JP3443748B2 - EGR device for supercharged diesel engine - Google Patents
EGR device for supercharged diesel engineInfo
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- 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
- F02M26/05—High 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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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、過給ディーゼルエンジ
ンのEGR装置に係り、特に、トラックやバス等の大型
車両に適用される過給ディーゼルエンジンのEGR装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an EGR device for a supercharged diesel engine, and more particularly to an EGR device for a supercharged diesel engine applied to large vehicles such as trucks and buses.
【0002】[0002]
【従来の技術】ターボチャージャーを備えた過給エンジ
ンは現在数多く普及しており、その排気ガス中のNOX
レベルを低減するためEGR(Exhaust Gas Recirculati
on: 排気再循環) 装置を装着することはよく知られてい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION supercharged engine equipped with a turbocharger and currently numerous popular, NO X in the exhaust gas
EGR (Exhaust Gas Recirculati
on: Exhaust gas recirculation) Fitting equipment is well known.
【0003】このようなEGR装置には様々なタイプの
ものがあるが、いずれにしてもEGRを行う場合、排気
側と吸気側とに圧力差を設ける必要があり、即ち排気側
圧力を吸気側圧力より高圧としなければならない。過給
エンジンの場合、過給により吸気側圧力が排気側圧力よ
り高くなる領域があるため、何等かの方法によってこれ
ら圧力差を逆転せねばその領域でEGRを行うことがで
きない。There are various types of such EGR devices. In any case, when performing EGR, it is necessary to provide a pressure difference between the exhaust side and the intake side, that is, the exhaust side pressure is set to the intake side. Must be higher than pressure. In the case of a supercharged engine, there is a region where the intake side pressure becomes higher than the exhaust side pressure due to supercharging, so EGR cannot be performed in that region unless these pressure differences are reversed by some method.
【0004】通常、EGR装置にあっては、吸気絞りを
行なって吸気側圧力を下降させるものと、排気通路内を
閉止して排気側圧力を上昇させるものとの二通りがあ
る。前者に関しては、例えば特開昭60-237153 号公報、
特開平 2-11858号公報等が開示されており、他方後者に
関しては、例えば特開平 5-71428号公報等が開示されて
いる。先ず前者に関して、特開昭60-237153 号公報で開
示されたものは、乗用車等に搭載される比較的小型の過
給ガソリンエンジンに適用されるもので、ガソリンエン
ジンの場合排気圧力が高く、また吸気絞り弁即ちスロッ
トルバルブが当然あることから比較的簡単にEGRが可
能である。また特開平 2-11858号公報で開示されたもの
は、無過給のディーゼルエンジンに適用されるもので、
これにあっては吸気側圧力を降下させるための吸気絞り
弁が装備されている。一般にディーゼルエンジンの場
合、排気圧力が比較的低く、また排気ガス温度、排気中
の煤等の問題から扱いが簡単な吸気絞りによるものが多
い。次に後者に関して、特開平5-71428号公報で開示さ
れたものは、定置型の過給ディーゼルエンジンに適用さ
れるもので、これは排気通路のタービンより下流側に可
変背圧制御バルブを設け、このバルブにより排気通路内
の圧力を上昇させEGR流量制御を行っている。排気通
路から取り出された排気ガス即ちEGRガスは、スート
トラップ、EGRガスクーラ等により処理された後に吸
気通路に送られる。排気通路と吸気通路とを連通するE
GR通路にはバルブが設けられ、これによりEGR流量
の微調整が行われる。Generally, there are two types of EGR devices: one that performs intake throttling to lower the pressure on the intake side and one that closes the exhaust passage to increase the pressure on the exhaust side. Regarding the former, for example, JP-A-60-237153,
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-11858 and the like are disclosed. On the other hand, the latter is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-71428. First, regarding the former, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-237153 is applied to a relatively small supercharged gasoline engine mounted on a passenger car, etc., and in the case of a gasoline engine, exhaust pressure is high, and Since the intake throttle valve, that is, the throttle valve is naturally provided, EGR can be performed relatively easily. Further, the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-11858 is applied to a non-supercharged diesel engine,
In this case, an intake throttle valve for reducing the intake side pressure is equipped. Generally, in the case of a diesel engine, the exhaust pressure is relatively low, and in many cases the intake throttle is easy to handle because of problems such as exhaust gas temperature and soot in the exhaust. Regarding the latter, the one disclosed in JP-A-5-71428 is applied to a stationary supercharged diesel engine, which is provided with a variable back pressure control valve downstream of the turbine in the exhaust passage. The valve increases the pressure in the exhaust passage to control the EGR flow rate. Exhaust gas taken out from the exhaust passage, that is, EGR gas is sent to the intake passage after being processed by a soot trap, an EGR gas cooler, or the like. E that connects the exhaust passage and the intake passage
A valve is provided in the GR passage to finely adjust the EGR flow rate.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】排気側圧力を上昇させ
る特開平 5-71428号公報で開示された装置の場合、EG
R通路の出口を、ターボチャージャーのコンプレッサよ
り上流側の吸気通路に接続している。この位置に直接E
GRガスを戻すと、ガス中に含まれる煤や硫酸塩、及び
ガスの高温によって、コンプレッサ及びその下流側のイ
ンタークーラに腐蝕、劣化が生じる。そのため、上記装
置にあっては、スートトラップ、EGRガスクーラ等に
よりEGRガスの清浄化、冷却処理等を行った後にガス
を吸気通路に送っている。In the case of the device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 5-71428, which raises the pressure on the exhaust side, EG
The outlet of the R passage is connected to the intake passage upstream of the compressor of the turbocharger. E directly to this position
When the GR gas is returned, the soot and sulfate contained in the gas and the high temperature of the gas cause corrosion and deterioration of the compressor and the intercooler on the downstream side of the compressor. Therefore, in the above apparatus, the soot trap, the EGR gas cooler, and the like clean the EGR gas, cool it, and then send the gas to the intake passage.
