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JP2002522687A - Ｅｇｒ付きツイン・ターボ・チャージャ内燃機関及びその駆動方法 - Google Patents

Ｅｇｒ付きツイン・ターボ・チャージャ内燃機関及びその駆動方法

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JP2002522687A
JP2002522687A JP2000563928A JP2000563928A JP2002522687A JP 2002522687 A JP2002522687 A JP 2002522687A JP 2000563928 A JP2000563928 A JP 2000563928A JP 2000563928 A JP2000563928 A JP 2000563928A JP 2002522687 A JP2002522687 A JP 2002522687A
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internal combustion
combustion engine
cylinder
egr
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ハズレル・マルセル
ルーフレル・アクスル
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ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト
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Abstract

(57)【要約】 複数のシリンダを２列に配置し、それぞれシリンダ列の各シリンダからの排気ガスにより駆動される２個の排気ガス・ターボ・チャージャ、２本の排気ガス排出ラインを含むEGRを有する内燃機関であって、これがシリンダ列の各シリンダの排気ガスの再循環すべき一部をそれぞれの前記排気ガス・ターボ・チャージャの上流で分流して共通の再循環ラインに供給し、これにより前記の再循環するべき排気ガスは前記排気ガス・ターボ・チャージャの下流で１本のエア吸入口へ供給され、ここではEGRバルブとして機能するバルブ手段が前記の再循環された排気ガス量を調整することができ、また前記バルブ手段は遮断手段を使用して、前記の両排気ガス排出ライン間に形成されている連結部を遮断できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＧＲを有し、２個の排気ガス・ターボ・チャージャを用いて過給
を行う内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＥ ３６ ３３ ４０５ Ａ１ はシリンダが２列に配置されているディーゼル
内燃機関を開示している。ここでは前記各シリンダ列の排気ガスが排気ガス・タ
ーボ・チャージャを駆動する。ここで前記公知内燃機関において前記排気ガス・
ターボ・チャージャは、自身が属するシリンダ列の各シリンダを過給する役割の
みを担う。
【０００３】 ＤＥ ４４ １６ ５７２ Ｃ１ は２個の並行して接続された排気ガス・ターボ
・チャージャの援用によりシリンダにエアが過給される内燃機関を開示している
。ここでは前記排気ガス・ターボ・チャージャは前記各シリンダの排気ガスによ
り駆動される。さらには前記公知内燃機関はＥＧＲを有しており、ここでは前記
排気ガスの一部は前記排気ガス・ターボ・チャージャのタービンの吸入口に入る
前に分流され、前記排気ガス・ターボ・チャージャのコンプレッサより前の位置
で吸入エアに混入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、冒頭に挙げた種の内燃機関の出力挙動に関する問題の改善を課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この問題は請求の範囲第１項に記載の特徴を持つ内燃機関により解決される。 本発明に従った前記内燃機関の前記ＥＧＲは、前記排気ガスを、前記タービン
吸入口の上流を支配する圧力レベルから前記コンプレッサ排出口の下流（場合に
よりインタクーラの下流）を支配する圧力レベルにまで戻すという原理に基づく
ものである。ここで分割されている前記各シリンダ列ないしシリンダ・バンクに
は、排気ガス再循環のためにそれぞれに独立した各排気ガス排出ラインが分担配
置されており、これらが前記ＥＧＲ用の１本の共通の再循環ラインに合流してい
る。このため両シリンダ・バンクからの再循環すべき排気ガス量の各分量は、こ
れらが前記ＥＧＲを通過してエア吸入口へ供給される、ないしはブースト・エア
へ混入されるより前の位置で相互に混合される。この配置による長所は以下のと
おりである。
【０００６】 前記ブースト・エアのためには、中にブースト圧力センサを１個だけ配置した
共通の空気室いわゆる「エア・ボックス」が必要となるだけである。この他に必
要となるのはターボ・チャージャ制御回路だけであり、これは必要に応じて前記
両ターボ・チャージャに対して補正制御を実行する。前記ＥＧＲが必要とするの
はＥＧＲ制御回路のみであり、これは適切なバルブ手段を用いて、適宜必要とさ
れるＥＧＲ率を制御ないしは調整する。さらには本発明に従ったこの配置におい
