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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit
einem EGR System und insbesondere auf eine Brennkraftmaschine mit zwei
Reihen und einem einzigen Turbolader, der in einer der Reihen vorgesehen
ist.
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Als
eine Laderbauart zum Verbessern des Einlasswirkungsgrads von Brennkraftmaschinen
sind Turbolader bekannt, die eine Aufladung unter Verwendung von
einer Abgasströmung
ausführen.
Ein Turbolader verwendet die Energie eines von Zylindern ausgestoßenen Abgases,
um eine Turbine zu drehen und verdichtet Luft mit einem Verdichter,
der gemeinsam mit der Turbine an einer Drehwelle angebracht ist,
wodurch die verdichtete Luft in die Zylinder gefördert wird.
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Einige
Brennkraftmaschinen sind mit einem EGR System zum Reduzieren von
Stickoxid (NOx) in dem Abgas versehen. Das EGR System führt einen Teil
des Abgases zurück,
das von Verbrennungsmotorzylindern ausgestoßen wird, und führt diesen
Teil zu den Zylindern zu. Insbesondere wird ein EGR Ventil geöffnet, das
in einer EGR Leitung (EGR Durchgang) angeordnet ist, die mit dem
Abgasdurchgang und dem Einlassdurchgang verbunden ist, um einen
Teil des Abgases zu dem Einlasssystem rückzuführen, wodurch die Verbrennungstemperatur
in den Verbrennungskammern des Verbrennungsmotors verringert wird,
so dass die Erzeugung von NOx unterdrückt wird.
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Da
sich die zu den Zylindern rückgeführte Menge
an Abgas, das heißt,
eine EGR Menge erhöht,
wird die Menge an NOx reduziert, die durch die Verbrennung eines
Luft-Kraftstoff-Gemisches
erzeugt wird. Wenn die EGR Menge übermäßig erhöht wird, verschlechtern sich
jedoch die Zündfähigkeit des
Luft-Kraftstoff-Gemisches und die Leistung des Verbrennungsmotors.
Es ist somit notwendig, die EGR Menge auf ein geeignetes Niveau
zu steuern. Üblicherweise
wird die EGR Menge in Übereinstimmung
mit dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors mittels einer Kennzahl
gesteuert, die als ein EGR Verhältnis
bezeichnet wird, das durch eine Gleichung (EGR Menge/(EGR Menge
+ Einlassluftmenge))·100%
ausgedrückt
ist.
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Die
japanische offengelegte Patentanmeldung
mit der Nummer 2004-76595 offenbart ein EGR System für eine Brennkraftmaschine
mit ungleichen Zündabständen in
Zylindern, zum Beispiel für
einen V Verbrennungsmotor mit zwei Reihen. Der Verbrennungsmotor
hat einen Turbolader, der stromabwärtig der Abgaszusammenführungsstelle
in einem Abgaskrümmer
angeordnet ist, der mit einer der Reihen verbunden ist, und einem
weiteren Turbolader, der stromabwärtig der Abgaszusammenführungsstelle
in einem Abgaskrümmer
angeordnet ist, der mit der anderen Reihe verbunden ist. Das in
der Offenlegungsschrift offenbarte EGR System hat eine EGR Leitung, die
mit einem der Abgaskrümmer
verbunden ist.
