JPS5922048B2 - 排気タ−ボ過給式エンジンにおける排気ガス還流装置 - Google Patents
排気タ−ボ過給式エンジンにおける排気ガス還流装置Info
- Publication number
- JPS5922048B2 JPS5922048B2 JP53130743A JP13074378A JPS5922048B2 JP S5922048 B2 JPS5922048 B2 JP S5922048B2 JP 53130743 A JP53130743 A JP 53130743A JP 13074378 A JP13074378 A JP 13074378A JP S5922048 B2 JPS5922048 B2 JP S5922048B2
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- exhaust gas
- passage
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
- F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、排気ガスタービンによって駆動される過給機
、すなわち排気ガスターボ過給機を備えたエンジンにお
いて、その排気ガス中のＮＯｘ’＜低減する目的で排気
ガスの一部を吸気系に還流する装置に関するものである
。
、すなわち排気ガスターボ過給機を備えたエンジンにお
いて、その排気ガス中のＮＯｘ’＜低減する目的で排気
ガスの一部を吸気系に還流する装置に関するものである
。
排気ガスターボ過給機は、エンジンからの排気ガスが持
つエネルギをエンジン出力に有ダメ利用できる特長を有
するが、ターボ過給機におけるブロワ−圧縮機からの過
給玉代 エンジンからの排気ガスの圧力よりも高いため
、そのままでは排気ガスの一部を過給空気に還流混合す
ることはできない。
つエネルギをエンジン出力に有ダメ利用できる特長を有
するが、ターボ過給機におけるブロワ−圧縮機からの過
給玉代 エンジンからの排気ガスの圧力よりも高いため
、そのままでは排気ガスの一部を過給空気に還流混合す
ることはできない。
そこで最近では、ブロワ−圧縮機からエンジンへの過給
通路中にベンチュリーを設けて排気圧より低い圧力を生
成し、このベンチュリー圧で排気ガスを還流することが
提案されているが、エンジンへの過給通路にベンチュリ
ーを設けることは過給通路の構造が複雑になるばかりか
、ベンチュリーのために高負荷、高回転域で過給空気の
流れ抵抗が増大するのであり、また、このものは排気系
と吸気系とをつなぐ還流通路が必要なため、システム全
体の構造が複雑で且つ増付はスペースが増大するもので
あった。
通路中にベンチュリーを設けて排気圧より低い圧力を生
成し、このベンチュリー圧で排気ガスを還流することが
提案されているが、エンジンへの過給通路にベンチュリ
ーを設けることは過給通路の構造が複雑になるばかりか
、ベンチュリーのために高負荷、高回転域で過給空気の
流れ抵抗が増大するのであり、また、このものは排気系
と吸気系とをつなぐ還流通路が必要なため、システム全
体の構造が複雑で且つ増付はスペースが増大するもので
あった。
本発明は、ターボ過給機においてその排気タービンとブ
ロワ−圧縮機とを直結する軸を中空軸とし、該中空軸を
介して排気ガスを吸気側に還流することにより、前記の
欠へを解消すると共に、エンジンの冷間始動時における
ターボ過給機の潤渭油の湿度上昇を促進し、ガーボン等
の固体微粒子の少ない排気ガスを還流せしめ、且つエン
ジンの急減速時におけるアフターバーン及び排気系部品
の過熱をも防止したものであり、他の発明は、前記発明
に加え、前記中空軸の回転によって排気ガスの還流が積
極的に確実にできるようにしたものである。
ロワ−圧縮機とを直結する軸を中空軸とし、該中空軸を
介して排気ガスを吸気側に還流することにより、前記の
欠へを解消すると共に、エンジンの冷間始動時における
ターボ過給機の潤渭油の湿度上昇を促進し、ガーボン等
の固体微粒子の少ない排気ガスを還流せしめ、且つエン
ジンの急減速時におけるアフターバーン及び排気系部品
の過熱をも防止したものであり、他の発明は、前記発明
に加え、前記中空軸の回転によって排気ガスの還流が積
極的に確実にできるようにしたものである。
