JPH10288099A - エンジンの排気再循環装置 - Google Patents
エンジンの排気再循環装置Info
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- JPH10288099A JPH10288099A JP9131599A JP13159997A JPH10288099A JP H10288099 A JPH10288099 A JP H10288099A JP 9131599 A JP9131599 A JP 9131599A JP 13159997 A JP13159997 A JP 13159997A JP H10288099 A JPH10288099 A JP H10288099A
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- gas recirculation
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- 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
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/35—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for cleaning or treating the recirculated gases, e.g. catalysts, condensate traps, particle filters or heaters
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- 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
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
-
- 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
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- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンの低負荷から高負荷に至る全運転域
において、排気側から給気側へ排気ガスの再循環を円滑
に行い得る排気ガス再循環式エンジンの提供。 【解決手段】 排気再循環式エンジンにおいて、前記排
気再循環通路に設けられて排気ガスが導入可能にされた
燃焼室と、燃焼室内の排気ガスに点火する点火手段と、
燃焼室内での排気ガスの燃焼時及び燃焼室から給気管へ
の排気ガスの排出時に排気管から燃焼室への排気ガスの
流動を遮断する第１の弁と、開弁により燃焼室内にて燃
焼された排気ガスを給気管に送給する第２の弁とを備え
て構成される。好ましくは、前記燃焼室内に燃料を噴射
する燃料噴射装置及び空気を供給する空気供給手段を設
け、未燃燃料あるいは未燃酸素の検出信号によって燃料
噴射量及び空気供給量を制御する。
において、排気側から給気側へ排気ガスの再循環を円滑
に行い得る排気ガス再循環式エンジンの提供。 【解決手段】 排気再循環式エンジンにおいて、前記排
気再循環通路に設けられて排気ガスが導入可能にされた
燃焼室と、燃焼室内の排気ガスに点火する点火手段と、
燃焼室内での排気ガスの燃焼時及び燃焼室から給気管へ
の排気ガスの排出時に排気管から燃焼室への排気ガスの
流動を遮断する第１の弁と、開弁により燃焼室内にて燃
焼された排気ガスを給気管に送給する第２の弁とを備え
て構成される。好ましくは、前記燃焼室内に燃料を噴射
する燃料噴射装置及び空気を供給する空気供給手段を設
け、未燃燃料あるいは未燃酸素の検出信号によって燃料
噴射量及び空気供給量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は排気管を流れる排気
ガスの一部を給気管に還流し、シリンダ内で再燃焼させ
る排気再循環式エンジンの排気再循環装置に関する。
ガスの一部を給気管に還流し、シリンダ内で再燃焼させ
る排気再循環式エンジンの排気再循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の典型的な排気再循環式エ
ンジンの構成を示す系統図である。図４において、１は
過給機（排気ガスタービン過給機）、２は該過給機１の
排気側に設けたタービンで排気管９と排出管１３の間に
介在され、排気エネルギにより回転する。３は該過給機
１のコンプレッサで前記タービン２軸に連結され、吸入
管４より吸入された給気の圧縮を行う。圧縮された給気
はインタークーラ５を介してエンジン６側の給気管７に
送られる。８はエンジン６に設けられた例えば４気筒の
シリンダである。
ンジンの構成を示す系統図である。図４において、１は
過給機（排気ガスタービン過給機）、２は該過給機１の
排気側に設けたタービンで排気管９と排出管１３の間に
介在され、排気エネルギにより回転する。３は該過給機
１のコンプレッサで前記タービン２軸に連結され、吸入
管４より吸入された給気の圧縮を行う。圧縮された給気
はインタークーラ５を介してエンジン６側の給気管７に
送られる。８はエンジン６に設けられた例えば４気筒の
シリンダである。
【０００３】１０は排気再循環通路であり、前記排気管
９とインタークーラ５よりも後流の給気管７とをバイパ
