(57)【要約】【課題】ターボチャージャを備えたエンジンにおいても過度な吸気絞りを行わずに高いＥＧＲ率を実現し得るようにしたＥＧＲ装置を提供する。【解決手段】ターボチャージャ２を備えたエンジンの排気マニホールドから排気ガス８の一部を抜き出して吸気管へ再循環するようにしたＥＧＲ装置に関し、排気マニホールド内を各気筒の排気干渉が生じないように隔壁で区画すると共に、該排気マニホールドの出口流路と連続するようにターボチャージャ２のタービンスクロール１５内も隔壁１６により全周に亘り分割し、該隔壁１６により分割された流路Ａ，Ｂのうちの再循環用排気ガス８の抜き出しを行う側の流路断面積を、タービンホイール１７の外周に同心状に配置されてタービン軸心方向に移動するスライディングリング１８により適宜に縮小し得るように構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャを備えたエンジンの排気マニホールドから排気ガスの一部を抜き出して吸気管へ再循環するようにしたＥＧＲ装置であって、排気マニホールド内を各気筒の排気干渉が生じないように隔壁で区画すると共に、該排気マニホールドの出口流路と連続するようにターボチャージャのタービンスクロール内も隔壁により全周に亘り分割し、該隔壁により分割された流路のうちの再循環用排気ガスの抜き出しを行う側の流路断面積を、タービンホイールの外周に同心状に配置されてタービン軸心方向に移動するスライディングリングにより適宜に縮小し得るように構成したことを特徴とするＥＧＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＧＲ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を抜き出して吸気側へと戻し、その吸気側に戻された排気ガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯｘの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われている。
【０００３】
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通して排気ガスを再循環するようにしている。
【０００４】
尚、エンジンに再循環する排気ガスをＥＧＲパイプの途中で冷却すると、排気ガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的に窒素酸化物の発生を低減させることができる為、エンジンに排気ガスを再循環するＥＧＲパイプの途中に水冷式のＥＧＲクーラを装備したものもある。
【０００５】
図３は前述した排気ガス再循環を行う為のＥＧＲ装置の一例を示すもので、図中１はディーゼル機関であるエンジンを示し、該エンジン１は、ターボチャージャ２を備えており、図示しないエアクリーナから導いた吸気３を吸気管４を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気３をインタクーラ５へと送って冷却し、該インタクーラ５から更に吸気マニホールド６へと吸気３を導いてエンジン１の各気筒７（図３では直列６気筒の場合を例示している）に分配するようにしてある。
【０００６】
また、このエンジン１の各気筒７から排出された排気ガス８を排気マニホールド９を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス８を排気管１０を介し車外へ排出するようにしてある。
【０００７】
そして、排気マニホールド９における各気筒７の並び方向の一端部と、吸気マニホールド６に接続されている吸気管４の一端部との間がＥＧＲパイプ１１により接続されており、排気マニホールド９から排気ガス８の一部を抜き出して吸気管４に導き得るようにしてある。
【０００８】
ここで、前記ＥＧＲパイプ１１には、該ＥＧＲパイプ１１を適宜に開閉するＥＧＲバルブ１２と、再循環される排気ガス８を冷却する為のＥＧＲクーラ１３とが装備されており、該ＥＧＲクーラ１３では、図示しない冷却水と排気ガス８とを熱交換させることにより排気ガス８の温度を低下し得るようになっている。
【０００９】
尚、図３中の１４は排気マニホールド９内における前側三気筒分の排気流路と後側三気筒分の排気流路とを分割する隔壁を示し、該隔壁１４により排気行程の一部が重複した気筒７同士の排気干渉を抑制してタービン２ｂに対し排気脈動を効率良く送り込めるようにしてある。
【００１０】
一方、前述の如き、ターボチャージャ２を備えたエンジン１の排気マニホールド９から排気ガス８の一部を抜き出して吸気管４へ再循環するようにしたＥＧＲ装置を開示するものとしては、例えば、特許文献１がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−１２３８８９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した如きターボチャージャ２付きのエンジン１においては、吸気側が過給されている為に排気側との圧力差が少なくなってしまい、高いＥＧＲ率を実現することが難しいという問題があり、特に高負荷領域では、ターボチャージャ２による過給圧が排気圧力より高くなってしまう領域が生じるので、排気マニホールド９から吸気管４へ向けて排気ガス８を再循環することができなくなる虞れがあった。
【００１３】
このように過給圧が排気圧力より高くなってしまった場合の対策としては、吸気絞りを実行して過給圧を下げることが考えられるが、高負荷領域等で過度な吸気絞りを行うと、新気量が大幅に不足して気筒内の燃焼不良や燃費の悪化を招くという問題があった。
【００１４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、ターボチャージャを備えたエンジンにおいても過度な吸気絞りを行わずに高いＥＧＲ率を実現し得るようにしたＥＧＲ装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ターボチャージャを備えたエンジンの排気マニホールドから排気ガスの一部を抜き出して吸気管へ再循環するようにしたＥＧＲ装置であって、排気マニホールド内を各気筒の排気干渉が生じないように隔壁で区画すると共に、該排気マニホールドの出口流路と連続するようにターボチャージャのタービンスクロール内も隔壁により全周に亘り分割し、該隔壁により分割された流路のうちの再循環用排気ガスの抜き出しを行う側の流路断面積を、タービンホイールの外周に同心状に配置されてタービン軸心方向に移動するスライディングリングにより適宜に縮小し得るように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
