(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンの負荷が小さいときであっても、過給機による過多な空気が排気通路に流入するのを回避しつつ後処理触媒を働かせることができるディーゼルエンジンを提供する。【解決手段】排気浄化装置３と、過給機２とを具備するディーゼルエンジン１において、前記過給機２は、排気通路１２に設けたタービン部１３と、吸気通路１１に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部１５と、前記タービン部１３とコンプレッサ部１５とを連結するタービン軸１４とから構成され、前記タービン軸１４に油圧タービン１６を軸支し、該油圧タービン１６へ潤滑油を供給する潤滑油路１８に切換弁２０を設け、エンジン負荷が低い時には、油圧タービン１６の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、油圧タービン１６の回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁２０を制御した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に切換弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項３】
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に二つの開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項４】
排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、
前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、
前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開度調節弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するように油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁の開度を制御したことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項５】
前記排気通路にウェストゲートを設け、該ウェストゲートは、前記排気通路のタービン部よりエンジン側に入口を設け、前記排気通路のタービン部より後処理触媒側に出口を設けた構成としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの技術に関し、特に、排気浄化装置を具備するディーゼルエンジンについての技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンの排気を浄化する技術として、ディーゼルエンジンの排気通路に後処理触媒を有する排気浄化装置を装備することが知られている。前記後処理触媒は、例えば、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を取り除くパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）で構成されている。前記パティキュレートフィルタの再生可能温度は約３００℃以上である。
また、前記後処理触媒は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）と、で構成することもできる。前記酸化触媒の活性温度は約３００℃以上である。
【０００３】
また、前記後処理触媒は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元ＮＯｘ触媒と、で構成することもできる。前記選択還元ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）は窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して窒素に変えるものであり、例えば、尿素を外部から供給してアンモニアに変え、このアンモニアと排気ガス中のＮＯｘを反応させることで、ＮＯｘを窒素に変える尿素ＳＣＲ装置が知られている。前記選択還元ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）の活性温度は約３５０℃以上である。
すなわち、前記後処理触媒を働かせるためには、少なくとも３００℃以上の高温下で働かせる必要がある。しかし、低負荷域においては、排気温度が低く後処理触媒が働かない。
【０００４】
そこで、ディーゼルエンジンの負荷が小さい場合でも、排気温度を上げるために、絞り弁により吸気や排気を絞ったり、主噴射後の多段噴射で排気温度を上げたりする技術が公知となっている（例えば特許文献１参照）。
また、過給機を備えたディーゼルエンジンも公知となっている。前記過給機は、排気通路側のタービンを回転させることで、タービン及びコンプレッサに連結したタービン軸を介してコンプレッサを回転させ、吸気を圧縮するものである（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８０１２１号公報
【特許文献２】特開２００６−１７００６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