ては１個の共通のインタークーラを使用することができ、これには適宜に共通の
スロットル・バルブを備えて前記ＥＧＲへ供給量を増加させることができる。さ
らには前記の共通の再循環ライン内にＥＧＲ熱交換器を配置するだけで前記の再
循環された排気ガスを冷却できる。
【０００７】 それぞれのシリンダ・バンクに分担配置されている各排気ガス排出ラインが１
本の共通の再循環ラインへ合流しているため、前記の両排気ガス排出ラインの間
には連結部が形成されている。前記の共通の再循環ラインは特に、完全に同一に
作動するわけではない前記の各排気ガス・ターボ・チャージャ間の圧力を均衡化
するために必要である。本発明に従った前記内燃機関は、基本的な特徴として遮
断手段を有しており、これを用いて前記の両排気ガス排出ライン間に形成されて
いる連結部を遮断することができる。
【０００８】 この方法は、前記内燃機関の回転数域が比較的低い場合においては前記各シリ
ンダ・バンクに圧力脈動が発生し、これが前記の各排気ガス排出ライン間の連結
部のために質量の振動を発生ないしは誘発するという認識に基づいている。この
質量の振動により排気ガス全体のエネルギーの衝突エネルギーの一部が、前記の
相互結合された各排気ガス排出ライン内で壁面熱損失および摩擦損失の形で失わ
れてゆく。このことが、上述の比較的低い回転数域においては比較的わずかなブ
ースト圧力しか形成できずに、そのため比較的低いトルクしか供出できないとい
う結果をもたらす。このことは同様に、前記内燃機関の出力性能の低下につなが
る。
【０００９】 基本的に上述の低い回転数域ではいわゆるパルス・チャージングが起こってい
るが、回転数が高くなるにつれて、上述の質量振動およびそれに伴う現象が発生
しなくなり、いわゆるラム・チャージングのみとなる。前記内燃機関を加速させ
ると、パルス・チャージングから完全なラム・チャージングに移行する際に、望
ましくない出力の急変化がはっきりと認められる。
【００１０】 本発明に従い提案された遮断手段を用いると、前記の各排気ガス排出ライン間
の前記連結部を中断ないし遮断することができ、このために前記圧力脈動による
質量振動が発生しなくなるため、これに起因する前記諸損失が発生しなくなる。
この結果として前記の本発明に従った内燃機関では上述の低い回転数域で出力な
いしトルクが顕著に増加する。
【００１１】 前記内燃機関の本発明に従った実施形態を用いると、前記内燃機関が比較的低
い限界回転数で作動している場合には前記各排気ガス排出ラインを相互に分離し
て前記排気ガス・ターボ・チャージャが相互で完全に独立して過給を行なえる。
従って、前記内燃機関の出力上昇を最大にすることができる。また他方で回転数
が限界域でない場合には、前記ＥＧＲ用に前記の共通の単純な制御回路の長所を
有効利用することができる。
【００１２】 さらにはＥＧＲバルブの働きをする前記バルブ手段を(場合によっては前記再
循環ライン内に配置されうる)排気ガス熱交換器の上流に配置する場合では、前
記遮断手段が非作動時には確実に前記バルブ手段を介して高温の排気ガスのみが
貫流するようにして、前記排気ガス熱交換器内に生成した堆積物がバルブ手段に
詰まる問題、つまり前記バルブ手段の固着を防止することができる。
【００１３】 本発明に従った内燃機関では、特殊な方法において、前記内燃機関の回転数域
が比較的低い場合には、前記各遮断手段を用いて前記各排気ガス排出ライン間の
連結部を遮断し、特にこれにより前記ＥＧＲもまた遮断することにより出力性能
を向上させることができる。この方法を援用して、低い回転数域で前記各排気ガ
ス排出ラインが遮断されている場合には、前記内燃機関は前述の出力上昇を得ら
れる。ここでこれを行っている間、排気ガス浄化の役割を担う前記ＥＧＲが働か
ない場合があることは無視してよい。これは出力性能が上昇しているため、ない
しは供出されているエンジン・トルクが向上しているために、加速能力が増加し
、このエンジンの作動状態は急速に終息する可能性があるためである。前記の限
界回転域を脱出した直後に前記各遮断手段は、前記各排気ガス排出ラインを再び
相互に接続し、これにより必要に応じて遮断されていたＥＧＲを再び活性化する
ことができ、その結果、前記内燃機関は最適な排気ガス浄化を行なうことのでき
るエンジン作動域内で作動するようになる。
【００１４】 本発明のその他の重要な諸特徴および長所は、下位の請求の範囲、図面および
図面を用いてのその形態説明から明らかになる。
【００１５】 前述の、または以下にさらに詳細に述べる諸特徴は、それぞれにおいて申立て
られた組合わせにおいてのみならず、本発明の範囲から逸脱しなければ、その他
の組合わせにおいてもまた単独でも使用可能であることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態例を図面に開示し、以下に詳細記述する。 各図面において、 第１図は、本発明の内燃機関の第１の実施形態を示す構成図、 第２図は、本
発明の内燃機関の第２の実施形態を示す構成図である。
【００１７】 第１図および第２図の通り、本発明に従った内燃機関は例えばシリンダ１を８
筒有し、これらがそれぞれ４筒のシリンダ１ごとに２つのシリンダ列２および３
に分割されている。前記内燃機関の前記の２つのシリンダ列２および３はＶ型に
配置することが好ましく、このため前記各実施形態例において描写されている前
記内燃機関はそれぞれが８気筒Ｖ型エンジンである。Ｖ型エンジンにおいては前
