JPS64578B2 - - Google Patents
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- JPS64578B2 JPS64578B2 JP57106732A JP10673282A JPS64578B2 JP S64578 B2 JPS64578 B2 JP S64578B2 JP 57106732 A JP57106732 A JP 57106732A JP 10673282 A JP10673282 A JP 10673282A JP S64578 B2 JPS64578 B2 JP S64578B2
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- JP
- Japan
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- exhaust
- internal combustion
- combustion engine
- exhaust gas
- exhaust turbine
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/20—Control of the pumps by increasing exhaust energy, e.g. using combustion chamber by after-burning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N2340/00—Dimensional characteristics of the exhaust system, e.g. length, diameter or volume of the exhaust apparatus; Spatial arrangements of exhaust apparatuses
- F01N2340/04—Arrangement of the exhaust system relative to a vehicle or parts thereof
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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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 After Treatment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は排気タービン過給機付内燃機関の排気
ガス処理装置に関するものである。
ガス処理装置に関するものである。
第１図の一部断面で示す平面図及び第２図の一
部断面で示す拡大側面図に示すごとく、内燃機関
のシリンダヘツド２０の各気筒の排気口１から排
出される排気ガスＥを排気マニホールド２経由排
気タービン過給機４に導入して、排気タービン３
を駆動し、排気タービン３と同軸上にあり、かつ
吸気サイレンサー５経由吸気Ａを吸入して加圧す
る給気ブロワー６を回転させ、加圧した吸気Ａを
インタークーラ７及び吸気マニホールド２３経
由、その内燃機関の各気筒に導入し、一方、排気
タービン３を駆動した排気ガスＥを排気タービン
３の出口ベンド８経由外部に放出している従来の
排気タービン過給機付の内燃機関、特に直噴式内
燃機関は、低速、低負荷時には排気タービン過給
機の過給効果を発揮しないばかりでなく、排気ガ
ス中の未然ガス成分が多く、多量の青白煙及び刺
激性の排気臭を排出し、排気公害の面で問題であ
る。
部断面で示す拡大側面図に示すごとく、内燃機関
のシリンダヘツド２０の各気筒の排気口１から排
出される排気ガスＥを排気マニホールド２経由排
気タービン過給機４に導入して、排気タービン３
を駆動し、排気タービン３と同軸上にあり、かつ
吸気サイレンサー５経由吸気Ａを吸入して加圧す
る給気ブロワー６を回転させ、加圧した吸気Ａを
インタークーラ７及び吸気マニホールド２３経
由、その内燃機関の各気筒に導入し、一方、排気
タービン３を駆動した排気ガスＥを排気タービン
３の出口ベンド８経由外部に放出している従来の
排気タービン過給機付の内燃機関、特に直噴式内
燃機関は、低速、低負荷時には排気タービン過給
機の過給効果を発揮しないばかりでなく、排気ガ
ス中の未然ガス成分が多く、多量の青白煙及び刺
激性の排気臭を排出し、排気公害の面で問題であ
