JPH11132113A - 排気再循環装置付き内燃機関 - Google Patents
排気再循環装置付き内燃機関Info
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- 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
- F02M26/39—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in series
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- F02M26/34—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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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- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
- F02M26/23—Layout, e.g. schematics
- F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機関性能を低下させることなく、各運転域に
おいて任意にＥＧＲ量を増大可能として大幅な低ＮＯｘ
化がなされた排気再循環装置付き内燃機関を提供する。 【解決手段】 エンジンの排気ガス一部をＥＧＲ（排気
再循環）管を通してエンジンの給気側へ還流するように
した排気再循環装置を備えた内燃機関において、前記Ｅ
ＧＲ管路に設けられて該管路を通流する排気ガス圧縮す
る排気ガス昇圧装置を備え、該排気ガス昇圧装置によっ
てＥＧＲガス（排気ガス）を昇圧させて排気ガスと給気
との差圧を増大させ、ＥＧＲ量を増大させ、ＮＯｘ発生
量を低減する。
おいて任意にＥＧＲ量を増大可能として大幅な低ＮＯｘ
化がなされた排気再循環装置付き内燃機関を提供する。 【解決手段】 エンジンの排気ガス一部をＥＧＲ（排気
再循環）管を通してエンジンの給気側へ還流するように
した排気再循環装置を備えた内燃機関において、前記Ｅ
ＧＲ管路に設けられて該管路を通流する排気ガス圧縮す
る排気ガス昇圧装置を備え、該排気ガス昇圧装置によっ
てＥＧＲガス（排気ガス）を昇圧させて排気ガスと給気
との差圧を増大させ、ＥＧＲ量を増大させ、ＮＯｘ発生
量を低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを浄化す
るための排気ガス再循環装置を備えた内燃機関に関す
る。
るための排気ガス再循環装置を備えた内燃機関に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、排気ガス再循環（以下ＥＧＲと
いう）装置を備えた内燃機関（ディーゼル機関）の系統
図である。図３において、１はエンジン（ディーゼル機
関）、１１は該エンジン１へ給気（空気）を送給するた
めの給気管、１２はエンジン１からの高温の排気ガスを
排出するための排気管である。２は過給機で、排気ガス
により駆動される排気タービン２１及び該排気タービン
２１に直結されて前記給気管１１へ給気を圧送するコン
プレッサ２２を備える。４は給気管１１のエンジン１入
口に設けられエンジン１への給気を冷却する給気クーラ
である。
いう）装置を備えた内燃機関（ディーゼル機関）の系統
図である。図３において、１はエンジン（ディーゼル機
関）、１１は該エンジン１へ給気（空気）を送給するた
めの給気管、１２はエンジン１からの高温の排気ガスを
排出するための排気管である。２は過給機で、排気ガス
により駆動される排気タービン２１及び該排気タービン
２１に直結されて前記給気管１１へ給気を圧送するコン
プレッサ２２を備える。４は給気管１１のエンジン１入
口に設けられエンジン１への給気を冷却する給気クーラ
である。
【０００３】１３はＥＧＲ管で、前記排気タービン２１
への排気管路１２から分岐されて給気管１１のコンプレ
ッサ２２出口側に接続される。前記ＥＧＲ管路１３には
ＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁７及びＥＧＲガスを冷却す
るクーラ６が直列に設けられている。３は上記コンプレ
ッサ２２出口側の給気管路１１に設けられた給気絞り、
５はマフラである。
への排気管路１２から分岐されて給気管１１のコンプレ
ッサ２２出口側に接続される。前記ＥＧＲ管路１３には
ＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁７及びＥＧＲガスを冷却す
るクーラ６が直列に設けられている。３は上記コンプレ
ッサ２２出口側の給気管路１１に設けられた給気絞り、
５はマフラである。
【０００４】かかるＥＧＲ装置付き内燃機関の運転時に