【0006】しかしながら、車両用過給ディーゼルエン
ジンのEGR装置を考えた場合、スートトラップやEG
Rガスクーラといった補機類は、スペース、構造、コス
ト等の観点から可能な限り省略することが望ましい。However, when considering an EGR device for a supercharged diesel engine for vehicles, a soot trap and an EG
It is desirable to omit auxiliary equipment such as an R gas cooler as much as possible from the viewpoint of space, structure, cost, and the like.
【0007】また特開平 2-11858号公報で開示されたよ
うな吸気絞りを行う装置だと、本来ディーゼルエンジン
には特に必要とされない吸気絞り弁を付加的に設けなけ
ればならず、やはり不利となってしまう。また吸気絞り
弁が吸気抵抗となり燃費が悪化してしまう。Further, in the device for performing intake throttle as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-11858, an intake throttle valve which is originally not particularly required for a diesel engine must be additionally provided, which is also disadvantageous. turn into. Further, the intake throttle valve becomes intake resistance, which deteriorates fuel efficiency.
【0008】さらに、トラックやバス等の大型車両に適
用される比較的大排気量の過給ディーゼルエンジンの場
合、排気通路中には排気ブレーキのための弁が必要であ
り、この弁をEGR装置の構成部品とする考え方は従来
見当らなかった。Further, in the case of a supercharged diesel engine having a relatively large displacement applied to a large vehicle such as a truck or a bus, a valve for an exhaust brake is required in the exhaust passage, and this valve is used as an EGR device. Conventionally, the idea of making it a component part of was not found.
【0009】そこで、上記観点を踏まえて創案された本
発明の目的は、シンプルに構成され、コンプレッサ等の
腐蝕、劣化等を未然に防止して耐久性を向上し、排気ブ
レーキとしての機能を兼ね備えた過給ディーゼルエンジ
ンのEGR装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention, which was devised in view of the above-mentioned viewpoint, is a simple structure, which prevents corrosion and deterioration of the compressor and the like to improve durability, and also has a function as an exhaust brake. Another object is to provide an EGR device for a supercharged diesel engine.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ターボチャージャーのタービンが介設され
た排気通路と、上記ターボチャージャーのコンプレッサ
が設けられた吸気通路とを連通するEGR通路を有する
過給ディーゼルエンジンのEGR装置において、上記E
GR通路の入口を上記タービンより上流側の上記排気通
路に接続すると共に、上記EGR通路の出口を上記コン
プレッサより下流側の上記吸気通路に接続し、上記排気
通路の上記タービンより下流側に、EGRを行うときに
は上記EGR通路の入口圧力を上記EGR通路の出口圧
力より所定圧力だけ高めるよう中間開度に制御され、排
気ブレーキを行うときには略全閉となるよう制御される
排気圧制御弁を設け、上記EGR通路に、EGRを行う
ときにはEGR流量が最適となる開度に制御され、排気
ブレーキを行うときには全閉となるよう制御されるEG
R流量制御弁を設け、上記排気通路の上記エンジンとの
接続部を排気マニホールドにより形成し、上記エンジン
を多気筒としてその所定気筒ずつを分担するよう上記排
気マニホールドを複数設け、上記各排気マニホールドに
取出口を設けると共にこれら各取出口を合流接続させ、
この合流接続部に上記EGR通路の入口を接続し、上記
合流接続部に、上記EGR流量制御弁を構成し上記各取
出口を同時に開閉する仕切弁体を設け、上記仕切弁体
が、上記合流接続部に設けられた案内溝に沿って出没移
動し、全閉時に上記仕切弁体の先端部が押圧手段により
ガス流れ方向反対側に押圧されるものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an EGR passage which connects an exhaust passage in which a turbine of a turbocharger is provided and an intake passage in which a compressor of the turbocharger is provided. In an EGR device for a supercharged diesel engine having
The inlet of the GR passage is connected to the exhaust passage on the upstream side of the turbine, the outlet of the EGR passage is connected to the intake passage on the downstream side of the compressor, and the EGR is connected to the downstream side of the turbine on the EGR side. An exhaust pressure control valve that is controlled to an intermediate opening degree so that the inlet pressure of the EGR passage is increased by a predetermined pressure above the outlet pressure of the EGR passage when performing, and is controlled to be substantially fully closed when performing exhaust braking, The EGR passage is controlled so that the EGR flow rate is optimally controlled when performing EGR, and is fully closed when performing exhaust braking.