ス接続している。１１は該排気再循環通路１０を開閉す
る排気再循環弁でエンジンの運転制御装置（図示省略）
からの指令により前記排気再循環通路１０を開閉する。
９とインタークーラ５よりも後流の給気管７とをバイパ
ス接続している。１１は該排気再循環通路１０を開閉す
る排気再循環弁でエンジンの運転制御装置（図示省略）
からの指令により前記排気再循環通路１０を開閉する。
【０００４】かかる排気再循環式エンジンの運転におい
て、エンジン６のシリンダ８から排出された排気ガスは
排気管９を通って過給機１のタービン２を駆動した後、
排出管１３から外部に排出される。前記タービン２の駆
動により、該タービン２と同軸のコンプレッサ３が駆動
され、吸入管４から吸入した空気を圧縮する。該コンプ
レッサ３によって高温高圧に加圧された空気は、インタ
ークーラ５にて冷却された後、給気管７を通ってシリン
ダ８へと送られ、燃焼に供される。
て、エンジン６のシリンダ８から排出された排気ガスは
排気管９を通って過給機１のタービン２を駆動した後、
排出管１３から外部に排出される。前記タービン２の駆
動により、該タービン２と同軸のコンプレッサ３が駆動
され、吸入管４から吸入した空気を圧縮する。該コンプ
レッサ３によって高温高圧に加圧された空気は、インタ
ークーラ５にて冷却された後、給気管７を通ってシリン
ダ８へと送られ、燃焼に供される。
【０００５】一方、エンジン６からの排気の一部は排気
再循環通路１０に流入し、排気再循環弁１１の開弁によ
って給気管７に入り、給気とともにエンジン６のシリン
ダ８に入り、給気とともに燃焼せしめられる。前記排気
ガスの再循環量は前記排気再循環弁１１の開度により調
整される。
再循環通路１０に流入し、排気再循環弁１１の開弁によ
って給気管７に入り、給気とともにエンジン６のシリン
ダ８に入り、給気とともに燃焼せしめられる。前記排気
ガスの再循環量は前記排気再循環弁１１の開度により調
整される。
【０００６】図５は、従来技術に係る排気再循環式エン
ジンの他の一例を示す系統図である。かかるエンジンに
おいては、排気管９から分岐された排気再循環通路１０
を、過給機１のコンプレッサ３への吸入管４に接続し、
排気ガスの一部を過給機のコンプレッサ３入口に還流さ
せている。その他の構成及び作用は図４に示すエンジン
と同様であり、これと同一の部材は同一の符号にて示
す。
ジンの他の一例を示す系統図である。かかるエンジンに
おいては、排気管９から分岐された排気再循環通路１０
を、過給機１のコンプレッサ３への吸入管４に接続し、
排気ガスの一部を過給機のコンプレッサ３入口に還流さ
せている。その他の構成及び作用は図４に示すエンジン
と同様であり、これと同一の部材は同一の符号にて示
す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示す排気再循環
式エンジンでは、排気再循環通路１０をインタークーラ
５の下流の給気管７に接続している。然るにかかるエン
ジンにおいては、エンジン６の低負荷時には排気圧力が
給気圧力よりも高いため、排気再循環用の排気ガスは給
気管７内に吸入されるが、エンジンの高負荷時には給気
圧力が排気圧力よりも高くなるため、排気再循環用の排
気ガスは給気管７内に吸入されなくなるという問題点が
ある。
式エンジンでは、排気再循環通路１０をインタークーラ
５の下流の給気管７に接続している。然るにかかるエン
ジンにおいては、エンジン６の低負荷時には排気圧力が
給気圧力よりも高いため、排気再循環用の排気ガスは給
気管７内に吸入されるが、エンジンの高負荷時には給気
圧力が排気圧力よりも高くなるため、排気再循環用の排
気ガスは給気管７内に吸入されなくなるという問題点が
ある。
【０００８】図５に示される排気再循環式エンジンで
は、このような問題点を解消するもので、排気再循環通
路１０を過給機１のコンプレッサ３上流の吸入管４に接
続している。このようにすれば、コンプレッサ３上流の
空気路は圧力が低いため排気再循環用の排気ガスはエン
ジンの高負荷時においても給気管７に吸入される。
は、このような問題点を解消するもので、排気再循環通
路１０を過給機１のコンプレッサ３上流の吸入管４に接
続している。このようにすれば、コンプレッサ３上流の
空気路は圧力が低いため排気再循環用の排気ガスはエン
ジンの高負荷時においても給気管７に吸入される。
【０００９】しかしながら、かかるエンジンにおいて
は、排気ガスを過給機１のコンプレッサ３の入口に還流
するため、この排気ガスによってコンプレッサ３及びそ
の下流にあるインタークーラ５が汚染され、これによっ
てエンジン６の性能低下や腐食等による耐久性の低下を
引き起こすという問題点がある。
は、排気ガスを過給機１のコンプレッサ３の入口に還流
するため、この排気ガスによってコンプレッサ３及びそ
の下流にあるインタークーラ５が汚染され、これによっ
てエンジン６の性能低下や腐食等による耐久性の低下を
引き起こすという問題点がある。
【００１０】従って本発明は、エンジンの低負荷から高
負荷に至る全運転域において、再循環される排気ガスに
よる過給機コンプレッサやインタークーラの汚染の発生
をみることなく、排気側から給気側への排気ガスの再循
環を円滑に行い得る排気ガス再循環式エンジンを提供す
ることを目的とする。
負荷に至る全運転域において、再循環される排気ガスに
よる過給機コンプレッサやインタークーラの汚染の発生
をみることなく、排気側から給気側への排気ガスの再循
