JP5475129B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
特許文献2は、高圧及び低圧EGRと唯一のエグゾーストターボチャージャとを示している。切替えリミットの下方では、低/中負荷及び低/中回転数において高圧と低圧の複合排気ガス再循環モードが設定されている。これに対して、切替えリミットの下方では、低/中回転数及び高負荷において低圧排気ガス再循環モードのみが設定されている。切替えリミットの上方では、高回転数及び高負荷において高圧排気ガス再循環モードが設定されている。
さらに、特許文献3から、相前後して接続されている2つのエグゾーストターボチャージャを備える内燃機関が開示されており、内燃機関の排気ガスは、エンジン近くのエグゾーストターボチャージャのタービン上流の排気ガスシステムから内燃機関のインテークマニホールドに戻される。
12 シリンダ
14 シリンダ
16 シリンダ
18 シリンダ
20 高圧インジェクションシステム
22 高圧エグゾーストターボチャージャ
24 低圧エグゾーストターボチャージャ
26 矢印
28 矢印
29 矢印
30 矢印
32 矢印
34 吸気側
36 コンプレッサ
37 矢印
38 迂回フラップ
39 エアフィルタ
40 迂回装置
42 コンプレッサ
44 インタークーラ
46 迂回装置
48 迂回バルブ
50 排気ガス側
52 矢印
54 矢印
56 矢印
58 矢印
60 矢印
62 タービン
64 迂回装置
66 調整フラップ
68 タービン
70 迂回装置
72 調整フラップ
74 高圧排気ガス再循環
76 高圧EGRバルブ
78 EGRクーラ
80 低圧排気ガス再循環
82 低圧EGRバルブ
84 EGRクーラ
86 排気ガスせき止めフラップ86
88 グラフ
90 縦軸
92 横軸
96 領域
98 領域
100 領域
102 領域
104 切替えリミット
Claims (21)
- 内燃機関(10)の排気ガス側(50)に前記内燃機関(10)の排気ガスが通過可能なタービン(62、68)を有する少なくとも1つのエグゾーストターボチャージャ(22、24)を備え、前記内燃機関(10)の作動状態に応じて、高圧排気ガス再循環(74)と低圧排気ガス再循環(80)を用いて排気ガスが取り出され、前記内燃機関(10)の吸気側(34)へ戻され、前記内燃機関(10)の回転数範囲に切替えリミット(104)が設けられ、該切替えリミットで、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられる、内燃機関の作動方法であって、
少なくとも1つの前記エグゾーストターボチャージャ(22)が高圧エグゾーストターボチャージャとして形成され、該高圧エグゾーストターボチャージャの下流に、直列に接続された低圧エグゾーストターボチャージャ(24)が設けられており、
前記内燃機関(10)の回転数範囲1000[1/min]≦U/min≦2000[1/min]に前記切替えリミット(104)が設けられ、該切替えリミットでは、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられ、
前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記切替えリミット(104)の下方では、前記低圧排気ガス再循環(80)のみによって排気ガスが取り出されて戻され、
前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記切替えリミット(104)の上方では、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)との組合せによって排気ガスが取り出されて戻され、
前記内燃機関(10)の上方の回転数範囲及び/又は負荷範囲では、前記高圧排気ガス再循環(74)のみによって排気ガスが取り出されて戻されることを特徴とする、内燃機関の作動方法。 - 回転数範囲1200[1/min]≦U/min≦1600[1/min]に前記切替えリミット(104)が設けられ、該切替えリミットでは、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 主として1250[1/min]に前記切替えリミット(104)が設けられ、該切替えリミットでは、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられることを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の方法。
- 前記低圧排気ガス再循環(80)の低圧EGRバルブ(82)が、実質的に完全に開かれた開位置と実質的に完全に閉じられた閉位置との間で切り替えられることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記切替えリミット(104)の上方では、前記低圧排気ガス再循環(80)によって取り出され、戻された排気ガスが、冷却装置(84)、特にEGRクーラ(84)によって冷却されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記切替えリミット(104)の下方では、排気ガス再循環が0%〜60%の排気ガス再循環率によって実施されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記切替えリミット(104)の上方では、排気ガス再循環が0%〜60%の排気ガス再循環率によって実施されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 内燃機関(10)の排気ガス側(50)に前記内燃機関(10)の排気ガスが通過可能なタービン(62、68)を有する少なくとも1つのエグゾーストターボチャージャ(22、24)を備え、高圧排気ガス再循環(74)と低圧排気ガス再循環(80)とが設けられており、これらの装置を用いて排気ガスを前記内燃機関(10)の排気ガス側(50)から吸気側(34)へと戻すことができ、前記内燃機関(10)には制御装置が割り当てられ、該制御装置によって、前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切替え可能である内燃機関であって、
少なくとも1つの前記エグゾーストターボチャージャ(22)が高圧エグゾーストターボチャージャ(22)として形成され、該エグゾーストターボチャージャの下流に、直列に接続された低圧エグゾーストターボチャージャ(24)が設けられており、これらのエグゾーストターボチャージャは、前記内燃機関(10)の排気ガスが通過可能なタービン(62、68)を前記内燃機関(10)の排気ガス側(50)にそれぞれ有し、
両方のエグゾーストターボチャージャ(22、24)の両方のタービン(62、68)の少なくとも1つの下流に、前記低圧排気ガス再循環(80)が配置され、前記内燃機関(10)と前記低圧エグゾーストターボチャージャ(24)のタービン(68)との間に前記高圧排気ガス再循環(74)が配置され、前記低圧エグゾーストターボチャージャ(24)のタービン(68)の下流に、前記低圧排気ガス再循環(80)が配置され、
前記制御装置により、前記内燃機関(10)の回転数範囲1000[1/min]≦U/min≦2000[1/min]において、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられることができ、
前記回転数範囲の下方では、前記低圧排気ガス再循環(80)のみによって前記排気ガスが取り出され、戻されることを特徴とする内燃機関。 - 前記制御装置により、前記内燃機関(10)の回転数範囲1200[1/min]≦U/min≦1600[1/min]において、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられることを特徴とする、請求項8に記載の内燃機関。
- 前記制御装置により、主として1250[1/min]の前記内燃機関(10)の回転数範囲において、前記低圧排気ガス再循環(80)による排気ガスの再循環から、前記高圧排気ガス再循環(74)と前記低圧排気ガス再循環(80)とによる排気ガスの再循環へと切り替えられることを特徴とする、請求項8あるいは9に記載の内燃機関。
- 前記高圧排気ガス再循環(74)が、冷却装置(78)、特に排気ガス再循環クーラ(78)を有していることを特徴とする、請求項8に記載の内燃機関。
- 前記冷却装置(78)が迂回装置(46)を含み、該迂回装置によって、前記冷却装置(78)が迂回可能であることを特徴とする、請求項11に記載の内燃機関。
- 前記低圧排気ガス再循環(80)が、冷却装置(84)、特に排気ガス再循環クーラ(84)を有していることを特徴とする、請求項8〜12のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記低圧エグゾーストターボチャージャ(24)のタービン(68)の下流に、排気ガス浄化装置(73)が配置されていることを特徴とする、請求項8〜13のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記排気ガス浄化装置(73)が、微粒子フィルタ(73)を含んでいることを特徴とする、請求項14に記載の内燃機関。
- 前記排気ガス浄化装置(73)が、酸化触媒コンバータを含んでいることを特徴とする、請求項14あるいは15に記載の内燃機関。
- 前記排気ガス浄化装置(73)の下流、特に前記排気ガス浄化装置(73)の微粒子フィルタ(73)の下流に、前記低圧排気ガス再循環(80)が配置されていることを特徴とする、請求項14〜16のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記低圧エグゾーストターボチャージャ(24)のタービン(68)の下流に、せき止め装置(86)、特にせき止めフラップ(86)が配置されていることを特徴とする、請求項8〜17のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記吸気側(34)において、前記エグゾーストターボチャージャ(22、24)の少なくとも1つのコンプレッサ(36、42)の下流に、少なくとも1つの冷却装置(44)、特にインタークーラ(44)が配置されていることを特徴とする、請求項8〜18のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記高圧排気ガス再循環(74)によって、前記内燃機関(10)の直前で排気ガスを前記吸気側(34)に戻すことができることを特徴とする、請求項8〜19のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記低圧排気ガス再循環(80)によって、前記低圧エグゾーストターボチャージャ(24)のコンプレッサ(36)の直前で排気ガスを前記吸気側(34)に戻すことができることを特徴とする、請求項8〜20のいずれか一項に記載の内燃機関。
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