DE102016201903A1 - Internal combustion engine with turbocharger - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader bereitgestellt, wobei ein Motor (4) ein Turbinengehäuse (12) umfasst, das an dessen stromabwärts liegender Seite mit einer Öffnung (12C) ausgestattet ist, die sich zu einer Seite in einer Zylinderreihenrichtung (A) öffnet, und ein Turbolader-seitiger Flansch (17A), der an einer stromaufwärts liegenden Seite einer Abgasleitung ausgebildet ist, an einem Rand der Öffnung (12C) angebracht ist. Das Turbinengehäuse (12) ist im Wesentlichen in der Mitte in der Zylinderreihenrichtung (A) angeordnet, der Turbolader-seitige Flansch (17A) ist an einer Position angeordnet, die innerhalb einer Breite (H) eines kopfseitigen Flansches (12A) in der Zylinderreihenrichtung (A) liegt, und eine Katalysatorvorrichtung (16) ist an einer Position angeordnet, die zu der einen Seite von der Mittellinie (O) in der Zylinderreihenrichtung (A) versetzt ist.There is provided an internal combustion engine with a turbocharger, wherein an engine (4) includes a turbine housing (12) provided on the downstream side thereof with an opening (12C) opening to a side in a cylinder-line direction (A), and a turbocharger side flange (17A) formed on an upstream side of an exhaust pipe is attached to an edge of the opening (12C). The turbine housing (12) is disposed substantially at the center in the cylinder-row direction (A), the turbocharger-side flange (17A) is disposed at a position within a width (H) of a head-side flange (12A) in the cylinder-row direction (FIG. A), and a catalyst device (16) is disposed at a position offset to one side from the center line (O) in the cylinder row direction (A).

Description

TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, der einen Zylinderkopf umfasst, der mit einem Abgassammelabschnitt ausgestattet ist.The present invention relates to an internal combustion engine, more particularly to an internal combustion engine having a turbocharger comprising a cylinder head equipped with an exhaust gas collecting portion.

Bisherige Verbrennungsmotoren, die in Fahrzeugen, wie z. B. Kraftfahrzeugen, verbaut sind, sind mit Turboladern ausgestattet, die die Verbrennungsmotoren mit verdichteter Luft versorgen, indem sie die Energie des Abgases, das von Zylinderköpfen durch Abgaskrümmer ausgestoßen wird, nutzen.Previous internal combustion engines used in vehicles such. As automobiles are installed, are equipped with turbochargers, which provide the internal combustion engines with compressed air by using the energy of the exhaust gas that is expelled from cylinder heads through the exhaust manifold.

Es ist ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader bekannt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1), wobei der Verbrennungsmotor umfasst: einen Turbolader, der mit einem Abgaskrümmer verbunden ist und der ein Turbinengehäuse aufweist, das ein Turbinenrad umfasst, das durch den Abgasfluss rotiert wird; und eine Katalysatorvorrichtung, die eine Abgasleitung aufweist, die mit einer stromabwärts liegenden Seite des Turbinengehäuses verbunden ist, und die ein Katalysatorgehäuse aufweist, das einen Katalysator zur Reinigung des Abgases umfasst.There is known an internal combustion engine with a turbocharger (see, for example, Patent Literature 1), the internal combustion engine comprising: a turbocharger connected to an exhaust manifold and having a turbine housing including a turbine wheel rotated by the exhaust gas flow; and a catalyst device having an exhaust pipe connected to a downstream side of the turbine housing and having a catalyst housing including a catalyst for purifying the exhaust gas.

In diesem Verbrennungsmotor mit dem Turbolader ist der Abgaskrümmer an der Außenseite des Zylinderkopfes angebracht, so dass ein Abgassammelabschnitt des Abgaskrümmers an einer Seite des Zylinderkopfs in einer Richtung parallel zu einer Zylinderreihe (im Folgenden als „Zylinderreihenrichtung” bezeichnet) angeordnet werden kann. Die stromaufwärts liegende Seite des Turboladers ist an dem Abgassammelabschnitt angebracht.In this internal combustion engine with the turbocharger, the exhaust manifold is mounted on the outside of the cylinder head so that an exhaust gas collecting portion of the exhaust manifold may be disposed on a side of the cylinder head in a direction parallel to a cylinder bank (hereinafter referred to as "cylinder bank direction"). The upstream side of the turbocharger is attached to the exhaust gas collecting portion.

