专利名称：带增压器的内燃机的制作方法
带增压器的内燃机本发明涉及一种具备涡轮增压式增压器的带增压器的内燃机，该涡轮增压式增压器具备涡轮增压式增压器，该涡轮增压式增压器具备具有多条废气导入通路的涡轮部； 以及排气通路，该排气通路具有将多个气缸与废气导入通路连结的多条连结通路，从内燃机排出的废气在该排气通路中流动。
背景技术：
作为提高内燃机的进气效率的增压器，多采用利用排气流的流势来进行增压的排气驱动式的涡轮增压式增压器。例如，参照专利文献1。专利文献1中公开了下述排气装置该排气装置利用作为连通管的桥接通路将合并有多条排气通路的两个以上的集合管连结。连通管形成为能够由阀开闭。专利文献1对连通管有助于提高内燃机的热效率的情况进行了记载。并且，还记载了如下主旨为了可靠地辅助热效率的提高，只要将连通管的内径设定为集合管的内径的20% 100%即可。专利文献1 日本特开2001-164934号公报。然而，即使在意欲通过利用废气的流势来驱动涡轮增压式增压器从而提高发动机输出的情况下，也必须降低废气的压力即排气压力，使其低于排气系统零件、例如排气系统的密封构造等的耐排气压力强度。若欲使排气压力小于排气系统零件的耐排气压力强度， 则无法使连通管的内径过度小于集合管的内径，若增大连通管的内径，则必须使开闭连通管的阀大型化。因此，为了实现开闭连通管的阀的小型化，必须减小连通管的内径。然而， 对于专利文献1所公开的排气装置，无法同时实现既使排气压力小于耐排气压力强度又减小连通管(桥接通路)的内径(通路截面积)。
发明内容
本发明的目的在于，既能实现小于耐排气压力强度的排气压力又能实现桥接通路的小的通路截面积。本发明的一个实施方式中提供一种带增压器的内燃机，该带增压器的内燃机具备具有多个气缸的内燃机；向内燃机供给气体的进气通路；涡轮增压式增压器，该涡轮增压式增压器具备涡轮部，该涡轮部具有多条废气导入通路；以及排气通路，该排气通路具有将多个气缸与多条废气导入通路连结的多条连结通路，从内燃机排出的废气在该排气通路内流动。内燃机具备桥接通路，该桥接通路将多条连结通路中的两条以上的连结通路互相连接；与桥接通路连接的分支通路；以及第一开闭装置，该第一开闭装置设置于桥接通路而对桥接通路进行开闭。在一个实施方式中，连结通路具有合流通路，该合流通路使与各气缸连结的多条连结通路合流。在其它实施方式中，分支通路是一端与桥接通路连接、且另一端与进气通路连接的EGR通路，内燃机还具备热交换器，该热交换器设置于EGR通路，对在EGR通路内流动的废气进行冷却；以及第二开闭装置，该第二开闭装置在EGR通路中设置于热交换器的下游，对EGR通路进行开闭。在其它实施方式中，内燃机还具备第三开闭装置，该第三开闭装置对热交换器上游的EGR通路进行开闭。在其它实施方式中，第一开闭装置与第三开闭装置构成对热交换器的上游的EGR 通路与桥接通路的连通和切断、以及桥接通路的开闭进行切换的单个的切换阀，热交换器的上游的EGR通路与桥接通路经由切换阀连接。在其它实施方式中，内燃机具备转速检测装置，该转速检测装置检测内燃机的转速；载荷检测装置，该载荷检测装置检测内燃机的载荷；以及控制装置，该控制装置对第二开闭装置以及第一开闭装置的开闭进行控制，控制装置根据利用转速检测装置检测出的转速以及利用载荷检测装置检测出的载荷，对第一开闭装置及第二开闭装置的开闭进行控制。在此外的实施方式中，内燃机具备转速检测装置，该转速检测装置检测内燃机的转速；载荷检测装置，该载荷检测装置检测内燃机的载荷；以及控制装置，该控制装置对第二开闭装置、第一开闭装置以及第三开闭装置的开闭进行控制，控制装置根据利用转速检测装置检测出的转速以及利用载荷检测装置检测出的载荷，对第一开闭装置、第二开闭装置以及第三开闭装置的开闭进行控制。在其它实施方式中，在低载荷区域内，控制装置将第一开闭装置、第二开闭装置以及第三开闭装置全部打开，在载荷高于低载荷区域、且为低速旋转的低速旋转高载荷区域内，控制装置将第一开闭装置、第二开闭装置以及第三开闭装置全部关闭，在载荷高于低载荷区域、且转速高于低速旋转高载荷区域的中速旋转高载荷区域内，控制装置将第一开闭装置打开、且将第二开闭装置以及第三开闭装置关闭，在载荷高于低载荷区域、且转速高于中速旋转高载荷区域的高速旋转高载荷区域内，控制装置将第一开闭装置以及第三开闭装置打开、且将第二开闭装置关闭。
图10是表示开闭控制程序的流程图。图IlA是示出第三实施方式的内燃机的整体结构图。图IlB是示出三通阀V4的内部结构的剖视图。图IlC是示出三通阀V4的内部结构的剖视图。图IlD是示出三通阀V4的内部结构的剖视图。
具体实施例方式以下，基于图1 图8对将本发明具体化为四气缸的柴油机的第一实施方式进行说明。如图1所示，作为内燃机的柴油机10具备收纳未图示的活塞的多个气缸11A、11B、 IlCUlD0气缸盖12与形成气缸11A、11B、11C、11D的气缸体(图示省略)连结，在气缸盖 12针对每个气缸11A、11B、11C、11D安装有燃料喷嘴13。经由燃料泵14及共轨15朝燃料喷嘴13供给作为燃料的轻油，燃料喷嘴13朝各气缸11A、11B、11C、11D内喷射燃料。选气歧管16与气缸盖12连接。进气通路17与进气歧管16连接，在进气通路17 的中途设置有涡轮增压式增压器19的压缩机部20。涡轮增压式增压器19是通过废气流而进行动作的可变喷嘴型增压器，相对于压缩机部20吸入、送出比涡轮增压式增压器19的压缩机部20更靠上游的进气通路17内的气体。排气通路22々、228、22(、220与气缸盖12连接。排气通路22A、22D合流与合流通路 23AD连接，排气通路22B、22C合流与合流通路23BC连接。合流通路23AD及合流通路23BC 与涡轮增压式增压器19的涡轮部21连接。排气通路22A、22D及合流通路23AD构成与涡轮部21连接的第一连结通路，排气通路22B、22C及合流通路23BC构成与涡轮部21连接的第二连结通路。第一连结通路与第二连结通路构成将从柴油机10排出的废气导入到涡轮部21的排气通路。经由排气通路22A、22D朝合流通路23AD输送从气缸11A、IlD排出的废气，经由排气通路22B、22C朝合流通路23BC输送从气缸IlBUlC排出的废气。经由排气通路M将从合流通路23AD、23BC朝涡轮部21输送的废气排放到大气中。图2A示出了涡轮增压式增压器19的内部构造。压缩机部20具备压缩机壳体25、 以及固定装配于旋转轴26的压缩机叶轮27，涡轮部21具备涡轮壳体28、以及固定装配于旋转轴26的涡轮叶轮28。经由中间壳体30将压缩机壳体25与涡轮壳体28连结。如图2B所示，在涡轮壳体28内设置有作为废气导入通路的一对涡旋通路31AD、 31BC。从气缸IlAUlD经由合流通路23AD朝涡轮部21输送的废气，被送入涡旋通路31AD 及旋转通路32而对涡轮叶轮四的隔片291喷射。并且，从气缸11B、IlC经由合流通路23BC 朝涡轮部21输送的废气，被送入涡旋通路31BC及旋转通路32而对涡轮叶轮四的隔片291 喷射。由此，涡轮叶轮四、旋转轴沈以及压缩机叶轮27 —体地旋转。压缩机叶轮27将比压缩机部20更靠上游的进气通路17内的空气朝压缩机壳体 25内的压缩机通路251导入，进而朝比压缩机部20更靠下游的进气通路17输送。在旋转通路32的中途配设有多个喷管隔片(nozzle vane) 33。如图2B所示，喷管隔片33在喷嘴环34上被支承为能够转动。喷管隔片33能够变更相邻的喷管隔片33之间的流路截面积。
如图2A所示，臂36固定装配于相对于喷嘴环34能够转动的支轴35，调整环 (unison ring) 37与臂36卡合从而无法与臂36分离。支轴38在中间壳体30上被支承为能够转动，驱动臂39固定装配于支轴38的一端。驱动臂39与调整环37卡合，若驱动臂39 以支轴38为中心转动，则调整环37转动。利用未图示的致动器的动作使固定装配于支轴38的另一端的驱动杆40以支承轴 38为中心转动。若驱动杆40转动，则驱动臂39及调整环37转动，从而使得臂36及喷管隔片33转动。也就是说，隔片开度被改变。隔片开度的增大会导致涡轮转速降低，从而比压缩机部20更靠下游侧的进气通路17内的空气流量减少。隔片开度的减小会导致涡轮转速增大，从而比压缩机部20更靠下游侧的进气通路17的空气流量增大。如图1所示，桥接通路41与合流通路23AD的中途以及合流通路23BC的中途连接，在桥接通路41的中途设置有电动式的第一开闭阀VI。作为分支通路的EGR通路42的一端与桥接通路41连接。EGR通路42的另一端与进气通路17连接。当第一开闭阀Vl处于关闭状态时，合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41的连通被切断，当第一开闭阀Vl处于打开状态时，合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通。第一开闭阀Vl是设置于桥接通路41而对桥接通路41进行开闭的第一开闭装置。在进气通路17的中间设置有内部冷卸器46及节流阀47。内部冷卸器46冷却在进气通路17内流动的空气，节流阀47用于调整朝气缸11A、11B、11C、IlD输送的空气流量。 根据未图示的加速踏板的踩踏来控制节流阀47的开度。利用节流阀开度检测器45检测节流阀47的开度。利用曲轴转角检测器48来检测未图示的曲轴的旋转角度(曲轴转角)。利用节流阀开度检测器45检测出的节流阀开度检测信息、以及利用曲轴转角检测器48检测出的曲轴转角检测信息被朝控制计算机C传送。控制计算机C根据节流阀开度检测信息以及曲轴转角检测信息来计算并控制燃料喷嘴 13的燃料喷射期间(喷射开始时间及喷射结束时间)。并且，控制计算机C基于利用曲轴转角检测器48获得的曲轴转角检测信息来算出发动机转速N。并且，控制计算机C例如根据所述的燃料喷射期间(或燃料喷射量)求出发动机载荷。控制计算机C及曲轴转角检测器48构成检测内燃机的转速的转速检测装置。控制计算机C、节流阀开度检测器45以及曲轴转角检测器48构成检测内燃机的载荷的载荷检测装置。在进气歧管16设置有压力检测器44。压力检测器44对进气歧管16内的压力、即增压进行检测。利用压力检测器44检测出的增压的信息被朝控制计算机C传送。控制计算机C基于发动机转速及发动机载荷等、且根据预先设定的映射来决定目标增压。进而，控制计算机C对涡轮增压式内燃机19的涡轮部21的隔片开度进行控制，使得利用压力检测器44检测出的增压达到目标增压。在EGR通路42的中途设置有热交换器43。在比热交换器43更靠下游的EGR通路42的中途设置有电动式的第二开闭阀V2，在比热交换器43更靠上游的EGR通路42的中途设置有电动式的第三开闭阀V3。当第二开闭阀V2处于关闭状态时，热交换器43与进气通路17的连通被切断，当第二开闭阀V2处于打开状态时，热交换器43与进气通路17经由EGR通路42连通。当第三开闭阀V3处于关闭状态时，热交换器43与桥接通路41的连通被切断，当第三开闭阀V3处于打开状态时，热交换器43与合流通路23AD经由EGR通路42及桥接通路41连通。第二开闭阀V2是在EGR通路42中设置于热交换器43的下游、且开闭EGR通路42 的第二开闭装置。第三开闭阀V3是设置于热交换器43的上游、且开闭EGR通路42的第三开闭装置。利用控制计算机C来开闭控制第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3。图3是利用发动机转速N与发动机载荷F表示的区域图表。区域Gl是在发动机转速N为低速时增大涡轮增压式增压机19的涡轮驱动力的优选区域。区域G2是不会使气缸11A、11B、11C、11D内的压力超过容许最大压力、且增大涡轮增压式增压机19的涡轮驱动力的优选区域。区域G3是不会使排气脉动的脉冲的峰值超过容许最大值、且增大涡轮增压式增压机19的涡轮驱动力的优选区域。区域G4是向EGR通路42输送废气而进行废气净化的优选区域。区域G4是低载荷区域，区域Gl是载荷高于低载荷区域G4、且为低速旋转的低速旋转高载荷区域。区域G2是载荷高于低载荷区域G4、且转速高于低速旋转高载荷区域的中速旋转高载荷区域。区域G3是载荷高于低载荷区域G4、且转速高于中速旋转高载荷区域G2 的高速旋转高载荷区域。图4是表示开闭控制第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3的开闭控制程序的流程图。以下，基于该流程图对第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3 的开闭控制进行说明。控制计算机C对计算出的发动机转速N与计算出的发动机载荷F的组(N，F)是否处于低速旋转高载荷区域Gl内进行判断(步骤Si)。当组(N，F)处于低速旋转高载荷区域Gl内时(在步骤Sl中判断为是)，控制计算机C进行控制以使第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3全部处于关闭状态(步骤S2)。通过该控制，合流通路23AD、2!3BC 内的废气不会被经由桥接通路41、EGR通路42以及热交换器43朝进气通路17输送，在发动机转速N为低速时也能获得大的涡轮驱动力。当组(N，F)在步骤Sl中并未处于低速旋转高载荷区域Gl内时，控制计算机C判断组(N，F)是否处于中速旋转高载荷区域G2内(步骤S3)。当组(N，F)处于中速旋转高载荷区域G2内时(在步骤S3中判断为是)，控制计算机C进行控制以使第一开闭阀Vl处于打开状态、且使第二开闭阀V2及第三开闭阀V3处于关闭状态(步骤S4)。通过该控制， 虽然合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通，但是桥接通路41内的废气不会被经由EGR通路42及热交换器43朝进气通路17输送。在这样的状态下，气11A、11B、 IlCUlD内的压力不会超过容许最大压力，且能够获得大的涡轮驱动力。当组(N，F)在步骤S3中并未处于中速旋转高载荷区域G2内时，控制计算机C判断组(N，F)是否处于高速旋转高载荷区域G3内(步骤S5)。当组(N，F)处于高速旋转高载荷区域G3内时(在步骤S5中判断为是)，控制计算机C进行控制以使第一开闭阀Vl及第三开闭阀V3处于打开状态、且使第二开闭阀V2处于关闭状态(步骤S6)。通过该控制，虽然合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通、且热交换器43经由EGR通路42 与桥接通路41连通，但是桥接通路41内的废气不会被经由EGR通路42朝进气通路17输送。在这样的状态下，排气脉动的峰值不会超过容许最大值，且能够获得大的涡轮驱动力。当组(N，F)在步骤S5中并未处于高速旋转高载荷区域G3内时，也就是说，当组(N,F)处于低载荷区域G4内时，控制计算机C进行控制以使第一开闭阀VI、第二开闭阀V2 及第三开闭阀V3全部处于打开状态(步骤S7)。通过该控制，合流通路23AD与合流通路 23BC经由桥接通路41连通、且进气通路17经由EGR通路42与桥接通路41连通。因此，桥接通路41内的废气被经由EGR通路42朝进气通路17输送，从而能够进行利用废气再循环的废气净化。控制计算机C是根据利用所述转速检测装置检测出的转速N、以及利用所述载荷检测装置检测出的载荷F来对第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3的开闭进行控制的控制装置。图7的图表中的曲线Pl示出了发动机转速N为高速旋转(例如3600rpm)时、且第一开闭阀Vl处于打开状态时的合流通路23AD的通路内的压力变动。横轴表示曲轴转角， 纵轴表示压力。曲线P2示出了发动机转速N为所述的高速旋转时、且第一开闭阀Vl处于关闭状态时的合流通路23AD的通路内的压力变动。当第一开闭阀Vl处于关闭状态时，虽然排气脉冲的最大值过大，但是只要使第一开闭阀Vl处于打开状态，就能够使排气脉冲的最大值降低至不足排气零件(例如排气系统的密封构造等)的耐压强度。流程图的步骤S4是仅打开第一开闭阀Vl而使排气脉冲的最大值降低到不足耐压强度的控制步骤。由此，在发动机转速N为中速旋转的中速旋转高载荷区域G2内，气缸 1 IAUlBU 1C、1ID内的压力不会超过容许最大压力而能够获得大的涡轮驱动力。反之，发动机转速N为低速旋转的低速旋转高载荷区域G1，是使排气脉冲的最大值接近排气零件(例如排气系统的密封构造等)的耐压强度而提高涡轮驱动力的优选区域，流程图中的步骤S2是为此而设置的控制步骤。由此，即使是在发动机转速N为低速旋转的低速旋转高载荷区域Gl内，也能获得大的涡轮驱动力。在发动机转速N为高速旋转的高速旋转低载荷区域G3内，当桥接通路41的通路截面积小时，存在仅通过打开第一开闭阀Vi无法使排气脉冲的最大值不足耐压强度的忧
^^ O图5A的图表中的曲线T1、T2、T3、T4表示合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通、且热交换器43经由EGR通路42与桥接通路41连通时的输出扭矩的变化。 横轴表示桥接通路41的通路直径，纵轴表示输出扭矩。曲线Tl表示涡轮增压式增压器19 的隔片开度比例为50%时的输出扭矩的变化，曲线Τ2表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为60%时的输出扭矩的变化。曲线Τ3表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为 70%时的输出扭矩的变化，曲线Τ4表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为80%时的输出扭矩的变化。图5Β的图表中的曲线Ε1、Ε2、Ε3、Ε4表示合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通、且热交换器43经由EGR通路42与桥接通路41连通时的排气脉冲的最大值的变化。横轴表示桥接通路41的通路直径，纵轴表示排气脉冲的最大值。曲线El表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为50%时的排气脉冲的最大值的变化，曲线Ε2表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为60%时的排气脉冲的最大值的变化。曲线Ε3表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为70%时的排气脉冲的最大值的变化，曲线Ε4表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为80%时的排气脉冲的最大值的变化。在图5Α、B的任一个中发动机转速都为高转速(例如3600rpm)。通路直径So表示桥接通路41的通路直径。在本实施方式中，在当隔片开度比例为60%时所要求的输出扭矩的最低值为 300Nm、且排气脉冲的最大值的容许值为450kPa的情况下，只要将桥接通路41的通路直径 So设定为所需的值，便能够获得所述的输出扭矩的最低值，而且能够使排气脉冲的最大值为容许值以下。另一方面，图6A的图表中的曲线tl、t2、t3、t4表示虽然合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通、但热交换器43并未经由EGR通路42与桥接通路41连通时的输出扭矩的变化。横轴表示桥接通路41的通路直径，纵轴表示输出扭矩。曲线tl表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为50%时的输出扭矩的变化，曲线t2表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为60%时的输出扭矩的变化。曲线t3表示涡轮增压式增压器 19的隔片开度比例为70%时的输出扭矩的变化，曲线t4表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为80%时的输出扭矩的变化。图6B的图表中的曲线el、e2、e3、e4表示虽然合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通、但热交换器43并未经由EGR通路42与桥接通路41连通时的排气脉冲的最大值的变化。横轴表示桥接通路41的通路直径，纵轴表示排气脉冲的最大值。曲线 el表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为50%时的排气脉冲的最大值的变化，曲线 e2表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为60%时的排气脉冲的最大值的变化。曲线 e3表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为70%时的排气脉冲的最大值的变化，曲线 e4表示涡轮增压式增压器19的隔片开度比例为80%时的排气脉冲的最大值的变化。在图6A、B的任一个中发动机转速都为高转速(例如3600rpm)。通路直径S表示桥接通路41的通路直径。在图6A、B的情况下，若不使桥接通路41的通路直径&比热交换器43并未经由 EGR通路42与桥接通路41连通时大，则无法获得所述的输出扭矩的最低值，而且无法使排气脉冲的最大值为容许值以下。图5A、B的情况与图6A、B的情况之间这样的差异，取决于是否利用热交换器43的通路面积。流程图的步骤S6是不仅打开第一开闭阀VI、且还打开第三开闭阀V3从而使排气脉冲的最大值降低到不足耐压强度的控制步骤。若使第三开闭阀V3处于打开状态，则热交换器43经由EGR通路42与桥接通路41连通，热交换器43内的通路容积被用于降低排气脉冲的最大值。由此，即使在桥接通路41的通路直径小的情况下，在高速旋转高载荷区域 G3内也能够降低排气脉冲的最大值、且能够获得大的涡轮驱动力。虽然进行废气再循环的低载荷区域G4是使废气再循环而进行废气净化的优选区域，但是却存在进气通路17内的空气朝EGR通路42逆流的担忧。图8A的图表中的曲线Q示出了仅从合流通路23AD向EGR通路42及进气通路17 输送废气时比内部冷却器46更靠下游的进气通路17内的压力的变化。横轴表示曲轴转角， 纵轴表示压力。曲线V示出了仅从合流通路23AD向EGR通路42及进气通路17输送废气时比热交换器43更靠下游的EGR通路42内的压力的变化。如曲线Q所示，有时进气通路 17内的压力超过了比热交换器43更靠下游的EGR通路42内的压力，此时，进气通路17内的空气朝EGR通路42逆流。
图8B的图表中的曲线U示出了比热交换器43更靠下游的EGR通路42内的流体流量(单位kg/s)的变化。横轴表示曲轴转角，纵轴表示流体流量。曲线U表示与图8A的曲线Q对应的情况(也就是说，仅从合流通路23AD向EGR通路42及进气通路17输送废气的情况)下的流体流量的变化，比横轴更靠下侧的曲线U示出了进气通路17内的空气朝EGR 通路42逆流的情况。流程图中的步骤S7是将第一开闭阀VI、第二开闭阀V2以及第三开闭阀V3全部打开而从合流通路23AD、23BC双方朝EGR通路42及进气通路17输送废气的控制。如图8C 的图表中的曲线W所示，这样的控制防止从进气通路17向EGR通路42的逆流。也就是说， 步骤S7是防止从进气通路17向EGR通路42逆流的控制步骤。在第一实施方式中能够获得以下效果。(1)若关闭第二开闭阀V2而打开第一开闭阀Vl及第三开闭阀V3，则能够将热交换器43内的通路容积用于降低排气脉冲的最大值。由此，即使在桥接通路41的通路直径小的情况下，也能够降低排气脉冲的最大值、且获得大的涡轮驱动力。因此，能够实现第一开闭阀Vl的小型化。(2)当不存在第三开闭阀V3时，在关闭第二开闭阀V2、且打开第一开闭阀Vl的状态下，会始终将热交换器43内的通路容积用于降低排气脉冲的最大值。虽然也能够实现这样的控制，但是例如像内燃机处于中速旋转高载荷区域G2内时那样地，第三开闭阀V3的存在使得基于内燃机的转速N与载荷F的极其精密的涡轮驱动力控制变为可能。接下来，对图9及图10的第二实施方式进行说明。对与第一实施方式相同的结构部标注相同的标号，并将其详细说明省略。在第二实施方式中不存在第一实施方式中的第三开闭阀V3。在该情况下，能够像图10的流程图中的步骤S8、S9、S10、S11、S12那样进行第一开闭阀Vl及第二开闭阀V2的开闭控制。控制计算机C是根据利用所述转速检测装置检测出的转速N、以及利用所述载荷检测装置检测出的载荷F来控制第一开闭阀Vl及第二开闭阀V2的开闭的控制装置。即使在不存在第三开闭阀V3的情况下，也能够获得与第一实施方式中的(1)项同样的效果。接下来，对图11A、B、C、D的第三实施方式进行说明。对与第一实施方式相同的结构部标注相同的标号，并将其详细说明省略。如图IlA所示，在桥接通路41设置有电动式的三通阀V4。三通阀V4接受控制计算机C的旋转位置控制。如图IlB所示，三通阀V4在阀壳体49内具备旋转阀芯50，三个口 501、502、503在旋转阀芯50内设置成互相连通。在阀壳体49设置有三个阀孔491、492、 493。阀孔491经由桥接通路41与合流通路23AD连通，阀孔492经由桥接通路41与合流通路23BC连通。阀孔493与EGR通路42连通。当发动机转速N与发动机载荷F的组处于低速旋转高载荷区域Gl内(参照图3) 时，三通阀V4被控制成图1ID所示的状态，第二开闭阀V2被控制成关闭状态。在该状态下， 与图4的流程图中的步骤S2相同，合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41的连通被切断。当发动机转速N与发动机载荷F的组处于中速旋转高载荷区域G2内(参照图3) 时，三通阀V4被控制成图IlC所示的状态，第二开闭阀V2被控制成关闭状态。在该状态下，与图4的流程图中的步骤S4相同，虽然合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路 41连通，但是EGR通路42与桥接通路41的连通被切断。当发动机转速N与发动机载荷F的组处于高速旋转高载荷区域G3内(参照图3) 时，三通阀V4被控制成图1IB所示的状态，第二开闭阀V2被控制成关闭状态。在该状态下， 与图4的流程图中的步骤S6相同，合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通， 热交换器43经由EGR通路42与桥梁通路41连通。当发动机转速N与发动机载荷F的组处于低载荷区域G4内(参照图3)时，三通阀V4被控制成图IlB所示的状态，第二开闭阀V2被控制成打开状态。在该状态下，与图4 的流程图中的步骤S7相同，合流通路23AD与合流通路23BC经由桥接通路41连通，桥接通路41与进气通路17经由EGR通路42连通。三通阀V4是对热交换器43的上游的EGR通路42与桥接通路41的连通与切断、 以及桥接通路41的开闭进行切换的单个切换阀，热交换器43的上游的EGR通路42与桥接通路41经由三通阀V4连接。也就是说，作为切换阀的三通阀V4兼用作第一开闭装置与第三开闭装置。这样的兼用结构的三通阀V4的采用有助于废气通路的配管结构的简化。在本发明中也可以采用以下实施方式。〇可以利用桥接通路将第一实施方式中构成第一连结通路的排气通路22A、22D 中的任一方、与构成第二连结通路的排气通路22B、22C中的任一方连接。〇能够将本发明应用于专利文献1所公开的6气缸发动机、或V形8气缸发动机。〇例如可以将6气缸发动机的气缸分为三组，分别从各组朝涡轮增压式增压器引导连结通路。在该情况下，利用桥接通路在各连结通路的中途将各连结通路连接，在各桥接通路设置有第一开闭装置。〇对于将涡轮增压式增压器19的多条废气导入通路与多个气缸一对一地连结的多条连结通路，可以利用桥接通路将其中的两条以上的连结通路互相连接。〇在不存在EGR通路的内燃机中，可以利用分支通路将比涡轮部21更靠下游的排气通路M与桥接通路41连接，并在分支通路上设置第三开闭装置。〇可以将本发明应用于汽油机。
权利要求
1.一种带增压器的内燃机， 该带增压器的内燃机具备 具有多个气缸的内燃机；向所述内燃机供给气体的进气通路；涡轮增压式增压器，该涡轮增压式增压器具备涡轮部，该涡轮部具有多条废气导入通路；以及排气通路，该排气通路具有将所述多个气缸与所述多条废气导入通路连结的多条连结通路，从所述内燃机排出的废气在该排气通路内流动， 其中，该带增压器的内燃机具备桥接通路，该桥接通路将所述多条连结通路中的两条以上的连结通路互相连接； 与所述桥接通路连接的分支通路；以及第一开闭装置，该第一开闭装置设置于所述桥接通路，对所述桥接通路进行开闭。
2.根据权利要求1所述的带增压器的内燃机，其中，所述连结通路具有合流通路，该合流通路使与各气缸连结的多条连结通路合流。
3.根据权利要求1及2中任一项所述的带增压器的内燃机，其中，所述分支通路是一端与所述桥接通路连接、且另一端与所述进气通路连接的EGR通路，所述内燃机还具备热交换器，该热交换器设置于所述EGR通路，对在所述EGR通路内流动的废气进行冷卸；以及第二开闭装置，该第二开闭装置在所述EGR通路中设置于所述热交换器的下游，对所述EGR通路进行开闭。
4.根据权利要求3所述的带增压器的内燃机，其中，该带增压器的内燃机还具备第三开闭装置，该第三开闭装置对所述热交换器的上游的所述EGR通路进行开闭。
5.根据权利要求4所述的带增压器的内燃机，其中，所述第三开闭装置设置于所述热交换器的上游的所述EGR通路。
6.根据权利要求4所述的带增压器的内燃机，其中，所述第一开闭装置与所述第三开闭装置构成对所述热交换器的上游的所述EGR通路与所述桥接通路的连通和切断、以及对所述桥接通路的开闭进行切换的单个的切换阀，所述热交换器的上游的所述EGR通路与所述桥接通路经由所述切换阀连接。
7.根据权利要求3所述的带增压器的内燃机，其中， 该带增压器的内燃机具备转速检测装置，该转速检测装置检测所述内燃机的转速； 载荷检测装置，该载荷检测装置检测所述内燃机的载荷；以及控制装置，该控制装置对所述第二开闭装置以及所述第一开闭装置的开闭进行控制， 所述控制装置根据利用所述转速检测装置检测出的转速以及利用所述载荷检测装置检测出的载荷，对所述第一开闭装置以及所述第二开闭装置的开闭进行控制。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的带增压器的内燃机，其中，该带增压器的内燃机具备转速检测装置，该转速检测装置检测所述内燃机的转速；载荷检测装置，该载荷检测装置检测所述内燃机的载荷；以及控制装置，该控制装置对所述第二开闭装置、所述第一开闭装置以及所述第三开闭装置的开闭进行控制，所述控制装置根据利用所述转速检测装置检测出的转速以及利用所述载荷检测装置检测出的载荷，对所述第一开闭装置、所述第二开闭装置以及所述第三开闭装置的开闭进行控制。
9.根据权利要求8所述的带增压器的内燃机，其中，在低载荷区域内，所述控制装置将所述第一开闭装置、所述第二开闭装置以及所述第三开闭装置全部打开，在载荷高于所述低载荷区域、且为低速旋转的低速旋转高载荷区域内，所述控制装置将所述第一开闭装置、所述第二开闭装置以及所述第三开闭装置全部关闭，在载荷高于所述低载荷区域、且转速高于所述低速旋转高载荷区域的中速旋转高载荷区域内，所述控制装置将所述第一开闭装置打开、且将所述第二开闭装置以及所述第三开闭装置关闭，在载荷高于所述低载荷区域、且转速高于所述中速旋转高载荷区域的高速旋转高载荷区域内，所述控制装置将所述第一开闭装置以及所述第三开闭装置打开、且将所述第二开闭装置关闭。
全文摘要
本发明提供带增压器的内燃机。桥接通路(41)与和气缸(11A、11D)连通的合流通路(23AD)的中途、以及和气缸(11B、11C)连通的合流通路(23BC)的中途连接，第一开闭阀(V1)设置于桥接通路(41)的中途。在将桥接通路(41)与进气通路(17)连接的EGR通路(42)设置有热交换器(43)。在比热交换器(43)更靠下游的EGR通路(42)设置有第二开闭阀(V2)，在比热交换器(43)更靠上游的EGR通路(42)设置有第三开闭阀(V3)。控制计算机(C)根据发动机转速与发动机载荷对第一开闭阀(V1)、第二开闭阀(V2)以及第三开闭阀(V3)进行开闭控制。由此，能够实现小于耐排气压力强度的排气压力、以及桥接通路的小的通路直径。
文档编号F02M25/07GK102498275SQ20108003917
公开日2012年6月13日 申请日期2010年9月7日 优先权日2009年9月8日
发明者内田博, 小林久雄, 石川学, 秋本健太, 诸井隆宏 申请人:株式会社丰田自动织机