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WO2006095789A1 - Ｅｇｒ装置付き過給エンジン - Google Patents

Ｅｇｒ装置付き過給エンジン Download PDF

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WO2006095789A1
WO2006095789A1 PCT/JP2006/304511 JP2006304511W WO2006095789A1 WO 2006095789 A1 WO2006095789 A1 WO 2006095789A1 JP 2006304511 W JP2006304511 W JP 2006304511W WO 2006095789 A1 WO2006095789 A1 WO 2006095789A1
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WO
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exhaust gas
passage
exhaust
egr
air supply
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/304511
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuyuki Onodera
Original Assignee
Komatsu Ltd.
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Filing date
Publication date
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Priority to SE0702254A priority patent/SE530766C2/sv
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a supercharged engine with an EGR (exhaust gas recirculation) device.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-165000
  • the no-pass passage in Patent Document 1 communicates with the exhaust pipe provided between the exhaust manifold and the turbocharger on the exhaust side, and the EGR passage.
  • the exhaust pipe is also branched from the middle.
  • the structure of the exhaust pipe can be simplified by connecting the bypass passage directly to the exhaust manifold, or by branching the EGR passage directly from the exhaust manifold, thereby reducing the problem of the arrangement space.
  • the power that is being tried to solve the EGR effect such as the supply air from the bypass passage directly enters the EGR passage depending on the communication position of the bypass passage in the exhaust manifold and the branch position of the EGR passage. It is hoped that the problem will be passed.
  • a main object of the present invention is to provide a supercharged engine with an EGR device that can reduce the arrangement space and can efficiently return the exhaust gas to the air supply side.
  • a supercharged engine with an EGR device of the present invention distributes exhaust gas collected from a single exhaust gas outlet to each cylinder and exhaust gas collected from each cylinder, and distributes the air supplied from the supercharger to each cylinder.
  • the bypass passage communicating portion and the EGR passage branching portion in the exhaust manifold are on both sides of the length direction across the exhaust gas outlet, and the bypass passage force Exhaust due to supplied air Wherein the portion of the scan are found provided apart from each other to the extent that enters the EGR passage is pushed.
  • a supercharged engine with an EGR device distributes exhaust gas collected from a single exhaust gas outlet to each cylinder and exhaust gas collected from each cylinder, and distributes the air supplied from the supercharger to each cylinder.
  • the communicating portion of the bypass passage is provided on the exhaust gas outlet side, and the branch portion of the EGR passage is provided on the side farther from the exhaust gas outlet force than the communicating portion of the bypass passage, and these communicating portions
  • the branching portions are provided so as to be separated from each other so that a part of the exhaust gas is pushed by the supply air supplied with the bypass passage force and enters the EGR passage.
  • a supercharged engine with an EGR device of the present invention distributes exhaust gas collected from a single exhaust gas outlet to each cylinder, and exhaust gas collected from a single exhaust gas to each cylinder.
  • the communicating portion of the bypass passage and the branch portion of the EGR passage in the exhaust manifold are provided on both sides in the length direction across the exhaust gas outlet.
  • a supercharged engine with an EGR device of the present invention distributes exhaust gas collected from a single exhaust gas outlet to each cylinder and exhaust gas collected from each cylinder, and distributes the air supplied from the supercharger to each cylinder.
  • the bypass passage communication portion in the exhaust manifold is provided on the exhaust gas outlet side, and the branch portion of the EGR passage is more exhausted than the bypass passage communication portion. Gas outlet force installed on the separated side And wherein the Rukoto.
  • the exhaust manifold is provided with the communicating portion of the bypass passage and the branch portion of the EGR passage. Since it exists as a large member, even if these communication parts and branch parts are newly provided, the increase rate of the field is not so great. Therefore, a communication part and a branch part are not provided.
  • the installation space is much smaller than installing complicated and large exhaust pipes.
  • the bypass passage communicating portion and the EGR passage branching portion are provided separated by a predetermined distance across the exhaust gas outlet, or the exhaust gas
  • the branch part of the EGR passage is provided with the exhaust gas outlet force separated from the communicating part of the bypass passage, so that the supply air supplied with the bypass passage force enters the EGR passage. The amount of EGR can be secured without worry.
  • the exhaust manifold is provided with an exhaust gas inflow port through which exhaust gas from the cylinder flows corresponding to the plurality of cylinders, and the communication It is desirable that at least one exhaust gas inflow port is located between the section and the branch section! /.