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Jedoch
bewirkt in dem Fall, in dem der Zündabstand in den Zylindern
eines V Verbrennungsmotors ungleich ist, eine Druckstörung, dass die
in den Turbolader strömende
Menge an Abgas stark schwankt. In dem Fall der
japanischen offengelegten Patentanmeldung
mit der Nummer 2004-76595 , in der ein Turbolader für jede Reihe
vorgesehen ist, wird ein relativ geringes Druckpulsieren in dem
Abgasdurchgang erzeugt. Jedoch kann in einem V Verbrennungsmotor
mit einem einzigen Turbolader, der für einen der Abgaskrümmer vorgesehen
ist, das Druckpulsieren auf ein Niveau ansteigen, das den Betrieb
des Verbrennungsmotors umgekehrt beeinflusst, was abhängig von
der Stelle, an der rückgeführtes Gas
von dem Abgasdurchgang abgezogen wird, das heißt die Stelle des Einlasses
der EGR Leitung. Das Druckpulsieren bewirkt, dass das EGR Verhältnis variiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwankung des EGR
Verhältnis
zu unterdrücken,
die durch ein Druckpulsieren in einer Brennkraftmaschine hervorgerufen
wird, die ein EGR System, zwei Reihen und einen einzigen Turbolader
für eine
der Reihen hat.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu erreichen und in Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der
vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine mit einer ersten
Reihe und einer zweiten Reihe versehen. Jede Reihe hat eine Vielzahl
von Zylindern. Ein erster Abgaskrümmer ist mit den Zylindern der
ersten Reihe verbunden, und ein zweiter Abgaskrümmer ist mit den Zylindern
der zweiten Reihe verbunden. Die Brennkraftmaschine ist dadurch
gekennzeichnet, dass sie einen Turbolader, der entsprechend nur
in der ersten Reihe der Reihen vorgesehen ist, und ein EGR System
zum Rückführen von Abgas
zu einem Einlasssystem der Brennkraftmaschine hat. Der erste Abgaskrümmer hat
einen Auslass, der mit einer Turbine des Turboladers verbunden ist.
Der erste und der zweite Krümmer
sind durch einen Verbindungsdurchgang miteinander verbunden. Das
EGR System hat einen EGR Durchgang, durch den ein Abgas strömt. Der
EGR Durchgang hat eine Einlass, der an einer Stelle zwischen einem stromabwärtigen Ende
des zweiten Abgaskrümmers und
einem stromaufwärtigen
des ersten Abgaskrümmers
mit dem Verbindungsdurchgang verbunden ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und Strukturen rund um den Verbrennungsmotor
zeigt;
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2 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor eines Vergleichsbeispiels und
Strukturen rund um den Verbrennungsmotor zeigt;
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3A ist
ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen
dem Druck an dem Einlass des EGR Durchgangs und dem Kurbelwinkel
des Vergleichsbeispiels zeigt;
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3B ist
ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen
dem Druck in dem Einlasskrümmer
und dem Kurbelwinkel des Vergleichsbeispiels zeigt;
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3C ist
ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen
dem Druck an dem Einlass des EGR Durchgangs und dem Kurbelwinkel
und das Verhältnis
zwischen dem Druck in dem Einlasskrümmer und dem Kurbelwinkel zeigt,
wie in 1 gezeigt ist;
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4 ist
ein Schaubild, das das Verhältnis zwischen
der EGR Schwankung und der Stelle des Einlasses in dem Verbrennungsmotor
zeigt, der in 1 gezeigt ist; und
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5 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und Strukturen rund um den Verbrennungsmotor
zeigt.
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Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
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Ein
V Verbrennungsmotor 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat eine Brennkraftmaschine, die
der Verbrennungsmotor 11 in diesem Ausführungsbeispiel ist, eine Vielzahl
von Zylindern, die in diesem Ausführungsbeispiel acht Zylinder
#1 bis #8 sind. Die Zylinder #1 bis #8 sind in zwei Gruppen aufgeteilt.
Die vier Zylinder jeder Gruppe sind in einer Reihe 12L, 12R angeordnet,
die einen Buchstaben V ausbilden. Wie in 1 gezeigt
ist, hat die erste Reihe 12L an der linken Seite den zweiten
Zylinder #2, den vierten Zylinder #4, den sechsten Zylinder #6 und
den achten Zylinder #8, und die zweite Reihe 12R an der
rechten Seite hat den ersten Zylinder #1, den dritten Zylinder #3,
den fünften
Zylinder #5 und den siebten Zylinder #7. Das heißt, der Verbrennungsmotor 11 ist
ein V8 Verbrennungsmotor oder ein V Verbrennungsmotor mit acht Zylindern.