Der Turbolader, der das Turbinengehäuse umfasst, ist an einer Seite des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung angeordnet, so dass ein Raum zur Anordnung der Katalysatorvorrichtung an der anderen Seite des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung freigelassen wird. Dementsprechend kann die Katalysatorvorrichtung in dem Raum innerhalb der Breite des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung angeordnet werden, so dass die Größe des Verbrennungsmotors reduziert wird.The turbocharger including the turbine housing is arranged on one side of the cylinder block in the cylinder-row direction, so that a space for arranging the catalyst device on the other side of the cylinder block in the cylinder-row direction is left free. Accordingly, the catalyst device can be arranged in the space within the width of the cylinder block in the cylinder-row direction, so that the size of the engine is reduced.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

  • Patentliteratur 1: JP 2011-140909 A Patent Literature 1: JP 2011-140909 A

Weil der Abgaskrümmer an der Außenseite des Zylinderkopfs angebracht ist, kann, wie oben beschrieben, die Position des Abgassammelabschnitts optional bestimmt werden. Daher kann die stromaufwärts liegende Seite des Turboladers mit dem Abgassammelabschnitt, der an einer Seite des Zylinderkopfs in der Zylinderreihenrichtung angeordnet ist, verbunden werden, um dadurch zusätzlichen Raum auf der anderen Seite des Zylinderkopfes bereitzuhalten.As described above, because the exhaust manifold is attached to the outside of the cylinder head, the position of the exhaust collecting portion can be optionally determined. Therefore, the upstream side of the turbocharger can be connected to the exhaust gas collecting portion arranged on one side of the cylinder head in the cylinder row direction, thereby to provide additional space on the other side of the cylinder head.

Im Fall eines Verbrennungsmotors, der mit einem Abgassammelabschnitt im Wesentlichen in der Mitte eines Zylinderkopfs in einer Zylinderreihenrichtung bereitgestellt ist, ist ein Turbolader unumgänglich im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfs in der Zylinderreihenrichtung angeordnet.In the case of an internal combustion engine provided with an exhaust collecting portion substantially at the center of a cylinder head in a cylinder-row direction, a turbocharger is inevitably disposed substantially at the center of the cylinder head in the cylinder-row direction.

In einem solchen Fall kann ein genügend großer Raum zur Anordnung einer Katalysatorvorrichtung auf jeder der beiden Seiten innerhalb einer Breite eines Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung nicht sichergestellt werden, weil der Turbolader im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfs angeordnet ist. Infolgedessen kann eine Katalysatorvorrichtung von dem Zylinderblock in der Zylinderreihenrichtung nach außen hervorstehen, was zu einem Größenanstieg des Verbrennungsmotors führt.In such a case, a sufficient space for arranging a catalyst device on each of both sides within a width of a cylinder block in the cylinder row direction can not be ensured because the turbocharger is disposed substantially at the center of the cylinder head. As a result, a catalyst device may protrude outward from the cylinder block in the cylinder row direction, resulting in an increase in the size of the engine.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben beschriebene Problem geschaffen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader bereitzustellen, der zu einer Größenreduktion des Verbrennungsmotors beiträgt, während ein Raum zur Anordnung einer Katalysatorvorrichtung auch dann sichergestellt wird, wenn ein Turbinengehäuse im Wesentlichen in der Mitte eines Zylinderblocks in einer Zylinderreihenrichtung angeordnet ist.The present invention has been made in view of the problem described above. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine with a turbocharger that contributes to size reduction of the internal combustion engine, while ensuring a space for arranging a catalyst device even when a turbine housing is disposed substantially in the center of a cylinder block in a cylinder row direction ,

Ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Zylinderblock, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst; einen Zylinderkopf, der an einer Oberseite des Zylinderblocks bereitgestellt ist und der eine Vielzahl von Auslassöffnungen bzw. Auslasskanälen umfasst, die in Verbindung stehen mit den Zylindern und einem Abgassammelabschnitt, bei dem stromabwärts liegende Enden der Auslassöffnungen gesammelt werden, wobei der Abgassammelabschnitt an einer Position angeordnet ist, die nahe einer Mitte des Zylinderkopfes in einer Richtung parallel zu einer Zylinderreihe liegt; einen Turbolader, der ein Turbinengehäuse mit einem Turbinenrad, das durch Abgas, das von dem Abgassammelabschnitt ausgestoßen wird, rotiert wird, und einen kopfseitigen Flansch umfasst, wobei der kopfseitige Flansch an einem stromaufwärts liegenden Ende des Turbinenrads mit einem stromabwärts liegenden Ende des Abgassammelabschnitts befestigt ist; und eine Katalysatorvorrichtung, die an dem Zylinderblock angebracht ist und die eine Abgasleitung umfasst, die an einer stromabwärts liegenden Seite des Turbinenrads an dem Turbinengehäuse befestigt ist, und die ein Katalysatorgehäuse umfasst, das einen Katalysator zur Reinigung des Abgases umfasst, wobei das Turbinengehäuse an dessen stromabwärts liegender Seite mit einer Öffnung ausgestattet ist, die sich an bzw. auf einer Seite in der Richtung parallel zu der Zylinderreihe öffnet, wobei ein Turbolader-seitiger Flansch, der an einer stromaufwärts liegenden Seite der Abgasleitung ausgebildet ist, an einem Rand der Öffnung angebracht ist, wobei das Turbinengehäuse an einer Position angeordnet ist, die nahe der Mitte des Zylinderkopfes in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe liegt, wobei der Turbolader-seitige Flansch an einer Position angeordnet ist, die innerhalb einer Breite des kopfseitigen Flansches in der Richtung parallel zu der Zylinderreihe liegt, wobei die Katalysatorvorrichtung in einer Position angeordnet ist, die versetzt zu einer Seite von einer Mittellinie liegt, wobei die Mittellinie durch die Mitte des Zylinderkopfs in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe verläuft.An internal combustion engine with a turbocharger according to an aspect of the present invention includes: a cylinder block including a plurality of cylinders; a cylinder head provided on an upper surface of the cylinder block and including a plurality of exhaust ports communicating with the cylinders and an exhaust gas collecting section at which downstream ends of the exhaust ports are collected, the exhaust gas collecting section disposed at a position is near a center of the cylinder head in a direction parallel to a cylinder bank; a turbocharger including a turbine housing having a turbine wheel rotated by exhaust gas expelled from the exhaust gas collecting section and a head side flange, the head side flange being fixed to an upstream end of the turbine wheel with a downstream end of the exhaust gas collecting section ; and a catalyst device mounted on the cylinder block and including an exhaust pipe located on a downstream side of the exhaust pipe Turbine wheel is attached to the turbine housing, and comprising a catalyst housing comprising a catalyst for purifying the exhaust gas, wherein the turbine housing is provided on the downstream side with an opening which is located on one side in the direction parallel to the A cylinder bank opens, wherein a turbocharger side flange formed on an upstream side of the exhaust pipe is attached to an edge of the opening, the turbine housing being disposed at a position close to the center of the cylinder head in a direction parallel to the cylinder head Cylinder row is located, wherein the turbocharger-side flange is disposed at a position that is within a width of the head-side flange in the direction parallel to the cylinder bank, wherein the catalyst device is disposed in a position which is offset to a side of a center line, the midline being through the middle of the Cylinder head runs in a direction parallel to the cylinder row.

Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Turbolader-seitige Flansch der Abgasleitung näher an der Mitte des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung angeordnet werden, so dass genügend Raum an einer Seite des Zylinderblocks relativ zu der Mittellinie in der Zylinderreihenrichtung freigelassen wird. Daher kann die Katalysatorvorrichtung in dem Raum an der einen Seite des Zylinderblocks relativ zu der Mittellinie, jedoch nahe an der Mitte des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung angeordnet werden. Dementsprechend kann die Länge des Zylinderblocks in der Zylinderreihenrichtung verringert werden, so dass eine Reduktion der Größe des Verbrennungsmotors erreicht werden kann.According to the aspect of the present invention, the exhaust pipe turbocharger side flange may be located closer to the center of the cylinder block in the cylinder row direction so that enough space is left on one side of the cylinder block relative to the center line in the cylinder row direction. Therefore, the catalyst device can be disposed in the space on the one side of the cylinder block relative to the center line, but close to the center of the cylinder block in the cylinder row direction. Accordingly, the length of the cylinder block in the cylinder row direction can be reduced, so that reduction of the size of the internal combustion engine can be achieved.

Des Weiteren kann die Katalysatorvorrichtung auch näher an dem Turbinengehäuse angeordnet werden, ohne dass sich die Abgasleitung in hohem Maße biegt, so dass ein Anstieg des Widerstands des Abgases, das durch die Abgasleitung fließt, verhindert wird und ferner ein Abfall der Abgasleistung verhindert wird.Further, the catalyst device may be disposed closer to the turbine housing without greatly bending the exhaust passage, so that an increase in the resistance of the exhaust gas flowing through the exhaust passage is prevented and, further, a decrease in the exhaust gas performance is prevented.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine Vorderansicht, die einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und insbesondere den Verbrennungsmotor und ein Getriebe zeigt. 1 FIG. 10 is a front view showing an engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention, and particularly showing the engine and a transmission. FIG.

