JPS59534A - 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 - Google Patents
排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置Info
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- JPS59534A JPS59534A JP57106732A JP10673282A JPS59534A JP S59534 A JPS59534 A JP S59534A JP 57106732 A JP57106732 A JP 57106732A JP 10673282 A JP10673282 A JP 10673282A JP S59534 A JPS59534 A JP S59534A
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- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 42
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 9
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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Classifications
-
- 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
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/20—Control of the pumps by increasing exhaust energy, e.g. using combustion chamber by after-burning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
- F01N2340/04—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses characterised by the arrangement of an exhaust pipe, manifold or apparatus in relation to vehicle frame or particular vehicle parts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
気ガス処理装置に関するものである。
第１図の一部断面で示す平面図及び第２図の一部断面で
示す拡大側面図に示すごとく、内燃機関のシリンダヘッ
ド２０の各気筒の排気口１から排出される排気ガスＥを
排気マニホールド２経由排気タービン過給機４に導入し
て、排気タービン３を駆動し、排気タービン６と同軸上
にあり、かつ吸気サイレンゲ−５経由吸気Ａを吸入して
加圧する給気ブロワ−６を回転させ、加圧した吸気Ａを
インタークーラ７及び吸気マニホールド２６経由、その
内燃機関の各気筒に導入し、一方、排気タービン６を駆
動した排気ガスＥを排気タービン乙の出口ベンド８経由
外部に放出している従来の排気タービン過給機付の内燃
機関、特に直噴式内燃機関は、低速、低負荷′時には排
気タービン過給機の過給効果を発揮しないばかりでなく
、排気ガス中の未燃ガス成分が多く、多量の青白煙及び
刺激性の排気臭を排出し、排気公害の面で問題である。
示す拡大側面図に示すごとく、内燃機関のシリンダヘッ
ド２０の各気筒の排気口１から排出される排気ガスＥを
排気マニホールド２経由排気タービン過給機４に導入し
て、排気タービン３を駆動し、排気タービン６と同軸上
にあり、かつ吸気サイレンゲ−５経由吸気Ａを吸入して
加圧する給気ブロワ−６を回転させ、加圧した吸気Ａを
インタークーラ７及び吸気マニホールド２６経由、その
内燃機関の各気筒に導入し、一方、排気タービン６を駆
動した排気ガスＥを排気タービン乙の出口ベンド８経由
外部に放出している従来の排気タービン過給機付の内燃
機関、特に直噴式内燃機関は、低速、低負荷′時には排
気タービン過給機の過給効果を発揮しないばかりでなく
、排気ガス中の未燃ガス成分が多く、多量の青白煙及び
刺激性の排気臭を排出し、排気公害の面で問題である。
一方、オツトー機関の排気毒性除去装置に関する特公昭
