JP2007127070A - Supercharged internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】過渡運転時に排気中のパティキュレートの含有量が増えない過給機付内燃機関を提供する。
【解決手段】過給機付内燃機関において、エンジン1の排気マニホールド6と吸気管12をEGR管路21で接続し、吸気管12のEGR管路21合流個所より上流側直近に、吸気Aを圧送可能なブロワ23を並列に組み込み、ブロワ23から送出される吸気Aで閉じるバイパス自動弁24を、吸気管12のブロワ23と並行な部位に設けている。
つまり、エンジン1の過渡運転時にブロワ23を作動させ、ブロワ23が送出する吸気Aの圧力によって、バイパス自動弁24を閉ざすとともにEGR管路21から吸気管12経路へ還流する排気Gを抑え、エンジン1に送給すべき吸気Aの量を確保する。
【選択図】図1An internal combustion engine with a supercharger in which the content of particulates in exhaust gas does not increase during transient operation.
In an internal combustion engine with a supercharger, an exhaust manifold 6 of an engine 1 and an intake pipe 12 are connected by an EGR pipe line 21, and an intake air A is introduced in the vicinity of the upstream side of the EGR pipe 21 merging point of the intake pipe 12. A blower 23 that can be pumped is incorporated in parallel, and a bypass automatic valve 24 that closes with intake air A delivered from the blower 23 is provided in a portion parallel to the blower 23 of the intake pipe 12.
That is, the blower 23 is operated during the transient operation of the engine 1, the bypass automatic valve 24 is closed by the pressure of the intake air A sent from the blower 23, and the exhaust gas G returning from the EGR pipe line 21 to the intake pipe 12 path is suppressed. The amount of intake air A to be delivered to 1 is secured.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はEGR装置を装備した過給機付内燃機関に関するものである。 The present invention relates to a supercharged internal combustion engine equipped with an EGR device.
従来、排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)を適用した過給機付内燃機関では、エンジン排気経路から分流した排気をエンジン吸気経路へ送給して燃焼温度の低下を図り、NOxの発生を低減させている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in an internal combustion engine with a supercharger to which exhaust gas recirculation (EGR) is applied, exhaust gas diverted from the engine exhaust path is sent to the engine intake path to lower the combustion temperature, thereby generating NOx. (For example, refer to Patent Document 1).
この過給機付内燃機関は、図3及び図4に示すようにディーゼルエンジン1とターボチャージャ2を備え、当該ターボチャージャ2は、タービン3、コンプレッサ4、及びタービン翼車をコンプレッサ翼車に連結する伝達軸5などで構成されている。
The supercharged internal combustion engine includes a
タービン3は、排気導入口がディーゼルエンジン1の排気マニホールド6に接続され、排気送出口が排気管7を介してマフラ8に連通し、排気導入口には、流路断面調整機構(図示せず)が設けられている。
The
また、コンプレッサ4は、吸気導入口が吸気管9によりエアクリーナ10に接続され、吸気送出口がインタクーラ11を有する吸気管12を介してディーゼルエンジン1の吸気マニホールド13に連通している。
The compressor 4 has an intake inlet connected to an
これに加えて、排気マニホールド6に、EGRクーラ14とEGRバルブ15を直列に組み込んだEGR管路16の上流端を接続し、吸気管12のインタクーラ11よりも下流側個所に、EGR管路16の下流端を接続している。
In addition to this, an upstream end of an EGR
上記のインタクーラ11には、空冷方式のフィン形熱交換器が用いられ、EGRクーラ14には、液冷方式の管形熱交換器が用いられている。
The
更に、吸気管12のEGR管路16接続個所の下流側に開閉弁17を組み込み、吸気管12のEGR管路16接続個所とインタクーラ11出口との間に送気管路18の上流端を接続し、吸気管12の開閉弁17設置個所と吸気マニホールド13との間に前記送気管路18の下流端を接続し、当該送気管路18にモータ20を駆動源としたブロワ19を組み込んでいる。
Further, an on-off
ディーゼルエンジン1の定常運転時には、図4に示すようにブロワ19を停止状態にし且つ開閉弁17を開いておく。
During steady operation of the
ディーゼルエンジン1の排気Gの大部分は、排気マニホールド6からタービン3へ流入してコンプレッサ4を駆動し、排気管7やマフラ8などを経て大気中に放出される。
Most of the exhaust G from the
エアクリーナ10、吸気管9を経てコンプレッサ4に流入し且つ圧縮された吸気Aは、インタクーラ11を通った後、流路抵抗が大きい送気管路18を経ずに吸気マニホールド13へ送給される。
The compressed air A that flows into the compressor 4 through the
また同時に、排気Gの一部が排気マニホールド6からEGR管路16へ流入し、EGRクーラ14で冷却され且つEGRバルブ15により流量調整が行なわれた排気Gが吸気Aとともに吸気マニホールド13へ送給される。
At the same time, a part of the exhaust G flows from the
これによって、燃焼温度の低下が図られ、NOxの発生が低減することになる。 As a result, the combustion temperature is lowered and the generation of NOx is reduced.
