JPS6041229B2

JPS6041229B2 - 排気タ−ビン式過給機付エンジンのｅｇｒ機構

Info

Publication number: JPS6041229B2
Application number: JP52082974A
Authority: JP
Inventors: 和夫永井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1977-07-13
Publication date: 1985-09-14
Also published as: JPS5419015A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は雛気タービン式過絵機を備えたエンジンのＥＣ
Ｒ機構に関するものである。

従来この種の排気タービン式の圧縮空気供給機を備えた
エンジンにおいては、一般に過給空気圧力よりも排気圧
力が低いため、エンジンの排気を吸気側に還流させるこ
とはできない。

そのため「排気をタービンのコンブレッサ吸気部へ導入
する方法が考えられたが「軽金属で作られたコンブレッ
サ羽根車を排気が通過するので羽根車が腐食されたり、
羽根車の表面に排気中のカーボンが付着して送風効率を
低下させる等の欠点があった。またしこの欠点を避け
るためにコンブレッサとエンジン入口との間の圧送空気
路に固定絞りを設け、この絞りの下流に排気圧よりも低
い圧力部を作りこれに排気を還流させることも試みられ
ているがト固定絞りであるためにエンジンの高負荷運転
時にコンブレッサ出口部が異常高圧になりチョ−ク状態
を呈するという欠点が生じていた。本発明は、エンジン
排気がコンブレッサ部を通過することも「また「コン
ブレッサの出口が異常高圧となることもなく、エンジン
最高出力時以外は、適量の排気をエンジンに還流させて
排気中のＮ○×量を減少させるに好適なタービン式週給
機付エンジンのＥＧＲ機構を提供することを目的とし、
その特徴とするところは、コンブレッサよりの圧送空気
路圧に比例して圧送空気路の断面積を減好させる移動絞
りを設けてダイヤフラム制御弁と、上記移動絞りの下流
と排気路とを蓮適する排気還流路に設け排気だけを通過
させることができる逆止弁と、上記移動絞りの上流と下
流の圧力差に比例して排気還流路の断面積を増加させる
ニードルを備えたダイヤフラム弁とを設けると共に、コ
ンブレッサ出口の圧送空気路とコンブレッサ入口とを蓮
適するバイパス路を設け、このバイパス路に上記移動絞
り下流圧とバイパス路圧の圧力差に比例してバイパス路
の断面積を増加させるニ‐ドルを設けてバイパス路ダイ
ヤフラム弁を有することにある。

第１図は本発明の一実施例である排気タービン式過給機
付エンジンのＥＧＲ機構を説明する図である。

コンブレッサ１は排気タービン髄２によって回転させら
れる羽根車３によって空気を圧縮し庄送空気路４に空気
を送っている。圧送空気路４にはバイパス燐５が分岐し
て設けられ、このバイパス路５にはニードル２１を有す
るバイパス路ダイヤフラム弁２０が取付けられている。
また、圧送空気路４には円筒形の移動絞り１亀を設けた
ダイヤフラム制御弁ＩＱが備えられている。このダイヤ
フラム制御弁翼０のダイヤフラム１２には上記移動絞り
１１が取付けられ、圧縮ばね１３を収容した大気圧室１
４は大気孔１５によって外気と運適している。ダイヤフ
ラム１２の他方は圧力室亀６となよたおり「電磁弁７を
備えた蓮通路１７によってバイパス略５と蓮適している
。電磁弁７は圧送空気路４の圧力を検知する圧力スイッ
チ８によって作動する。移動絞り１１の下流の圧送空気
路４には排気還流路（ＥＣＲ路）４３とダイヤフラム弁
２０の移動絞り下流圧室２５との叢通路が開□しており
、ＥＧＲ路４３には圧縮ばね４２と円錐片４１を収容し
た逆止弁４０が設けられている。

また、ＥＧＲ路４３の逆止弁４０と排気路（図示されて
いない）との間には、ニードル３１を取付けたダイヤフ
ラム３２をもつダイヤフラム弁３０が敬付タナてあり、
ダイヤフラム弁３０の移動絞り下流圧室３５は破線で示
すごと〈圧送空気路４の移動絞り１１の下流に運通し、
移動絞り上流圧室３４は実線で示す流路を通って圧送空
気路４の移動絞り１１の上流と蓮適している。上記ダイ
ヤフラム弁２０‘まダイヤフラム２２を境として、圧縮
ばね２３を収容した移動絞り下流圧室とバイパス路圧室
２６があり、ダイヤフラム２２に取付けたニードル２１
はバィパス路５に挿入されている。このように構成され
た排気タービン式週給機付エンジンのＥＧＲ機構におい
て、エンジンを始動してその排気によってタービン軸が
回転させられると、羽根車３が回転して圧送空気路４に
空気を送り込む。