５２ − ２５４８６号の発明及びディーゼルエンジン
の排気再燃焼装置に関する実公昭５３ー２５０４８号の
考案のごとく、排気タービン過給機付内燃機関において
も、排気過給機の排気タービン出口にてその排気ガスを
燃焼させて、前記のごとき排気ガス中の有害成分を除去
する方式は既に知られているが、上記いづれの場合にお
いても機関の全負荷域において排気再燃焼装置を排気ガ
スが通過するので大形の装置を必要とし、また装置の耐
久性の上で問題がある。
５２ − ２５４８６号の発明及びディーゼルエンジン
の排気再燃焼装置に関する実公昭５３ー２５０４８号の
考案のごとく、排気タービン過給機付内燃機関において
も、排気過給機の排気タービン出口にてその排気ガスを
燃焼させて、前記のごとき排気ガス中の有害成分を除去
する方式は既に知られているが、上記いづれの場合にお
いても機関の全負荷域において排気再燃焼装置を排気ガ
スが通過するので大形の装置を必要とし、また装置の耐
久性の上で問題がある。
！、た、上記の場合はアフターバーナ装置に用いた燃料
はその内燃機関の出力等に還元されず、排気ガスは清浄
化されるが、上記燃料のエネルギ回収は行なわれておら
ず不経済である。
はその内燃機関の出力等に還元されず、排気ガスは清浄
化されるが、上記燃料のエネルギ回収は行なわれておら
ず不経済である。
そこで本発明は、前記従来の問題点を解消するだめにな
されたものであり、排気タービン過給機関で低速捷たは
低負荷時の燃焼が不良な時にのみ、排気タービンに導入
される前の排気ガスを、アフターバーナ装置及び触媒部
により完全燃焼させた後に、排気タービンに導入し、そ
れにより過給圧を向上させて機関の燃料消費量を低減さ
せると共に、低速または低負荷時の排気ガスの完全燃焼
をはかることを目的としたものである。
されたものであり、排気タービン過給機関で低速捷たは
低負荷時の燃焼が不良な時にのみ、排気タービンに導入
される前の排気ガスを、アフターバーナ装置及び触媒部
により完全燃焼させた後に、排気タービンに導入し、そ
れにより過給圧を向上させて機関の燃料消費量を低減さ
せると共に、低速または低負荷時の排気ガスの完全燃焼
をはかることを目的としたものである。
即ち、本発明の排気ガス処理装置は、排気タービン過給
機付内燃機関の排気マニホールドの出口部で、かつ排気
タービンの入口前に、該内燃機関の低速まだは低負荷時
にのみ閉じる仕切弁を設けると共に、該排気マニホール
ドの端部から上記仕切弁の下流側に連通ずるバイパス通
路を設け、更にそのバイパス通路に、該内燃機関の低速
または低負荷時にのみ開く仕切弁及びその仕切弁のあと
に、アフターバー゛す装置ならびに触媒部を配設するこ
とにより構成される。
機付内燃機関の排気マニホールドの出口部で、かつ排気
タービンの入口前に、該内燃機関の低速まだは低負荷時
にのみ閉じる仕切弁を設けると共に、該排気マニホール
ドの端部から上記仕切弁の下流側に連通ずるバイパス通
路を設け、更にそのバイパス通路に、該内燃機関の低速
または低負荷時にのみ開く仕切弁及びその仕切弁のあと
に、アフターバー゛す装置ならびに触媒部を配設するこ
とにより構成される。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
及び第２図の従来例ならびに各実施例にち＝いて、それ
ぞれ同じ部品は同じ部品番号で示している。
及び第２図の従来例ならびに各実施例にち＝いて、それ
ぞれ同じ部品は同じ部品番号で示している。
まず、第１図とほぼ同様な構成及び機能を有する第３図
の実施例１における排気タービン過給機４を装備した内
燃機関では、その排気マニホールド２の出口部で、かつ
排気タービン乙の入口前に、この内燃機関の低速または
低負荷時にのみ閉じる仕切弁９を設けると共に、この排
気マニホールド２の端部から上記仕切弁９の下流側、即
ち、排気タービン６の入口側に連通ずるバイパス通路１
０を設け、そのバイパス通路１０に、この内燃機関の低
速まだは低負荷時にのみ開く仕切弁１１及びその仕切弁
１１のあとに、アクタ−バーナ装置１６ならびに触媒部
１６を排気マニホールド１と平行に配設している。
の実施例１における排気タービン過給機４を装備した内
燃機関では、その排気マニホールド２の出口部で、かつ
排気タービン乙の入口前に、この内燃機関の低速または
低負荷時にのみ閉じる仕切弁９を設けると共に、この排
気マニホールド２の端部から上記仕切弁９の下流側、即
ち、排気タービン６の入口側に連通ずるバイパス通路１
０を設け、そのバイパス通路１０に、この内燃機関の低
速まだは低負荷時にのみ開く仕切弁１１及びその仕切弁
１１のあとに、アクタ−バーナ装置１６ならびに触媒部