おいて、エンジン１から排出された高温・高圧の排気ガ
スは排気管１２を通って過給機２の排気タービン２１に
流入し、該排気タービン２１を回転駆動させる。該排気
タービン２１の回転力は同軸のコンプレッサ２２の伝達
され、該コンプレッサ２２の給気（空気）を高圧（かつ
高温）に加圧する。この加圧空気は給気絞り３で所定量
に流量調整された後、給気管１１を経て、給気クーラ４
によって冷却され、重量流量を増加し給気効率を上げて
エンジン１に供給される。
おいて、エンジン１から排出された高温・高圧の排気ガ
スは排気管１２を通って過給機２の排気タービン２１に
流入し、該排気タービン２１を回転駆動させる。該排気
タービン２１の回転力は同軸のコンプレッサ２２の伝達
され、該コンプレッサ２２の給気（空気）を高圧（かつ
高温）に加圧する。この加圧空気は給気絞り３で所定量
に流量調整された後、給気管１１を経て、給気クーラ４
によって冷却され、重量流量を増加し給気効率を上げて
エンジン１に供給される。
【０００５】前記排気管１２から分岐されたＥＧＲガス
はＥＧＲ管１３に入り、ＥＧＲ弁７で流量を調整された
後、クーラ６に入り、ここで冷却されて給気管１１を流
れる給気中に混入される。ＥＧＲガスが混入した給気
は、前記のように給気クーラ４で冷却されてエンジン１
の燃焼室（不図示）に入り、ＥＧＲガスの混入によって
酸素濃度が低下した低ＮＯｘ（窒素酸化物）燃焼がなさ
れる。
はＥＧＲ管１３に入り、ＥＧＲ弁７で流量を調整された
後、クーラ６に入り、ここで冷却されて給気管１１を流
れる給気中に混入される。ＥＧＲガスが混入した給気
は、前記のように給気クーラ４で冷却されてエンジン１
の燃焼室（不図示）に入り、ＥＧＲガスの混入によって
酸素濃度が低下した低ＮＯｘ（窒素酸化物）燃焼がなさ
れる。
【０００６】かかる作動時において、通常運転時にはＥ
ＧＲ管１３を流れる排気ガスの圧力Ｐｅｘが給気圧力Ｐ
ｓよりも高いため、この差圧ｄＰ＝Ｐｅｘ−Ｐｓにより
給気中のＥＧＲガスが流入する。従って、前記差圧ｄＰ
を大きくすればＥＧＲガス量も増大し、ＮＯｘ低減効果
の大きい燃焼を行なうことが可能となる。
ＧＲ管１３を流れる排気ガスの圧力Ｐｅｘが給気圧力Ｐ
ｓよりも高いため、この差圧ｄＰ＝Ｐｅｘ−Ｐｓにより
給気中のＥＧＲガスが流入する。従って、前記差圧ｄＰ
を大きくすればＥＧＲガス量も増大し、ＮＯｘ低減効果
の大きい燃焼を行なうことが可能となる。
【０００７】ここで前記ＥＧＲ弁７はコントローラ（不
図示）からの開閉制御信号によって回転数、負荷による
開閉制御がなされ、ＮＯｘ発生量の多い高負荷運転時に
はＥＧＲ量を多くし、ＮＯｘ発生量の少ない低負荷運転
時にはＥＧＲ量を少なくして、燃料消費率・出力等の機
関性能、並びに吐煙・未燃炭化水素等によって決まる排
気ガス性能が所要の性能を得るように、全運転域におい
て低ＮＯｘ濃度になるよう制御される。
図示）からの開閉制御信号によって回転数、負荷による
開閉制御がなされ、ＮＯｘ発生量の多い高負荷運転時に
はＥＧＲ量を多くし、ＮＯｘ発生量の少ない低負荷運転
時にはＥＧＲ量を少なくして、燃料消費率・出力等の機
関性能、並びに吐煙・未燃炭化水素等によって決まる排
気ガス性能が所要の性能を得るように、全運転域におい
て低ＮＯｘ濃度になるよう制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のようなＥＧＲ装
置を備えた過給機付き内燃機関においては、大幅なＮＯ
ｘ低減を行なうにはＥＧＲ量を増大することを要する
が、このためには前記のように、排気ガス圧力（Ｐｅ
ｘ）と給気圧力（Ｐｓ）との差圧ｄＰ（＝Ｐｅｘ−Ｐ
ｓ）を大きくする必要がある。
置を備えた過給機付き内燃機関においては、大幅なＮＯ
ｘ低減を行なうにはＥＧＲ量を増大することを要する
が、このためには前記のように、排気ガス圧力（Ｐｅ
ｘ）と給気圧力（Ｐｓ）との差圧ｄＰ（＝Ｐｅｘ−Ｐ
ｓ）を大きくする必要がある。
【０００９】然るに、図３に示すような従来技術に係る
内燃機関にあっては、機関の各運転域における前記差圧
ｄＰの最大値は機関回転数及び運転負荷で概ね決まり、
かかる運転条件に見合う差圧を超える差圧は得られな
い。このため、かかる従来の内燃機関においては、ＥＧ
ＲによるＮＯｘの低減量は各運転域において自ずと制限
され、大幅なＮＯｘ低減をなすのは困難を伴うという課
題を抱えている。
内燃機関にあっては、機関の各運転域における前記差圧
ｄＰの最大値は機関回転数及び運転負荷で概ね決まり、
かかる運転条件に見合う差圧を超える差圧は得られな
い。このため、かかる従来の内燃機関においては、ＥＧ
ＲによるＮＯｘの低減量は各運転域において自ずと制限
され、大幅なＮＯｘ低減をなすのは困難を伴うという課
題を抱えている。
【００１０】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、機
関性能を低下させることなく各運転域において任意にＥ