る。
一方、オツトー機関の排気毒性除去装置に関す
る特公昭52−25486号の発明及びデイーゼルエン
ジンの排気再燃焼装置に関する実公昭53−25048
号の考案のごとく、排気タービン過給機付内燃機
関においても、排気過給機の排気タービン出口に
てその排気ガスを燃焼させて、前記のごとき排気
ガス中の有害成分を除去する方式は既に知られて
いるが、上記いづれの場合においても機関の全負
荷域において排気再燃焼装置を排気ガスが通過す
るので大形の装置を必要とし、また装置の耐久性
の上で問題がある。
る特公昭52−25486号の発明及びデイーゼルエン
ジンの排気再燃焼装置に関する実公昭53−25048
号の考案のごとく、排気タービン過給機付内燃機
関においても、排気過給機の排気タービン出口に
てその排気ガスを燃焼させて、前記のごとき排気
ガス中の有害成分を除去する方式は既に知られて
いるが、上記いづれの場合においても機関の全負
荷域において排気再燃焼装置を排気ガスが通過す
るので大形の装置を必要とし、また装置の耐久性
の上で問題がある。
また、上記の場合はアフターバーナ装置に用い
た燃料はその内燃機関の出力等に還元されず、排
気ガスは清浄化されるが、上記燃料のエネルギ回
収は行なわれておらず不経済である。
た燃料はその内燃機関の出力等に還元されず、排
気ガスは清浄化されるが、上記燃料のエネルギ回
収は行なわれておらず不経済である。
そこで本発明は、前記従来の問題点を解消する
ためになされたものであり、排気タービン過熱機
関で低速または低負荷時の燃焼が不良な時にの
み、排気タービンに導入される前の排気ガスを、
アフターバーナ装置及び触媒部により完全燃焼さ
せた後に、排気タービンに導入し、それにより過
給圧を向上させて機関の燃料消費量を低減させる
と共に、低速または低負荷時の排気ガスの完全燃
焼をはかることを目的としたものである。
ためになされたものであり、排気タービン過熱機
関で低速または低負荷時の燃焼が不良な時にの
み、排気タービンに導入される前の排気ガスを、
アフターバーナ装置及び触媒部により完全燃焼さ
せた後に、排気タービンに導入し、それにより過
給圧を向上させて機関の燃料消費量を低減させる
と共に、低速または低負荷時の排気ガスの完全燃
焼をはかることを目的としたものである。
即ち、本発明の排気ガス処理装置は、排気ター
ビン過給機付内燃機関の排気マニホールドの出口
部で、かつ排気タービンの入口前に、該内燃機関
の低速または低負荷時にのみ閉じる仕切弁を設け
ると共に、該排気マニホールドの他の出口部から
排気タービン入口部に連通するバイパス通路を設
け、更にそのバイパス通路に、該内燃機関の低速
または低負荷時にのみ開く仕切弁、アフターバー
ナ装置ならびに触媒部を配設したことにより構成
される。
ビン過給機付内燃機関の排気マニホールドの出口
部で、かつ排気タービンの入口前に、該内燃機関
の低速または低負荷時にのみ閉じる仕切弁を設け
ると共に、該排気マニホールドの他の出口部から
排気タービン入口部に連通するバイパス通路を設
け、更にそのバイパス通路に、該内燃機関の低速
または低負荷時にのみ開く仕切弁、アフターバー
ナ装置ならびに触媒部を配設したことにより構成
される。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する
が、第１図及び第２図の従来例ならびに各実施例
において、それぞれ同じ部品は同じ部品番号で示
している。
が、第１図及び第２図の従来例ならびに各実施例
において、それぞれ同じ部品は同じ部品番号で示
している。
まず、第１図とほぼ同様な構成及び機能を有す
る第３図の実施例１における排気タービン過給機
４を装備した内燃機関では、その排気マニホール
ド２の出口部で、かつ排気タービン３の入口前
に、この内燃機関の低速または低負荷時にのみ閉
じる仕切弁９を設けると共に、この排気マニホー
ルド２の端部から上記仕切弁９の下流側、即ち、
排気タービン３の入口側に連通するバイパス通路
１０を設け、そのバイパス通路１０に、この内燃
機関の低速または低負荷時にのみ開く仕切弁１１
及びその仕切弁１１のあとに、アフターバーナ装
置１３ならびに触媒部１６を排気マニホールド１
と平行に配設している。
る第３図の実施例１における排気タービン過給機
４を装備した内燃機関では、その排気マニホール
ド２の出口部で、かつ排気タービン３の入口前
に、この内燃機関の低速または低負荷時にのみ閉
じる仕切弁９を設けると共に、この排気マニホー
ルド２の端部から上記仕切弁９の下流側、即ち、
排気タービン３の入口側に連通するバイパス通路