１６を排気マニホールド１と平行に配設している。
上記の排気ガス処理装置における内燃機関の低速または
低負荷時における仕切弁９を閉じ、そして仕切弁１１を
開とした状態を、第４図に示しており、アフターバーナ
装置１３は、燃料噴射弁１２、バーナ装置１４及び点火
栓１５等からなり、排気マニホールド２からの排気ガス
Ｅはこのアフターバーナ装置１６において加熱され、再
燃焼し、かつ触媒部１６で未燃焼成分を酸化させた後、
排気タービン３に導入されているので、アフターバーナ
装置１６部分での排気ガスの再燃焼およびアフターバー
ナによる燃焼によるエネルギにて排気タービン６０回転
を上昇させることができる。
低負荷時における仕切弁９を閉じ、そして仕切弁１１を
開とした状態を、第４図に示しており、アフターバーナ
装置１３は、燃料噴射弁１２、バーナ装置１４及び点火
栓１５等からなり、排気マニホールド２からの排気ガス
Ｅはこのアフターバーナ装置１６において加熱され、再
燃焼し、かつ触媒部１６で未燃焼成分を酸化させた後、
排気タービン３に導入されているので、アフターバーナ
装置１６部分での排気ガスの再燃焼およびアフターバー
ナによる燃焼によるエネルギにて排気タービン６０回転
を上昇させることができる。
この場合、上記仕切弁９の閉及び仕切弁１１の開及びア
フターバーナ装置１６の点火栓１５の点火等は連動して
行なわれるようになっている。
フターバーナ装置１６の点火栓１５の点火等は連動して
行なわれるようになっている。
次に、第５図は内燃機関が通常の機関回転数及び出力で
運転されている状態を示し、仕切弁９は開き、仕切弁１
１は閉じ、そしてアフターバーナ装置１３も作動されて
おらず、排気ガスＥは排気マニホールド２から排気ター
ビン６に直接導入される。
運転されている状態を示し、仕切弁９は開き、仕切弁１
１は閉じ、そしてアフターバーナ装置１３も作動されて
おらず、排気ガスＥは排気マニホールド２から排気ター
ビン６に直接導入される。
ここで、上記実施例１における排気ガス処理装置の作動
域を、第６図の機関出力及び機関回転数の関係線図で説
明すると、機関アイドル時の低出力時における斜線Ａで
示す範囲がこの排気ガス処理装置の完全作動域であり、
斜ｍＢで示す範囲が各仕切弁９及び１１の中間開度のも
とで、アフターバーナ装置１６の作動により排気ガスＥ
の一部を処理している生作動域であり、矢印Ｃの範囲が
仕切弁９が開、仕切弁１１が閉、アフタ−バーナ装置１
３が停止している第５図の状態の通常運転時を示してい
る。
域を、第６図の機関出力及び機関回転数の関係線図で説
明すると、機関アイドル時の低出力時における斜線Ａで
示す範囲がこの排気ガス処理装置の完全作動域であり、
斜ｍＢで示す範囲が各仕切弁９及び１１の中間開度のも
とで、アフターバーナ装置１６の作動により排気ガスＥ
の一部を処理している生作動域であり、矢印Ｃの範囲が
仕切弁９が開、仕切弁１１が閉、アフタ−バーナ装置１
３が停止している第５図の状態の通常運転時を示してい
る。
更に、第７図及び第８図の実施例２は、実施例１とほぼ
同様の構成及び機能を有する排気タービン過給機４を有
する内燃機関の排気ガス処理装置を示しており、この実
施例２では、排気タービン３のノズルケースを２分割式
とし、かつ排気マニホールド２の出口部も２分割式にし
だものであり、その出口部の中央仕切部２Ａに、仕切壁
と共用される排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを設
け、アフターバーナ装置１３側から排気タービン６人口
への通路に排気ガス処理部出口弁１７を設けたものであ
る。
同様の構成及び機能を有する排気タービン過給機４を有
する内燃機関の排気ガス処理装置を示しており、この実
施例２では、排気タービン３のノズルケースを２分割式
とし、かつ排気マニホールド２の出口部も２分割式にし
だものであり、その出口部の中央仕切部２Ａに、仕切壁
と共用される排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを設
け、アフターバーナ装置１３側から排気タービン６人口
への通路に排気ガス処理部出口弁１７を設けたものであ
る。
即ち、内燃機関の低速まだは低負荷時には、第７図に示
すごとく排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを閉とし
、排気ガス処理部出口弁１７を開とし、仕切弁１１を開
として、排気ガスＥをアフターバーナ装置１６及び触媒
部１６にて完全燃焼させて、排気エネルギの増加をはか
った後、２分割された排気タービン６の入口部ではその