ＧＲ量を増大可能として、大幅な低ＮＯｘ化がなされた
ＥＧＲ装置付き内燃機関を提供することを目的とする。
関性能を低下させることなく各運転域において任意にＥ
ＧＲ量を増大可能として、大幅な低ＮＯｘ化がなされた
ＥＧＲ装置付き内燃機関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】本発明は課題を解決する
ため、その第１発明として、エンジンの排気ガスの一部
をＥＧＲ（排気再循環）管を通してエンジンの給気側へ
還流するようにした排気再循環装置を備えた内燃機関に
おいて、前記ＥＧＲ管路を通流する排気ガスを圧縮する
排気ガス昇圧装置を前記ＥＧＲ管路に、好ましくはＥＧ
Ｒガスの流量調整を行なうＥＧＲ弁の上流側に位置する
ＥＧＲ管路上に介装したことを特徴とする排気再循環装
置付き内燃機関を提案する。
ため、その第１発明として、エンジンの排気ガスの一部
をＥＧＲ（排気再循環）管を通してエンジンの給気側へ
還流するようにした排気再循環装置を備えた内燃機関に
おいて、前記ＥＧＲ管路を通流する排気ガスを圧縮する
排気ガス昇圧装置を前記ＥＧＲ管路に、好ましくはＥＧ
Ｒガスの流量調整を行なうＥＧＲ弁の上流側に位置する
ＥＧＲ管路上に介装したことを特徴とする排気再循環装
置付き内燃機関を提案する。
【００１２】また第２発明は前記排気ガス昇圧装置を具
体化したもので、何れも本発明に含まれる。即ち第２発
明は、前記排気ガス昇圧装置がエンジンのクランク軸に
連動される圧縮機、電動モータ等のエンジンとは別置き
の駆動源により駆動される圧縮機、エンジンの排気ガス
により駆動される昇圧過給機にて構成される。
体化したもので、何れも本発明に含まれる。即ち第２発
明は、前記排気ガス昇圧装置がエンジンのクランク軸に
連動される圧縮機、電動モータ等のエンジンとは別置き
の駆動源により駆動される圧縮機、エンジンの排気ガス
により駆動される昇圧過給機にて構成される。
【００１３】かかる発明によれば、ＥＧＲ管路に導入さ
れたＥＧＲガス（排気ガス）は、排気ガス昇圧装置によ
って圧縮されてその圧力が上昇する。
れたＥＧＲガス（排気ガス）は、排気ガス昇圧装置によ
って圧縮されてその圧力が上昇する。
【００１４】これにより、ＥＧＲ管路における排気ガス
（ＥＧＲガス）圧力（Ｐｅｘ）と機関の給気圧力（Ｐ
ｓ）との差圧（ｄＰ＝Ｐｅｘ−Ｐｓ）が大きくなり、こ
の差圧の増大によってＥＧＲ管路を流れるＥＧＲ量が増
大する。そして、このＥＧＲ量の増大によって機関の燃
焼時におけるＮＯｘの発生が抑制されることとなる。
（ＥＧＲガス）圧力（Ｐｅｘ）と機関の給気圧力（Ｐ
ｓ）との差圧（ｄＰ＝Ｐｅｘ−Ｐｓ）が大きくなり、こ
の差圧の増大によってＥＧＲ管路を流れるＥＧＲ量が増
大する。そして、このＥＧＲ量の増大によって機関の燃
焼時におけるＮＯｘの発生が抑制されることとなる。
【００１５】従ってかかる発明によれば、機関の燃焼状
態（排気ガスの状態）によってＥＧＲ量が左右されるこ
とがなく、特に排気エネルギの小さい低速・低負荷運転
時においても、充分な量のＥＧＲガスが得られ、低ＮＯ
ｘ運転が実現できる。
態（排気ガスの状態）によってＥＧＲ量が左右されるこ
とがなく、特に排気エネルギの小さい低速・低負荷運転
時においても、充分な量のＥＧＲガスが得られ、低ＮＯ
ｘ運転が実現できる。
【００１６】殊に、前記排気ガス昇圧装置がエンジンの
クランク軸に連動される圧縮機若しくは電動モータ等の
エンジンとは別置きの駆動源により駆動される圧縮機で
排気ガス昇圧装置を構成すれば、機関の燃焼状態に殆ど
影響されることなくＥＧＲ量を増大できるので、排気ガ
スエネルギが小さい低速・低負荷時におけるＮＯｘ低減
に効果的である。またエンジンの排気ガスにより駆動さ
れる昇圧過給機にて構成すれば、機関の運転状態に確実
に連動してＥＧＲ量を制御することができるとともに、
装置がコンパクトかつ低コストとなる。
クランク軸に連動される圧縮機若しくは電動モータ等の
エンジンとは別置きの駆動源により駆動される圧縮機で
排気ガス昇圧装置を構成すれば、機関の燃焼状態に殆ど
影響されることなくＥＧＲ量を増大できるので、排気ガ
スエネルギが小さい低速・低負荷時におけるＮＯｘ低減
に効果的である。またエンジンの排気ガスにより駆動さ
れる昇圧過給機にて構成すれば、機関の運転状態に確実
に連動してＥＧＲ量を制御することができるとともに、
装置がコンパクトかつ低コストとなる。
【００１７】
【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。
【００１８】図１は本発明の第１実施形態に係るＥＧＲ
装置を備えた過給機付き内燃機関の系統図である。図１
において、１はエンジン（ディーゼル機関）、１１は該
エンジン１へ給気（空気）を送給するための給気管、１
２はエンジン１からの高温の排気ガスを排出するための
排気管である。２は過給機で、排気ガスにより駆動され
る排気タービン２１及び該排気タービン２１に直結され
て、前記給気管１１へ給気を圧送するコンプレッサ２２