過給機を備えたディーゼルエンジンにおいて、過給機は燃料を燃焼させるための十分な空気を確保するため過給する。しかし、ディーゼルエンジンの負荷が低い場合には、過給による過多な空気がガス温度の上昇を抑制する。これは、吸入空気量が少ない状態で燃焼させると排気温度は上がりやすいが、過給機で吸入空気量を多くしているので排気温度が上がりにくいためである。また、タービン部で排気ガスの膨張が発生し、タービン下流の排気温度が低下することがある。これらの原因により、後処理触媒が十分に働かないことがあった。このような場合に、例えば、排気温度を上げるために、絞り弁により吸気や排気を絞ったり、主噴射後の多段噴射で排気温度を上げたりすると、燃費の悪化に繋がっていた。
【０００６】
そこで、本発明はかかる課題に鑑み、ディーゼルエンジンの負荷が小さいときであっても、過給機による過多な空気が排気通路に流入するのを回避しつつ後処理触媒を働かせることができるディーゼルエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に切換弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁を制御したものである。
【０００９】
請求項２においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁を制御したものである。
【００１０】
請求項３においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に二つの開閉弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するために油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸の回転を促進するために油圧タービンの回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁を制御したものである。
【００１１】
請求項４においては、排気通路に連結した排気浄化装置と、吸気通路内の吸気を圧縮する過給機とを具備するディーゼルエンジンにおいて、前記過給機は、排気通路に設けたタービン部と、吸気通路に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部と、前記タービン部とコンプレッサ部とを連結するタービン軸とから構成され、前記タービン軸に油圧タービンを軸支し、該油圧タービンへ潤滑油を供給する油路に開度調節弁を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸の回転を抑制するように油圧タービンの回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁の開度を制御したものである。
【００１２】
請求項５においては、前記排気通路にウェストゲートを設け、該ウェストゲートは、前記排気通路のタービン部よりエンジン側に入口を設け、前記排気通路のタービン部より後処理触媒側に出口を設けた構成としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
請求項１においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【００１５】
請求項２においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁で制御するためコストを抑制することができる。
【００１６】
請求項３においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁で制御するためコストを抑制することができる。また、通常時には、過給機の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【００１７】
請求項４においては、負荷が低いときに過給機の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁の開度を制御することにより、負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。
【００１８】
請求項５においては、ウェストゲートを開くことにより、排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの全体的な構成を示した概略図、図２はコントローラの制御系統を示すブロック図、図３はエンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図、図４は潤滑油室を示す断面図、図５は潤滑油室を示す断面図、図６は潤滑油室を示す断面図、図７は潤滑油室を示す断面図である。
【実施例１】
【００２０】
まず、本発明におけるディーゼルエンジン１の実施の一形態であるディーゼルエンジンの全体構成について図１を用いて説明する。
前記ディーゼルエンジン１は、燃料の燃焼に必要な空気を吸入するための吸気通路１１と、燃料の燃焼後の排気を排出するための排気通路１２を具備している。また、前記ディーゼルエンジン１は吸気通路１１内の吸気を圧縮する過給機２と、前記ディーゼルエンジン１で発生した排気ガスを浄化し、排出するための排気浄化装置３とを具備する。
前記過給機２は、タービン部１３、タービン軸１４、コンプレッサ部１５などから構成されている。
前記タービン部１３は前記排気通路１２に設けられており、排気をタービン部１３に供給することにより、タービン駆動するように構成している。タービン部１３はタービン軸１４を介して給気圧縮用のコンプレッサ部１５に連結している。
【００２１】