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Die
erste Reihe 12L hat einen ersten Zylinderkopf 13L,
an dem Kraftstoffeinspritzventile 14 angebracht sind. Insbesondere
korrespondiert jedes Kraftstoffventil 14 zu einem der Zylinder
#2, #4, #6 und #8. Die zweite Reihe 12R hat einen zweiten
Zylinderkopf 13R, an dem Kraftstoffeinspritzventile 14 angebracht
sind. Insbesondere korrespondiert jedes Kraftstoffeinspritzventil 14 zu
einem der Zylinder #1, #3, #5 und #7. Die Kraftstoffeinspritzventile 14 jeder Reihe
sind mit einer Common Rail 15 verbunden, die den Kraftstoffdruck
speichert. Die Common Rails 15 empfangen Kraftstoff von
einer Zufuhrpumpe (nicht gezeigt). Ein Hochdruckkraftstoff, der
zu den Common Rails 15 zugeführt ist, wird durch das korrespondierende
Kraftstoffeinspritzventil 14 in jeden Zylinder eingespritzt,
wenn das Ventil 14 offen ist.
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Die
Zylinderköpfe 13L, 13R haben
in Überreinstimmung
mit den Zylindern #1 bis #8 jeweils Einlassanschlüsse 16 zum
Einlassen der Außenluft
in die Zylinder und Abgasanschlüsse 17 zum
Ausstoßen
von verbranntem Gas zu der Außenseite.
Ein erster Einlasskrümmer 18L ist
mit den Einlassanschlüssen 16 des
ersten Zylinderkopfes 13L verbunden, und ein zweiter Einlasskrümmer 18R ist
mit den Einlassanschlüssen 13 des
zweiten Zylinderkopfes 13R verbunden. Die Einlasskrümmer 18L, 18R sind durch
einen Verbindungsabschnitt 19a mit einem Einlassdurchgang 19 verbunden.
Ein Luftreiniger 20 ist an dem Einlass (vorderes Ende)
des Einlassdurchgangs 19 angeordnet. Ein Luftströmungsmesser 21,
ein Verdichter 22a eines Turboladers 22, ein Zwischenkühler 23 und
eine Drosselklappe 24 sind in dem Einlassdurchgang 19 angeordnet.
Luft, die durch den Einlassdurchgang 19 hindurch tritt,
wird durch den Verdichter 22a des Turboladers 22 verdichtet
und durch den Zwischenkühler 23 gekühlt. Danach
wird die Luft durch die Einlasskrümmer 18L, 18R zu
den Zylindern #1–#8
zugeführt.
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Ein
erster Abgaskrümmer 25L ist
mit dem ersten Zylinderkopf 13L verbunden, und ein zweiter Abgaskrümmer 25R ist
mit dem zweiten Zylinderkopf 13R verbunden. Der erste Abgaskrümmer 25L und der
zweite Abgaskrümmer 25R sind
durch einen Verbindungsdurchgang 26 miteinander verbunden,
und ein Auslass 25a des ersten Abgaskrümmers 25L ist über eine
Turbine 22B des Turboladers 22 mit einem Abgasdurchgang 27 verbunden.
Der Turbolader 22 ist ein bekannter Turbolader mit variabler
Geometrie, der durch eine Abgasströmung betrieben wird. Der Turbolader 22 wird
durch ein Drehmoment der Turbine 22b betrieben, das durch
die Abgasströmung
erzeugt wird und den Verdichter 22a antreibt, wodurch Luft
verdichtet und zu dem Zwischenkühler 23 gefördert wird.
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Der
Verbrennungsmotor 11 hat ein Abgasrückführungssystem (EGR System).
Ein EGR Durchgang 28 zum Rückführen eines Teils des Abgases
ist zwischen den Abgaskrümmern 25L, 25R und
den Einlasskrümmern 18L, 18R vorgesehen.
Der EGR Durchgang 28 hat an einem Ende einen Bereich zum Einlassen
von Abgas oder einen Einlass 28a. Der Einlass 28a ist
an einer Mitte in der Längsrichtung
mit dem Verbindungsdurchgang 26 verbunden. Somit ist die
Länge von
dem Einlass 28a zu einem stromabwärtigen Ende 25d (ein
Ende, das nahe an dem siebten Zylinder #7 ist) des zweiten Abgaskrümmers 25R im
Wesentlichen gleich wie die Länge
von dem Einlass 28a zu einem stromaufwärtigen Ende 25u (ein Ende,
das nahe an dem achten Zylinder #8 ist) des ersten Abgaskrümmers 25L.