を備える。４は給気管１１のエンジン１入口に設けら
れ、エンジン１への給気を冷却する給気クーラである。
装置を備えた過給機付き内燃機関の系統図である。図１
において、１はエンジン（ディーゼル機関）、１１は該
エンジン１へ給気（空気）を送給するための給気管、１
２はエンジン１からの高温の排気ガスを排出するための
排気管である。２は過給機で、排気ガスにより駆動され
る排気タービン２１及び該排気タービン２１に直結され
て、前記給気管１１へ給気を圧送するコンプレッサ２２
を備える。４は給気管１１のエンジン１入口に設けら
れ、エンジン１への給気を冷却する給気クーラである。
【００１９】１３はＥＧＲ管で、排気タービン２１への
排気管路１２から分岐されて給気管１１のコンプレッサ
２２の出口側に接続される。前記ＥＧＲ管路１３には、
ＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁７及びＥＧＲガスを冷却す
るクーラ６が直列に設けられてる。３は上記コンプレッ
サ出口側の給気管路１１に設けられた給気絞り、５はマ
フラである。以上の構成は図３に示す従来技術と同様で
ある。
排気管路１２から分岐されて給気管１１のコンプレッサ
２２の出口側に接続される。前記ＥＧＲ管路１３には、
ＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁７及びＥＧＲガスを冷却す
るクーラ６が直列に設けられてる。３は上記コンプレッ
サ出口側の給気管路１１に設けられた給気絞り、５はマ
フラである。以上の構成は図３に示す従来技術と同様で
ある。
【００２０】本発明の実施形態においては、ＥＧＲ管路
１３のＥＧＲ弁７の上流側、具体的には排気入口弁３０
とＥＧＲ弁７の間のＥＧＲ管路１３にＥＧＲガスの昇圧
手段を設置している。
１３のＥＧＲ弁７の上流側、具体的には排気入口弁３０
とＥＧＲ弁７の間のＥＧＲ管路１３にＥＧＲガスの昇圧
手段を設置している。
【００２１】即ち、図１において、８はＥＧＲガスを圧
縮する圧縮機で、前記ＥＧＲ管路１３におけるＥＧＲ弁
７の上流部位に設けられる。この圧縮機８はルーツ式・
スクリュー式・タービン式等の機械駆動式圧縮機で、機
関のクランク軸により駆動されるか、あるいはモータ等
の別の駆動源（不図示）によって駆動される。３０はＥ
ＧＲ管１３の前記圧縮機８の上流側部位に設けられたＥ
ＧＲ用の排気入口弁である。
縮する圧縮機で、前記ＥＧＲ管路１３におけるＥＧＲ弁
７の上流部位に設けられる。この圧縮機８はルーツ式・
スクリュー式・タービン式等の機械駆動式圧縮機で、機
関のクランク軸により駆動されるか、あるいはモータ等
の別の駆動源（不図示）によって駆動される。３０はＥ
ＧＲ管１３の前記圧縮機８の上流側部位に設けられたＥ
ＧＲ用の排気入口弁である。
【００２２】５０はコントローラで、回線５１を介して
エンジン１の回転数、回線５２を介してエンジン１の負
荷（出力）の検出信号が入力され、該入力信号に基づ
き、回線５３を介してＥＧＲ弁７にその開度を、回線５
４を介して排気入口弁３０にその開度を出力するもので
ある。
エンジン１の回転数、回線５２を介してエンジン１の負
荷（出力）の検出信号が入力され、該入力信号に基づ
き、回線５３を介してＥＧＲ弁７にその開度を、回線５
４を介して排気入口弁３０にその開度を出力するもので
ある。
【００２３】かかるＥＧＲ装置を備えた過給機付き内燃
機関の運転時において、エンジン１から排出された高温
・高圧の排気ガスは排気管１２を通って過給機２の排気
タービン２１に流入し、該排気タービン２１を回転駆動
させる。該排気タービン２１の回転力は同軸のコンプレ
ッサ２２に伝達され、該コンプレッサ２２は給気（空
気）を高圧（かつ高温）に加圧する、この加圧空気は給
気絞り３で所定量に流量調整された後給気管１１を経
て、給気クーラ４によって冷却され重量流量を増加し給
気効率を上げてエンジン１に供給される。前記排気管１
２から分岐されたＥＧＲガスはＥＧＲ管１３に入って排
気入口弁３０を通り、該入口弁３０の開度によって流量
調整された後圧縮機８に入る。
機関の運転時において、エンジン１から排出された高温
・高圧の排気ガスは排気管１２を通って過給機２の排気
タービン２１に流入し、該排気タービン２１を回転駆動
させる。該排気タービン２１の回転力は同軸のコンプレ
ッサ２２に伝達され、該コンプレッサ２２は給気（空
気）を高圧（かつ高温）に加圧する、この加圧空気は給
気絞り３で所定量に流量調整された後給気管１１を経
て、給気クーラ４によって冷却され重量流量を増加し給
気効率を上げてエンジン１に供給される。前記排気管１
２から分岐されたＥＧＲガスはＥＧＲ管１３に入って排
気入口弁３０を通り、該入口弁３０の開度によって流量
調整された後圧縮機８に入る。
【００２４】該圧縮機８には、エンジン１のクランク軸
から歯車列あるいはベルトあるいはチェーンにより直結
駆動されているため、エンジン１の回転数によってその
