JPH11182358A - 過給機付エンジンの排気ガス還流装置 - Google Patents
過給機付エンジンの排気ガス還流装置Info
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- JPH11182358A JPH11182358A JP9351297A JP35129797A JPH11182358A JP H11182358 A JPH11182358 A JP H11182358A JP 9351297 A JP9351297 A JP 9351297A JP 35129797 A JP35129797 A JP 35129797A JP H11182358 A JPH11182358 A JP H11182358A
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- egr
- intake
- exhaust gas
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
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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
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
-
- 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
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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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
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、ＥＧＲが行えるエンジンの高負荷／
高速の運転領域の拡大が図れる過給機付エンジンの排気
ガス還流装置をを提供する。 【解決手段】本発明の排気ガス還流装置は、ターボチャ
ージャー１１からの吸気をエンジンの燃焼室８へ導く吸
気通路１７、ターボチャージャー１１を通らずに取り込
まれた吸気をエンジンの燃焼室８へ導く吸気通路１９、
過給圧がタービン入口圧より高いとき、エンジンの排気
ガスをＥＧＲ通路２０から無過給の吸気通路１９を通じ
て燃焼室８へ導入させる構造を採用して、常に無過給状
態の吸気通路１９から排気ガスを大気圧の新気と共にエ
ンジンの吸入側へ還流させて、過給圧の上昇に関係な
く、ＥＧＲが続けられるようにしたことにある。
高速の運転領域の拡大が図れる過給機付エンジンの排気
ガス還流装置をを提供する。 【解決手段】本発明の排気ガス還流装置は、ターボチャ
ージャー１１からの吸気をエンジンの燃焼室８へ導く吸
気通路１７、ターボチャージャー１１を通らずに取り込
まれた吸気をエンジンの燃焼室８へ導く吸気通路１９、
過給圧がタービン入口圧より高いとき、エンジンの排気
ガスをＥＧＲ通路２０から無過給の吸気通路１９を通じ
て燃焼室８へ導入させる構造を採用して、常に無過給状
態の吸気通路１９から排気ガスを大気圧の新気と共にエ
ンジンの吸入側へ還流させて、過給圧の上昇に関係な
く、ＥＧＲが続けられるようにしたことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機が付いたエ
ンジンに排気ガスの一部を還流させる過給機付エンジン
の排気ガス還流装置に関する。
ンジンに排気ガスの一部を還流させる過給機付エンジン
の排気ガス還流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両に搭載されるディーゼルエンジン
は、ターボチャージャー（過給機）と組み合わせて、燃
焼室に供給される吸気を過給して、エンジン出力の向上
を図ることが行われている。
は、ターボチャージャー（過給機）と組み合わせて、燃
焼室に供給される吸気を過給して、エンジン出力の向上
を図ることが行われている。
【０００３】この過給機付ディーゼルエンジンでも、排
気ガス性能を良好、具体的にはＮＯｘ（窒素酸化物）の
排出を低減するために、エンジンの運転状態に応じてエ
ンジンから排出された排気ガスの一部をエンジンの吸気
に戻して還流させる、いわゆるＥＧＲ装置（排気ガス還
流装置）が採用されている。
気ガス性能を良好、具体的にはＮＯｘ（窒素酸化物）の
排出を低減するために、エンジンの運転状態に応じてエ
ンジンから排出された排気ガスの一部をエンジンの吸気
に戻して還流させる、いわゆるＥＧＲ装置（排気ガス還
流装置）が採用されている。
