带增压器的内燃机的制作方法_2

文档序号:9438354阅读:来源:国知局
气旁通通路38的另一端在比EGR阀36靠近压缩机上游通路12a的一侧连接于EGR通路32。这样,作为本实施方式中的进气旁通通路38的出口的连接对象范围,如图1中标注剖面线所示的那样,就EGR气体导入时的气体流动而言,成为EGR阀36的下游侧且EGR气体与新气的合流部(EGR通路32的进气侧端部)上游侧的部位属于该连接对象范围。
[0032]在进气旁通通路38的路径中配置有用于对进气旁通通路38进行开闭的进气旁通阀(ABV) 40。ABV40在将由压缩机20a增压了的气体(进气)经由进气旁通通路38向压缩机下游通路12b之外释放时打开而使进气旁通通路38开放。进一步而言,ABV40,例如像从增压运转状态移至减速运转状态时那样,由于作为进气旁通通路38的入口的压缩机下游通路12b侧的压力比作为进气旁通通路38的出口的EGR通路32侧的压力高,因此ABV40在伴随进气旁通通路38的开放而产生从压缩机下游通路12b向EGR通路32的气体流动时打开。此外,ABV40也可以配置于进气旁通通路38的任一端部。
[0033]本实施方式的系统还具备EQJ (Electronic Control Unit:电子控制单元)50。在ECU50的输入部连接有上述空气流量计18等用于检测内燃机10的运转状态的各种传感器。另外,在E⑶50的输出部,连接着上述的节气门24、EGR阀36以及ABV40且同时还连接有省略图示的燃料喷射阀等用于控制内燃机10的运转的各种致动器。ECU50通过基于上述各种传感器输出和预定的程序驱动上述各种致动器来控制内燃机10的运转。
[0034]图2是为了与本发明的实施方式I的结构进行对比而供参照的图,表示具有通常的连接结构的进气旁通通路。
[0035]如图2所示,通常地,进气旁通通路连接压缩机下游通路和压缩机上游通路。另夕卜,在具备作为LPL发挥作用的EGR通路的情况下,如已述那样,即使在增压区域也能够导入EGR气体。在图2所示的结构中,若在正在经由EGR通路向压缩机上游通路导入EGR气体的状况下打开ABV的预定条件成立而打开ABV,则包含EGR气体的空气(新气+EGR气体)经由进气旁通通路回流到压缩机上游通路。
[0036]EGR阀基本上随着ABV打开而关闭。然而,若由于EGR阀的响应延迟等原因而在上述那样的状况下EGR阀在ABV打开了之后也为开着的状态,则会继续向压缩机上游通路导入EGR气体。其结果,再次被吸入压缩机的气体成为对已经混合有EGR气体的空气在其回流后进一步追加了 EGR气体的气体。因此,在上述的状况下,若在ABV打开时无法以优良的响应性在相同正时关闭EGR阀,则包含浓度比所设想的浓度高的EGR气体的进气会被导入缸内。其结果,担心会产生转矩变动或不发火。另外,为了避免上述的ABV工作时(打开时)的EGR气体的浓缩,需要将EGR阀的响应性设为与ABV的响应性同等程度以上,但高响应化要求高成本。
[0037]图3是用于说明本发明的实施方式I的结构中的ABV40的工作前后的气体流动的图。此外,图3设为在增压区域利用EGR通路32进行EGR气体的导入的状况。
[0038]图3 (A)对应于ABV40的工作前的状态(关闭状态)。在该状态下,图3 (A)中所示的部位A的压力比部位B的压力高,所以EGR气体通过该压差朝向压缩机上游通路12a流动。另外,部位C与部位D的压力大致相同,但压缩机上游通路12a中的气体的流动方向是从部位C朝向部位D的方向。其结果,在压缩机上游通路12a与EGR通路32的连接部的下游侧的进气通路12流动的气体如图3 (A)所示成为包含EGR气体的新气。
[0039]另一方面,图3(B)对应于ABV40的工作后的状态(打开状态)。如已述那样,ABV40在增压压力高时打开,所以在图3 (B)所示的状态下,从进气旁通通路38被供给高压的气体的部位B的压力比部位A的压力高。因此,在该状态下,不会产生来自排气通路14侧的EGR气体的流动。即,成为由来自进气旁通通路38的高压的回流气体阻挡通常的EGR气体的流动的形态。另外,部位A的压力比部位C、D的压力高。因此,来自进气旁通通路38的回流气体如图3(B)所示,沿着从部位B朝向部位C、D的方向流动。而且,如上所述,在压缩机上游通路12a存在从部位C朝向部位D的气体流。因此,从EGR通路32导入压缩机上游通路12a后的上述回流气体如图3(C)所示朝向压缩机20a流动。
[0040]如以上所说明,在本实施方式的内燃机10中,用于将在压缩机20a的下游侧流动的增压空气向压缩机下游通路12b之外释放(在本实施方式中,用于使在压缩机20a的下游侧流动的增压空气向压缩机20a的上游回流)的进气旁通通路38,在比EGR阀36靠近压缩机上游通路12a侧的部位(以下,有时简称作“EGR阀下游部”)连接于EGR通路32。由此,在ABV40的打开时高压的回流气体返回到EGR阀下游部,所以相对于通常的EGR气体的导入时而言EGR阀36的前后压差反转。其结果,即使在ABV40打开后(刚打开后)EGR阀36开着的情况下,也能够不使新的EGR气体从EGR通路32导入压缩机上游通路12a。由此,能够防止伴随ABV40的工作(打开)而回流到压缩机20a的上游的气体中的EGR气体的浓度变高。因此,能够避免伴随这样的EGR气体的浓缩化而产生转矩变动或不发火。
[0041 ] 进一步而言,在本实施方式的内燃机10中,通过将进气旁通通路38与EGR通路32的连接位置设在比EGR阀36靠近进气通路12的一侧(EGR气体流动的下游侧),而非设在比EGR阀36靠近排气通路14的一侧(EGR气体流动的上游侧),能够取得如下效果。即,在假设将进气旁通通路与EGR通路的连接位置设在相对于EGR阀靠近排气通路的一侧的情况下,在ABV打开期间EGR阀关闭了后,来自进气旁通通路的回流气体(包含EGR气体的新气)会经由EGR通路(逆向流动)而排出到排气通路。其结果,通过了空气流量计的新气不会全部地被吸入燃烧室。这会成为利用由空气流量计计测的空气量进行控制的空燃比产生偏差、使排气排放物恶化的原因。另外,在如本实施方式的内燃机10这样,在排气通路与EGR通路的连接部的下游侧具备催化剂(与内燃机10中下游催化剂30相当)的情况下,经由EGR通路排出到排气通路的上述回流气体中的新气会使催化剂的气氛变稀。这也会成为使排气排放物恶化的原因。
[0042]与此相对,根据将进气旁通通路38与EGR通路32的连接位置设在比EGR阀36靠近进气通路12的一侧的本实施方式的内燃机10,在ABV40打开且EGR阀36关闭了的状况下,能够防止通过了空气流量计18的新气中部分新气不被吸入到燃烧室。另外,在上述状况下,能够防止上述回流气体经由EGR通路32流入排气通路14,所以能够防止由于该回流气体引起的下游催化剂30的气氛的稀化。
[0043]此外,在上述的实施方式I中,以EGR通路32在上游催化剂28与下游催化剂30之间的部位连接于排气通路14的结构为例进行了说明。然而,在如本实施方式的进气旁通通路38这样在EGR通路32的EGR阀下游部连接进气旁通通路38的出口的情况下,来自进气旁通通路38的回流气体不会流到排气通路14侧,所以EGR通路32与排气通路14的连接部不限于上述结构,而也可以是排气通路14上的其他任意部位。
[0044]此外,在上述的实施方式I中,进气旁通通路38相当于本发明中的“旁通通路”,ABV40相当于本发明中的“旁通阀”。
[0045]实施方式2.
[0046]接着,参照图4和图5对本发明的实施方式2进行说明。
[0047]图4是用于说明本发明的实施方式2的内燃机60的系统结构的图。此外,在图4中,对与上述图1所示的结构要素相同的要素,标注相同的附图标记而省略或简化其说明。
[0048]图4所示的内燃机60所具备的EGR通路62作为连接压缩机上游通路12a和下游催化剂30的下游侧的排气通路14的通路而构成。在此,设下游催化剂30为配置于排气通路14的催化剂中配置在最下游侧的催化剂。此外,在本实施方式的内燃机60中,EGR阀36不限于EGR通路62的路径中的部位,而也可以配置于EGR通路62中的靠进气通路12侧的端部。
[0049]另外,本实施方式的进气旁通通路64在比EGR阀36靠近排气通路14的一侧(更具体而言,EGR阀36与EGR冷却器34之间的部位)连接于EGR通路62。ABV40配置于进气旁通通路64的路径中。而且,在本实施方式中,为了取得(算出)吸入空气量而设置进气压力传感器66,以代替空气流量计18。进气压力传感器66安装于稳压罐26,以检测节气门24的下游压力。进气压力传感器66连接于E⑶70。
[0050]图5是用于说明本发明的实施方式2的结构中的ABV40的工作前后的气体流动的图。此外,图5设为是在增压区域利用EGR通路32进行EGR气体的导入的状况。
[0051]图5 (A)对应于ABV40的工作前的状态(关闭状态)。在该状态下,与参照图3 (A)已述的状态同样,图5(A)中所示的部位A的压力比部位B的压力高,所以EGR气体通过该压差而朝向压缩机上游通路12a流动。另外,部位C与部位D的压力大致相同,但压缩机上游通路12a中的气体的流动方向是从部位C朝向部位D的方向。其结果
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