しかし、アイドリング時のようなエンジン低速運転時は
排気量が少ないので羽根車３の回転は低速で圧送空気路
４の圧力はあまり上昇しない。次第にエンジンの回転数
を上昇させると圧送空気路４の圧力はエンジンの回転数
則ちエンジン負荷に比例して上昇する。第２図はコンブ
レッサ出口圧力とエンジン負荷との関係を示す線図で、
縦鞠はコンブレツサ出口圧即ち大気圧以上の過給圧力を
ｍｍＨｇで示し、機軸はエンジンの負荷を％で示してい
る。

点ａはアィドリング運転より負荷運転に変化する点を示
しており、これ以後はコンブレッサ出口圧力とエンジン
負荷はほぼ比例しており、１００％負荷時の圧力は７０
０脚Ｈｇとなる。このようにエンジンの回転数が上昇す
ると、圧送空気路４の圧力はダイヤフラム制御弁１０の
圧力室１６に導びかれ圧縮‘よね１３の力に抗してダイ
ヤフラム１２を押し移動絞り１１を押し出して圧送空気
路４を狭くする。

したがって、移動絞り１１より下流の圧が下り、ダイヤ
フラム弁３０のダイヤフラム３２を押し上げてニードル
３１を引き上げ、更に逆止弁４０の円錐片４１を押して
ＥＣＲ路４３より排気を還流させる。一方、ダイヤフラ
ム弁２０の移動絞り下流圧室２５の圧が降下し、圧縮ば
ね２３の力に打勝ってダイヤフラム２２を引き上げそれ
に取付けたニードル２１を引き上げて圧送空気路４の空
気をバイパスさせてコンブレッサーの入口路に逃し、移
動絞り１１の上流下流の圧力差がほぼ一定になるように
して排気還流量を制御する。エンジンが全出力運転に近
くなり圧送空気路４の圧力が或圧力以上になると、圧力
スイッチ８が作動し蓮通路１７を遮断して圧力室１６の
空気を放出させるので、ダイヤフラム制御弁１０の圧力
室１６は大気圧となる。

このときは圧縮‘まね１３の力で移動絞り１１を引き上
げ、庄送空気路４を開放してエンジンに大量の空気を導
入し全負荷運転を可能ならしめる。したがってダイヤフ
ラム弁３０のダイヤフラムが境している両室の圧力差が
なくなり圧縮１まね３３の力でニードル３１が押し下げ
られＥＣＲ路４３を止じ排気還流を遮断する。一方、ダ
イヤフラム弁２０はダイヤフラム２２が境する両室の圧
力差が小となるが、まだバイパス略５の氏が高いのでニ
ードル２１がバイパス路を閉じることなくコンブレッサ
出口圧が異常に高圧にならないように空気の一部を還流
する。上記電磁弁７の作動時期の設定を適当に定め、ま
た、ダイヤフラム制御弁１０の圧縮ばね１３およびダイ
ヤフラム弁２０の圧縮ばね２３等の強さを適宜設定すれ
ば、必要な時定数を持たせて円滑に調節作動させること
が可能となる。本実施例の排気タービン式週給機付エン
ジンのＥＧＲ機構は、コンブレッサとエンジンとの間の
圧送空気路に移動絞りを設け、この移動絞りの下流に排
気還流路を開口させると共に移動絞り上流の圧力で移動
絞りを動かし、この移動絞りの上下流圧の差によって排
気還流系を制御させることによって、エンジン負荷に応
じた排気還流を行なわせることが可能となり排気中のＮ
仇量を減少させるという効果を生じている。

したがって、コンブレッサ羽根車を排気が通過すること
なく羽根車を腐食させることがないという利点が生ずる
。また、圧送空気路にはバイパス略を設けているので、
比較的高負荷運転時にコンブレツサ出口部が異常に高圧
となるいわゆるチョーク状態を生じさせることがないと
いう利点ももっている。上記実施例においては、移動絞
りの制御を圧送空気路の圧力によって行なっているが、
アクセルに連動するりンク機構を用いて構成した移動絞
り機構を使用しても同様の効果が得られる。