【０００４】こうした過給機付エンジンのＥＧＲ装置に
は、エンジンの運転領域の全体に渡り、排気ガスを吸気
側に還流させる能力が求められる。ところが、過給機付
エンジンは、エンジン回転数が上昇する程、ターボチャ
ージャーのコンプレッサの回転が高くなって過給圧が高
くなるので、過給圧が排気圧力と同等かそれ以上の圧力
になると、排気ガスを燃焼室に押し込めなくなり、ＥＧ
Ｒ（排気ガス還流）が行えなくなる。
は、エンジンの運転領域の全体に渡り、排気ガスを吸気
側に還流させる能力が求められる。ところが、過給機付
エンジンは、エンジン回転数が上昇する程、ターボチャ
ージャーのコンプレッサの回転が高くなって過給圧が高
くなるので、過給圧が排気圧力と同等かそれ以上の圧力
になると、排気ガスを燃焼室に押し込めなくなり、ＥＧ
Ｒ（排気ガス還流）が行えなくなる。
【０００５】そのため、ＥＧＲは、高エンジン出力とな
るエンジンの運転領域［高エンジントルク（高負荷）／
高エンジン回転数（高速側）］では行えず、ＥＧＲが行
える範囲が低・中負荷／低・中速寄りに限定されてい
た。
るエンジンの運転領域［高エンジントルク（高負荷）／
高エンジン回転数（高速側）］では行えず、ＥＧＲが行
える範囲が低・中負荷／低・中速寄りに限定されてい
た。
【０００６】そこで、この排気ガスが押し込めなくなる
のを回避するために、エンジンの吸気側の負圧を利用し
て、高エンジントルク／高エンジン回転数寄りでもＥＧ
Ｒ効果が発揮されるようにしたＥＧＲ装置が提案されて
いる。
のを回避するために、エンジンの吸気側の負圧を利用し
て、高エンジントルク／高エンジン回転数寄りでもＥＧ
Ｒ効果が発揮されるようにしたＥＧＲ装置が提案されて
いる。
【０００７】このＥＧＲ装置には、過給した吸気を２つ
の吸気通路でエンジンの燃焼室へ導く構造を用い、この
うちの一方の吸気通路に開閉弁を介装し、この開閉弁の
上流側にＥＧＲ通路の出口を接続した構造が用いられて
いる。そして、過給圧が排気圧力より低いエンジンの運
転領域のときは開閉弁を開にして、ＥＧＲ通路からの排
気ガスを一方の吸気通路を通じて燃焼室へ導入し、過給
圧が排気圧力と同等かそれ以上になるときは開閉弁を閉
にし、開閉弁から燃焼室に至る上流の通路部分に負圧を
作用させて、排気ガスがＥＧＲ通路から燃焼室へ導入さ
れるようにして、高負荷／高回転数寄りでのＥＧＲを実
現するようにしていた。
の吸気通路でエンジンの燃焼室へ導く構造を用い、この
うちの一方の吸気通路に開閉弁を介装し、この開閉弁の
上流側にＥＧＲ通路の出口を接続した構造が用いられて
いる。そして、過給圧が排気圧力より低いエンジンの運
転領域のときは開閉弁を開にして、ＥＧＲ通路からの排
気ガスを一方の吸気通路を通じて燃焼室へ導入し、過給
圧が排気圧力と同等かそれ以上になるときは開閉弁を閉
にし、開閉弁から燃焼室に至る上流の通路部分に負圧を
作用させて、排気ガスがＥＧＲ通路から燃焼室へ導入さ
れるようにして、高負荷／高回転数寄りでのＥＧＲを実
現するようにしていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このＥＧＲ
装置でも、燃焼室における空気過剰率λ（＝空気量／理
論混合気）の制約を受けて、ＥＧＲが行える領域には限
界がある。すなわち、理論混合比より濃度の高い空燃比
で燃焼が行われると、燃焼に必要な酸素が不足している
ので、黒煙などが発生して、排気ガス性能が悪くなる。
このため、ＥＧＲは、吸気通路の片方から過給される吸
気によって、燃焼室の空燃比が薄い状態に保たれている
間しか行えない。
装置でも、燃焼室における空気過剰率λ（＝空気量／理
論混合気）の制約を受けて、ＥＧＲが行える領域には限
界がある。すなわち、理論混合比より濃度の高い空燃比
で燃焼が行われると、燃焼に必要な酸素が不足している
ので、黒煙などが発生して、排気ガス性能が悪くなる。
このため、ＥＧＲは、吸気通路の片方から過給される吸
気によって、燃焼室の空燃比が薄い状態に保たれている
間しか行えない。
【０００９】ところが、エンジンの高負荷／高回転時に
おいて最大に取り込まれる新気の吸気量は、片方の吸気
通路の大きさで決まるので、ＥＧＲは燃焼室が理論空燃
比となる高エンジントルク／高エンジン回転数域の途中
までしか続けられない。
おいて最大に取り込まれる新気の吸気量は、片方の吸気
通路の大きさで決まるので、ＥＧＲは燃焼室が理論空燃
比となる高エンジントルク／高エンジン回転数域の途中
までしか続けられない。
【００１０】しかも、ＥＧＲを無理やり続けるとエンジ
ンの排ガス性能が悪化する。そうかといって、理論空燃
比となる地点から、閉じていた吸気通路の開閉弁を開に
すると、吸気圧力が過給によって排気ガスの圧力以上に
高くなっているからＥＧＲが行えない。
ンの排ガス性能が悪化する。そうかといって、理論空燃
比となる地点から、閉じていた吸気通路の開閉弁を開に
