(57)【要約】【課題】  本発明は、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンに好適な過給エンジンの排気還流装置に関し、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことを目的とする。【解決手段】  空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンの前記吸気マニホルドに、前記エンジンからの排気を再循環させる過給エンジンの排気還流装置において、前記エンジンの排気マニホルドを前記吸気マニホルドに排気還流通路により連通するとともに、前記排気還流通路に、前記排気マニホルドからの排気を加圧する加圧手段を設けてなることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンの前記吸気マニホルドに、前記エンジンからの排気を再循環させる過給エンジンの排気還流装置において、
前記エンジンの排気マニホルドを前記吸気マニホルドに排気還流通路により連通するとともに、前記排気還流通路に、前記排気マニホルドからの排気を加圧する加圧手段を設けてなることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
【請求項２】
請求項１記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路にエジェクタのノズル側を配置し、前記排気還流通路の出口部を、前記エジェクタの吸引側を介して前記吸気マニホルドに連通してなることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記加圧手段が、前記排気マニホルドからの排気を加圧するコンプレッサと、前記コンプレッサを前記排気マニホルドからの排気により駆動する排気タービンとを備えていることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
【請求項４】
請求項３記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記排気タービンが可変容量排気タービンであることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の過給エンジンの排気還流装置において、
前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路に、前記スーパーチャージャをバイパスするバイパス通路を設け、前記バイパス通路に開閉弁を介装してなることを特徴とする過給エンジンの排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの排気を吸気マニホルドに再循環させる排気還流装置に係わり、特に、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンに好適な過給エンジンの排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの排気を吸気マニホルドに再循環させて燃焼温度を下げ、ＮＯｘの生成を抑制する排気ガス再循環（ＥＧＲ：exhaust gas recirculation）が知られている。
また、ターボチャージャにより、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給してエンジンの出力を増大することが行われている。
【０００３】
そして、従来、ターボチャージャを備えたエンジンに、排気ガス再循環を適用した過給エンジンの排気還流装置として、特開平７−９１３２５号公報に開示されるものが知られている。
この公報の過給エンジンの排気還流装置では、消音器の下流側の排気を、エンジンの排気により駆動される排気還流用送気装置を介してエンジンに還流しており、比較的低温の排気をエンジンに供給することができる。
【特許文献１】特開平７−９１３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した公報に開示される過給エンジンの排気還流装置では、消音器の下流側の圧力の低くなった排気を、エンジンの排気により駆動される排気還流用送気装置を介してエンジンに還流しているため、排気ガス再循環を確実に行うことが困難になるおそれがあるという問題があった。
そして、特に、スーパーチャージャを備えたエンジンでは、殆どの運転領域で、排気圧より給気圧の方が高くなるため、排気ガス再循環を確実に行うことが困難である。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる過給エンジンの排気還流装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の過給エンジンの排気還流装置は、空気を加圧してエンジンの吸気マニホルドに供給するスーパーチャージャを備えたエンジンの前記吸気マニホルドに、前記エンジンからの排気を再循環させる過給エンジンの排気還流装置において、前記エンジンの排気マニホルドを前記吸気マニホルドに排気還流通路により連通するとともに、前記排気還流通路に、前記排気マニホルドからの排気を加圧する加圧手段を設けてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の過給エンジンの排気還流装置は、請求項１記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路にエジェクタのノズル側を配置し、前記排気還流通路の出口部を、前記エジェクタの吸引側を介して前記吸気マニホルドに連通してなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の過給エンジンの排気還流装置は、請求項１または請求項２記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記加圧手段が、前記排気マニホルドからの排気を加圧するコンプレッサと、前記コンプレッサを前記排気マニホルドからの排気により駆動する排気タービンとを備えていることを特徴とする。
請求項４の過給エンジンの排気還流装置は、請求項３記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記排気タービンが可変容量排気タービンであることを特徴とする。
【０００９】
請求項５の過給エンジンの排気還流装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の過給エンジンの排気還流装置において、前記スーパーチャージャが配置され前記スーパーチャージャからの加圧空気を前記吸気マニホルドに導く吸気通路に、前記スーパーチャージャをバイパスするバイパス通路を設け、前記バイパス通路に開閉弁を介装してなることを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１の過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャにより空気が加圧されエンジンの吸気マニホルドに供給される。そして、エンジンの排気マニホルドからの比較的高圧の排気が、排気還流通路に流入し加圧手段により加圧された後、吸気マニホルドに導かれる。
【００１１】
請求項２の過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャからの加圧空気を吸気マニホルドに導く吸気通路にエジェクタが配置され、排気還流通路からの排気がエジェクタに吸引されて吸気マニホルドに導かれる。
請求項３の過給エンジンの排気還流装置では、加圧手段が、排気還流通路に配置されるコンプレッサと、コンプレッサを排気マニホルドからの排気により駆動する排気タービンとを有しており、排気タービンによりコンプレッサを駆動することにより、排気マニホルドからの排気が加圧される。
【００１２】
請求項４の過給エンジンの排気還流装置では、排気タービンが可変容量排気タービンとされる。
請求項５の過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路のスーパーチャージャをバイパスして、開閉弁が介装されるバイパス通路が設けられる。
そして、エンジンの低負荷域では、開閉弁を開とすることにより、吸気の一部がスーパーチャージャをバイパスして吸気マニホルドに導かれ、適正なＥＧＲ率が維持される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の過給エンジンの排気還流装置では、エンジンの排気マニホルドからの比較的高圧の排気を排気還流通路に流入し、加圧手段により加圧した後、吸気マニホルドに導くようにしたので、スーパーチャージャによる高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる。
請求項２の過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャからの加圧空気を吸気マニホルドに導く吸気通路にエジェクタを配置し、排気還流通路からの排気をエジェクタにより吸引して吸気マニホルドに導くようにしたので、吸気マニホルドに排気を確実に導くことができる。
【００１４】
請求項３の過給エンジンの排気還流装置では、排気タービンによりコンプレッサを駆動することにより、排気マニホルドからの排気を加圧するようにしたので、排気を容易，確実に高圧にすることができる。
請求項４の過給エンジンの排気還流装置では、排気タービンを可変容量排気タービンとしたので、排気の過給圧を容易，確実に制御することができる。
【００１５】
請求項５の過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路のスーパーチャージャをバイパスして、開閉弁が介装されるバイパス通路を設けたので、エンジンの低負荷域において開閉弁を開とすることにより、吸気の一部がスーパーチャージャをバイパスして吸気マニホルドに導かれ、これにより適正なＥＧＲ率を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の過給エンジンの排気還流装置の一実施形態を示すもので、この実施形態では、本発明が、ディーゼルエンジンに適用される。
図１において、符号１１は、ディーゼルエンジンからなるエンジンを示している。
このエンジン１１は、エンジン１１への吸気を行う吸気マニホルド１３、および、エンジン１１からの排気を排出する排気マニホルド１５を備えている。また、クランクシャフトギヤ１７およびトランスミッション１９を有している。
【００１７】
エンジン１１の吸気マニホルド１３には、吸気マニホルド１３に空気を供給するための吸気通路２１が開口されている。
この吸気通路２１には、上流側から順に、空気フィルタ２３，スーパーチャージャ２５，インタクーラ２７，エジェクタ２９が介装されている。
