DE102005043060A1 - Turbocharger device for internal combustion engine, has controllable bypass line diverting upstream before one of turbines of one of exhaust gas turbochargers and again discharging in intersection downstream of turbine in exhaust gas line - Google Patents

Turbocharger device for internal combustion engine, has controllable bypass line diverting upstream before one of turbines of one of exhaust gas turbochargers and again discharging in intersection downstream of turbine in exhaust gas line Download PDF

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Abstract

The device has two exhaust gas turbochargers with two turbines (2, 3) that are driven by an exhaust gas of an internal combustion engine (1) in an exhaust gas line (4). The turbines are supplied by an exhaust gas flow one after another in a flow direction (S). A series switching of the turbines and an exhaust gas after treatment device (6) is provided in the line. A controllable bypass line (8) diverts upstream before the turbine (2) and again discharges in an intersection (9) downstream of the turbine (2) in the exhaust gas line. An independent claim is also included for a method of operating a turbocharger device.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung betrifft eine Turboladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a turbocharger device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 103 19 594 A1 ist eine Turboladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem Abgasturbolader, dessen Turbine in einer Abgasleitung vom Abgas der Brennkraftmaschine antreibbar ist, offenbart. Dabei ist eine Serienschaltung aus einer Turbine und einem ersten Abgaskatalysator vorgesehen. Ebenso ist eine vom Abgasmassenstrom durchströmbare, schaltbare Umgehungsleitung vorgesehen, die stromaufwärts der Serienschaltung von der Abgasleitung abzweigt und in einer Einmündung stromabwärts der Serienschaltung in die Abgasleitung wieder einmündet. Somit wird der Abgasmassenstrom beim Durchlaufen der Serienschaltung von der Turbine und dem ersten Abgaskatalysator vorgereinigt, bevor er einer weiteren katalytischen Abgasreinigungsvorrichtung zugeführt wird. Es ist daraus ersichtlich, dass der Abgasmassenstrom den ersten Abgaskatalysator nur durchströmt, wenn er auch die erste Turbine der Serienschaltung durchströmt. Ferner ist offenbart, dass, bezogen auf die Strömungsrichtung des Abgasmassenstroms, sich der Abgaskatalysator stromabwärts an die Turbine anschließt. Zudem ist offenbart, dass mindestens zwei Abgasturbolader vorgesehen sind, deren Turbinen in Strömungsrichtung nacheinander beaufschlagbar sind.From the DE 103 19 594 A1 is a turbocharger device for an internal combustion engine with at least one exhaust gas turbocharger, the turbine is driven in an exhaust pipe from the exhaust gas of the internal combustion engine disclosed. In this case, a series connection of a turbine and a first catalytic converter is provided. Likewise, a switchable by-pass line through which the exhaust gas mass flow can flow is provided which branches off from the exhaust gas line upstream of the series connection and re-opens into the exhaust gas line in a junction downstream of the series connection. Thus, the exhaust gas mass flow is pre-cleaned when passing through the series circuit of the turbine and the first catalytic converter before it is fed to another catalytic exhaust gas purification device. It can be seen from this that the exhaust gas mass flow only flows through the first catalytic converter when it also flows through the first turbine of the series circuit. It is further disclosed that, based on the flow direction of the exhaust gas mass flow, the catalytic converter downstream of the turbine connects. In addition, it is disclosed that at least two exhaust gas turbochargers are provided, whose turbines can be acted upon one after the other in the flow direction.

Bei der aus der DE 103 19 594 A1 bekannten Turboladereinrichtung resultiert beim Durchströmen des Abgasmassenstroms durch die Serienschaltung eine durch die Turbine verursachte Wärmesenke, insbesondere bei der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine, die ein zeitnahes Erreichen der optimalen Betriebstemperatur (Anspringtemperatur) des stromabwärts anschließenden Abgaskatalysators verzögert. Durch diese Verzögerung erfolgt keine optimale Abgasreinigung.At the time of the DE 103 19 594 A1 known turbocharger results in flowing through the exhaust gas mass flow through the series circuit caused by the turbine heat sink, especially in the cold start phase of the engine, which delays a timely achievement of the optimum operating temperature (light-off temperature) of the downstream subsequent catalytic converter. Due to this delay, no optimal exhaust gas purification takes place.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turboladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine derart auszubilden, so dass beim Kaltstart der Brennkraftmaschine eine Verzögerung des Wirksamwerdens der nach den Turbinen der Abgasturbolader angeordneten Abgaskatalysatoren oder Abgasreinigungsvorrichtungen vermeidbar ist.Of the Invention is based on the object, a turbocharger device for one Engine so form, so that when cold starting the engine a delay the effectiveness of the arranged after the turbines of the turbocharger Catalytic converters or emission control devices avoidable is.