すると、吸気圧力が過給によって排気ガスの圧力以上に
高くなっているからＥＧＲが行えない。
【００１１】このため、過給機付エンジンは、高エンジ
ントルク／高エンジン回転域でＥＧＲ効果を十分に発揮
させることが難しく、これを改善したＥＧＲ装置が望ま
れている。
ントルク／高エンジン回転域でＥＧＲ効果を十分に発揮
させることが難しく、これを改善したＥＧＲ装置が望ま
れている。
【００１２】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、ＥＧＲが行えるエンジン
の高負荷／高速の運転領域の拡大が図れる過給機付エン
ジンの排気ガス還流装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、ＥＧＲが行えるエンジン
の高負荷／高速の運転領域の拡大が図れる過給機付エン
ジンの排気ガス還流装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の排気ガス還流装置では、過給機から
の過給吸気をエンジンの燃焼室へ導く第１吸気通路、過
給機を通らずに取り込まれた吸気をエンジンの燃焼室へ
導く第２吸気通路、エンジンの排気ガスを第２吸気通路
から燃焼室へ導入させるＥＧＲ通路を設ける構造を採用
することで、常に低い吸気圧力の第２吸気通路を通じて
排気ガスをエンジンの吸気側へ戻すようにした。
に請求項１に記載の排気ガス還流装置では、過給機から
の過給吸気をエンジンの燃焼室へ導く第１吸気通路、過
給機を通らずに取り込まれた吸気をエンジンの燃焼室へ
導く第２吸気通路、エンジンの排気ガスを第２吸気通路
から燃焼室へ導入させるＥＧＲ通路を設ける構造を採用
することで、常に低い吸気圧力の第２吸気通路を通じて
排気ガスをエンジンの吸気側へ戻すようにした。
【００１４】これにより、ＥＧＲガスは、常に無過給状
態の第２吸気通路から新気と共にエンジンの吸入側へ還
流するようになるので、過給圧の上昇に関係なく、ＥＧ
Ｒが続けられる。
態の第２吸気通路から新気と共にエンジンの吸入側へ還
流するようになるので、過給圧の上昇に関係なく、ＥＧ
Ｒが続けられる。
【００１５】したがって、ＥＧＲを行えるエンジンの運
転領域は、第２吸気通路からエンジンの燃焼室へ供給さ
れる新気分（空気過剰率が増加する分）、高エンジント
ルク／高エンジン回転数側に拡がり、高エンジントルク
／高エンジン回転数側の領域での大量のＥＧＲが可能と
なる。
転領域は、第２吸気通路からエンジンの燃焼室へ供給さ
れる新気分（空気過剰率が増加する分）、高エンジント
ルク／高エンジン回転数側に拡がり、高エンジントルク
／高エンジン回転数側の領域での大量のＥＧＲが可能と
なる。
【００１６】請求項２に記載の排気ガス還流装置は、上
記目的に加え、さらに過給圧が低いエンジンの運転領域
でのＥＧＲ効果を促進させるために、過給圧が低いとき
は第１吸気通路と第２吸気通路との双方から過給吸気が
エンジンの燃焼室へ導けるようにして、大量のＥＧＲを
可能としたことにある。
記目的に加え、さらに過給圧が低いエンジンの運転領域
でのＥＧＲ効果を促進させるために、過給圧が低いとき
は第１吸気通路と第２吸気通路との双方から過給吸気が
エンジンの燃焼室へ導けるようにして、大量のＥＧＲを
可能としたことにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図６に
示す一実施形態にもとづいて説明する。図１は、本発明
の排気ガス還流装置を適用した、車両に搭載される過給
機付の直噴式（直接噴射式）ディーゼルエンジン周りの
構造を示し、図中１は車両のエンジンルーム（図示しな
い）に収容されるエンジン本体である。
示す一実施形態にもとづいて説明する。図１は、本発明
の排気ガス還流装置を適用した、車両に搭載される過給
機付の直噴式（直接噴射式）ディーゼルエンジン周りの
構造を示し、図中１は車両のエンジンルーム（図示しな
い）に収容されるエンジン本体である。
【００１８】エンジン本体１は、周知のようにシリンダ
ブロック２とシリンダヘッド３とで囲まれるシリンダ４
内にピストン５を往復可能に嵌挿して構成され、シリン
ダヘッド３のシリンダ毎に組み付けた例えば２個づつの
吸気弁６ａ，６ｂおよび排気弁７ａ，７ｂ、さらにはシ
リンダ毎に組み付けた燃料噴射ノズル（図示しない）に
より、燃焼室８内で吸入工程、圧縮工程、燃料噴射工
程、膨張工程、排気工程を繰り返して、クランクシャフ
ト（図示しない）から軸出力が発生されるようにしてあ
る。なお、吸／排気弁６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、シリ
ンダヘッド３に各々弁毎に２個づつ独立に形成してある
吸気ポート９ａ，９ｂおよび排気ポート１０ａ，１０ｂ
に取り付けてある。