前記タービン軸１４の中途部には、油圧タービン１６はタービン軸１４に対して相対回転不能に回転羽根１６ａが複数枚設けられている。また、前記油圧タービン１６及びタービン軸１４は潤滑油室１７内に設けられている。前記潤滑油室１７には、図４に示すように、二つの潤滑油入口１７Ａ、１７Ｂと一つの潤滑油出口１７Ｃが設けられている。前記二つの潤滑油入口１７Ａ、１７Ｂにはディーゼルエンジン１内の図示せぬ潤滑油回路に接続される潤滑油路１８が連結されており、前記潤滑油路１８の中途部には、図４に示すように切換弁２０が設けられている。詳しくは、潤滑油入口１７Ａに油路１８Ａが接続され、潤滑油入口１７Ｂに油路１８Ｂが接続され、該油路１８Ａ・１８Ｂは三方切換弁２０の出口側と接続され、該切換弁２０の入口は油路１８Ｃと接続され、該油路１８Ｃはシリンダブロック等に形成された潤滑油路を介して潤滑油ポンプと接続されている。また、前記潤滑油出口１７Ｃは油路を介してシリンダブロックに形成された潤滑油路を介してオイルパンに戻す構成としている。
前記切換弁２０は、電磁弁等で構成され、潤滑油の流れる方向を切り換えて、潤滑油入口１７Ａもしくは１８Ｂのどちらか一方へ潤滑油を供給するものであり、該切換弁２０の弁体を切り換えるアクチュエーターとなるソレノイドはコントローラ４１と接続されている。
【００２２】
また、前記排気浄化装置３は、図１及び図２に示す後処理触媒１０、検出手段４０等を具備する。
後処理触媒１０はディーゼルエンジン１の排気通路１２の最後部に配設されている。前記後処理触媒１０は、例えば、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を取り除くパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）で構成されている。
また、前記後処理触媒１０は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）と、で構成することもできる。
【００２３】
また、前記後処理触媒１０は、燃料の酸化反応を促進し排気ガス温度を上昇させる酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元ＮＯｘ触媒と、で構成することもできる。前記選択還元ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）は窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元して窒素に変えるものであり、例えば、尿素を外部から供給してアンモニアに変え、このアンモニアと排気ガス中のＮＯｘを反応させることで、ＮＯｘを窒素に変える尿素ＳＣＲ装置が知られている。
【００２４】
検出手段４０は、後処理触媒１０の上流側と下流側の排気圧力や排気温度等を検出するものである。検出手段４０は、図１に示すように、具体的には後処理触媒１０の入口側に配設された圧力センサ４０ａ、後処理触媒１０付近の排気ガス温度を検出する温度センサ４０ｂ、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ４０ｄ、燃料噴射量を検出するラック位置センサ４０ｅ等で構成され、図２に示すように、コントローラ４１と接続される。
【００２５】
コントローラ４１は、図２に示すように、検出手段４０、通知手段５０、切換弁２０、ラックアクチュエーター５２等と接続されている。前記コントローラ４１は主として記憶部４２、演算部４３等からなり、記憶部４２は、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ及びデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ等により構成される。
前記コントローラ４１は、検出手段４０により検出された後処理触媒１０付近の圧力から、ディーゼルエンジン１の負荷を演算し、油圧タービン１６による過給機２の回転制御を行うか否かを判定する。
【００２６】
ラックアクチュエーター５２はソレノイド等で構成され、前記コントローラ４１で演算された燃料噴射量を燃料噴射ポンプから吐出して燃料噴射ノズルに送るようにしている。なお、コモンレール式燃料噴射装置の場合には、ラック位置センサ４０ｅを設けず、コモンレールの圧力を検知するセンサを設け、ラックアクチュエーター５２の代わりに電磁弁式燃料噴射弁を各シリンダに設ける。このシリンダ内への燃料噴射のタイミングを変更することにより、回転数やトルク等を変更可能とするとともに、排気温度の変更や排気ガスへ未燃燃料の供給が可能となる。
【００２７】
吸気絞り弁５３は、電磁弁またはアクチュエータにより開閉される弁体を備えるもので、ディーゼルエンジン１の吸気通路１１に配設され、ディーゼルエンジン１の空気流入量を調節するものである。吸気絞り弁５３の開度を変更することにより、排気ガスの排気流量、排気温度および排気速度の変更が可能となる。
通知手段５０は、後処理触媒１０が正常に働いているかを通知する手段であり、例えば、後処理触媒１０が正常に働いていない場合にはランプやブザー等の警報装置が作動するように構成する。
【００２８】
次に、過給機２の回転制御について説明する。
前記過給機２は十分な空気を確保するため吸気側へ過給するものである。しかし、ディーゼルエンジン１の負荷が低い場合には、過給による過多な空気がガス温度の上昇を抑制し、更に過給機２による膨張で排気温度が下がり、後処理触媒１０が十分に働かないことがあった。すなわち、後処理触媒１０をパティキュレートフィルタで構成した場合、前記パティキュレートフィルタの再生可能温度は約３００℃以上である。また、後処理触媒１０を酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される連続再生式のパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）と、で構成した場合、酸化触媒の活性温度は約３００℃以上である。また、酸化触媒と、前記酸化触媒の下流に設置される選択還元ＮＯｘ触媒と、で構成した場合、前記選択還元ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ）の活性温度は約３５０℃以上である。このことから、少なくとも約３００℃以上の高温下でなければ後処理触媒１０は十分に働かない。そこで、ディーゼルエンジン１の負荷が低い場合には、過給機２の回転制御を行うものである。
