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JP2005171961A - Exhaust reflux device of supercharged engine - Google Patents

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JP2005171961A
JP2005171961A JP2003416368A JP2003416368A JP2005171961A JP 2005171961 A JP2005171961 A JP 2005171961A JP 2003416368 A JP2003416368 A JP 2003416368A JP 2003416368 A JP2003416368 A JP 2003416368A JP 2005171961 A JP2005171961 A JP 2005171961A
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JP
Japan
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exhaust gas
exhaust
gas recirculation
passage
air
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Application number
JP2003416368A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nakamura
秀一 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
Application filed by UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely conduct recirculation of exhaust gas, even under a highly supercharged condition by supercharger of the exhaust reflux device of a supercharged engine which is suitable for an engine provided with a supercharger which pressurizes air, and supplies it to the inlet manifold of the engine. <P>SOLUTION: The exhaust reflux device of the supercharged engine recirculates exhaust from the engine to the inlet manifold of the engine provided with the supercharger which pressurizes the air and supplies it to the inlet manifold of the engine. The exhaust reflux device is provided with an exhaust reflux passage, connecting the exhaust manifold of the engine to the inlet manifold, an EGR booster and an outside air booster. The EGR booster is provided with an EGR compressor, arranged at the exhaust reflux passage, for pressurizing the exhaust from the exhaust manifold and an air turbine for driving the compressor. Then the outside air booster is provided with an air compressor which supplies pressurized air to the air turbine, and an exhaust turbine which drives the air compressor by the exhaust from the exhaust manifold. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エンジンからの排気を吸気マニホルドに再循環させる排気還流装置に係わり、特に、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンに好適な過給エンジンの排気還流装置に関する。   The present invention relates to an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas from an engine to an intake manifold, and particularly to an exhaust gas recirculation system of a supercharged engine suitable for an engine having a supercharger that pressurizes and supplies air to the intake manifold of the engine. Relates to the device.

従来、エンジンからの排気を吸気マニホルドに再循環させて燃焼温度を下げ、NOxの生成を抑制する排気ガス再循環(EGR:exhaust gas recirculation)が知られている。
また、ターボチャージャにより、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給してエンジンの出力を増大することが行われている。
Conventionally, exhaust gas recirculation (EGR) is known in which exhaust gas from an engine is recirculated to an intake manifold to lower the combustion temperature and suppress generation of NOx.
Further, a turbocharger is used to pressurize air and supply it to an intake manifold of the engine to increase the output of the engine.

そして、従来、ターボチャージャを備えたエンジンに、排気ガス再循環を適用した過給エンジンの排気還流装置として、特開平7−91325号公報に開示されるものが知られている。
この公報の過給エンジンの排気還流装置では、消音器の下流側の排気を、エンジンの排気により駆動される排気還流用送気装置を介してエンジンに還流しており、比較的低温の排気をエンジンに供給することができる。
特開平7−91325号公報
Conventionally, an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine in which exhaust gas recirculation is applied to an engine equipped with a turbocharger is disclosed in JP-A-7-91325.
In the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine in this publication, the exhaust on the downstream side of the silencer is recirculated to the engine via an exhaust gas recirculation device driven by the exhaust of the engine. Can be supplied to the engine.
JP-A-7-91325

しかしながら、上述した公報に開示される過給エンジンの排気還流装置では、消音器の下流側の圧力の低くなった排気を、エンジンの排気により駆動される排気還流用送気装置を介してエンジンに還流しているため、排気ガス再循環を確実に行うことが困難になるおそれがあるという問題があった。
そして、特に、スーパーチャージャを備えたエンジンでは、殆どの運転領域で、排気圧より給気圧の方が高くなるため、排気ガス再循環を確実に行うことが困難である。
However, in the exhaust gas recirculation device of the supercharged engine disclosed in the above-mentioned publication, the exhaust gas having a low pressure downstream of the silencer is supplied to the engine via an exhaust gas recirculation air supply device driven by the exhaust gas of the engine. Due to the recirculation, there is a problem that it may be difficult to reliably perform exhaust gas recirculation.
In particular, in an engine equipped with a supercharger, it is difficult to reliably perform exhaust gas recirculation because the supply air pressure is higher than the exhaust pressure in most operating regions.

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる過給エンジンの排気還流装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine that can reliably perform exhaust gas recirculation even under high supercharging by a supercharger. Objective.

請求項1の過給エンジンの排気還流装置は、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンの前記吸気マニホルドに、前記エンジンからの排気を再循環させる過給エンジンの排気還流装置において、前記エンジンの排気マニホルドを前記吸気マニホルドに連通する排気還流通路と、前記排気還流通路に配置され前記排気マニホルドからの排気を加圧するEGRコンプレッサおよび前記EGRコンプレッサを駆動する空気タービンを備えたEGRブースタと、前記空気タービンに加圧空気を供給する空気コンプレッサおよび前記空気コンプレッサを前記排気マニホルドからの排気により駆動する排気タービンを備えた外気ブースタとを有することを特徴とする。   An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1 is provided for a supercharged engine that recirculates exhaust gas from the engine to the intake manifold of the engine having a supercharger that pressurizes and supplies air to the intake manifold of the engine. In the exhaust gas recirculation device, an exhaust gas recirculation passage that communicates an exhaust manifold of the engine to the intake manifold, an EGR compressor that is disposed in the exhaust gas recirculation passage and pressurizes exhaust gas from the exhaust manifold, and an air turbine that drives the EGR compressor And an outside air booster having an air compressor for supplying pressurized air to the air turbine and an exhaust turbine for driving the air compressor by exhaust from the exhaust manifold.

請求項2の過給エンジンの排気還流装置は、請求項1記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記排気還流通路は、前記排気タービンが配置され前記排気マニホルドからの排気を排出する排気通路から分岐して、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記排気還流通路の前記EGRブースタの上流には前記排気通路側への排気の逆流を阻止する入口側逆止弁が配置され、前記排気還流通路の前記EGRブースタの下流には前記吸気通路からの吸気の流入を阻止する出口側逆止弁が配置されていることを特徴とする。   The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 2 is the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1, wherein the exhaust gas recirculation passage is an exhaust passage in which the exhaust turbine is disposed and exhausts exhaust gas from the exhaust manifold. The supercharger is arranged and connected to the downstream side of the supercharger of the intake passage for leading the pressurized air from the supercharger to the intake manifold, and upstream of the EGR booster of the exhaust recirculation passage An inlet side check valve for preventing the backflow of exhaust gas to the exhaust passage side is disposed, and an outlet side check valve for blocking the inflow of intake air from the intake passage is provided downstream of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage. It is arranged.

請求項3の過給エンジンの排気還流装置は、請求項1または請求項2記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記排気還流通路は、前記排気タービンが配置され前記排気マニホルドからの排気を排出する排気通路から分岐して、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記排気還流通路には、排気を一時貯溜するEGRタンクが配置されていることを特徴とする。   The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 3 is the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas recirculation passage is provided with the exhaust turbine and exhausts the exhaust gas from the exhaust manifold. Branching from the exhaust passage to be exhausted, the supercharger is arranged and connected to the downstream side of the supercharger of the intake passage for leading the pressurized air from the supercharger to the intake manifold. An EGR tank that temporarily stores water is disposed.

請求項4の過給エンジンの排気還流装置は、請求項3記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記排気還流通路の前記EGRブースタの下流側および上流側に、前記EGRタンクを配置してなることを特徴とする。
請求項5の過給エンジンの排気還流装置は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記排気還流通路は、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側と前記排気還流通路の接続部との間に吸気絞り部を配置してなることを特徴とする。
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 4 is the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 3, wherein the EGR tanks are arranged on the downstream side and the upstream side of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage. It is characterized by becoming.
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 5 is the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the supercharger is disposed in the exhaust gas recirculation passage. An intake throttle portion that is connected to the downstream side of the supercharger of the intake passage that guides pressurized air from the charger to the intake manifold, and that is connected between the downstream side of the supercharger of the intake passage and the connection portion of the exhaust gas recirculation passage It is characterized by arranging.

(作用)
請求項1の過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャにより空気が加圧されエンジンの吸気マニホルドに供給される。そして、エンジンの排気マニホルドからの比較的高圧の排気が排気還流通路に流入し、外気ブースタからの加圧空気により駆動されるEGRブースタにより加圧された後、吸気マニホルドに導かれる。
(Function)
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to the first aspect, air is pressurized by the supercharger and supplied to the intake manifold of the engine. Then, relatively high-pressure exhaust gas from the exhaust manifold of the engine flows into the exhaust gas recirculation passage, is pressurized by the EGR booster driven by pressurized air from the outside air booster, and is then guided to the intake manifold.

また、外気ブースタでは、排気タービンにより空気コンプレッサを駆動することにより外部空気が加圧され、EGRブースタでは、空気タービンによりEGRコンプレッサを駆動することにより排気が加圧されるため、外気ブースタとして通常のターボチャージャを用いることができ、EGRブースタとしては空気タービンに従来のターボチャージャのコンプレッサと同様の材質を用い、EGRコンプレッサに従来のタービンと同様の材質を用いることができる。   In the outside air booster, external air is pressurized by driving an air compressor by an exhaust turbine. In the EGR booster, exhaust gas is pressurized by driving an EGR compressor by an air turbine. A turbocharger can be used. As an EGR booster, the same material as that of a conventional turbocharger compressor can be used for an air turbine, and the same material as that of a conventional turbine can be used for an EGR compressor.

請求項2の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路のEGRブースタの上流に配置される入口側逆止弁により排気通路側への排気の逆流が阻止され、排気還流通路のEGRブースタの下流に配置される出口側逆止弁により吸気通路からの吸気の流入が阻止される。
請求項3の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路にEGRタンクが配置され、排気が一時貯溜されるため、単気筒エンジンのように、排気期間と吸気期間が重複しない場合でも、排気還流がスムーズに行われる。
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to claim 2, the backflow of the exhaust gas to the exhaust passage side is prevented by the inlet side check valve disposed upstream of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage. The outlet check valve arranged downstream prevents the intake air from flowing in from the intake passage.
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to claim 3, since the EGR tank is disposed in the exhaust gas recirculation passage and the exhaust gas is temporarily stored, even if the exhaust period and the intake period do not overlap as in the single cylinder engine, Reflux is performed smoothly.

請求項4の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路のEGRブースタの下流側および上流側に、EGRタンクが配置され、これによりEGRコンプレッサのサージングが防止される。
請求項5の過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路のスーパーチャージャの下流側と排気還流通路の接続部との間に吸気絞り部が配置され、これにより吸気通路の吸気マニホルド側の圧力が吸気期間中パルス状に低下し、排気還流通路からの排気が吸気通路にパルス的に流入し易くなる。
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to the fourth aspect, the EGR tanks are arranged on the downstream side and the upstream side of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage, thereby preventing the EGR compressor from surging.
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to claim 5, the intake throttle portion is disposed between the downstream side of the supercharger of the intake passage and the connection portion of the exhaust recirculation passage, whereby the pressure on the intake manifold side of the intake passage is reduced. During the intake period, the pressure drops like a pulse, and the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage easily flows into the intake passage in a pulsed manner.

請求項1の過給エンジンの排気還流装置では、エンジンの排気マニホルドからの比較的高圧の排気を排気還流通路に流入し、外気ブースタからの加圧空気により駆動されるEGRブースタにより加圧した後、吸気マニホルドに導くようにしたので、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる。
また、外気ブースタでは、排気タービンにより空気コンプレッサを駆動することにより外部空気を加圧し、EGRブースタでは、空気タービンによりEGRコンプレッサを駆動することにより排気を加圧するようにしたので、外気ブースタのコンプレッサ側およびEGRブースタの空気タービン側が高温になることが防止され、外気ブースタおよびEGRブースタに市販のターボチャージャを流用することができる。
In the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1, after relatively high pressure exhaust gas from the exhaust manifold of the engine flows into the exhaust gas recirculation passage and is pressurized by the EGR booster driven by pressurized air from the outside air booster. Since the exhaust gas is guided to the intake manifold, exhaust gas recirculation can be reliably performed even under high supercharging by the supercharger.
In the outside air booster, external air is pressurized by driving an air compressor with an exhaust turbine. In the EGR booster, exhaust gas is pressurized by driving an EGR compressor with an air turbine. Moreover, the air turbine side of the EGR booster is prevented from becoming hot, and a commercially available turbocharger can be used for the outside air booster and the EGR booster.

請求項2の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路のEGRブースタの上流に排気通路側への排気の逆流を阻止する入口側逆止弁を配置し、排気還流通路のEGRブースタの下流に吸気通路からの吸気の流入を阻止する出口側逆止弁を配置したので、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環をより確実に行うことができる。
請求項3の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路に、排気を一時貯溜するEGRタンクを配置したので、気筒数の少ないエンジンでも吸気マニホルドに排気を安定して確実に供給することができる。
In the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 2, an inlet side check valve for preventing a reverse flow of exhaust gas to the exhaust passage side is disposed upstream of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage, and downstream of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage. Since the outlet side check valve for blocking the inflow of intake air from the intake passage is disposed in the exhaust passage, exhaust gas recirculation can be performed more reliably even under high supercharging by the supercharger.
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to the third aspect, the EGR tank for temporarily storing the exhaust gas is disposed in the exhaust gas recirculation passage. Therefore, even in an engine having a small number of cylinders, the exhaust gas can be stably and reliably supplied to the intake manifold. it can.

請求項4の過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路のEGRブースタの下流側および上流側に、EGRタンクを配置したので、EGRコンプレッサのサージングを効果的に防止することができる。
請求項5の過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路のスーパーチャージャの下流側と排気還流通路の接続部との間に吸気絞り部を配置したので、吸気通路の吸気マニホルド側の圧力がパルス的に低下し、排気還流通路からの排気が吸気通路にパルス的に流入し易くなり、これにより排気還流通路からの排気を吸気通路に確実に流入させることができる。
In the exhaust gas recirculation device for the supercharged engine according to the fourth aspect, since the EGR tanks are arranged on the downstream side and the upstream side of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage, surging of the EGR compressor can be effectively prevented.
In the exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 5, since the intake throttle portion is disposed between the downstream side of the supercharger of the intake passage and the connection portion of the exhaust recirculation passage, the pressure on the intake manifold side of the intake passage is changed to a pulse. As a result, the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage tends to flow into the intake passage in a pulsed manner, so that the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage can surely flow into the intake air passage.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の過給エンジンの排気還流装置の一実施形態を示すもので、この実施形態では、本発明が、発電用のディーゼルエンジンに適用される。
図1において、符号11は、ディーゼルエンジンからなるエンジンを示している。
このエンジン11は、エンジン11への吸気を行う吸気マニホルド13、および、エンジン11からの排気を排出する排気マニホルド15を備えている。また、クランクシャフトギヤ17およびトランスミッション19を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a diesel engine for power generation.
In FIG. 1, the code | symbol 11 has shown the engine which consists of a diesel engine.
The engine 11 includes an intake manifold 13 that performs intake to the engine 11 and an exhaust manifold 15 that discharges exhaust from the engine 11. A crankshaft gear 17 and a transmission 19 are also provided.

エンジン11の吸気マニホルド13には、吸気マニホルド13に空気を供給するための吸気通路21が開口されている。
この吸気通路21には、上流側から順に、スーパーチャージャ23,エアタンク25,吸気絞り部としての吸気絞り弁27が介装されている。
スーパーチャージャ23は、エアコンプレッサからなり図示しない電気モータにより駆動される。そして、外部からの吸気を図示しないフィルタを通して吸入し、比較的高い圧力まで加圧する。
An intake passage 21 for supplying air to the intake manifold 13 is opened in the intake manifold 13 of the engine 11.
In this intake passage 21, a supercharger 23, an air tank 25, and an intake throttle valve 27 as an intake throttle portion are interposed in order from the upstream side.
The supercharger 23 is composed of an air compressor and is driven by an electric motor (not shown). Then, intake air from outside is sucked through a filter (not shown) and pressurized to a relatively high pressure.

エアタンク25は、スーパーチャージャ23で加圧された吸気を一時貯溜する。
吸気絞り弁27は、エアタンク25からの吸気を絞り、下流側の圧力を吸気期間中、一時的にパルス状に低下させる。この実施形態では、吸気絞り弁27は、絞り量を調整可能な可変絞り弁とされているが、吸気絞り弁27のかわりにベンチュリ(エゼクタ)を設け、排気還流通路の接続部としてもよい。
The air tank 25 temporarily stores the intake air pressurized by the supercharger 23.
The intake throttle valve 27 throttles the intake air from the air tank 25 and temporarily reduces the downstream pressure in a pulsed manner during the intake period. In this embodiment, the intake throttle valve 27 is a variable throttle valve capable of adjusting the throttle amount. However, a venturi (ejector) may be provided instead of the intake throttle valve 27 to serve as a connection part of the exhaust gas recirculation passage.

エンジン11の排気マニホルド15には、排気通路29が接続されている。この排気通路29には、外気ブースタ31の排気タービン33および消音器35が配置されている。
排気通路29の排気タービン33と消音器35との間には、可変排気絞り弁37が配置されている。また、排気タービン33をバイパスしてバイパス通路39が配置されている。このバイパス通路39には、可変絞り弁41が配置されており、排気還流を少くする運転の際に可変絞り弁41を開くようになっている。
An exhaust passage 29 is connected to the exhaust manifold 15 of the engine 11. An exhaust turbine 33 and a silencer 35 for the outside air booster 31 are disposed in the exhaust passage 29.
A variable exhaust throttle valve 37 is disposed between the exhaust turbine 33 and the silencer 35 in the exhaust passage 29. Further, a bypass passage 39 is disposed so as to bypass the exhaust turbine 33. A variable throttle valve 41 is disposed in the bypass passage 39 so that the variable throttle valve 41 is opened during operation to reduce exhaust gas recirculation.

そして、この実施形態では、エンジン11の排気マニホルド15を吸気マニホルド13に連通する排気還流通路43が配置されている。
この排気還流通路43は、排気通路29の排気タービン33の上流から分岐して、吸気通路21の吸気絞り弁27の下流側に接続されている。
排気還流通路43には、入口側から順に、入口側逆止弁45,第1のEGRタンク47,EGRブースタ49のEGRコンプレッサ51,EGRクーラ53,EGR絞り弁55,第2のEGRタンク57,出口側逆止弁59が配置されている。
In this embodiment, an exhaust gas recirculation passage 43 that communicates the exhaust manifold 15 of the engine 11 with the intake manifold 13 is disposed.
The exhaust gas recirculation passage 43 branches from the exhaust passage 29 upstream of the exhaust turbine 33 and is connected to the intake passage 21 downstream of the intake throttle valve 27.
In the exhaust gas recirculation passage 43, in order from the inlet side, an inlet side check valve 45, a first EGR tank 47, an EGR compressor 51 of an EGR booster 49, an EGR cooler 53, an EGR throttle valve 55, a second EGR tank 57, An outlet check valve 59 is disposed.

入口側逆止弁45は、排気還流通路43から排気通路29側への排気の逆流を阻止する。また、出口側逆止弁59は、吸気通路21からの吸気の流入を阻止する。
第1のEGRタンク47および第2のEGRタンク57は、排気を一時貯溜する。
EGRクーラ53は、EGRコンプレッサ51で加圧された排気を冷却する。このEGRクーラ53には、水道水等の冷却水が可変絞り弁61を介して供給される。
The inlet-side check valve 45 prevents the exhaust gas from flowing backward from the exhaust gas recirculation passage 43 to the exhaust passage 29 side. Further, the outlet-side check valve 59 prevents inflow of intake air from the intake passage 21.
The first EGR tank 47 and the second EGR tank 57 temporarily store the exhaust.
The EGR cooler 53 cools the exhaust gas pressurized by the EGR compressor 51. Cooling water such as tap water is supplied to the EGR cooler 53 via the variable throttle valve 61.

EGR絞り弁55は、排気を絞って第2のEGRタンク57に導く。
EGRブースタ49のEGRコンプレッサ51は、排気マニホルド15からの排気を加圧する。
このEGRコンプレッサ51は、EGRブースタ49の空気タービン63により駆動される。
The EGR throttle valve 55 throttles the exhaust and guides it to the second EGR tank 57.
The EGR compressor 51 of the EGR booster 49 pressurizes the exhaust from the exhaust manifold 15.
The EGR compressor 51 is driven by the air turbine 63 of the EGR booster 49.

そして、空気タービン63は、外気ブースタ31の空気コンプレッサ65により加圧された空気により駆動される。空気タービン63を駆動した空気は、消音器65を介して外部に排出される。
一方、外気ブースタ31の空気コンプレッサ65は、外気ブースタ31の排気タービン33により駆動される。空気コンプレッサ65には、エアクリーナ67を介して外部空気が供給される。
The air turbine 63 is driven by the air pressurized by the air compressor 65 of the outside air booster 31. The air that has driven the air turbine 63 is discharged to the outside through the silencer 65.
On the other hand, the air compressor 65 of the outside air booster 31 is driven by the exhaust turbine 33 of the outside air booster 31. External air is supplied to the air compressor 65 via an air cleaner 67.

上述した過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャ23により空気が加圧されエンジン11の吸気マニホルド13に供給される。そして、エンジン11の排気マニホルド15からの比較的高圧の排気が排気還流通路43に流入し、外気ブースタ31の空気コンプレッサ65からの加圧空気により駆動されるEGRブースタ49のEGRコンプレッサ51により加圧された後、吸気マニホルド13に導かれる。   In the above-described exhaust gas recirculation device for the supercharged engine, air is pressurized by the supercharger 23 and supplied to the intake manifold 13 of the engine 11. Then, a relatively high pressure exhaust gas from the exhaust manifold 15 of the engine 11 flows into the exhaust gas recirculation passage 43 and is pressurized by the EGR compressor 51 of the EGR booster 49 driven by the pressurized air from the air compressor 65 of the outside air booster 31. Then, it is guided to the intake manifold 13.

また、外気ブースタ31では、排気タービン33により空気コンプレッサ65を駆動することにより外部空気が加圧され、EGRブースタ49では、空気タービンによりEGRコンプレッサ51を駆動することにより排気が加圧される。
上述した過給エンジンの排気還流装置では、エンジン11の排気マニホルド15からの比較的高圧の排気を排気還流通路43に流入し、外気ブースタ31からの加圧空気により駆動されるEGRブースタ49により加圧した後、吸気マニホルド13に導くようにしたので、スーパーチャージャ23による高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる。
In the outside air booster 31, external air is pressurized by driving the air compressor 65 by the exhaust turbine 33, and in the EGR booster 49, exhaust gas is pressurized by driving the EGR compressor 51 by the air turbine.
In the above-described exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, relatively high-pressure exhaust gas from the exhaust manifold 15 of the engine 11 flows into the exhaust gas recirculation passage 43 and is added by an EGR booster 49 driven by pressurized air from the outside air booster 31. After being pressurized, the exhaust gas is guided to the intake manifold 13, so that exhaust gas recirculation can be reliably performed even under high supercharging by the supercharger 23.

また、外気ブースタ31では、排気タービン33により空気コンプレッサ65を駆動することにより外部空気を加圧し、EGRブースタ49では、空気タービン63によりEGRコンプレッサ51を駆動することにより排気を加圧するようにしたので、外気ブースタ31のコンプレッサ65およびEGRブースタ49のタービン63が高温になることが防止され、外気ブースタ31およびEGRブースタ49に市販のターボチャージャを流用することが可能になる。   Further, the external air booster 31 pressurizes the external air by driving the air compressor 65 by the exhaust turbine 33, and the EGR booster 49 pressurizes the exhaust gas by driving the EGR compressor 51 by the air turbine 63. The compressor 65 of the outside air booster 31 and the turbine 63 of the EGR booster 49 are prevented from becoming high temperature, and a commercially available turbocharger can be used for the outside air booster 31 and the EGR booster 49.

そして、上述した過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路43のEGRブースタ49の上流に排気通路29側への排気の逆流を阻止する入口側逆止弁45を配置し、排気還流通路43のEGRブースタ49の下流に吸気通路21からの吸気の流入を阻止する出口側逆止弁59を配置したので、スーパーチャージャ23による高過給下においても排気ガス再循環をより確実に行うことができる。   In the above-described exhaust gas recirculation device for the supercharged engine, the inlet side check valve 45 that prevents the reverse flow of the exhaust gas to the exhaust passage 29 side is disposed upstream of the EGR booster 49 in the exhaust gas recirculation passage 43. Since the outlet check valve 59 for blocking the inflow of intake air from the intake passage 21 is arranged downstream of the EGR booster 49, exhaust gas recirculation can be performed more reliably even under high supercharging by the supercharger 23. it can.

また、上述した過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路43に、排気を一時貯溜するEGRタンク47,57を配置したので、吸気マニホルド13に排気を安定して確実に供給することができる。
さらに、上述した過給エンジンの排気還流装置では、排気還流通路43のEGRブースタ49の下流側および上流側に、EGRタンク47,57を配置したので、EGRコンプレッサ51のサージングを効果的に防止することができる。
In the above-described exhaust gas recirculation device for the supercharged engine, since the EGR tanks 47 and 57 for temporarily storing the exhaust gas are disposed in the exhaust gas recirculation passage 43, the exhaust gas can be stably and reliably supplied to the intake manifold 13. .
Furthermore, in the above-described supercharged engine exhaust gas recirculation device, the EGR tanks 47 and 57 are disposed on the downstream side and upstream side of the EGR booster 49 in the exhaust gas recirculation passage 43, so that surging of the EGR compressor 51 is effectively prevented. be able to.

そして、上述した過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路21のスーパーチャージャ23の下流側と排気還流通路43の接続部との間に吸気絞り弁27を配置したので、吸気通路21の吸気マニホルド13側の圧力がパルス状に低下し、排気還流通路43からの排気が吸気通路21にパルス的に流入し易くなり、これにより排気還流通路43からの排気を吸気通路21に確実に流入させることができる。   In the above-described exhaust gas recirculation device for the supercharged engine, the intake throttle valve 27 is disposed between the downstream side of the supercharger 23 of the intake passage 21 and the connection portion of the exhaust gas recirculation passage 43. The pressure on the 13th side decreases in a pulse shape, and the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage 43 is likely to flow into the intake passage 21 in a pulsed manner, so that the exhaust gas from the exhaust gas recirculation passage 43 flows into the intake air passage 21 reliably. Can do.

なお、上述した実施形態では、本発明をディーゼルエンジンからなるエンジン11に適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジンにも適用することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the engine 11 including a diesel engine has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and may be applied to, for example, a gasoline engine. it can.

本発明の過給エンジンの排気還流装置の一実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of the exhaust gas recirculation apparatus of the supercharged engine of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 エンジン
13 吸気マニホルド
15 排気マニホルド
21 吸気通路
23 スーパーチャージャ
25 エアタンク
27 吸気絞り弁
29 排気通路
31 外気ブースタ
33 排気タービン
35 消音器
37 可変絞り弁
39 バイパス通路
41 可変絞り弁
43 排気還流通路
45 入口側逆止弁
47 第1のEGRタンク
49 EGRブースタ
51 EGRコンプレッサ
53 EGRクーラ
55 EGR絞り弁
57 第2のEGRタンク
59 出口側逆止弁
63 空気タービン
65 空気コンプレッサ
11 Engine 13 Intake manifold 15 Exhaust manifold 21 Intake passage 23 Supercharger 25 Air tank 27 Intake throttle valve 29 Exhaust passage 31 Outside air booster 33 Exhaust turbine 35 Silencer 37 Variable throttle valve 39 Bypass passage 41 Variable throttle valve 43 Exhaust recirculation passage 45 Inlet side Check valve 47 First EGR tank 49 EGR booster 51 EGR compressor 53 EGR cooler 55 EGR throttle valve 57 Second EGR tank 59 Outlet check valve 63 Air turbine 65 Air compressor

Claims (5)

空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンの前記吸気マニホルドに、前記エンジンからの排気を再循環させる過給エンジンの排気還流装置において、
前記エンジンの排気マニホルドを前記吸気マニホルドに連通する排気還流通路と、
前記排気還流通路に配置され前記排気マニホルドからの排気を加圧するEGRコンプレッサおよび前記EGRコンプレッサを駆動する空気タービンを備えたEGRブースタと、
前記空気タービンに加圧空気を供給する空気コンプレッサおよび前記空気コンプレッサを前記排気マニホルドからの排気により駆動する排気タービンを備えた外気ブースタと、
を有することを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
In an exhaust gas recirculation device for a supercharged engine that recirculates exhaust gas from the engine to the intake manifold of the engine having a supercharger that pressurizes air and supplies the air to the intake manifold of the engine.
An exhaust gas recirculation passage communicating the exhaust manifold of the engine with the intake manifold;
An EGR booster that is disposed in the exhaust gas recirculation passage and pressurizes exhaust gas from the exhaust manifold, and an EGR booster that includes an air turbine that drives the EGR compressor;
An air compressor that supplies pressurized air to the air turbine, and an outside air booster that includes an exhaust turbine that drives the air compressor by exhaust from the exhaust manifold;
An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine comprising:
請求項1記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記排気還流通路は、前記排気タービンが配置され前記排気マニホルドからの排気を排出する排気通路から分岐して、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記排気還流通路の前記EGRブースタの上流には前記排気通路側への排気の逆流を阻止する入口側逆止弁が配置され、前記排気還流通路の前記EGRブースタの下流には前記吸気通路からの吸気の流入を阻止する出口側逆止弁が配置されていることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1,
The exhaust gas recirculation passage is branched from an exhaust passage in which the exhaust turbine is disposed and exhausts exhaust from the exhaust manifold, and an intake passage in which the supercharger is disposed and guides pressurized air from the supercharger to the intake manifold. An inlet-side check valve for preventing the backflow of exhaust gas to the exhaust passage side is disposed upstream of the EGR booster of the exhaust recirculation passage, and the exhaust recirculation passage of the exhaust gas recirculation passage is connected to the downstream side of the supercharger. An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, characterized in that an outlet check valve for preventing inflow of intake air from the intake passage is disposed downstream of an EGR booster.
請求項1または請求項2記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記排気還流通路は、前記排気タービンが配置され前記排気マニホルドからの排気を排出する排気通路から分岐して、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記排気還流通路には、排気を一時貯溜するEGRタンクが配置されていることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 1 or 2,
The exhaust gas recirculation passage is branched from an exhaust passage in which the exhaust turbine is disposed and exhausts exhaust from the exhaust manifold, and an intake passage in which the supercharger is disposed and leads pressurized air from the supercharger to the intake manifold. An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, characterized in that an EGR tank for temporarily storing exhaust gas is disposed in the exhaust gas recirculation passage.
請求項3記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記排気還流通路の前記EGRブースタの下流側および上流側に、前記EGRタンクを配置してなることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to claim 3,
An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, wherein the EGR tank is disposed downstream and upstream of the EGR booster in the exhaust gas recirculation passage.
請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記排気還流通路は、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側に接続され、前記吸気通路の前記スーパーチャージャの下流側と前記排気還流通路の接続部との間に吸気絞り部を配置してなることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
The exhaust gas recirculation device for a supercharged engine according to any one of claims 1 to 4,
The exhaust gas recirculation passage is connected to a downstream side of the supercharger of an intake passage where the supercharger is disposed and guides pressurized air from the supercharger to the intake manifold, and the downstream side of the supercharger of the intake passage An exhaust gas recirculation device for a supercharged engine, wherein an intake throttle portion is disposed between a connection portion of the exhaust gas recirculation passage.
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