次に本発明の一例を図面について説明するに、図におい
て１は吸気マニホールド２及び排気マニホールド３を有
するエンジン、４は排気タービン５とブロワ−圧縮機６
とを軸１５にて直結した排気ターボ過給機、７は排気ガ
スを大気に放出するマフラー又は触媒コンバータを各々
示し、吸気マニホールド２にはスロットル弁９付き気化
器８を備え（他の実施例では気化器に代えてエンジンの
各気筒に燃料噴射ノズルで燃料を供給するもので良い）
、過給通路１０を介して前記ブロワ−圧縮機６の吐出側
に接続され、ブロワ−圧縮機６の吸入側は大気吸入通路
１１を介してエアクリーナ１２に接続されている。
て１は吸気マニホールド２及び排気マニホールド３を有
するエンジン、４は排気タービン５とブロワ−圧縮機６
とを軸１５にて直結した排気ターボ過給機、７は排気ガ
スを大気に放出するマフラー又は触媒コンバータを各々
示し、吸気マニホールド２にはスロットル弁９付き気化
器８を備え（他の実施例では気化器に代えてエンジンの
各気筒に燃料噴射ノズルで燃料を供給するもので良い）
、過給通路１０を介して前記ブロワ−圧縮機６の吐出側
に接続され、ブロワ−圧縮機６の吸入側は大気吸入通路
１１を介してエアクリーナ１２に接続されている。
また、排気タービン５の排気側は排気管１３を介してマ
フラー７に、排気タービン５の入口側は排気通路１４を
介して排気マニホールド３に各々接続されている。
フラー７に、排気タービン５の入口側は排気通路１４を
介して排気マニホールド３に各々接続されている。
そして、前記ターボ過給機４における軸１５をその中心
に排気ガス還流通路１６を有する中空軸に形成し、該軸
１５の一端を排気タービン５の排出口１γにのぞませて
当該箇所に還流通路１６を開口する一方、軸１５の他端
をブロワ−圧縮機６の吸入口１８内にのぞませ、該他端
には半径方向にオリフィス１９を穿設した軸封部材２０
を螺着し、軸１５内の還流通路１６をオリフィス１９を
介してブロワ−圧縮機６の吸入口１８内に連通して成る
ものである。
に排気ガス還流通路１６を有する中空軸に形成し、該軸
１５の一端を排気タービン５の排出口１γにのぞませて
当該箇所に還流通路１６を開口する一方、軸１５の他端
をブロワ−圧縮機６の吸入口１８内にのぞませ、該他端
には半径方向にオリフィス１９を穿設した軸封部材２０
を螺着し、軸１５内の還流通路１６をオリフィス１９を
介してブロワ−圧縮機６の吸入口１８内に連通して成る
ものである。
また、軸封部材の先端形状としては、尖頭形状等任意に
選べば良い。
選べば良い。
なお、図中符号２１は排気ガス中のＣＯ、ＨＣ等を浄化
するために排気マニホールド３に２次空気を供給するた
めの供給通路、２４はエンジン１の温潤油系から分岐し
た温潤油管路で、該管路２４からの温潤油はターボ過給
機４における軸受部２５に入ってこれを温潤したのち、
エンジン１におけるオイルパン（図示せず）に管路２６
及びオイルクーラ（図示せず）を介して戻るように構成
されている。
するために排気マニホールド３に２次空気を供給するた
めの供給通路、２４はエンジン１の温潤油系から分岐し
た温潤油管路で、該管路２４からの温潤油はターボ過給
機４における軸受部２５に入ってこれを温潤したのち、
エンジン１におけるオイルパン（図示せず）に管路２６
及びオイルクーラ（図示せず）を介して戻るように構成
されている。
また、図中符号２２は、排気タービン５を迂回するよう
に排気通路１４と排気管１３又はマフラー７とをつなぐ
迂回通路２３中に設けた排気ガス切換弁で、エンジンに
対する過給がエンジンの危険回転を越えて過過給になっ
たとき、前記切換弁２２力酬いて排気ガスの一部をマフ
ラーに直接に流れるようにして過過給を防止する。
に排気通路１４と排気管１３又はマフラー７とをつなぐ
迂回通路２３中に設けた排気ガス切換弁で、エンジンに
対する過給がエンジンの危険回転を越えて過過給になっ
たとき、前記切換弁２２力酬いて排気ガスの一部をマフ
ラーに直接に流れるようにして過過給を防止する。
この構成において、エンジンの運転中にエンジンから排
出された排気ガスは、排気通路１４から排気タービン５
に入り、排気タービン５を回転してこれに軸１５を介し
て直結したブロワ−圧縮機６を回転駆動することにより
、エアクリーナ１２からの吸入空気はブロワ−圧縮機６
で圧縮されてエンジンに過給される。
出された排気ガスは、排気通路１４から排気タービン５
に入り、排気タービン５を回転してこれに軸１５を介し
て直結したブロワ−圧縮機６を回転駆動することにより
、エアクリーナ１２からの吸入空気はブロワ−圧縮機６
で圧縮されてエンジンに過給される。
このターボ過給状態において、ブロワ−圧縮機６の吸入
口１８における圧力Ｐｌは、ブロワ−圧縮機の吸込み作
用によって、排気タービン５の排出口１７における排気
圧力Ｐ２よりも低くなるから、排出口１７における排気
ガスは軸１５内の還流通路１６及びオリフィス１９を介
して吸入口１８側に流れ、ブロワ−圧縮機６で吸入空気
と等しく混合され、吸気系への排気ガスの還流が行なわ
れるのであり、この場合、排気タービン５の排出口１７
における排気ガスは、排気タービン５の高速回転によっ
て高速に旋回しながら流れ、この高速旋回作用による遠
心力によって排気ガス中のカーボン等の固体微粒子は円
周方向に振り飛ばされて中心部は固体微粒子が少ない状
態になっているから、吸気系にはカーボン等の固体微粒
子が少ない状態の排気ガスを還流できる。
口１８における圧力Ｐｌは、ブロワ−圧縮機の吸込み作
用によって、排気タービン５の排出口１７における排気
圧力Ｐ２よりも低くなるから、排出口１７における排気
ガスは軸１５内の還流通路１６及びオリフィス１９を介
して吸入口１８側に流れ、ブロワ−圧縮機６で吸入空気
と等しく混合され、吸気系への排気ガスの還流が行なわ
れるのであり、この場合、排気タービン５の排出口１７
における排気ガスは、排気タービン５の高速回転によっ
て高速に旋回しながら流れ、この高速旋回作用による遠
心力によって排気ガス中のカーボン等の固体微粒子は円
周方向に振り飛ばされて中心部は固体微粒子が少ない状
態になっているから、吸気系にはカーボン等の固体微粒
子が少ない状態の排気ガスを還流できる。
また、前記ブロワ−圧縮機６の吸入口１８における圧力
Ｐ１は、エンジンの負荷に比例して増大する吸入空気量
に反比例して低下する一方、排気タービン５の排出口１
１における排気圧力Ｐ２は、エンジンの負荷に比例して
増加する排気ガス量すなわち吸入空気量に比例して高く
なり、両圧力ＰＩ 、Ｐ２の圧力差は、エンジンの負荷
に比例して増大することになるから、吸気系への還流排
気ガス量は、吸入空気量すなわちエンジンの負荷に比例
して増大する。
Ｐ１は、エンジンの負荷に比例して増大する吸入空気量
に反比例して低下する一方、排気タービン５の排出口１
１における排気圧力Ｐ２は、エンジンの負荷に比例して
増加する排気ガス量すなわち吸入空気量に比例して高く
なり、両圧力ＰＩ 、Ｐ２の圧力差は、エンジンの負荷
に比例して増大することになるから、吸気系への還流排
気ガス量は、吸入空気量すなわちエンジンの負荷に比例
して増大する。
このようにエンジンの高負荷域での還流排気ガス量の増
加は、ターボ過給によるエンジンの最高圧縮圧力の上昇
に伴うノッキングの発生を抑制できる。
加は、ターボ過給によるエンジンの最高圧縮圧力の上昇
に伴うノッキングの発生を抑制できる。
なお、還流排気ガス量の最大値はオリフィス１９によっ
て任意に規制でき谷そして、ターボ過給状態からスロッ
トル弁９を急閉しての減速時に際して、排気ガス量は激
減するが、ターボ過給機４は慣性で回転を持続している
ので、排出口１１の圧力Ｐ２は急低下する一方、ブロワ
−圧縮機６への吸入空気の流れが急減してＰ２ はＰｌ
よりも低くなるから、吸入通路１１内の空気は還流通路
１６を通って排出口１７側に逆流する。
て任意に規制でき谷そして、ターボ過給状態からスロッ
トル弁９を急閉しての減速時に際して、排気ガス量は激
減するが、ターボ過給機４は慣性で回転を持続している
ので、排出口１１の圧力Ｐ２は急低下する一方、ブロワ
−圧縮機６への吸入空気の流れが急減してＰ２ はＰｌ
よりも低くなるから、吸入通路１１内の空気は還流通路
１６を通って排出口１７側に逆流する。
この急減速時における排気系への吸入空気の逆流は、急
減速時におけるエンジンの不完全燃焼によって、混合気
力味燃のま＼排気系に放出されることで、排気系内で生
じるアフターバーンを防止できると共に、排気系に設け
たマフラー７等の排気系部品の過熱を防止する作用を行
い、また、還流通路１６内に耐着するカーボンを逆流空
気に吹き飛してその詰りを防止できる。
減速時におけるエンジンの不完全燃焼によって、混合気
力味燃のま＼排気系に放出されることで、排気系内で生
じるアフターバーンを防止できると共に、排気系に設け
たマフラー７等の排気系部品の過熱を防止する作用を行
い、また、還流通路１６内に耐着するカーボンを逆流空
気に吹き飛してその詰りを防止できる。
第３図は他の発明の実施例を示し、ターボ過給機４にお
いて排気タービン５とブロワ−圧縮機６とを直結する軸
１５内の還流通路１６の内壁面に、軸１５の回転方向と
逆方向の螺旋状フィン２７を設けたものである。
いて排気タービン５とブロワ−圧縮機６とを直結する軸
１５内の還流通路１６の内壁面に、軸１５の回転方向と
逆方向の螺旋状フィン２７を設けたものである。
すなわち、軸１５内の還流通路１６の内壁面に設けたフ
ィン２７は、軸１５の回転によって排出口１７の排気ガ
スを吸入口１８側に送風する作用を行なうから、吸気系
へΩ排気ガスの還流は、前記Ｐ１ とＰ２との圧力差に
加えてフィン２１の送風作用が相俟って積極的に遂行さ
れ、回転が低い部分負域での排気ガス還流が効果的に達
成できるのであり、このフィン２７に代えて還流通路１
６の内壁面に螺旋状の溝を設けても良へ 以上の通り本発明は、ターボ過給機における排気タービ
ンとブロワ−圧縮機とを直結する軸を、中空軸に形成し
て吸気系への排気ガスの還流を行なうものであるから、
従来のようにブロワ−圧縮機からの過給通路の構造を複
雑にしたり、還流通路を″”ｉ’ｔ＋Ｍｍに設けたりす
る必要がなく、構造が簡単になると共に取付はスペース
を縮少できる。
ィン２７は、軸１５の回転によって排出口１７の排気ガ
スを吸入口１８側に送風する作用を行なうから、吸気系
へΩ排気ガスの還流は、前記Ｐ１ とＰ２との圧力差に
加えてフィン２１の送風作用が相俟って積極的に遂行さ
れ、回転が低い部分負域での排気ガス還流が効果的に達
成できるのであり、このフィン２７に代えて還流通路１
６の内壁面に螺旋状の溝を設けても良へ 以上の通り本発明は、ターボ過給機における排気タービ
ンとブロワ−圧縮機とを直結する軸を、中空軸に形成し
て吸気系への排気ガスの還流を行なうものであるから、
従来のようにブロワ−圧縮機からの過給通路の構造を複
雑にしたり、還流通路を″”ｉ’ｔ＋Ｍｍに設けたりす
る必要がなく、構造が簡単になると共に取付はスペース
を縮少できる。
また、本発明による吸気系への還流排気ガスはカーボン
等の固体微粒子が少ないから、吸気系における通路、気
化器又は燃料噴射ノズル若しくはスロットル弁等へのカ
ーボン等の耐着堆積を防止できるのであり、しかも、還
流排気ガスはターボ過給機における軸を内を通り、該軸
の軸受部を温めるので、エンシンノ冷間始動（コールド
スタート）時においてターボ過給機に対する温潤油は早
く温度上昇して軸受部の温情が短時間で良好になり、軸
受部の焼き付きを防止できる。
等の固体微粒子が少ないから、吸気系における通路、気
化器又は燃料噴射ノズル若しくはスロットル弁等へのカ
ーボン等の耐着堆積を防止できるのであり、しかも、還
流排気ガスはターボ過給機における軸を内を通り、該軸
の軸受部を温めるので、エンシンノ冷間始動（コールド
スタート）時においてターボ過給機に対する温潤油は早
く温度上昇して軸受部の温情が短時間で良好になり、軸
受部の焼き付きを防止できる。
更に、本発明は、エンジンの急減速時におけるターボ過
給機の軸内の還流通路を介しての吸入空気の排気系への
逆流によって、還流通路を清掃できると共に、アフター
バーン及び排気系部品の過熱を確実に防止できるのであ
る。
給機の軸内の還流通路を介しての吸入空気の排気系への
逆流によって、還流通路を清掃できると共に、アフター
バーン及び排気系部品の過熱を確実に防止できるのであ
る。
また、他の発明は、前記発明に加えて吸気系への排気ガ
スの還流を積極的に遂行できるから、部分負荷域での還
流が確実に達成できることは勿論のこと、ターボ過給機
における軸内の還流通路を細くできて軸が大径になるこ
とを回避できる効果を有する。
スの還流を積極的に遂行できるから、部分負荷域での還
流が確実に達成できることは勿論のこと、ターボ過給機
における軸内の還流通路を細くできて軸が大径になるこ
とを回避できる効果を有する。
第１図は本発明実施例の図、第２図は第１図におけるタ
ーボ過給機の拡大断面図、第３図は別例ターベ過給機の
断面図である。 １・・・・・・エンジン、４・・・・・・ターボ過給機
、５・・・・・・排気タービン、６・・・・・・ブロワ
−圧縮機、１５・・・・・・軸、１０・・・・・・過給
通路、１４・・・・・・排気通路、１７・・・・・・排
気タービン排出口、１８・・・・・・ブロワ−圧縮機吸
入口、１６・・・・・・排気ガス還流通路。
ーボ過給機の拡大断面図、第３図は別例ターベ過給機の
断面図である。 １・・・・・・エンジン、４・・・・・・ターボ過給機
、５・・・・・・排気タービン、６・・・・・・ブロワ
−圧縮機、１５・・・・・・軸、１０・・・・・・過給
通路、１４・・・・・・排気通路、１７・・・・・・排
気タービン排出口、１８・・・・・・ブロワ−圧縮機吸
入口、１６・・・・・・排気ガス還流通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 排気ガスターボ過給機を備えたエンジンにおいて、
ターボ過給機における排気タービンとブロワ−圧縮機と
を直結する軸を、その内部に排気ガス還流通路を有する
中空軸に形成し、該中空軸内の排気ガス還流通路の一端
を排気タービンの排出口内に開口する一方、還流通路の
他端をブロワ−圧縮機において圧力が低くなる部位に開
口したことを特徴とする排気ターボ過給式エンジンにお
ける排気ガス還流装置。 ２ 排気ガスターボ過給機を備えたエンジンにおいて、
ターボ過給機における排気タービンとブロワ−圧縮機と
を直結する軸を、その内部に排気ガス還流通路を有する
中空軸に形成し、該中空軸の排気ガス還流通路の一端を
排気タービンの排出口内に開口する一方、還流通路の他
端をブロワ−圧縮機において圧力が低く□なる部位に開
口し、且つ排気ガス還流通路の内面には中空軸の回転方
向とは逆方向に螺旋状のフィン又は溝を設けたことを特
徴とする排気ターボ過給式エンジンにおける排気ガス還
流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53130743A JPS5922048B2 (ja) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | 排気タ−ボ過給式エンジンにおける排気ガス還流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53130743A JPS5922048B2 (ja) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | 排気タ−ボ過給式エンジンにおける排気ガス還流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5557622A JPS5557622A (en) | 1980-04-28 |
| JPS5922048B2 true JPS5922048B2 (ja) | 1984-05-24 |
Family
ID=15041562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53130743A Expired JPS5922048B2 (ja) | 1978-10-23 | 1978-10-23 | 排気タ−ボ過給式エンジンにおける排気ガス還流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922048B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10002581C2 (de) | 2000-01-21 | 2002-01-17 | Man B & W Diesel Ag | Turbolader |
| DE102017106164A1 (de) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Abgasturbolader |
-
1978
- 1978-10-23 JP JP53130743A patent/JPS5922048B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5557622A (en) | 1980-04-28 |
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