本発明の排気タービン式過給機付エンジンのＥＧＲ機構
は、排気をコンブレッサ部を通過させることなく、コン
ブレッサ出口部に異常高圧を発生させることなく通童の
排気を還流させて、排気中のＮ○ｘ量を減少させるとい
う効果をもっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である排気タービン式週給機
付エンジンのＥＣＲ機構を説明する図、第２図はコンブ
レツサ出口圧力とエンジン負荷との関係を示す線図であ
る。１・・・コンブレッサ、４・・・圧送空気路、５…バイ
パス路、７…電磁弁、１０・・・ダイヤフラム制御弁、
１１・・・移動絞り、１２，２２，３２・・・ダイヤフ
ラム、１３，２３，３３…圧縮ばね、１４…大気圧室、
１６・・・圧力室、１７，２４・・・蓬通路、２０…バ
イパス路ダイヤフラム弁、２１，３１…ニードル、２５
・・・移動絞り下流圧室、２６・・・バイパス路圧室、
３０・・・ダイヤフラム弁、４０・・・逆止弁、４３・
・・ＥＧＲ略。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンの排気流によつて回転する排気タービンと
、この排気タービンと共に回転するコンプレツサとを有
し、上記エンジンに圧縮空気を供給する排気タービン式
過給機付エンジンにおいて、上記コンプレツサと上記エ
ンジン入口とを連通する圧送空気路にその断面積を変化
させる可変絞りと、上記可変絞りの上流と下流の圧力差
を一定に保つため上記可変絞りを駆動する圧力制御機構
と、上記可変絞りの下流に開口したＥＧＲ通路とよりな
る排気タービン式過給機付エンジンのＥＧＲ機構。２エンジンの排気流によつて回転する排気タービンと
、この排気タービンと共に回転するコンプレツサとを有
し、上記エンジンに圧縮空気を供給する排気タービン式
過給機付エンジンにおいて、上記コンプレツサ出口と上
記エンジン入口とを連通する圧送空気路にその断面積を
変化させる移動絞りを有するダイヤフラム制御弁と、上
記移動絞りの下流の上記圧送空気路と排気路とを連通す
るＥＧＲ路に設けた排気のみを通過させることができる
逆止弁と、この逆止弁の排気路側のＥＧＲ路の断面積を
変化させるニードルを有するダイヤフラム弁と、上記コ
ンプレツサ入口と上記コンプレツサ出口の上記圧送空気
路とを連通するバイパス路の断面積を変化させるニード
ルを有するバイパス路ダイヤフラム弁とを備え、上記エ
ンジンの最高出力時以外は、上記圧送空気路圧に比例し
て上記移動絞りを上記圧送空気路に挿入することにより
上記移動絞り上流と下流の圧力差を変化させ、この圧力
差によつて上記ダイヤフラム弁のニードルの位置を制御
して上記ＥＧＲ路よりの排気還流量を調節すると共に、
上記移動絞りの下流圧によつて上記バイパス路ダイヤフ
ラム弁の上記ニードルの位置を制御して上記バイパス路
を還流する空気量を制御することを特徴とする排気ター
ビン式過給機付エンジンのＥＧＲ機構。３上記ダイヤフラム制御弁が、ダイヤフラムに取付け
上記圧送空気路に挿入された上記移動絞りと、この移動
絞りが摺動可能に嵌合している上記圧送空気路の壁と上
記ダイヤフラム間に介在する圧縮ばねを収容する大気圧
室と、この大気圧室と上記ダイヤフラムを介して隣接す
る圧力室と、この圧力室と上記バイパス路とを連絡する
連通路に設けた電磁弁とを備え、上記エンジンの最高出
力時には上記電磁弁が上記圧送空気路の圧力によつて閉
止すると共に上記圧力室の空気を放出させて上記移動絞
りを上記圧縮ばね力によつて後退させるダイヤフラム制
御弁である特許請求の範囲第２項記載の排気タービン式
過給機付エンジンのＥＧＲ機構。４上記バイパス路ダイヤフラム弁が、上記移動絞り下
流の圧力を導入し圧縮ばねを収容した移動絞り下流圧室
と、この移動絞り下流圧室と上記ニードルを取付けたダ
イヤフラムで境する上記バイパス路に連通路を有するバ
イパス路圧室とを備え、上記移動絞り下流圧と上記バイ
パス路圧との差圧によつて上記ニードルを出入させて還
流空気量を調節するダイヤフラム弁である特許請求の範
囲第２項記載の排気タービン式過給機付エンジンのＥＧ
Ｒ機構。