記シリンダ列２および３は通常、シリンダ・バンクと称される。
【００１８】 各シリンダ列ないしシリンダ・バンク２および３にはそれぞれに独立した排気
ガス・ターボ・チャージャ４ないし５が装備されており、一方のシリンダ・バン
ク２の排気ガスが排気ガス・ターボ・チャージャ４を駆動し、また他方のシリン
ダ・バンク３の排気ガスが排気ガス・ターボ・チャージャ５を駆動する役割を担
うように分担配置されている。
【００１９】 前記排気ガス・ターボ・チャージャ４および５は、それぞれ新気吸入ライン６
ないし７を介して新気を吸入し、ここでその新気はそれぞれ、前記排気ガス・タ
ーボ・チャージャ４ないし５のそれぞれコンプレッサ８ないし９内でブースト・
エアに圧縮される。過給されたブースト・エアは前記各コンプレッサ８および９
の下流で、中に１個のインタークーラ１１を配置した１本の共通ブースト・エア
・ライン１０に供給される。このようなインタークーラ１１は、コンプレッサに
よる過給時に加熱されたブースト・エアの冷却を行なう。これによりブースト・
エアの流量は著しく増加する。
【００２０】 前記ブースト・エア・ライン（インタークーラ）１１から送られる冷却された
前記ブースト・エアは前記内燃機関エア吸入口１２に到達して空気室１３に合流
する。ここで前記ブースト・エアは両シリンダ・バンク２および３の各シリンダ
１に分配される。
【００２１】 各シリンダ１内での燃焼後、排気ガスはシリンダ・バンク２ないし３にそれぞ
れ分担配置されている２本の排気ガス回収ライン１４ないし１５を介して、前記
各排気ガス・ターボ・チャージャ４ないし５のそれぞれのタービン１６ないし１
７に到達し、これを駆動してこれに連結した前記各コンプレッサ８ないし９を駆
動する。前記各タービン１６ないし１７の下流で、圧力から開放された排気ガス
は、それぞれ１個の、または共通した排気ガス浄化装置、および消音装置に供給
される。
【００２２】 両排気ガス回収ライン１４および１５はそれぞれ同じＥＧＲの両部分である、
排気ガス排出ライン１８ないし１９に接続されている。前記の両排気ガス排出ラ
イン１８ないし１９は１本の共通の再循環ライン２０に合流しており、この中に
は高温の燃焼排気ガスから熱エネルギーを奪取するＥＧＲ熱交換器が配置されて
いる。前記再循環ライン２０は前記内燃機関のエア吸入口１２に合流しているた
め、過給された新気の燃焼排気ガスは前記空気室１３へ流入するより前の位置で
混入することができる。
【００２３】 前記ＥＧＲはさらにバルブ手段２１（第１図）ないし２２および２３（第２図
）を有し、これを用いて再循環された排気ガス量を調整ないし制御することがで
きる。
【００２４】 従来の諸内燃機関においてはこのバルブ手段２１；２２、２３は前記再循環ラ
イン２０が前記エア吸入口１２に連通されている部分に配置されているのに対し
、本発明に従った内燃機関の諸実施形態で上述のバルブ手段２１；２２、２３は
、前記各排気ガス排出ライン１８および１９と前記再循環ライン２０に連通する
部分に配置されている。
【００２５】 第１図に描写されている実施形態の通り前記バルブ手段２１は１個の遮断手段
２５を備えており、これにより一つには前記各排気ガス排出ライン１８および１
９ないし前記再循環ライン２０の遮断、また他方では前記各排気ガス排出ライン
１８および１９から前記再循環ライン２０への排気ガス流入量の調整、またこれ
によりＥＧＲ率の調整ができるように配置されている。ここでは前記バルブ手段
２１は前記遮断手段２５と合わせてＥＧＲバルブとして機能する。
【００２６】 上記とは異なり、第２図で描写されている実施形態においては前記バルブ手段
２２および２３は第一および第二の遮断手段としてそれぞれ２６および２７を備
えており、これらはそれぞれ前記各排気ガス排出ライン１８および１９に配置さ
れており、これらの働きで前記再循環ライン２０への流入口より前の位置で遮断
することができる。さらには前記各遮断手段２６および２７は、これらを用いて
前記各排気ガス排出ライン１８および１９を通過する排気ガスの貫流量を、好ま
しくは並行して、調整できるようにして、ここでもまた前記各遮断手段２６およ
び２７を備えた前記各バルブ手段２２および２３がＥＧＲバルブとして機能し、
これを用いて前記ＥＧＲ率が調整可能であるように設計されている。
【００２７】 前記各バルブ手段２１ないし２２および２３を用いて、前記各排気ガス排出ラ
イン１８および１９間にあり前記の共通の再循環ライン２０に連通する連結部を
遮断ないし中断し、これにより前記シリンダ・バンク２および３は排気ガス側で
相互の連結を完全に分離することができる。本発明に従った内燃機関と本発明に
従って提案された駆動方法では、これが、前記シリンダ・バンク２および３の排
気ガス側の相互作用により、前記内燃機関の回転数域が比較的低い場合に発生す
るラム・チャージングを防止するのに利用される。上記で既に詳しく言及した通
り、回転数が低い場合のこの相互作用とは主に、両シリンダ・バンク２および３
の間に前記各排気ガス排出ライン１８および１９内の質量振動を誘発する圧力脈
動が形成されることである。この質量振動は摩擦損失および熱損失を増加するた
め、このエネルギー損失は結局、得られるブースト圧力を減少させることになる
。
【００２８】 前記各シリンダ・バンク２および３が排気ガス側で、バルブ手段ないし遮断手
段２１ないし２５（第１図）および２２、２３ないし２６、２７（第２図）の提
案されている配置に従って相互に連結が分離されている場合では、さらにブース