環を円滑に行い得る排気ガス再循環式エンジンを提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、その第１発明として排気管を流れる排気の
一部を排気再循環通路を介して給気管へ還流するように
した排気管再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環
通路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室
と、前記燃焼室に臨んで設置されて燃焼室内の排気ガス
に点火する点火手段と、前記排気再循環通路の燃焼室と
排気管との間に設けられて燃焼室内での排気ガスの燃焼
時及び燃焼室から給気管への排気ガスの排出時に排気管
から燃焼室への排気ガスの流動を遮断する第１の弁と、
前記排気ガス再循環通路の燃焼室と給気管との間に設け
られて、開弁により燃焼室内にて燃焼された排気ガスを
給気管に送給する第２の弁とを備えたことを特徴とする
エンジンの排気再循環装置を提案する。
決するため、その第１発明として排気管を流れる排気の
一部を排気再循環通路を介して給気管へ還流するように
した排気管再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環
通路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室
と、前記燃焼室に臨んで設置されて燃焼室内の排気ガス
に点火する点火手段と、前記排気再循環通路の燃焼室と
排気管との間に設けられて燃焼室内での排気ガスの燃焼
時及び燃焼室から給気管への排気ガスの排出時に排気管
から燃焼室への排気ガスの流動を遮断する第１の弁と、
前記排気ガス再循環通路の燃焼室と給気管との間に設け
られて、開弁により燃焼室内にて燃焼された排気ガスを
給気管に送給する第２の弁とを備えたことを特徴とする
エンジンの排気再循環装置を提案する。
【００１２】かかる第１発明によれば、エンジンのシリ
ンダから排気管に排出された排気ガスの一部は排気再循
環通路の第１の弁の開弁により、該排気再循環通路を経
て燃焼室に導入される。次いで、エンジンの運転制御装
置からの指令により前記第１の弁及び燃焼室の出口側
（給気管側）の第２の弁の双方が閉じられ、点火装置に
より燃焼室内の排気ガスに点火する。該排気ガス中に
は、未燃燃料が含まれているため、前記点火によって排
気ガスは再燃焼せしめられ燃焼室内の圧力が上昇する。
この状態で前記第２の弁を開くと（第１の弁は閉じたま
ま）、燃焼室内の圧力が給気管内の圧力よりも高いの
で、燃焼室内の再循環ガスが抵抗なく給気管内に供給さ
れる。
ンダから排気管に排出された排気ガスの一部は排気再循
環通路の第１の弁の開弁により、該排気再循環通路を経
て燃焼室に導入される。次いで、エンジンの運転制御装
置からの指令により前記第１の弁及び燃焼室の出口側
（給気管側）の第２の弁の双方が閉じられ、点火装置に
より燃焼室内の排気ガスに点火する。該排気ガス中に
は、未燃燃料が含まれているため、前記点火によって排
気ガスは再燃焼せしめられ燃焼室内の圧力が上昇する。
この状態で前記第２の弁を開くと（第１の弁は閉じたま
ま）、燃焼室内の圧力が給気管内の圧力よりも高いの
で、燃焼室内の再循環ガスが抵抗なく給気管内に供給さ
れる。
【００１３】即ち、かかる第１発明によれば、エンジン
の高負荷域のように排気管圧力が給気圧力よりも低いと
きにおいても、前記燃焼室で排気ガスを燃焼させて圧力
を給気管内圧力以上に高めることにより、排気ガスを容
易に給気側に還流させることができる。これによってエ
ンジンの全運転域において排気ガス再循環を確実に行な
うことができ、また、排気ガスはインタークーラの下流
側に還流可能であるので、過給機のコンプレッサやイン
タークーラが排気ガスによって汚されることも無い。
の高負荷域のように排気管圧力が給気圧力よりも低いと
きにおいても、前記燃焼室で排気ガスを燃焼させて圧力
を給気管内圧力以上に高めることにより、排気ガスを容
易に給気側に還流させることができる。これによってエ
ンジンの全運転域において排気ガス再循環を確実に行な
うことができ、また、排気ガスはインタークーラの下流
側に還流可能であるので、過給機のコンプレッサやイン
タークーラが排気ガスによって汚されることも無い。
【００１４】また、第２発明は、排気管を流れる排気の
一部を排気再循環管路を介して給気管へ還流するように
した排気再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環通
路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室と、
前記燃焼室に臨んで設けられ該燃焼室内に燃料を噴射す
る燃料噴射装置と、前記排気再循環通路にあるいは燃焼
室に設けられて前記燃焼室への排気ガス中の未燃燃料の
量を検出する未燃燃料検出手段と、前記未燃燃料検出手
段からの未燃燃料の検出量に応じて前記噴射装置の噴射
量を制御する制御装置とを備えたことにある。
一部を排気再循環管路を介して給気管へ還流するように
した排気再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環通
路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室と、
前記燃焼室に臨んで設けられ該燃焼室内に燃料を噴射す
る燃料噴射装置と、前記排気再循環通路にあるいは燃焼
室に設けられて前記燃焼室への排気ガス中の未燃燃料の
量を検出する未燃燃料検出手段と、前記未燃燃料検出手