An R flow rate control valve is provided, a connection portion of the exhaust passage with the engine is formed by an exhaust manifold, and a plurality of the exhaust manifolds are provided so that the engine is a multi-cylinder and the predetermined cylinders are shared by each of the exhaust manifolds. An outlet is provided and these outlets are joined together.
Connect the inlet of the EGR passage to the confluence connection unit, to the confluence connection portion, provided with a partition valve body simultaneously open and close the takeout each above constitute the EGR flow rate control valve, the partition valve body
Is moved in and out along the guide groove provided in the merge connection.
When the valve is fully closed, the tip of the gate valve element is pressed by the pressing means.
It is pressed to the opposite side in the gas flow direction .
【0011】[0011]
【作用】上記構成によれば、EGR通路の出口をコンプ
レッサより下流側の吸気通路に接続したので、コンプレ
ッサへはEGRガスが送られず、よって腐蝕、劣化等を
未然に防止して耐久性を向上することができる。また排
気圧制御弁を中間開度としてEGR通路の入口圧力を出
口圧力より高め、さらにEGR流量制御弁を調節するこ
とで最適量のEGRを行うことができる。また排気圧制
御弁を略全閉とし、EGR流量制御弁を全閉とすること
で排気ブレーキが可能となり、排気ブレーキの機能を兼
ね備えたEGR装置とすることができる。According to the above construction, since the outlet of the EGR passage is connected to the intake passage on the downstream side of the compressor, the EGR gas is not sent to the compressor, so corrosion and deterioration are prevented and durability is improved. Can be improved. Further, the exhaust pressure control valve is set to an intermediate opening degree to increase the inlet pressure of the EGR passage above the outlet pressure, and the EGR flow rate control valve is adjusted, so that an optimum amount of EGR can be performed. Further, by making the exhaust pressure control valve substantially fully closed and the EGR flow rate control valve fully closed, exhaust brake becomes possible, and an EGR device having an exhaust brake function can be provided.
【0012】[0012]
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0013】図1は、本発明に係る過給ディーゼルエン
ジンのEGR装置を示す構成図である。エンジン1は、
トラックやバス等の大型車両に適用される比較的大排気
量のもので、それは吸気通路2と排気通路3とを有す
る。吸気通路2の空気吸込口にはエアフィルタ4が設け
られ、吸気通路2中の上流側にはターボチャージャー5
のコンプレッサ6が介設され、そのコンプレッサ6より
下流側にはインタクーラ7が介設される(インタークー
ラ7は無い場合もある)。吸気通路2のエンジン1への
接続部即ち最も下流側の端部は吸気マニホールド8によ
り形成される。排気通路3は、エンジン1との接続部を
形成する排気マニホールド9と、外部に至る排気管10
とにより構成され、これら排気マニホールド9と排気管
10との間にはターボチャージャー5のタービン11が
介設される。FIG. 1 is a block diagram showing an EGR device for a supercharged diesel engine according to the present invention. Engine 1
It has a relatively large displacement applied to large vehicles such as trucks and buses, and has an intake passage 2 and an exhaust passage 3. An air filter 4 is provided at the air inlet of the intake passage 2, and a turbocharger 5 is provided at the upstream side in the intake passage 2.
The compressor 6 is installed, and the intercooler 7 is installed downstream of the compressor 6 (the intercooler 7 may not be provided). The connecting portion of the intake passage 2 to the engine 1, that is, the end portion on the most downstream side is formed by the intake manifold 8. The exhaust passage 3 includes an exhaust manifold 9 forming a connection portion with the engine 1, and an exhaust pipe 10 leading to the outside.