Lösung der AufgabeSolution of task

Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.The The object is solved by the characterizing part of claim 1.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass durch die wahlweise regelbare Bypassleitung die Turbine des ersten Abgasturboladers vollständig oder teilweise umgehbar ist, so dass das Abgas direkt zu der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung strömen kann. Somit treten während der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine keine Verzögerungen beim Wirksamwerden der Abgasnachbehandlungseinrichtungen auf. Ferner wirkt sich die motornahe Anordnung der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung vorteilhaft auf deren Wirkweise aus.One Advantage of the invention is that through the optionally controllable Bypass line the turbine of the first exhaust gas turbocharger completely or is partially bypassed, so that the exhaust gas directly to the first exhaust aftertreatment device can flow. Thus occur during the cold start phase of the internal combustion engine no delays when the exhaust aftertreatment devices take effect. Further the close-coupled arrangement of the first exhaust aftertreatment device has an advantageous effect on their mode of action.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Vorkatalysator. Dies bietet den Vorteil, dass durch die schaltbare Bypassleitung bei einem Kaltstart das Abgas direkt zu dem Vorkatalysator strömen kann und dieser ohne Verzögerung seine Betriebstemperatur erreicht.In an advantageous embodiment the invention is the first exhaust aftertreatment device Pre-catalyst. This offers the advantage that through the switchable Bypass line at a cold start the exhaust gas can flow directly to the pre-catalyst and this without delay reaches its operating temperature.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Dieselpartikelfilter. Dies bietet den Vorteil, dass durch die schaltbare Bypassleitung das Abgas direkt zu dem Dieselpartikelfilter strömen kann, so dass eine ausreichend hohe Temperatur für eine vollständige und saubere Regeneration des Dieselpartikelfilters erzielbar ist. Ferner ist eine Regenera tion des Dieselpartikelfilters unabhängig von der Öffnung der Bypassleitung möglich, da die Bypassleitung stromaufwärts vor dem Dieselpartikelfilter einmündet, so dass kein weiterer Dieselpartikelfilter stromabwärts der Einmündung erforderlich ist.In a further advantageous embodiment of the invention the first exhaust aftertreatment device a diesel particulate filter. This offers the advantage that the switchable bypass line the Exhaust gas can flow directly to the diesel particulate filter, so that sufficient high temperature for one full and clean regeneration of the diesel particulate filter is achievable. Furthermore, a Regenera tion of the diesel particulate filter is independent of the opening the bypass line possible, because the bypass line upstream before the diesel particulate filter opens, so that no further Diesel particulate filter downstream the confluence is required.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist stromabwärts der Serienschaltung eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung in Serie geschaltet. Beispielsweise kann die weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Hauptkatalysator sein. Dies bietet den Vorteil, dass bei großvolumigen Motoren die Abgasreinigung neben der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung vorwiegend durch die weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung erfolgt.In another advantageous embodiment The invention is downstream the series circuit another exhaust aftertreatment device connected in series. For example, the further exhaust aftertreatment device to be a main catalyst. This offers the advantage of being large-volume Engines exhaust purification in addition to the first exhaust aftertreatment device mainly by the further exhaust aftertreatment device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung als Vorkatalysator mit einer niedrigen Zelldichte (Zellen pro Quadratzoll, cpsi) bzw. als Dieselpartikelfilter mit einer niedrigen Drosselwirkung sowie einer absoluten Wärmekapazität ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass hierdurch geringe Strömungsverluste auftreten, so dass bei hoher Last und hoher Drehzahl nur ein geringer Strömungswiderstand besteht. Zudem ergibt sich aufgrund der niedrigen Zelldichte bzw. Wärmekapazität eine geringere Wärmesenke gegenüber einer höheren Zelldichte bzw. Wärmekapazität.In a further advantageous embodiment of the invention, the exhaust aftertreatment device is designed as a precatalyst with a low cell density (cells per square inch, cpsi) or as a diesel particulate filter with a low throttle effect and an absolute heat capacity. This offers the advantage that this results in low flow losses, so that at high load and high speed only a small flow resistance exists. In addition, due to the low cell density or heat capacity results in a lower heat sink compared to a higher cell density or heat capacity.

Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den Ansprüchen.Further Advantages of the invention will be apparent from the following description as well as from the claims.

Zeichnungdrawing

Es zeigt:It shows:

1: eine Anordnung der erfindungsgemäßen Turboladereinrichtung mit zwei in Serie geschalteten Turbinen der Abgasturbolader. 1 : An arrangement of the turbocharger device according to the invention with two turbines of the exhaust gas turbocharger connected in series.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Turboladereinrichtung gezeigt. Die Turboladereinrichtung einer Brennkraftmaschine 1 umfasst einen ersten Abgasturbolader und einen weiteren Abgasturbolader. Die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers und die Turbine 3 des weiteren Abgasturboladers sind in einer Abgasleitung 4, welche sich an einen Krümmer 5 anschließt, vom Abgas der Brennkraftmaschine 1 in einer Strömungsrichtung S antreibbar.In 1 a turbocharger device according to the invention is shown. The turbocharger device of an internal combustion engine 1 includes a first exhaust gas turbocharger and another exhaust gas turbocharger. The turbine 2 of the first exhaust gas turbocharger and the turbine 3 the further exhaust gas turbocharger are in an exhaust pipe 4 , which are connected to a manifold 5 connects, from the exhaust of the internal combustion engine 1 drivable in a flow direction S.

Über die Abgasleitung 4 sind die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers, eine erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 6, die Turbine 3 des weiteren Abgasturboladers und eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung 7 in Serie geschaltet. Stromaufwärts zweigt vor der Turbine 2 des ersten Abgasturboladers eine Bypassleitung 8 ab, welche in einer Einmündung 9 stromabwärts der Turbine 2 des ersten Abgasturboladers in die Abgasleitung 4 einmündet. Die Bypassleitung 8 umfasst ein regelbares Bypassventil 10, so dass der Abgasmassenstrom mit einem Anteil von 0% bis 100% über die Bypassleitung 8 strömen kann.About the exhaust pipe 4 are the turbine 2 of the first exhaust gas turbocharger, a first exhaust gas aftertreatment device 6 , the turbine 3 the exhaust gas turbocharger and a further exhaust aftertreatment device 7 connected in series. Upstream branches in front of the turbine 2 the first exhaust gas turbocharger a bypass line 8th off, which in a junction 9 downstream of the turbine 2 of the first exhaust gas turbocharger in the exhaust pipe 4 opens. The bypass line 8th includes an adjustable bypass valve 10 , so that the exhaust gas mass flow in a proportion of 0% to 100% via the bypass line 8th can flow.

Die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers ist beispielsweise eine Hochdruckturbine, wobei die Turbine 3 des weiteren Abgasturboladers als Niederdruckturbine ausgebildet ist.The turbine 2 the first exhaust gas turbocharger, for example, a high-pressure turbine, wherein the turbine 3 the further exhaust gas turbocharger is designed as a low-pressure turbine.

In der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine 1 wird das Bypassventil 10 der Bypassleitung 8 derart geschaltet, dass der Abgasmassenstrom vollständig oder teilweise über die Bypassleitung 8 zu der ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 strömt. Die als Hochdruckturbine ausgebildete Turbine 2 wird dabei vom Abgasmassenstrom nicht oder teilweise durchströmt. Die hohe Temperatur des Abgasmassenstroms ermöglicht dabei, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung 6, die beispielsweise als Vorkatalysator und/oder Dieselpartikelfilter ausgebildet ist, innerhalb kurzer Zeit die optimale Betriebstemperatur erreicht.In the cold start phase of the internal combustion engine 1 becomes the bypass valve 10 the bypass line 8th switched such that the exhaust gas mass flow completely or partially via the bypass line 8th to the first exhaust aftertreatment device 6 flows. The turbine designed as a high-pressure turbine 2 In this case, the exhaust gas mass flow does not or only partially flows through it. The high temperature of the exhaust gas mass flow makes it possible for the exhaust gas aftertreatment device 6 , which is designed for example as a pre-catalyst and / or diesel particulate filter, reaches the optimum operating temperature within a short time.