而して、ターボチャージャのタービンスクロール内における再循環用排気ガスの抜き出しを行う側の流路に、スライディングリングを迫り出させてその流路断面積を縮小すると、この流路断面を縮小された流路における背圧が高められて排気マニホールドの再循環用排気ガスの抜き出しを行う側の圧力が上昇し、しかも、排気ガスがタービンに流れ難くなることでタービン駆動力が下がり、これによりターボチャージャとしての効率が低下してコンプレッサ側での過給圧が下がる結果、これらの相乗効果により効率良く排気ガスが再循環されることになり、吸気側が過給されていても排気側との十分な圧力差が確保されて従来より高いＥＧＲ率が実現される。
【００１７】
そして、ＥＧＲがより効率的に行えるようになることに伴いチューニングの幅が広がるので、今までＥＧＲのために絞らざるを得なかった吸気量を増やして気筒内の燃焼不良や燃費の悪化を回避することも可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２０】
本形態例の特徴とするところは、先に図３で説明したエンジン１、即ち、排気マニホールド９から排気ガス８の一部を抜き出して吸気管４へ再循環するＥＧＲパイプ１１を装備し且つ排気マニホールド９内を各気筒７の排気干渉が生じないように隔壁１４で分割したエンジン１（エンジン１側の構造については図３を参照）に採用するターボチャージャ２を以下の如き構造とした点にある。
【００２１】
つまり、図１及び図２のターボチャージャ２では、タービンスクロール１５内が排気マニホールド９の出口流路と連続するように隔壁１６により全周に亘り分割されており、該隔壁１６により分割された流路Ａ，Ｂのうちの再循環用の排気ガス８の抜き出しを行う側（ＥＧＲパイプ１１に連通する側）の流路Ｂの断面積が、タービンホイール１７の外周に同心状に配置されてタービン軸心方向（図中の左右方向）に移動するスライディングリング１８により適宜に縮小し得るように構成されている。
【００２２】
より具体的に述べると、前記スライディングリング１８は、ガイド筒１９内に摺動自在に嵌挿された支持ロッド２０によりタービン軸心方向に移動自在に支持されている。操作レバー２３は、エアシリンダ２１と図示しないレバー機構を介して繋がっており、エアシリンダ２１が図中の上下へ動作すると支点２２を中心に、操作レバー２３が揺動操作され、支持ロッド２０がタービン軸心方向に押し引きされるようになっている。該操作レバー２３により支持ロッド２０を介しスライディングリング１８が図中の左側へ迫り出した際に、該スライディングリング１８により流路Ｂが部分的に塞がれて流路断面積が縮小されるようになっている。
【００２３】
ここで、スライディングリング１８によりタービン２ｂ側の流路断面積を変更する動作機構そのものは、容量可変式のターボチャージャとして知られているＶＧＴ（バリアブルジオメトリーターボチャージャ）の一形態として既に公知のものであるので、この種のスライディングリング１８を利用した動作機構を持つＶＧＴにタービンスクロール１５内を隔壁１６で分割する改良を施して用いることができる。
【００２４】
尚、図中２４はコンプレッサホイール、２５はコンプレッサスクロール、２６はタービンホイール１７とコンプレッサホイール２４とを一体的に連結しているシャフトを示す。
【００２５】
而して、ターボチャージャ２のタービンスクロール１５内の流路Ｂに、スライディングリング１８を迫り出させてその流路断面積を縮小すると、この流路断面を縮小された流路Ｂにおける背圧が高められて排気マニホールド９の再循環用排気ガス８の抜き出しを行う側の圧力が上昇し、しかも、排気ガス８がタービン２ｂに流れ難くなることでタービン駆動力が下がり、これによりターボチャージャ２としての効率が低下してコンプレッサ２ａ側での過給圧が下がる結果、これらの相乗効果により効率良く排気ガス８が再循環されることになる。
【００２６】
従って、上記形態例によれば、吸気側が過給されていても過度な吸気絞りを行わずに排気側との十分な圧力差を確保することができるので、ターボチャージャ２を備えたエンジン１においても高いＥＧＲ率を実現することができる。
【００２７】
しかも、ＥＧＲがより効率的に行えるようになることに伴いチューニングの幅が広がるので、今までＥＧＲのために絞らざるを得なかった吸気量を増やすことができ、気筒７内の燃焼不良や燃費の悪化を回避しながら良好なＮＯｘ低減効果を得ることができる。
【００２８】
尚、本発明のＥＧＲ装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、対象となるエンジンは直列６気筒に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
上記した本発明のＥＧＲ装置によれば、吸気側が過給されていても過度な吸気絞りを行わずに排気側との十分な圧力差を確保することができるので、ターボチャージャを備えたエンジンにおいても高いＥＧＲ率を実現することができ、気筒内の燃焼不良や燃費の悪化を回避しながら良好なＮＯｘ低減効果を得ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１のスライディングリングを後退させた状態を示す断面図である。
【図３】従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    エンジン
２    ターボチャージャ
２ｂ    タービン
３    吸気
４    吸気管
７    気筒
８    排気ガス
９    排気マニホールド
１０    排気管
１１    ＥＧＲパイプ
１４    隔壁
１５    タービンスクロール
１６    隔壁
１７    タービンホイール
１８    スライディングリング
Ａ    流路
Ｂ    流路
【図１】
2005036684.tif 000003
【図２】
2005036684.tif 000004
【図３】
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