JPH10318046A - 過給エンジンの排気再循環装置 - Google Patents

過給エンジンの排気再循環装置

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JPH10318046A
JPH10318046A JP9125795A JP12579597A JPH10318046A JP H10318046 A JPH10318046 A JP H10318046A JP 9125795 A JP9125795 A JP 9125795A JP 12579597 A JP12579597 A JP 12579597A JP H10318046 A JPH10318046 A JP H10318046A
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JP
Japan
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engine
exhaust gas
ejector
variable area
exhaust
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JP9125795A
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English (en)
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Masaru Sakakida
勝 榊田
Hideaki Matsuoka
英明 松岡
Hisaaki Koike
尚昭 小池
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • 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】 エンジン負荷に対応して最適なEGR量を制
御できる過給エンジンの排気再循環装置を提供する。 【解決手段】 エンジン10に、排気ガスで吸気を圧縮
する過給機12を接続した過給エンジンの排気再循環装
置において、過給機12の圧縮機13からエンジンへの
吸気側に可変面積形エジェクター17を接続し、その可
変面積形エジェクター17に排気系からの排ガスを戻す
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンに過給機
を接続した過給エンジンの排気再循環装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】長期の排ガス規制に対応する技術として
排ガスをエンジンの吸気系に再循環する排気再循環(E
GR)システムがある。
【0003】過給エンジンにおいては、エンジンの吸込
側の圧力は、過給機の圧縮機によって加圧されており、
通常のエンジンの排気側の圧力より高く、排ガスをエン
ジン側に戻すことはできない。
【0004】これに対応する一つの方法としてエンジン
の吸気側の一部にベンチュリ管(エジェクタ)を設け、
ここに生じる静圧の減少を利用して排ガスを吸気側に戻
すEGRシステムは公知である(SAE960848 New EGR Te
chnology Retains HD DieselEconomy with 21st Centur
y Emissions)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
式では、設計作動点において所定の排気ガスの再循環量
を確保するように設定するが、設計点以外の部分負荷時
において、設計点よりも小流量域においては再循環ガス
量を得ることができず、また設計点よりも大流量域にお
いては過大な圧力損失を発生し、エンジン性能の低下が
避けられなかった。
【0006】ベンチュリ管(エジェクター)の場合、エ
ンジン負荷に応じて変化する流量に対応した減圧を発生
させることはできず、部分負荷に対応した再循環ガス量
を得ることができない。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、エンジン負荷に対応して最適なEGR量を制御でき
る過給エンジンの排気再循環装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、エンジンに、排気ガスで吸気を圧
縮する過給機を接続した過給エンジンの排気再循環装置
において、過給機の圧縮機からエンジンへの吸気側に可
変面積形エジェクターを接続し、その可変面積形エジェ
クターに排気系からの排ガスを戻すようにした過給エン
ジンの排気再循環装置である。
【0009】請求項2の発明は、エンジンの負荷状態に
対応して可変面積形エジェクターのスロート面積が可変
され、負荷状態に応じてEGR量が制御される請求項1
記載の過給エンジンの排気再循環装置である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
【0011】図1において、10はエンジンで、その吸
気側ライン11に過給機12の圧縮機13が接続され、
排気側ライン14に過給機12のタービン15が接続さ
れ、排気側ライン14からの排ガスでタービン15が回
転され、圧縮機13で吸気を圧縮するようになってい
