JPH10238417A - ４サイクル過給エンジンのｅｇｒ装置 - Google Patents
４サイクル過給エンジンのｅｇｒ装置Info
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- JPH10238417A JPH10238417A JP9054169A JP5416997A JPH10238417A JP H10238417 A JPH10238417 A JP H10238417A JP 9054169 A JP9054169 A JP 9054169A JP 5416997 A JP5416997 A JP 5416997A JP H10238417 A JPH10238417 A JP H10238417A
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- egr
- egr gas
- trunk
- piston
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
-
- 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
- F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
-
- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- 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
- F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 エンジンの全運転域において所要のＥＧＲを
行ない得ると共に、過給機のコンプレッサやインターク
ーラを汚染することのないＥＧＲ装置付き４サイクルエ
ンジンを提供する。 【解決手段】 ４サイクル過給エンジンにおいて、シリ
ンダ１１の下部に設けられるガストランク５と、排気管
７から分岐されて前記ガストランクに接続され、ＥＧＲ
ガスを該ガストランクに導くＥＧＲガス管路１８と、該
ＥＧＲガス管路を開閉するＥＧＲ弁４と、前記ガストラ
ンク内のＥＧＲガス圧力あるいは該ガストランク内への
ＥＧＲガス流量が所定値を超えたとき、該ガストランク
内のＥＧＲガスを抽出ラインへ戻すＥＧＲガス戻り機構
６と、前記ガストランクと燃焼室１３との間に設けら
れ、燃焼室に開口するガス供給口８ａがピストン１２に
より、該ピストンの下死点近傍で開放されてガストラン
クと燃焼室とを連通するＥＧＲガス供給路８とを備え
る。
行ない得ると共に、過給機のコンプレッサやインターク
ーラを汚染することのないＥＧＲ装置付き４サイクルエ
ンジンを提供する。 【解決手段】 ４サイクル過給エンジンにおいて、シリ
ンダ１１の下部に設けられるガストランク５と、排気管
７から分岐されて前記ガストランクに接続され、ＥＧＲ
ガスを該ガストランクに導くＥＧＲガス管路１８と、該
ＥＧＲガス管路を開閉するＥＧＲ弁４と、前記ガストラ
ンク内のＥＧＲガス圧力あるいは該ガストランク内への
ＥＧＲガス流量が所定値を超えたとき、該ガストランク
内のＥＧＲガスを抽出ラインへ戻すＥＧＲガス戻り機構
６と、前記ガストランクと燃焼室１３との間に設けら
れ、燃焼室に開口するガス供給口８ａがピストン１２に
より、該ピストンの下死点近傍で開放されてガストラン
クと燃焼室とを連通するＥＧＲガス供給路８とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は４サイクルエンジ
ン、特に排気ターボ過給機を備えた４サイクル過給ディ
ーゼルエンジンにおける排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
に関する。
ン、特に排気ターボ過給機を備えた４サイクル過給ディ
ーゼルエンジンにおける排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、排気ガス再循環（以下ＥＧＲと
いう）装置を備えた排気ターボ過給機付き４サイクルデ
ィーゼルエンジンの構成図である。図４において、３０
は排気ターボ過給機（以下過給機と略称する）、２０は
該過給機３０の排気タービン、２はコンプレッサであ
る。また、１１はシリンダ、１２はピストン、２１はコ
ネクチングロッド、２２はクランク軸、１３は前記シリ
ンダ１１内のピストン上部に形成された燃焼室である。
いう）装置を備えた排気ターボ過給機付き４サイクルデ
ィーゼルエンジンの構成図である。図４において、３０
は排気ターボ過給機（以下過給機と略称する）、２０は
該過給機３０の排気タービン、２はコンプレッサであ
る。また、１１はシリンダ、１２はピストン、２１はコ
ネクチングロッド、２２はクランク軸、１３は前記シリ
ンダ１１内のピストン上部に形成された燃焼室である。
【０００３】３１は吸気管、９は吸気ポート、１０は該
吸気ポート９を開閉する吸気弁、１６は排気ポート、１
５は該排気ポート１６を開閉する排気弁、１４は前記燃