Unabhängig von der Schaltung des Bypassventils 10 wird die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 und die weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung 7, welche beispielsweise ein Hauptkatalysator ist, immer von dem im jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 auftretenden Abgasmassenstrom zur Abgasreinigung durchströmt. Daher ist auch jederzeit eine Regeneration einer als Dieselpartikelfilter ausgebildeten ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 und/oder weiteren Abgasnachbehandlungseinrichtung 7 möglich.Regardless of the circuit of the bypass valve 10 becomes the first exhaust aftertreatment device 6 and the further exhaust aftertreatment device 7 which is, for example, a main catalyst, always from that in the respective operating point of the internal combustion engine 1 occurring exhaust gas mass flow flows through the exhaust gas purification. Therefore, regeneration of a first exhaust gas aftertreatment device designed as a diesel particulate filter is also always possible 6 and / or further exhaust aftertreatment device 7 possible.

Je nach Betriebspunkt und -zustand der Brennkraftmaschine 1 sind verschiedene Verfahren für die erfindungsgemäße Turboladereinrichtung möglich, von denen beispielhaft folgende aufgeführt werden:

  • – Beim Leerlauf strömt der Abgasmassenstrom vollständig über die Bypassleitung 8, so dass die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers nicht durchströmt wird. Im Kaltlauf bleibt die Bypassleitung 8 gleichermaßen geöffnet, um ein schnelles Erreichen der Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 zu ermöglichen.
  • – Im niedrigen Drehzahlbereich ist die Bypassleitung 8 über das Bypassventil 10 geschlossen, so dass der Abgasmassenstrom vollständig über die Abgasleitung 4 durch die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers strömt. Insbesondere wenn die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung ein Dieselpartikelfilter ist, ist das Bypassventil 10 bei Volllast und bei Teillast im niedrigen Drehzahlbereich geschlossen. Im Kaltlauf kann das Bypassventil 10 auch teilweise geöffnet sein, um ein schnelles Erreichen bzw. Halten der Betriebstemperatur der Abgasnachbehandlungseinrichtung 6 zu ermöglichen.
  • – Das Bypassventil 10 ist im hohen Drehzahlbereich, sowohl bei Teil- als auch bei Volllast, vollständig geöffnet, so dass der Abgasmassenstrom über die Bypassleitung 8 strömt und die Turbine 2 des ersten Abgasturboladers nicht durchströmt wird.
Depending on the operating point and state of the internal combustion engine 1 Various methods are possible for the turbocharger device according to the invention, of which the following are listed by way of example:
  • - At idling the exhaust gas mass flow flows completely through the bypass line 8th so the turbine 2 the first exhaust gas turbocharger is not flowed through. During cold running, the bypass line remains 8th equally open to quickly reach the operating temperature of the exhaust aftertreatment device 6 to enable.
  • - In the low speed range is the bypass line 8th via the bypass valve 10 closed, so that the exhaust gas mass flow completely over the exhaust pipe 4 through the turbine 2 of the first exhaust gas turbocharger flows. In particular, when the first exhaust aftertreatment device is a diesel particulate filter, the bypass valve is 10 closed at full load and at partial load in the low speed range. During cold running, the bypass valve 10 also be partially open to quickly reach or maintain the operating temperature of the exhaust aftertreatment device 6 to enable.
  • - The bypass valve 10 is fully open in the high speed range, both partial and full load, so that the exhaust gas mass flow through the bypass line 8th flows and the turbine 2 the first exhaust gas turbocharger is not flowed through.

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22
Turbine des ersten Abgasturboladersturbine of the first exhaust gas turbocharger
33
Turbine des weiteren Abgasturboladersturbine the further exhaust gas turbocharger
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
Krümmerelbow
66
erste Abgasnachbehandlungseinrichtungfirst exhaust treatment device
77
weitere AbgasnachbehandlungseinrichtungFurther exhaust treatment device
88th
Bypassleitungbypass line
99
Einmündungjunction
1010
Bypassventilbypass valve

Claims (7)