ト圧力が高くなる。
【００２９】 発明に従った前記内燃機関はそのため、排気ガス側での前記各シリンダ・バン
ク２および３間の結合が、上述のパルス・チャージングが起る回転数では遮断さ
れるように駆動される。基本的に純粋なラム・チャージングとなる回転数域にな
って初めて、排気ガス側での前記各シリンダ・バンク２および３間の結合が再開
される。本発明に従った内燃機関を搭載した車両では、このような方法により、
例えば発進域で高いエンジン出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の内燃機関の第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】 本発明の内燃機関の第２の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ シリンダ ２，３ シリンダ・バンク ４，５ 排気ガスターボ・チャージャ １２ エア吸入口 １８，１９ 排気ガス排出ライン ２０ 再循環ライン ２１，２２，２３ バルブ手段 ２５，２６，２７ 遮断手段
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月２日（２０００．６．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 ＥＧＲ付きツイン・ターボ・チャージャ内燃機関 及びその駆動方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ＥＧＲを有し、２個の排気ガス・ターボ・チャージャを用いて過給
を行う内燃機関及びその駆動方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 前記インタークーラ１１から送られる冷却された前記ブースト・エアは前記内
燃機関エア吸入口１２に到達して空気室１３に合流する。ここで前記ブースト・
エアは両シリンダ・バンク２および３の各シリンダ １に分配される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０Ｂ ５８０Ｅ Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｋ 37/00 ３０２ 37/00 ３０２Ｄ ３０２Ｆ 37/007 37/12 ３０２Ｆ 37/12 ３０２ Ｆ０２Ｄ 23/00 Ｊ Ｆ０２Ｄ 23/00 ３０１Ｃ (72)発明者 ハズレル・マルセル ドイツ連邦共和国 ディー−73733 エズ リンゲン，リューデルネルシュトラッセ 24／１ (72)発明者 ルーフレル・アクスル ドイツ連邦共和国 ディー−73207 プロ ヒンゲン， エズリンゲル シュトラッセ 17 (72)発明者 ヴェーベル・ジークフリード ドイツ連邦共和国 ディー−70619 ステ ュットガルト，ラウクスヴェッグ 25ベー Ｆターム(参考） 3G005 EA16 EA24 EA26 FA12 GA02 GB24 GD17 HA12 HA13 JA24 JA39 3G062 AA05 ED01 ED03 ED08 GA06 GA14 3G092 AA15 AA17 AA18 DC01 DC09 EA28 EA29 FA01 HD07X HE01Z

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２列のシリンダ・バンク（２、３）にそれぞれ複数のシリン
    ダ（１）を配置し、シリンダ・バンク（２、３）のシリンダ（１）の排気ガスに
    よりそれぞれ駆動される２個の排気ガス・ターボ・チャージャ（４、５）、２本
    に分枝した排気ガス排出ライン（１８、１９）を含むＥＧＲを有する内燃機関で
    あって、これがそれぞれ１列のシリンダ・バンク（２、３）のシリンダ（１）の
    再循環すべき排気ガスの一部をそれぞれの排気ガス・ターボ・チャージャ（４、
    ５）の上流で分流して共通の再循環ライン（２０）に供給し、これにより再循環
    すべき排気ガスは前記排気ガス・ターボ・チャージャ（４、５）下流の１個のエ
    ア吸入口(１２)に供給され、ここでＥＧＲバルブとして機能するバルブ手段（２
    １；２２、２３）が再循環した排気ガスの量を調整することができ、バルブ手段
    （２１；２２、２３）は遮断手段（２５；２６、２７）を備え、これにより前記
    両排気ガス排出ライン（１８、１９）間の連結部を遮断することができるように
    した内燃機関。
  2. 【請求項２】 前記各遮断手段（２５；２６、２７）を用いて前記再循環ラ
    イン（２０）をも遮断可能であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
  3. 【請求項３】 前記各バルブ手段（２１；２２、２３）が共通の結合箇所の
    部分に配置され、この箇所で前記各排気ガス排出ライン（１８、１９）が前記再
    循環ライン（２０）と接続されて相互に連通することを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の内燃機関。
  4. 【請求項４】 前記各バルブ手段（２１；２２、２３）は、前記結合箇所に
    配置されているバルブ構成要素を有しており、バルブ構成要素は、前記各遮断手
    段（２５；２６、２７）を備えていてＥＧＲバルブとして機能することを特徴と
