JPH11343856A - ディーゼル機関 - Google Patents

ディーゼル機関

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JPH11343856A
JPH11343856A JP10153123A JP15312398A JPH11343856A JP H11343856 A JPH11343856 A JP H11343856A JP 10153123 A JP10153123 A JP 10153123A JP 15312398 A JP15312398 A JP 15312398A JP H11343856 A JPH11343856 A JP H11343856A
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JP
Japan
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air
supercharger
diesel engine
compressor
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP10153123A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsutoshi Miwa
克俊 三輪
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.)
Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Engineering Co Ltd filed Critical Niigata Engineering Co Ltd
Priority to JP10153123A priority Critical patent/JPH11343856A/ja
Publication of JPH11343856A publication Critical patent/JPH11343856A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【課題】排気ガス量やNOX 排出量を適正値に制御でき
る過給機付きディーゼル機関を提供する。 【解決手段】ディーゼル機関1からの排気ガスがタービ
ン5を駆動すると、コンプレッサ6はサイレンサ7から
空気を取り入れて圧縮する。圧縮吸気は吸気管8から空
気冷却器9を通過して機関1に供給される。空気冷却器
9の後の吸気管8にはバイパス管11が接続され、吸気
バイパス弁12を経て過給機のコンプレッサ6に接続さ
れている。吸気バイパス弁12の開度を調整すれば、冷
却後の圧縮空気を機関1に供給することなく再び過給機
3に戻せる。これにより機関1に供給される吸気圧力を
調整できる。排気ガス量、NOX 排出量の値を適正値に
制御でき、部分負荷性能改善時の吸気圧力アップによる
燃焼最高圧力上昇を簡便に抑制できる。バイパスさせる
圧縮空気はサイレンサを通さずにコンプレッサに直接戻
すので、騒音は低く、エネルギロスも小さい。

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(ターボチ
ャージャ)を有するディーゼル機関に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、過給機を有するディーゼル機関
の従来の一般的な構成を模式的に示す図である。過給機
100は、機関101からの排気で駆動されるタービン
Tと、タービンTとにより駆動されて回転するコンプレ
ッサCを有している。コンプレッサCはサイレンサSを
介して吸い込んだ空気を圧縮し、空気冷却器ACを経て
機関101に供給する。
【0003】このような過給機付きのディーゼル機関の
給気圧力は、過給機のマッチング(コンプレッサ、ター
ビンノズル等の要目)が一旦設定されると負荷に対して
一義的に決まり、性能の調整に自由度がないのが一般的
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の過給機
付きのディーゼル機関によれば、次のような問題があ
る。 (1) 気温、大気圧等、環境の変化によって排気ガス量、
NOX 排出量が適正値を越えることがあるが、調整機構
をもたないので、その対策には過給機のマッチングの変
更が必要になり、費用がかかる。 (2) 部分負荷の性能を改善するために吸気圧力を上げる
ような過給機マッチングを選ぶと、高負荷において燃焼
最高圧力が規定値を越えてしまう。 (3) 上記(1)(2)の問題を解決するために、吸気圧力の一
部を大気開放する方法もあるが、吸気を大気に開放する
時の騒音が大きい。また、過給機のコンプレッサで圧縮
した空気を大気開放するため、エネルギロスが大きい等
の問題がある。
【0005】本発明は、排気ガス量やNOX 排出量を適
正値に制御でき、部分負荷性能改善時の吸気圧力アップ
による燃焼最高圧力上昇を簡便に抑制でき、さらに騒音