焼室１３内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。１は前
記過給機のコンプレッサ２への空気供給用の吸入管、３
は該コンプレッサ２から送出された空気を冷却するため
のインタークーラ、１７は前記排気ポート１６と排気タ
ービン２０の排気ガス入口とを接続する排気管である。
吸気ポート９を開閉する吸気弁、１６は排気ポート、１
５は該排気ポート１６を開閉する排気弁、１４は前記燃
焼室１３内に燃料を噴射する燃料噴射弁である。１は前
記過給機のコンプレッサ２への空気供給用の吸入管、３
は該コンプレッサ２から送出された空気を冷却するため
のインタークーラ、１７は前記排気ポート１６と排気タ
ービン２０の排気ガス入口とを接続する排気管である。
【０００４】０１８はＥＧＲガス管であり、排気管１７
の排気タービン２０の上流から分岐されて、吸気管３１
のインタークーラ３の下流に接続される。０１９は該Ｅ
ＧＲガス管０１８に設けられて、再循環排気ガス（以下
ＥＧＲガスという）を冷却するＥＧＲガスクーラ、０４
は前記ＥＧＲガス管０１８を開閉するとともにその開度
を調整するＥＧＲ弁である。
の排気タービン２０の上流から分岐されて、吸気管３１
のインタークーラ３の下流に接続される。０１９は該Ｅ
ＧＲガス管０１８に設けられて、再循環排気ガス（以下
ＥＧＲガスという）を冷却するＥＧＲガスクーラ、０４
は前記ＥＧＲガス管０１８を開閉するとともにその開度
を調整するＥＧＲ弁である。
【０００５】かかる従来のＥＧＲ装置を備えた４サイク
ルディーゼルエンジンの運転時において、燃焼室１３で
の燃焼による排気ガスは、排気弁１５が開くとともに、
図４の矢印で示すように排気ポート１６に流出し、排気
管１７を経て、過給機３０の排気タービン２０で膨張仕
事を行ない、これを駆動した後、外部（大気）に放出さ
れる。
ルディーゼルエンジンの運転時において、燃焼室１３で
の燃焼による排気ガスは、排気弁１５が開くとともに、
図４の矢印で示すように排気ポート１６に流出し、排気
管１７を経て、過給機３０の排気タービン２０で膨張仕
事を行ない、これを駆動した後、外部（大気）に放出さ
れる。
【０００６】前記排気タービン２０の回転はコンプレッ
サ２に伝達され、吸入管１から該コンプレッサ２に吸入
された空気は、ここで加圧されて高温、高圧空気とな
り、インタークーラ３にて冷却、降温された後、吸気管
３１に至り、吸気弁１０の開弁とともにシリンダ１１の
燃焼室１３に導入され、次の燃焼に供される。
サ２に伝達され、吸入管１から該コンプレッサ２に吸入
された空気は、ここで加圧されて高温、高圧空気とな
り、インタークーラ３にて冷却、降温された後、吸気管
３１に至り、吸気弁１０の開弁とともにシリンダ１１の
燃焼室１３に導入され、次の燃焼に供される。
【０００７】そして、適当な時期に前記ＥＧＲ弁０４が
開かれると、排気管１７を流れる排気ガスの一部がＥＧ
Ｒガス管０１８に入り、ＥＧＲガスクーラ０１９にて冷
却された後、ＥＧＲ弁０４を経てインタークーラ３後流
の吸気管３１に還流され、吸気とともに燃焼室１３に導
入される。
開かれると、排気管１７を流れる排気ガスの一部がＥＧ
Ｒガス管０１８に入り、ＥＧＲガスクーラ０１９にて冷
却された後、ＥＧＲ弁０４を経てインタークーラ３後流
の吸気管３１に還流され、吸気とともに燃焼室１３に導
入される。
【０００８】前記ＥＧＲガスは前記ＥＧＲガスクーラ０
１９にて冷却されることにより充填効率が高められて燃
焼室１３内に導入され、再燃焼せしめられる。これによ
って燃焼室１３内の酸素濃度が低くなって燃焼温度が下
がり、ＮＯX 排出が低減される。
１９にて冷却されることにより充填効率が高められて燃
焼室１３内に導入され、再燃焼せしめられる。これによ
って燃焼室１３内の酸素濃度が低くなって燃焼温度が下
がり、ＮＯX 排出が低減される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すような従来
技術に係るＥＧＲ装置付き４サイクルディーゼルエンジ
ンにおいては、エンジンの低速、低負荷運転域では排気
管１７内の圧力がインタークーラ３出口の吸気管３１内
の圧力よりも高いので、ＥＧＲ弁０４の開弁により排気
管１７からのＥＧＲガスは吸気管３１内に円滑に流れ、
所望のＥＧＲがなされＮＯX が低減される。
技術に係るＥＧＲ装置付き４サイクルディーゼルエンジ
ンにおいては、エンジンの低速、低負荷運転域では排気
管１７内の圧力がインタークーラ３出口の吸気管３１内
の圧力よりも高いので、ＥＧＲ弁０４の開弁により排気
管１７からのＥＧＲガスは吸気管３１内に円滑に流れ、
所望のＥＧＲがなされＮＯX が低減される。
【００１０】しかしながら、一定回転、一定出力（負
荷）以上の高回転、高負荷運転になると、過給機３０の
上昇とともに吸気管３１内の圧力即ち給気圧力が上昇
し、排気管１７内圧力よりも高くなる。このため、ＥＧ
Ｒ弁０４が開かれても、ＥＧＲガスは吸気管３１側へと
流れず、ＥＧＲが行なわれなくなり、最もＮＯX 量が多
くなる高速、高負荷運転域で、ＮＯX 低減がなされなく
なる。
荷）以上の高回転、高負荷運転になると、過給機３０の