  • At least one exhaust gas inflow port is located between the communicating portion of the bypass passage and the branch portion of the EGR passage in the exhaust manifold. Exhaust gas flowing from the exhaust gas inflow port is pushed by the supply air supplied from the bypass passage and flows into the EGR passage, and the supply air from the nopass passage is guided to a closer exhaust gas outlet It becomes like this. Therefore, it is possible to reliably secure the EGR amount without worrying about entering the supplied air supply force 3 ⁇ 4 GR passage with the bypass passage force supplied.
  • the communication portion of the bypass passage in the exhaust manifold is provided close to one end side in the longitudinal direction, and the branch portion of the EGR passage It is desirable to be provided close to the other end in the longitudinal direction.
  • the communication portion of the bypass passage and the branch portion of the EGR passage are provided on both ends of the exhaust manifold so as to be separated from each other. It is possible to prevent it from entering the EGR passage in the best condition.
  • a pair of exhaust manifolds collecting the exhaust gas at one exhaust gas outlet is provided as a first and a second merge.
  • the exhaust manifold is a pair of first and second exhausts. Because it is provided, bypass passage force supplied air supply power 3 ⁇ 4 There is no worry of entering the GR passage In addition to ensuring the EGR amount reliably, exhaust interference of exhaust gas from the cylinder can be eliminated, and exhaust can be performed smoothly. The turbocharger response can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a supercharged engine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a supercharged engine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a supercharged engine according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a supercharged engine 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the engine 1 is an in-line 6-cylinder diesel engine in this embodiment, and suppresses the generation of NOx, an engine body having a cylinder head 10, a supercharger 20 including an exhaust turbocharger that supercharges intake air, and EGR device 30 is provided.
  • An intake manifold 11 that distributes supply air to each cylinder 10A is provided on the intake port side of the cylinder head 10, and an exhaust manifold that collects exhaust gas from each cylinder 10A is provided on the exhaust port side.
  • the exhaust manifold 12 is a one-port type provided with a plurality of exhaust gas inlet ports 12A provided corresponding to each cylinder 10A and one exhaust gas outlet 13 provided in the center in the cylinder row direction.
  • the supercharger 20 includes a turbine 21 that rotates with the exhaust energy of the exhaust gas, and a compressor 22 that rotates together with the turbine 21 and compresses the intake air. Compressor 22 outlet The power is communicated to the supply air hold 11 through the supply passage 23, and a aftercooler 24 is provided in the middle of the supply passage 23! /.
  • the downstream side of the aftercooler 24 and the exhaust manifold 12 communicate with each other through a bypass passage 25, and a bypass valve 26 is provided in the middle of the bypass passage 25.
  • a bypass valve 26 is provided in the middle of the bypass passage 25.
  • the EGR device 30 includes an EGR passage 31 that branches from the branch portion 31A of the exhaust manifold 12 and communicates with the downstream side of the air supply passage 23 (downstream side of the branch portion 25A of the bypass passage 25). In the middle of the EGR passage 31, an EGR cooler 32 for cooling the exhaust gas returned to the supply side is provided.
  • an EGR valve 33 is provided on the downstream side of the EGR cooler 32.
  • the exhaust gas pressure is higher than the supply air pressure, it is possible to return a part of the exhaust gas to the supply air side by opening the EGR valve 33.
  • the exhaust gas having a strong EGR passage 31 is sucked back so as to be sucked out from the throttle 34 provided in the communication portion 31B with the supply passage 23.
  • the bypass valve 26 and the EGR valve By opening both of the air supply and the exhaust gas, a part of the supply air is supplied to the exhaust side to increase the pressure of the exhaust gas in the exhaust manifold 12 and a part of the exhaust gas is pushed out to the EGR passage 31 to supply the air. It is sure to return it to the side.
  • the communication portion 25B of the bypass passage 25 having the supply side force is provided close to one end side in the longitudinal direction along the cylinder row of the exhaust manifold 12, and the EGR passage 31
  • the branch portion 31A is provided close to the other end in the longitudinal direction across the exhaust gas outlet 13.
  • a plurality of exhaust gas inflow ports 12A are located between the communicating portion 25B and the branching portion 31A that are provided so as to be separated from each other.
  • the exhaust gas inflow port 12A between the communication part 25B and the branch part 31A, the exhaust gas flowing from the exhaust gas inflow port 12A is branched by the supply of air from the bypass passage 25. Extruded to part 31A. Therefore, there is no worry of entering the EGR passage 31 mixed with the supply air exhaust gas from the bypass passage 25. Since the communication portion 25B and the branching portion 31A are spaced apart from each other by the maximum, the best state can be realized in which there is almost no possibility that the supply air will be mixed into the GR passage 31.