    する請求項３に記載の内燃機関。
  5. 【請求項５】 前記各バルブ手段（２１；２２、２３）が、前記各排気ガス
    排出ライン（１８、１９）のうちのそれぞれ１本の中で前記再循環ライン（２０
    ）の該当する流入口の前の位置に配置されている２個のバルブ構成要素を有し、
    またそれぞれ前記各遮断手段（２５；２６、２７）を備え、ＥＧＲバルブとして
    機能していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の内燃機関。
  6. 【請求項６】 前記再循環ライン（２０）内の前記エア吸入口（１２）への
    流入口より前の位置にＥＧＲ熱交換器（２４）が配置されており、これの中で再
    循環された排気ガスが冷却されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載
    の内燃機関。
  7. 【請求項７】 各シリンダ（１）より上流位置の前記エア吸入口（１２）内
    に空気室（１３）が配置されており、ここから前記各シリンダ（１）から過給さ
    れたブースト・エアが供給されることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載
    の内燃機関。
  8. 【請求項８】 前記排気ガス・ターボ・チャージャ（４、５）の下流に１個
    のインタークーラ（１１）が配置されており、この中で前記各シリンダ（１）に
    供給された前記ブースト・エアが冷却されることを特徴とする請求項１〜７の何
    れかに記載の内燃機関。
  9. 【請求項９】 前記再循環ライン（２０）が前記インタークーラ（１１）の
    下流で前記エア吸入口（１２）に合流することを特徴とする請求項８に記載の内
    燃機関。
  10. 【請求項１０】 前記再循環ライン（２０）の流入口の上流の前記エア吸入
    口（１２）内にスロットル・バルブが配置されていることを特徴とする請求項１
    〜８の何れかに記載の内燃機関。
  11. 【請求項１１】 前記内燃機関の回転数域が比較的低い場合には、前記各遮
    断手段（２５；２６、２７）を用いて前記各排気ガス排出ライン（１８、１９）
    間の連結部が遮断される一方で、それ以外の回転数域で前記連結部は開通してい
    ることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の内燃機関の駆動方法。
  12. 【請求項１２】 前記各排気ガス排出ライン（１８、１９）間の連結部が遮
    断されている場合に、排気ガスもまた前記エア吸入口（１２）へは再循環されな
    いことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記の比較的低い回転数域は、０〜２０００rpmの回転数
    を含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記回転数域が、８００〜２０００rpmの回転数を含むこ
    とを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記回転数域が、１２００〜１８００rpmの回転数を含む
    ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013972A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Hyundai Motor Co Ltd エンジンのターボチャージシステム
JP2017066888A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 株式会社豊田自動織機 内燃機関の排気再循環装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20102815U1 (de) 2001-02-17 2001-05-17 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 70435 Stuttgart Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
JP2003074418A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Honda Motor Co Ltd Ｅｇｒバルブの取付構造
FR2832759B1 (fr) * 2001-11-29 2004-04-16 Renault Dispositif et procede de suralimentation d'un moteur a combustion interne
DE10351546A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-24 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Kühlung
JP4034703B2 (ja) * 2003-07-16 2008-01-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気制御装置