１０を設け、そのバイパス通路１０に、この内燃
機関の低速または低負荷時にのみ開く仕切弁１１
及びその仕切弁１１のあとに、アフターバーナ装
置１３ならびに触媒部１６を排気マニホールド１
と平行に配設している。
上記の排気ガス処理装置における内燃機関の低
速または低負荷時における仕切弁９を閉じ、そし
て仕切弁１１を開とした状態を、第４図に示して
おり、アフターバーナ装置１３は、燃料噴射弁１
２、バーナ装置１４及び点火栓１５等からなり、
排気マニホールド２からの排気ガスＥはこのアフ
ターバーナ装置１３において加熱され、再燃焼
し、かつ触媒部１６で未燃焼成分を酸化させた
後、排気タービン３に導入されているので、アフ
ターバーナ装置１３部分での排気ガスの再燃焼お
よびアフターバーナによる燃焼によるエネルギに
て排気タービン３の回転を上昇させることができ
る。
速または低負荷時における仕切弁９を閉じ、そし
て仕切弁１１を開とした状態を、第４図に示して
おり、アフターバーナ装置１３は、燃料噴射弁１
２、バーナ装置１４及び点火栓１５等からなり、
排気マニホールド２からの排気ガスＥはこのアフ
ターバーナ装置１３において加熱され、再燃焼
し、かつ触媒部１６で未燃焼成分を酸化させた
後、排気タービン３に導入されているので、アフ
ターバーナ装置１３部分での排気ガスの再燃焼お
よびアフターバーナによる燃焼によるエネルギに
て排気タービン３の回転を上昇させることができ
る。
この場合、上記仕切弁９の閉及び仕切弁１１の
開及びアフターバーナ装置１３の点火栓１５の点
火等は連動して行なわれるようになつている。
開及びアフターバーナ装置１３の点火栓１５の点
火等は連動して行なわれるようになつている。
次に、第５図は内燃機関が通常の機関回転数及
び出力で運転されている状態を示し、仕切弁９は
開き、仕切弁１１は閉じ、そしてアフターバーナ
装置１３も作動されておらず、排気ガスＥは排気
マニホールド２から排気タービン３に直接導入さ
れる。
び出力で運転されている状態を示し、仕切弁９は
開き、仕切弁１１は閉じ、そしてアフターバーナ
装置１３も作動されておらず、排気ガスＥは排気
マニホールド２から排気タービン３に直接導入さ
れる。
ここで、上記実施例１における排気ガス処理装
置の作動域を、第６図の機関出力及び機関回転数
の関係線図で説明すると、機関アイドル時の低出
力時における斜線Ａで示す範囲がこの排気ガス処
理装置の完全作動域であり、斜線Ｂで示す範囲が
各仕切弁９及び１１の中間開度のもとで、アフタ
ーバーナ装置１３の作動により排気ガスＥの一部
を処理している半作動域であり、矢印Ｃの範囲が
仕切弁９が開、仕切弁１１が閉、アフターバーナ
装置１３が停止している第５図の状態の通常運転
時を示している。
置の作動域を、第６図の機関出力及び機関回転数
の関係線図で説明すると、機関アイドル時の低出
力時における斜線Ａで示す範囲がこの排気ガス処
理装置の完全作動域であり、斜線Ｂで示す範囲が
各仕切弁９及び１１の中間開度のもとで、アフタ
ーバーナ装置１３の作動により排気ガスＥの一部
を処理している半作動域であり、矢印Ｃの範囲が
仕切弁９が開、仕切弁１１が閉、アフターバーナ
装置１３が停止している第５図の状態の通常運転
時を示している。
更に、第７図及び第８図の実施例２は、実施例
１とほぼ同様の構成及び機能を有する排気タービ
ン過給機４を有する内燃機関の排気ガス処理装置
を示しており、この実施例２では、排気タービン
３のノズルケースを２分割式とし、かつ排気マニ
ホールド２の出口部も２分割式にしたものであ
り、その出口部の中央仕切部２Ａに、仕切壁と共
用される排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを
設け、アフターバーナ装置１３側から排気タービ
ン３入口への通路に排気ガス処理部出口弁１７を
設けたものである。
１とほぼ同様の構成及び機能を有する排気タービ
ン過給機４を有する内燃機関の排気ガス処理装置
を示しており、この実施例２では、排気タービン
３のノズルケースを２分割式とし、かつ排気マニ
ホールド２の出口部も２分割式にしたものであ
り、その出口部の中央仕切部２Ａに、仕切壁と共
用される排気マニホールド２出口の仕切弁９Ａを
設け、アフターバーナ装置１３側から排気タービ
ン３入口への通路に排気ガス処理部出口弁１７を
設けたものである。
即ち、内燃機関の低速または低負荷時には、第
７図に示すごとく排気マニホールド２出口の仕切
弁９Ａを閉とし、排気ガス処理部出口弁１７を開