ブロック２とシリンダヘッド３とで囲まれるシリンダ４
内にピストン５を往復可能に嵌挿して構成され、シリン
ダヘッド３のシリンダ毎に組み付けた例えば２個づつの
吸気弁６ａ，６ｂおよび排気弁７ａ，７ｂ、さらにはシ
リンダ毎に組み付けた燃料噴射ノズル（図示しない）に
より、燃焼室８内で吸入工程、圧縮工程、燃料噴射工
程、膨張工程、排気工程を繰り返して、クランクシャフ
ト（図示しない）から軸出力が発生されるようにしてあ
る。なお、吸／排気弁６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂは、シリ
ンダヘッド３に各々弁毎に２個づつ独立に形成してある
吸気ポート９ａ，９ｂおよび排気ポート１０ａ，１０ｂ
に取り付けてある。
【００１９】１１は、エンジン本体１と共にエンジンル
ームに収容される過給機、例えばターボチャージャーで
ある。ターボチャージャー１１は、周知のように一本の
シャフト１２の両端に排気ガスタービン部１３とエアコ
ンプレッサ部１４とを組み付けて構成される。そして、
排気ガスタービン部１３は、各排気ポート端から延びる
排気通路１５に介装され、排気ポート１０ａ，１０ｂか
ら排出される排気ガスの熱エネルギーで駆動されるよう
にしてある。またエアコンプレッサ部１３は、吸気ポー
ト９ａ，９ｂの一方、例えば吸気ポート９ａとエアクリ
ーナー１６との間に接続される吸気通路１７（吸気ポー
ト９ａと共に第１吸気通路を構成）の途中に介装され、
エアコンプレッサ部１４で行われる圧送によって、エア
クリーナー１６から取り込んだ吸気を圧力を高めて吸気
ポート９ａから燃焼室８へ過給できるようにしている。
なお、吸気通路１７の途中にはインタクーラー１８が介
装してある。
ームに収容される過給機、例えばターボチャージャーで
ある。ターボチャージャー１１は、周知のように一本の
シャフト１２の両端に排気ガスタービン部１３とエアコ
ンプレッサ部１４とを組み付けて構成される。そして、
排気ガスタービン部１３は、各排気ポート端から延びる
排気通路１５に介装され、排気ポート１０ａ，１０ｂか
ら排出される排気ガスの熱エネルギーで駆動されるよう
にしてある。またエアコンプレッサ部１３は、吸気ポー
ト９ａ，９ｂの一方、例えば吸気ポート９ａとエアクリ
ーナー１６との間に接続される吸気通路１７（吸気ポー
ト９ａと共に第１吸気通路を構成）の途中に介装され、
エアコンプレッサ部１４で行われる圧送によって、エア
クリーナー１６から取り込んだ吸気を圧力を高めて吸気
ポート９ａから燃焼室８へ過給できるようにしている。
なお、吸気通路１７の途中にはインタクーラー１８が介
装してある。
【００２０】残る他方の吸気ポート９ｂは、吸気通路１
７とは別の独立した吸気通路１９（吸気ポート９ａと共
に第１吸気通路を構成）で、エアクリーナー１６と接続
されていて、ターボチャージャー１１を通らずに吸気を
燃焼室８へ供給できるようにしてある。
７とは別の独立した吸気通路１９（吸気ポート９ａと共
に第１吸気通路を構成）で、エアクリーナー１６と接続
されていて、ターボチャージャー１１を通らずに吸気を
燃焼室８へ供給できるようにしてある。
【００２１】この吸気通路１９の下流側には、排気通路
１５の途中から分岐したＥＧＲ通路２０の出口が接続さ
れている。またこのＥＧＲ通路２０には、同通路２０を
開閉するＥＧＲ弁２１が介装されていて、エンジンから
排出された排気ガスの一部を吸気ポート９ｂから燃焼室
８へ導入できる構造にしてある。
１５の途中から分岐したＥＧＲ通路２０の出口が接続さ
れている。またこのＥＧＲ通路２０には、同通路２０を
開閉するＥＧＲ弁２１が介装されていて、エンジンから
排出された排気ガスの一部を吸気ポート９ｂから燃焼室
８へ導入できる構造にしてある。
【００２２】ＥＧＲ通路２０の出口から上流側の吸気通
路１９は、例えば開度が可変可能な開閉弁で構成される
バイパス弁２２が介装されたバイパス通路２３を介し
て、吸気通路１７のインタクーラ１８から上流側の部分
に接続してある。またバイパス通路２３の接続部から上
流側の吸気通路１９には、同通路１９を開閉する開閉弁
２４が介装され、バイパス弁２２と開閉弁２４とで行わ
れる流路制御によって、過給した吸気を吸気ポート９ａ
と吸気ポート９ｂの双方から燃焼室８へ導く流れのモー
ド、ＥＧＲ通路２０からの排気ガスをそのまま吸気ポー
ト９ｂから燃焼室８へ導入させる流れのモードに切り換
えられるようにしてある（流路制御手段）。
路１９は、例えば開度が可変可能な開閉弁で構成される
バイパス弁２２が介装されたバイパス通路２３を介し
て、吸気通路１７のインタクーラ１８から上流側の部分
に接続してある。またバイパス通路２３の接続部から上
流側の吸気通路１９には、同通路１９を開閉する開閉弁
２４が介装され、バイパス弁２２と開閉弁２４とで行わ
れる流路制御によって、過給した吸気を吸気ポート９ａ