片側のみを通過させ、排気タービン６に与える排気圧を
上昇させ、タービン効率を高めるようにしている。
すごとく排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを閉とし
、排気ガス処理部出口弁１７を開とし、仕切弁１１を開
として、排気ガスＥをアフターバーナ装置１６及び触媒
部１６にて完全燃焼させて、排気エネルギの増加をはか
った後、２分割された排気タービン６の入口部ではその
片側のみを通過させ、排気タービン６に与える排気圧を
上昇させ、タービン効率を高めるようにしている。
なお、内燃機関の中速及び中負荷以上の通常運転時には
、第８図に示すごとく、仕切弁９Ａを開とし、仕切弁１
１を閉とし、そして排気ガス処理部出口弁１７を閉とし
、更にアフターバーナ装置１３を停止させるようにして
いる。
、第８図に示すごとく、仕切弁９Ａを開とし、仕切弁１
１を閉とし、そして排気ガス処理部出口弁１７を閉とし
、更にアフターバーナ装置１３を停止させるようにして
いる。
ここで、第１図の従来例における内燃機関の過給空気圧
をＰｌ、第３図の実施例１における内燃機関の過給空気
圧をＰ２、そして第７図の実施例２における内燃機関の
過給空気圧をＰ３とし、機関回転数及び出力との関係を
第９図の線図で示すと、第６図の線図に示すアイドル時
ならびに斜線Ａの排気ガス処理装置の完全作動域Ａ及び
斜線Ｂの生作動域Ｂに対し、従来例よりも実施例１が斜
線Ｘの部分だけ給気圧が向よし、実施例２は実施例１よ
りも斜線Ｙめ部分だけ更に給気圧が向上する。
をＰｌ、第３図の実施例１における内燃機関の過給空気
圧をＰ２、そして第７図の実施例２における内燃機関の
過給空気圧をＰ３とし、機関回転数及び出力との関係を
第９図の線図で示すと、第６図の線図に示すアイドル時
ならびに斜線Ａの排気ガス処理装置の完全作動域Ａ及び
斜線Ｂの生作動域Ｂに対し、従来例よりも実施例１が斜
線Ｘの部分だけ給気圧が向よし、実施例２は実施例１よ
りも斜線Ｙめ部分だけ更に給気圧が向上する。
給気圧が上昇することにより、良好な燃焼が得られ、同
一の制限シリンダ内圧のもとて低圧縮比機関として高出
力化が得られると共に、その低速まだは低負荷時にも排
気ガスＥが完全燃焼処理されてクリーンな排気ガスを放
出することになる。
一の制限シリンダ内圧のもとて低圧縮比機関として高出
力化が得られると共に、その低速まだは低負荷時にも排
気ガスＥが完全燃焼処理されてクリーンな排気ガスを放
出することになる。
従って、本発明を適用すれば、機関低速捷たは低負荷時
に排気ガスを完全燃焼させ、青白煙及び刺激性の排気臭
をなくすと共に、排気ガスを完全燃焼させたエネルギに
て排気タービンの回転を上昇させて、過給圧が向上する
ので、その内燃機関の燃料消費量も低減する。
に排気ガスを完全燃焼させ、青白煙及び刺激性の排気臭
をなくすと共に、排気ガスを完全燃焼させたエネルギに
て排気タービンの回転を上昇させて、過給圧が向上する
ので、その内燃機関の燃料消費量も低減する。
即ち、本発明ではアフターバーナ装置によるエネルギ及
びその内燃機関からの未然排気ガスが燃焼したエネルギ
が排気タービンを介して機関に回収され′るという利点
がある。
びその内燃機関からの未然排気ガスが燃焼したエネルギ
が排気タービンを介して機関に回収され′るという利点
がある。
なお、本発明は排気タービン過給機付内燃機関、特に直
噴式ディーゼルまたはガソリン機関に対して有効に適用
することができる。
噴式ディーゼルまたはガソリン機関に対して有効に適用
することができる。
第１図は従来の排気タービン過給機付内燃機関の一部断
面の平面図、第２図は第１図の排気タービン過給機の一
部断面の側面図、第３図は本発明の実施例１における排
気タービン過給機付内燃機関の一部断面の平面図、第４
図及び第５図は第３図の排気ガス処理装置の側断面図、
第６図は実施例１の排気ガス処理装置の作動域を示す機
関回転数と機関出力との関係線図、第７図及び第８図は
本発明の実施例２における排気タービン過給機内燃機関
の排気ガス処理装置の側断面図、第９図は第１図の従来
例、第３図の実施例１及び第７図の実施例２における過
給空気圧を比較した線図である。 ２・・・排気マニホールド、３・・排気タービン、４・
・・排気タービン過給機、９，９Ａ・・・仕切弁、１０
・・・バイパス通路、１１・・・仕切弁、１３・・・ア
フターバーす装置、１６・・・触媒部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
面の平面図、第２図は第１図の排気タービン過給機の一