The turbine 11 of the turbocharger 5 is provided between the exhaust manifold 9 and the exhaust pipe 10.
【0014】排気通路3と吸気通路2とはEGR通路1
2により連通されるが、特に本実施例の場合、EGR通
路12の入口12aが排気マニホールド9に接続され、
EGR通路12の出口12bが吸気マニホールド8に接
続される。またEGR通路12には、その内部を流通す
るEGRガス流量を制御するためのEGR流量制御弁1
3が介設される。EGR流量制御弁13は、排気ブレー
キ時の高圧(8Kg/cm2 程度)が作用されたとき確実にE
GR通路12内を閉止できるよう、弁体が入口12a側
に移動されると開になるポペット弁が採用される。また
EGR流量制御弁13はこれに接続された空気圧アクチ
ュエータ14を有し、この空気圧アクチュエータ14が
弁13の実質的な開閉を行う。通常、大型車両の場合、
圧縮空気が充填されたエアタンクを備えており、空気圧
アクチュエータ14はこの図示しないエアタンクの圧縮
空気を作動媒体として実質的に動作される。EGR流量
制御弁13は中間開度にも制御される必要があり、これ
は図示しないDSV(Duty Solenoid Valve )のアクチ
ュエータ14へのエア圧制御により行われる。The exhaust passage 3 and the intake passage 2 are the EGR passage 1
In this embodiment, the inlet 12a of the EGR passage 12 is connected to the exhaust manifold 9,
The outlet 12b of the EGR passage 12 is connected to the intake manifold 8. Further, the EGR passage 12 has an EGR flow control valve 1 for controlling a flow amount of EGR gas flowing therein.
3 is installed. The EGR flow rate control valve 13 ensures that when high pressure (about 8 kg / cm 2 ) is applied during exhaust braking, E
In order to close the inside of the GR passage 12, a poppet valve that opens when the valve body is moved to the inlet 12a side is adopted. Further, the EGR flow control valve 13 has a pneumatic actuator 14 connected thereto, and the pneumatic actuator 14 substantially opens and closes the valve 13. Usually for large vehicles,
An air tank filled with compressed air is provided, and the pneumatic actuator 14 is substantially operated using the compressed air in the air tank (not shown) as a working medium. The EGR flow rate control valve 13 also needs to be controlled to an intermediate opening degree, and this is performed by air pressure control of an actuator 14 of a DSV (Duty Solenoid Valve) not shown.
【0015】排気通路3のタービン11より下流側即ち
排気管10には、所定の開度に制御されて排気通路3内
の排気ガス圧力を上昇させる排気圧制御弁15が設けら
れる。排気圧制御弁15は、図2に示すように、一つの
仕切弁15aと、これを三回路のエア入力により8段に
開度調節する空気圧アクチュエータ16とによって構成
され、これによって全開位置から略全閉位置までの8段
の開度が段階的に得られるようになっている。An exhaust pressure control valve 15 is provided downstream of the turbine 11 in the exhaust passage 3, that is, in the exhaust pipe 10, to increase the exhaust gas pressure in the exhaust passage 3 by controlling the opening to a predetermined degree. As shown in FIG. 2, the exhaust pressure control valve 15 is composed of one sluice valve 15a and an air pressure actuator 16 that adjusts the opening of the sluice valve 15a in eight stages by the air input of three circuits. Eight degrees of opening up to the fully closed position can be obtained stepwise.
【0016】EGR流量制御弁13と排気圧制御弁15
との開閉制御、即ちアクチュエータ14及び16の動作
制御はこれらに接続された制御手段17によって行われ
る。ここで制御手段17は、具体的にはエンジン1の燃
料噴射量等を制御するECU(Engine Control Unit) 1
8であり、このECU18に弁13及び15を制御する
回路が含まれている。ECU18には常時エンジン1の
運転状態、即ちエンジン回転数、エンジン負荷、過給
圧、排気圧、水温、吸気温度、大気圧等の信号が入力さ
れており、よってECU18はそれらの信号に基づい
て、最適なEGR流量を与える弁13及び15の予め記
憶された開度によりオープン制御を行う。最適なEGR
流量即ちEGR率は、主にエンジン回転数とエンジン負
荷とに対応するマップの形で与えられる。この流量値即
ちEGR率マップはベンチテスト等により最適に求めら
れ、これに基づいて弁13及び15の開度が決定され、
本実施例ではその開度がECU18に記憶される。勿
論、EGR通路12に流量センサ等を設け、EGR流量
を直接測定して測定流量値と流量値マップとの比較によ
り弁13及び15を比較制御するようにしてもよい。ま
た他に、吸入空気量をエアフローセンサ等で測定し、エ
ンジン回転数と過給圧、吸気温度とから求められる流量
との差からEGR流量を算出し、目標値に対してフィー
ドバック制御を行うようにしてもよい。またECU18
は、エンジン1の運転状態によってEGRの要否をも判
断する。EGR flow control valve 13 and exhaust pressure control valve 15
Opening / closing control with respect to, that is, operation control of the actuators 14 and 16 is performed by the control means 17 connected thereto. Here, the control means 17 is specifically an ECU (Engine Control Unit) 1 that controls the fuel injection amount of the engine 1 and the like.