が小さくエネルギロスが小さい過給機付きディーゼル機
関を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載されたデ
ィーゼル機関(1)は、機関からの排気で駆動されるタ
ービン(5)により回転するコンプレッサ(6)で給気
を圧縮する過給機(3)を備えたディーゼル機関におい
て、前記過給機(3)から排出された給気の一部を前記
過給機(3)に戻すように構成したことを特徴としてい
る。
【0007】請求項2に記載されたディーゼル機関は、
請求項1記載のディーゼル機関(1)において、前記コ
ンプレッサ(6)から排出された給気の一部が、開度調
整可能なバイパス弁(12)を介して前記コンプレッサ
(6)に戻るように構成したことを特徴としている。
【0008】請求項3に記載されたディーゼル機関は、
請求項2記載のディーゼル機関(1)において、前記過
給機(3)から出た給気を冷却して機関(1)に供給す
る空気冷却器(9)を有し、前記過給機(3)と前記空
気冷却器(9)の間から分岐させた給気の一部が前記コ
ンプレッサ(6)に戻されるように構成したことを特徴
としている。
【0009】請求項4に記載されたディーゼル機関は、
請求項2記載のディーゼル機関(1)において、前記過
給機(3)から出た給気を冷却して機関に供給する空気
冷却器(9)を有し、前記空気冷却器(9)と前記機関
(1)の間から分岐させた給気の一部が前記コンプレッ
サ(6)に戻されるように構成したことを特徴としてい
る。
【0010】請求項5に記載されたディーゼル機関は、
請求項2又は3又は4記載のディーゼル機関(1)にお
いて、前記コンプレッサ(6)の給気入口にはサイレン
サ(7)が設けられており、前記過給機(3)からの給
気の一部が前記サイレンサ(7)を経ずに前記コンプレ
ッサ(6)に戻されることを特徴としている。
【0011】上記の構成によれば、吸気バイパス弁(1
2)の開度を調整することにより、空気冷却器(9)に
よって冷却された後の圧縮空気、又は空気冷却器(9)
に入る前の圧縮空気を、ディーゼル機関(1)に供給す
ることなく再び過給機(3)に戻すことができる。戻さ
れた圧縮空気はサイレンサ(7)を通過せず直接コンプ
レッサ(6)に入るので騒音が少ない。吸気バイパス量
(12)を調整すれば、機関(1)の性能を調整するこ
とができる。
【0012】空気冷却器(9)によって冷却された後の
圧縮空気をバイパスすれば、空気冷却器(9)で冷却さ
れた温度の低い吸気が過給機(3)に戻されるので、吸
入効率の低下が少なく、部品への熱的な負荷が少なくて
すむ。
【0013】空気冷却器(9)に入る前の圧縮空気をバ
イパスすれば、空気冷却器(9)を通過する吸気量が減
少するので、空気冷却器(9)の容量(伝熱面積)が少
なくて済む。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例である
過給機付きのディーゼル機関を図1〜図3を参照して説
明する。図1において、1はディーゼル機関(エンジ
ン)であり、2が駆動軸(出力側)である。3は過給機
である。ディーゼル機関1の排気管4は、過給機3のタ
ービン5の入口に接続されている。過給機3のコンプレ
ッサ6はタービン5に連動連結されている。機関の各気
筒の燃焼室からの排気ガスによってタービン5が駆動さ
れると、コンプレッサ6はサイレンサ7を介して空気を
取り入れ、これを圧縮する。サイレンサ7はフィルタを
有している。圧縮された吸気は吸気管8に入り、空気冷
却器9を通過して冷却され、ディーゼル機関1の吸気マ
ニホールド10から各気筒の燃焼室に供給される。
【0015】圧縮空気の流れ方向について、空気冷却器
9の後の吸気管8には、バイパス管11が接続連通され
ている。バイパス管11の途中には吸気バイパス弁12
が設けられている。バイパス管11は、過給機のコンプ
レッサ6の入口と空気冷却器7の間に接続されている。
吸気バイパス弁12は、その開度を自在に調整できる。
従って、吸気バイパス弁12の開度を調整することによ
り、空気冷却器によって冷却された後の圧縮空気を、デ
ィーゼル機関1に供給することなく再び過給機3に戻す
ことができる。戻された圧縮空気はサイレンサ7を通過
せず、直接コンプレッサ6に入る。吸気バイパス弁12
を閉じれば、すべての圧縮空気がディーゼル機関1に供
給される。
【0016】本例によれば、吸気バイパス弁12の開度
を調整すれば、ディーゼル機関1に供給される吸気圧力
を調整できる。図2は、吸気バイパス弁12の開度に応
じた吸気バイパス割合を横軸にとり、機関の各種性能を
縦軸にとったグラフであり、型式の異なる2種のディー
ゼル機関についてその変化を示したものである。横軸の
100%はバイパスが0の場合であり、90%は10%
をバイパスした場合(−10%)である。
【0017】このグラフから分かるように、バイパス弁
12を開いて機関に供給されるべき圧縮空気の一部を過
給機に戻してやれば、燃料消費率差が上がり(吸気バイ
パス割合−10%で+4g/ps・h)、排気温度差が
上がり(吸気バイパス割合−10%で+35℃)、NO
X 濃度差が下がり(吸気バイパス割合−10%で、O 2
13%換算にて−50ppm)、O2 濃度差が下がり
(吸気バイパス割合−10%で−1.0%)、吸気圧力
差が下がった(吸気バイパス割合−10%で−0.2k
gf/cm2 )。
【0018】従って、本例のディーゼル機関によれば、
気温、大気圧等、環境の変化によって排気ガス量、NO
X 排出量が適正値を越えた場合等に、バイパス弁の調整
によってこれらの値を適正値に制御することができる。
【0019】また、部分負荷性能改善時の吸気圧力アッ
プによる燃焼最高圧力上昇を簡便に抑制できる。
【0020】さらに、過給機3にバイパスさせる圧縮空
気は、サイレンサを通さずにコンプレッサに直接戻すの
で、騒音は低く、エネルギロスも小さい。
【0021】本例のディーゼル機関1によれば、空気冷
却器9で冷却された温度の低い吸気が過給機に戻される
ので、吸入効率の低下が少ない。また、部品への熱的な
負荷が少ないという効果がある。
【0022】図3(a)は、図1及び図2を参照して説
明した本例のディーゼル機関の構造を模式的に示したも
のである。即ち、前述した通り、コンプレッサ6から出
た圧縮空気は空気冷却器9を通過した後、バイパス管1
1から吸気バイパス弁12を経て過給機3に戻る。しか
しながら、圧縮空気のバイパスは、空気冷却器9の前で
行ってもよい。
【0023】図3(b)は、圧縮空気のバイパスを空気
冷却器9の前で行う場合を模式的に示したものである。
図1及び図3(a)と共通する部分には同一の符号を付
して説明を省略する。この例によれば、コンプレッサ6
から出た圧縮空気は、空気冷却器9に入る前にバイパス
して過給機3に戻る。この例によれば、空気冷却器9を
通過する吸気量が減少するので、空気冷却器9の容量
(伝熱面積)が少なくて済むという効果がある。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、過給機を備えたディー
ゼル機関において、過給機から排出された給気の一部を
必要に応じて過給機に戻すことができるように構成した
ので、吸気バイパス量の調整によって機関の性能を調整
することができる。その結果、次のような効果が得られ
る。 (1) 排気ガス量、NOX 排出量を適正値に制御できる。 (2) 部分負荷性能時の吸気圧力アップによる燃焼最高圧
力上昇を簡便に抑制できる。 (3) 騒音が低く、エネルギロスが小さい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例であるディーゼル機
関を示す図である。
【図2】前記一例のディーゼル機関において、吸気バイ
パス弁の開度に応じた吸気バイパス割合と、機関の各種
性能との関係を示したグラフである。
【図3】(a)は前記一例のディーゼル機関の構造を模
式的に示す図であり、(b)は本発明の実施の形態の他
の例の構造を模式的に示す図である。
【図4】従来の過給機付きディーゼル機関の構造を模式
的に示す図である。
【符号の説明】
1 ディーゼル機関 3 過給機 5 タービン 6 コンプレッサ 7 サイレンサ 9 空気冷却器 12 吸気バイパス弁

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関からの排気で駆動されるタービンに
    より回転するコンプレッサで給気を圧縮する過給機を備
    えたディーゼル機関において、 前記過給機から排出された給気の一部を前記過給機に戻
    すように構成したことを特徴とするディーゼル機関。
  2. 【請求項2】 前記コンプレッサから排出された給気の
    一部が、開度調整可能なバイパス弁を介して前記コンプ
    レッサに戻るように構成したことを特徴とする請求項1
    記載のディーゼル機関。
  3. 【請求項3】 前記過給機から出た給気を冷却して機関
    に供給する空気冷却器を有し、前記過給機と前記空気冷
    却器の間から分岐させた給気の一部が前記コンプレッサ
    に戻されるように構成したことを特徴とする請求項2記
    載のディーゼル機関。
  4. 【請求項4】 前記過給機から出た給気を冷却して機関
    に供給する空気冷却器を有し、前記空気冷却器と前記機
    関の間から分岐させた給気の一部が前記コンプレッサに
    戻されるように構成したことを特徴とする請求項2記載
    のディーゼル機関。
  5. 【請求項5】 前記コンプレッサの給気入口にはサイレ
    ンサが設けられており、前記過給機からの給気の一部が
    前記サイレンサを経ずに前記コンプレッサに戻されるこ
    とを特徴とする請求項2又は3又は4記載のディーゼル
    機関。
JP10153123A 1998-06-02 1998-06-02 ディーゼル機関 Pending JPH11343856A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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