Der EGR Durchgang 28 ist durch den Einlasskrümmerverbindungsabschnitt 19a mit
den Einlasskrümmern 18L, 18R verbunden. Der
EGR Durchgang 28 hat ein EGR Ventil 29 und einen
EGR Kühler 30.
Der Öffnungsgrad
des EGR Ventils 29 wird eingestellt, um die Menge an Abgas zu
steuern, die von dem Abgassystem zu dem Einlasssystem des Verbrennungsmotors 11 rückgeführt wird.
Nachstehend ist ein Abgas, das von dem Abgassystem zu einem Einlasssystem
rückgeführt wird, als
ein EGR Gas bezeichnet.
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Ein
Abgasreinigungsgerät 31 ist
in dem Abgasdurchgang 27 an einer Stelle stromabwärtig der Turbine 22b angeordnet.
Als das Abgasreinigungsgerät 31 wird
ein Dieselpartikel-NOx-Reduktionssystem
(DPNR) verwendet. Das Abgasreinigungsgerät 31 nimmt einen NOx-Speicherreduktionskatalysator auf.
Der Katalysator speichert (hält)
NOx, wenn ein Abgas, das durch eine Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches
eines mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erzeugt wird, in den
Katalysator strömt, und
er gibt das gespeicherte NOx ab und reduziert es zu N2,
wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas geringer ist und
ein Reduktionsmittel vorliegt. NOx, das von dem Katalysator freigegeben
wird, reagiert unmittelbar mit einem Reduktionsmittel in dem Abgas
(zum Beispiel HC und CO) und wird zu N2 reduziert.
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In
einem Fall eines Dieselverbrennungsmotors muss, da eine Verbrennung
normalerweise mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgeführt wird,
das gespeicherte NOx freigegeben werden, bevor eine gespeicherte
Menge in dem Abgasreinigungsgerät 31 einen
Grenzwert erreicht. Daher wird Kraftstoff als ein NOx Reduktionsmittel
zu dem Abgas von einer zusätzlichen
Düse (nicht
gezeigt) hinzugefügt,
so dass das gespeicherte NOx freigegeben wird. Die zusätzliche
Düse ist
in dem ersten Abgaskrümmer 25L angeordnet.
Insbesondere ist die zusätzliche
Düse an
einer Stelle angeordnet, die stromaufwärtig des Auslasses 25a des
ersten Abgaskrümmers 25L und
stromabwärtig
des Einlasses 28a des EGR Durchgangs 28 ist.
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Der
Verbrennungsmotor 11 wird durch eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 40 gesteuert. Die ECU 40 besteht vor allem
aus einem Mikrorechner mit einem Prozessor (CPU), einem Festwertspeicher (ROM),
der vorher verschiedene Arten von Programme und Kennfeldern speichert,
einem Schreib-Lese-Speicher
zum temporären
Speichern des Berechnungsergebnisses, einem Zeitzähler, einer
Eingangsschnittstelle und einer Ausgangsschnittstelle. Die ECU 40 führt verschiedene
Steuervorgänge
des Verbrennungsmotors 11 zum Steuern zum Beispiel der
Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzventile 14,
des Betätigungsbetrags
eines Stellglieds, das die Drosselklappe 24 öffnet und
schließt,
und des Öffnungsgrads
des EGR Ventils 29 aus.
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Die
ECU 40 empfängt
Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren, die den Betriebszustand
des Verbrennungsmotors 11 erfassen. Die Sensoren sind ein
Einlassdrucksensor, ein Einlasstemperatursensor, der Luftströmungsmesser 21,
ein Kühlmitteltemperatursensor
zum Erfassen der Kühlmitteltemperatur
des Verbrennungsmotors 11, ein Gaspedalpositionssensor,
ein Kurbelwinkelsensor zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors 11 und
des Drehwinkels der Kurbelwelle, ein EGR Öffnungssensor zum Erfassen
des Öffnungsgrads des
EGR Ventils 29, und ein Drosselklappenöffnungssensor zum Erfassen
des Öffnungsgrads
der Drosselklappe 24. In 1 sind einige
Pfeile, die Befehlssignale von den meisten Sensoren und der ECU 40 darstellen,
aus Vereinfachungsgründen
weggelassen.