る。
【0012】この圧縮機13からエンジン10に至る吸
気側ライン11には、中間冷却器16が接続され、その
下流に可変面積形エジェクター(ベンチュリ管)17が
接続され、その可変面積形エジェクター17と排気側ラ
イン14とを結ぶEGRライン18が接続され、そのラ
イン18にEGR冷却器19とEGR制御バルブ20と
が接続される。
【0013】可変面積形エジェクター17は、エンジン
10の負荷状態に応じてスロート面積を可変できるよう
になっており、例えば、図3に示すように吸気側ライン
11を構成する吸気管11aにベンチュリ部21が形成
され、そのベンチュリ部21にスロート面積を可変する
スロート板22が回動自在に設けられ、操作ロッド23
の操作でスロート面積を可変するようにすると共にその
ベンチュリ部21の外周をカバー24で覆い、そのベン
チュリ部21にEGR戻し管25を接続して構成する。
また図4に示すように、吸気管11aを、口径の異なる
分岐管26,27で構成すると共にその分岐管26,2
7にベンチュリ部28,29を形成し、その上流側に開
閉弁30,31を接続し、ベンチュリ部28,29にE
GR戻し管32,33を接続して構成する。
【0014】次に本発明の作用を述べる。
【0015】エンジン10が起動され、排気側ライン1
4からの排ガス(圧力p3 )は、過給機12のタービン
15を駆動して排気(圧力p4 )され、その回転で圧縮
機13を駆動して吸気(圧力p1 )を圧縮し、その圧縮
空気(圧力p2 )を、吸気側ライン11より、中間冷却
器16で冷却し、可変面積形エジェクタ17を通してエ
ンジン10に供給する。
【0016】この過給エンジンにおいては、エンジン1
0の吸込側の圧力p2 は、過給機12の圧縮機13によ
って、大気圧p1 から圧力p2 に加圧されており、通常
エンジン10の排気側の圧力p3 よりも高く、排気ガス
をエンジン側に直接戻すことはできないが、可変面積形
エジェクター17で減圧された吸気中に、EGRライン
18より排ガスを戻すことで、エンジン10が必要とす
るEGR量を確保することが可能となる。
【0017】図2は、主流流量に対するベンチュリ負圧
(水頭圧)の関係を示し、スロート面積(=絞り率)
を、0.2,0.3、0.4、0.8、1.0に変えた
ときの主流流量に対するベンチュリ負圧を示したもので
ある。
【0018】図から明かなように、スロート面積を可変
することでベンチュリ負圧を自在に制御することが可能
である。
【0019】従って、先ずエンジン10の負荷状態に応
じた吸気量が求まり、そのEGR量が求まったとする
と、EGRライン11のEGR制御弁20の開度を決定
し、同時に、EGR量に対応して必要なベンチュリ負圧
が得られる可変面積形エジェクター17のスロート面積
を決定してそのスロート面積となるように制御すること
で必要なEGR量を確保することができる。
【0020】このように、本発明においては、エンジン
の低速域における小流量から、エンジンの高速域におけ
る大流量時に至るまで、主流ガス状態(流量,圧力)に
対応してエジェクターのスロート面積を変えることによ
り、エンジンが必要とする排気再循環量を過大な圧力損
失を生ぜずに確保できる。
【0021】なお、上述の実施の形態では、可変面積形
エジェクター17として、図3と図4の例を説明した
が、これ以外にスロート面積を変えられるものであれば
いかなる形式のものでもよい、またスロート面積を変え
る代わりに、エジェクター17にバイパス流路を接続
し、そのバイパス量を制御することで、エジェクターに
流れる流量を可変して必要な負圧を得るように構成して
もよい。
【0022】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、エンジン
の負荷状態に応じた最適なEGR量を確保することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図2】本発明において、エジェクターに生じる圧力減
少を説明する図である。
【図3】本発明において、可変面積形エジェクターの一
例を示す図である。
【図4】本発明において、可変面積形エジェクターの他
の例を示す図である。
【符号の説明】
10 エンジン 11 吸気側ライン 12 過給機 13 圧縮機 17 エジェクター 18 EGRライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに、排気ガスで吸気を圧縮する
    過給機を接続した過給エンジンの排気再循環装置におい
    て、過給機の圧縮機からエンジンへの吸気側に可変面積
    形エジェクターを接続し、その可変面積形エジェクター
    に排気系からの排ガスを戻すようにしたことを特徴とす
    る過給エンジンの排気再循環装置。
  2. 【請求項2】 エンジンの負荷状態に対応して可変面積
    形エジェクターのスロート面積が可変され、負荷状態に
    応じてEGR量が制御される請求項1記載の過給エンジ
    ンの排気再循環装置。
JP9125795A 1997-05-15 1997-05-15 過給エンジンの排気再循環装置 Pending JPH10318046A (ja)

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