, an E for cooling the high temperature EGR flow is provided so as not to reduce the intake charging efficiency.
GR cooler is provided. In this embodiment, as described above, since the air-fuel mixture of the main intake air flow and the EGR flow is cooled significantly while passing through the air motor 6, the EGR that is originally required is required.
The cooler can be omitted.
【００１４】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、エアモータ６の上流側にＥＧＲ
通路１３の出口側ポート１６を配置してＥＧＲ流を導入
させるようにしたが、例えばＰＣＶ用の出口側ポートや
パージ用の出口側ポートをエアモータの上流側に配置し
てもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented as follows with a part of the structure appropriately changed without departing from the spirit of the invention. (1) In the above embodiment, the EGR is provided on the upstream side of the air motor 6.
Although the outlet side port 16 of the passage 13 is arranged to introduce the EGR flow, for example, the outlet side port for PCV or the outlet side port for purging may be arranged on the upstream side of the air motor.
【００１５】（２）前記実施例では、エアモータ６によ
り吸気エネルギを回転エネルギに変換し、その回転エネ
ルギを発電機８により電気エネルギに変換して回収する
ようにしたが、単に吸気エネルギをタービンにより回転
エネルギに変換して、動力として回収するようにしても
よい。(2) In the above embodiment, the intake energy is converted into rotational energy by the air motor 6, and the rotational energy is converted into electrical energy by the generator 8 to be recovered. It may be converted into rotational energy and recovered as power.
【００１６】（３）前記実施例では、吸気通路２におけ
るスロットルバルブについて何ら説明していないが、ス
ロットルバルブは付加しても省略してもよい。そして、
スロットルバルブを付加する場合には、エアモータ（タ
ービン）の上流側にスロットルバルブを配置することが
望ましい。(3) Although the throttle valve in the intake passage 2 is not described in the above embodiment, the throttle valve may be added or omitted. And
When adding a throttle valve, it is desirable to arrange the throttle valve on the upstream side of the air motor (turbine).
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、吸気系に主の吸気流とは別の副の吸気流を導入させ
るためのポートを設け、そのポートをタービンの上流側
に配置している。従って、タービンの上流側には、主の
吸気流に加えて副の吸気流が作用することになり、ター
ビンにより変換される吸気エネルギが、副の吸気流の持
つエネルギの分だけ増大する。その結果、吸気エネルギ
から変換されて最終的に回収されるエネルギを増大させ
ることがきるという優れた効果を発揮する。As described above in detail, according to the present invention, a port for introducing a secondary intake flow different from the main intake flow to the intake system is provided, and the port is provided on the upstream side of the turbine. It is arranged. Therefore, the auxiliary intake air flow acts on the upstream side of the turbine in addition to the main intake air flow, and the intake energy converted by the turbine increases by the amount of energy of the auxiliary intake air flow. As a result, the excellent effect that the energy converted from the intake energy and finally recovered can be increased is exhibited.
【図１】この発明を具体かした一実施例において、自動
車用エンジン本体とその吸気系及び排気系を示す概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an automobile engine main body and its intake system and exhaust system in one embodiment embodying the present invention.
１…内燃機関としてのエンジン本体、２…吸気系を構成
する吸気通路、５…タービン、１３…ＥＧＲ通路、１６
…出口側ポート。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine body as an internal combustion engine, 2 ... Intake passage which constitutes an intake system, 5 ... Turbine, 13 ... EGR passage, 16
… Exit port.
Claims (1)
記吸気系における吸気流の持つエネルギを前記タービン
により変換して回収するようにした吸気エネルギ回収装
置において、 前記吸気系に主の吸気流とは別の副の吸気流を導入させ
るためのポートを設け、そのポートを前記タービンの上
流側に配置したことを特徴とする吸気エネルギ回収装
置。1. An intake energy recovery device in which an intake system of an internal combustion engine is provided with a turbine, and energy of an intake flow in the intake system is converted and recovered by the turbine. An intake energy recovery device, characterized in that a port for introducing an auxiliary intake flow different from the above is provided, and the port is arranged on the upstream side of the turbine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7983793A JPH06288250A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Intake energy recovery device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7983793A JPH06288250A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Intake energy recovery device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288250A true JPH06288250A (en) | 1994-10-11 |
Family
ID=13701331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7983793A Pending JPH06288250A (en) | 1993-04-06 | 1993-04-06 | Intake energy recovery device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06288250A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-04-06 JP JP7983793A patent/JPH06288250A/en active Pending
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