部断面の側面図、第３図は本発明の実施例１における排
気タービン過給機付内燃機関の一部断面の平面図、第４
図及び第５図は第３図の排気ガス処理装置の側断面図、
第６図は実施例１の排気ガス処理装置の作動域を示す機
関回転数と機関出力との関係線図、第７図及び第８図は
本発明の実施例２における排気タービン過給機内燃機関
の排気ガス処理装置の側断面図、第９図は第１図の従来
例、第３図の実施例１及び第７図の実施例２における過
給空気圧を比較した線図である。 ２・・・排気マニホールド、３・・排気タービン、４・
・・排気タービン過給機、９，９Ａ・・・仕切弁、１０
・・・バイパス通路、１１・・・仕切弁、１３・・・ア
フターバーす装置、１６・・・触媒部。 代理人 弁理士 小 川 信 − 弁理士 野 口 賢 照 弁理士 斎 下 和 彦
Claims (1)
- □排気タービン過給機付内燃機関の排気マニホールドの
出口部で、かつ排気タービンの入口前に、該内燃機関の
低速または低負荷時にのみ閉じる仕切弁を設けると共に
、該排気マニホールドの端部から上記仕切弁の下流側で
排気タービン入口部に連通ずるバイパス通路を設け、更
にそのバイパス通路に、該内燃機関の低速または低負荷
時にのみ開く仕切弁及びその仕切弁のあとに、アフター
バーナ装置ならびに触媒部を配設したことを特徴゛とす
る排気タービン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106732A JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106732A JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59534A true JPS59534A (ja) | 1984-01-05 |
| JPS64578B2 JPS64578B2 (ja) | 1989-01-06 |
Family
ID=14441102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106732A Granted JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59534A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63309725A (ja) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 排気タ−ボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
| JPS6424118A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Yanmar Diesel Engine Co | Internal-combustion engine with exhaust turbo charger |
| US5271228A (en) * | 1991-03-26 | 1993-12-21 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Turbocharged engine |
| WO2005093235A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-10-06 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine mit abgasturboaufladung |
| JP2019065858A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | 内燃機関システム |
| JP2020041542A (ja) * | 2018-08-27 | 2020-03-19 | ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | 高高度内燃機関／ターボチャージャー排気燃焼器 |
-
1982
- 1982-06-23 JP JP57106732A patent/JPS59534A/ja active Granted
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64578B2 (ja) | 1989-01-06 |
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