段からの未燃燃料の検出量に応じて前記噴射装置の噴射
量を制御する制御装置とを備えたことにある。
【００１５】さらに第３発明は、排気管を流れる排気の
一部を排気再循環通路を介して給気管へ還流するように
した排気再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環通
路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室と、
前記排気再循環通路あるいは燃焼室に設けられて前記燃
焼室への排気ガス中の未燃酸素の量を検出する未燃酸素
検出手段と、前記燃焼室とエンジンの給気管路とを連通
する空気供給管と、該空気供給管路を開閉する空気制御
弁と、前記未燃酸素検出手段からの未燃酸素の検出量に
応じて前記空気制御弁の開度を制御する制御装置とを備
えたことにある。
一部を排気再循環通路を介して給気管へ還流するように
した排気再循環式エンジンにおいて、前記排気再循環通
路に設けられて排気ガスが導入可能にされた燃焼室と、
前記排気再循環通路あるいは燃焼室に設けられて前記燃
焼室への排気ガス中の未燃酸素の量を検出する未燃酸素
検出手段と、前記燃焼室とエンジンの給気管路とを連通
する空気供給管と、該空気供給管路を開閉する空気制御
弁と、前記未燃酸素検出手段からの未燃酸素の検出量に
応じて前記空気制御弁の開度を制御する制御装置とを備
えたことにある。
【００１６】かかる第２・第３発明によれば、再循環排
気ガスを燃焼させる燃焼室内あるいは該燃焼室への排気
再循環通路における未燃燃料、あるいは未燃酸素の量を
検出して制御装置に入力し、該制御装置によって、再循
環排気ガスの燃焼に必要な燃料量あるいは空気量になる
ように燃料噴射弁の噴射量及び空気制御弁の開度を制御
する。
気ガスを燃焼させる燃焼室内あるいは該燃焼室への排気
再循環通路における未燃燃料、あるいは未燃酸素の量を
検出して制御装置に入力し、該制御装置によって、再循
環排気ガスの燃焼に必要な燃料量あるいは空気量になる
ように燃料噴射弁の噴射量及び空気制御弁の開度を制御
する。
【００１７】即ち、かかる発明においては、再循環排気
ガス中の未燃燃料量及び未燃酸素量を検出してこれらの
不足分を算出し、不足分の燃料を燃料噴射弁により燃焼
室に供給すると共に、不足酸素量に対応する空気量を空
気制御弁を開いて給気管路から燃焼室に供給するので、
未燃燃料や未燃酸素の不足によって排気再循環が確実に
なされないという不具合の発生が防止され、常時確実に
排気再循環がなされ、ＮＯｘの低減がなされる。
ガス中の未燃燃料量及び未燃酸素量を検出してこれらの
不足分を算出し、不足分の燃料を燃料噴射弁により燃焼
室に供給すると共に、不足酸素量に対応する空気量を空
気制御弁を開いて給気管路から燃焼室に供給するので、
未燃燃料や未燃酸素の不足によって排気再循環が確実に
なされないという不具合の発生が防止され、常時確実に
排気再循環がなされ、ＮＯｘの低減がなされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態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。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態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。
【００１９】図１は本発明の第１実施形態に係る排気再
循環式エンジンの構成図（系統図）である。図１におい
て、６はエンジン、８は該エンジン６のシリンダ、７は
給気管、９は排気管、１は過給機（排気ガスタービン過
給機）、２は該過給機１のタービン、３は該過給機１の
コンプレッサ、４はコンプレッサ３への空気の吸入管、
１３は該タービン２からの排気ガスの排出管、５はエン
ジン６への給気冷却用のインタークーラである。
循環式エンジンの構成図（系統図）である。図１におい
て、６はエンジン、８は該エンジン６のシリンダ、７は
給気管、９は排気管、１は過給機（排気ガスタービン過
給機）、２は該過給機１のタービン、３は該過給機１の
コンプレッサ、４はコンプレッサ３への空気の吸入管、
１３は該タービン２からの排気ガスの排出管、５はエン
ジン６への給気冷却用のインタークーラである。
【００２０】１０は排気再循環通路であり、前記排気管
９とインタークーラ５よりも後流の給気管７とを接続し
ている。１１は該排気再循環通路１０を開閉する排気再
循環弁で、エンジンの運転制御装置（図示省略）からの
指令により前記排気再循環通路を開閉する。
９とインタークーラ５よりも後流の給気管７とを接続し
ている。１１は該排気再循環通路１０を開閉する排気再
循環弁で、エンジンの運転制御装置（図示省略）からの
指令により前記排気再循環通路を開閉する。
【００２１】１２は燃焼室であり、一定容積を有して前
記排気再循環通路１０中に設けられている。１４は前記
燃焼室１２に臨んで設けられた点火栓で該燃焼室１２内
に導入された排気ガスに火花放電することにより点火す
る。１５１は吸気弁で前記排気再循環通路１０の燃焼室
１２入口側に設けられている。この吸気弁１５１は図１
に示すようなバタフライ弁の他、耐熱性、シール性を有
する弁であれば、ポペット弁、リード弁等種々の型式の
弁を使用できる。
記排気再循環通路１０中に設けられている。１４は前記
燃焼室１２に臨んで設けられた点火栓で該燃焼室１２内
に導入された排気ガスに火花放電することにより点火す