図３に示す説明図は、ディーゼルエンジン１の駆動時におけるエンジン回転数とエンジン負荷との関係を表した負荷パターンの図であり、記憶部４２に記憶されている。図３では、エンジン回転数を横軸にとり、ラック位置と相関関係にあるエンジン負荷を縦軸にとっている。
【００２９】
本実施形態の負荷パターンＬＰは上向き凸の線である最大トルク線ＭＬで囲まれた領域であり、排気ガス温度が再生可能温度の場合におけるエンジン回転数Ｒとエンジン負荷Ｌとの関係を表した境界ラインＢＬにて上下に分断される。境界ラインＢＬを挟んで上側の領域は、正常に後処理触媒１０が働く領域であり、下側の領域は、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域である。
【００３０】
正常に後処理触媒１０が働く領域にある場合には、図４に示すように、油路１８Ｃから潤滑油入口１７Ａを介して過給機２が過給するタービン軸１４の回転方向に潤滑油を流すように切換弁２０を切り換える。このように構成することにより、正常に排気浄化装置３が働く場合には、過給機２が正常に働き吸気を圧縮する。
【００３１】
また、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、図４に示すように、油路１８Ｃから潤滑油入口１７Ｂを介して過給機２が過給する回転と反対方向に回動するような潤滑油の流れとなるように切換弁２０を切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置３が働かない状態の場合には、過給機２の回転が抑制される。すなわち、排気により回転されるタービン部１３の回転によりタービン軸１４が回転される回転方向とは逆の方向に、潤滑油が油圧タービン１６の回転羽根１６ａにあたって、回転を抑制する方向に力が働く。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機２の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【実施例２】
【００３２】
また、別の実施例に係る過給機２の回転制御について図５を用いて説明する。
前記潤滑油路１８の中途部に開閉弁７０を設けて、潤滑油路１８に潤滑油が流れるか否かを制御する。また、前記潤滑油室１７には一ヶ所の潤滑油入口１７Ｂを設けて潤滑油路１８と接続し、該潤滑油入口１７Ｂと潤滑油出口１７Ｃの間では、潤滑油が過給機２の過給する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開閉弁７０はコントローラ４１と接続されている。開閉弁７０及び潤滑油入口１７Ｂ以外のディーゼルエンジン１の構成は実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００３３】
こうして、正常に後処理触媒１０が働く領域にある場合には、開閉弁７０を閉状態に切り換えて、油圧タービン１６の回転羽根１６ａに抵抗を加えないようにすることで、過給機２は正常に働き吸気を圧縮する。
【００３４】
また、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、開閉弁７０を開状態に切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置３が働かない状態であるので、潤滑油を流して油圧タービン１６の回転羽根１６ａに抵抗を与えることにより、過給機２の回転が抑制される。すなわち、タービン部１３のタービン軸１４の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることになり、油圧タービン１６の回転羽根１６ａに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働き、タービン軸１４及びコンプレッサ部１５の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。
【実施例３】
【００３５】
また、別の実施例に係る回転制御について図６を用いて説明する。
前記潤滑油路１８の中途部に潤滑油路１８を開閉するための二つの開閉弁８０・８０を設けている。また前記潤滑油室１７には二ヶ所の潤滑油入口１７Ａ・１７Ｂを設けており、一方の潤滑油入口１７Ａから流入した潤滑油は過給機２作動時にタービン軸１４が回動する方向に流れるように構成している。また、他方の潤滑油入口１７Ｂから流入した潤滑油は過給機２作動時にタービン軸１４が回動する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開閉弁８０・８０はコントローラ４１と接続されている。開閉弁８０・８０及び潤滑油入口１７Ａ・１７Ｂ以外のディーゼルエンジン１の構成は実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００３６】
正常に後処理触媒１０が働く領域にある場合には、過給機２作動時にタービン軸１４が回動する方向に潤滑油を流すことができる潤滑油入口１７Ａに潤滑油を供給するよう開閉弁８０を開状態に切り換える。このように構成することにより、正常に排気浄化装置３が働く場合には、過給機２が正常に働き吸気を圧縮する。
【００３７】
また、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、過給機２作動時にタービン軸１４が回動する方向と反対の方向に潤滑油を流すことができる潤滑油入口１７Ｂに潤滑油を供給するよう開閉弁８０を開状態に切り換える。このように構成することにより、排気浄化装置３が働かない状態の場合には、過給機２の回転が抑制される。すなわち、タービン部１３の回転に連動したタービン軸１４及び油圧タービン１６の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることにより、油圧タービン１６の回転羽根１６ａに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働くため、タービン軸１４及びコンプレッサ部１５の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機２の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【実施例４】
【００３８】
また、別の実施例に係る回転抑制制御について図７を用いて説明する。
前記潤滑油路１８の中途部に潤滑油路１８の開度を調節するための開度調節弁９０を設けている。また前記潤滑油室１７には潤滑油入口１７Ｂを設けており、潤滑油入口１７Ｂから流入した潤滑油は過給機２作動時にタービン軸１４が回動する方向と反対の方向に流れるように構成している。前記開度調節弁９０はコントローラ４１と接続されている。開度調節弁９０及び潤滑油入口１７Ａ以外のディーゼルエンジン１の構成は実施例１と同様であるので説明は省略する。
【００３９】
正常に後処理触媒１０が働く領域にある場合には、潤滑油を遮断するように開度調節弁９０の弁体９０ａが閉じる方向に摺動させる。このように構成することにより、正常に排気浄化装置３が働く場合には、過給機２が正常に働き吸気を圧縮する。
【００４０】
また、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、潤滑油を供給するように開度調節弁９０の弁体９０ａが開く方向に摺動させる。ここで、前記開度調節弁９０の開度制御は、前記マップに対応した開度を予め設定しておき、前記マップの位置に対応して開度を調節するものである。このように構成することにより、排気浄化装置３が働かない状態の場合には、エンジン負荷及びエンジン回転数に対応して、過給機２の回転を抑制するものである。すなわち、タービン部１３の回転に連動したタービン軸１４及び油圧タービン１６の回転方向と逆の方向に潤滑油が流れることにより、油圧タービン１６の回転羽根１６ａに潤滑油があたって、回転を抑制する方向の力が働くため、タービン軸１４及びコンプレッサ部１５の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁９０の開度を制御することにより、エンジン負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。
【００４１】
また、図１に示すように、前記排気通路１２には、タービン部１３を通過することなく排気を後処理触媒１０側へ送るためのウェストゲート１００を設けている。前記ウェストゲート１００は、前記排気通路１２のタービン部１３よりディーゼルエンジン１側に入口１００ａを設け、前記排気通路１２のタービン部１３より後処理触媒１０側に出口１００ｂを設けている。また、前記ウェストゲート１００の中途部には制御弁１０１を設けており、通常時には制御弁１０１を閉状態にすることにより、排気は全てタービン部１３を通過するように構成している。
【００４２】
前記制御弁１０１は、後処理触媒１０が働きにくく排気浄化が行えない領域にある場合には、開状態となるように制御する。このように構成することにより、タービン部１３へ流入する排気量を減少させ、過給機２の回転を抑制することができる。これにより、過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、排気の膨張を防ぎ排気温度の低下を防ぐことができる。
【００４３】
以上のように、排気通路１２に連結した排気浄化装置３と、吸気通路１１内の吸気を圧縮する過給機２とを具備するディーゼルエンジン１において、前記過給機２は、排気通路１２に設けたタービン部１３と、吸気通路１１に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部１５と、前記タービン部１３とコンプレッサ部１５とを連結するタービン軸１４とから構成され、前記タービン軸１４に油圧タービン１６を軸支し、該油圧タービン１６へ潤滑油を供給する潤滑油路１８に切換弁２０を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸１４の回転を抑制するために油圧タービン１６の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸１４の回転を促進するために油圧タービン１６の回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように切換弁２０を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機２の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部１３へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、通常時には、過給機２の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【００４４】