  • the exhaust gas corresponding to the supplied air can be pushed out to the EGR passage 31 by the pressure increase in the exhaust manifold 12 due to the supply of a part of the air supply, and the EGR amount Can be ensured.
  • the communication portion 25B and the branch portion 31A should be provided at positions sandwiching the exhaust gas outlet 13 that is spaced apart from the exhaust manifold 12 on the both sides of the exhaust manifold 12 at a maximum. They may be close to each other. However, even if the communication part 25B and the branch part 31A are provided across the exhaust gas outlet 13, if the air is too close, the supply air may be mixed with the exhaust gas and enter the EGR passage 31 as it is. For this reason, it is necessary to separate them so that the supply air is not mixed, that is, only a part of the exhaust gas is pushed by the supply air and surely enters the EGR passage 31.
  • the communication portion 25B and the branch portion 31A are not necessarily provided in the exhaust pipe connecting the exhaust manifold 12 and the supercharger 20, but are originally large members. Since it is installed directly on the hold 12, it can reduce the increase in installation space compared to the case of installing it in the exhaust pipe, and can cope well with construction machines with limited installation space.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a supercharged engine 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the exhaust gas outlet 13 of the exhaust manifold 12 is provided at one end in the longitudinal direction along the cylinder row.
  • the communication portion 25B of the bypass passage 25 is connected to the exhaust gas outlet 13 side.
  • the difference from the first embodiment is that it is provided close to the first embodiment.
  • Other structures are the same as those of the first embodiment.
  • the branching portion 31A of the EGR passage 31 is provided on the other end side of the exhaust manifold 12 and is substantially maximally separated from the communication portion 25B.
  • the supply air supplied to the exhaust manifold 12 is not mixed with the exhaust gas and does not have to worry about returning from the EGR passage 31 to the supply side, and is the same as in the first embodiment. With the other configuration, the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a supercharged engine 3 according to the third embodiment of the present invention.
  • the exhaust manifold 12 is a two-port type constituted by the first and second cylinders 121 and 122 that collect the exhaust gas from the three cylinders 10A.
  • the exhaust gas outlets 131 and 132 are arranged close to each other, and the exhaust gas from the exhaust gas outlets 131 and 132 finally join in the turbine nosing of the supercharger 20.
  • first and second moulds 121, 122 are viewed alone, they are similar to the configuration of the exhaust mould 12 described in the second embodiment. Only the length is different. Therefore, the first and second holds 121 and 122 are also provided with the communication portion 25B of the bypass passage 25 close to one end side of the exhaust gas outlets 131 and 132, and close to the other end side of the EGR passage 31. A branch 31 A is provided!
  • the exhaust manifold 12 is divided into the first and second manifolds 121, 122, exhaust interference of the exhaust gas from the cylinder 10A can be eliminated, and the exhaust Can improve the response of the turbocharger 20 smoothly.
  • the exhaust manifold 12 of the third embodiment is a two-port type composed of first and second moulds 121, 122, and these single units are the exhaust manifold 12 of the second embodiment. If the exhaust manifold has a two-port type, the one with the different length of the exhaust manifold in the first embodiment is designated as the first and second It is possible to prepare one for each of the three cylinders.
  • This configuration is particularly effective for a V-type engine and a so-called twin turbo engine in which a supercharger is provided for each of the first and second holds.
  • the branch portion 25A of the bypass passage 25 is provided on the downstream side of the aftercooler 24 in the air supply passage 23.
  • the present invention is not limited to this, and the branch portion 25A is located upstream of the aftercooler 24. It may be provided on the side. Even with such a configuration, since the supply air is supplied through the bypass passage 25, the same effect as in the case of the above embodiment can be obtained.
  • the present invention relates to a supercharged engine mounted on a construction machine, a supercharged engine mounted on a truck for transportation, or a supercharged engine mounted on a stationary industrial machine such as a generator. Available.