圧縮率つまり排気ガス圧力（Ｐｅｘ）の上昇量が決ま
り、該エンジン１の燃焼状態（排気ガスの状態）に影響
されずに排気ガス圧力（Ｐｅｘ）を上昇させることがで
きる。
から歯車列あるいはベルトあるいはチェーンにより直結
駆動されているため、エンジン１の回転数によってその
圧縮率つまり排気ガス圧力（Ｐｅｘ）の上昇量が決ま
り、該エンジン１の燃焼状態（排気ガスの状態）に影響
されずに排気ガス圧力（Ｐｅｘ）を上昇させることがで
きる。
【００２５】特に、排気ガスエネルギの小さい低速・低
負荷時においても圧縮機８はエンジン１に直結駆動され
ることにより、充分に大きな駆動力で以って駆動される
ので、充分に排気ガス圧力（Ｐｅｘ）が得られ、前記差
圧ｄＰ（Ｐｅｘ−Ｐｓ）が大きくなってＥＧＲ量が増大
する。
負荷時においても圧縮機８はエンジン１に直結駆動され
ることにより、充分に大きな駆動力で以って駆動される
ので、充分に排気ガス圧力（Ｐｅｘ）が得られ、前記差
圧ｄＰ（Ｐｅｘ−Ｐｓ）が大きくなってＥＧＲ量が増大
する。
【００２６】このようにして圧縮機８によって昇圧され
たＥＧＲガスは、ＥＧＲ弁７で流量を調整された後、ク
ーラ４を流れる給気中に混入される。ＥＧＲガスが混入
した給気は前記のように、給気クーラ４で冷却されてエ
ンジン１の燃焼室（不図示）に入り、ＥＧＲガスの混入
によって酸素濃度が低下した低ＮＯｘ（窒素酸化物）燃
焼がなされる。かかる燃焼時において、前記のように、
圧縮機８による排気ガス圧力（Ｐｅｘ）の昇圧によって
ＥＧＲガス量が増大されているので、大幅なＮＯｘ低減
が可能となる。
たＥＧＲガスは、ＥＧＲ弁７で流量を調整された後、ク
ーラ４を流れる給気中に混入される。ＥＧＲガスが混入
した給気は前記のように、給気クーラ４で冷却されてエ
ンジン１の燃焼室（不図示）に入り、ＥＧＲガスの混入
によって酸素濃度が低下した低ＮＯｘ（窒素酸化物）燃
焼がなされる。かかる燃焼時において、前記のように、
圧縮機８による排気ガス圧力（Ｐｅｘ）の昇圧によって
ＥＧＲガス量が増大されているので、大幅なＮＯｘ低減
が可能となる。
【００２７】一方、前記コントローラ５０にはエンジン
１の回転数及び負荷（出力）の検出信号が入力されてお
り、該コントローラ５０は、前記回転数及び負荷の検出
信号に基づき排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７の開度を算
出し、前記両弁３０及び７に出力する。即ち、前記コン
トローラ５０は前記回転数及び負荷の検出信号に基づ
き、回転数及び負荷が大きく、ＮＯｘ発生量が多くなる
高出力域においては前記排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７
の開度を大きくしてＥＧＲ量を増加させ、またＮＯｘ発
生量が比較的少ない低出力域においては前記弁３０及び
７の開度を小さくしてＥＧＲ量を減ずるようにコントロ
ールする。
１の回転数及び負荷（出力）の検出信号が入力されてお
り、該コントローラ５０は、前記回転数及び負荷の検出
信号に基づき排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７の開度を算
出し、前記両弁３０及び７に出力する。即ち、前記コン
トローラ５０は前記回転数及び負荷の検出信号に基づ
き、回転数及び負荷が大きく、ＮＯｘ発生量が多くなる
高出力域においては前記排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７
の開度を大きくしてＥＧＲ量を増加させ、またＮＯｘ発
生量が比較的少ない低出力域においては前記弁３０及び
７の開度を小さくしてＥＧＲ量を減ずるようにコントロ
ールする。
【００２８】また、前記コントローラ５０においては、
排気ガスの濃度（吐煙）、未燃炭化水素の量等の排気ガ
ス性能の検出信号を入力し、この検出信号に基づき、適
正な排気ガス性能となるように前記排気入口弁３０及び
ＥＧＲ弁７の開度を補正して両弁３０及び７に出力す
る。これによって前記排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７
は、エンジン１の回転数・負荷に適合した開度に調整さ
れるとともに、前記のような排気ガスの状態によっても
開度調整がなされる。
排気ガスの濃度（吐煙）、未燃炭化水素の量等の排気ガ
ス性能の検出信号を入力し、この検出信号に基づき、適
正な排気ガス性能となるように前記排気入口弁３０及び
ＥＧＲ弁７の開度を補正して両弁３０及び７に出力す
る。これによって前記排気入口弁３０及びＥＧＲ弁７
は、エンジン１の回転数・負荷に適合した開度に調整さ
れるとともに、前記のような排気ガスの状態によっても
開度調整がなされる。
【００２９】図２は本発明の第２実施形態にかかるＥＧ
Ｒ装置を備えた過給機付き内燃機関の構成図である。こ
の実施形態においては、ＥＧＲガスを圧縮する昇圧手段
としてエンジン１からの排気ガスによって駆動される昇
