技術分野
ターボ式過給システムに加えて、吸気排気バルブを一時的に停止させるバルブ休止機構を有する減筒運転システムを備えたディーゼルエンジン
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
このような状況を踏まえて、本発明者は、減筒する気筒群と運転を継続する気筒群のそれぞれの吸気システムに最適化させた複数の小型の高圧段ターボチャージャと共に、更にエンジンベース全負荷性能を悪化させない大型の低圧段ターボを備え、減筒運転時に小型の高圧段ターボチャージャの間の過給循環を改善することができて、ディーゼルエンジンで減筒運転の効果を十分に得て、燃費等のエンジン性能改善の効果を得ることができるディーゼルエンジンを提供することを目的に、図10に示すような、減筒用バルブ休止機構21により作動を継続又は休止する第1気筒群と、作動を休止又は継続する第2気筒群の夫々に対して過給を行う第1及び第2ターボ式過給器16A、16Bを設け、これらの両方のターボ式過給器16A、16Bからの空気Aを別々の独立した吸気通路12A、12B経由で第1及び第2気筒群に供給すると共に、両方のターボ式過給器16A、16Bに過給を行う第3ターボ式過給器26を設けたディーゼルエンジン1Xを、特願2012−28787にて提案した。
この図10に示すディーゼルエンジンで1Xは、ターボ式過給器16A、16Bと、予め設定した気筒群の排気弁及び吸気弁の開閉を休止する減筒用バルブ休止機構21を備え、減筒用バルブ休止機構21により作動を継続又は休止する第1気筒群と、減筒用バルブ休止機構21により作動を休止又は継続する第2気筒群とを区分して、吸気通路12を第1気筒群への第1吸気通路12Aと第2気筒群への第2吸気通路12Bに分岐すると共に、排気通路13を第1気筒群からの第1排気通路13Aと第2気筒群からの第2排気通路13Bに分岐し、第1吸気通路12Aと第1排気通路13Aに第1ターボ式過給器16Aを、第2吸気通路12Bと第2排気通路13Bに第2ターボ式過給器16Bをそれぞれ設け、第1吸気通路12Aと第2吸気通路12Bとの分岐部位の上流側となる吸気通路12と、第1排気通路13Aと第2排気通路13Bとの合流部位の下流側となる排気通路13に、第3ターボ式過給器26を設けて構成すると共に、第1吸気通路12Aと第2吸気通路12Bを合流させることなく、第1吸気通路12Aを第1気筒群の第1吸気マニホールド11Aaに接続すると共に第2吸気通路12Bを第2気筒群の第2吸気マニホールド11Baに接続している。
しかしながら、この図10に示すディーゼルエンジン1Xでは、吸気側に取り付けたインタークーラー17A、17Bを、排気側に取り付けたターボ式過給器16A、16Bにそれぞれ配置する必要があり、インタークーター17A、17Bが2つ必要になるので、車両に搭載する際のレイアウト及びコスト面上でさらに改善が必要と考えられた。
本発明は、この図10に示す提案のディーゼルエンジン1Aを車両に搭載する際のレイアウト及びコスト面上の問題を解決して、ディーゼルエンジンで減筒運転の効果を十分に得て、燃費等のエンジン性能改善の効果を得ることができると共に、三方弁を使用することなく、また、インタークーラーを1個にして、システム性能上、車両に搭載する際のレイアウト上及びコスト面上で、更なる改善をすることができるディーゼル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[発明の詳細な説明]から抜粋
の目的を達成するための本発明のディーゼルエンジンは、ターボ式過給器と、予め設定した気筒群の排気弁及び吸気弁の開閉を休止する減筒用バルブ休止機構を備え、前記減筒用バルブ休止機構により作動を継続又は休止する第1気筒群と、前記減筒用バルブ休止機構により作動を休止又は継続する第2気筒群とを区分して、吸気通路を第1吸気通路と第2吸気通路に分岐した後、この分岐した第1吸気通路と第2吸気通路を合流させ・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明に係るディーゼルエンジンによれば、減筒する気筒群と運転を継続する気筒群のそれぞれの吸気システムに最適化させた複数の小型の高圧段ターボチャージャと共に、更にエンジンベース全負荷性能を悪化させない大型の低圧段ターボチャージャを備え、減筒運転時に小型の高圧段ターボチャージャの間の過給循環を改善することができて、ディーゼルエンジンで減筒運転の効果を十分に得て、燃費等のエンジン性能改善の効果を得ることができる。
つまり、減筒運転時における過給量低下を防止して運転気筒内に十分な空気量を供給することができて、減筒運転時に発生し易い運転気筒内の燃焼の悪化と排気ガスの状態の悪化を防止できて、燃費改善の効果を充分に得ることができる。
その上、減筒用バルブ休止機構により作動を休止する第1気筒群又は第2気筒群に接続する第1ターボ式過給器又は第2ターボ式過給器への空気の供給を停止する分岐通路用吸気弁を設けており、この分岐通路用吸気弁は開閉弁で構成できるので、第1吸気通路と第2吸気通路の合流点に設ける三方弁が不要になるため、システム全体をコンパクトにすることができ、また、三方弁を設けたことによるターボ式過給器のサージラインへの突入を防止できる。
更に、第1ターボ式過給器の下流側と第2ターボ式過給器の下流側を合流させて、合流後の吸気通路にインタークーラーを設け、このインタークーラーの下流側で吸気通路を更に分岐して、第1気筒群と第2気筒群にそれぞれ接続して構成すると、インタークーラーが1個になるので、システム性能上、車両に搭載する際のレイアウト上、及び、コスト面上で、更なる改善をすることができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明の実施の形態のディーゼルエンジンの構成を示した図である。
【図2】 図1のディーゼルエンジンの制御関係の構成を示した図である。
【図3】 ターボ式過給システムと減筒運転システムの制御フローの一例を示す図である。
【図4】 図3の減筒運転の詳細な制御フローの一例を示す図である。
【図5】 エンジン回転数とエンジン出力をパラメータとした全筒運転の領域と減筒運転の領域と減筒運転の非作動領域の一例を示す図である。
【図6】 エンジン回転数と燃料量をパラメータとしたブースト圧の基本マップの一例を示す図である。
【図7】 従来技術の一段過給方式のノーマルエンジンのシステムをイメージした「エンジン回転数とエンジン出力」のグラフと「コンプレッサーマップ(空気流量と圧力比)」のグラフを示す図である。
【図8】 従来技術の減筒運転を行うエンジンと2台の小型ターボチャージャのシステムをイメージした「エンジン回転数とエンジン出力」のグラフと「コンプレッサーマップ(空気流量と圧力比)」のグラフを示す図である。
【図9】 従来技術の二段過給方式の減筒運転を行うエンジンをイメージした「エンジン回転数とエンジン出力」のグラフと「コンプレッサーマップ(空気流量と圧力比)」のグラフを示す図である。
【図10】 本発明に関係する先行技術におけるディーゼルエンジンの構成を示した図である。
1 ディーゼルエンジン(エンジン)
11 エンジン本体
11Aa 第1吸気マニホールド
11Ba 第2吸気マニホールド
11Ab 第1排気マニホールド
11Bb 第2排気マニホールド
12a、12b 吸気通路
12Aa 第1吸気通路
12Ba 第2吸気通路
12Ab 第3吸気通路
12Bb 第4吸気通路
13 排気通路
13A 第1排気通路
13B 第2排気通路
14A 第1EGR通路
14B 第2EGR通路
15 エアクリーナー
16A 第1ターボ式過給器
16B 第2ターボ式過給器
16Aa 第1高圧段コンプレッサー
16Ba 第2高圧段コンプレッサー
16Ab 第1高圧段タービン
16Bb 第2高圧段タービン
17 インタークーラー
18A 第1EGRクーラー
18B 第2EGRクーラー
19A 第1EGR弁
19B 第1EGR弁
20A 第1EGR逆止弁
20B 第2EGR逆止弁
21 減筒用バルブ休止機構
22 減筒制御用油圧電磁バルブ
26 低圧段過給器(第3ターボ式過給器)
26a 低圧段コンプレッサー
26b 低圧段タービン
27 分岐通路用吸気弁
30 制御装置(ECU)
31 吸気量センサ(MAFセンサ)
32 ブースト圧センサ
33 エンジン回転数センサ
34 燃料噴射ノズル
A 吸気空気
G 排気ガス
Ge EGRガス
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