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Abstract

　エンジン１では、排気マニホールド１２に給気側からのバイパス通路２５の連通部２５ＢとＥＧＲ通路３１への分岐部３１Ａとを設けるが、排気マニホールド１２の排気ガス出口１３がエンジン気筒列に沿った長さ方向の途中に設けられている場合には、排気マニホールド１２でのバイパス通路２５の連通部２５ＢおよびＥＧＲ通路３１の分岐部３１Ａを、排気ガス出口１３を挟んで前記長さ方向の両側であって、かつバイパス通路２５から供給される給気により排気ガスの一部が押されてＥＧＲ通路３１に入り込む程度に互いに離間して設ける。

Description

明 細 書
EGR装置付き過給エンジン
技術分野
[0001] 本発明は、 EGR(exhaust gas recirculation)装置付き過給エンジンに関する。
背景技術
[0002] 従来、ディーゼルエンジンでの燃焼温度を下げて NOxの発生を抑制する EGR装 置が知られている。
このような EGR装置では、排気側の圧力が給気側の圧力よりも高い場合には、排 気ガスの一部を給気側に確実に戻すことができるのであるが、エンジンを例えば中高 速でかつ高負荷領域で運転する場合のように、エンジンの運転状態によっては排気 ターボ過給機等で過給された過給気の圧力が排気ガスの圧力よりも大幅に高くなる 場合があり、 EGR通路にベンチユリを設けてもこのような状態で EGRバルブを開くと、 排気ガスが給気側に戻らないばかりか、 EGR通路を通って給気が排気側に流れ、十 分な給気がエンジンに供給されない事態が生じる。
[0003] そこで、給気通路において、 EGR通路との合流位置よりも上流側をバイパス通路に て排気側にバイパスすることが提案されている（例えば特許文献 1)。給気側の圧力 力 S排気側の圧力よりも高くなつた場合に、ノ ィパス通路中に設けられたバイパスバル ブを開くことにより、給気の一部を排気側に送って排気側の圧力を高めることができ、 排気ガスを EGR通路を通して給気側に確実に戻すことができるのである。
[0004] 特許文献 1：特開 2001— 165000号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、特許文献 1でのノ ィパス通路は、排気側にぉ 、て、排気マ-ホールドと過 給機との間に設けられた排気管途中に連通しており、また、 EGR通路も当該排気管 途中から分岐して設けられて 、る。
しかし、特に建設機械のようにエンジンルームが極めて狭い場合では、排気管途中 に連通部や分岐部を設けると、排気管の構造が複雑になって場積をとるため、そのよ うな排気管を配置することは実質的に困難である。
[0006] そこで、バイパス通路を排気マ-ホールドに直に連通させたり、 EGR通路を排気マ 二ホールドから直に分岐させたりすることで排気管の構造を簡略ィ匕し、配置スペース の問題を解決することが試みられているのである力 排気マ-ホールドでのバイパス 通路の連通位置や、 EGR通路の分岐位置によっては、バイパス通路からの給気が そのまま EGR通路に入り込んでしまうなど、 EGR効果を阻害することがあり、その問 題可決が望まれている。
[0007] 本発明の主な目的は、配置スペースを小さくでき、かつ排気ガスを効率よく給気側 に戻すことができる EGR装置付き過給エンジンを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の EGR装置付き過給エンジンは、各気筒から排出される排気ガスを一口の 排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールドと、過給機からの給気を各気筒に分配する 給気マ-ホールドと、前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまで の給気通路と、この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するノ ィパス通路と、 前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、ェ ンジン気筒列に沿った長さ方向の途中に設けられ、前記排気マ二ホールドでの前記 バイパス通路の連通部および前記 EGR通路の分岐部は、前記排気ガス出口を挟ん で前記長さ方向の両側であって、かつ前記バイパス通路力 供給される給気により 排気ガスの一部が押されて前記 EGR通路に入り込む程度に互いに離間して設けら れていることを特徴とする。
[0009] 本発明の EGR装置付き過給エンジンは、各気筒から排出される排気ガスを一口の 排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールドと、過給機からの給気を各気筒に分配する 給気マ-ホールドと、前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまで の給気通路と、この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するノ ィパス通路と、 前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、ェ ンジン気筒列に沿った長さ方向の一端側に設けられ、前記排気マ-ホールドでの前 記バイパス通路の連通部は、前記排気ガス出口側に設けられ、前記 EGR通路の分 岐部は、前記バイパス通路の連通部よりも前記排気ガス出口力 離間した側に設け られ、かつこれらの連通部および分岐部は、前記バイパス通路力 供給される給気 により排気ガスの一部が押されて前記 EGR通路に入り込む程度に互いに離間して 設けられて 、ることを特徴とする。