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Die
ECU 40 bestimmt den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 11 auf
der Grundlage von Erfassungssignalen von Sensoren wie zum Beispiel des
Luftströmungsmessers 21,
des Kühlmitteltemperatursensors,
des Gaspedalpositionssensors und des Kurbelwinkelsensors.
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Dann
berechnet die ECU 40 die Kraftstoffeinspritzmenge der Kraftstoffeinspritzventile 14,
den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und die Abgasrückführungsmenge und sie steuert
die Zufuhrpumpe, die Kraftstoffeinspritzventile 14 und
das EGR Ventil 29 derart, dass der Verbrennungszustand
zu dem Betriebszustand (Lastzustand) des Verbrennungsmotors 11 korrespondiert.
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Weiter
bewirkt die ECU 40, dass die zusätzliche Düse einen Kraftstoff einspritzt,
so dass die Reduktion von NOx, das in dem Katalysator des Abgasreinigungsgeräts 31 gespeichert
ist, in einem Zustand ausgeführt
wird, in dem die Temperatur des Abgasreinigungsgeräts 31 in
einem geeigneten Temperaturbereich zum Aktivieren des Katalysators
ist.
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In
dem V Verbrennungsmotor 11 ist jede Reihe 12L, 12R mit
vier Zylindern versehen. Die Zündreihenfolge
der Zylinder ist in Berücksichtigung
des Gleichgewichts des dynamischen Systems des Verbrennungsmotors 11 eingestellt,
und weist diese Reihenfolge auf: der erste Zylinder #1, der fünfte Zylinder
#5, der vierte Zylinder #4, der achte Zylinder #8, der sechste Zylinder
#6, der dritte Zylinder #3, der siebte Zylinder #7, der zweite Zylinder
#2. Somit ist in jeder Reihe 12L, 12R der Zündabstand
normalerweise nicht gleich. Daher tritt ein Druckpulsieren in dem Einlasssystem
und dem Abgassystem auf. Der Druck des Abgases, das zu dem EGR Durchgang 28 zugeführt wird,
variiert abhängig
von der Stelle, an der das EGR Gas in den Verbindungsdurchgang 26 gesaugt wird,
das heißt
die Stelle des Einlasses 28a des EGR Durchgangs, und die
Schwankung der EGR Gasmenge, die zu den jeweiligen Zylindern zugeführt wird,
erhöht
sich. Wenn der Einlass 28a des EGR Durchgangs 28 an
einer Stelle angeordnet ist, die die Schwankung der EGR Gasmenge
erhöht,
das zu den jeweiligen Zylindern zugeführt wird, erhöht sich
unvorteilhafterweise die Schwankung des EGR Verhältnis.
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Simulationen
wurden durchgeführt,
um Druckänderungen
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
in dem der Einlass 28a an der Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 vorgesehen
ist, in einem Vergleichsbeispiel, in dem der Einlass 28a in
dem ersten Abgaskrümmer 25L vorgesehen
ist, wie durch eine doppelt strichpunktierte Linie in 2 gezeigt ist,
und in einem weiteren Vergleichsbeispiel zu untersuchen, in dem
der Einlass 28a in dem zweiten Abgaskrümmer 25R vorgesehen
ist, wie durch eine durchgezogene Linie in 2 gezeigt
ist. Die Ergebnisse der Simulationen sind in 3A bis 3C gezeigt. 3A zeigt
Druckänderungen
an dem Einlass 28a und den Einlasskrümmern 18L, 18R in
dem Vergleichsbeispiel, in dem der Einlass 28a in dem ersten
Abgaskrümmer 25L angeordnet
ist, das heißt an
einer Stelle nahe an dem Turbolader 22. 3B zeigt
Druckänderungen
an dem Einlass 28a und den Einlasskrümmern 18L, 18R in
dem Vergleichsbeispiel, in dem der Einlass 28a in dem zweiten
Abgaskrümmer 25R angeordnet
ist, das heißt
an einer Position gegenüber
dem Turbolader 22. 3C zeigt Druckänderungen
an dem Einlass 28a und den Einlasskrümmern 18L, 18R gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Die
Druckänderungen
in den Einlasskrümmern 18L, 18R sind
im Wesentlichen die gleichen wie in den Vergleichsbeispielen und
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Jedoch beträgt
in den Vergleichsbeispielen, die in 3A und 3B gezeigt ist,
das Ausmaß des
Druckpulsierens des EGR Gases (eine Differenz zwischen dem maximalen
Druck und dem minimalen Druck) 24000 Pa, während das Ausmaß des Druckpulsierens
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
das in 3C gezeigt ist, 11000 Pa beträgt. Das
heißt,
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist das Druckpulsieren an der Stelle, an der EGR Gas entnommen wird,
gering und die Differenz ΔP
zwischen dem Druck des Einlasses 28a und dem der Einlasskrümmern 18L, 18R ist
klein.