上昇とともに吸気管３１内の圧力即ち給気圧力が上昇
し、排気管１７内圧力よりも高くなる。このため、ＥＧ
Ｒ弁０４が開かれても、ＥＧＲガスは吸気管３１側へと
流れず、ＥＧＲが行なわれなくなり、最もＮＯX 量が多
くなる高速、高負荷運転域で、ＮＯX 低減がなされなく
なる。
【００１１】かかる不具合の発生を防止するため、排気
管１７からのＥＧＲガスを圧力の低いコンプレッサ２へ
の吸入管１に還流する手段が提案されてはいるが、かか
る手段による場合は、排気ガスの一部がコンプレッサ２
及びインタークーラ３内を流れるため、該コンプレッサ
２あるいはインタークーラ３が排気ガスで汚染され、所
要の機能を果たさなくなり、エンジン性能の低下及びこ
れらの機器の耐久性の低下を招く。
管１７からのＥＧＲガスを圧力の低いコンプレッサ２へ
の吸入管１に還流する手段が提案されてはいるが、かか
る手段による場合は、排気ガスの一部がコンプレッサ２
及びインタークーラ３内を流れるため、該コンプレッサ
２あるいはインタークーラ３が排気ガスで汚染され、所
要の機能を果たさなくなり、エンジン性能の低下及びこ
れらの機器の耐久性の低下を招く。
【００１２】本発明はかかる従来の課題に鑑み、低速、
低負荷運転域のみならず高速、高負荷運転域において
も、ＥＧＲを行なうことを可能として、エンジンの全運
転域において所要のＥＧＲを行ない得るＥＧＲ装置付き
４サイクルエンジンを提供することを第１の目的とす
る。
低負荷運転域のみならず高速、高負荷運転域において
も、ＥＧＲを行なうことを可能として、エンジンの全運
転域において所要のＥＧＲを行ない得るＥＧＲ装置付き
４サイクルエンジンを提供することを第１の目的とす
る。
【００１３】また、本発明の第２の目的は前記全運転域
におけるＥＧＲを、過給機のコンプレッサやインターク
ーラを汚染することなく実現して、エンジンの性能の低
下及び耐久性の低下を防止したＥＧＲ装置付き４サイク
ルエンジンを提供することにある。
におけるＥＧＲを、過給機のコンプレッサやインターク
ーラを汚染することなく実現して、エンジンの性能の低
下及び耐久性の低下を防止したＥＧＲ装置付き４サイク
ルエンジンを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するもので、その第１発明として、過給機により加圧
された給気を燃焼室に送給する４サイクル過給エンジン
において、シリンダの下部に設けられてピストンの往復
動により容積が変化せしめられるガストランクと、排気
管から分岐されて前記ガストランクに接続され、排気ガ
スの一部（ＥＧＲガス）を該ガストランクに導くＥＧＲ
ガス管路と、該ＥＧＲガス管路を開閉するＥＧＲ弁と、
前記ガストランク内のＥＧＲガス圧力あるいは該ガスト
ランク内へのＥＧＲガス流量が所定値を超えたとき、該
ガストランク内のＥＧＲガスを抽出ラインへ戻すＥＧＲ
ガス戻り機構と、前記ガストランクと燃焼室との間に設
けられ、燃焼室に開口するガス供給口がピストンによ
り、該ピストンの下死点近傍で開放されてガストランク
と燃焼室とを連通するＥＧＲガス供給路とを備えてなる
事を特徴とする４サイクル過給エンジンのＥＧＲ装置を
提案する。
決するもので、その第１発明として、過給機により加圧
された給気を燃焼室に送給する４サイクル過給エンジン
において、シリンダの下部に設けられてピストンの往復
動により容積が変化せしめられるガストランクと、排気
管から分岐されて前記ガストランクに接続され、排気ガ
スの一部（ＥＧＲガス）を該ガストランクに導くＥＧＲ
ガス管路と、該ＥＧＲガス管路を開閉するＥＧＲ弁と、
前記ガストランク内のＥＧＲガス圧力あるいは該ガスト
ランク内へのＥＧＲガス流量が所定値を超えたとき、該
ガストランク内のＥＧＲガスを抽出ラインへ戻すＥＧＲ
ガス戻り機構と、前記ガストランクと燃焼室との間に設
けられ、燃焼室に開口するガス供給口がピストンによ
り、該ピストンの下死点近傍で開放されてガストランク
と燃焼室とを連通するＥＧＲガス供給路とを備えてなる
事を特徴とする４サイクル過給エンジンのＥＧＲ装置を
提案する。
【００１５】かかる発明によれば、シリンダの下部に設
けられたガストランク内にＥＧＲガス管路を経てＥＧＲ
ガスを導入し、該ガストランク内のＥＧＲガスをピスト
ンの吸気行程じにピストンの裏側で圧縮して、ガストラ
ンク内のＥＧＲガス圧力をＥＧＲガス戻り機構により給
気圧力よりも高い圧力に保持する。そして、ピストンの
下降によりＥＧＲガス供給路が開かれると、前記のよう
にガストランク内の圧力が給気圧力よりも高く保持され
ているため、ガストランク内のＥＧＲガスは燃焼室内へ
抵抗なく流入し、新気（給気）と混合され、燃焼に供さ
れる。
けられたガストランク内にＥＧＲガス管路を経てＥＧＲ
ガスを導入し、該ガストランク内のＥＧＲガスをピスト
ンの吸気行程じにピストンの裏側で圧縮して、ガストラ
ンク内のＥＧＲガス圧力をＥＧＲガス戻り機構により給
気圧力よりも高い圧力に保持する。そして、ピストンの
下降によりＥＧＲガス供給路が開かれると、前記のよう
にガストランク内の圧力が給気圧力よりも高く保持され