Turboladereinrichtung für eine Brennkraftmaschine (1) mit mindestens einem ersten Abgasturbolader und einem weiteren Abgasturbolader, wobei – die Turbine (2) des ersten Abgasturboladers und die Turbine (3) des weiteren Abgasturboladers in einer Abgasleitung (4) vom Abgas der Brennkraftmaschine (1) antreibbar sind, – die Turbine (2) des ersten Abgasturboladers und die Turbine (3) des weiteren Abgasturboladers in Strömungsrichtung (S) nacheinander vom Abgasmassenstrom beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Serienschaltung aus der Turbine (2) des ersten Abgasturboladers, einer ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) und der Turbine (3) des weiteren Abgasturboladers in der Abgasleitung (4) vorgesehen ist, wobei eine vom Abgasmassenstrom mit einem Anteil von 0% bis 100% durchströmbare, regelbare Bypassleitung (8) vorgesehen ist, die stromaufwärts der Serienschaltung von der Abgasleitung (4) abzweigt und in einer Einmündung (9) stromabwärts der Turbine (2) des ersten Abgasturboladers in die Abgasleitung (4) wieder einmündet.Turbocharger device for an internal combustion engine ( 1 ) with at least a first exhaust gas turbocharger and a further exhaust gas turbocharger, wherein - the turbine ( 2 ) of the first exhaust gas turbocharger and the turbine ( 3 ) of the further exhaust gas turbocharger in an exhaust pipe ( 4 ) from the exhaust gas of the internal combustion engine ( 1 ) are drivable, - the turbine ( 2 ) of the first exhaust gas turbocharger and the turbine ( 3 ) of the further exhaust-gas turbocharger in the flow direction (S) can be acted upon successively by the exhaust-gas mass flow, characterized in that a series connection of the turbine ( 2 ) of the first exhaust gas turbocharger, a first exhaust gas aftertreatment device ( 6 ) and the turbine ( 3 ) of the further exhaust gas turbocharger in the exhaust pipe ( 4 ) is provided, one of the exhaust gas mass flow with a share of 0% to 100% through-flowable, controllable bypass line ( 8th ) provided upstream of the series connection of the exhaust pipe ( 4 ) branches off and in a junction ( 9 ) downstream of the turbine ( 2 ) of the first exhaust gas turbocharger in the exhaust pipe ( 4 ) re-opens. Turboladereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) ein Vorkatalysator ist.Turbocharger device according to claim 1, characterized in that the first exhaust aftertreatment device ( 6 ) is a precatalyst. Turboladereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) ein Dieselpartikelfilter ist.Turbocharger device according to claim 1, characterized in that the first exhaust aftertreatment device ( 6 ) is a diesel particulate filter. Turboladereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) eine Kombination aus Vorkatalysator und Dieselpartikelfilter ist.Turbocharger device according to claim 1, characterized in that the first exhaust aftertreatment device ( 6 ) is a combination of pre-catalyst and diesel particulate filter. Turboladereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Serienschaltung eine weitere Abgasnachbehandlungseinrichtung (7) in Serie geschaltet ist.Turbocharger device according to at least one of the preceding claims, characterized in that downstream of the series circuit, a further exhaust gas aftertreatment device ( 7 ) is connected in series. Turboladereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) mit einer niedrigen Zelldichte, bzw. niedrigen Drosselwirkung sowie auch niedrigen Wärmekapazität ausgebildet ist.Turbocharger device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the exhaust aftertreatment device ( 6 ) is formed with a low cell density, or low throttle effect and low heat capacity. Verfahren zum Betreiben einer Turboladereinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgasmassenstrom zumindest zeitweise eine Turbine (2) eines ersten Abgasturboladers antreibt, wobei der Abgasmassenstrom mit einem Anteil von 0% bis 100% abhängig von den Betriebspunkten der Brennkraftmaschine zwischen einer Abgasleitung (4) und einer Bypassleitung (8) zumindest teilweise regelbar ist, und wobei der Abgasmassenstrom beim Durchlaufen der Bypassleitung (8) die Turbine (2) des ersten Abgasturboladers umgeht und von einer ersten Abgasnachbehandlungseinrichtung (6) gereinigt wird, bevor er die Turbine (3) des weiteren Abgasturboladers antreibt.Method for operating a turbocharger device according to at least one of the preceding claims, characterized in that an exhaust gas mass flow at least at times a turbine ( 2 ) of a first exhaust gas turbocharger, wherein the exhaust gas mass flow with a proportion of 0% to 100% depending on the operating points of the internal combustion engine between an exhaust pipe ( 4 ) and a bypass line ( 8th ) is at least partially controllable, and wherein the exhaust gas mass flow when passing through the bypass line ( 8th ) the turbine ( 2 ) bypasses the first exhaust gas turbocharger and from a first exhaust aftertreatment device ( 6 ) before removing the turbine ( 3 ) of the further exhaust gas turbocharger drives.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2934012A3 (en) * 2008-07-15 2010-01-22 Renault Sas Exhaust gas enthalpy enhancing arrangement for e.g. diesel engine, of motor vehicle, has reducing agent injecting unit fixed in exhaust duct downstream of engine and upstream of depollution device to oxidize reducing agent