[0010] 本発明の EGR装置付き過給エンジンは、各気筒から排出される排気ガスを一口の 排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールドと、過給機からの給気を各気筒に分配する 給気マ-ホールドと、前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまで の給気通路と、この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するノ ィパス通路と、 前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、ェ ンジン気筒列に沿った長さ方向の途中に設けられ、前記排気マ二ホールドでの前記 バイパス通路の連通部および前記 EGR通路の分岐部は、前記排気ガス出口を挟ん で前記長さ方向の両側に設けられていることを特徴とする。
[0011] 本発明の EGR装置付き過給エンジンは、各気筒から排出される排気ガスを一口の 排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールドと、過給機からの給気を各気筒に分配する 給気マ-ホールドと、前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまで の給気通路と、この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するノ ィパス通路と、 前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、ェ ンジン気筒列に沿った長さ方向の一端側に設けられ、前記排気マ-ホールドでの前 記バイパス通路の連通部は、前記排気ガス出口側に設けられ、前記 EGR通路の分 岐部は、前記バイパス通路の連通部よりも前記排気ガス出口力 離間した側に設け られていることを特徴とする。
[0012] 以上において、本発明によれば、排気マ-ホールドにバイパス通路の連通部およ び EGR通路の分岐部を設けるのであるが、排気マ-ホールドはもともと気筒列方向 に沿った比較的大きな部材として存在するため、それらの連通部や分岐部を新たに 設けても、場積の増加率としてはさほどでもない。従って、連通部や分岐部が設けら れた複雑でかつ大型化した排気管を設置するのに比して配置スペースを格段に小さ くでさる。
[0013] また、排気ガス出口が気筒列方向の途中にある場合には、バイパス通路の連通部 と EGR通路の分岐部とを、排気ガス出口を挟んで所定間隔離して設け、あるいは、 排気ガス出口が気筒列方向の一端側にある場合では、 EGR通路の分岐部をバイパ ス通路の連通部よりも排気ガス出口力も離して設けるので、バイパス通路力も供給さ れた給気は EGR通路に入り込む心配がなぐ EGR量を確実に確保できる。
[0014] 本発明の EGR装置付き過給エンジンにおいて、前記排気マ-ホールドには、複数 の前記気筒に対応して当該気筒からの排気ガスが流入する排気ガス流入ポートが設 けられ、前記連通部と前記分岐部との間には、少なくとも 1つの前記排気ガス流入ポ ートが位置して 、ることが望まし!/、。
[0015] このような本発明によれば、排気マ-ホールドでのバイパス通路の連通部と EGR通 路の分岐部との間には、少なくとも 1つの排気ガス流入ポートが位置しているため、排 気ガス流入ポートから流れてきた排気ガスがバイパス通路カゝら供給される給気に押さ れて EGR通路に流れ込むとともに、ノ ィパス通路からの給気がより近くの排気ガス出 口へ導かれるようになる。従って、バイパス通路力も供給された給気力 ¾GR通路に入 り込む心配がなぐ EGR量を確実に確保できる。
[0016] 本発明の EGR装置付き過給エンジンにおいて、前記排気マ二ホールドでの前記バ ィパス通路の前記連通部は、前記長手方向の一端側に寄せて設けられ、前記 EGR 通路の前記分岐部は、前記長手方向の他端側に寄せて設けられていることが望まし い。
[0017] このような本発明によれば、バイパス通路の連通部と EGR通路の分岐部とを排気マ 二ホールドの両端側に大きく離間して設けることになるので、バイパス通路からの給 気が EGR通路に入り込むのを最良な状態で防止できる。
[0018] 本発明の EGR装置付き過給エンジンにお 、て、前記排気ガスを一口の排気ガス 出口に集める排気マ-ホールドは、第 1、第 2マ-ホールドとして一対設けられること が望ましい。
このような本発明によれば、排気マ-ホールドが第 1、第 2マ-ホールドとして一対 設けられるため、バイパス通路力 供給された給気力 ¾GR通路に入り込む心配がな ぐ EGR量を確実に確保できることに加え、気筒からの排気ガスの排気干渉をなくす ことができ、排気をスムーズに行って過給機のレスポンスを向上させることができる。 図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る過給エンジンを示す模式図。
[図 2]本発明の第 2実施形態に係る過給エンジンを示す模式図。
[図 3]本発明の第 3実施形態に係る過給エンジンを示す模式図。
符号の説明
[0020] 1, 2, 3· ··過給エンジン、 10A…気筒、 11· ··給気マ-ホールド、 12· ··排気マ-ホ 一ノレド、 12Α· · 気ガス流人ポート、 13, 131, 132· · 気ガス出口、 23· ··給気通 路、 25· ··ノ ィパス通路、 25Β· ··連通部、 30- EGR装置、 31- EGR通路、 31Α· ·· 分岐部。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第 2、第 3 実施形態において、次説する第 1実施形態と同一部材には同じ符号を付し、それら の説明を省略する。