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EGR
Schwankungen in einem Fall, in dem die Stelle des Einlasses 28a an
dem Verbindungsdurchgang 26 verändert wird, sind durch Simulationen
erhalten. Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt. Die
EGR Schwankung bezeichnet die Differenz zwischen dem maximalen Wert
und dem minimalen Wert des EGR Verhältnisses (%) der Zylinder #1
bis #8. Die Abszisse in dem Schaubild von 4 stellt (Distanz
A/Distanz B)·100
dar. Wie durch einen Pfeil in 1 gezeigt
ist, bezieht sich die Distanz A auf eine Länge von dem Einlass 28a zu
dem vorderen Ende des ersten Abgaskrümmers 25L nahe an
dem Turbolader 22. Wie durch einen Pfeil in 1 gezeigt ist,
bezeichnet die Distanz B eine Länge
von dem Einlass 28a zu dem vorderen Ende des zweiten Abgaskrümmers 25R.
Der Zustand, in dem der Wert von (Distanz A/Distanz B)·100 100,0
beträgt,
stellt einen Fall dar, in dem der Einlass 28a an der längsverlaufenden
Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 angeordnet ist. Der
Zustand, in dem der Wert von (Distanz A/Distanz B)·100 25,3
beträgt,
stellt einen Fall dar, in dem der Einlass 28a an einer
Stelle in dem ersten Abgaskrümmer 25L in
der Umgebung des achten Zylinders #8 angeordnet ist, das heißt, in der
Umgebung des stromaufwärtigen
Endes 25u in dem ersten Abgaskrümmer 25L.
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Die
durchgezogene Linie in dem Schaubild von 4 stellt
den Fall dar, in dem eine Zündung
in der Reihenfolge: der erste Zylinder #1, der fünfte Zylinder #5, der vierte
Zylinder #4, der achte Zylinder #8, der sechste Zylinder #6, der
dritte Zylinder #3, der siebte Zylinder #7, und der zweite Zylinder
#2 ausgeführt
wird. Die gestrichelte Linie stellt den Fall dar, in dem die Zündung in
der Reihenfolge: Der erste Zylinder #1, der zweite Zylinder #2,
der siebte Zylinder #7, der dritte Zylinder #3, der vierte Zylinder
#4, der fünfte
Zylinder #5, der sechste Zylinder #6, und der achte Zylinder #8
ausgeführt
wird.
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4 zeigt,
dass die optimale Stelle des Einlasses 28a abhängig von
der Zündfolge
der Zylinder #1 bis #8 variiert. Wenn die Zündfolge der Zylinder #1 bis
#8 gleich bleibt, neigt die EGR Schwankung dazu, sich um ein größeres Ausmaß zu erhöhen, wenn
die Stelle des Einlasses 28a von der optimalen Stelle so verlagert
ist, dass die Distanz A kleiner ist, als wenn die Stelle des Einlasses 28a so
verlagert ist, dass die Distanz A um den selben Betrag größer ist.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
stellt die folgenden Vorteile bereit.
- (1) Der
Verbrennungsmotor 11 hat die zwei Reihen 12L, 12R,
wobei in jeder Reihe eine Vielzahl von Zylinder vorgesehen ist.