とし、仕切弁１１を開として、排気ガスＥをアフ
ターバーナ装置１３及び触媒部１６にて完全燃焼
させて、排気エネルギの増加をはかつた後、２分
割された排気タービン３の入口部ではその片側の
みを通過させ、排気タービン３に与える排気圧を
上昇させ、タービン効率を高めるようにしてい
る。
７図に示すごとく排気マニホールド２出口の仕切
弁９Ａを閉とし、排気ガス処理部出口弁１７を開
とし、仕切弁１１を開として、排気ガスＥをアフ
ターバーナ装置１３及び触媒部１６にて完全燃焼
させて、排気エネルギの増加をはかつた後、２分
割された排気タービン３の入口部ではその片側の
みを通過させ、排気タービン３に与える排気圧を
上昇させ、タービン効率を高めるようにしてい
る。
なお、内燃機関の中速及び中負荷以上の通常運
転時には、第８図に示すごとく、仕切弁９Ａを開
とし、仕切弁１１を閉とし、そして排気ガス処理
部出口弁１７を閉とし、更にアフターバーナ装置
１３を停止させるようにしている。
転時には、第８図に示すごとく、仕切弁９Ａを開
とし、仕切弁１１を閉とし、そして排気ガス処理
部出口弁１７を閉とし、更にアフターバーナ装置
１３を停止させるようにしている。
ここで、第１図の従来例における内燃機関の過
給空気圧をP1、第３図の実施例１における内燃
機関の過給空気圧をP2、そして第７図の実施例
２における内燃機関の過給空気圧をP3とし、機
関回転数及び出力との関係を第９図の線図で示す
と、第６図の線図に示すアイドル時ならびに斜線
Ａの排気ガス処理装置の完全作動域Ａ及び斜線Ｂ
の半作動域Ｂに対し、従来例よりも実施例１が斜
線Ｘの部分だけ給気圧が向上し、実施例２は実施
例１よりも斜線Ｙの部分だけ更に給気圧が向上す
る。
給空気圧をP1、第３図の実施例１における内燃
機関の過給空気圧をP2、そして第７図の実施例
２における内燃機関の過給空気圧をP3とし、機
関回転数及び出力との関係を第９図の線図で示す
と、第６図の線図に示すアイドル時ならびに斜線
Ａの排気ガス処理装置の完全作動域Ａ及び斜線Ｂ
の半作動域Ｂに対し、従来例よりも実施例１が斜
線Ｘの部分だけ給気圧が向上し、実施例２は実施
例１よりも斜線Ｙの部分だけ更に給気圧が向上す
る。
給気圧が上昇することにより、良好な燃焼が得
られ、同一の制限シリンダ内圧のもとで低圧縮比
機関として高出力化が得られると共に、その低速
または低負荷時にも排気ガスＥが完全燃焼処理さ
れてクリーンな排気ガスを放出することになる。
られ、同一の制限シリンダ内圧のもとで低圧縮比
機関として高出力化が得られると共に、その低速
または低負荷時にも排気ガスＥが完全燃焼処理さ
れてクリーンな排気ガスを放出することになる。
従つて、本発明を適用すれば、機関低速または
低負荷時に排気ガスを完全燃焼させ、青白煙及び
刺激性の排気臭をなくすと共に、排気ガスを完全
燃焼させたエネルギにて排気タービンの回転を上
昇させて、過給圧が向上するので、その内燃機関
の燃料消費量も低減する。
低負荷時に排気ガスを完全燃焼させ、青白煙及び
刺激性の排気臭をなくすと共に、排気ガスを完全
燃焼させたエネルギにて排気タービンの回転を上
昇させて、過給圧が向上するので、その内燃機関
の燃料消費量も低減する。
即ち、本発明ではアフターバーナ装置によるエ
ネルギ及びその内燃機関からの未然排気ガスが燃
焼したエネルギが排気タービンを介して機関に回
収されるという利点がある。
ネルギ及びその内燃機関からの未然排気ガスが燃
焼したエネルギが排気タービンを介して機関に回
収されるという利点がある。
なお、本発明は排気タービン過給機付内燃機
関、特に直噴式デイーゼルまたはガソリン機関に
対して有効に適用することができる。
関、特に直噴式デイーゼルまたはガソリン機関に
対して有効に適用することができる。
第１図は従来の排気タービン過給機付内燃機関
の一部断面の平面図、第２図は第１図の排気ター
ビン過給機の一部断面の側面図、第３図は本発明
の実施例１における排気タービン過給機付内燃機
関の一部断面の平面図、第４図及び第５図は第３
図の排気ガス処理装置の側断面図、第６図は実施
例１の排気ガス処理装置の作動域を示す機関回転
数と機関出力との関係線図、第７図及び第８図は
本発明の実施例２における排気タービン過給機内
燃機関の排気ガス処理装置の側断面図、第９図は
第１図の従来例、第３図の実施例１及び第７図の
実施例２における過給空気圧を比較した線図であ
る。 ２……排気マニホールド、３……排気タービ
ン、４……排気タービン過給機、９，９Ａ……仕
切弁、１０……バイパス通路、１１……仕切弁、
１３……アフターバーナ装置、１６……触媒部。
の一部断面の平面図、第２図は第１図の排気ター
ビン過給機の一部断面の側面図、第３図は本発明
の実施例１における排気タービン過給機付内燃機
関の一部断面の平面図、第４図及び第５図は第３
図の排気ガス処理装置の側断面図、第６図は実施
例１の排気ガス処理装置の作動域を示す機関回転
数と機関出力との関係線図、第７図及び第８図は
本発明の実施例２における排気タービン過給機内
燃機関の排気ガス処理装置の側断面図、第９図は
第１図の従来例、第３図の実施例１及び第７図の
実施例２における過給空気圧を比較した線図であ
る。 ２……排気マニホールド、３……排気タービ
ン、４……排気タービン過給機、９，９Ａ……仕
切弁、１０……バイパス通路、１１……仕切弁、
１３……アフターバーナ装置、１６……触媒部。
Claims (1)
- １ 排気タービン過給機付内燃機関の排気マニホ
ールドの出口部で、かつ排気タービンの入口前
に、該内燃機関の低速または低負荷時にのみ閉じ
る仕切弁を設けると共に、該排気マニホールドの
他の出口部から排気タービン入口部に連通するバ
イパス通路を設け、更にそのバイパス通路に、該
内燃機関の低速または低負荷時にのみ開く仕切
弁、アフターバーナ装置ならびに触媒部を配設し
たことを特徴とする排気タービン過給機付内燃機
関の排気ガス処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106732A JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106732A JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59534A JPS59534A (ja) | 1984-01-05 |
| JPS64578B2 true JPS64578B2 (ja) | 1989-01-06 |
Family
ID=14441102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106732A Granted JPS59534A (ja) | 1982-06-23 | 1982-06-23 | 排気タ−ビン過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59534A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63309725A (ja) * | 1987-06-10 | 1988-12-16 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 排気タ−ボ過給機付内燃機関の排気ガス処理装置 |
| JPS6424118A (en) * | 1987-07-15 | 1989-01-26 | Yanmar Diesel Engine Co | Internal-combustion engine with exhaust turbo charger |
| JP2561093Y2 (ja) * | 1991-03-26 | 1998-01-28 | アイシン精機株式会社 | ターボチャージャの過給圧制御機構 |
| DE102004013232A1 (de) * | 2004-03-18 | 2005-10-20 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung |
| DK179782B1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-06-04 | MAN Energy Solutions | INTERNAL COMBUSTION ENGINE SYSTEM |
| US10746090B2 (en) * | 2018-08-27 | 2020-08-18 | The Boeing Company | High altitude internal combustion engine/turbocharger exhaust combustor |
-
1982
- 1982-06-23 JP JP57106732A patent/JPS59534A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59534A (ja) | 1984-01-05 |
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