圧用過給機２０を設けている。
Ｒ装置を備えた過給機付き内燃機関の構成図である。こ
の実施形態においては、ＥＧＲガスを圧縮する昇圧手段
としてエンジン１からの排気ガスによって駆動される昇
圧用過給機２０を設けている。
【００３０】即ち図２において、排気管１２から分岐さ
れた排気分岐管６０の、排気入口弁３０の下流側とＥＧ
Ｒ弁７上流側間のＥＧＲ管５７上には昇圧用過給機２０
が介装されている。前記昇圧用過給機２０は、分流され
た排気ガスによって駆動される排気タービン２０１、及
び該排気タービン２０１に直結駆動されるコンプレッサ
２０２を備えている。そして該昇圧用過給機２０のコン
プレッサ２０２の入口には前記排気管１２から分岐され
たＥＧＲ管５７が接続され、排気管１２から分岐された
ＥＧＲガスが導入されるようになっている。４０は該Ｅ
ＧＲ管５７の開度を調整する排気調整弁である。該排気
調整弁４０はコントローラ５０により、回線５５を介し
てその開度を調整されるようになっている。
れた排気分岐管６０の、排気入口弁３０の下流側とＥＧ
Ｒ弁７上流側間のＥＧＲ管５７上には昇圧用過給機２０
が介装されている。前記昇圧用過給機２０は、分流され
た排気ガスによって駆動される排気タービン２０１、及
び該排気タービン２０１に直結駆動されるコンプレッサ
２０２を備えている。そして該昇圧用過給機２０のコン
プレッサ２０２の入口には前記排気管１２から分岐され
たＥＧＲ管５７が接続され、排気管１２から分岐された
ＥＧＲガスが導入されるようになっている。４０は該Ｅ
ＧＲ管５７の開度を調整する排気調整弁である。該排気
調整弁４０はコントローラ５０により、回線５５を介し
てその開度を調整されるようになっている。
【００３１】５７は前記コンプレッサ２０２が介装され
たＥＧＲ管で、ＥＧＲ弁７を経てクーラ６に接続されて
いる。５８は前記排気タービン２０１駆動後の排気ガス
を排気管５９のマフラ５上流部位に導くための排気出口
管である。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同
様であり、これと同一の部材は同一の符号にて示す。
たＥＧＲ管で、ＥＧＲ弁７を経てクーラ６に接続されて
いる。５８は前記排気タービン２０１駆動後の排気ガス
を排気管５９のマフラ５上流部位に導くための排気出口
管である。その他の構成は図１に示す第１実施形態と同
様であり、これと同一の部材は同一の符号にて示す。
【００３２】かかる構成からなるＥＧＲ装置を備えた内
燃機関の運転時において、排気管１２から分岐されて排
気分岐管６０に流入した排気ガスは、排気入口弁３０に
よりその流量を調整されて昇圧用過給機２０の排気ター
ビン２０１を駆動した後、排気出口管５８を通ってマフ
ラ５へと流される。
燃機関の運転時において、排気管１２から分岐されて排
気分岐管６０に流入した排気ガスは、排気入口弁３０に
よりその流量を調整されて昇圧用過給機２０の排気ター
ビン２０１を駆動した後、排気出口管５８を通ってマフ
ラ５へと流される。
【００３３】一方、前記排気管１２から分岐されてＥＧ
Ｒ管５７に入ったＥＧＲガスは、排気調整弁４０によっ
てその流量を調整されて昇圧用過給機２０のコンプレッ
サ２０２に入る。該コンプレッサ２０２は前記排気ター
ビン２０１によって回転駆動されて、前記ＥＧＲガスを
加圧し昇圧させ、ＥＧＲ管５７に送出する。そして、こ
の昇圧された排気ガスはＥＧＲ管５７からＥＧＲ弁７に
入り、ここで流量調整され、クーラ６に導入される。
Ｒ管５７に入ったＥＧＲガスは、排気調整弁４０によっ
てその流量を調整されて昇圧用過給機２０のコンプレッ
サ２０２に入る。該コンプレッサ２０２は前記排気ター
ビン２０１によって回転駆動されて、前記ＥＧＲガスを
加圧し昇圧させ、ＥＧＲ管５７に送出する。そして、こ
の昇圧された排気ガスはＥＧＲ管５７からＥＧＲ弁７に
入り、ここで流量調整され、クーラ６に導入される。
【００３４】前記コントローラ５０には第１実施形態と
同様にエンジン１の回転数及び負荷の検出信号、並びに
排気ガス状態（吐煙、未燃炭化水素等）の検出信号が入
力されており、該コントローラ５０はこれらの検出信号
に基づき排気入口弁３０の開度、及びＥＧＲ弁７の開度
を調整するとともに、回線５５を介して排気調整弁４０
の開度も調整する。
同様にエンジン１の回転数及び負荷の検出信号、並びに
排気ガス状態（吐煙、未燃炭化水素等）の検出信号が入
力されており、該コントローラ５０はこれらの検出信号
に基づき排気入口弁３０の開度、及びＥＧＲ弁７の開度
を調整するとともに、回線５５を介して排気調整弁４０
の開度も調整する。
【００３５】即ち、前記コントローラ５０はエンジン１
の回転数及び負荷の検出信号に基づき、ＮＯｘ発生量の
多いエンジン１の高回転・高負荷時には、排気入口弁３
０の開度を大きくして排気タービン２０１を駆動する排
気ガス量を増大するとともに、排気調整弁４０及びＥＧ
Ｒ弁７の開度も大きくしてコンプレッサ２０２に流すＥ
ＧＲ量も増大可能とせしめる。これにより、排気タービ