る。１５１は吸気弁で前記排気再循環通路１０の燃焼室
１２入口側に設けられている。この吸気弁１５１は図１
に示すようなバタフライ弁の他、耐熱性、シール性を有
する弁であれば、ポペット弁、リード弁等種々の型式の
弁を使用できる。
【００２２】かかる排気再循環式エンジンの運転時にお
いて、エンジン６のシリンダ８から排出された排気ガス
は排気管９を通って過給機１のタービン２を駆動した
後、排出管１３から外部に排出される。前記タービン２
の駆動により、該タービン２と同軸のコンプレッサ３が
駆動され、吸入管４から吸入した空気を圧縮する。該コ
ンプレッサ３によって高温高圧に加圧された空気はイン
タークーラ５にて冷却された後、給気管７を通ってシリ
ンダ８へと送られ、燃焼に供される。
いて、エンジン６のシリンダ８から排出された排気ガス
は排気管９を通って過給機１のタービン２を駆動した
後、排出管１３から外部に排出される。前記タービン２
の駆動により、該タービン２と同軸のコンプレッサ３が
駆動され、吸入管４から吸入した空気を圧縮する。該コ
ンプレッサ３によって高温高圧に加圧された空気はイン
タークーラ５にて冷却された後、給気管７を通ってシリ
ンダ８へと送られ、燃焼に供される。
【００２３】一方、エンジン６からの排気の一部は排気
再循環通路１０に流入し、エンジンの運転制御装置（図
示省略）からの指令により吸気弁１５１が開かれると燃
焼室１２内に流入する。そして、前記運転制御装置から
の指令により吸気弁１５１及び排気再循環弁１１の双方
が閉じられると、点火栓１４から燃焼室１２内の排気ガ
スへの火花放電がなされる。
再循環通路１０に流入し、エンジンの運転制御装置（図
示省略）からの指令により吸気弁１５１が開かれると燃
焼室１２内に流入する。そして、前記運転制御装置から
の指令により吸気弁１５１及び排気再循環弁１１の双方
が閉じられると、点火栓１４から燃焼室１２内の排気ガ
スへの火花放電がなされる。
【００２４】燃焼室１２内の排気ガス中には未燃燃料が
含まれているため、排気ガスは前記点火栓１４からの火
花放電によって着火し、前記吸気弁１５１及び排気再循
環弁１１が閉じられた一定容積の燃焼室１２内で再燃焼
せしめられ、燃焼室１２内の圧力が上昇する。
含まれているため、排気ガスは前記点火栓１４からの火
花放電によって着火し、前記吸気弁１５１及び排気再循
環弁１１が閉じられた一定容積の燃焼室１２内で再燃焼
せしめられ、燃焼室１２内の圧力が上昇する。
【００２５】この状態で前記運転制御装置からの指令に
より排気再循環弁１１が開かれると（吸気弁１５１は閉
のままとなっている）、燃焼室１２から排気再循環弁１
１に至る排気再循環通路１０内の圧力は給気管７内の圧
力よりも高いので、燃焼室１２、及び該排気再循環通路
１０内の排気ガスは抵抗なく給気管７内に供給される。
該給気管７に供給された再循環排気ガスは給気とともに
シリンダ８内に入り、再燃焼せしめられる。また、上記
燃焼室１２での燃焼後、一定期間を経て吸気弁１５１が
開放される。
より排気再循環弁１１が開かれると（吸気弁１５１は閉
のままとなっている）、燃焼室１２から排気再循環弁１
１に至る排気再循環通路１０内の圧力は給気管７内の圧
力よりも高いので、燃焼室１２、及び該排気再循環通路
１０内の排気ガスは抵抗なく給気管７内に供給される。
該給気管７に供給された再循環排気ガスは給気とともに
シリンダ８内に入り、再燃焼せしめられる。また、上記
燃焼室１２での燃焼後、一定期間を経て吸気弁１５１が
開放される。
【００２６】以上のように、本発明の第１実施形態に係
る排気再循環式エンジンにあっては、エンジン６の高負
荷域において、給気圧力即ち給気管７内の圧力が排気圧
力即ち排気管９内の圧力よりも高い状態で運転されてい
ても、前記のように燃焼室１２にて排気ガスを再燃焼さ
せることにより燃焼室１２及び排気再循環通路１０の圧
力が給気管７内の圧力よりも常時高くなるので、再循環
排気ガスは円滑に給気管７内へ還流される。尚、給気管
７内の圧力が排気管９内の圧力よりも低くなる低負荷運
転時には、吸気弁１５１を開放し、燃焼室１２での点火
栓１４による火花放電を行なわず、図４に示す従来方式
と同様に排気ガスを再循環せしめるようにしてもよい。
る排気再循環式エンジンにあっては、エンジン６の高負
荷域において、給気圧力即ち給気管７内の圧力が排気圧
力即ち排気管９内の圧力よりも高い状態で運転されてい
ても、前記のように燃焼室１２にて排気ガスを再燃焼さ
せることにより燃焼室１２及び排気再循環通路１０の圧
力が給気管７内の圧力よりも常時高くなるので、再循環
排気ガスは円滑に給気管７内へ還流される。尚、給気管
７内の圧力が排気管９内の圧力よりも低くなる低負荷運
転時には、吸気弁１５１を開放し、燃焼室１２での点火
栓１４による火花放電を行なわず、図４に示す従来方式
と同様に排気ガスを再循環せしめるようにしてもよい。
【００２７】ここで、前記第１実施形態において、燃焼
室１２内に導入される再循環排気ガス中における未燃燃
料あるいは未燃酸素の量が少ない場合には該燃焼室１２
内における再循環排気ガスの燃焼が困難あるいは不可能
となり、排気再循環が確実になされなくなることがあ
る。図２及び図３に示す第２実施形態はかかる事態が発
生した場合においても排気再循環を確実に行ない得るよ
うにしたものである。
室１２内に導入される再循環排気ガス中における未燃燃
料あるいは未燃酸素の量が少ない場合には該燃焼室１２
内における再循環排気ガスの燃焼が困難あるいは不可能
となり、排気再循環が確実になされなくなることがあ
る。図２及び図３に示す第２実施形態はかかる事態が発
