JPS63253115A - Exhaust recirculation device for variable capacity type turbocharger-mounted engine - Google Patents
Exhaust recirculation device for variable capacity type turbocharger-mounted engineInfo
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- JPS63253115A JPS63253115A JP62087396A JP8739687A JPS63253115A JP S63253115 A JPS63253115 A JP S63253115A JP 62087396 A JP62087396 A JP 62087396A JP 8739687 A JP8739687 A JP 8739687A JP S63253115 A JPS63253115 A JP S63253115A
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Classifications
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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
- F02M26/02—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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- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、可変容量型ターボチャージャ付エンジンにお
ける排気環流装置 （Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃ
ｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ＋以下ｒＥＧＲ装置」という）に
関するものである。The present invention relates to an exhaust gas recirculation device for a variable displacement turbocharged engine.
irculation+hereinafter referred to as "rEGR device").
ＥＧＲ装置は、自動車のエンジン等において、エンジン
より排出される排気ガスの一部を排気系より取り出し、
吸気と混合してエンジンの燃焼室に送り、燃焼時の最高
温度を下げることによりＮＯｘの発生量を低減する装置
である。
ＥＧＲのための排気ガス（以下「環流用排気ガス」とい
う）を、吸気の中に混合するためには、混合する部分に
おけ゛る吸気の圧力が環流用排気ガスの圧力より低くな
ければならない。そこで、ターボチャージャ付エンジン
では、一般に、ターボチャージャのブロワー下流側の圧
力は排気圧より高いので、圧力が低い（大気圧）ブロワ
−上流側（入口側）で環流用排気ガスを混合することが
行われていた。
なお、ターボチャージャ付エンジンのＥＧＲ装置に関す
る文献としては、特開昭５６−１２４６６４号公報があ
る（但し、ターボチャージャ付エンジンにおいては、タ
ービン下流側の圧力は、低負荷時の一部を除き、ブロワ
−下流側の圧力より低いという事実に照らして考えた場
合、該公報記載のＥＧＲ装置の動作には疑問の点がある
）。An EGR device extracts part of the exhaust gas emitted from the engine from the exhaust system of a car engine, etc.
This device reduces the amount of NOx generated by mixing it with intake air and sending it to the combustion chamber of the engine, lowering the maximum temperature during combustion. In order to mix the exhaust gas for EGR (hereinafter referred to as "recirculation exhaust gas") into the intake air, the pressure of the intake air at the mixing part must be lower than the pressure of the recirculation exhaust gas. . Therefore, in a turbocharged engine, the pressure downstream of the blower of the turbocharger is generally higher than the exhaust pressure, so it is possible to mix the recirculating exhaust gas on the upstream side (inlet side) of the blower where the pressure is lower (atmospheric pressure). It was done. Note that Japanese Patent Laid-Open No. 56-124664 is a document related to EGR devices for turbocharged engines (However, in turbocharged engines, the pressure on the downstream side of the turbine is In light of the fact that the pressure is lower than the pressure on the downstream side of the blower, the operation of the EGR device described in the publication is questionable).
しかしながら、前記した従来の技術には、ブロワ−内の
ブロワ−・インペラーの耐久信頬性が落ちるという問題
点があった。
即ち、前記従来例では、排気ガスをブロワ−の入口側に
供給するようにしているため、ブロワ−・インペラーは
排気ガスによって汚されると共に、排気ガスの熱によっ
て機械的強度（例えば、クリープ強度）が低下させられ
る。そのため、耐久信幀性が落ちてしまう。更に、ブロ
ワ−吐出温度を制限すれば、エンジン性能が制限される
ことになり、最近の高出力化傾向に対する対応を考えた
場合、マイナスになってしまう。
本発明は、以上のような問題点を解決することを目的と
するものである。However, the above-mentioned conventional technology has a problem in that the durability and reliability of the blower impeller in the blower deteriorates. That is, in the conventional example, the exhaust gas is supplied to the inlet side of the blower, so the blower impeller is contaminated by the exhaust gas, and its mechanical strength (for example, creep strength) is degraded by the heat of the exhaust gas. is lowered. As a result, durability and reliability deteriorate. Furthermore, if the blower discharge temperature is limited, the engine performance will be limited, which will be negative when considering the recent trend toward higher output. The present invention aims to solve the above problems.