ているため、ガストランク内のＥＧＲガスは燃焼室内へ
抵抗なく流入し、新気（給気）と混合され、燃焼に供さ
れる。
【００１６】従って、ガストランク内の圧力はピストン
による圧縮及びＥＧＲガス戻り機構により、エンジンの
高速・高負荷運転時においても給気圧力よりも高く保持
されることとなり、ＥＧＲが円滑に行なわれる。
による圧縮及びＥＧＲガス戻り機構により、エンジンの
高速・高負荷運転時においても給気圧力よりも高く保持
されることとなり、ＥＧＲが円滑に行なわれる。
【００１７】また、前記ＥＧＲガス戻り機構の開度を調
整して、ガストランクから抽出ラインへのＥＧＲガスの
戻り量を制御することにより、エンジンの運転状態に応
じたＥＧＲガス量の供給が可能となる。
整して、ガストランクから抽出ラインへのＥＧＲガスの
戻り量を制御することにより、エンジンの運転状態に応
じたＥＧＲガス量の供給が可能となる。
【００１８】また、第２発明は前記第１発明においてＥ
ＧＲガス供給路をピストンにより開閉する際において、
該供給路を吸気行程のピストンの下死点前に開放すると
燃焼室内に供給されるＥＧＲガスによって新気の吸入が
阻害され、新気の体積効率が低下することがあることか
ら、かかる問題点の発生を防止するもので、前記第１発
明に加えて、前記ＥＧＲガス供給路に、該供給路を開閉
して前記ガストランク内のＥＧＲガスの燃焼室への供
給、遮断を司どるガス供給調整手段を設けたことを特徴
とする。
ＧＲガス供給路をピストンにより開閉する際において、
該供給路を吸気行程のピストンの下死点前に開放すると
燃焼室内に供給されるＥＧＲガスによって新気の吸入が
阻害され、新気の体積効率が低下することがあることか
ら、かかる問題点の発生を防止するもので、前記第１発
明に加えて、前記ＥＧＲガス供給路に、該供給路を開閉
して前記ガストランク内のＥＧＲガスの燃焼室への供
給、遮断を司どるガス供給調整手段を設けたことを特徴
とする。
【００１９】また、好ましくは前記第２発明において、
前記ガス供給調整手段が、吸気行程のおけるピストンが
下死点を通過するタイミング又は吸気弁が閉じるタイミ
ングにて前記ＥＧＲガス供給路を開として前記ガストラ
ンク内のＥＧＲガスを燃焼室へ供給するように構成され
てなる。
前記ガス供給調整手段が、吸気行程のおけるピストンが
下死点を通過するタイミング又は吸気弁が閉じるタイミ
ングにて前記ＥＧＲガス供給路を開として前記ガストラ
ンク内のＥＧＲガスを燃焼室へ供給するように構成され
てなる。
【００２０】かかる発明によれば、ピストンが吸入行程
の下死点から上昇して圧縮行程に入り、吸気弁が閉じる
近傍の所定期間、ガス供給調整手段によってＥＧＲガス
供給路を開いてＥＧＲガスを燃焼室に供給する。これに
より、吸気行程時にガストランクから燃焼室に供給され
るＥＧＲガスによる新気の吸入への阻害が防止され、新
気の体積効率の低下が防止される。
の下死点から上昇して圧縮行程に入り、吸気弁が閉じる
近傍の所定期間、ガス供給調整手段によってＥＧＲガス
供給路を開いてＥＧＲガスを燃焼室に供給する。これに
より、吸気行程時にガストランクから燃焼室に供給され
るＥＧＲガスによる新気の吸入への阻害が防止され、新
気の体積効率の低下が防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【００２２】図１は本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ
装置付き４サイクルディーゼルエンジンの要部構成図、
図２はこれの作動説明図である。図１において、３０は
排気ターボ過給機（以下過給機と略称する）、２０は該
過給機３０の排気タービン、２は該排気タービン２０と
同軸で、該排気タービン２０によって駆動されるコンプ
レッサである。
装置付き４サイクルディーゼルエンジンの要部構成図、
図２はこれの作動説明図である。図１において、３０は
排気ターボ過給機（以下過給機と略称する）、２０は該
過給機３０の排気タービン、２は該排気タービン２０と
同軸で、該排気タービン２０によって駆動されるコンプ
レッサである。
【００２３】また、１１はシリンダ、１２はピストン、
１３は該シリンダ１１内のピストン上部に形成された燃
焼室、２１はコネクチングロッド、２２はクランク軸、
１４は前記燃焼室１３に燃料を噴射する燃料噴射弁、３
１は吸気管、９は吸気ポート、１０は該吸気ポート９を
開閉する吸気弁、１は前記コンプレッサ２への空気供給
用の吸入管、３は該コンプレッサ２からの高温、高圧空
気を冷却するインタークーラである。
１３は該シリンダ１１内のピストン上部に形成された燃
焼室、２１はコネクチングロッド、２２はクランク軸、
１４は前記燃焼室１３に燃料を噴射する燃料噴射弁、３
１は吸気管、９は吸気ポート、１０は該吸気ポート９を
開閉する吸気弁、１は前記コンプレッサ２への空気供給
用の吸入管、３は該コンプレッサ２からの高温、高圧空
気を冷却するインタークーラである。
【００２４】１６は排気ポート、１５は該排気ポート１
６を開閉する排気弁、１７は該排気ポート１６と前記排
気タービン２０とを接続する排気管である。以上の基本
構成は図４に示す従来のエンジンと同様である。