WO2013010924A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Jaguar Cars Limited Improvements in controlling i.c. engine emissions
DE102011108916A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine for motor vehicle, has compressor whose output side is connected with input side of turbine for pressurizing compressed gas around turbine
EP2687696A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-22 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Compact exhaust gas treatment system and method of operating the same
DE102013004649A1 (en) * 2013-03-16 2014-09-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Charged internal combustion engine and method for operating a supercharged internal combustion engine
DE102008017280B4 (en) * 2008-04-04 2017-01-26 Man Truck & Bus Ag Arrangement for influencing the conversion behavior of catalytic converters
US10815873B2 (en) 2016-07-05 2020-10-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a two-stage turbocharger
DE102010032076B4 (en) 2009-07-29 2024-06-13 Ford Global Technologies, Llc Twin turbo diesel aftertreatment system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849495C2 (en) * 1998-10-27 2001-01-25 Daimler Chrysler Ag Supercharged internal combustion engine with a bypass line bridging the exhaust gas turbine
DE10112521A1 (en) * 2000-03-16 2001-12-06 Ford Global Tech Inc Automobile engine with regulated exhaust gas temperature and oxygen concentration
DE10233495A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Bayerische Motoren Werke Ag Internal combustion engine comprises a bypass pipe opening into an exhaust pipe downstream of a catalyst
EP1396619A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-10 BorgWarner Inc. Supercharging system for an internal combustion engine
DE10319594A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Turbocharger device and a method for operating a turbocharger device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849495C2 (en) * 1998-10-27 2001-01-25 Daimler Chrysler Ag Supercharged internal combustion engine with a bypass line bridging the exhaust gas turbine
DE10112521A1 (en) * 2000-03-16 2001-12-06 Ford Global Tech Inc Automobile engine with regulated exhaust gas temperature and oxygen concentration
DE10233495A1 (en) * 2002-07-24 2004-01-29 Bayerische Motoren Werke Ag Internal combustion engine comprises a bypass pipe opening into an exhaust pipe downstream of a catalyst
EP1396619A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-10 BorgWarner Inc. Supercharging system for an internal combustion engine
DE10319594A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-18 Daimlerchrysler Ag Turbocharger device and a method for operating a turbocharger device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008017280B4 (en) * 2008-04-04 2017-01-26 Man Truck & Bus Ag Arrangement for influencing the conversion behavior of catalytic converters
FR2934012A3 (en) * 2008-07-15 2010-01-22 Renault Sas Exhaust gas enthalpy enhancing arrangement for e.g. diesel engine, of motor vehicle, has reducing agent injecting unit fixed in exhaust duct downstream of engine and upstream of depollution device to oxidize reducing agent
DE102010032076B4 (en) 2009-07-29 2024-06-13 Ford Global Technologies, Llc Twin turbo diesel aftertreatment system
WO2013010924A1 (en) * 2011-07-19 2013-01-24 Jaguar Cars Limited Improvements in controlling i.c. engine emissions
DE102011108916A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Internal combustion engine for motor vehicle, has compressor whose output side is connected with input side of turbine for pressurizing compressed gas around turbine
EP2687696A1 (en) * 2012-07-18 2014-01-22 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Compact exhaust gas treatment system and method of operating the same
CN104487668A (en) * 2012-07-18 2015-04-01 卡特彼勒发动机有限及两合公司 Compact exhaust gas treatment system and method of operating the same
US9903244B2 (en) 2012-07-18 2018-02-27 Caterpillar Motoren Gmbh & Co. Kg Compact exhaust gas treatment system and method of operating the same
DE102013004649A1 (en) * 2013-03-16 2014-09-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Charged internal combustion engine and method for operating a supercharged internal combustion engine
US10815873B2 (en) 2016-07-05 2020-10-27 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for a two-stage turbocharger

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