前記問題点を解決するため、本発明の可変容量型ターボ
チャージャ付エンジンの排気環流装置では、可変容量型
ターボチャージャのタービン入口側より環流用排気ガス
を取り出しブロワ−吐出側に供給する手段と、タービン
入口側の圧力がブロワ−吐出側の圧力より所望の値だけ
高くなるようタービンの可動ノズルを制御する手段とを
具えることとした。In order to solve the above problems, the exhaust gas recirculation device for a variable displacement turbocharged engine according to the present invention includes means for extracting recirculation exhaust gas from the turbine inlet side of the variable displacement turbocharger and supplying it to the blower discharge side; The present invention includes means for controlling the movable nozzle of the turbine so that the pressure on the turbine inlet side is higher than the pressure on the blower discharge side by a desired value.
可変容量型ターボチャージャのタービン入口側より環流
用排気ガスを取り出しブロワ−吐出側に供給する手段は
、環流用排気ガスがブロワ−・インペラーに触れること
なくエンジンへ流れて行くことを可能とする。その結果
、ブロワ−・インペラーが汚されたり機械的強度を低下
させられたりすることがなく、耐久信穎性が増す。
タービンの可動ノズルを制御する手段は、可動ノズル間
の隙間を広げたり狭めたりするが、これによってタービ
ン入口側の圧力を変えることが出来る。即ち、隙間を広
げることによりタービン人口側の圧力は下降し、狭める
ことにより上昇する。
従って、前記手段により、タービン入口側の圧力を調節
してブロワ−吐出側の圧力より所望の値だけ高くするこ
とが出来る。The means for extracting the recirculating exhaust gas from the turbine inlet side of the variable displacement turbocharger and supplying it to the blower discharge side allows the recirculating exhaust gas to flow to the engine without touching the blower impeller. As a result, the blower impeller is not contaminated or its mechanical strength is reduced, increasing durability and reliability. The means for controlling the movable nozzles of the turbine widens or narrows the gap between the movable nozzles, thereby changing the pressure on the turbine inlet side. That is, by widening the gap, the pressure on the turbine population side decreases, and by narrowing the gap, it increases. Therefore, by the means described above, the pressure on the turbine inlet side can be adjusted to be higher than the pressure on the blower discharge side by a desired value.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
第１図に、本発明の実施例にかかわる可変容量型ターボ
チャージャ付エンジンのＢＯＲ装置を示す、第１図にお
いて、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気マユフ
ォールド、４は排気マニフオールド、５は環流用排気ガ
ス供給パイプ、６はブロワ−１６′はブロワ−・インペ
ラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気マユフ
ォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォールド
のエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２はステッ
プ・モータ、１３はコントローラ、１４は負荷センサ、
１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイール・ハ
ウジング、Ｉ７はブースト圧測定用圧力センサ、１８は
排気圧測定用圧力センサである。
（イ）気体の流れる経路について
吸気および排気ガスの流れは、次の通りである。
吸気は、エアクリーナ１１−ブロワ−６−吸気パイプ８
−”吸気マユフォールド３−エンジン２という経路で流
れる。そして、ブロワ−６の吐出側即ち、吸気パイプ８
のところで、タービン７人口側から取り出した環流用排
気ガスが供給される。一方、排気ガスは、エンジン２→
排気マニフオールド４−タービン７の経路で外部へ排出
される。そして、タービン７人口側で排気ガスの一部が
、吸気バイブ８へ供給される。
可変容量型ではないターボチャージャでは、高負荷域で
は、タービン７人口側の圧力はブロワ−６吐出側の圧力
より低いから、タービン７人口側からブロワ−６吐出側
へは環流用排気ガスを送ることは出来ない、しかし、可
変容量型ターボチャージャでは、後に詳しく述べるよう
に、タービン７の可動ノズルを制御することによって、
タービン７人口側の圧力を高くすることが出来る。それ
ゆえ、タービン７人口側からブロワ−６吐出側へ、環流
用排気ガスを送ることが出来る。
タービン７の可動ノズルは、アクチュエータ（第１図で
は、ステップ・モータ１２）によって作動させられるが
、そのアクチュエータはコントローラ１３からの制御信
号によって制御される。
コントローラ１３は、回転センサｌ、負荷センサ１４、
アクセル開度センサ１５．ブースト圧測定用圧力上ンサ
１７．排気圧測定用圧カセンサ１８等からの信号を基に
エンジンの状態を判断し、アクチュエータへの制御信号
を発する。
以上のようにされているので、環流用排気ガスはブロワ
−・インペラー６′に触れることなくエンジンに還流す
る。その結果、ブロワ−・インペラー６′の耐久信頼性
が増す。
（ロ）可変容量型ターボチャージャの構成および動作に
ついて