ン２０１の駆動エネルギが増大してコンプレッサ２０２
による圧力上昇量が増大して、ＥＧＲ側の排気ガス圧力
（Ｐｅｘ）と給気圧力（Ｐｓ）との差圧ｄＰ（＝Ｐｅｘ
−Ｐｓ）も増大し、コンプレッサ２０２から送出されク
ーラ６を経てエンジン１への給気管１１に還流されるＥ
ＧＲガスの量が増大する。また、エンジンの低速・低負
荷時にはコントローラ５０は、前記とは逆に排気入口弁
３０、排気調整弁４０及びＥＧＲ弁７の開度を少なくす
ることにより、ＥＧＲ量を減少せしめる。
の回転数及び負荷の検出信号に基づき、ＮＯｘ発生量の
多いエンジン１の高回転・高負荷時には、排気入口弁３
０の開度を大きくして排気タービン２０１を駆動する排
気ガス量を増大するとともに、排気調整弁４０及びＥＧ
Ｒ弁７の開度も大きくしてコンプレッサ２０２に流すＥ
ＧＲ量も増大可能とせしめる。これにより、排気タービ
ン２０１の駆動エネルギが増大してコンプレッサ２０２
による圧力上昇量が増大して、ＥＧＲ側の排気ガス圧力
（Ｐｅｘ）と給気圧力（Ｐｓ）との差圧ｄＰ（＝Ｐｅｘ
−Ｐｓ）も増大し、コンプレッサ２０２から送出されク
ーラ６を経てエンジン１への給気管１１に還流されるＥ
ＧＲガスの量が増大する。また、エンジンの低速・低負
荷時にはコントローラ５０は、前記とは逆に排気入口弁
３０、排気調整弁４０及びＥＧＲ弁７の開度を少なくす
ることにより、ＥＧＲ量を減少せしめる。
【００３６】上記のように、この第２実施形態において
は、エンジン１の回転数、負荷、排気ガスの状態等の検
出信号に基づき、昇圧用過給機２０の圧力比（圧力量）
を調整することによって、該過給機２０がサーシングを
起こすことなくＥＧＲガスを圧縮するとともに、該過給
機２０に導入されるＥＧＲの量を所要量に制御すること
ができる。
は、エンジン１の回転数、負荷、排気ガスの状態等の検
出信号に基づき、昇圧用過給機２０の圧力比（圧力量）
を調整することによって、該過給機２０がサーシングを
起こすことなくＥＧＲガスを圧縮するとともに、該過給
機２０に導入されるＥＧＲの量を所要量に制御すること
ができる。
【００３７】これによってエンジン１の運転状態に連動
して、ＮＯｘ量を抑制することができ、別駆動の昇圧手
段（圧縮機）を用いた場合よりも、コンパクトかつ低コ
ストの装置でエンジンの運転状態に正しく連動してＮＯ
ｘ量の制御ができる。殊に、エンジンの低速・負荷時に
は昇圧用過給機２０に排気ガスを送ることにより、コン
プレッサ２０２を介してＥＧＲガスを給気圧力Ｐｓより
も確実に高い圧力に維持することができる。
して、ＮＯｘ量を抑制することができ、別駆動の昇圧手
段（圧縮機）を用いた場合よりも、コンパクトかつ低コ
ストの装置でエンジンの運転状態に正しく連動してＮＯ
ｘ量の制御ができる。殊に、エンジンの低速・負荷時に
は昇圧用過給機２０に排気ガスを送ることにより、コン
プレッサ２０２を介してＥＧＲガスを給気圧力Ｐｓより
も確実に高い圧力に維持することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、ＥＧ
Ｒ管路に設けられた排気ガス昇圧装置にＥＧＲガスを圧
縮し昇圧せしめるので、ＥＧＲ管路における排気ガス
（ＥＧＲガス）圧力との機関の給気圧力との差圧が大き
くなり、この差圧の増大によってＥＧＲ管路を流れるＥ
ＧＲ量を増大することができ、このＥＧＲ量の増大によ
って機関の燃焼時におけるＮＯｘの発生を低減すること
ができる。
Ｒ管路に設けられた排気ガス昇圧装置にＥＧＲガスを圧
縮し昇圧せしめるので、ＥＧＲ管路における排気ガス
（ＥＧＲガス）圧力との機関の給気圧力との差圧が大き
くなり、この差圧の増大によってＥＧＲ管路を流れるＥ
ＧＲ量を増大することができ、このＥＧＲ量の増大によ
って機関の燃焼時におけるＮＯｘの発生を低減すること
ができる。
【００３９】即ち、かかる発明によれば、機関の燃焼状
態（排気ガスの状態）に影響されることなくＥＧＲ量を
増大させることができ、機関の全運転域において大幅な
ＮＯｘの低減が実現できる。
態（排気ガスの状態）に影響されることなくＥＧＲ量を
増大させることができ、機関の全運転域において大幅な
ＮＯｘの低減が実現できる。
【００４０】また、請求項２記載の発明のように排気ガ
ス昇圧装置を圧縮機で構成すれば、機関の燃焼状態に殆
ど影響されることなくＥＧＲ量を増大できるので、排気
ガスエネルギが小さい低速・低負荷時におけるＮＯｘ低
減に特に効果的である。
ス昇圧装置を圧縮機で構成すれば、機関の燃焼状態に殆
ど影響されることなくＥＧＲ量を増大できるので、排気
ガスエネルギが小さい低速・低負荷時におけるＮＯｘ低
減に特に効果的である。
【００４１】また同様に請求項２記載の発明のようにエ
ンジンの排気ガスにより駆動される昇圧過給機で構成す
れば、機関の運転状態に確実に連動してＥＧＲ量を制御
することができ、装置がコンパクトかつ低コストとな
る。
ンジンの排気ガスにより駆動される昇圧過給機で構成す
れば、機関の運転状態に確実に連動してＥＧＲ量を制御