Der Verbrennungsmotor 11 hat ferner das EGR System und
den Turbolader 22. Der einzige Turbolader 22 korrespondiert
nur zu der ersten Reihe 12L. Die Abgaskrümmer 25L, 25R,
die entsprechend mit den Zylindergruppen der zwei Reihen 12L, 12R verbunden
sind, sind durch den Verbindungsdurchgang 26 miteinander
verbunden, und der Auslass 25a des ersten Abgaskrümmers 25L ist
mit der Turbine 22b des Turboladers 22 verbunden.
Der Einlass 28a des EGR Durchgangs 28 zum Rückführen von
EGR Gas von den Abgaskrümmern 25L, 25R zu
dem Einlasssystem ist mit einem Bereich des Verbindungsdurchgangs 26 zwischen
dem stromabwärtigen
Ende 25d des zweiten Abgaskrümmers 25R an einer
Seite gegenüber
dem Turbolader 22 und dem stromaufwärtigen Ende 25u des
ersten Abgaskrümmers 25L verbunden. Daher
wird, selbst wenn ein Druckpulsieren in den Abgaskrümmern 25L, 25R auftritt,
die einen Abschnitt des Abgasdurchgangs bilden, das Pulsieren daran
gehindert, dass sich die Schwankung des EGR Verhältnis oder die Differenz zwischen dem
maximalen Wert und dem minimalen Wert des EGR Verhältnis erhöht.
- (2) Der Einlass 28a des EGR Durchgangs 28 ist im
Wesentlichen an der längsverlaufenden
Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 angeordnet, das heißt an einer
Stelle, an der die Länge
des Verbindungsdurchgangs 26 von dem Einlass 28a zu dem
stromabwärtigen
Ende 25d des zweiten Abgaskrümmers 25R im Wesentlichen
gleich wie die Länge
des Verbindungsdurchgangs 26 von dem Einlass 28a zu
dem stromaufwärtigen
Ende 25u des ersten Abgaskrümmers 25L ist. Daher
ist die Leitung des EGR Durchgangs 28 einfach einzubauen.
- (3) Der Einlass 28a des EGR Durchgangs 28 ist an
einer Stelle angeordnet, an der die Länge des Verbindungsdurchgangs 26 von
dem Einlass 28a zu dem stromabwärtigen Ende 25d des
zweiten Abgaskrümmers 25R im
Wesentlichen gleich wie die Länge
des Verbindungsdurchgangs 26 von dem Einlass 28a zu
dem stromaufwärtigen
Ende 25u des ersten Abgaskrümmers 25L ist. Ferner wird
die Zündung
in der folgenden Reihenfolge ausgeführt: der erste Zylinder #1,
der fünfte
Zylinder #5, der vierte Zylinder #4, der achte Zylinder #8, der
sechste Zylinder #6, der dritte Zylinder #3, der siebte Zylinder
#7 und der zweite Zylinder #2. Daher wird die Schwankung des EGR
Verhältnisses
weiter reduziert, und die Leitung des EGR Durchgangs 28 ist
einfach einzubauen.
- (4) Wenn die Zündung
in der folgenden Reihenfolge ausgeführt wird: der erste Zylinder
#1, der zweite Zylinder #2, der siebte Zylinder #7, der dritte Zylinder
#3, der vierte Zylinder #4, der fünfte Zylinder #5, der sechste
Zylinder #6 und der achte Zylinder #8, wird die EGR Schwankung weiter
reduziert, wenn der Einlass 28a des EGR Durchgangs 28 von
der Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 zu dem stromaufwärtigen Ende 25u des ersten
Abgaskrümmers 25L verlagert
wird.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, sondern
es kann wie folgt modifiziert werden.