2 ist eine Draufsicht, die den Verbrennungsmotor mit einem Turbolader und dem Getriebe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 FIG. 10 is a plan view showing the internal combustion engine with a turbocharger and the transmission according to the embodiment of the present invention. FIG.

3 ist eine Seitenansicht, die einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 FIG. 13 is a side view showing an internal combustion engine with a turbocharger according to the embodiment of the present invention. FIG.

4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Verbrennungsmotor mit einem Turbolader und dem Getriebe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 FIG. 15 is a perspective view showing the internal combustion engine with a turbocharger and the transmission according to the embodiment of the present invention. FIG.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Im Folgenden wird ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Die 1 bis 4 zeigen den Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Hereinafter, an internal combustion engine with a turbocharger according to an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. The 1 to 4 show the internal combustion engine with a turbocharger according to the embodiment of the present invention.

Zuerst wird im Folgenden ein Aufbau gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Wie gezeigt in 1, umfasst ein Fahrzeug 1 eine Karosserie 2. Die Karosserie 2 ist mit einem Motorraum 3 an deren Vorderseite in der Vorwärts-Rückwärts Richtung ausgestattet. Ein Motor 4 und ein daran angebrachtes Getriebe 5 sind in dem Motorraum 3 eingebaut. Hier ist der Motor 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Benzinmotor mit Direkteinspritzung.First, a construction according to the embodiment of the present invention will be explained below. As shown in 1 , includes a vehicle 1 a body 2 , The body 2 is with an engine room 3 equipped at the front in the forward-backward direction. An engine 4 and a gear attached thereto 5 are in the engine room 3 built-in. Here is the engine 4 According to the present embodiment, a gasoline engine with direct injection.

Der Motor 4 umfasst einen Zylinderblock 6, einen Zylinderkopf 7, der an einer Oberseite des Zylinderblocks 6 bereitgestellt ist, einen Zylinderkopfdeckel 8, der an einer Oberseite des Zylinderkopfs 7 bereitgestellt ist, und eine Ölwanne 9, die unterhalb des Zylinderblocks 6 bereitgestellt und mit Öl gefüllt ist.The motor 4 includes a cylinder block 6 , a cylinder head 7 which is at a top of the cylinder block 6 is provided, a cylinder head cover 8th which is at a top of the cylinder head 7 is provided, and an oil pan 9 that is below the cylinder block 6 provided and filled with oil.

Der Zylinderblock 6 umfasst eine Vielzahl von Zylindern (in den Zeichnungen nicht gezeigt), von denen jeder einen Kolben (in den Zeichnungen nicht gezeigt) aufnimmt, der in der Lage ist, sich in einer linearen Bewegung hin und her zu bewegen. Die lineare Bewegung der jeweiligen Kolben wird in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle (in den Zeichnungen nicht gezeigt) umgewandelt.The cylinder block 6 comprises a plurality of cylinders (not shown in the drawings), each of which receives a piston (not shown in the drawings) capable of reciprocating in a linear motion. The linear motion of the respective pistons is converted into rotational motion of a crankshaft (not shown in the drawings).

Das Getriebe 5 ist an einem Ende des Zylinderblocks 6 in einer Richtung parallel zu der Reihe der Zylinder bereitgestellt (eine Richtung, die durch den in 1, 2 und 4 gezeigten Pfeil A veranschaulicht ist; hier im Folgenden als „Zylinderreihenrichtung A” bezeichnet). Das Getriebe 5 variiert die Drehzahl der Kurbelwelle und überträgt Drehmoment an rechte und linke Antriebsräder 31L, 31R (siehe 1).The gear 5 is at one end of the cylinder block 6 provided in a direction parallel to the row of cylinders (a direction indicated by the in 1 . 2 and 4 shown arrow A is illustrated; hereinafter referred to as "cylinder row direction A"). The gear 5 varies the speed of the crankshaft and transmits torque to right and left drive wheels 31L . 31R (please refer 1 ).

Der Zylinderkopf 7 ist mit einer Vielzahl von Auslassöffnungen bereitgestellt, die mit den Zylindern in Verbindung stehen (in den Zeichnungen nicht gezeigt). Die Auslassöffnungen werden an ihrem stromabwärts liegenden Ende zu einem Abgassammelabschnitt 10 gesammelt, der direkt an dem Zylinderkopf 7 befestigt ist (siehe 2 bis 4).The cylinder head 7 is provided with a plurality of outlet ports communicating with the cylinders (not shown in the drawings). The outlet openings will be at their downstream end to an exhaust collecting section 10 collected, directly on the cylinder head 7 is attached (see 2 to 4 ).