空気フィルタ２３は、吸気マニホルド１３に供給する空気を浄化する。
【００１８】
スーパーチャージャ２５は、クランクシャフトギヤ１７により機械的に駆動され、吸気を比較的高い圧力まで加圧する。
インタクーラ２７は、スーパーチャージャ２５で加圧され温度の上昇した吸気を冷却する。
そして、この実施形態では、エンジン１１には、エンジン１１からの排気を再循環させる排気還流手段３１が配置されている。
【００１９】
この排気還流手段３１は、エンジン１１の排気マニホルド１５を吸気マニホルド１３に連通するための排気還流通路３３を有している。
排気還流通路３３には、排気マニホルド１５からの排気を加圧する加圧手段であるＥＧＲブースタ３５が設けられている。
このＥＧＲブースタ３５は、排気還流通路３３に配置されるコンプレッサ３７と、コンプレッサ３７を駆動する排気タービン３９とを有している。
【００２０】
排気タービン３９は、排気マニホルド１５に接続される排気管４１に介装されている。また、排気管４１には、消音器４３が介装されている。
この実施形態では、排気タービン３９は、可変容量排気タービンとされている。
排気還流通路３３のコンプレッサ３７の下流側には、コンプレッサ３７により加圧され温度の上昇した排気を冷却するためのＥＧＲクーラ４５が介装されている。
【００２１】
そして、排気還流通路３３の出口部が、エジェクタ２９の吸引側に開口されている。すなわち、スーパーチャージャ２５からの加圧空気を吸気マニホルド１３に導く吸気通路２１にエジェクタ２９のノズル側が配置され、排気還流通路３３の出口部が、エジェクタ２９の吸引側を介して吸気マニホルド１３に連通されている。
そして、この実施形態では、吸気通路２１のスーパーチャージャ２５をバイパスするバイパス通路４７が設けられている。
【００２２】
このバイパス通路４７は、吸気通路２１の空気フィルタ２３とスーパーチャージャ２５との間から分岐して、吸気通路２１のインタクーラ２７とエジェクタ２９との間に接続されている。
そして、バイパス通路４７には、開閉弁４９が介装されている。
上述した過給エンジンの排気還流装置では、空気フィルタ２３で浄化された空気が、スーパーチャージャ２５により加圧され、インタクーラ２７およびエジェクタ２９を介してエンジン１１の吸気マニホルド１３に供給される。
【００２３】
一方、エンジン１１の排気マニホルド１５からの比較的高圧の排気が、排気還流通路３３に流入され、ＥＧＲブースタ３５のコンプレッサ３７により加圧された後、ＥＧＲクーラ４５で冷却され、エジェクタ２９を介して吸気マニホルド１３に導かれる。
上述した過給エンジンの排気還流装置では、エンジン１１の排気マニホルド１５からの比較的高圧の排気を排気還流通路３３に流入させ、ＥＧＲブースタ３５のコンプレッサ３７により加圧した後、吸気マニホルド１３に導くようにしたので、スーパーチャージャ２５による高過給下においても排気ガス再循環を確実に行うことができる。
【００２４】
また、上述した過給エンジンの排気還流装置では、スーパーチャージャ２５からの加圧空気を吸気マニホルド１３に導く吸気通路２１にエジェクタ２９を配置し、排気還流通路３３からの排気をエジェクタ２９により吸引して吸気マニホルド１３に導くようにしたので、吸気マニホルド１３に排気を確実に導くことができる。すなわち、スーパーチャージャ２５で加圧された吸気の圧力が高くても、エジェクタ２９により排気還流通路３３からの排気を吸気通路２１に確実に流入させることが可能になり、比較的大量の排気を確実に吸気マニホルド１３に供給することができる。
【００２５】
さらに、上述した過給エンジンの排気還流装置では、排気タービン３９によりコンプレッサ３７を駆動することにより、排気マニホルド１５からの排気を加圧するようにしたので、排気を容易，確実に高圧にすることができる。そして、排気タービン３９は排気により駆動されるため燃費を低減することができる。
また、上述した過給エンジンの排気還流装置では、排気タービン３９を可変容量排気タービン３９としたので、コンプレッサ３７による排気の過給圧を容易，確実に制御することができ、運転状態に応じてＥＧＲ率を最適に制御することができる。
【００２６】
そして、上述した過給エンジンの排気還流装置では、吸気通路２１のスーパーチャージャ２５をバイパスして、開閉弁４９が介装されるバイパス通路４７を設けたので、例えば、エンジン１１の低負荷域において開閉弁４９を開とすることにより、吸気の一部がスーパーチャージャ２５をバイパスして吸気マニホルド１３に導かれ、これにより適正なＥＧＲ率と吸気量を維持することにより、低燃費とすることができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態では、本発明をディーゼルエンジンからなるエンジン１１に適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の過給エンジンの排気還流装置の一実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１  エンジン
１３  吸気マニホルド
１５  排気マニホルド
２１  吸気通路
２５  スーパーチャージャ
２９  エジェクタ
３３  排気還流通路
３７  コンプレッサ
３９  排気タービン
４７  バイパス通路
４９  開閉弁
【図１】
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