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Die
Stelle des Einlasses 28a des EGR Durchgangs 28 zum
Rückführen von
EGR Gas von den Abgaskrümmern 25L, 25R zu
dem Einlasssystem ist nicht auf die Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 oder
auf eine Stelle beschränkt,
die von der Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 zu dem stromaufwärtigen Ende 25u des
ersten Abgaskrümmers 25L näher zu dem
Turbolader 22 hin verlagert ist. Zum Beispiel kann die
Stelle des Einlasses 28a von der Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 zu
dem stromabwärtigen
Ende 25d des Abgaskrümmers 25R verlagert
sein, solange der Einlass 28a zwischen dem stromabwärtigen Ende 25d des
zweiten Abgaskrümmers 25R,
der gegenüber
zu dem Abgaskrümmer
ist, für
den der Turbolader 22 vorgesehen ist, und dem stromaufwärtigen Ende 25u des
ersten Abgaskrümmers 25L ist.
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Die
Anzahl des Einlasses 28a des EGR Durchgangs 28 kann
vergrößert werden,
solange die Einlässe 28a zwischen
dem stromabwärtigen
Ende 25d des zweiten Abgaskrümmers 25R und dem stromaufwärtigen Ende 25u des
ersten Abgaskrümmers 25L sind.
Zum Beispiel kann, wie in 5 gezeigt
ist, der stromaufwärtige
Abschnitt des EGR Durchgangs 28 gabelförmig geteilt sein, so dass
zwei Einlässe 28a an
jeder Seite einer der längsverlaufenden
Mitte des Verbindungsdurchgangs 26 vorgesehen ist. Ein
EGR Ventil 29 und ein EGR Kühler 30 sind in jedem
Zweigabschnitt des EGR Durchgangs 28 vorgesehen. In diesem
Fall können
Komponenten, die für
eine Gestaltung mit Turboladern an beiden Seiten verwendet werden,
als die Komponenten zum Ausbilden des EGR Systems verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann bei einer beliebigen Bauart einer Brennkraftmaschine
angewandt werden, solange die Brennkraftmaschine zwei Reihen 12L, 12R,
wobei in jeder Reihe Zylinder ausgebildet sind, ein EGR System und
einen Turbolader 22 hat. Das heißt, die vorliegende Erfindung
ist nicht nur in V8 Verbrennungsmotoren anwendbar, sondern sie kann
auch in V Verbrennungsmotoren mit vier oder mehr Zylinder und in
horizontal ausgerichteten Verbrennungsmotoren (zum Beispiel Boxermotor)
angewandt werden.
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Die
Zündfolge
der Zylinder #1 bis #8 kann sich von den vorstehend beschriebenen
Folgen unterscheiden. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf
den Fall anwendbar, in dem die Zündintervalle der
Zylinder ungleich sind, sondern sie kann auch bei Fällen angewandt
werden, in denen die Zündintervalle
abgeglichen sind.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht nur in Dieselverbrennungsmotoren
sondern auch in Benzinverbrennungsmotoren anwendbar. Weiter ist
die vorliegende Erfindung nicht nur in Fahrzeugverbrennungsmotoren
sondern auch in stationären
Verbrennungsmotoren wie zum Beispiel Verbrennungsmotoren für Anlagen
anwendbar.
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Ein
Verbrennungsmotor ist offenbart, der einen ersten Abgaskrümmer, der
mit Zylindern einer ersten Reihe verbunden ist, einen zweiten Abgaskrümmer, der
mit Zylindern einer zweiten Reihe verbunden ist, einen Turbolader,
der nur korrespondierend zu der ersten Reihe vorgesehen ist, und
ein EGR System zum Rückführen von
Abgas zu einem Einlasssystem des Verbrennungsmotors hat. Der erste
Abgaskrümmer
hat einen Auslass, der mit einer Turbine des Turboladers verbunden
ist. Der erste und der zweite Krümmer
sind durch einen Verbindungsdurchgang miteinander verbunden. Das
EGR System hat einen EGR Durchgang, durch den ein Abgas strömt. Der
EGR Durchgang ist mit dem Verbindungsdurchgang derart verbunden,
dass eine Länge eines
Bereichs des Verbindungsabschnitts von dem Einlass zu dem stromabwärtigen Ende
des zweiten Abgaskrümmers
im Wesentlichen gleich wie eine Länge eines Bereichs des Verbindungsdurchgangs von
dem Einlass zu dem stromaufwärtigen
Ende des ersten Abgaskrümmers
ist.