することができ、装置がコンパクトかつ低コストとな
る。
【図１】本発明の第１実施形態に係る排気再循環装置を
備えた過給機付き内燃機関の系統図である。
備えた過給機付き内燃機関の系統図である。
【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】従来技術を示す図１に対応する図である。
１ エンジン ２ 過給機 ４ 給気クーラ ５ マフラ ６ クーラ（ＥＧＲ） ７ ＥＧＲ弁 ８ 圧縮機 １１ 給気管 １２ 排気管 １３ ＥＧＲ管 ２０ 昇圧用過給機 ２１ 排気タービン ２２ コンプレッサ ３０ 排気入口弁 ４０ 排気調整弁 ５０ コントローラ ２０１ 排気タービン ２０２ コンプレッサ
Claims (2)
- 【請求項１】 エンジンの排気ガスの一部をＥＧＲ（排
気再循環）管を通してエンジンの給気側へ還流するよう
にした排気再循環装置を備えた内燃機関において、 ＥＧＲ管路を通流する排気ガスを圧縮する排気ガス昇圧
装置を前記ＥＧＲ管路、好ましくはＥＧＲガスの流量調
整を行なうＥＧＲ弁の上流側に位置するＥＧＲ管路上に
介装したことを特徴とする排気再循環装置付き内燃機
関。 - 【請求項２】 前記排気ガス昇圧装置が、エンジンのク
ランク軸に連動される圧縮機、又は電動モータ等のエン
ジンとは別置きの駆動源により駆動される圧縮機、若し
くはエンジンの排気ガスにより駆動される昇圧過給機で
あることを特徴とする請求項１記載の排気再循環装置付
き内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9314299A JPH11132113A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 排気再循環装置付き内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9314299A JPH11132113A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 排気再循環装置付き内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11132113A true JPH11132113A (ja) | 1999-05-18 |
Family
ID=18051696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9314299A Pending JPH11132113A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 排気再循環装置付き内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11132113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517584A (ja) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ターボチャージャー付エンジンシステムおよび運転方法 |
| CN103375308A (zh) * | 2012-04-19 | 2013-10-30 | 曼柴油机和涡轮公司,德国曼柴油机和涡轮欧洲股份公司的联营公司 | 具有十字头及废气或燃烧气体再循环的大型低运行涡轮增压双冲程内燃发动机 |
-
1997
- 1997-10-30 JP JP9314299A patent/JPH11132113A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009517584A (ja) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ターボチャージャー付エンジンシステムおよび運転方法 |
| CN103375308A (zh) * | 2012-04-19 | 2013-10-30 | 曼柴油机和涡轮公司,德国曼柴油机和涡轮欧洲股份公司的联营公司 | 具有十字头及废气或燃烧气体再循环的大型低运行涡轮增压双冲程内燃发动机 |
| JP2013224653A (ja) * | 2012-04-19 | 2013-10-31 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | クロスヘッド及び排気ガス（燃焼ガス）再循環系を有する大型低速ターボ過給式２サイクル内燃機関 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041207 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050207 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050826 |