また、排気通路１２に連結した排気浄化装置３と、吸気通路１１内の吸気を圧縮する過給機２とを具備するディーゼルエンジン１において、前記過給機２は、排気通路１２に設けたタービン部１３と、吸気通路１１に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部１５と、前記タービン部１３とコンプレッサ部１５とを連結するタービン軸１４とから構成され、前記タービン軸１４に油圧タービン１６を軸支し、該油圧タービン１６へ潤滑油を供給する潤滑油路１８に開閉弁７０を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸１４の回転を抑制するために油圧タービン１６の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するように開閉弁７０を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機２の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部１３へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁７０で制御するためコストを抑制することができる。
【００４５】
また、排気通路１２に連結した排気浄化装置３と、吸気通路１１内の吸気を圧縮する過給機２とを具備するディーゼルエンジン１において、前記過給機２は、排気通路１２に設けたタービン部１３と、吸気通路１１に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部１５と、前記タービン部１３とコンプレッサ部１５とを連結するタービン軸１４とから構成され、前記タービン軸１４に油圧タービン１６を軸支し、該油圧タービン１６へ潤滑油を供給する潤滑油路１８に二つの開閉弁８０・８０を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸１４の回転を抑制するために油圧タービン１６の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給し、エンジン負荷が通常の時には、タービン軸１４の回転を促進するために油圧タービン１６の回転する方向と同じ方向へ潤滑油を供給するように二つの開閉弁８０・８０を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機２の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部１３へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、比較的安価な開閉弁８０・８０で制御するためコストを抑制することができる。また、通常時には、過給機２の回転を促進することにより、より多くの空気を供給することが可能となる。
【００４６】
また、排気通路１２に連結した排気浄化装置３と、吸気通路１１内の吸気を圧縮する過給機２とを具備するディーゼルエンジン１において、前記過給機２は、排気通路１２に設けたタービン部１３と、吸気通路１１に設けた給気圧縮用のコンプレッサ部１５と、前記タービン部１３とコンプレッサ部１５とを連結するタービン軸１４とから構成され、前記タービン軸１４に油圧タービン１６を軸支し、該油圧タービン１６へ潤滑油を供給する潤滑油路１８に開度調節弁９０を設け、エンジン負荷が低い時には、タービン軸１４の回転を抑制するように油圧タービン１６の回転する方向と逆方向へ潤滑油を供給するために開度調節弁９０の開度を制御したものである。
このように構成することにより、負荷が低いときに過給機２の回転を抑制することにより過剰な空気の供給を防ぎ、かつ、タービン部１３へ流入する排気の量を制限することにより排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。また、開度調節弁９０の開度を制御することにより、負荷状態に適した潤滑油の流量を設定することができる。
【００４７】
また、前記排気通路１２にウェストゲート１００を設け、該ウェストゲート１００は、前記排気通路１２のタービン部１３よりディーゼルエンジン１側に入口１００ａを設け、前記排気通路１２のタービン部１３より後処理触媒１０側に出口１００ｂを設けた構成としたものである。このように構成することにより、ウェストゲート１００を開くことにより、排気の膨張を防ぎ、排気温度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例に係るディーゼルエンジンの全体的な構成を示した概略図。
【図２】コントローラの制御系統を示すブロック図。
【図３】エンジン負荷とエンジン回転数との関係を示す説明図。
【図４】潤滑油室を示す断面図。
【図５】潤滑油室を示す断面図。
【図６】潤滑油室を示す断面図。
【図７】潤滑油室を示す断面図。
【符号の説明】
【００４９】
１    ディーゼルエンジン
２    過給機
３    排気浄化装置
１０    後処理触媒
１１    吸気通路
１２    排気通路
１３    タービン部
１４    タービン軸
１５    コンプレッサ部
１６    油圧タービン
１８    潤滑油路
２０    切換弁
７０    開閉弁
８０    開閉弁
９０    開度調節弁
１００    ウェストゲート
１００ａ    入口
１００ｂ    出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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