と吸気ポート９ｂの双方から燃焼室８へ導く流れのモー
ド、ＥＧＲ通路２０からの排気ガスをそのまま吸気ポー
ト９ｂから燃焼室８へ導入させる流れのモードに切り換
えられるようにしてある（流路制御手段）。
【００２３】一方、２５は例えばマイクロコンピュータ
から構成されたＥＣＵである。このＥＣＵ２５には、例
えば予め設定された噴射時期，燃料噴射量のマップか
ら、エンジンの運転状態（エンジン回転数、アクセル開
度）に応じた噴射時期，燃料噴射量を決定して、燃料噴
射弁（図示しない）を駆動して噴射ノズルから、エンジ
ンの運転に応じた燃料を噴射させる機能が設定されてい
る。
から構成されたＥＣＵである。このＥＣＵ２５には、例
えば予め設定された噴射時期，燃料噴射量のマップか
ら、エンジンの運転状態（エンジン回転数、アクセル開
度）に応じた噴射時期，燃料噴射量を決定して、燃料噴
射弁（図示しない）を駆動して噴射ノズルから、エンジ
ンの運転に応じた燃料を噴射させる機能が設定されてい
る。
【００２４】またＥＣＵ２５には、エンジンの運転状
態、さらには過給吸気の圧力を検知する給気圧センサ２
６、排気ガスタービン部１３のタービン入口の圧力（排
気圧力）を検知するタービン入口圧センサ２７からの出
力にしたがって、排気還流装置を制御する機能が設定さ
れている。
態、さらには過給吸気の圧力を検知する給気圧センサ２
６、排気ガスタービン部１３のタービン入口の圧力（排
気圧力）を検知するタービン入口圧センサ２７からの出
力にしたがって、排気還流装置を制御する機能が設定さ
れている。
【００２５】具体的には、例えばＥＣＵ２５にはつぎの
ような機能が設定されている。すなわち、ＥＧＲを行わ
ない全負荷時のエンジン運転と、それ以外のＥＧＲを行
うエンジン運転とを判定する機能。
ような機能が設定されている。すなわち、ＥＧＲを行わ
ない全負荷時のエンジン運転と、それ以外のＥＧＲを行
うエンジン運転とを判定する機能。
【００２６】ＥＧＲをしない全負荷運転のときは、各Ｅ
ＧＲ弁２１を閉止したまま、過給された吸気だけを吸気
ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼室８へ導くモード（開
閉弁２４：閉、バイパス弁２２：開）にする機能。
ＧＲ弁２１を閉止したまま、過給された吸気だけを吸気
ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼室８へ導くモード（開
閉弁２４：閉、バイパス弁２２：開）にする機能。
【００２７】ＥＧＲを行う運転のときで、過給圧力Ｐｂ
がタービン入口圧力Ｐｔｉより低いときは、過給吸気を
吸気ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼室８へ導き、片方
の吸気ポート９ｂを通じてＥＧＲ通路２０から排気ガス
を燃焼室８へ還流させるモードにする機能。
がタービン入口圧力Ｐｔｉより低いときは、過給吸気を
吸気ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼室８へ導き、片方
の吸気ポート９ｂを通じてＥＧＲ通路２０から排気ガス
を燃焼室８へ還流させるモードにする機能。
【００２８】ＥＧＲを行う運転のときで、過給圧力Ｐｂ
がタービン入口圧力Ｐｔｉより高いときは、過給吸気を
吸気通路１７を経て吸気ポート９ａから燃焼室８へ導
き、またこれとは独立して無過給の吸気を吸気通路１９
を経て吸気ポート９ｂから燃焼室８へ導き、この無過給
の吸気が流れる吸気ポート９ｂを通じてＥＧＲ通路２０
から排気ガスを燃焼室８へ還流させるモードにする機
能。このとき、空気量が不足する部分負荷域であれば、
バイパス弁２２を開側に開度を調節して、吸気ポート９
ｂ側を若干、過給して空気量を増すモードにする機能。
がタービン入口圧力Ｐｔｉより高いときは、過給吸気を
吸気通路１７を経て吸気ポート９ａから燃焼室８へ導
き、またこれとは独立して無過給の吸気を吸気通路１９
を経て吸気ポート９ｂから燃焼室８へ導き、この無過給
の吸気が流れる吸気ポート９ｂを通じてＥＧＲ通路２０
から排気ガスを燃焼室８へ還流させるモードにする機
能。このとき、空気量が不足する部分負荷域であれば、
バイパス弁２２を開側に開度を調節して、吸気ポート９
ｂ側を若干、過給して空気量を増すモードにする機能。
【００２９】この他、高いＥＧＲ率を必要とするとき
は、過給吸気を吸気通路１７，吸気ポート９ａを通じて
燃焼室８へ導くと共に、吸気ポート９ｂと直結したＥＧ
Ｒ通路２０から排気ガスを燃焼室８へ還流させるモード
にする機能。
は、過給吸気を吸気通路１７，吸気ポート９ａを通じて
燃焼室８へ導くと共に、吸気ポート９ｂと直結したＥＧ
Ｒ通路２０から排気ガスを燃焼室８へ還流させるモード
にする機能。
【００３０】こうした制御によって、過給機付ディーゼ
ルエンジンのＥＧＲが行える領域を拡げたり、大量のＥ
