JPH09144610A - 過給機を備えた内燃機関の排気ガス再循環装置 - Google Patents

過給機を備えた内燃機関の排気ガス再循環装置

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JPH09144610A
JPH09144610A JP7326340A JP32634095A JPH09144610A JP H09144610 A JPH09144610 A JP H09144610A JP 7326340 A JP7326340 A JP 7326340A JP 32634095 A JP32634095 A JP 32634095A JP H09144610 A JPH09144610 A JP H09144610A
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JP
Japan
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passage
exhaust gas
exhaust
supercharger
recirculation
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JP7326340A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Yamada
敬之 山田
Nobuyuki Iketani
信之 池谷
Nobuhiro Kondo
暢宏 近藤
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/34Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05High 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】過給によって吸気通路内圧力が排気通路内圧力
より高い運転条件であっても排気ガスを再循環すること
ができると共に、排気ガスによって過給機に損傷を与え
ることのない、過給機を備える内燃機関の排気ガス再循
環装置を提供する。 【解決手段】エンジン10は、過給機20を備え、該過
給機20の下流側の吸気通路30から分岐した給気通路
53が、タービン51と圧縮機52が同軸で連結されて
成る排気還流用送気装置50のタービン52の給気側に
接続され、排気通路40から分岐した還流排気吸入通路
54が排気還流用送気装置50の圧縮機51の吸入側に
接続されると共に当該圧縮機51の吐出側が還流排気吐
出通路55を介して過給機20の圧縮機21の羽根車2
1Aからディフューザ21Bに至る空気経路部位に接続
され、排気還流用送気装置50が給気通路53を介して
供給される圧縮空気(のエネルギー)によって駆動され
て、排気通路30の排気ガスを還流排気吸入通路54を
介して吸入加圧して還流排気吐出通路55を介して吸気
通路30に供給するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過給機によって過
給する内燃機関において排気ガスの一部を吸気側に再循
環させる排気ガス再循環装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、ガソリンエンジンやディーゼルエ
ンジン等の内燃機関では、排気通路とスロットル弁の下
流側の吸気通路とを還流通路で接続し、この還流通路を
介して排気ガスの一部を吸気側に供給する排気ガス再循
環装置を備えている。これによって不活性の排気ガスを
吸気系に再循環することと排気ガス中の比熱の大きいガ
ス(CO2 ,H2 O)による吸気の熱容量の増加から燃
焼温度を低下させてNOxの発生を抑えることができ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、内燃機関に
は圧縮機によって吸気圧力を高めて充填効率を向上させ
るいわゆる過給機を備えたものがあるが、このような過
給機によって過給される内燃機関では、その過給機の特
性によって運転条件との関係で排気通路内の圧力より吸
気通路内の圧力が高くなる場合があり、そのような運転
条件では前述の構成の排気ガス再循環装置では排気ガス
は吸気通路に流れず、従って、排気ガスを吸気側に供給
することができないという問題があった。
【0004】このような問題を解決するものとして、還
流通路を過給機の圧縮機入口に接続するように構成する
ことが考えられるが、そのように構成では、排気ガスに
含まれる物質によって過給機の圧縮機に腐蝕等の不具合
を生ずるという問題がある。特にディーゼルエンジンで
は、未燃焼カーボン等の排気微粒子によって過給機を損
傷する虞がある。
【0005】本発明は、上記解決課題に鑑みて成された
ものであって、過給によって吸気通路内圧力が排気通路
内圧力より高い運転条件であっても排気ガスを再循環す
ることができると共に、排気ガスによって過給機に損傷
を与えることのない、過給機を備える内燃機関の排気ガ
ス再循環装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る内燃機関の排気ガス再循環装置は、過給機を備
えた内燃機関において、タービンと圧縮機が同軸で連結
されて成る排気還流用送気装置を備え、前記過給機の下
流側の吸気通路から分岐した給気通路が、前記排気還流
用送気装置のタービン入口に接続され、排気通路から分
岐した還流排気吸入通路が前記排気還流用送気装置の圧
縮機の吸入側に接続されると共に当該圧縮機の吐出側が
還流排気吐出通路を介して前記吸気通路に接続され、前
記排気還流用送気装置が前記給気通路を介して供給され
る圧縮空気(のエネルギー)によって駆動されて、前記
排気通路の排気ガスを前記還流排気吸入通路を介して吸
入加圧して前記還流排気吐出通路を介して前記吸気通路
に供給するように構成されていることを特徴とする。
【0007】また、上記還流排気吐出通路が、上記過給
機の圧縮機の低静圧域に接続されて構成されていること
を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図1は、本発明に係る内
燃機関の排気ガス再循環装置の一例を適用したエンジン
の概念構成図である。
【0009】図示エンジン10は、排気ターボ過給機2
0によって過給されるディーゼルエンジンであって、吸
気ポート11に接続された吸気通路30が過給機20の
圧縮機21の吐出側に接続されると共に、排気ポート1
2に接続された排気通路40が過給機20のタービン2
2の給気側に接続され、更に、吸気通路30と排気通路
40との間に排気還流用送気装置50が介設されて構成
されている。
【0010】過給機20は、タービン22と圧縮機21
が同軸に設けられて構成されており、排気通路40を介
して供給される排気ガスのエネルギーによってタービン
22が回転駆動されて圧縮機1が駆動され、吸気通路3
0に圧縮空気を送り込んで過給する。
【0011】排気還流用送気装置50は、過給機20と
同様にタービン52と圧縮機51が同軸に設けられて構
成され、そのタービン52の給気側は過給機20の下流
側の吸気通路30に給気通路53を介して接続され、圧
縮機51の吸入側は過給機20の上流側の排気通路40
に還流排気吸入通路54を介して接続されると共に、圧
縮機50の吐出側は過給機20の圧縮機51に還流排気
吐出通路55を介して接続されている。尚、タービン5
2の吐出側は本例では開放されているが、吸気通路30
に接続されていても良いものである。
【0012】還流排気吐出通路55は、過給機20の圧
縮機21の羽根車21Aからその外周のディフューザ2
1Bに至る空気通路部位に接続されている。つまり、圧
縮機21の羽根車21Aにより付加された運動エネルギ
ーがディフューザー21Bによって圧力エネルギーに変
換される以前の静圧の低い部位に接続されているもので
ある。
【0013】給気通路53、タービン52の吐出口及び
還流排気吸入通路54には、それぞれ開閉バルブ56,
57,58が介設されて対応する通路を開閉可能となっ
ており、これら開閉バルブ56,57,58は図示しな
いエンジン制御装置によって開閉制御されるようになっ
ている。
【0014】また、過給機20より下流側の吸気通路3
0と過給機20の下流側の排気通路40とが、一次EG
R通路60により接続されると共に、この一次EGR通
路60に開閉バルブ61が介設されている。この開閉バ
ルブ61は前述の開閉バルブ56,57,58と同様に
エンジン制御装置によって開閉制御されるようになって
いる。
【0015】上記構成のエンジン10では、排気ガスに
よって過給機20が駆動されて吸気通路30の吸気圧力
を高めて過給する。
【0016】ここで、吸気通路30内の圧力が排気通路
40内の圧力より低い場合には、一次EGR通路60の
開閉バルブ61を開放すると共に排気還流用送気装置5
0側の開閉バルブ56,57,58を閉鎖することによ
り、排気通路40の排気ガスの一部が吸気通路30に供
給されることとなって排気ガスの再循環を行うことがで
きる。
【0017】一方、吸気通路30内の圧力が排気通路4
0内の圧力より高い場合には、一次EGR通路60の開
閉バルブ61を閉じると共に排気還流用送気装置50側
の開閉バルブ56,57,58を開放することにより、
排気還流用送気装置50を駆動して排気通路40の排気
ガスを加圧して吸気側に供給することができる。即ち、
吸気通路30から給気通路53を介して供給される空気
によって排気還流用送気装置50のタービン52が回転
駆動されて圧縮機51が駆動され、排気通路40から還
流排気吸入通路54を介して排気ガスを吸引して加圧
し、還流排気吐出通路55を介して過給機20の圧縮機
21(吸気系)に供給するものである。還流排気吐出通
路55は、前述のごとく過給機20の圧縮機21の静圧
の低い部位に接続されており、還流排気吐出通路55か
らの排気ガスは圧縮機21内に容易に供給可能である。
また、排気ガスは圧縮機21の羽根車21Aの下流側に
供給されるため、排気ガスに含まれる物質によって羽根
車21Aやその軸受部に腐蝕や損傷を与える等の不具合
を生ずる虞はないものである。
【0018】制御装置による一次EGR通路60の開閉
バルブ61及び排気還流用送気装置50側の開閉バルブ
56,57,58の開閉制御は、吸気通路30内の圧力
が排気通路40内の圧力より高くなる予め定められた運
転域でシーケンシャルに行うように構成しても、また、
吸気通路30及び排気通路40に圧力センサを設けてそ
れら圧力センサによる圧力情報に基づいて開閉するよう
に構成しても何れでも良いものである。
【0019】尚、上記例では、還流排気吐出通路55が
過給機20の圧縮機21の低静圧部に接続されたもので
あるが、吸気通路30に接続するように構成しても良
い。その場合には、排気還流用送気装置50によって還
流排気ガスの圧力を吸気通路30内の圧力以上に昇圧し
なければならないことは言うまでもない。また、上記例
では吸気通路30と排気通路40を接続する一次EGR
通路60を備え、吸気通路30内の圧力が排気通路40
内の圧力より低い場合にはこの一次EGR通路60を介
して排気通路40の排気ガスを吸気通路30に供給する
ように構成したものであるが、このよう一次EGR通路
60を備えることなく常時排気還流用送気装置50の駆
動によって排気通路40の排気ガスを加圧して吸気側に
供給するように構成しても良いものである。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による過給機
を備えた内燃機関の排気ガス再循環装置によれば、過給
機による過給によって吸気通路内圧力が排気通路内圧力
より高い運転条件であっても、その高い吸気通路の圧力
によって駆動する排気還流用送気装置によって排気ガス
の圧力を高めて過給機の下流側の吸気通路に還流させる
ことが可能となると共に、還流排気ガスが過給機の圧縮
機に供給されるものではないために排気ガスに含まれる
物質が過給機に腐蝕や破損等の不具合を損傷を生じさせ
ることがないものである。
【0021】また、還流排気吐出通路が過給機の圧縮機
の低静圧域に接続された構成とすることにより、圧力差
が小さく排気ガスの還流が容易となって排気還流用送気
装置に大きな加圧能力を必要とせず、排気還流用送気装
置を駆動するために必要な吸気通路内の吸気圧力の損失
を小さく抑えることができると共に、過給機の圧縮機の
羽根車は排気ガスに曝されることがなく排気ガスに含ま
れる物質によって酸化や損傷を生ずる虞はないものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内燃機関の排気ガス再循環装置の
一例を適用したエンジンの概念構成図である。
【符号の説明】
10 エンジン 20 過給機 21 圧縮機 22 タービン 30 吸気通路 40 排気通路 50 排気還流用送気装置 51 圧縮機 52 タービン 53 給気通路 54 排気還流吸気通路 55 排気還流吐出通路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】過給機を備えた内燃機関において、 タービンと圧縮機が同軸で連結されて成る排気還流用送
    気装置を備え、前記過給機の下流側の吸気通路から分岐
    した給気通路が、前記排気還流用送気装置のタービン入
    口に接続され、排気通路から分岐した還流排気吸入通路
    が前記排気還流用送気装置の圧縮機の吸入側に接続され
    ると共に当該圧縮機の吐出側が還流排気吐出通路を介し
    て前記吸気通路に接続され、前記排気還流用送気装置が
    前記給気通路を介して供給される圧縮空気によって駆動
    されて、前記排気通路の排気ガスを前記還流排気吸入通
    路を介して吸入加圧して前記還流排気吐出通路を介して
    前記吸気通路に供給するように構成されていることを特
    徴とする過給機を備えた内燃機関の排気ガス再循環装
    置。
  2. 【請求項2】上記還流排気吐出通路が、上記過給機の圧
    縮機の低静圧域に接続されて構成されていることを特徴
    とする請求項1に記載の過給機を備えた内燃機関の排気
    ガス再循環装置。
JP7326340A 1995-11-21 1995-11-21 過給機を備えた内燃機関の排気ガス再循環装置 Pending JPH09144610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170159619A1 (en) * 2014-06-26 2017-06-08 Valeo Systemes De Controle Moteur Engine system comprising a burnt gas recirculation circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170159619A1 (en) * 2014-06-26 2017-06-08 Valeo Systemes De Controle Moteur Engine system comprising a burnt gas recirculation circuit

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