ターボチャージャ2は、排気Gのエネルギで回転するタービン3によりコンプレッサ4を駆動しているので、運転者がアクセルぺタルを踏み込んでエンジン回転数を高くする際(過渡運転時)に、コンプレッサ4の吸気Aの吐出量の増加が遅れる。
Since the
このような過渡運転時には、タービン3が排気Gから得る運動エネルギが減るために、コンプレッサ4から吸気マニホールド13に送給される吸気Aが不足気味になり、結果的にディーゼルエンジン1から送出される排気Gに含まれるパティキュレートが増える。
During such a transient operation, the kinetic energy that the
そこで、ディーゼルエンジン1の過渡運転時には、図3に示すように開閉弁17を閉じ且つブロワ19を作動させる。
Therefore, during the transient operation of the
つまり、タービン3が排気Gから得る運動エネルギに依存せずにコンプレッサ4が送出する吸気Aを、ブロワ19により吸気マニホールド13へ送り込むことで、過渡運転時にディーゼルエンジン1に供給すべき吸気Aの量を確保する。
ところが、ディーゼルエンジン1の過渡運転時に、アクセルの踏み込み量の変化などに対応するように、アクチュエータによって開閉弁17及びEGRバルブ15を瞬間的に閉ざすことは困難であり、特にディーゼルエンジン1を低負荷で高EGR率で運転している状態から加速する場合はやはり吸気Aの量が不足し、パティキュレートの含有量が増えて排気Gの性状悪化が発現する。
However, during the transient operation of the
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、過渡運転時に排気中のパティキュレートの含有量が増えない過給機付内燃機関を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a supercharged internal combustion engine in which the content of particulates in exhaust gas does not increase during transient operation.
上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの排気で回転するタービンによってコンプレッサを駆動し且つ該コンプレッサが圧縮した吸気をインタクーラを介してエンジンへ送給するように構成した過給機付内燃機関において、エンジン排気経路のタービン上流側からエンジン吸気経路のコンプレッサ下流側へ至るEGR管路を設け、エンジン吸気経路のEGR管路合流個所より上流側直近に、吸気を圧送可能な送風手段を並列に組み込み、当該送風手段から送出される吸気によって閉じる自動弁を、エンジン吸気経路の送風手段と並行な部位に設けている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an internal combustion engine with a supercharger configured to drive a compressor by a turbine rotated by exhaust of the engine and to supply intake air compressed by the compressor to the engine via an intercooler. In the engine, an EGR pipe line extending from the turbine upstream side of the engine exhaust path to the compressor downstream side of the engine intake path is provided, and an air blowing means capable of pressure-feeding the intake air is provided in parallel near the EGR pipe merging point of the engine intake path. And an automatic valve that is closed by the intake air sent from the blower means is provided in a portion parallel to the blower means of the engine intake path.
つまり、エンジンの過渡運転時に送風手段を作動させ、当該送風手段が送出する吸気の圧力によって、自動弁を閉ざすとともにEGR管路からエンジン吸気経路へ還流する排気を抑える。 In other words, the air blowing means is operated during the transient operation of the engine, and the automatic valve is closed and the exhaust gas recirculated from the EGR pipe to the engine air intake path is suppressed by the pressure of the intake air sent by the air blowing means.
本発明の過給機付内燃機関によれば、送風手段が送出する吸気の圧力によって、自動弁を閉ざすとともにEGR管路からエンジン吸気経路へ還流する排気を抑え、過渡運転時にエンジンに送給すべき吸気の量を確保することができるので、排気中のパティキュレートの含有量が増えず、排気の性状悪化が発現しない、という優れた効果を奏し得る。 According to the internal combustion engine with a supercharger of the present invention, the pressure of the intake air sent out by the air blowing means closes the automatic valve and suppresses the exhaust gas recirculated from the EGR pipe line to the engine intake path, and supplies it to the engine during transient operation. Since the amount of intake air that should be secured can be secured, it is possible to achieve an excellent effect that the particulate content in the exhaust gas does not increase and the exhaust gas properties do not deteriorate.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は本発明の過給機付内燃機関の実施の形態の一例を示すものであり、図中、図3及び図4と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 1 and 2 show an example of an embodiment of an internal combustion engine with a supercharger according to the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 3 and 4 denote the same parts. .
この過給機付内燃機関では、排気マニホールド6に、EGRクーラ14とEGRバルブ15を直列に組み込んだEGR管路21の上流端を接続し、当該EGR管路21の下流端を、吸気管12のインタクーラ11よりも下流側で且つ吸気マニホールド13に近い個所に接続している。
In this supercharger-equipped internal combustion engine, the
吸気管12のEGR管路21接続個所より上流側直近に、モータ22を駆動源として吸気Aを圧送可能なブロワ23を並列に組み込んであり、モータ22は、アクセルぺタルの踏み込み量の変化などに基づき、ECU(Electonic Control Unit)がディーゼルエンジン1の過渡的な運転状態を認識した際に作動する。
A
更に、吸気管12のブロワ23と並行な部位に、当該ブロワ23から送出される吸気Aの圧力で閉じるバイパス自動弁(フラッパ)24を設けている。
Furthermore, a bypass automatic valve (flapper) 24 that closes with the pressure of the intake air A sent from the
このバイパス自動弁24は、ブロワ23が停止状態であると、コンプレッサ4から送出される吸気Aの圧力によって開く。
The bypass
ディーゼルエンジン1の定常運転時には、図2に示すようにブロワ23が停止しているため、排気Gの大部分は、排気マニホールド6からタービン3へ流入してコンプレッサ4を駆動し、排気管7やマフラ8などを経て大気中に放出される。
During the steady operation of the
エアクリーナ10、吸気管9を経てコンプレッサ4に流入し且つ圧縮された吸気Aは、インタクーラ11を通った後、吸気管12を経て吸気マニホールド13へ送給される。
The intake air A that flows into the compressor 4 through the
このとき、バイパス自動弁24は、吸気管12を通る吸気Aの圧力によって開く。
At this time, the bypass
また同時に、排気Gの一部が排気マニホールド6からEGR管路21へ流入し、EGRクーラ14で冷却され且つEGRバルブ15により流量調整が行なわれた排気Gが吸気Aとともに吸気マニホールド13へ送給される。
At the same time, a part of the exhaust G flows from the
これによって、燃焼温度の低下が図られ、NOxの発生が低減することになる。 As a result, the combustion temperature is lowered and the generation of NOx is reduced.
ディーゼルエンジン1の過渡運転時には、図1に示すようにブロワ23が作動し、当該ブロワ23の吸気出口側は吸気入口側よりも圧力が高くなるため、バイパス自動弁24が閉じる。
During the transient operation of the
これにより、タービン3が排気Gから得る運動エネルギに依存せずにコンプレッサ4を経た吸気Aが吸気マニホールド13へ送り込まれ、過渡運転時にディーゼルエンジン1に供給すべき吸気Aの量を確保できる。
As a result, the intake air A that has passed through the compressor 4 is sent to the
従って、排気Gに含まれるパティキュレートの含有量が増えず、排気の性状悪化が発現しない。 Therefore, the content of the particulates contained in the exhaust G does not increase, and the exhaust properties do not deteriorate.
なお、本発明の過給機付内燃機関は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。 Note that the supercharged internal combustion engine of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that changes can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明の過給機付内燃機関は、車両用のディーゼルエンジンをはじめとして各種の内燃機関に適用できる。 The supercharged internal combustion engine of the present invention can be applied to various internal combustion engines including a diesel engine for vehicles.
1 ディーゼルエンジン
3 タービン
4 コンプレッサ
6 排気マニホールド(エンジン排気経路)
12 吸気管(エンジン吸気経路)
21 EGR管路
22 モータ
23 ブロワ(送風手段)
24 バイパス自動弁
A 吸気
G 排気
1
12 Intake pipe (engine intake path)
21 EGR
24 Bypass automatic valve A Intake G Exhaust
Claims (2)
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|---|---|---|---|
| JP2005320883A JP2007127070A (en) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | Supercharged internal combustion engine |
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Country Status (1)
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