生した場合においても排気再循環を確実に行ない得るよ
うにしたものである。
【００２８】即ち、図２は本発明の第２実施形態に係る
排気再循環式エンジンの構成図、図３は図２に示す制御
装置３０の制御ブロック図である。この実施形態におい
ては、前記第１実施形態における燃焼室１２に燃料を噴
射する燃料噴射弁１５を追設するとともに、該燃焼室１
２と過給機１のコンプレッサ３出口の給気管７とを接続
する空気供給管１８及び該空気供給管１８の通路開口面
積を調整する空気制御弁１９を設けている。また、前記
排気再循環通路（以下ＥＧＲ路と略称する）１０には、
該通路１０を流れる再循環排気ガス中の未燃燃料の量を
検出する燃料センサ１６及び該再循環排気ガス（以下Ｅ
ＧＲガスと略称）中の未燃酸素の量を検出する酸素セン
サ１７が設けられている。
排気再循環式エンジンの構成図、図３は図２に示す制御
装置３０の制御ブロック図である。この実施形態におい
ては、前記第１実施形態における燃焼室１２に燃料を噴
射する燃料噴射弁１５を追設するとともに、該燃焼室１
２と過給機１のコンプレッサ３出口の給気管７とを接続
する空気供給管１８及び該空気供給管１８の通路開口面
積を調整する空気制御弁１９を設けている。また、前記
排気再循環通路（以下ＥＧＲ路と略称する）１０には、
該通路１０を流れる再循環排気ガス中の未燃燃料の量を
検出する燃料センサ１６及び該再循環排気ガス（以下Ｅ
ＧＲガスと略称）中の未燃酸素の量を検出する酸素セン
サ１７が設けられている。
【００２９】３０は制御装置であり、前記燃料センサ１
６からの未燃燃料の量の検出信号及び酸素センサ１７か
らの未燃酸素量の検出信号が入力され、これらの信号に
基づいて後述する制御演算を行ない、その演算出力を前
記燃料噴射弁１５及び空気制御弁１９に出力するととも
に点火栓１４に点火時期設定信号を出力するものであ
る。
６からの未燃燃料の量の検出信号及び酸素センサ１７か
らの未燃酸素量の検出信号が入力され、これらの信号に
基づいて後述する制御演算を行ない、その演算出力を前
記燃料噴射弁１５及び空気制御弁１９に出力するととも
に点火栓１４に点火時期設定信号を出力するものであ
る。
【００３０】かかる第２実施形態において、燃料センサ
１６にて検出されたＥＧＲ路１０中の未燃燃料量の検出
信号及び酸素センサ１７にて検出されたＥＧＲ路１０中
の未燃酸素量の検出信号は制御装置３０に入力される。
１６にて検出されたＥＧＲ路１０中の未燃燃料量の検出
信号及び酸素センサ１７にて検出されたＥＧＲ路１０中
の未燃酸素量の検出信号は制御装置３０に入力される。
【００３１】図３において前記燃料センサ１６からのＥ
ＧＲガス中の未燃燃料量の検出信号は制御装置３０の燃
料噴射量演算部３１に入力され、また酸素センサ１７か
らのＥＧＲガス中の未燃酸素量の検出信号は空気供給量
演算部３２に入力される。３３は未燃燃料量設定部で機
関の負荷あるいはＥＧＲ量毎に必要とする未燃燃料量が
設定されている。また、３４は酸素量設定部で、前記と
同様、機関の負荷あるいはＥＧＲ量毎に必要とする酸素
量が設定されている。
ＧＲガス中の未燃燃料量の検出信号は制御装置３０の燃
料噴射量演算部３１に入力され、また酸素センサ１７か
らのＥＧＲガス中の未燃酸素量の検出信号は空気供給量
演算部３２に入力される。３３は未燃燃料量設定部で機
関の負荷あるいはＥＧＲ量毎に必要とする未燃燃料量が
設定されている。また、３４は酸素量設定部で、前記と
同様、機関の負荷あるいはＥＧＲ量毎に必要とする酸素
量が設定されている。
【００３２】前記燃料噴射量演算部３１においては、前
記未燃燃料の検出量と前記未燃燃料量設定部３３に設定
された未燃燃料量設定値とを比較し、前記検出量が前記
未燃燃料量設定値よりも小さいときにはその不足量に相
当する燃料量を算出し燃料噴射弁駆動部３６に出力す
る。また、空気供給量演算部３２においては、前記酸素
量の検出値と前記酸素量設定部３４に設定された酸素量
設定値とを比較し、前記検出値が前記設定値よりも小さ
いときには、その不足量に相当する空気量を算出し、空
気制御弁駆動部３７に出力する。
記未燃燃料の検出量と前記未燃燃料量設定部３３に設定
された未燃燃料量設定値とを比較し、前記検出量が前記
未燃燃料量設定値よりも小さいときにはその不足量に相
当する燃料量を算出し燃料噴射弁駆動部３６に出力す
る。また、空気供給量演算部３２においては、前記酸素
量の検出値と前記酸素量設定部３４に設定された酸素量
設定値とを比較し、前記検出値が前記設定値よりも小さ
いときには、その不足量に相当する空気量を算出し、空
気制御弁駆動部３７に出力する。
【００３３】そして前記燃料噴射弁駆動部３６は燃料噴
射弁１５を駆動して前記算出された燃料量を燃焼室１２
内に噴射せしめる。また、前記空気制御弁駆動部３７
は、空気制御弁１９を駆動して前記算出された空気量に
なる開度に調整する。これにより、給気管７から分流さ
れた空気が前記空気制御弁１９によって調整された量だ
け燃焼室１２に供給され燃焼室１２内に混合気を形成す
る。
射弁１５を駆動して前記算出された燃料量を燃焼室１２
内に噴射せしめる。また、前記空気制御弁駆動部３７
は、空気制御弁１９を駆動して前記算出された空気量に
なる開度に調整する。これにより、給気管７から分流さ
れた空気が前記空気制御弁１９によって調整された量だ
け燃焼室１２に供給され燃焼室１２内に混合気を形成す
る。
【００３４】点火時期設定部３５により設定された点火
時期になると点火栓１４にて火花放電を行わしめる。か
