-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit einem EGR System, zwei Reihen und einem einzigen Turbolader, der in einer der zwei Reihen vorgesehen ist.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Die
JP 2004-076595 A 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.
-
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 von
JP 2004-076595 A , 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.
-
JP 2004-340099 A offenbart eine Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine hat eine erste Reihe und eine zweite Reihe. 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 weist ferner Turbolader und ein EGR-System zum Rückführen von Abgas zu einem Einlasssystem der Brennkraftmaschine auf. Der erste Abgaskrümmer hat einen Auslass, der mit einer Turbine des Turboladers verbunden ist. Der erste Krümmer und der zweite Krümmer sind durch einen Verbindungsdurchgang miteinander verbunden. Das EGR-System hat einen EGR-Durchgang, durch den Abgas strömt.
-
DE 196 05 308 A1 zeigt eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken, wobei jede dieser Zylinderbänke einen separat zugeordneten Turbolader aufweist. Die Abgaskrümmer der beiden Zylinderbänke sind nicht miteinander verbunden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, in der eine Schwankung des EGR-Verhältnisses, die durch ein Druckpulsieren in der Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, reduziert ist.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des neuen Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
-
Gemäß 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.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Strukturen rund um den Verbrennungsmotor zeigt;
- 2 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor eines Vergleichsbeispiels und Strukturen rund um den Verbrennungsmotor zeigt;
- 3A ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Druck an dem Einlass des EGR Durchgangs und dem Kurbelwinkel des Vergleichsbeispiels zeigt;
- 3B ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Druck in dem Einlasskrümmer und dem Kurbelwinkel des Vergleichsbeispiels zeigt;
- 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;
- 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
- 5 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmotor gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und Strukturen rund um den Verbrennungsmotor zeigt.
-
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
-
Ein V Verbrennungsmotor 11 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt, sondern es kann wie folgt modifiziert werden.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