可変容量型ターボチャージャは、排気ガスの流量を制御
する可動ノズルをタービンに具えたところのターボチャ
ージャである。
第６図に、可変容量型ターボチャージャの可動ノズル付
近の断面図を示し、第７図に、第６図においてＸ−Ｘ方
向から見た図を示す、これらの図において、７０１は作
動リンク、７０２ば作動軸、７０３は作動レバー、７０
４は制御リング、７０５は制御レバー、７０６はノズル
回転軸、７０７はタービン・ハウジング、７０８は可動
ノズル、７０９はタービン・ホイール、７１０は自由端
、７１１は凹部である。
作動リンク７０１が、図示しないアクチュエータ（第１
図の場合、ステップ・モータ１２）によって動かされる
と、作動軸７０２１作動レバー７０３を介して制御リン
グ７０４が回動される。制御リング７０４の凹部７１１
に制御レバー７０５の自由端７１０が嵌め込まれている
ので、制御リング７０４が回動すると、制御レバー７０
５を介して可動ノズル７０８がノズル回転輪７０６を中
心として回動する。かくして、可動ノズル７０８間の隙
間が広げられたり、狭められたりする。排気ガスは、そ
の隙間から入り込んでタービン・ホイール７０９を回し
、しかる後外部へ出て行く。
従って、可動ノズル７０８の開度を調節することによっ
て排気ガスの流速を制御することが出来る。同時に、次
に述べるように、タービン７人口側の圧力も制御するこ
とが出来る。
第３図は、可変容量型ターボチャージャのタービン人口
側の圧力と、排気ガスの流量と、可動ノズルの開度との
関係を示す図である。第３図においてθ４ないしθ。は
可動ノズルの開度である。
可動ノズルの開度を一定に保ったまま排気ガスの流量を
増加させて行くと、圧力は最初ゆるやかに増加するが、
途中から急激に増加する特性を持っている。また、排気
ガス流量を一定にしておき、可動ノズルの開度を変える
と、圧力も変わることが読み取れる。可動ノズル間の隙
間が狭くなるような開度にすれば、排気ガスは僅かしか
流れ出ることが出来ず、タービン７人口側の圧力は高ま
る。
逆に、可動ノズル間の隙間を広（なるような開度にすれ
ば、排気ガスは大量に流れ出るから圧力は低くなる。
本発明は、可変容量型ターボチャージャのこの特性を利
用して、タービン７人口側の圧力をブロワ−６吐出側の
圧力より高（なるように制御し、環流用排気ガスがブロ
ワ−６吐出側に向かって流れることを可能にしたもので
ある。
（ハ）可動ノズルを制御するアクチュエータについて
可動ノズル７０８を制御するアクチュエータとしてどの
ようなものを採用するかは、必要に応じて適宜決定すれ
ばよいことであるが、第１図では、ステップ・モータ１
２を採用する場合を示した。
第２図に、可変容量型ターボチャージャのタービン７と
ステップ・モータ１２との接続関係を示す。
ステップ・モータ１２によって駆動されるレバー２１は
、リンクロッド１９を介して作動リンク７０１を動かす
。以後の動作は第６図、第７図で説明した通りである。
ステップ・モータ１２は、正方向または負方向に１ステ
ツプづつ回り、開度を小刻みに制御することが出来る。
リターン・スプリング２０は、故障時に可動ノズル７０
８を安全側（可動ノズル７０８間の隙間が広くなるよう
）に回動しておくためのものである。隙間が狭くなった
ままで故障すると、タービン・ホイール７０９に吹き付
ける排気ガスの流速が大のまま維持されることになる。
すると、ブロワ−６も高速回転を続け、ブースト圧が上
がり過ぎ、エンジンを破壊する恐れがあるからである。
可動ノズル７０８を制御するアクチュエータとして、従
来、エア・シリンダが用いられていたが、その場合、エ
ア・シリンダを組み合わせて数ステップの制御とされる
のが一般的である。しかし、この程度のステップ数では
、可変容量型ターボチャージャの能力を最大限に利用す
ることは困難であり、エンジンの性能も充分に発揮させ
ることが出来なかった。
そこで、連続制御をするために油圧シリンダを用いるこ
とが考えられるが、その場合、油圧シリンダの絶対位置
を検出することが必要不可欠となり、コントロール・バ
ルブおよび位置センサを設けなければらない（クローズ
ド制御による制御）。
しかし、高い精度の作動を要求するこのような部品を、
ターボチャージャ周辺という高温で且つ腐食性ガス等が
存在する悪環境下に設置することは、耐久信頼性の面で
好ましくなかった。
上記実施例ではアクチュエータとしてステップ・モータ
を採用したが、ステップ・モータを使用すれば、オープ
ン制御による制御で充分所望の動作をさせることが出来
る。従って、悪環境下に位置センサ等を設置する必要が
なく、熱害防止等の考慮を払わなければならないのは、
ステップ・モータだけということになり、上記のものに
比し信頼性が増す。熱害防止の手段としては、例えば、
第２図に示すように遮熱板２２を設けることが考えられ
る。
（ニ）本発明の動作手順について
第４図に、本発明の動作手順を示す。以後の説明におけ
る■ないし■は、第４図中の■ないし■に対応する。
■ エンジンの状態を知るため、コントローラ１３に、
回転センサ１．負荷センサ１４．ブースト圧測定用圧力
センサ１７からの信号を読み込む。また、■、＠の過程
で運転者が加速しようとしているか減速しようとしてい
るかの判定に使うために、アクセル開度センサ１５によ
りこの時のアクセル開度α１を読み込んでおく。
■ エンジンの状態からみて、可変容量型ターボチャー
ジャの可動ノズルの開度を規定するレバーの位置を設定
する。この設定は、予め定めてお（レバー位置マツプか
ら読み取って行う。
第５図に、可変容量型ターボチャージャのレバー位置マ
ツプの例を示す。曲線Ｍは最大出力時のカーブを示す。
直線Ｌ＋ 、Ｌｔ 、Ｌｓは、それぞれ最大出力に対し
、略１／４．２／４゜３／４の出力を示す。第５図は、
仮に今、回転数がＮ、で、負荷（ＨｒＩち、出力）が回
転数ＮＡでの最大出力の１／４の状態であるという時に
は、レバー位置としてθ、という位置を与えることにす
るということを意味している。同様に、２／４の出力の
時にはθｚ、３／４の出力の時にはθ、、Ｊｌ大出力の
時にはθ８を与える６回転数が変わってＮ、になれば、
また別の値が与えられる。
■ 排気圧測定用圧力センサ１８によりタービン７人口
側の圧力である排気圧を読み込む。
■ ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の下限値とし
て設定しであるＰＬ以上あるかどうか判断する。
■ 差圧が下限値より小さければ、差圧が上がる方向に
ステップ・モータ１２を１ステツプだけ駆動する。■、
■を繰り返して、差圧が下限値ＰＬ以上になるようにす
る。
■ ブースト圧と排気圧との差圧が、差圧の上限値とし
て設定しであるＰ８以下であるかどうか判断する。
■ 差圧が上限値ＰＨ以下でないならば、差圧が下がる
方向にステップ・モータ１２を１ステツプだけ駆動する
。■、■を繰り返して、差圧が上限値ＰＨ以下になるよ
うにする。
■ アクセル開度センサ１５より、この時点のアクセル
開度α２を読み込む。
■ ■で読み込んだアクセル開度α１と、■で読み込ん
だアクセル開度α２との差の絶対値が、予め設定しであ
るアクセル開度α。以上あるかどうかを判断する。差が
大きいということは、運転者が急加速または急減速した
ということを意味する。
■ 加速したのか減速したのかの判断をする。α２−α