ＧＲが行えるようにしている。すなわち、排気ガス還流
装置の作用について説明すれば、今、ディーゼルエンジ
ンが全負荷で運転されたとする。このとき、ＥＣＵ２５
は、ＥＧＲが必要でないと判定して、「全負荷」のモー
ドにしたがい図２に示されるように開閉弁２４を閉、バ
イパス弁２２を開、ＥＧＲ弁２１を閉にする。
ルエンジンのＥＧＲが行える領域を拡げたり、大量のＥ
ＧＲが行えるようにしている。すなわち、排気ガス還流
装置の作用について説明すれば、今、ディーゼルエンジ
ンが全負荷で運転されたとする。このとき、ＥＣＵ２５
は、ＥＧＲが必要でないと判定して、「全負荷」のモー
ドにしたがい図２に示されるように開閉弁２４を閉、バ
イパス弁２２を開、ＥＧＲ弁２１を閉にする。
【００３１】すると、図２中の太線に示されるようにタ
ーボチャージャー１１で過給された吸気は、吸気ポート
９ａから燃焼室８へ供給されると同時に、バイパス弁２
２を通じて吸気ポート９ｂから燃焼室８へ供給される。
ーボチャージャー１１で過給された吸気は、吸気ポート
９ａから燃焼室８へ供給されると同時に、バイパス弁２
２を通じて吸気ポート９ｂから燃焼室８へ供給される。
【００３２】これにより、吸気ポート９ａ，９ｂの双方
から吸気を燃焼室８に過給して、エンジン出力を高めた
ディーゼルエンジンの運転が行われる（ＥＧＲ無し）。
続いて、ディーゼルエンジンの運転が全負荷運転から、
過給圧Ｐｂがタービン入口圧Ｐｔｉより低くなる運転に
なったとする。
から吸気を燃焼室８に過給して、エンジン出力を高めた
ディーゼルエンジンの運転が行われる（ＥＧＲ無し）。
続いて、ディーゼルエンジンの運転が全負荷運転から、
過給圧Ｐｂがタービン入口圧Ｐｔｉより低くなる運転に
なったとする。
【００３３】このときには、ＥＣＵ２５の指令により、
「過給圧低」のモードにしたがい、ＥＧＲ弁２１は開に
変わる。すると、図３中の太線に示されるようにＥＧＲ
通路２０からの排気ガスが、低過給圧の新気に押し込ま
れるようにして、吸気通路１９、吸気ポート９ｂからエ
ンジンの吸気側に戻る。
「過給圧低」のモードにしたがい、ＥＧＲ弁２１は開に
変わる。すると、図３中の太線に示されるようにＥＧＲ
通路２０からの排気ガスが、低過給圧の新気に押し込ま
れるようにして、吸気通路１９、吸気ポート９ｂからエ
ンジンの吸気側に戻る。
【００３４】これにより、ＥＧＲ効果を発揮させたエン
ジン運転が行われる。続いて、ディーゼルエンジンが高
負荷／高回転域の運転になり、タービン入口圧Ｐｔｉよ
り過給圧Ｐｂが高くなったとする。
ジン運転が行われる。続いて、ディーゼルエンジンが高
負荷／高回転域の運転になり、タービン入口圧Ｐｔｉよ
り過給圧Ｐｂが高くなったとする。
【００３５】すると、ＥＣＵ２５の指令により、「過給
圧高」のモードにしたがい、バイパス弁２２は閉、開閉
弁２４は開に変わる。これにより、図４中の太線に示さ
れるようにターボチャージャー１１で過給された吸気
は、独立した通路となる吸気通路１７、吸気ポート９ａ
を通って燃焼室８へ供給される。また無過給の吸気も、
独立した通路となる吸気通路１９、吸気ポート９ｂを通
って燃焼室８へ供給される。
圧高」のモードにしたがい、バイパス弁２２は閉、開閉
弁２４は開に変わる。これにより、図４中の太線に示さ
れるようにターボチャージャー１１で過給された吸気
は、独立した通路となる吸気通路１７、吸気ポート９ａ
を通って燃焼室８へ供給される。また無過給の吸気も、
独立した通路となる吸気通路１９、吸気ポート９ｂを通
って燃焼室８へ供給される。
【００３６】すると、ＥＧＲ通路２０からの排気ガス
は、大気圧の新気に押し込まれるようにして、吸気通路
１９，吸気ポート９ｂを経てエンジンの吸気側に戻り、
ＥＧＲ効果を発揮する。
は、大気圧の新気に押し込まれるようにして、吸気通路
１９，吸気ポート９ｂを経てエンジンの吸気側に戻り、
ＥＧＲ効果を発揮する。
【００３７】これにより、ＥＧＲ通路２０からの排気ガ
スは、常に無過給状態の新気と共に、エンジンの吸入側
へ還流されるので、過給圧の上昇に関係なく、ＥＧＲが
続けられる。
スは、常に無過給状態の新気と共に、エンジンの吸入側
へ還流されるので、過給圧の上昇に関係なく、ＥＧＲが
続けられる。
【００３８】しかも、このＥＧＲは、無過給状態の新気
流入により、燃焼室８の空気過剰率を増しながら行われ
る。それ故、本発明の排気ガス還流装置だと、ＥＧＲを
行えるエンジンの運転領域は、吸気通路１９，吸気ポー
ト９ｂから燃焼室８へ供給される新気の増加分、すなわ
ち吸気量の増加で空気過剰率が増える分、図６に示され
る線図のように高エンジントルク／高エンジン回転数側
に拡大できる。しかも、このとき空気不足が生じたなら
ば（部分負荷域など）、閉止していたバイパス弁２２を
若干、開いて、吸気ポート９ｂ側を若干、過給すれば、
空気不足が解消されるので、一層、高エンジントルク／