かる火花放電により燃焼室１２内に噴射された燃料と空
気との混合気が着火され、排気ガスの再燃焼が行われ
る。かかる再燃焼中には吸気弁１５１及び排気再循環弁
１１は閉じており、燃焼室１２内の排気ガス圧力は充分
に高くなる。次いで前記運転制御装置からの指令により
排気再循環弁１１が開かれると、前記燃焼室１２内で再
燃焼され昇圧された排気ガスは給気管７内に供給され
る。
時期になると点火栓１４にて火花放電を行わしめる。か
かる火花放電により燃焼室１２内に噴射された燃料と空
気との混合気が着火され、排気ガスの再燃焼が行われ
る。かかる再燃焼中には吸気弁１５１及び排気再循環弁
１１は閉じており、燃焼室１２内の排気ガス圧力は充分
に高くなる。次いで前記運転制御装置からの指令により
排気再循環弁１１が開かれると、前記燃焼室１２内で再
燃焼され昇圧された排気ガスは給気管７内に供給され
る。
【００３５】以上のように、この第２実施形態では、Ｅ
ＧＲガス中に未燃燃料あるいは未燃酸素が少ない場合に
は、未燃燃料量及び未燃酸素量を検出して不足分の燃料
を燃料噴射弁１５により燃料室１２に供給するととも
に、不足酸素量に対応する空気量を空気制御弁１９を開
いて給気管路７から燃焼室１２に供給するので、未燃燃
料や未燃酸素の不足によってＥＧＲが確実になされない
という不具合の発生が防止され、常時確実にＥＧＲがな
され、ＮＯｘの低減がなされる。
ＧＲガス中に未燃燃料あるいは未燃酸素が少ない場合に
は、未燃燃料量及び未燃酸素量を検出して不足分の燃料
を燃料噴射弁１５により燃料室１２に供給するととも
に、不足酸素量に対応する空気量を空気制御弁１９を開
いて給気管路７から燃焼室１２に供給するので、未燃燃
料や未燃酸素の不足によってＥＧＲが確実になされない
という不具合の発生が防止され、常時確実にＥＧＲがな
され、ＮＯｘの低減がなされる。
【００３６】
【発明の効果】以上の記載のごとく請求項１乃至３の本
発明によれば、エンジンの高負荷運転域のように排気管
内圧力が給気管内圧力よりも低い運転状態であっても、
排気再循環通路に設けられた燃焼室で排気ガスを再燃焼
させることにより、排気再循環通路の圧力を給気管内圧
力以上に高めることができるので、再循環排気ガスを円
滑に給気側に還流させることができる。
発明によれば、エンジンの高負荷運転域のように排気管
内圧力が給気管内圧力よりも低い運転状態であっても、
排気再循環通路に設けられた燃焼室で排気ガスを再燃焼
させることにより、排気再循環通路の圧力を給気管内圧
力以上に高めることができるので、再循環排気ガスを円
滑に給気側に還流させることができる。
【００３７】これにより、エンジンの前運転域において
排気ガス再循環を確実に行うことができるとともに、上
記のようにインタークーラの下流側の給気管に排気ガス
を還流することができるので、図４に示す従来技術のよ
うに過給機のコンプレッサやインタークーラの排気ガス
による汚染を防止することができ、これによるエンジン
の性能低下及び耐久性の低下を防止することができる。
排気ガス再循環を確実に行うことができるとともに、上
記のようにインタークーラの下流側の給気管に排気ガス
を還流することができるので、図４に示す従来技術のよ
うに過給機のコンプレッサやインタークーラの排気ガス
による汚染を防止することができ、これによるエンジン
の性能低下及び耐久性の低下を防止することができる。
【００３８】また特に請求項２及び３の発明によれば、
燃焼室内に導入される再循環排気ガス中に、燃焼に必要
な未燃燃料あるいは未燃酸素が不足していても、燃料噴
射弁により燃焼室内に燃料を噴射し、あるいは空気制御
弁を開いて燃焼室内に給気の一部を導入することによ
り、かかる未燃燃料あるいは未燃酸素の不足の発生を回
避することができ、燃焼室内での再循環排気の燃焼が確
実に行われ、排気ガスの再循環が円滑になされる。
燃焼室内に導入される再循環排気ガス中に、燃焼に必要
な未燃燃料あるいは未燃酸素が不足していても、燃料噴
射弁により燃焼室内に燃料を噴射し、あるいは空気制御
弁を開いて燃焼室内に給気の一部を導入することによ
り、かかる未燃燃料あるいは未燃酸素の不足の発生を回
避することができ、燃焼室内での再循環排気の燃焼が確
実に行われ、排気ガスの再循環が円滑になされる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気再循環式エン
ジンの構成図（系統図）である。
ジンの構成図（系統図）である。
【図２】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３】上記第２実施形態における制御ブロック図であ
る。
る。
【図４】従来の排気再循環式エンジンの第１例を示す構
成図である。
成図である。
【図５】従来の排気再循環式エンジンの第２実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
１ 過給機 ２ タービン ３ コンプレッサ ４ 吸入管 ５ インタークーラ ６ エンジン ７ 給気管 ８ シリンダ ９ 排気管 １０ 排気再循環通路 １１ 排気再循環弁 １２ 燃焼室 １３ 排出管 １４ 点火栓 １５ 燃料噴射弁 １６ 燃料センサ １７ 酸素センサ １８ 空気供給管 １９ 空気制御弁 ３０ 制御装置 １５１ 吸気弁
Claims (3)
- 【請求項１】 排気管を流れる排気の一部を排気再循環
通路を介して給気管へ還流するようにした排気再循環式
エンジンにおいて、 前記排気再循環通路に設けられて排気ガスが導入可能に
された燃焼室と、 該燃焼室に臨んで設置されて燃焼室内の排気ガスに点火