DE10340062A1 (de) * 2003-08-28 2005-03-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102005024895A1 (de) * 2004-06-11 2006-01-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya Einlass- und Auslassvorrichtung für eine mehrzylindrige Kraftmaschine
EP1640594A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-29 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Aufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren zur Beeinflussung der Menge an zurückgeführtem Abgas einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
EP1640595A1 (de) * 2004-09-22 2006-03-29 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Aufgeladene Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
JP4300364B2 (ja) * 2004-09-29 2009-07-22 日産自動車株式会社 可変過給システムの過給圧調整装置
US7168250B2 (en) * 2005-04-21 2007-01-30 International Engine Intellectual Property Company, Llc Engine valve system and method
US20060266019A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Ricart-Ugaz Laura M Low-pressure EGR system and method
JP2007040136A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Denso Corp 過給機付き内燃機関の排気ガス再循環装置
FR2892155B1 (fr) * 2005-10-19 2007-12-14 Inst Francais Du Petrole Circuit d'alimentation en au moins un fluide d'un moteur suralimente et procede pour alimenter en au moins un fluide un tel moteur
US7584748B2 (en) * 2006-11-20 2009-09-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
ITBO20070352A1 (it) * 2007-05-11 2008-11-12 Ferrari Spa Motore a combustione interna turbocompresso con disposizione a "v" dei cilindri
US8196403B2 (en) * 2008-07-31 2012-06-12 Caterpillar Inc. Turbocharger having balance valve, wastegate, and common actuator
US8297053B2 (en) * 2008-07-31 2012-10-30 Caterpillar Inc. Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
US8176737B2 (en) * 2008-07-31 2012-05-15 Caterpillar Inc. Exhaust system having 3-way valve
US8161747B2 (en) 2008-07-31 2012-04-24 Caterpillar Inc. Exhaust system having series turbochargers and EGR
US8096124B2 (en) * 2008-09-30 2012-01-17 Caterpillar Inc. Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
DE102009020171A1 (de) * 2009-05-07 2010-11-11 Mahle International Gmbh Brennkraftmaschine und zugehöriges Betriebsverfahren
US9091233B2 (en) * 2013-12-02 2015-07-28 Fca Us Llc EGR system using dedicated EGR cylinders
US9243547B2 (en) * 2014-02-13 2016-01-26 Ford Global Technologies, Llc Dual inlet and outlet exhaust gas recirculation cooler for turbocharged engine
US10215134B2 (en) 2015-07-02 2019-02-26 Cummins Inc. Engine arrangements with EGR systems
US10760538B2 (en) 2017-10-26 2020-09-01 500 Group, Inc. Customizable engine air intake/exhaust systems

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3530843A (en) * 1968-10-22 1970-09-29 De Witt M Fessenden Blender and converter
DE2544471C3 (de) * 1975-10-04 1979-03-22 Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln Arbeitsraumbildende Brennkraftmaschine mit zwei oder mehreren in Reihe geschalteten Abgasturboladern
DE3633405A1 (de) * 1986-10-01 1988-04-14 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Verfahren zum betreiben einer abgas-truboaufgeladenen, niedrigverdichtenden mehrzylinder-dieselbrennkraftmaschine
DE4038918A1 (de) 1990-12-06 1992-06-11 Porsche Ag Mischvorrichtung fuer gasfoermige medien von brennkraftmaschinen
DE4414429C1 (de) 1994-04-26 1995-06-01 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Kühlung von dieselmotorischen Abgasen
DE4416572C1 (de) * 1994-05-11 1995-04-27 Daimler Benz Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine
US5611203A (en) * 1994-12-12 1997-03-18 Cummins Engine Company, Inc. Ejector pump enhanced high pressure EGR system
SE504089C2 (sv) 1995-03-10 1996-11-11 Scania Cv Ab Metod och arrangemang för reglerad överladdning av en flercylindrig förbränningsmotor
DE19524603C1 (de) * 1995-07-06 1996-08-22 Daimler Benz Ag Verbrennungsmotor, insbesondere Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug, mit einer Abgasrückführung
DE19605308A1 (de) 1996-02-14 1997-08-21 Bayerische Motoren Werke Ag Brennkraftmaschine mit Sauganlage mit einem an gegenüberliegenden Zylinderbänken anschließbaren Sammler, insbesondere V 8-Motor
SE510223C2 (sv) * 1996-08-21 1999-05-03 Volvo Ab Förbränningsmotor med avgasåtercirkulation
US5927257A (en) * 1997-09-19 1999-07-27 Caterpillar Inc Pressure compensating exhaust gas recirculation valve
US6116223A (en) * 1997-12-12 2000-09-12 Caterpillar Inc. Cam driven exhaust gas recirculation valve assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009013972A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Hyundai Motor Co Ltd エンジンのターボチャージシステム
JP2013100822A (ja) * 2007-07-06 2013-05-23 Hyundai Motor Co Ltd エンジンのターボチャージシステム
JP2017066888A (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 株式会社豊田自動織機 内燃機関の排気再循環装置

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