高エンジン回転数寄りでＥＧＲを続けることができる。
流入により、燃焼室８の空気過剰率を増しながら行われ
る。それ故、本発明の排気ガス還流装置だと、ＥＧＲを
行えるエンジンの運転領域は、吸気通路１９，吸気ポー
ト９ｂから燃焼室８へ供給される新気の増加分、すなわ
ち吸気量の増加で空気過剰率が増える分、図６に示され
る線図のように高エンジントルク／高エンジン回転数側
に拡大できる。しかも、このとき空気不足が生じたなら
ば（部分負荷域など）、閉止していたバイパス弁２２を
若干、開いて、吸気ポート９ｂ側を若干、過給すれば、
空気不足が解消されるので、一層、高エンジントルク／
高エンジン回転数寄りでＥＧＲを続けることができる。
【００３９】また排気ガス還流装置は、これに加え過給
圧が低いときには吸気ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼
室８へ供給される過給吸気と共に排気ガスを還流させた
ので、過給圧が低いエンジンの運転領域でも大量のＥＧ
Ｒが行え、エンジン運転領域の全体に渡り、高いＥＧＲ
効果が確保できる。
圧が低いときには吸気ポート９ａ，９ｂの双方から燃焼
室８へ供給される過給吸気と共に排気ガスを還流させた
ので、過給圧が低いエンジンの運転領域でも大量のＥＧ
Ｒが行え、エンジン運転領域の全体に渡り、高いＥＧＲ
効果が確保できる。
【００４０】しかも、排気ガス還流装置は、高ＥＧＲ率
が必要な運転領域のときは、図５に示されるように無過
給新気の供給を行う経路を遮断して、ＥＧＲ通路２０の
排気ガスをそのままエンジンの吸気側に戻しているの
で、高いＥＧＲ率も確保できる。
が必要な運転領域のときは、図５に示されるように無過
給新気の供給を行う経路を遮断して、ＥＧＲ通路２０の
排気ガスをそのままエンジンの吸気側に戻しているの
で、高いＥＧＲ率も確保できる。
【００４１】そのうえ、こうした効果をもたらす還流構
造は、無過給状態の新気に排気ガスを導入する構造に、
吸気通路１７，１９の相互間をＥＧＲ通路２０の上流側
で開閉するバイパス弁２２、バイパス弁２２の下流側で
吸気通路１９を開閉する開閉弁２４を組み合わせただけ
なので、簡単な構造ですむ。
造は、無過給状態の新気に排気ガスを導入する構造に、
吸気通路１７，１９の相互間をＥＧＲ通路２０の上流側
で開閉するバイパス弁２２、バイパス弁２２の下流側で
吸気通路１９を開閉する開閉弁２４を組み合わせただけ
なので、簡単な構造ですむ。
【００４２】なお、一実施形態は、ターボチャージャー
で過給するエンジンの排気ガス還流装置を例に挙げた
が、むろんターボチャージャー以外の過給機で過給する
エンジンの排気ガス還流装置に本発明を適用してもよ
い。
で過給するエンジンの排気ガス還流装置を例に挙げた
が、むろんターボチャージャー以外の過給機で過給する
エンジンの排気ガス還流装置に本発明を適用してもよ
い。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、排気ガスは、常に無過給状態の吸気通路か
ら新気と共にエンジンの吸入側へ還流するので、過給圧
の上昇に関係なくＥＧＲが続けられる。
明によれば、排気ガスは、常に無過給状態の吸気通路か
ら新気と共にエンジンの吸入側へ還流するので、過給圧
の上昇に関係なくＥＧＲが続けられる。
【００４４】したがって、ＥＧＲを行えるエンジンの運
転領域は、第２吸気通路からエンジンの燃焼室へ供給さ
れる新気分（空気過剰率が増加する分）、高エンジント
ルク／高エンジン回転数側に拡大でき、困難とされてい
た高負荷／高回転数側での大量のＥＧＲを実現できる。
転領域は、第２吸気通路からエンジンの燃焼室へ供給さ
れる新気分（空気過剰率が増加する分）、高エンジント
ルク／高エンジン回転数側に拡大でき、困難とされてい
た高負荷／高回転数側での大量のＥＧＲを実現できる。
【００４５】請求項２に記載の発明によれば、上記効果
に加え、過給圧が低いエンジンの運転領域でのＥＧＲ効
果を促進させることができ、エンジン運転領域の広範囲
に渡り大量のＥＧＲが行えるという効果を奏する。
に加え、過給圧が低いエンジンの運転領域でのＥＧＲ効
果を促進させることができ、エンジン運転領域の広範囲
に渡り大量のＥＧＲが行えるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施形態の排気ガス還流装置の構成
を説明するための図。
を説明するための図。
【図２】ＥＧＲがないエンジン運転のときの吸気の流れ
を説明するための図。
を説明するための図。
【図３】過給圧がタービン入口圧より低いときのＥＧＲ
を説明するための図。
を説明するための図。
【図４】過給圧がタービン入口より高いときのＥＧＲを
説明するための図。
説明するための図。
【図５】高いＥＧＲ率でＥＧＲを行ったときを説明する
ための図。
ための図。
【図６】エンジン運転領域の高エンジントルク／高エン
ジン回転側のＥＧＲが実現されることを説明するための
線図。
ジン回転側のＥＧＲが実現されることを説明するための
線図。
８…燃焼室 ９ａ，１７…吸気ポート，吸気通路（第１吸気通路） ９ｂ，１９…吸気ポート，吸気通路（第２吸気通路） ２０…ＥＧＲ通路 ２１…ＥＧＲ弁 ２２…バイパス弁 ２４…開閉弁。
Claims (2)
- 【請求項１】 過給機を通して取り込まれた過給吸気を
エンジンの燃焼室へ導く第１吸気通路と、 前記過給機を通らずに取り込まれた吸気を前記エンジン
の燃焼室へ導く第２吸気通路と、 前記エンジンから排出された排気ガスの一部を前記第２
吸気通路を通じて前記燃焼室へ導入させるＥＧＲ通路
と、 を具備したことを特徴とする過給機付エンジンの排気ガ
ス還流装置。 - 【請求項２】 前記第１吸気通路と前記第２吸気通路と
は、過給圧が低いときは過給吸気が双方の通路からエン
ジンの燃焼室へ導かれるように構成されていることを特
徴する請求項１に記載のエンジンの過給機付排気ガス還
流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35129797A JP3456133B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 過給機付エンジンの排気ガス還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35129797A JP3456133B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 過給機付エンジンの排気ガス還流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182358A true JPH11182358A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3456133B2 JP3456133B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18416361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35129797A Expired - Fee Related JP3456133B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 過給機付エンジンの排気ガス還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456133B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7281530B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-10-16 | Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha | Supercharging system for internal combustion engine |
| JP2014092073A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Hino Motors Ltd | Ｅｇｒ装置 |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP35129797A patent/JP3456133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7281530B2 (en) | 2004-02-25 | 2007-10-16 | Usui Kokusai Sangyo Kabushiki Kaisha | Supercharging system for internal combustion engine |
| JP2014092073A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Hino Motors Ltd | Ｅｇｒ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456133B2 (ja) | 2003-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030401 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030630 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |