JPS5825865B2 - 排気タ−ボチヤ−ジ付エンジンの排気還流制御装置 - Google Patents
排気タ−ボチヤ−ジ付エンジンの排気還流制御装置Info
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- JPS5825865B2 JPS5825865B2 JP53023663A JP2366378A JPS5825865B2 JP S5825865 B2 JPS5825865 B2 JP S5825865B2 JP 53023663 A JP53023663 A JP 53023663A JP 2366378 A JP2366378 A JP 2366378A JP S5825865 B2 JPS5825865 B2 JP S5825865B2
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- Japan
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- exhaust
- pressure
- passage
- exhaust gas
- 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
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/59—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor
- F02M26/61—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor in response to exhaust pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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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
- F02M26/02—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
- 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
- F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
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- 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
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、排気ターボチャージャを備えたエンジンの
排気還流制御装置に関するものである。
排気還流制御装置に関するものである。
エンジンの排気中に含まれる有害物質、殊に、窒素酸化
物を低減させる手段として、排気の一部を吸気中に還流
させる排気還流システムがある。
物を低減させる手段として、排気の一部を吸気中に還流
させる排気還流システムがある。
この排気還流システムは、吸気中に還流された排気がエ
ンジンの燃焼室内の燃焼を抑制し、その最高温度を下げ
て窒素酸化物の生成を抑制できる利点を有していながら
も、排気の還流によってエンジンの出力が低下する欠点
がある。
ンジンの燃焼室内の燃焼を抑制し、その最高温度を下げ
て窒素酸化物の生成を抑制できる利点を有していながら
も、排気の還流によってエンジンの出力が低下する欠点
がある。
したがって、従来のように、エンジンの全運転領域にわ
たって一定の比率で排気を還流させると、高出力が要求
される高負荷領域においても出力低下が見られ、殊に、
排気ターボチャージャを備えた高出力型のエンジンにあ
っては、出力の低下率が大きくて充分な出力が得られな
くなるため、エンジンの排気量をより大きくする必要が
あった。
たって一定の比率で排気を還流させると、高出力が要求
される高負荷領域においても出力低下が見られ、殊に、
排気ターボチャージャを備えた高出力型のエンジンにあ
っては、出力の低下率が大きくて充分な出力が得られな
くなるため、エンジンの排気量をより大きくする必要が
あった。
この発明は、上記のような従来の欠点を解消し、排気タ
ーボチャージャ付のエンジンにおいては、負荷が増大す
るにともなってタービン入口通路の圧力（排気圧力）と
コンプレッサ出口通路の圧力（給気圧力）とが異なる特
性で上昇することに着目し、複雑な制御機器を用いるこ
となく、常用の中・低負荷領域では窒素酸化物の生成抑
制を優先した比率で吸気中に排気を還流させると共に、
使用頻度が小さくて高出力が要求される高負荷領域では
排気の還流率を減小（排気還流の中断を含む）させてエ
ンジンの出力を確保し、以って、排気特性の悪化をとも
なうことなく排気ターボチャージャ付エンジンの運転性
を向上させることを目的としている。
ーボチャージャ付のエンジンにおいては、負荷が増大す
るにともなってタービン入口通路の圧力（排気圧力）と
コンプレッサ出口通路の圧力（給気圧力）とが異なる特
性で上昇することに着目し、複雑な制御機器を用いるこ
となく、常用の中・低負荷領域では窒素酸化物の生成抑
制を優先した比率で吸気中に排気を還流させると共に、
使用頻度が小さくて高出力が要求される高負荷領域では
排気の還流率を減小（排気還流の中断を含む）させてエ
ンジンの出力を確保し、以って、排気特性の悪化をとも
なうことなく排気ターボチャージャ付エンジンの運転性
を向上させることを目的としている。
以下、添付図面に示された一実施例に基づいてこの発明
の詳細な説明する。
の詳細な説明する。
図において、１はエンジン、２は排気ターボチャージャ
であり、該ターボチャージャ２のコンプレッサ入口通路
３とコンプレッサ出口通路４とでエンジン１の吸気通路
を構成すると共に、タービン入口通路５とタービン出口
通路６とでエンジン１の排気通路を構成している。
であり、該ターボチャージャ２のコンプレッサ入口通路
３とコンプレッサ出口通路４とでエンジン１の吸気通路
を構成すると共に、タービン入口通路５とタービン出口
通路６とでエンジン１の排気通路を構成している。
７はタービン出口通路６とコンプレッサ入口通路３とを
結ぶ排気還流通路であって、この通路７に設けた制御弁
８を圧力差動機構９で開閉駆動するようにしている。
結ぶ排気還流通路であって、この通路７に設けた制御弁
８を圧力差動機構９で開閉駆動するようにしている。
この圧力差動機構９は、タービン入口通路５の圧力ＰＥ
とコンプレッサ出口通路４の圧力ＰＩとが制御圧力とし
て供給されるダイアフラム機構で構成され、制御弁８に
ロッド９ａを介して連結したダイアラム９ｂの両面に圧
力室９ｃ 、９ｄを設けている。
とコンプレッサ出口通路４の圧力ＰＩとが制御圧力とし
て供給されるダイアフラム機構で構成され、制御弁８に
ロッド９ａを介して連結したダイアラム９ｂの両面に圧
力室９ｃ 、９ｄを設けている。
そして、制御弁８を閉じるべくダイアフラム９ｂを押圧
する一方の圧力室９ｃにセットスプリング９ｅを設ける
と共に、この圧力室９ｃとコンプレッサ出口通路４とを
給気圧信号通路９ｆを介して連通している。
する一方の圧力室９ｃにセットスプリング９ｅを設ける
と共に、この圧力室９ｃとコンプレッサ出口通路４とを
給気圧信号通路９ｆを介して連通している。
又、他方の圧力室９ｄとタービン入口通路５とを排気圧
信号通路９ｇを介して連通ずることにより、両通路４，
５の圧力を圧力室９ｃ 、９ｄに導き、給気圧力ＰＩと
排気圧力ＰＥとの間の圧力差とスプリング９ｅのセット
圧とでダイアフラム９ｂ及びロッド９ａを介して制御弁
８を開閉駆動し、排気の還流量（率）を制御するように
している。
信号通路９ｇを介して連通ずることにより、両通路４，
５の圧力を圧力室９ｃ 、９ｄに導き、給気圧力ＰＩと
排気圧力ＰＥとの間の圧力差とスプリング９ｅのセット
圧とでダイアフラム９ｂ及びロッド９ａを介して制御弁
８を開閉駆動し、排気の還流量（率）を制御するように
している。
以上のように構成された排気還流制御装置において、エ
ンジン１が停止している時にはコンプレッサ出口通路４
及びタービン入口通路５の圧力ＰＥ、ＰＩがともに大気
圧に等しいので、ダイアフラム９ｂはスプリング９ｅの
セット圧ＰＳで下方に押し下げられて制御弁８を閉じて
いる。
ンジン１が停止している時にはコンプレッサ出口通路４
及びタービン入口通路５の圧力ＰＥ、ＰＩがともに大気
圧に等しいので、ダイアフラム９ｂはスプリング９ｅの
セット圧ＰＳで下方に押し下げられて制御弁８を閉じて
いる。
エンジン１が始動されると、エンジン１の排気ポートか
らタービン入口通路５に排気が送り込まれるので、該通
路５の圧力ＰＥが上昇し、これにともなって排気ターボ
チャージャ２のタービンが回転駆動される。
らタービン入口通路５に排気が送り込まれるので、該通
路５の圧力ＰＥが上昇し、これにともなって排気ターボ
チャージャ２のタービンが回転駆動される。
尚、タービンから流出して温度が低下すると共に圧力が
平均化された排気は、タービン出口通路６から従来公知
の消音器（図示省略）等を経て大気中に排出される。
平均化された排気は、タービン出口通路６から従来公知
の消音器（図示省略）等を経て大気中に排出される。
上記のようにしてタービンが回転すると、これと同軸で
あるコンプレッサが駆動される。
あるコンプレッサが駆動される。
すると図示しないエアクリーナ等を経てコンプレッサ入
口通路３に導入されている空気が加圧されてコンプレッ
サ出口通路４に送り込まれるので、該通路４の圧力ＰＩ
が上昇してエンジンに対する過給作用が行なわれる。
口通路３に導入されている空気が加圧されてコンプレッ
サ出口通路４に送り込まれるので、該通路４の圧力ＰＩ
が上昇してエンジンに対する過給作用が行なわれる。
このようなエンジン１の運転に際して、前記しこタービ
ン入口通路５の圧力ＰＥは、エンジン１の負荷が増加す
るにともなって、また、エンジン１の回転速度が上昇す
るにともなって大きくなり、第２図に実線で示すような
圧力特性を発揮する。
ン入口通路５の圧力ＰＥは、エンジン１の負荷が増加す
るにともなって、また、エンジン１の回転速度が上昇す
るにともなって大きくなり、第２図に実線で示すような
圧力特性を発揮する。
一方、タービン入口通路５の圧力ＰＥが上昇するにとも
なってタービンの回転速度が高くなってコンプレッサの
回転速度を高くするので、コンプレッサ出口通路４の圧
力ＰＩも同様に高くなるが、その圧力上昇率はタービン
入口通路５の圧力ＰＥの上昇率より大きくて第２図に破
線で示すような特性を示す。
なってタービンの回転速度が高くなってコンプレッサの
回転速度を高くするので、コンプレッサ出口通路４の圧
力ＰＩも同様に高くなるが、その圧力上昇率はタービン
入口通路５の圧力ＰＥの上昇率より大きくて第２図に破
線で示すような特性を示す。
このように、エンジン１の負荷、回転速度が上昇するに
ともなってタービン人口５及びコンプレッサ出口４の圧
力ＰＥ、ＰＩがそれぞれ異なる率で上昇して側圧力ＰＥ
、 Ｐ Ｉの差が次第に小さくなり、ターボチャージ
ャの特性によっても相違するが、一般には高負荷領域で
Ｐ Ｅ＜Ｐ Ｉとなる。
ともなってタービン人口５及びコンプレッサ出口４の圧
力ＰＥ、ＰＩがそれぞれ異なる率で上昇して側圧力ＰＥ
、 Ｐ Ｉの差が次第に小さくなり、ターボチャージ
ャの特性によっても相違するが、一般には高負荷領域で
Ｐ Ｅ＜Ｐ Ｉとなる。
これは、排気ターボチャージャの回転数が増加するにと
もなってコンプレッサの送風（加圧）効率が高くなるた
めである。
もなってコンプレッサの送風（加圧）効率が高くなるた
めである。
従って、エンジン１の中・低負荷領域では、タービン入
口通路５の圧力ＰＥとコンプレッサ出口通路４の圧力Ｐ
Ｉとの差がスプリング９ｅのセット圧ＰＳより大きいの
で、このスプリング９ｅに抗してダイアフラム９ｂが押
し上げ保持されて制御弁８を開く。
口通路５の圧力ＰＥとコンプレッサ出口通路４の圧力Ｐ
Ｉとの差がスプリング９ｅのセット圧ＰＳより大きいの
で、このスプリング９ｅに抗してダイアフラム９ｂが押
し上げ保持されて制御弁８を開く。
このために、使用頻度が高くてさほど出力が要求されな
い中・低負荷領域では排気還流通路７が開かれ、排気が
還流して窒素酸化物の生成を抑制する。
い中・低負荷領域では排気還流通路７が開かれ、排気が
還流して窒素酸化物の生成を抑制する。
尚、この中・低負荷領域ではエンジン１に充分な余裕出
力が残されているので、燃焼性を損なわない程度の大き
な比率で排気を還流させようともエンジン１の運転性が
悪化するおそれはない。
力が残されているので、燃焼性を損なわない程度の大き
な比率で排気を還流させようともエンジン１の運転性が
悪化するおそれはない。
他方、出刃が要求される高負荷領域では、前記したよう
に側圧力ＰＥ、ＰＩの差が小さくなり、あるいは、コン
プレッサ出口通路４の圧力ＰＩがタービン入口通路５の
圧力ＰＥより大きくなるので、ダイアフラム９ｂがスプ
リング９ｅのセシト圧ＰＳ等で押し戻されて制御弁８を
閉じる。
に側圧力ＰＥ、ＰＩの差が小さくなり、あるいは、コン
プレッサ出口通路４の圧力ＰＩがタービン入口通路５の
圧力ＰＥより大きくなるので、ダイアフラム９ｂがスプ
リング９ｅのセシト圧ＰＳ等で押し戻されて制御弁８を
閉じる。
従って、高負荷領域では排気還流通路７が閉ざされて排
気の還流が中断されるので、燃焼が安定化して出力低下
が防止されると共に、黒煙の排出、排気性状の悪化等を
予防できる。
気の還流が中断されるので、燃焼が安定化して出力低下
が防止されると共に、黒煙の排出、排気性状の悪化等を
予防できる。
又、タービン出口通路６からコンプレッサ入口通路３に
至る排気還流通路Ｔに制御弁８を設けているので、高精
度な開閉が要求される制御弁８の熱負荷及びカーボン等
の堆積を軽減できると共に、排気還流通路７を介して連
通される両通路３，６の圧力差の変動が少ないので還流
量（率）の制御が容易化される。
至る排気還流通路Ｔに制御弁８を設けているので、高精
度な開閉が要求される制御弁８の熱負荷及びカーボン等
の堆積を軽減できると共に、排気還流通路７を介して連
通される両通路３，６の圧力差の変動が少ないので還流
量（率）の制御が容易化される。
尚、圧力差動機構９のセットスプリング９ｅのセット圧
ＰＳを任意に選択することにより、第３図に示すように
排気還流領域（斜線部）を使用頻度の高い中・低負荷領
域のみとすることができることは詳述するまでもなく、
排気の脈動が排気還流の制御に悪影響を及ぼす場合は、
排気還流通路７あるいは両信号通路９ｆ、９ｇ等にオリ
フィスを設けるなどして圧力を平均化すればよい。
ＰＳを任意に選択することにより、第３図に示すように
排気還流領域（斜線部）を使用頻度の高い中・低負荷領
域のみとすることができることは詳述するまでもなく、
排気の脈動が排気還流の制御に悪影響を及ぼす場合は、
排気還流通路７あるいは両信号通路９ｆ、９ｇ等にオリ
フィスを設けるなどして圧力を平均化すればよい。
又、エンジン１が無負荷運転されるなど、燃焼温度が低
くて窒素酸化物がほとんど生成されない場合等に閉弁さ
れる補助制御１−１’ｆ−（図示省略）を制御弁８と直
列に接続すれば、アイドリング時等の燃焼を安定化でき
るものであり、制御弁及び圧力差動機構の具体構造は実
施例に限定されるものではない。
くて窒素酸化物がほとんど生成されない場合等に閉弁さ
れる補助制御１−１’ｆ−（図示省略）を制御弁８と直
列に接続すれば、アイドリング時等の燃焼を安定化でき
るものであり、制御弁及び圧力差動機構の具体構造は実
施例に限定されるものではない。
以上説明したようにこの発明は、タービン入口通路とコ
ンプレッサ出口通路との圧力差に基づいてエンジンの負
荷領域を検出し、タービン出口通路からコンプレッサ入
口通路に至る排気還流通路に設けた制御弁を、前記負荷
領域を検出する圧力差動機構で開閉させるようにして高
負荷領域で排気の還流を中断（減少）させるように構成
しているので、複雑な制御機器等を必要としない簡潔構
成でありながら排気ターボチャージャを備えたエンジン
の排気特性及び運転性を改善できる。
ンプレッサ出口通路との圧力差に基づいてエンジンの負
荷領域を検出し、タービン出口通路からコンプレッサ入
口通路に至る排気還流通路に設けた制御弁を、前記負荷
領域を検出する圧力差動機構で開閉させるようにして高
負荷領域で排気の還流を中断（減少）させるように構成
しているので、複雑な制御機器等を必要としない簡潔構
成でありながら排気ターボチャージャを備えたエンジン
の排気特性及び運転性を改善できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はタ
ービン入口通路とコンプレッサ出口通路との圧力特性図
、第３図は排気還流特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・排気ターボチ
ャージャ、３・・・・・・コンプレッサ入口通路、４・
・・・・・コンプレッサ出口通路、５・・・・・・ター
ビン入口通路、６・・・・・・タービン出口通路、７・
・・・・・排気還流通路、８・・・・・・制御弁、９・
・・・・・圧力差動機構。
ービン入口通路とコンプレッサ出口通路との圧力特性図
、第３図は排気還流特性図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・排気ターボチ