[0022] 〔第 1実施形態〕
図 1は、本発明の第 1実施形態に係る過給エンジン 1を示す模式図である。
エンジン 1は、本実施形態では直列 6気筒のディーゼルエンジンであり、シリンダへ ッド 10を有するエンジン本体と、吸気を過給する排気ターボチャージャからなる過給 機 20と、 NOxの生成を抑制するための EGR装置 30とを備えて 、る。
[0023] シリンダヘッド 10の吸気ポート側には給気を各気筒 10Aに分配する給気マ-ホー ルド 11が、排気ポート側には各気筒 10Aからの排気ガスを集める排気マ-ホールド
12がそれぞれ取り付けられている。排気マ-ホールド 12は、各気筒 10Aに対応して 設けられた複数の排気ガス流入ポート 12Aと、気筒列方向の中央に一つ設けられた 排気ガス出口 13とを備えた一口タイプである。
[0024] 過給機 20は、排気ガスの排気エネルギで回転するタービン 21と、このタービン 21 と共に回転して吸気を圧縮するコンプレッサ 22とを備えている。コンプレッサ 22出口 力も給気マ-ホールド 11までは給気通路 23で連通しており、給気通路 23の途中に はァフタクーラ 24が設けられて!/、る。
[0025] さらに、給気通路 23において、ァフタクーラ 24の下流側と排気マ-ホールド 12とは バイパス通路 25で連通しており、バイパス通路 25の途中にはバイパスバルブ 26が 設けられている。給気の圧力が排気ガスの圧力よりも高い場合に、このバイパスバル ブ 26を開くことで、給気の一部がエンジン本体をバイパスして排気側に供給されるよ うになる。
[0026] EGR装置 30は、排気マ-ホールド 12の分岐部 31 Aから分岐して給気通路 23の 下流側 (バイパス通路 25の分岐部 25Aよりも下流側）に連通する EGR通路 31を備え ており、 EGR通路 31の途中には、給気側に戻される排気ガスを冷却する EGRクーラ 32が設けられている。
[0027] また、 EGR通路 31において、 EGRクーラ 32の下流側には、 EGRバルブ 33が設け られている。排気ガスの圧力が給気の圧力よりも高い場合に、この EGRバルブ 33を 開くことで、排気ガスの一部を給気側に戻すことが可能である。この際、 EGR通路 31 力もの排気ガスは、給気通路 23との連通部 31Bに設けられた絞り 34から吸い出され るよう〖こして戻される。
[0028] そして、本実施形態のエンジン 1では、中高速でかつ高負荷域での運転時のように 、給気の圧力が排気ガスの圧力よりも高い状況でも、バイパスバルブ 26と EGRバル ブ 33との両方を開くことにより、給気の一部を排気側に供給して排気マ-ホールド 12 内の排気ガスの圧力を高め、その排気ガスの一部を EGR通路 31に押し出して給気 側に確実に戻すようにしている。
[0029] 以下には、給気の圧力が排気ガスの圧力よりも高い状況でも、排気ガスの一部が 給気側に確実に戻るための具体的な構成について説明する。
すなわち、排気マ-ホールド 12において、給気側力ものバイパス通路 25の連通部 25Bは、排気マ-ホールド 12の気筒列に沿った長手方向の一端側に寄せて設けら れ、 EGR通路 31の分岐部 31Aは、排気ガス出口 13を挟んだ長手方向の他端側に 寄せて設けられている。そして、このように離間して設けられた連通部 25Bと分岐部 3 1 Aとの間には、複数の排気ガス流入ポート 12Aが位置して 、る。 [0030] 連通部 25Bと分岐部 31Aとを排気ガス出口 13を間にして離間させることにより、連 通部 25B力も排気マ-ホールド 12内に供給された給気は、分岐部 31Aに至ることな く排気ガス出口 13から排気される。また、連通部 25Bと分岐部 31Aとの間に排気ガ ス流入ポート 12Aを位置させることにより、排気ガス流入ポート 12Aカゝら流れてきた排 気ガスが、バイパス通路 25からの給気によって分岐部 31A側に押し出される。従つ て、バイパス通路 25からの給気力 排気ガスに混じって EGR通路 31に入り込む心配 がない。し力も、連通部 25Bと分岐部 31Aとが略最大に離間していることから、給気 力 ¾GR通路 31内に混じる可能性が殆どない最良の状態を実現できる。
[0031] そして、給気の一部が供給されることでの排気マ-ホールド 12内の圧力上昇により 、供給された給気に見合った排気ガスを EGR通路 31に押し出すことができ、 EGR量 を確実に確保できるのである。
[0032] なお、本実施形態では、連通部 25Bおよび分岐部 31 Aは、排気マ-ホールド 12の 両側に略最大に離間している力 排気ガス出口 13を挟んだ位置に設けられていれ ばよぐ互いに近接していてもよい。ただし、連通部 25Bおよび分岐部 31 Aが排気ガ ス出口 13を挟んで設けられていても、あまりにも近づきすぎると、給気がそのまま排 気ガスに混じって EGR通路 31に入り込む可能性があるため、給気が混じらない程度 に、つまり給気により排気ガスの一部のみが押されて EGR通路 31に確実に入り込む 程度に互 、に離間して 、る必要がある。
[0033] また、本実施形態によれば、連通部 25Bや分岐部 31Aは、排気マ-ホールド 12と 過給機 20とを繋ぐ排気管に設けられているわけではなぐもともと大きな部材である 排気マ-ホールド 12に直に設けられているので、排気管に設ける場合に比して設置 スペースの増加分を少なくでき、設置スペースに制約のある建設機械等にも良好に 対応できる。
[0034] 〔第 2実施形態〕
図 2は、本発明の第 2実施形態に係る過給エンジン 2を示す模式図である。 本実施形態のエンジン 2では、排気マ-ホールド 12の排気ガス出口 13が気筒列に 沿った長手方向の一端に設けられており、その結果バイパス通路 25の連通部 25B は、排気ガス出口 13側に寄せて設けられている点が第 1実施形態とは大きく異なる。 その他の構造は第 1実施形態と同じである。例えば EGR通路 31の分岐部 31Aは、 排気マ-ホールド 12の他端側に設けられ、連通部 25Bに対して略最大に離間して いる。
[0035] このような本実施形態においても、排気マ-ホールド 12に供給された給気は、排気 ガスに混じって EGR通路 31から給気側に戻る心配がないうえ、第 1実施形態と同様 な他の構成により、第 1実施形態と同じ効果を奏することができる。
[0036] 〔第 3実施形態〕
図 3は、本発明の第 3実施形態に係る過給エンジン 3を示す模式図である。 本実施形態のエンジン 3によれば、排気マ-ホールド 12は、 3つの気筒 10Aからの 排気ガスを集める第 1マ-ホールド 121および第 2マ-ホールド 122で構成された二 口タイプであり、マ二ホーノレド 121, 122のそれぞれに 気ガス出口 131, 132力 S設 けられている。排気ガス出口 131, 132は互いに近接して配置され、排気ガス出口 1 31, 132からの排気ガスは、最終的には過給機 20のタービンノヽウジング内で合流す る。
[0037] このような本実施形態において、第 1、第 2マ-ホールド 121, 122単体を見ると、こ れらは第 2実施形態で説明した排気マ-ホールド 12の構成と類似しており、長さが異 なるだけである。従って、第 1、第 2マ-ホールド 121, 122においても、排気ガス出口 131, 132側の一端側に寄せてバイパス通路 25の連通部 25Bが設けられ、他端側 に寄せて EGR通路 31の分岐部 31 Aが設けられて!/、る。
[0038] このような本実施形態でも、バイパス通路 25や EGR通路 31の構造が多少複雑に なるが、第 2実施形態と同様な構成により、排気側に供給された給気が排気ガスに混 ざって EGR通路 31に入り込む心配等がなぐ第 2実施形態と同様な効果を得ること ができる。
[0039] また、本実施形態では、排気マ-ホールド 12が第 1、第 2マ-ホールド 121, 122に 分割されているため、気筒 10Aからの排気ガスの排気干渉をなくすことができ、排気 をスムーズに行って過給機 20のレスポンスを向上させることができる。
[0040] なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の目的を達成で きる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。 例えば、前記第 3実施形態の排気マ-ホールド 12は第 1、第 2マ-ホールド 121, 1 22で構成された二口タイプとされ、これら単体は第 2実施形態での排気マ-ホールド 12の長さが異なる構造とされていた力 排気マ-ホールドを 2口タイプとする場合、第 1実施形態での排気マ-ホールドの長さが異なるものを第 1、第 2マ-ホールドとして 2つ用意し、それぞれ 3気筒分に対応させてもよい。この構成は特に V型のエンジン や、過給機が第 1、第 2マ-ホールド毎に一対設けられるいわゆるツインターボェンジ ンに有効である。
[0041] また、前記実施形態では、バイパス通路 25の分岐部 25Aは、給気通路 23における ァフタクーラ 24の下流側に設けられていたがこれに限られず、分岐部 25Aがァフタク ーラ 24の上流側に設けられてもよい。このような構成であっても、バイパス通路 25を 通り給気が供給される点に変わりないため、前記実施形態の場合と同様の効果が得 られる。
[0042] その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示さ れているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に 特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的 思想および目的の範囲力 逸脱することなぐ以上述べた実施形態に対し、形状、数 量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるもので ある。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易 にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、そ れらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記 載は、本発明に含まれるものである。
産業上の利用可能性
[0043] 本発明は、建設機械に搭載される過給エンジンの他、輸送用のトラックに搭載され る過給エンジンや、発電機等の定置式の産業機械などに搭載される過給エンジンに 利用できる。

Claims

請求の範囲
[1] EGR装置付き過給エンジンにおいて、
各気筒から排出される排気ガスを一口の排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールド と、
過給機からの給気を各気筒に分配する給気マ-ホールドと、
前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまでの給気通路と、 この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するバイパス通路と、
前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、
前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、エンジン気筒列に沿った長さ方向 の途中に設けられ、
前記排気マ-ホールドでの前記バイパス通路の連通部および前記 EGR通路の分 岐部は、前記排気ガス出口を挟んで前記長さ方向の両側であって、かつ前記バイパ ス通路カゝら供給される給気により排気ガスの一部が押されて前記 EGR通路に入り込 む程度に互 、に離間して設けられて 、る
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[2] EGR装置付き過給エンジンにおいて、
各気筒から排出される排気ガスを一口の排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールド と、
過給機からの給気を各気筒に分配する給気マ-ホールドと、
前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまでの給気通路と、 この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するバイパス通路と、
前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、
前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、エンジン気筒列に沿った長さ方向 の一端側に設けられ、
前記排気マ-ホールドでの前記バイパス通路の連通部は、前記排気ガス出口側に 設けられ、 前記 EGR通路の分岐部は、前記バイパス通路の連通部よりも前記排気ガス出口か ら離間した側に設けられ、
かつこれらの連通部および分岐部は、前記バイパス通路力 供給される給気により 排気ガスの一部が押されて前記 EGR通路に入り込む程度に互いに離間して設けら れている
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[3] EGR装置付き過給エンジンにおいて、
各気筒から排出される排気ガスを一口の排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールド と、
過給機からの給気を各気筒に分配する給気マ-ホールドと、
前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまでの給気通路と、 この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するバイパス通路と、
前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、
前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、エンジン気筒列に沿った長さ方向 の途中に設けられ、
前記排気マ-ホールドでの前記バイパス通路の連通部および前記 EGR通路の分 岐部は、前記排気ガス出口を挟んで前記長さ方向の両側に設けられている
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[4] EGR装置付き過給エンジンにおいて、
各気筒から排出される排気ガスを一口の排気ガス出口〖こ集める排気マ-ホールド と、
過給機からの給気を各気筒に分配する給気マ-ホールドと、
前記過給機のコンプレッサ出口力 前記給気マ-ホールドまでの給気通路と、 この給気通路と前記排気マ-ホールドとを連通するバイパス通路と、
前記排気マ-ホールドから排気ガスの一部を取り出して前記給気通路に戻す EGR 通路を有した EGR装置とを備え、
前記排気マ-ホールドの前記排気ガス出口は、エンジン気筒列に沿った長さ方向 の一端側に設けられ、
前記排気マ-ホールドでの前記バイパス通路の連通部は、前記排気ガス出口側に 設けられ、
前記 EGR通路の分岐部は、前記バイパス通路の連通部よりも前記排気ガス出口か ら離間した側に設けられて 、る
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[5] 請求項 1な 、し請求項 4の 、ずれかに記載の EGR装置付き過給エンジンにお ヽて 前記排気マ-ホールドには、複数の前記気筒に対応して当該気筒からの排気ガス が流入する排気ガス流入ポートが設けられ、
前記連通部と前記分岐部との間には、少なくとも 1つの前記排気ガス流入ポートが 位置している
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[6] 請求項 1な 、し請求項 4の 、ずれかに記載の EGR装置付き過給エンジンにお ヽて 前記排気マ二ホールドでの前記バイパス通路の前記連通部は、前記長手方向の 一端側に寄せて設けられ、
前記 EGR通路の前記分岐部は、前記長手方向の他端側に寄せて設けられて!/ヽる ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
[7] 請求項 1な 、し請求項 4の 、ずれかに記載の EGR装置付き過給エンジンにお ヽて 前記排気ガスを一口の排気ガス出口に集める排気マ-ホールドは、第 1、第 2マ- ホールドとして一対設けられる
ことを特徴とする EGR装置付き過給エンジン。
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