６を開閉する排気弁、１７は該排気ポート１６と前記排
気タービン２０とを接続する排気管である。以上の基本
構成は図４に示す従来のエンジンと同様である。
【００２５】５はシリンダ１１の下部にピストン１２の
裏側が臨んで形成されたＥＧＲガストランクで、ピスト
ン１２の往復動により容積が変化する可変容積のガスト
ランクである。１８はＥＧＲガス管で、排気管１７から
分岐されて前記ＥＧＲガストランク５に接続される。４
はＥＧＲ弁で、前記ＥＧＲガス管１８のＥＧＲガストラ
ンク５の入口部に設けられ、後述するように、吸気行程
時に閉じ、それ以外の期間は開放されるようになってい
る。 ８は前記燃焼室１３とＥＧＲガストランクとを接
続するＥＧＲガス供給管である。該ＥＧＲガス供給管８
の燃焼室１３側の開口部であるガス供給口８ａはピスト
ン１２が下死点近傍にあるときにピストン１２の上縁に
より開かれ、下死点で全開となるように設定される。
（詳細は後述）。
裏側が臨んで形成されたＥＧＲガストランクで、ピスト
ン１２の往復動により容積が変化する可変容積のガスト
ランクである。１８はＥＧＲガス管で、排気管１７から
分岐されて前記ＥＧＲガストランク５に接続される。４
はＥＧＲ弁で、前記ＥＧＲガス管１８のＥＧＲガストラ
ンク５の入口部に設けられ、後述するように、吸気行程
時に閉じ、それ以外の期間は開放されるようになってい
る。 ８は前記燃焼室１３とＥＧＲガストランクとを接
続するＥＧＲガス供給管である。該ＥＧＲガス供給管８
の燃焼室１３側の開口部であるガス供給口８ａはピスト
ン１２が下死点近傍にあるときにピストン１２の上縁に
より開かれ、下死点で全開となるように設定される。
（詳細は後述）。
【００２６】また、前記ＥＧＲガストランク５とＥＧＲ
ガス管１８との間には前記ＥＧＲ弁４をバイパスしてＥ
ＧＲ戻り管７が設けられるとともに、該戻り管７にはＥ
ＧＲガス圧力調整弁６が設けられており、該ＥＧＲガス
圧力調整弁６の開度を調整することにより、ＥＧＲガス
戻り管７を通る戻りガスの流量を調整することにより、
ＥＧＲガストランク５へのＥＧＲガス量及びＥＧＲ弁４
の閉時にＥＧＲガストランク５内の圧力を設定圧力に調
整するようになっている。また、前記ＥＧＲガストラン
ク５とコネクチングロッド２１との間は、ガス漏れが無
いように、バッキン等によってシールされている。
ガス管１８との間には前記ＥＧＲ弁４をバイパスしてＥ
ＧＲ戻り管７が設けられるとともに、該戻り管７にはＥ
ＧＲガス圧力調整弁６が設けられており、該ＥＧＲガス
圧力調整弁６の開度を調整することにより、ＥＧＲガス
戻り管７を通る戻りガスの流量を調整することにより、
ＥＧＲガストランク５へのＥＧＲガス量及びＥＧＲ弁４
の閉時にＥＧＲガストランク５内の圧力を設定圧力に調
整するようになっている。また、前記ＥＧＲガストラン
ク５とコネクチングロッド２１との間は、ガス漏れが無
いように、バッキン等によってシールされている。
【００２７】かかる構成を備えたＥＧＲ装置付き４サイ
クルディーゼルエンジンの動作を図２を参照して説明す
る。
クルディーゼルエンジンの動作を図２を参照して説明す
る。
【００２８】（Ａ）吸気行程 吸気弁１０が開くと、過給機３０からの給気（新気）が
ピストン１２の下降とともに燃焼室１３内に供給され
る。ピストン１２が下降してその下縁がガス供給口８ａ
を閉じると、後述する排気行程でＥＧＲガストランク５
内に供給されたＥＧＲガス（排気ガス）は、ピストン１
２の裏側により圧縮され圧力が上昇する。
ピストン１２の下降とともに燃焼室１３内に供給され
る。ピストン１２が下降してその下縁がガス供給口８ａ
を閉じると、後述する排気行程でＥＧＲガストランク５
内に供給されたＥＧＲガス（排気ガス）は、ピストン１
２の裏側により圧縮され圧力が上昇する。
【００２９】このガス圧力が最大給気圧力以上の圧力に
設定されたＥＧＲガス圧力調整弁６の設定圧力以上にな
ると、該ＥＧＲガス圧力調整弁６が開き、ＥＧＲガスト
ランク５内のＥＧＲガスの一部はＥＧＲガス戻り管７を
経てＥＧＲガス管１８及び排気管１７側へ流出する。こ
れにより、ＥＧＲガストランク５内の圧力は上記設定圧
力に保持される。
設定されたＥＧＲガス圧力調整弁６の設定圧力以上にな
ると、該ＥＧＲガス圧力調整弁６が開き、ＥＧＲガスト
ランク５内のＥＧＲガスの一部はＥＧＲガス戻り管７を
経てＥＧＲガス管１８及び排気管１７側へ流出する。こ
れにより、ＥＧＲガストランク５内の圧力は上記設定圧
力に保持される。
【００３０】そしてピストン１２がさらに下降してその
上縁がガス供給口８ａを開くと、ＥＧＲガストランク５
内の圧力は、給気圧力よりも高いので該トランク５内の
ＥＧＲガスがＥＧＲガス供給管８及びガス供給口８ａを
経てシリンダ内（燃焼室１３内）に流入し、燃焼室１３
内に導入された新気（給気）を混合し、後述するように
燃焼に供される。
上縁がガス供給口８ａを開くと、ＥＧＲガストランク５
内の圧力は、給気圧力よりも高いので該トランク５内の
ＥＧＲガスがＥＧＲガス供給管８及びガス供給口８ａを
経てシリンダ内（燃焼室１３内）に流入し、燃焼室１３
内に導入された新気（給気）を混合し、後述するように
燃焼に供される。
【００３１】（Ｂ）圧縮行程 ピストン１２の上昇により、新気にＥＧＲガスが混合さ
れた燃焼室１３内のガスは高圧に圧縮される。この場
合、ＥＧＲ弁４は開いており、ＥＧＲガストランク５内
の圧力は排気管１７の圧力と略同一となっている。
れた燃焼室１３内のガスは高圧に圧縮される。この場
合、ＥＧＲ弁４は開いており、ＥＧＲガストランク５内
の圧力は排気管１７の圧力と略同一となっている。
【００３２】（Ｃ）爆発（燃焼）行程 圧縮行程にて圧縮された新気にＥＧＲガスが混合された
混合ガス中に燃料噴射弁１４から燃料が噴射され、燃焼
がなされる。かかる燃焼において、ＥＧＲガスの混合に
より燃焼室１３内の酸素濃度が低くなり、燃焼温度の上
昇が抑制され、ＮＯX の発生が低減される。
混合ガス中に燃料噴射弁１４から燃料が噴射され、燃焼
がなされる。かかる燃焼において、ＥＧＲガスの混合に
より燃焼室１３内の酸素濃度が低くなり、燃焼温度の上
昇が抑制され、ＮＯX の発生が低減される。
【００３３】前記燃焼によるガス圧力により、ピストン
１２が押し下げられる。ピストン１２がガス供給口８ａ
を閉じると、ＥＧＲガストランク５内の容積の減少によ
り、該ガストランク５内の圧力が上昇しようとするがＥ
ＧＲ弁４が開いているので、ＥＧＲガストランク５は排
気管１７と連通され、その圧力は排気管内圧力と略同一
となる。
１２が押し下げられる。ピストン１２がガス供給口８ａ
を閉じると、ＥＧＲガストランク５内の容積の減少によ
り、該ガストランク５内の圧力が上昇しようとするがＥ
ＧＲ弁４が開いているので、ＥＧＲガストランク５は排
気管１７と連通され、その圧力は排気管内圧力と略同一
となる。
【００３４】（Ｄ）排気行程 排気弁１５が開くとＥＧＲ弁４が開いているので、排気
ガスの一部即ちＥＧＲガスはＥＧＲガス管１８及びＥＧ
Ｒ弁４を経てＥＧＲガストランク５内に導入される。Ｅ
ＧＲガストランク５内へのＥＧＲガス量は、ＥＧＲガス
戻り管７及びＥＧＲガス圧力調整弁６から構成されるＥ
ＧＲガス戻り機構により調整する。
ガスの一部即ちＥＧＲガスはＥＧＲガス管１８及びＥＧ
Ｒ弁４を経てＥＧＲガストランク５内に導入される。Ｅ
ＧＲガストランク５内へのＥＧＲガス量は、ＥＧＲガス
戻り管７及びＥＧＲガス圧力調整弁６から構成されるＥ
ＧＲガス戻り機構により調整する。
【００３５】即ち、ＥＧＲガス量を多くする際には、Ｅ
ＧＲガス圧力調整弁６をこれの設定圧力に達するまで閉
じることにより、ＥＧＲガストランク５内の圧力を高
め、該トランク５内のＥＧＲガスの充填量を増加する。
また、ＥＧＲガス量を少なくする際には、前記ＥＧＲガ
ス圧力調整弁６を開き、ＥＧＲガストランク５内のＥＧ
Ｒガスの一部をＥＧＲガス戻り管７からＥＧＲガス管１
８及び排気管１７側へと戻すことにより、ＥＧＲガスト
ランク５内の充填量を減少させる。
ＧＲガス圧力調整弁６をこれの設定圧力に達するまで閉
じることにより、ＥＧＲガストランク５内の圧力を高
め、該トランク５内のＥＧＲガスの充填量を増加する。
また、ＥＧＲガス量を少なくする際には、前記ＥＧＲガ
ス圧力調整弁６を開き、ＥＧＲガストランク５内のＥＧ
Ｒガスの一部をＥＧＲガス戻り管７からＥＧＲガス管１
８及び排気管１７側へと戻すことにより、ＥＧＲガスト
ランク５内の充填量を減少させる。
【００３６】以上のように、ピストン１２の下方に設け
られたＥＧＲガストランク５内にＥＧＲガスを導入し、
これをピストンの裏側で圧縮して昇圧させ、この圧力を
ＥＧＲガス圧力調整弁６により最大給気圧力以上の設定
圧力に保持するので、エンジンの高速、高負荷時におい
て給気圧力の方が排気圧力よりも高くなっても確実にＥ
ＧＲが行なわれる。
られたＥＧＲガストランク５内にＥＧＲガスを導入し、
これをピストンの裏側で圧縮して昇圧させ、この圧力を
ＥＧＲガス圧力調整弁６により最大給気圧力以上の設定
圧力に保持するので、エンジンの高速、高負荷時におい
て給気圧力の方が排気圧力よりも高くなっても確実にＥ
ＧＲが行なわれる。
【００３７】また、前記ＥＧＲガス圧力調整弁６の開度
を調整してＥＧＲガストランク５から排気管１７側への
戻り量を制御することにより、エンジンの運転状態に応
じたＥＧＲガス量の供給が可能となる。
を調整してＥＧＲガストランク５から排気管１７側への
戻り量を制御することにより、エンジンの運転状態に応
じたＥＧＲガス量の供給が可能となる。
【００３８】図３は本発明の第２実施形態に係るＥＧＲ
装置付き４サイクルディーゼルエンジンの要部構成図
（図１に相当する図）である。この実施形態において
も、ＥＧＲガストランク５からのＥＧＲガス供給管８の
シリンダ側へのガス供給口８ａに、該供給口８ａを開閉
するガス供給制御弁２３を設けている。
装置付き４サイクルディーゼルエンジンの要部構成図
（図１に相当する図）である。この実施形態において
も、ＥＧＲガストランク５からのＥＧＲガス供給管８の
シリンダ側へのガス供給口８ａに、該供給口８ａを開閉
するガス供給制御弁２３を設けている。
【００３９】即ち、図３において、２３はガス供給制御
弁で、ＥＧＲガストランク５に接続されるＥＧＲガス供
給管８のシリンダ側出口であるガス供給口８ａを開閉す
る。該ガス供給制御弁２３は、図３のようなポペット弁
の他、バタフライ弁、リード弁等が用いられ、エンジン
の制御装置（図示省略）によってピストン１２が吸気行
程の下死点から上昇行程となり（圧縮行程に入る）、吸
気弁１０がほぼ閉じる時期の近傍に開いてＥＧＲガスト
ランク５内のＥＧＲガスを燃焼室１３に供給する機能を
有する。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同一
であり、これと同一の部材は同一の符号にて示す。
弁で、ＥＧＲガストランク５に接続されるＥＧＲガス供
給管８のシリンダ側出口であるガス供給口８ａを開閉す
る。該ガス供給制御弁２３は、図３のようなポペット弁
の他、バタフライ弁、リード弁等が用いられ、エンジン
の制御装置（図示省略）によってピストン１２が吸気行
程の下死点から上昇行程となり（圧縮行程に入る）、吸
気弁１０がほぼ閉じる時期の近傍に開いてＥＧＲガスト
ランク５内のＥＧＲガスを燃焼室１３に供給する機能を
有する。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同一
であり、これと同一の部材は同一の符号にて示す。
【００４０】図２に示す第１実施形態の作動図におい
て、（Ａ）吸気行程でピストン１２が下降し、その上縁
がガス供給口８ａを開くとＥＧＲガストランク５内のＥ
ＧＲガスが燃焼室１３内に流入するが、かかるガス供給
口８ａの開時期は該ガス供給口８ａの位置とピストンの
ストロークとの関係で一義的に決められる。このため、
上記第１実施形態のように、吸入行程の下死点前でガス
供給口８ａが開かれるとＥＧＲガスによって新気の吸入
が阻害され、新気中に占めるＥＧＲガス量が多くなって
新気の体積効率が悪化して燃料消費率の増加や吐煙の悪
化という性能低下をもたらすことがある。
て、（Ａ）吸気行程でピストン１２が下降し、その上縁
がガス供給口８ａを開くとＥＧＲガストランク５内のＥ
ＧＲガスが燃焼室１３内に流入するが、かかるガス供給
口８ａの開時期は該ガス供給口８ａの位置とピストンの
ストロークとの関係で一義的に決められる。このため、
上記第１実施形態のように、吸入行程の下死点前でガス
供給口８ａが開かれるとＥＧＲガスによって新気の吸入
が阻害され、新気中に占めるＥＧＲガス量が多くなって
新気の体積効率が悪化して燃料消費率の増加や吐煙の悪
化という性能低下をもたらすことがある。
【００４１】かかる問題点の発生を確実に防止するた
め、この実施形態では上記のように、ガス供給口８ａに
その開度を調整するガス供給制御弁２３を設け、エンジ
ン制御装置（図示省略）によって、ピストン１２が吸気
行程の下死点から上昇して圧縮行程に入り、吸気弁１０
が閉じる時期の近傍の所定期間、上記ガス供給制御弁２
３を開くようにしている。これにより、吸気行程時にＥ
ＧＲガスが燃焼室１３に流入して新気の吸入を阻害する
ようなことが無くなり、新気の体積効率の低下が防止さ
れる。
め、この実施形態では上記のように、ガス供給口８ａに
その開度を調整するガス供給制御弁２３を設け、エンジ
ン制御装置（図示省略）によって、ピストン１２が吸気
行程の下死点から上昇して圧縮行程に入り、吸気弁１０
が閉じる時期の近傍の所定期間、上記ガス供給制御弁２
３を開くようにしている。これにより、吸気行程時にＥ
ＧＲガスが燃焼室１３に流入して新気の吸入を阻害する
ようなことが無くなり、新気の体積効率の低下が防止さ
れる。
【００４２】
【発明の効果】以上の記載のごとく、請求項１の発明に
よれば、ピストンの往復動により容積が変化せしめられ
るガストランク内にＥＧＲガスを導入して、ピストンの
裏側で加圧して昇圧せしめ、該ガストランク内の圧力を
ＥＧＲガス戻り機構により吸気圧力よりも高く保持する
ので、エンジンの高速、高負荷域においてもＥＧＲが確
実に行なわれることとなり、これにより、エンジンの全
運転域においてもＥＧＲが円滑に行なわれ、ＮＯX の低
減をなすことができる。
よれば、ピストンの往復動により容積が変化せしめられ
るガストランク内にＥＧＲガスを導入して、ピストンの
裏側で加圧して昇圧せしめ、該ガストランク内の圧力を
ＥＧＲガス戻り機構により吸気圧力よりも高く保持する
ので、エンジンの高速、高負荷域においてもＥＧＲが確
実に行なわれることとなり、これにより、エンジンの全
運転域においてもＥＧＲが円滑に行なわれ、ＮＯX の低
減をなすことができる。
【００４３】また、ガストランクに導いたＥＧＲガスを
直接燃焼室に導入するので、過給機のコンプレッサやイ
ンタークーラをＥＧＲガスで汚染し、これによって引き
起こされるエンジンの性能低下や上記部材の耐久性の低
下の発生を未然に防止することができる。
直接燃焼室に導入するので、過給機のコンプレッサやイ
ンタークーラをＥＧＲガスで汚染し、これによって引き
起こされるエンジンの性能低下や上記部材の耐久性の低
下の発生を未然に防止することができる。
【００４４】また、請求項２及び３のように構成すれ
ば、吸気行程中においてＥＧＲガスの流入が新気の流入
を阻害し、新気の体積効率が低下し、燃料消費率や吐煙
の悪化を引き起こすのを防止することができる。
ば、吸気行程中においてＥＧＲガスの流入が新気の流入
を阻害し、新気の体積効率が低下し、燃料消費率や吐煙
の悪化を引き起こすのを防止することができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ装置付き４
サイクル過給エンジンの要部構成図である。
サイクル過給エンジンの要部構成図である。
【図２】上記第１実施形態における作動説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す図１に対応する図
である。
である。
【図４】従来のＥＧＲ装置付き４サイクル過給エンジン
の要部構成図である。
の要部構成図である。
１ 吸入管 ２ コンプレッサ ３ インタークーラ ４ ＥＧＲ弁 ５ ＥＧＲガストランク ６ ＥＧＲガス圧力調整弁 ７ ＥＧＲガス戻り管 ８ ＥＧＲガス供給管 ８ａ ガス供給口 ９ 吸気ポート １０ 吸気弁 １１ シリンダ １２ ピストン １３ 燃焼室 １４ 燃料噴射弁 １５ 排気弁 １６ 排気ポート １７ 排気管 １８ ＥＧＲガス管 ２０ 排気タービン ２１ コネクチングロッド ２２ クランク軸 ２３ ガス供給制御弁 ３１ 吸気管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 1/22 Ｆ０２Ｆ 1/22 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 過給機により加圧された給気を燃焼室に
送給する４サイクル過給エンジンにおいて、 シリンダの下部に設けられてピストンの往復動により容
積が変化せしめられるガストランクと、排気管から分岐
されて前記ガストランクに接続され、排気ガスの一部
（ＥＧＲガス）を該ガストランクに導くＥＧＲガス管路
と、該ＥＧＲガス管路を開閉するＥＧＲ弁と、 前記ガストランク内のＥＧＲガス圧力あるいは該ガスト
ランク内へのＥＧＲガス流量が所定値を超えたとき、該
ガストランク内のＥＧＲガスを抽出ラインへ戻すＥＧＲ
ガス戻り機構と、 前記ガストランクと燃焼室との間に設けられ、燃焼室に
開口するガス供給口がピストンにより、該ピストンの下
死点近傍で開放されてガストランクと燃焼室とを連通す
るＥＧＲガス供給路とを備えてなる事を特徴とする４サ
イクル過給エンジンのＥＧＲ装置。 - 【請求項２】 前記ＥＧＲガス供給路に、該供給路を開
閉して前記ガストランク内のＥＧＲガスの燃焼室への供
給、遮断を司どるガス供給調整手段を設けてなる請求項
１記載の４サイクル過給エンジンのＥＧＲ装置。 - 【請求項３】 前記ガス供給調整手段が、吸気行程にお
けるピストンが下死点を通過するタイミング又は吸気弁
が閉じるタイミングにて前記ＥＧＲガス供給路を開とし
て前記ガストランク内のＥＧＲガスを燃焼室へ供給する
ように構成されてなる請求項２記載の４サイクル過給エ
ンジンのＥＧＲ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054169A JPH10238417A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | ４サイクル過給エンジンのｅｇｒ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054169A JPH10238417A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | ４サイクル過給エンジンのｅｇｒ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238417A true JPH10238417A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12963051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054169A Withdrawn JPH10238417A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | ４サイクル過給エンジンのｅｇｒ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10238417A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016776A (ja) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9054169A patent/JPH10238417A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016776A (ja) * | 2005-06-06 | 2007-01-25 | Toyota Motor Corp | 内燃機関 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |