專利名稱：帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)中使用的排氣再循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
向來，已知有以減小NOx排出量和改進(jìn)燃料消耗為目的，采用使排氣在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)再循環(huán)的技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)，該技術(shù)通常被稱為“排氣再循環(huán)(EGR)”。在這種內(nèi)燃機(jī)中，在使排氣通路與供氣或掃氣通路旁通的EGR通路上設(shè)置EGR閥，通過改變?cè)揈GR閥的開度，能夠變更通過EGR通路再循環(huán)的排氣量。內(nèi)燃機(jī)的控制裝置如圖5所示根據(jù)一旦EGR率增加，NOx 排出量就單調(diào)減少的關(guān)系，控制EGR閥開度的調(diào)整，以使NOx排出量為所期望的值。又，具備多個(gè)增壓器的內(nèi)燃機(jī)也是眾所周知的。鑒于排氣的流量相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速改變的情況，在例如專利文獻(xiàn)1中公開了具備容量互不相同的兩個(gè)增壓器的內(nèi)燃機(jī)。 在這種內(nèi)燃機(jī)中，采用使增壓器渦輪機(jī)上游的排氣向增壓器壓縮機(jī)下游循環(huán)的所謂高圧 EGR技術(shù)。這種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置執(zhí)行從根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速以及燃料噴射量只使小容量的增壓器動(dòng)作的單模(》>O和使得兩增壓器動(dòng)作的雙模(> — O這兩種動(dòng)作模式中選擇設(shè)定一種動(dòng)作模式的控制。這樣，即使是內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速或燃料噴射量發(fā)生變化，也務(wù)必能夠跟蹤該變化發(fā)揮高增壓性能。還有，在動(dòng)作模式從單模轉(zhuǎn)移到雙模時(shí)，必須使停止著的大容量增壓器啟動(dòng)。因此，這種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置在向雙模轉(zhuǎn)移時(shí)執(zhí)行收縮EGR閥的控制。以此將應(yīng)該再循環(huán)的排氣提供給增壓器側(cè)，能夠確保該大容量增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)所需要的流量。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008 — 175114號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
如果這樣采用已有的控制裝置，則使用排氣再循環(huán)技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)具備的多個(gè)增壓器的動(dòng)作控制只根據(jù)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量進(jìn)行。但是，即使是轉(zhuǎn)速和燃料噴射量相同，一旦 EGR閥的開度改變，提供給增壓器側(cè)的排氣量也改變。因此，恐怕不能夠根據(jù)實(shí)際提供給增壓器側(cè)的排氣量設(shè)定最佳動(dòng)作模式。又，控制裝置能夠選擇設(shè)定的動(dòng)作模式有兩種，也許不容易發(fā)揮與運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的最佳增壓性能。特別是在形成能夠改變?cè)傺h(huán)的排氣量的結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，再循環(huán)的排氣量在全部排氣量中所占的比例(所謂EGR率)是決定提供給增壓器側(cè)的排氣量的重要因素，要求能夠根據(jù)該EGR率的變化實(shí)施極細(xì)致的增壓器控制。還有，如果采用已有的控制裝置，則在改變動(dòng)作模式時(shí)預(yù)先使增壓器旋轉(zhuǎn)之際，改變EGR閥的開度，使應(yīng)該再循環(huán)的排氣量改變。如上所述，EGR閥的開度原來是為了將NOx 排出量抑制于所期望的值而調(diào)整的。因此，如果由于改變?cè)鰤浩鞯膭?dòng)作模式而改變EGR閥的開度，則可能會(huì)影響原來的目的的實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的目的在于，在使用使排氣再循環(huán)的技術(shù)的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，使其與運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)地發(fā)揮高增壓性能，目的在于，即使是在增壓器通過風(fēng)量到達(dá)減少的高 EGR率運(yùn)行時(shí)也能夠使其實(shí)現(xiàn)高增壓性能。本發(fā)明的目的還在于，防止增壓器動(dòng)作控制與決定EGR率的控制之間的相互干涉。本發(fā)明是鑒于這樣的情況而作出的，本發(fā)明的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，具備引導(dǎo)來自內(nèi)燃機(jī)的排氣的排氣通路、與所述排氣通路并聯(lián)連接的多個(gè)增壓器、將所述多個(gè)增壓器發(fā)生的壓縮氣體提供給所述內(nèi)燃機(jī)用的供氣或掃氣通路、使所述排氣通路與所述供氣或掃氣通路旁通的EGR通路、以及進(jìn)行控制以調(diào)整流過所述EGR通路的排氣量在全部排氣量中的比例、即EGR率的控制裝置；所述控制裝置還形成能夠?qū)嵤└鶕?jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及所述EGR率決定是否使所述多個(gè)增壓器中的各個(gè)增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。通過形成這樣的結(jié)構(gòu)，即使是EGR率改變，提供給增壓器一側(cè)的排氣量有變化，也能夠跟蹤該排氣量的變化，選擇最佳的增壓器的工作狀態(tài)。又對(duì)多個(gè)增壓器中的各個(gè)決定是否使其動(dòng)作，因此能夠使動(dòng)作的增壓器的組合多樣化。因此能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及 EGR率，極其細(xì)致地改變?cè)鰤浩鞯墓ぷ鳡顟B(tài)，能夠根據(jù)那時(shí)候的工作狀態(tài)發(fā)揮盡可能好的增壓性能。也可以是，在上述多個(gè)增壓器中的至少一個(gè)上設(shè)置對(duì)該增壓器發(fā)生的壓縮氣體的壓力進(jìn)行調(diào)整用的可變噴嘴。通過對(duì)該可變噴嘴進(jìn)行最佳控制，能夠進(jìn)一步提高增壓性能。也可以是，在上述排氣通路中，包含從所述內(nèi)燃機(jī)延伸出的排氣集合通路、以及從該排氣集合通路分叉，連接于所述多個(gè)增壓器的各個(gè)增壓器上的多條分叉排氣通路；還具備設(shè)置于所述各分叉排氣通路上的排氣開閉閥；所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制以對(duì)多個(gè)所述排氣開閉閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以打開應(yīng)該使其動(dòng)作的增壓器上連接的分叉排氣通路，同時(shí)關(guān)閉應(yīng)該使其停止的增壓器上連接的分叉排氣通路的結(jié)構(gòu)。通過形成這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)如上所述對(duì)多個(gè)增壓器的各增壓器是否使其動(dòng)作進(jìn)行選擇用的結(jié)構(gòu)。也可以是，在所述供氣或掃氣通路中，包含分別連接于所述多個(gè)增壓器的多條分叉通路、以及集合所述多條分叉通路，延伸到所述內(nèi)燃機(jī)的集合通路；還具備在所述各分叉通路上設(shè)置的開閉閥；所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制，以對(duì)多個(gè)所述開閉閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以打開應(yīng)該使其動(dòng)作的增壓器上連接的分叉通路，同時(shí)關(guān)閉應(yīng)該使其停止的增壓器上連接的分叉通路的結(jié)構(gòu)。借助于此，能夠?qū)膽?yīng)該使其動(dòng)作的增壓器來的壓縮氣體通過供氣或掃氣通路提供給內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)能夠防止該壓縮氣體逆向流動(dòng)到應(yīng)該使其停止的增壓器。也可以是，還具備獨(dú)立于所述排氣通路設(shè)置，用于對(duì)所述多個(gè)增壓器分別提供預(yù)備轉(zhuǎn)動(dòng)用的壓縮空氣的壓縮空氣通路；所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制，以在所述增壓器啟動(dòng)時(shí)通過所述壓縮空氣通路對(duì)應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器提供預(yù)備轉(zhuǎn)動(dòng)用的壓縮空氣規(guī)定時(shí)間的結(jié)構(gòu)。這樣，在應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器預(yù)備旋轉(zhuǎn)時(shí)就不必使用排氣。也就是說，不必使例如應(yīng)該減小EGR率再循環(huán)的排氣轉(zhuǎn)向增壓器側(cè)。這樣就可以避免增壓器動(dòng)作的控制干擾以減少 NOx排出量為目的的決定EGR率的控制。也可以是，還具備連接于所述多個(gè)增壓器的壓縮機(jī)的各自的下游側(cè)，用于使來自增壓器的壓縮氣體通往大氣中的多條放氣通路、以及設(shè)置于所述放氣通路上的放氣閥；所述控制裝置形成能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥的控制，以在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)(所述所定期間力経過t石間)打開與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器對(duì)應(yīng)的放氣通路，在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥的控制，以關(guān)閉該放氣通路的結(jié)構(gòu)。借助于此，在預(yù)先使應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠避免喘振(surging)的發(fā)生。也可以是，所述供氣或掃氣通路包含分別連接于所述多個(gè)增壓器的多條分叉通路、以及集合所述多條分叉通路，延伸到所述內(nèi)燃機(jī)的集合通路；還具備設(shè)置于所述各分叉通路上的開閉閥、獨(dú)立于所述排氣通路設(shè)置，分別對(duì)所述多個(gè)增壓器的各增壓器提供預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣的壓縮空氣通路、連接于所述多個(gè)增壓器的各壓縮機(jī)的下游側(cè)，使來自增壓器的壓縮氣體通往大氣中的多條放氣通路、以及設(shè)置于所述各放氣通路的放氣閥；所述控制裝置形成能夠如下所述進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，即在所述增壓器啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過所述壓縮空氣通路對(duì)應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器提供預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣的控制，同時(shí)至少在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)(所述所定期間力5経過t石間)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥，打開與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器對(duì)應(yīng)的放氣通路，同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)所述開閉閥，以關(guān)閉與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器連接的分叉通路，并在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后執(zhí)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥，以關(guān)閉該放氣通路，同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)所述開閉閥，以打開該分叉通路的結(jié)構(gòu)。借助于此，能夠防止在使應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器預(yù)備旋轉(zhuǎn)時(shí)來自該增壓器的壓縮機(jī)的壓縮氣體被提供給內(nèi)燃機(jī)，能夠避免內(nèi)燃機(jī)的行為不穩(wěn)定。又能夠防止在增壓器預(yù)備旋轉(zhuǎn)時(shí)來自其他增壓器的壓縮氣體逆向流動(dòng)，能夠使增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定地進(jìn)行。也可以是，所述多個(gè)增壓器的容量完全相同。又可以是，所述多個(gè)增壓器的容量互不相同。在不相同的情況下，可以實(shí)施例如在部分負(fù)荷時(shí)使容量小的增壓器動(dòng)作，在中高負(fù)荷時(shí)使容量大的增壓器動(dòng)作等控制，能夠與運(yùn)行狀態(tài)的變化無關(guān)地發(fā)揮高增壓性能。也可以是，所述控制裝置執(zhí)行在規(guī)定的下限值與規(guī)定的上限值之間的范圍內(nèi)調(diào)整所述EGR率的控制；所述多個(gè)增壓器中容量最小的增壓器在所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷為低負(fù)荷， 所述EGR率調(diào)整為所述上限值時(shí)，根據(jù)引導(dǎo)到該增壓器的排氣的流量設(shè)定其容量。在內(nèi)燃機(jī)為低負(fù)荷，EGR率被設(shè)定為上限值時(shí)，是提供給增壓器側(cè)的排氣的流量最小的狀況。按照這樣的狀況設(shè)定增壓器的容量，即使是在這樣的狀況下也能夠?qū)崿F(xiàn)高增壓性能。也可以是，所述多個(gè)增壓器由第1增壓器以及比該第1增壓器容量小的第2增壓器構(gòu)成；所述控制裝置形成能夠根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及所述EGR率，實(shí)施從使所述第1 增壓器及第2增壓器兩者動(dòng)作的狀態(tài)、只使所述第1增壓器動(dòng)作的狀態(tài)以及只使所述第2 增壓器動(dòng)作的狀態(tài)中選擇的任意一個(gè)狀態(tài)的控制的結(jié)構(gòu)。借助于此，在具備兩個(gè)增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，能夠極其細(xì)致地對(duì)與運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)的增壓器的動(dòng)作進(jìn)行控制。也可以是，還具備用于對(duì)從所述第1增壓器來的壓縮氣體的壓力進(jìn)行調(diào)整的可變噴嘴，所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鯡GR率為0時(shí)至少使所述第1增壓器動(dòng)作，在所述EGR率比0大，但未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，至少使所述第1增壓器動(dòng)作，而且使所述可變噴嘴動(dòng)作，以使所述第1增壓器來的壓縮氣體的壓力為規(guī)定的需要的壓力以上的控制的結(jié)構(gòu)。這樣，在應(yīng)該再循環(huán)的排氣量為0，全部排氣被提供給增壓器的狀況下，至少使大容量的第1增壓器動(dòng)作，這樣能夠盡可能發(fā)揮高增壓特性。如果在該第1增壓器設(shè)置可變噴嘴，則在EGR率從0逐漸增加時(shí)，借助于該可變噴嘴的動(dòng)作，能夠維持發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。也可以是，所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鰞?nèi)燃機(jī)的負(fù)荷在規(guī)定的負(fù)荷閾值以上，所述EGR率未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，使所述第1增壓器及第2增壓器兩者動(dòng)作，在所述 EGR率在所述EGR閾值以上時(shí)，只使所述第1增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。借助于此，在內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷處于高負(fù)荷狀態(tài)，EGR率低或?yàn)?時(shí)，由于對(duì)增壓器側(cè)提供較多的排氣，使兩個(gè)增壓器同時(shí)動(dòng)作，因此能夠發(fā)揮高增壓特性。在EGR率較高時(shí)，使小容量的第2增壓器停止， 這樣能夠維持發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。也可以是，所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鰞?nèi)燃機(jī)的負(fù)荷未滿規(guī)定的負(fù)荷閾值，所述EGR率未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，只使所述第1增壓器動(dòng)作，在所述EGR率在所述EGR 閾值以上時(shí)，只使所述第2增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。借助于此，在內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷處于低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，EGR率高時(shí)，提供給增壓器側(cè)的排氣量小，因此只使小容量的第2增壓器動(dòng)作，因此能夠發(fā)揮高增壓特性。在EGR率低或?yàn)?時(shí)，取代第2增壓器，只使第1增壓器動(dòng)作，這樣能夠維持發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將從參照附圖對(duì)下述理想的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行的詳細(xì)說明中能夠清楚了解到。這樣，采用本發(fā)明時(shí)，在采用使排氣再循環(huán)的技術(shù)的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，能夠相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及EGR率等運(yùn)行狀態(tài)發(fā)揮高增壓特性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖； 圖2是表示圖1所示的系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖3是內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及EGR率與增壓器的工作狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的說明圖； 圖4是表示圖2所示的渦輪(turbo)控制部執(zhí)行的渦輪控制的處理步驟的流程圖； 圖5是EGR率與NOx排出率的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式下面參照這些附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”)1被使用于具備增壓器的內(nèi)燃機(jī)2。該內(nèi)燃機(jī)2可以是2沖程(寸4 ” 發(fā)動(dòng)機(jī)和4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的任意一種，也可以是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體發(fā)動(dòng)機(jī)以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的任意一種。又，這種內(nèi)燃機(jī)2不僅可以作為四輪車輛和船舶等輸送機(jī)器的原動(dòng)力，而且也可以作為其他各種機(jī)器的原動(dòng)力使用。在這里為了方便，只對(duì)內(nèi)燃機(jī)2為船用2沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況進(jìn)行說明。內(nèi)燃機(jī)2具有未圖示的燃燒室，從該燃燒室延伸出引導(dǎo)排氣用的排氣通路3。排氣通路3具有從內(nèi)燃機(jī)2延伸出的1個(gè)系統(tǒng)的集合排氣通路4、以及從該集合排氣通路4相互離開延伸的2條分叉排氣通路5A、5B。在各分叉排氣通路5A、5B上分別連接增壓器6A、6B。換句話說，本系統(tǒng)1具有兩個(gè)增壓器6A、6B，這些增壓器6A、6B通過分叉排氣通路5A、5B與集合排氣通路4并聯(lián)連接。這兩個(gè)增壓器6A、6B其容量互不相同，下面將大容量的增壓器6A稱為“第1增壓器6A”，將小容量的增壓器6B稱為“第2增壓器6B”。又，將連接于第1增壓器6A的分叉排氣通路5A稱為“第1分叉排氣通路5A”，將連接于第2增壓器6B的分叉排氣通路5B稱為 “第2分叉排氣通路5B”。第1增壓器6A具有渦輪機(jī)7A和壓縮機(jī)8A，渦輪機(jī)7A利用流過第1分叉排氣通路 5A的排氣驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)8A通過傳遞渦輪機(jī)7A的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)，借助于此，利用壓縮機(jī)8A對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。在渦輪機(jī)7A的入口部，設(shè)置使流入渦輪機(jī)7A的排氣的流路斷面改變的可變噴嘴9A，借助于該可變噴嘴9A的動(dòng)作，能夠調(diào)整從壓縮機(jī)8A流出的壓縮氣體的壓力。第2增壓器6B的結(jié)構(gòu)，除了不具有可變噴嘴這一點(diǎn)外，與第1增壓器6A相同，不再對(duì)其進(jìn)行重復(fù)說明。圖1中的符號(hào)7B、8B是第2增壓器6B的渦輪機(jī)以及壓縮機(jī)。增壓器6A、6B上連接將增壓器6A、6B來的壓縮氣體提供給內(nèi)燃機(jī)2的燃燒室的掃氣通路10。還有，在內(nèi)燃機(jī)是4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，這些增壓器連接于供氣通路。掃氣通路10具有從第1增壓器6A的壓縮機(jī)8A—側(cè)延伸的第1分叉掃氣通路11A、 從第2增壓器6B的壓縮機(jī)8B —側(cè)延伸的第2分叉掃氣通路11B、以及集合這些分叉掃氣通路IlAUlB后向內(nèi)燃機(jī)2作為1個(gè)系統(tǒng)延伸的集合掃氣通路12。也就是說，兩個(gè)增壓器 6A、6B通過分叉掃氣通路IlAUlB也與集合掃氣通路12并聯(lián)連接。因此，如果采用本系統(tǒng)1，則各增壓器6A、6B使用的從內(nèi)燃機(jī)2排出的流過排氣通路3的排氣的能量對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，能夠通過掃氣通路10將該高溫壓縮氣體提供給內(nèi)燃機(jī) 2。集合掃氣通路12上設(shè)置空氣冷卻器々一 9)13，從增壓器6A、6B來的高溫壓縮氣體在該空氣冷卻器13進(jìn)行冷卻之后被提供給內(nèi)燃機(jī)2。本系統(tǒng)1具備開閉第1分叉排氣通路5A的第1排氣開閉閥14A、以及開閉第2分叉排氣通路5B的第2排氣開閉閥14B。在第1排氣開閉閥14A處于將第1分叉排氣通路 5A打開的狀態(tài)時(shí)，通過第1分叉排氣通路5A將排氣提供給第1增壓器6A，能夠使第1增壓器6A動(dòng)作。反之，在第1排氣開閉閥14A處于將第1分叉排氣通路5A關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，能夠使第1增壓器6A停止。第2排氣開閉閥14B的狀態(tài)與第2增壓器6B動(dòng)作之間的關(guān)系也與此相同。又，各分叉排氣通路5A、5B上連接著從壓縮器15發(fā)生的壓縮空氣的蓄壓用的貯存器16延伸出的增壓器預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣通路17。該預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣通路17具有從貯存器16延伸出的集合壓縮空氣通路18、從集合壓縮空氣通路18分叉出，連接于第1 分叉排氣通路5A的第1分叉壓縮空氣通路19A、以及連接于第2分叉排氣通路5B的第2分叉壓縮空氣通路19B。還有，貯存器16可以作為增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)專用的部件，也可以兼用為對(duì)其他機(jī)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)用的部件。在船舶中有許多利用壓縮空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的機(jī)器，與其對(duì)應(yīng)設(shè)置有貯存器。因此，能夠容易地將內(nèi)燃機(jī)2近旁配置的貯存器之一使用于增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)，設(shè)置增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)專用的貯存器的必要性小。各分叉壓縮空氣通路19A、19B下游端方便地連接于第1分叉排氣通路5A及第2 分叉排氣通路5B，可以將貯存器16中貯存的壓縮空氣提供給各增壓器6A、6B的渦輪機(jī)7A、 7B。換句話說，兩個(gè)增壓器6A、6B通過分叉排氣通路5A、5B及分叉壓縮空氣通路19A、19B 與貯存器16并聯(lián)連接。本系統(tǒng)1具備開閉第1分叉壓縮空氣通路19A的第1壓縮空氣開閉閥20A、以及開閉第2分叉壓縮空氣通路19B的第2壓縮空氣開閉閥20B。在第1壓縮空氣開閉閥20A 處于將第1分叉壓縮空氣通路19A打開的狀態(tài)時(shí)，壓縮空氣被提供給第1增壓器6A的渦輪機(jī)7A，利用該壓縮空氣可以使渦輪機(jī)7A旋轉(zhuǎn)。反之，在第1壓縮空氣開閉閥20A處于將第 1分叉壓縮空氣通路19A關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，壓縮空氣不能夠提供給渦輪機(jī)7A。還有，第2壓縮空氣開閉閥19B的狀態(tài)與第2增壓器6B的渦輪機(jī)7B的動(dòng)作之間的關(guān)系也與此相同。
增壓器6A、6B的壓縮機(jī)8A、8B上連接的各分叉掃氣通路11A、IlB上，分別連接使壓縮氣體通入大氣的第1及第2放氣通路22A、22B，本系統(tǒng)1具備開閉第1放氣通路22A的第1放氣閥23A、以及開閉第2放氣通路22B的第2放氣閥23B。在第1放氣閥23A處于將第1放氣通路22A打開的狀態(tài)時(shí)，第1分叉掃氣通路IlA內(nèi)的壓縮氣體通過第1放氣通路 22A向外部放出。反之，在第1放氣閥23A處于將第1放氣通路22A關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，能夠防止第1分叉掃氣通路IlA內(nèi)的壓縮氣體被放出到外部。而且，本系統(tǒng)1具備開閉第1分叉掃氣通路IlA的第1掃氣開閉閥24A、以及開閉第2分叉掃氣通路IlB的第2掃氣開閉閥 24B0在第1掃氣開閉閥24A處于將第1分叉掃氣通路IlA打開的狀態(tài)時(shí)，能夠?qū)⒌?分叉掃氣通路IlA內(nèi)的壓縮氣體提供給集合掃氣通路12。反之，在第1掃氣開閉閥24A處于將第1分叉掃氣通路IlA關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)，不能夠?qū)⒌?分叉掃氣通路IlA內(nèi)壓縮氣體提供給集合掃氣通路12。還有，第2放氣閥2 及第2掃氣開閉閥MB的狀態(tài)與第2分叉掃氣通路IlB內(nèi)的壓縮氣體的行為之間的關(guān)系也與此相同。集合排氣通路4通過EGR通路25與集合掃氣通路12旁通連接。因此，內(nèi)燃機(jī)2 來的排氣不經(jīng)過各增壓器6A、6B，而通過該EGR通路25被引入掃氣通路10，能夠再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)2。也就是說，本系統(tǒng)1采用EGR通路使排氣通路中相對(duì)于增壓器為上游側(cè)的部分與供氣或掃氣通路中相對(duì)于增壓器為下游側(cè)的部分旁通的所謂高壓EGR的技術(shù)，因此具有能夠在防止壓縮機(jī)8A、8B的污損的同時(shí)使排氣再循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。在該EGR通路25上，從排氣通路3 —側(cè)開始，EGR閥沈、洗滌器(”’八、2 、* 風(fēng)機(jī)觀、以及EGR空氣冷卻器四依序介于其中。EGR閥沈由例如蝶形閥等構(gòu)成，其開度可變，通過改變EGR閥沈的開度，能夠改變EGR率。該所謂“EGR率”是在從燃燒室送入排氣通路3的全部排氣量中，通過EGR通路25再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)2的排氣量的比例。參照?qǐng)D5，如上所述使EGR率增加，能夠減少NOx的排出率。一方面，由于本系統(tǒng)1采用所謂高壓EGR技術(shù)，因此如果使EGR率增加，則會(huì)導(dǎo)致提供給增壓器6Α、6Β —側(cè)的排氣量減少。還有，洗滌器27進(jìn)行排氣的脫塵、脫硫、以及冷卻，是對(duì)再循環(huán)的排氣的凈化起作用的裝置。鼓風(fēng)機(jī)觀是用于使排氣升壓的裝置。在船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中掃氣壓力往往比再循環(huán)的排氣的壓力高，因此向掃氣通路再循環(huán)時(shí)，利用該鼓風(fēng)機(jī)將排氣的壓力提高到掃氣壓力的程度，以使排氣的再循環(huán)能夠順利進(jìn)行。還有，鼓風(fēng)機(jī)觀的驅(qū)動(dòng)源可以是電動(dòng)機(jī)，也可以是內(nèi)燃機(jī)2的曲軸，又可以是在上述第1及第2增壓器6Α、6Β之外另設(shè)的增壓器。而且從排氣通路3流入EGR通路25的高壓排氣在EGR空氣冷卻器四進(jìn)行冷卻后通過掃氣通路10再循環(huán)到內(nèi)燃機(jī)2。下面參照?qǐng)D2對(duì)本系統(tǒng)1的控制系統(tǒng)進(jìn)行說明。本系統(tǒng)1具備對(duì)內(nèi)燃機(jī)2的動(dòng)作進(jìn)行總控制的控制器30。控制器30具有對(duì)外部傳感器以及作為控制對(duì)象的裝置等進(jìn)行信息的輸入輸出用的輸入輸出接口(未圖示)、存儲(chǔ)控制程序和輸入的信息等的存儲(chǔ)器(未圖示)、以及執(zhí)行該控制程序的CPU (未圖示)。在該控制程序中，包含例如指示對(duì)內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷進(jìn)行控制用的處理步驟的負(fù)荷控制程序、指示調(diào)整EGR率用的處理步驟的EGR控制程序、以及指示控制增壓器6A、6B的動(dòng)作用的處理步驟的渦輪控制程序等。即控制器30，作為其功能方框圖，具有控制內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷的負(fù)荷控制部31、對(duì)EGR率的調(diào)整進(jìn)行控制的EGR 控制部32、以及對(duì)增壓器6A、6B的動(dòng)作進(jìn)行控制的渦輪控制部33。控制器30與在利用控制部31 33執(zhí)行的控制中應(yīng)該參考的系統(tǒng)1的運(yùn)行狀態(tài)的檢測用的各種傳感器連接，形成能夠從這些傳感器向控制器30輸出表示運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)的結(jié)構(gòu)。又，控制器30與作為各控制部31 33執(zhí)行控制的對(duì)象的裝置的，可變噴嘴9A、各排氣開閉閥14A、14B、預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的各壓縮空氣開閉閥20A、20B、各放氣閥23A、23B、各掃氣開閉閥24A、24B、EGR閥26、以及燃料噴射裝置35連接。在這里舉出的閥分別為能夠用電氣或空氣手段驅(qū)動(dòng)的閥門。但是，沒有限定是常開閥還是常閉閥。負(fù)荷控制部31根據(jù)表示系統(tǒng)1的運(yùn)行狀態(tài)的輸入信號(hào)求出燃料噴射量的指令值， 控制燃料噴射裝置35的動(dòng)作，以將該指令值的燃料噴射量向燃燒室噴射。借助于此，能夠根據(jù)對(duì)控制器30輸入的信號(hào)控制內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷。EGR控制部32根據(jù)圖5所示的關(guān)系，求出應(yīng)該調(diào)整EGR率的EGR閥沈的開度的指令值以能夠使NOx排出率為所期望的數(shù)值，控制EGM6的驅(qū)動(dòng)，以使EGR閥沈的開度為該指令值。借助于此，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)2來的NOx排出量抑制于所期望的數(shù)值。在內(nèi)燃機(jī)2采用船用2沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的本實(shí)施形態(tài)中，利用EGR控制部32將EGR率調(diào)整在例如0%到 30%的范圍內(nèi)。渦輪控制部33形成能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷以及EGR率，決定是否使第1及第2 增壓器6A、6B各自動(dòng)作，根據(jù)該決定，控制增壓器6A、6B的動(dòng)作的結(jié)構(gòu)。也就是說，渦輪控制部33形成能夠根據(jù)內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷及EGR率，執(zhí)行第1以及第2排氣開閉閥14A、14B的驅(qū)動(dòng)控制、以及可變噴嘴9A的驅(qū)動(dòng)控制的結(jié)構(gòu)。而且渦輪控制部33，如下所述形成預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的各壓縮空氣開閉閥20A、20B、各放氣閥23A、23B、各掃氣開閉閥24A、24B的驅(qū)動(dòng)控制也一起執(zhí)行的結(jié)構(gòu)。渦輪控制部33形成為了檢測內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷，參考負(fù)荷控制部31求得的燃料噴射量的指令值，為了檢測EGR率，參考EGR控制部32求得的EGR閥沈的開度的指令值的結(jié)構(gòu)。圖3表示內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷及EGR率與增壓器的工作狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。渦輪控制部 33根據(jù)內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“高負(fù)荷”和“低負(fù)荷”兩個(gè)狀態(tài)中的哪一個(gè)狀態(tài)，而且根據(jù)EGR 率為“無EGR”、“低EGR”、“中EGR”以及“高EGR”這4個(gè)狀態(tài)中的哪一個(gè)，決定使其動(dòng)作的增壓器。所謂“高負(fù)荷”表示內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷在預(yù)先存儲(chǔ)于控制器30的規(guī)定的負(fù)荷閾值以上，所謂“低負(fù)荷”表示未滿該負(fù)荷閾值。所謂“無EGR”表示EGR閥沈完全關(guān)閉，EGR率為 0，全部排氣向增壓器6A、6B —側(cè)提供的狀態(tài)，所謂“低EGR”表示EGR率大于0，但未滿控制器30中預(yù)先存儲(chǔ)的規(guī)定的第IEGR閾值，所謂“高EGR”表示EGR率在比該第IEGR閾值大的值、即規(guī)定的第2EGR閾值以上，所謂“中EGR”表示EGR率在第IEGR閾值以上，但未滿第 2EGR閾值。還有，在控制上分類的負(fù)荷狀態(tài)數(shù)目以及EGR率的狀態(tài)數(shù)目不是分別限定于2 和4，可以適當(dāng)改變。在內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“高負(fù)荷”的情況下，如果EGR率為“無EGR”以及“低EGR”， 則使第1以及第2增壓器6A、6B兩者動(dòng)作。但是如果是“無EGR”，則第1增壓器6A的可變噴嘴9A的開度處于全開狀態(tài)。如果是“低EGR”，則使可變噴嘴9A動(dòng)作，使可變噴嘴9A的開度為比全開狀態(tài)小的規(guī)定的開度。如果EGR率為“中EGR”及“高EGR”，則只使第1增壓器6A動(dòng)作，使第2增壓器6B停止。但是，如果是“中EGR”，則使第1增壓器6A的可變噴嘴 9A的開度處于全開狀態(tài)。如果是“高EGR”，則使可變噴嘴9A動(dòng)作，使可變噴嘴9A的開度為比全開狀態(tài)小的規(guī)定的開度。在內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“低負(fù)荷”的情況下，如果EGR率為“無EGR”和“低EGR”，則只使第1增壓器6A動(dòng)作，使第2增壓器6B停止。同時(shí)使可變噴嘴9A的開度為比全開狀態(tài)小的規(guī)定的開度。如果是“高EGR”，則只使第2增壓器6B動(dòng)作，使第1增壓器6A停止。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，在“低負(fù)荷”的情況下，根據(jù)EGR率為“無EGR”、“低EGR”以及“高EGR”這3個(gè)狀態(tài)中的哪一個(gè)狀態(tài)決定增壓器的工作狀態(tài)。在內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“低負(fù)荷”，EGR率為如上所述定義的“中EGR”的情況下，可以決定與圖3所示的“低EGR”的情況相同的工作狀態(tài)，也可以決定與“高EGR”的情況相同的工作狀態(tài)。還有，內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“高負(fù)荷”時(shí)和“低負(fù)荷”時(shí)，區(qū)分EGR率的狀態(tài)用的EGR閾值的數(shù)值也可以不同。這樣，渦輪控制部33形成能夠?qū)嵤┤缦滤隹刂频慕Y(jié)構(gòu)，即在EGR率為0時(shí)，至少使第1增壓器6A動(dòng)作，在EGR率比0大，但未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，至少使第1增壓器6A動(dòng)作，同時(shí)使可變噴嘴9A動(dòng)作。這樣，在應(yīng)該再循環(huán)的排氣量為0，全部排氣向增壓器一側(cè)提供的狀況下，至少使大容量的第1增壓器6A動(dòng)作，這樣能夠發(fā)揮高增壓特性。當(dāng)EGR率從 0開始稍微增加，達(dá)到“低EGR”狀態(tài)時(shí)，使可變噴嘴9A動(dòng)作，而這時(shí)使可變噴嘴9A動(dòng)作，使其達(dá)到規(guī)定的必要的掃氣壓力，則能夠跟蹤EGR率的變化維持能夠發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。又，渦輪控制部33形成能夠執(zhí)行如下所述控制的結(jié)構(gòu)，即在內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“高負(fù)荷”，EGR率為“低EGR”或“無EGR”時(shí)，使得兩增壓器6A、6B動(dòng)作，當(dāng)EGR率為“中EGR”或 “高EGR”時(shí)，只使第1增壓器6A動(dòng)作。這樣，在“高負(fù)荷”，“低EGR”或“無EGR”時(shí)，由于向增壓器一側(cè)提供較多的排氣，使兩個(gè)增壓器6A、6B —起動(dòng)作，因此能夠發(fā)揮高增壓特性。在 “中EGR”或“高EGR”時(shí)，使小容量的第2增壓器6B停止，這樣能夠維持發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。又，渦輪控制部33形成能夠執(zhí)行如下所述控制的結(jié)構(gòu)，即內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷為“低負(fù)荷”，EGR率為“低EGR"或“無EGR"時(shí)，只使第1增壓器6A動(dòng)作，EGR率為“高EGR”時(shí)，只使第2增壓器6B動(dòng)作。這樣，在“低負(fù)荷”而且是“高EGR”時(shí)，向增壓器一側(cè)提供的排氣量少，因此只使小容量的第2增壓器6B動(dòng)作，這樣能夠發(fā)揮高增壓特性。在“低EGR”或“無 EGR”時(shí)，取代第2增壓器6B，只使大容量的第1增壓器6A動(dòng)作，這樣能夠維持發(fā)揮最佳增壓特性的狀態(tài)。這里，所謂“低負(fù)荷”而且“高EGR”時(shí)，是指在本系統(tǒng)1中被引向增壓器一側(cè)的排氣量最少的時(shí)候。在這種狀況下，最好是在系統(tǒng)1的設(shè)計(jì)階段預(yù)先把握好向增壓器一側(cè)用的排氣的流量，根據(jù)該流量設(shè)定第2增壓器6B的容量。這樣，即使是排氣量最少的狀況下， 也能夠維持高增壓特性。在這里，圖3的括號(hào)內(nèi)的數(shù)字，表示“高負(fù)荷”而且“無EGR”的情況下的全部排氣量記為10時(shí)的，提供給各增壓器6A、6B的排氣量的允許值的例子。換句話說，各增壓器6A、 6B具有使排氣達(dá)到括號(hào)內(nèi)的數(shù)值的容量。這樣，在“高負(fù)荷”而且“無EGR”的情況下，在本系統(tǒng)1中，向增壓器一側(cè)提供的排氣量最大。在“低負(fù)荷”而且“高EGR”的情況下，該排氣量為最小，但是在這里，假定該排氣量為上述最大排氣量的20%。小容量的第2增壓器6B 的容量設(shè)定得使其在這樣的狀況下能夠發(fā)揮高增壓特性。但是，該比例只是一個(gè)例子，相應(yīng)于該值的變化，第2增壓器6B的容量也適當(dāng)改變。而且，第1及第2增壓器6A、6B的容量的總和被設(shè)定為被引向增壓器一側(cè)的排氣量為在最大的“高負(fù)荷”而且“無EGR”的情況下，能夠發(fā)揮高增壓特性。第2增壓器6B設(shè)定為分擔(dān)該最大的排氣量的20%，因此第1增壓器6A的容量被設(shè)定為在提供其余的80% 的情況下能夠發(fā)揮高增壓特性。這樣，上述增壓器6A、6B的工作狀態(tài)根據(jù)相應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷以及EGR率決定的向增壓器一側(cè)的排氣供給量，還有各增壓器6A、6B的容量決定。在“低負(fù)荷”而且“無EGR”或“低EGR”的情況下，向增壓器一側(cè)提供的排氣量減少，因此只使第1增壓器6A動(dòng)作，根據(jù)該排氣量的變化改變可變噴嘴9A的開度，這樣能夠維持盡可能高的增壓器特性。下面參照?qǐng)D4對(duì)渦輪控制部33執(zhí)行的渦輪控制的處理步驟進(jìn)行說明。圖4所示的流程由渦輪控制部33每規(guī)定的控制周期反復(fù)執(zhí)行。首先，渦輪控制部33按照負(fù)荷控制部31及EGR控制部32來的輸入檢測內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷以及EGR率(步驟Si)。然后將檢測出的負(fù)荷及EGR率分別與負(fù)荷閾值及EGR閾值進(jìn)行比較(步驟S2)，導(dǎo)出內(nèi)燃機(jī)2的負(fù)荷符合 “高負(fù)荷”和“低負(fù)荷”中的哪一種狀態(tài)，同時(shí)導(dǎo)出EGR率符合“無EGR”、“低EGR”、“中EGR” 以及“高EGR”中的哪一種狀態(tài)(步驟S3)。接著，渦輪控制部33判斷這一次導(dǎo)出的狀態(tài)是否不同于上次導(dǎo)出的狀態(tài)(步驟 S4)。如果狀態(tài)沒有變化(S4判斷為否)，則處理結(jié)束，繼續(xù)當(dāng)前設(shè)定的增壓器的工作狀態(tài)。 如果狀態(tài)有變化時(shí)(S4判斷為是)，則根據(jù)這一次導(dǎo)出的狀態(tài)與圖3所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選定新的增壓器的動(dòng)作狀態(tài)(步驟S5)。然后，將當(dāng)前設(shè)定的增壓器的工作狀態(tài)與新選定的增壓器的工作狀態(tài)加以比較， 據(jù)此判斷是否存在雖然當(dāng)前停止著，但是根據(jù)新的工作狀態(tài)有必要啟動(dòng)的增壓器(步驟 S6)。也就是說，從進(jìn)行前一次處理起經(jīng)過規(guī)定的控制周期的期間，狀態(tài)從例如“高負(fù)荷”而且“高EGR”變成“高負(fù)荷”而且“低EGR”的情況下，有必要新啟動(dòng)第2增壓器6B。另一方面，狀態(tài)從例如“高負(fù)荷”而且“無EGR”變成“高負(fù)荷”而且“低EGR”的情況下，增壓器的工作狀態(tài)雖然改變，但是不存在需要新啟動(dòng)的增壓器。在不存在需要啟動(dòng)的增壓器的情況下(S6判斷為否)，按照選定的工作狀態(tài)進(jìn)行對(duì)各排氣開閉閥14A、14B、各掃氣開閉閥24A、24B、以及可變噴嘴9A的驅(qū)動(dòng)控制(步驟SlO)， 然后結(jié)束處理。存在有必要新啟動(dòng)的增壓器的情況下(S6判斷為是)，分別對(duì)分叉壓縮空氣開閉閥以及放氣閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以打開與該增壓器對(duì)應(yīng)的預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的(予回転用O)分叉壓縮空氣通路以及放氣通路(步驟S7)。然后，判斷執(zhí)行這些驅(qū)動(dòng)控制后是否經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間 (步驟S8)。如上所述，各通路在將開閉的狀態(tài)持續(xù)規(guī)定時(shí)間時(shí)(所定時(shí)間継続L· P 3間)， 將來自貯存器16的壓縮空氣提供給應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器，該增壓器的渦輪機(jī)借助于壓縮空氣預(yù)備旋轉(zhuǎn)。借助于此，壓縮機(jī)也預(yù)備旋轉(zhuǎn)，空氣被壓縮。該預(yù)備旋轉(zhuǎn)發(fā)生的壓縮空氣的壓力往往比運(yùn)行中的內(nèi)燃機(jī)2所需要的掃氣壓力還低。因此，為了防止從掃氣通路向壓縮機(jī)逆向流動(dòng)，使分叉掃氣通路的掃氣開閉閥處于關(guān)閉狀態(tài)，將增壓器與內(nèi)燃機(jī)2斷開。同時(shí)使放氣閥處于打開狀態(tài)，打開放氣通路，放掉預(yù)備旋轉(zhuǎn)發(fā)生的低壓壓縮空氣，以防止發(fā)生喘振。又，預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣由與排氣通路3不同的系統(tǒng)提供，因此增壓器的預(yù)備旋轉(zhuǎn)也可以不使用排氣。因此，EGR率不因增壓器的啟動(dòng)而受影響，可以避免增壓器的啟動(dòng)干擾 EGR控制，能夠?qū)Ox排出量維持于所期望值。
在步驟S8判斷為經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí)(S8判斷為是)，分別對(duì)壓縮空氣開閉閥以及放氣閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以關(guān)閉分叉壓縮空氣通路以及放氣通路(步驟S9)，然后進(jìn)入步驟S10， 對(duì)排氣開閉閥以及掃氣開閉閥分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以打開分叉排氣通路以及分叉掃氣通路，然后結(jié)束處理。借助于此，將排氣通路3內(nèi)的排氣提供給預(yù)備旋轉(zhuǎn)的增壓器，該增壓器基于排氣流量平穩(wěn)工作。迄今為止對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說明，但是上述結(jié)構(gòu)可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)適當(dāng)改變。增壓器數(shù)不限于兩個(gè)，系統(tǒng)中也可以具備在排氣通路與掃氣或供氣通路上分別并聯(lián)連接的3個(gè)以上的增壓器。又，具備可變噴嘴的增壓器的個(gè)數(shù)不限于1個(gè)，也可以在多個(gè)增壓器上具備可變噴嘴。又，增壓器的容量未必互不相同，各增壓器的容量也可以相同。又，EGR通路上的洗滌器、鼓風(fēng)機(jī)、EGR空氣冷卻器可以根據(jù)需要設(shè)置，也可以適當(dāng)省略。在本實(shí)施形態(tài)中，內(nèi)燃機(jī)使用船用2沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但是也可以使用其他用途的4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與利用三元催化劑謀求減少NOx排出率的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，傾向于將EGR率設(shè)定得更高，可以使用于將EGR率作為輸入?yún)?shù)決定增壓器的工作狀態(tài)的本系統(tǒng)。根據(jù)上述說明，對(duì)于本行業(yè)的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明的許多改良和其他實(shí)施形態(tài)是明顯的。從而，上述說明應(yīng)該只解釋為例示，是為本行業(yè)的普通技術(shù)人員示教實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)這樣的目的而提供的。不脫離本發(fā)明的宗旨，其結(jié)構(gòu)和/或功能是細(xì)節(jié)可以有實(shí)質(zhì)性變更。工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明在采用使通過增壓器之前的排氣再循環(huán)的高壓EGR技術(shù)的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)中，有能夠相應(yīng)于運(yùn)行狀態(tài)發(fā)揮高增壓特性的作用效果，如果使用于例如船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)則是有益的。符號(hào)說明
1排氣再循環(huán)系統(tǒng)；
2內(nèi)燃機(jī)；
3排氣通路；
4集合排氣通路； 5A、5B分叉排氣通路；
6A第1增壓器；
6B第2增壓器；
9A可變噴嘴；
10掃氣通路；
IlAUlB分叉掃氣通路；
12集合掃氣通路； 14AU4B排氣開閉閥；
16忙存器(reservoir)；
17壓縮空氣通路； 22A、22B放氣通路；23A、23B 24A.24B
25
26 30 33
放氣閥； 掃氣開閉閥； EGR通路； EGR 閥； 控制器； 渦輪控制部。
權(quán)利要求
1.一種帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，具備 弓丨導(dǎo)來自內(nèi)燃機(jī)的排氣的排氣通路、與所述排氣通路并聯(lián)連接的多個(gè)增壓器、將所述多個(gè)增壓器發(fā)生的壓縮氣體提供給所述內(nèi)燃機(jī)用的供氣或掃氣通路、 使所述排氣通路的所述增壓器上游側(cè)與所述供氣或掃氣通路的所述增壓器下游側(cè)旁通的EGR通路、以及進(jìn)行控制以調(diào)整流過所述EGR通路的排氣量在全部排氣量中的比例、即EGR率的控制裝置；所述控制裝置還形成能夠?qū)嵤└鶕?jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及所述EGR率決定是否使所述多個(gè)增壓器中的各個(gè)增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，在所述多個(gè)增壓器中的至少一個(gè)上設(shè)置對(duì)該增壓器發(fā)生的壓縮氣體的壓力進(jìn)行調(diào)整用的可變噴嘴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述排氣通路中，包含從所述內(nèi)燃機(jī)延伸出的排氣集合通路、以及從該排氣集合通路分叉，連接于所述多個(gè)增壓器中的各個(gè)增壓器上的多條分叉排氣通路， 還具備設(shè)置于所述各分叉排氣通路上的排氣開閉閥，所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制以對(duì)多個(gè)所述排氣開閉閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以打開應(yīng)該使其動(dòng)作的增壓器上連接的分叉排氣通路，同時(shí)關(guān)閉應(yīng)該使其停止的增壓器上連接的分叉排氣通路的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 在所述供氣或掃氣通路中，包含分別連接于所述多個(gè)增壓器的多條分叉通路、以及集合所述多條分叉通路，延伸到所述內(nèi)燃機(jī)的集合通路， 還具備在所述各分叉通路上設(shè)置的開閉閥，所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制，以對(duì)多個(gè)所述開閉閥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以打開應(yīng)該使其動(dòng)作的增壓器上連接的分叉通路，同時(shí)關(guān)閉應(yīng)該使其停止的增壓器上連接的分叉通路的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，還具備獨(dú)立于所述排氣通路設(shè)置，用于對(duì)所述多個(gè)增壓器分別提供預(yù)備轉(zhuǎn)動(dòng)用的壓縮空氣的壓縮空氣通路，所述控制裝置形成能夠進(jìn)行控制，以在所述增壓器啟動(dòng)時(shí)通過所述壓縮空氣通路對(duì)應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器提供預(yù)備轉(zhuǎn)動(dòng)用的壓縮空氣規(guī)定時(shí)間的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，還具備連接于所述多個(gè)增壓器的壓縮機(jī)的各自的下游側(cè)，用于使來自增壓器的壓縮氣體通往大氣的多條放氣通路、以及設(shè)置于所述放氣通路上的放氣閥，所述控制裝置形成能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥的控制，以在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器對(duì)應(yīng)的放氣通路，在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后進(jìn)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥的控制， 以關(guān)閉該放氣通路的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述供氣或掃氣通路包含分別連接于所述多個(gè)增壓器的多條分叉通路、以及集合所述多條分叉通路，延伸到所述內(nèi)燃機(jī)的集合通路，還具備設(shè)置于所述各分叉通路上的開閉閥、獨(dú)立于所述排氣通路設(shè)置，分別對(duì)所述多個(gè)增壓器中的各增壓器提供預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣的壓縮空氣通路、連接于所述多個(gè)增壓器的各壓縮機(jī)的下游側(cè)，用于使來自增壓器的壓縮氣體通往大氣的多條放氣通路、以及設(shè)置于所述各放氣通路的放氣閥，所述控制裝置形成能夠如下所述進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)，即、在所述增壓器啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過所述壓縮空氣通路對(duì)應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器提供預(yù)備旋轉(zhuǎn)用的壓縮空氣的控制，同時(shí)至少在所述規(guī)定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥，打開與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器對(duì)應(yīng)的放氣通路，同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)所述開閉閥，以關(guān)閉與所述應(yīng)該啟動(dòng)的增壓器連接的分叉通路， 在經(jīng)過所述規(guī)定時(shí)間后執(zhí)行驅(qū)動(dòng)所述放氣閥，以關(guān)閉該放氣通路，同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)所述開閉閥，以打開該分叉通路的結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)增壓器的容量完全相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)增壓器的容量互不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置執(zhí)行在規(guī)定的下限值與規(guī)定的上限值之間的范圍內(nèi)調(diào)整所述EGR率的控制，所述多個(gè)增壓器中容量最小的增壓器在所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷為低負(fù)荷，并所述EGR率調(diào)整為所述上限值時(shí)，根據(jù)引導(dǎo)到該增壓器的排氣的流量設(shè)定其容量。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個(gè)增壓器由第1增壓器以及比該第1增壓器容量小的第2增壓器構(gòu)成， 所述控制裝置形成能夠根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷以及所述EGR率，實(shí)施從使所述第1增壓器及第2增壓器兩者動(dòng)作的狀態(tài)、只使所述第1增壓器動(dòng)作的狀態(tài)、以及只使所述第2增壓器動(dòng)作的狀態(tài)中選擇的任意一個(gè)狀態(tài)的控制的結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 還具備用于對(duì)來自所述第1增壓器的壓縮氣體的壓力進(jìn)行調(diào)整的可變噴嘴， 所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鯡GR率為0時(shí)至少使所述第1增壓器動(dòng)作，在所述EGR率比0大，但未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，至少使所述第1增壓器動(dòng)作，而且使所述可變噴嘴動(dòng)作，以使所述第1增壓器來的壓縮氣體的壓力為規(guī)定的需要的壓力以上的控制的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鰞?nèi)燃機(jī)的負(fù)荷在規(guī)定的負(fù)荷閾值以上，所述EGR率未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，使所述第1增壓器及第2增壓器兩者動(dòng)作，而在所述EGR率在所述 EGR閾值以上時(shí)，只使所述第1增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的帶增壓器的內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制裝置形成能夠?qū)嵤┰谒鰞?nèi)燃機(jī)的負(fù)荷未滿規(guī)定的負(fù)荷閾值，所述EGR率未滿規(guī)定的EGR閾值時(shí)，只使所述第1增壓器動(dòng)作，而在所述EGR率在所述EGR閾值以上時(shí)，只使所述第2增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明的排氣再循環(huán)系統(tǒng)，具備與引導(dǎo)來自內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣的排氣通路(3)并聯(lián)連接的多個(gè)增壓器(6A、6B)、使將多個(gè)增壓器(6A、6B)發(fā)生的壓縮氣體提供給內(nèi)燃機(jī)(2)用的供氣或掃氣通路(10)與排氣通路(3)旁通的EGR通路(25)、以及進(jìn)行控制以調(diào)整流過EGR通路(25)的排氣量在全部排氣量中的比例、即EGR率的控制裝置(30)；控制裝置(30)還形成能夠?qū)嵤└鶕?jù)內(nèi)燃機(jī)(2)的負(fù)荷以及EGR率決定是否使多個(gè)增壓器(6A、6B)中的各個(gè)增壓器動(dòng)作的控制的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F02D9/06GK102348879SQ201080011379
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者東田正憲, 山本寬一, 高田廣崇 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社