ャージャ、３・・・・・・コンプレッサ入口通路、４・
・・・・・コンプレッサ出口通路、５・・・・・・ター
ビン入口通路、６・・・・・・タービン出口通路、７・
・・・・・排気還流通路、８・・・・・・制御弁、９・
・・・・・圧力差動機構。
Claims (1)
- １ 排気ターボチャージャを備えたエンジンにおいて、
タービン出口通路とコンプレッサ入口通路とを排気還流
通路を介して接続し、タービン入口通路とコンプレッサ
出口通路との圧力が制御圧力として供給される圧力差動
機構を設けると共に、該機構で開閉駆動される制御弁を
前記排気還流通路に設け、エンジンの高負荷領域で排気
還流率を減少するようにしたことを特徴とする排気ター
ボチャージャ付エンジンの排気還流制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53023663A JPS5825865B2 (ja) | 1978-03-03 | 1978-03-03 | 排気タ−ボチヤ−ジ付エンジンの排気還流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53023663A JPS5825865B2 (ja) | 1978-03-03 | 1978-03-03 | 排気タ−ボチヤ−ジ付エンジンの排気還流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54117815A JPS54117815A (en) | 1979-09-12 |
| JPS5825865B2 true JPS5825865B2 (ja) | 1983-05-30 |
Family
ID=12116726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53023663A Expired JPS5825865B2 (ja) | 1978-03-03 | 1978-03-03 | 排気タ−ボチヤ−ジ付エンジンの排気還流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825865B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030039008A (ko) * | 2001-11-09 | 2003-05-17 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 터보래그 방지 시스템 |
| CN102536524A (zh) * | 2012-02-07 | 2012-07-04 | 上海交通大学 | 利用排气压力调节的排气再循环系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245847A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-11 | Seiko Epson Corp | Electronic desk calculator |
| JPS52100014A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Hitachi Ltd | Engine exhaust gas recirculating device with supercharger |
-
1978
- 1978-03-03 JP JP53023663A patent/JPS5825865B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245847A (en) * | 1975-10-08 | 1977-04-11 | Seiko Epson Corp | Electronic desk calculator |
| JPS52100014A (en) * | 1976-02-18 | 1977-08-22 | Hitachi Ltd | Engine exhaust gas recirculating device with supercharger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54117815A (en) | 1979-09-12 |
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