１が正であれば減速であり、負であれば加速である。
■ 排気ブレーキが使用中かどうかチェックする。
排気ブレーキは排気圧を利用して行うので、排気ブレー
キの使用中に排気圧を低下させてしまうような作動をす
ることは好ましくないからである。
■ タービン７の可動ノズルを全閉する。ブロワ−６の
回転は落ち、エンジンへの吸気の供給は減少する。
■ エンジンの状態がアイドル運転状態まで落ちて来た
かどうかを監視する。それ以上に落ちるとエンジンが停
止する恐れがあるからである。
■ ブースト圧が設定値８８以上に上昇しないかどうか
を監視する。上がり過ぎるとエンジンを破壊する恐れが
あるからである。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a BOR device for a variable displacement turbocharged engine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a rotation sensor, 2 is an engine, 3 is an intake manifold, and 4 is an exhaust manifold. , 5 is a recirculation exhaust gas supply pipe, 6 is a blower, 16' is a blower impeller, 7 is a turbine, 8 is an intake pipe, 9 is an engine connection part of the intake manifold, 10 is an engine connection part of the exhaust manifold, 11 is an air cleaner, 12 is a step motor, 13 is a controller, 14 is a load sensor,
15 is an accelerator opening sensor, 16 is a flywheel housing, I7 is a pressure sensor for measuring boost pressure, and 18 is a pressure sensor for measuring exhaust pressure. (a) Regarding gas flow paths The flows of intake and exhaust gas are as follows. Intake air is air cleaner 11 - blower 6 - intake pipe 8
-"Intake Mayu Fold 3-Engine 2.Then, the air flows through the intake eyebrow fold 3-engine 2.Then, on the discharge side of the blower 6, that is, the intake pipe 8
At this point, the recirculation exhaust gas taken out from the turbine 7 intake side is supplied. On the other hand, the exhaust gas is from engine 2→
It is exhausted to the outside through the exhaust manifold 4-turbine 7 route. Then, a part of the exhaust gas is supplied to the intake vibe 8 on the intake side of the turbine 7 . In a turbocharger that is not a variable capacity type, in a high load range, the pressure on the turbine 7 intake side is lower than the pressure on the blower 6 discharge side, so the exhaust gas for circulation is sent from the turbine 7 intake side to the blower 6 discharge side. However, in a variable displacement turbocharger, by controlling the movable nozzle of the turbine 7, as will be described in detail later,
The pressure on the turbine 7 population side can be increased. Therefore, the exhaust gas for circulation can be sent from the intake side of the turbine 7 to the discharge side of the blower 6. The movable nozzle of the turbine 7 is actuated by an actuator (stepper motor 12 in FIG. 1), which is controlled by control signals from a controller 13. The controller 13 includes a rotation sensor l, a load sensor 14,
Accelerator opening sensor 15. Pressure top sensor for measuring boost pressure 17. The state of the engine is determined based on signals from the pressure sensor 18 for measuring exhaust pressure, etc., and a control signal is issued to the actuator. As described above, the recirculating exhaust gas recirculates to the engine without touching the blower impeller 6'. As a result, the durability and reliability of the blower impeller 6' increases. (b) Regarding the configuration and operation of the variable displacement turbocharger A variable displacement turbocharger is a turbocharger in which a turbine is equipped with a movable nozzle that controls the flow rate of exhaust gas. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the vicinity of the movable nozzle of the variable displacement turbocharger, and FIG. 7 shows a view seen from the X-X direction in FIG. 6. In these figures, 701 is an operating link; 702 is an operating shaft, 703 is an operating lever, 70
4 is a control ring, 705 is a control lever, 706 is a nozzle rotating shaft, 707 is a turbine housing, 708 is a movable nozzle, 709 is a turbine wheel, 710 is a free end, and 711 is a recess. The actuation link 701 is connected to an actuator (first
In the case shown, the control ring 704 is rotated via the actuating shaft 7021 actuating lever 703 when moved by the stepper motor 12). Recess 711 in control ring 704
The free end 710 of the control lever 705 is fitted so that when the control ring 704 is rotated, the control lever 70
5, a movable nozzle 708 rotates around a nozzle rotation ring 706. Thus, the gap between the movable nozzles 708 is widened or narrowed. Exhaust gas enters through the gap, turns the turbine wheel 709, and then exits to the outside. Therefore, by adjusting the opening degree of the movable nozzle 708, the flow rate of exhaust gas can be controlled. At the same time, the pressure on the intake side of the turbine 7 can also be controlled, as described below. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the pressure on the turbine side of the variable displacement turbocharger, the flow rate of exhaust gas, and the opening degree of the movable nozzle. θ4 to θ in FIG. is the opening degree of the movable nozzle. When the flow rate of exhaust gas is increased while keeping the opening degree of the movable nozzle constant, the pressure increases slowly at first, but
It has the characteristic of rapidly increasing from the middle. It can also be seen that if the exhaust gas flow rate is kept constant and the opening degree of the movable nozzle is changed, the pressure will also change. If the opening is set such that the gap between the movable nozzles becomes narrow, only a small amount of exhaust gas can flow out, and the pressure on the population side of the turbine 7 increases. On the other hand, if the gap between the movable nozzles is widened, a large amount of exhaust gas will flow out and the pressure will be lower. The pressure on the 7 intake side is controlled to be higher than the pressure on the discharge side of the blower 6, allowing the recirculation exhaust gas to flow toward the discharge side of the blower 6. (C) Movable nozzle The type of actuator to be adopted as the actuator for controlling the movable nozzle 708 can be determined as necessary, but in FIG. 1, the step motor 1
The case where 2 is adopted is shown. FIG. 2 shows the connection relationship between the turbine 7 and the step motor 12 of the variable displacement turbocharger. Lever 21, driven by stepper motor 12, moves actuation link 701 via link rod 19. The subsequent operations are as explained in FIGS. 6 and 7. The step motor 12 rotates one step at a time in the positive or negative direction, and can control the opening degree in small increments. The return spring 20 returns the movable nozzle 70 in the event of a failure.
8 to the safe side (so that the gap between the movable nozzles 708 becomes wider). If a failure occurs while the gap remains narrow, the flow velocity of exhaust gas blown onto the turbine wheel 709 will remain high. This is because the blower 6 will also continue to rotate at a high speed, causing the boost pressure to rise too much and possibly destroying the engine. Conventionally, an air cylinder has been used as an actuator to control the movable nozzle 708, but in that case, it is common to use a combination of air cylinders to perform control in several steps. However, with this number of steps, it is difficult to make full use of the capacity of the variable displacement turbocharger, and the performance of the engine cannot be fully demonstrated. Therefore, it is conceivable to use a hydraulic cylinder for continuous control, but in that case, it is essential to detect the absolute position of the hydraulic cylinder, and a control valve and position sensor must be provided (through closed control). control). However, such parts that require high precision operation,
In terms of durability and reliability, it is not desirable to install the device in a harsh environment with high temperatures and corrosive gases, such as the vicinity of a turbocharger. In the above embodiment, a step motor is used as the actuator, but if a step motor is used, the desired operation can be sufficiently performed by open control. Therefore, there is no need to install position sensors etc. in adverse environments, and consideration must be given to preventing heat damage.
Since it uses only a step motor, it is more reliable than the above. For example, measures to prevent heat damage include:
It is conceivable to provide a heat shield plate 22 as shown in FIG. (d) Regarding the operating procedure of the present invention FIG. 4 shows the operating procedure of the present invention. In the following description, ■ to ■ correspond to ■ to ■ in FIG. 4. ■ In order to know the engine status, the controller 13
Rotation sensor 1. Load sensor 14. The signal from the boost pressure measurement pressure sensor 17 is read. In addition, in order to use it to determine whether the driver is accelerating or decelerating during the steps ① and @, the accelerator opening α1 at this time is read by the accelerator opening sensor 15. ■ Based on the engine condition, set the position of the lever that defines the opening degree of the variable displacement turbocharger's movable nozzle. This setting is determined in advance (by reading from the lever position map). Fig. 5 shows an example of the lever position map of a variable capacity turbocharger. Curve M shows the curve at maximum output. Straight line L+, Lt and Ls each indicate an output of approximately 1/4.2/4°3/4 with respect to the maximum output.
For example, if the rotation speed is N and the load (HrI, output) is 1/4 of the maximum output at the rotation speed NA, we will give the lever position θ. It means. Similarly, if the 6 rotation speed that gives θz at 2/4 output, θ at 3/4 output, and θ8 at Jl high output changes to N, then
Another value is given. (2) Read the exhaust pressure, which is the pressure on the artificial side of the turbine 7, using the exhaust pressure measurement pressure sensor 18. ■ Determine whether the differential pressure between boost pressure and exhaust pressure is greater than or equal to PL, which is set as the lower limit of differential pressure. (2) If the differential pressure is smaller than the lower limit, drive the step motor 12 one step in the direction of increasing the differential pressure. ■、
Repeat step (2) until the differential pressure becomes equal to or higher than the lower limit value PL. ■ Determine whether the differential pressure between the boost pressure and the exhaust pressure is less than or equal to P8, which is set as the upper limit value of the differential pressure. (2) If the differential pressure is not below the upper limit PH, drive the step motor 12 one step in the direction of decreasing the differential pressure. Repeat steps ① and ② until the differential pressure becomes below the upper limit PH. (2) Read the current accelerator opening α2 from the accelerator opening sensor 15. ■ The absolute value of the difference between the accelerator opening degree α1 read in ■ and the accelerator opening α2 read in ■ is the preset accelerator opening α. Determine whether there are more. A large difference means that the driver accelerated or decelerated suddenly. ■ Determine whether the vehicle has accelerated or decelerated. α2−α
If 1 is positive, it means deceleration, and if it is negative, it means acceleration. ■ Check if the exhaust brake is in use. This is because the exhaust brake utilizes exhaust pressure, so it is undesirable to operate in a manner that reduces the exhaust pressure while the exhaust brake is in use. ■ Fully close the movable nozzle of turbine 7. The rotation of the blower 6 decreases, and the supply of intake air to the engine decreases. ■ Monitor whether the engine condition has dropped to idle operation. This is because if it falls further than that, the engine may stop. ■ Monitor whether the boost pressure rises above the set value of 88. This is because if the temperature rises too high, the engine may be destroyed.
以上述べた如く、本発明の可変容量型ターボチャージャ
付エンジンの排気環流装置によれば、可変容量型ターボ
チャージャのタービン入口側より環流用排気ガスを取り
出しブロワ−吐出側に供給する手段と、タービン人口側
の圧力がブロワ−吐出側の圧力より所望の値だけ高くな
るようタービンの可動ノズルを制御する手段とを具えた
ので、環流用排気ガスがブロワ−・インペラーに触れる
ことがなくなり、ブロワ−・インペラーの耐久信頼性が
増す。
また、タービンの可動ノズルを制御する手段として、ス
テップ・モータを用いることとすれば、連続制御により
可変容量型ターボチャージャの能力を最大限発揮させる
ことが出来る。更に、ステップ・モータではオーブン制
御が可能であるが、そのようにした場合、付属装置が少
なくて済むので、故障が少なく信頼性が増す。As described above, according to the exhaust gas recirculation device for a variable displacement turbocharged engine of the present invention, the exhaust gas for recirculation is taken out from the turbine inlet side of the variable displacement turbocharger and supplied to the blower discharge side; Since the movable nozzle of the turbine is controlled so that the pressure on the population side is higher than the pressure on the blower discharge side by a desired value, the recirculation exhaust gas does not come into contact with the blower impeller, and the blower・Improves the durability and reliability of the impeller. Further, if a step motor is used as a means for controlling the movable nozzle of the turbine, the capability of the variable displacement turbocharger can be maximized through continuous control. Additionally, oven control is possible with a step motor, which requires less accessory equipment, resulting in fewer failures and increased reliability.
第１図・・・本発明の実施例にかかわる可変容量型ター
ボチャージャ付エンジンのＥＧＲ装置第２図・・・本発
明における可変容量型ターボチャージャのタービンとス
テップ・モータとの接続関係を示す図
第３図・・・可変容量型ターボチャージャにおける排気
ガス流量と圧力比との関係を、可動ノズルの開度をパラ
メータとして描いた図第４図・・・本発明の動作手順を
示す図第５図・・・可変容量型ターボチャージャのレバ
ー位置マツプ
第６図・・・可変容量型ターボチャージャの可動ノズル
付近の断面図
第７図・・・第６図においてＸ−Ｘ方向から見た図図に
おいて、１は回転センサ、２はエンジン、３は吸気マニ
フォールド、４は排気マニフォールド、５は環流用排気
ガス供給パイプ、６はブロワ−１６′はブロワ−・イン
ペラー、７はタービン、８は吸気パイプ、９は吸気マニ
フォールドのエンジン連結部、１０は排気マニフォール
ドのエンジン連結部、１１はエアクリーナ、１２はステ
ップ・モータ、１３′＆よコントローラ、１４は負荷セ
ンサ、１５はアクセル開度センサ、１６はフライホイー
ル・ハウジング、１７はブースト圧測定用圧力センサ、
１８は排気圧測定用圧力センサ、１９はリンクロッド、
２０はリターン・スプリング、２１はレバー、２２は遮
熱板、７０１は作動リンク、７０２は作動軸、７０３は
作動レバー、７０４は制御リング、７０５は制御レバー
、７０６はノズル回転軸、７０７はタービン・ハウジン
グ、７０８は可動ノズル、７０９はタービン・ホイール