8 and the ECU 18 includes a circuit for controlling the valves 13 and 15. Signals such as the engine speed, engine load, supercharging pressure, exhaust pressure, water temperature, intake air temperature, and atmospheric pressure are constantly input to the ECU 18, and the ECU 18 is based on these signals. The open control is performed by the pre-stored opening amounts of the valves 13 and 15 that provide the optimum EGR flow rate. Optimal EGR
The flow rate or EGR rate is given in the form of a map mainly corresponding to the engine speed and the engine load. This flow rate value, that is, the EGR rate map is optimally obtained by a bench test or the like, and the opening degrees of the valves 13 and 15 are determined based on this,
In this embodiment, the opening degree is stored in the ECU 18. Of course, a flow rate sensor or the like may be provided in the EGR passage 12, the EGR flow rate may be directly measured, and the valves 13 and 15 may be comparatively controlled by comparing the measured flow rate value with the flow rate value map. In addition, the intake air amount is measured with an air flow sensor or the like, the EGR flow rate is calculated from the difference between the engine speed and the flow rate obtained from the boost pressure and the intake air temperature, and feedback control is performed for the target value. You may The ECU 18
Also determines the necessity of EGR depending on the operating state of the engine 1.
【0017】さらにECU18は、オン/オフ信号であ
る排気ブレーキ信号19も入力されるようになってい
る。排気ブレーキ信号19のオン/オフは、車両の運転
室に設けられた手動スイッチによって行われる。Further, the ECU 18 is also adapted to receive an exhaust brake signal 19 which is an on / off signal. The exhaust brake signal 19 is turned on / off by a manual switch provided in the cab of the vehicle.
【0018】次に実施例の作用について説明する。Next, the operation of the embodiment will be described.
【0019】エンジン1の運転中、過給領域内でEGR
を行うときには、ECU18からの信号によりアクチュ
エータ16が作動され、排気圧制御弁15が中間開度
(半閉じ状態)となるよう制御される。すると、図3に
示すように、EGR通路12の入口12a圧力Pが、E
GR通路12の出口12b圧力Qより若干高圧のP´と
なり、この圧力差によりEGRが可能となる。さらにE
CU18からの信号によりアクチュエータ14が作動さ
れ、EGR流量制御弁13が予め決定された最適開度に
制御される。これにより、エンジン1には最適なEGR
流量が与えられてNOX の低減が可能となる。ここで、
EGR通路12の出口12bをインタクーラ7より下流
側の吸気通路2に接続したことから、コンプレッサ6や
インタークーラ7へはEGRガスが送られず、よってそ
れらの腐蝕、劣化等を未然に防止して耐久性を向上する
ことができる。また上記補機類や吸気絞り弁を設けなく
て済み、EGR通路12も最短距離となることから、E
GR装置をシンプルに構成することが可能で、コスト、
スペース的にも有利である。During operation of the engine 1, EGR is performed in the supercharging region.
When performing, the actuator 16 is operated by a signal from the ECU 18, and the exhaust pressure control valve 15 is controlled to have an intermediate opening degree (semi-closed state). Then, as shown in FIG. 3, the inlet 12a pressure P of the EGR passage 12 becomes E
The pressure P becomes slightly higher than the pressure Q at the outlet 12b of the GR passage 12, and this pressure difference enables EGR. Furthermore E
The actuator 14 is operated by a signal from the CU 18, and the EGR flow control valve 13 is controlled to a predetermined optimum opening. As a result, the optimum EGR for the engine 1
The flow rate is given, and NO X can be reduced. here,
Since the outlet 12b of the EGR passage 12 is connected to the intake passage 2 on the downstream side of the intercooler 7, the EGR gas is not sent to the compressor 6 and the intercooler 7, and therefore corrosion and deterioration of them are prevented in advance. The durability can be improved. Further, since it is not necessary to provide the above-mentioned accessories and intake throttle valve, and the EGR passage 12 has the shortest distance,
GR device can be configured simply, cost,
It is also advantageous in terms of space.