する点火手段と、 前記排気再循環通路の燃焼室と排気管との間に設けられ
て燃焼室内での排気ガスの燃焼時及び燃焼室から排気管
への排気ガスの排出時に排気管から燃焼室への排気ガス
の流動を遮断する第１の弁と、 前記排気ガス再循環通路の燃焼室と給気管との間に設け
られて、開弁により燃焼室内にて燃焼された排気ガスを
給気管に送給する第２の弁とを備えたことを特徴とする
エンジンの排気再循環装置。 - 【請求項２】 排気管を流れる排気の一部を排気再循環
通路を介して給気管へ還流するようにした排気再循環式
エンジンにおいて、 前記排気再循環通路に設けられて排気ガスが導入可能に
された燃焼室と、 前記燃焼室に臨んで設けられ該燃焼室内に燃料を噴射す
る燃料噴射装置と、 前記再循環通路あるいは燃焼室に設けられて前記燃焼室
への排気ガス中の未燃燃料検出手段と、 前記未燃燃料検出手段からの未燃燃料の検出量に応じて
前記燃料噴射装置の噴射量を制御する制御装置とを備え
たことを特徴とするエンジンの排気再循環装置。 - 【請求項３】 排気管を流れる排気の一部を排気再循環
通路を介して給気管へ還流するようにした排気再循環式
エンジンにおいて、 前記排気再循環通路に設けられて排気ガスが導入可能に
された燃焼室と、 前記排気再循環通路あるいは燃焼室に設けられて前記燃
焼室への排気ガス中の未燃酸素の量を検出する未燃酸素
検出手段と、 前記燃焼室とエンジンの給気管路とを連通する空気供給
管と、 該空気供給管路を開閉する空気制御弁と、 前記未燃酸素検出手段からの未燃酸素の検出量に応じて
前記空気制御弁の開度を制御する制御装置とを備えたこ
とを特徴とするエンジンの排気再循環装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131599A JPH10288099A (ja) | 1997-02-14 | 1997-05-07 | エンジンの排気再循環装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-47360 | 1997-02-14 | ||
| JP4736097 | 1997-02-14 | ||
| JP9131599A JPH10288099A (ja) | 1997-02-14 | 1997-05-07 | エンジンの排気再循環装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10288099A true JPH10288099A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=26387521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9131599A Pending JPH10288099A (ja) | 1997-02-14 | 1997-05-07 | エンジンの排気再循環装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10288099A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011042954A1 (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の過給システム |
| WO2012073347A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | ボッシュ株式会社 | 負圧供給システム |
| JP2012520968A (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | ルノー・エス・アー・エス | エンジンへの燃料噴射を一部再循環排気ガス流量に依存して制御する装置及び方法 |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP9131599A patent/JPH10288099A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012520968A (ja) * | 2009-03-19 | 2012-09-10 | ルノー・エス・アー・エス | エンジンへの燃料噴射を一部再循環排気ガス流量に依存して制御する装置及び方法 |
| WO2011042954A1 (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-14 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の過給システム |
| CN102686845A (zh) * | 2009-10-06 | 2012-09-19 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的增压系统 |
| JPWO2011042954A1 (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の過給システム |
| WO2012073347A1 (ja) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | ボッシュ株式会社 | 負圧供給システム |
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