、７１０は自由端、７１１は凹部である。Fig. 1: EGR device for a variable displacement turbocharged engine according to an embodiment of the present invention Fig. 2: A diagram showing the connection relationship between the turbine and step motor of the variable displacement turbocharger according to the present invention Fig. 3: A diagram depicting the relationship between exhaust gas flow rate and pressure ratio in a variable displacement turbocharger using the opening degree of the movable nozzle as a parameter. Fig. 4: A diagram illustrating the operating procedure of the present invention. Figure: Lever position map of the variable displacement turbocharger Figure 6: Cross-sectional view of the vicinity of the movable nozzle of the variable displacement turbocharger Figure 7: A diagram seen from the X-X direction in Figure 6 1 is a rotation sensor, 2 is an engine, 3 is an intake manifold, 4 is an exhaust manifold, 5 is a recirculation exhaust gas supply pipe, 6 is a blower 16' is a blower impeller, 7 is a turbine, and 8 is an intake pipe. , 9 is the engine connection part of the intake manifold, 10 is the engine connection part of the exhaust manifold, 11 is the air cleaner, 12 is the step motor, 13' controller, 14 is the load sensor, 15 is the accelerator opening sensor, 16 is the fryer. Wheel housing, 17 is a pressure sensor for measuring boost pressure,
18 is a pressure sensor for measuring exhaust pressure, 19 is a link rod,
20 is a return spring, 21 is a lever, 22 is a heat shield plate, 701 is an operating link, 702 is an operating shaft, 703 is an operating lever, 704 is a control ring, 705 is a control lever, 706 is a nozzle rotating shaft, 707 is a turbine - Housing, 708 is a movable nozzle, 709 is a turbine wheel, 710 is a free end, 711 is a recess.
Claims (2)
り環流用排気ガスを取り出しブロワー吐出側に供給する
手段と、タービン入口側の圧力がブロワー吐出側の圧力
より所望の値だけ高くなるようタービンの可動ノズルを
制御する手段とを具えたことを特徴とする可変容量型タ
ーボチャージャ付エンジンの排気環流装置。(1) A means for extracting recirculating exhaust gas from the turbine inlet side of the variable displacement turbocharger and supplying it to the blower discharge side, and movable the turbine so that the pressure on the turbine inlet side is higher than the pressure on the blower discharge side by a desired value. 1. An exhaust recirculation device for an engine equipped with a variable displacement turbocharger, characterized by comprising means for controlling a nozzle.
テップ・モータを用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の可変容量型ターボチャージャ付エンジン
の排気環流装置。(2) The exhaust gas recirculation device for a variable displacement turbocharged engine according to claim 1, characterized in that a step motor is used as means for controlling the movable nozzle of the turbine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087396A JPH0647934B2 (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Exhaust gas recirculation system for engines with variable displacement turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087396A JPH0647934B2 (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Exhaust gas recirculation system for engines with variable displacement turbocharger |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62320397A Division JPS63253116A (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Exhaust recirculation device for variable capacity type turbocharger-mounted engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63253115A true JPS63253115A (en) | 1988-10-20 |
| JPH0647934B2 JPH0647934B2 (en) | 1994-06-22 |
Family
ID=13913713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087396A Expired - Lifetime JPH0647934B2 (en) | 1987-04-09 | 1987-04-09 | Exhaust gas recirculation system for engines with variable displacement turbocharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647934B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008025442A (en) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Ihi Corp | Supercharger |
| JP2013167218A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | Recirculating device of internal combustion engine |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59196966A (en) * | 1983-04-23 | 1984-11-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | Output restricting device for engine equipped with supercharger |
| JPS606835U (en) * | 1983-06-28 | 1985-01-18 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for supercharger with variable turbine nozzle |
| JPS6014904A (en) * | 1983-07-06 | 1985-01-25 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Agitated liquid droplet forming contact type liquid film apparatus |
-
1987
- 1987-04-09 JP JP62087396A patent/JPH0647934B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2013167218A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Toyota Motor Corp | Recirculating device of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0647934B2 (en) | 1994-06-22 |
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