【0020】さらに排気ブレーキを行うときには、排気
ブレーキ信号19がECU18に入力され、これにより
アクチュエータ16及び14が作動され、排気圧制御弁
15が略全閉とされると同時にEGR流量制御弁13が
完全に全閉とされる。これによって排気通路3内の圧力
が著しく上昇し排気ブレーキが可能となる。When the exhaust brake is further applied, the exhaust brake signal 19 is input to the ECU 18, whereby the actuators 16 and 14 are actuated, the exhaust pressure control valve 15 is substantially fully closed, and at the same time the EGR flow control valve 13 is turned on. It is completely closed. As a result, the pressure in the exhaust passage 3 is significantly increased, and exhaust braking becomes possible.
【0021】従来、排気ブレーキのための弁は、単純に
オン/オフされて略全閉位置又は全開位置になるだけで
あった。本発明においては、排気圧制御弁15が略全閉
位置と全開位置との間の中間開度にもなるため、排気通
路3内の圧力を最適に上昇させてEGRを行うことが可
能となる。またこのとき、排気通路3内の圧力は過度に
上昇されず、よって排圧上昇による燃費の悪化を防止で
きる。In the past, valves for exhaust brakes were simply turned on / off to a near fully closed or fully open position. In the present invention, since the exhaust pressure control valve 15 also has an intermediate opening degree between the substantially fully closed position and the fully open position, it becomes possible to optimally increase the pressure in the exhaust passage 3 to perform EGR. . Further, at this time, the pressure in the exhaust passage 3 is not excessively increased, so that the deterioration of fuel efficiency due to the increase in exhaust pressure can be prevented.
【0022】また、エンジン1の運転中、EGRを行わ
ないときには、排気圧制御弁15が全開とされ、これに
よって燃費の悪化を防止する。このときEGR流量制御
弁13は全閉とされ、EGRガスの流通を阻止する。Further, when the EGR is not performed during the operation of the engine 1, the exhaust pressure control valve 15 is fully opened, thereby preventing deterioration of fuel consumption. At this time, the EGR flow control valve 13 is fully closed to prevent the EGR gas from flowing.
【0023】図4は、テストによって得られたEGR率
マップを概略的に示し、横軸にはエンジン回転数が、縦
軸にはエンジン負荷或いは発生トルクがとってある。斜
線で示されるEGR領域は主に排ガス規制との関連から
決定される。EGR率の最大値は約20%であり、エンジ
ン負荷が高まるにつれEGR率は減少する。また高負荷
側でEGRを行うとスモーク悪化の原因となり、高負荷
側ではEGRが行われないか、もしくは少なくなる。こ
のマップに基づいて最適なEGR流量が決定され、その
流量値によって弁13及び15の開度が決定される。FIG. 4 schematically shows an EGR rate map obtained by the test, in which the horizontal axis represents the engine speed and the vertical axis represents the engine load or generated torque. The EGR region shown by the diagonal lines is determined mainly in relation to exhaust gas regulations. The maximum value of the EGR rate is about 20%, and the EGR rate decreases as the engine load increases. If EGR is performed on the high load side, smoke becomes worse, and EGR is not performed or is reduced on the high load side. The optimum EGR flow rate is determined based on this map, and the opening degrees of the valves 13 and 15 are determined by the flow rate value.
【0024】図5には排気圧制御弁15の変形例が示さ
れている。図示するように排気圧制御弁15は、一つの
バタフライ弁20と、二つのエアシリンダ21と、これ
らを連結するリンク装置22とによって主に構成され
る。二つのエアシリンダ21は単独にエアが入力され、
これとリンク装置22との働きによってバタフライ弁2
0は4段に開度調節されるようになっている。またこれ
の他にも、異なるストロークを有する複数の仕切弁を流
れ方向に沿って列設してもよい。FIG. 5 shows a modification of the exhaust pressure control valve 15. As shown in the figure, the exhaust pressure control valve 15 is mainly composed of one butterfly valve 20, two air cylinders 21, and a link device 22 connecting them. Air is independently input to the two air cylinders 21,
By this and the function of the link device 22, the butterfly valve 2
For 0, the opening is adjusted in four steps. In addition to this, a plurality of sluice valves having different strokes may be arranged in a row along the flow direction.
【0025】さらに図6にはEGR流量制御弁13の変
形例が示されている。一般にトラック等に適用される過
給ディーゼルエンジンは多気筒であり、例えば6気筒の
場合、排気マニホールドは3気筒を分担するものが二つ
設けられ、これら二つの排気マニホールドが集合されて
タービンに接続される場合がある。そのEGRを考えた
場合、2つを1つにまとめてから送るよりも両方から別
々に送る方が効率がよいことが知られている。図5に示
される例においては、そのような構成が極めてシンプル
になされている。二つの排気マニホールド(図示せず)
には取出口23a,23bがそれぞれ設けられ、且つこ
れら取出口23a,23bは互いに合流接続されてい
る。この接続部24にEGR通路12の入口12aが接
続され、また接続部24には取出口23a,23bを同
時に開閉する仕切弁体25が設けられる。仕切弁体25
は接続部24に設けられた案内溝26に沿って出没移動
し、空気圧アクチュエータ14即ちエアシリンダ27に
よって実質的に作動される。全閉時には仕切弁体25の
先端部が押圧手段28によりガス流れ方向反対側に押圧
され、これにより排気ブレーキの高圧時も含めてEGR
通路12及び取出口23a,23bを確実に閉止するよ
うになっている。このように、二つの取出口23a,2
3bを一つの仕切弁体25で確実且つ同時に開閉でき、
排気ブレーキ時の高圧にも耐え得るEGR流量制御弁1
3とすることができる。なおこのような構成は、排気マ
ニホールドの数がさらに増えた場合にも可能である。Further, FIG. 6 shows a modification of the EGR flow control valve 13. Generally, a supercharged diesel engine applied to a truck or the like has multiple cylinders. For example, in the case of 6 cylinders, two exhaust manifolds sharing three cylinders are provided, and these two exhaust manifolds are assembled and connected to a turbine. May be done. Considering the EGR, it is known that it is more efficient to send two separately than to send them together. In the example shown in FIG. 5, such a configuration is extremely simple. Two exhaust manifolds (not shown)
The outlets 23a and 23b are provided in each of the outlets 23a and 23b, and the outlets 23a and 23b are joined and connected to each other. The inlet 12a of the EGR passage 12 is connected to the connecting portion 24, and the connecting portion 24 is provided with a gate valve body 25 for simultaneously opening and closing the outlets 23a and 23b. Gate valve body 25
Moves in and out along a guide groove 26 provided in the connecting portion 24, and is substantially operated by the pneumatic actuator 14 or the air cylinder 27. When fully closed, the tip of the gate valve body 25 is pressed by the pressing means 28 to the opposite side in the gas flow direction, so that the EGR is included even when the exhaust brake is under high pressure.
The passage 12 and the outlets 23a and 23b are surely closed. In this way, the two outlets 23a, 2
3b can be opened and closed reliably and simultaneously with one gate valve body 25,
EGR flow control valve 1 that can withstand high pressure during exhaust braking
It can be 3. Note that such a configuration is possible even when the number of exhaust manifolds is further increased.
【0026】また他にも、例えばアクチュエータ14及
び16をサーボモータ等の電動式にする等、様々な変形
が可能である。Besides, various modifications can be made, for example, by making the actuators 14 and 16 electrically driven by servomotors and the like.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。The present invention exhibits the following excellent effects.
【0028】(1)コンプレッサ等の腐蝕、劣化等を未
然に防止して耐久性を向上することができる。(1) Corrosion and deterioration of the compressor and the like can be prevented and the durability can be improved.
【0029】(2)排気ブレーキの機能を兼ね備えたE
GR装置とすることができる。(2) E having the function of an exhaust brake
It can be a GR device.
【図1】本発明に係る過給ディーゼルエンジンのEGR
装置を示し、その一実施例を示す構成図である。FIG. 1 is an EGR of a supercharged diesel engine according to the present invention.
It is a block diagram which shows an apparatus and which shows one example.
【図2】排気圧制御弁を示す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing an exhaust pressure control valve.
【図3】EGR通路の入口圧力と出口圧力とを示すグラ
フである。FIG. 3 is a graph showing an inlet pressure and an outlet pressure of an EGR passage.
【図4】EGR率マップを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an EGR rate map.
【図5】排気圧制御弁の変形例を示す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a modified example of the exhaust pressure control valve.
【図6】EGR流量制御弁の変形例を示す図で、(a)
は正面断面図、(b)は側断面図である。FIG. 6 is a view showing a modified example of the EGR flow control valve, (a)
Is a front sectional view, and (b) is a side sectional view.
1 エンジン 2 吸気通路 3 排気通路 5 ターボチャージャー 6 コンプレッサ 11 タービン 12 EGR通路 12a 入口 12b 出口 13 EGR流量制御弁 15 排気圧制御弁 17 制御手段 19 排気ブレーキ信号 1 engine 2 Intake passage 3 exhaust passage 5 turbocharger 6 compressor 11 turbine 12 EGR passage 12a entrance 12b exit 13 EGR flow control valve 15 Exhaust pressure control valve 17 Control means 19 Exhaust brake signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02D 9/06 F02D 9/06 A (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 570 F02M 25/07 550 F02M 25/07 580 F02B 37/00 302 F02D 9/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F02D 9/06 F02D 9/06 A (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F02M 25/07 570 F02M 25 / 07 550 F02M 25/07 580 F02B 37/00 302 F02D 9/06
Claims (2)
れた排気通路と、上記ターボチャージャーのコンプレッ
サが設けられた吸気通路とを連通するEGR通路を有す
る過給ディーゼルエンジンのEGR装置において、上記
EGR通路の入口を上記タービンより上流側の上記排気
通路に接続すると共に、上記EGR通路の出口を上記コ
ンプレッサより下流側の上記吸気通路に接続し、上記排
気通路の上記タービンより下流側に、EGRを行うとき
には上記EGR通路の入口圧力を上記EGR通路の出口
圧力より所定圧力だけ高めるよう中間開度に制御され、
排気ブレーキを行うときには略全閉となるよう制御され
る排気圧制御弁を設け、上記EGR通路に、EGRを行
うときにはEGR流量が最適となる開度に制御され、排
気ブレーキを行うときには全閉となるよう制御されるE
GR流量制御弁を設け、上記排気通路の上記エンジンと
の接続部を排気マニホールドにより形成し、上記エンジ
ンを多気筒としてその所定気筒ずつを分担するよう上記
排気マニホールドを複数設け、上記各排気マニホールド
に取出口を設けると共にこれら各取出口を合流接続さ
せ、この合流接続部に上記EGR通路の入口を接続し、
上記合流接続部に、上記EGR流量制御弁を構成し上記
各取出口を同時に開閉する仕切弁体を設け、上記仕切弁
体が、上記合流接続部に設けられた案内溝に沿って出没
移動し、全閉時に上記仕切弁体の先端部が押圧手段によ
りガス流れ方向反対側に押圧されることを特徴とする過
給ディーゼルエンジンのEGR装置。1. An EGR device for a supercharged diesel engine having an EGR passage communicating between an exhaust passage in which a turbine of a turbocharger is provided and an intake passage in which a compressor of the turbocharger is provided. When the inlet is connected to the exhaust passage on the upstream side of the turbine, the outlet of the EGR passage is connected to the intake passage on the downstream side of the compressor, and EGR is performed on the exhaust passage downstream of the turbine. The inlet opening pressure of the EGR passage is controlled to an intermediate opening so as to be higher than the outlet pressure of the EGR passage by a predetermined pressure,
An exhaust pressure control valve that is controlled to be substantially fully closed when exhaust braking is provided is provided in the EGR passage so that the EGR flow rate is controlled to an optimum opening when EGR is performed, and fully closed when exhaust braking is performed. E controlled to be
A GR flow control valve is provided, a connection portion of the exhaust passage with the engine is formed by an exhaust manifold, and a plurality of the exhaust manifolds are provided so that the engine is a multi-cylinder and each predetermined cylinder is shared. An outlet is provided and each of these outlets is joined and connected, and the inlet of the EGR passage is connected to the joined connection.
A sluice valve element that constitutes the EGR flow control valve and opens and closes each of the outlets at the same time is provided in the merging connection portion.
The body appears and disappears along the guide groove provided at the confluence connection.
When the valve is moved and the valve is fully closed, the tip of the gate valve element is
An EGR device for a supercharged diesel engine, which is pressed to the opposite side in the direction of gas flow .
気圧制御弁と上記EGR流量制御弁との最適な開度が予
め記憶され、その開度及び排気ブレーキ信号の入力によ
って上記排気圧制御弁と上記EGR流量制御弁とを制御
する制御手段が設けられ、上記排気圧制御弁が、全開位
置から略全閉位置まで段階的に可変とされた請求項1記
載の過給ディーゼルエンジンのEGR装置。2. The exhaust according to the operating state of the engine
The optimum opening between the air pressure control valve and the EGR flow rate control valve is preset.
Is stored in memory, and the opening and exhaust brake signal are input.
Controls the exhaust pressure control valve and the EGR flow rate control valve.
Is provided, and the exhaust pressure control valve is fully opened.
The EGR device for a supercharged diesel engine according to claim 1, wherein the EGR device is variable stepwise from a stationary position to a substantially fully closed position .
Priority Applications (1)
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JP2010090710A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Hino Motors Ltd | Catalyst cooling prevention device for exhaust emission control device |
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1994
- 1994-04-04 JP JP06599594A patent/JP3443748B2/en not_active Expired - Fee Related
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