Wie in 2 bis 4 zu sehen, ist in dem Abgassammelabschnitt 10 eine Abgassammelpassage bereitgestellt (in den Zeichnungen nicht gezeigt), die mit der stromabwärts liegenden Seite der jeweiligen Auslassöffnungen in Verbindung steht. Der Abgassammelabschnitt 10 ist im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfs 7 in einer Zylinderreihenrichtung A bereitgestellt. Man beachte, dass die Position „im Wesentlichen in der Mitte in der Zylinderreihenrichtung A” das Zentrum in der Zylinderreihenrichtung A umfasst und eine Position umfasst, die geringfügig von dem Zentrum zu einer Seite der Zylinderreihenrichtung A abweicht.As in 2 to 4 to see is in the exhaust collection section 10 an exhaust collecting passage (not shown in the drawings) provided communicating with the downstream side of the respective exhaust ports. The exhaust collection section 10 is essentially in the middle of the cylinder head 7 provided in a cylinder row direction A. Note that the position "substantially in the middle in the cylinder row direction A" includes the center in the cylinder row direction A and includes a position slightly deviated from the center toward one side of the cylinder row direction A.

Der Motor 4 ist mit einem Turbolader 11 ausgestattet. Der Turbolader 11 umfasst ein Turbinengehäuse 12 und ein Kompressorgehäuse 13. Das Turbinengehäuse 12 umfasst einen kopfseitigen Flansch 12A, der an dem Abgassammelabschnitt 10 angebracht und mit einer Vielzahl von Befestigungsbauteilen 14A bis 14D befestigt ist. Die Befestigungsbauteile 14A bis 14D bestehen aus Schrauben und Muttern.The motor 4 is with a turbocharger 11 fitted. The turbocharger 11 includes a turbine housing 12 and a compressor housing 13 , The turbine housing 12 includes a head-side flange 12A at the exhaust collection section 10 attached and with a variety of fastening components 14A to 14D is attached. The fastening components 14A to 14D consist of screws and nuts.

Wie gezeigt in 1, nimmt das Turbinengehäuse 12 ein rotierbares Turbinenrad 12B auf, das durch das Abgas rotiert wird, das von dem Abgassammelabschnitt 10 in das Turbinengehäuse 12 fließt.As shown in 1 , takes the turbine housing 12 a rotatable turbine wheel 12B which is rotated by the exhaust gas, that of the exhaust gas collecting section 10 in the turbine housing 12 flows.

Der kopfseitige Flansch 12A ist an der stromaufwärts liegenden Seite des Turbinenrads 12B an einer stromabwärts liegenden Seite des Abgassammelabschnitts 10 befestigt. Die stromaufwärtsliegende Seite des Turboladers 11 ist mit dem Abgassammelabschnitt 10 verbunden. Hier ist eine Richtung von einer stromaufwärts liegenden Seite zu einer stromabwärts liegenden Seite eine Richtung, in der Abgas und Ansaugluft durch den Motor 4 fließen.The head-side flange 12A is on the upstream side of the turbine wheel 12B on a downstream side of the exhaust collecting portion 10 attached. The upstream side of the turbocharger 11 is with the exhaust collection section 10 connected. Here, a direction from an upstream side to a downstream side is a direction in which exhaust gas and intake air through the engine 4 flow.

Das Kompressorgehäuse 13 nimmt ein Verdichterrad 13A auf und ist mit dem Turbinenrad 12B über eine (nicht in den Zeichnungen gezeigte) Welle verbunden. Das Kompressorgehäuse 13 ist an seiner stromabwärts liegenden Seite mit einer Einlassöffnung 15 (siehe 2) über eine (nicht in den Zeichnungen gezeigte) Abgasleitung verbunden.The compressor housing 13 takes a compressor wheel 13A on and off with the turbine wheel 12B connected via a shaft (not shown in the drawings). The compressor housing 13 is on its downstream side with an inlet opening 15 (please refer 2 ) via an exhaust pipe (not shown in the drawings).

Wenn in dem Turbolader 11 Abgas von dem Abgassammelabschnitt 10 in das Turbinengehäuse 12 fließt, rotiert das Turbinenrad 12B, so dass das von der Rotation des Turbinenrads 12B bewirkte Drehmoment über die Welle auf das Verdichterrad 13A übertragen wird. Das Verdichterrad 13A rotiert dementsprechend, um durch die Einlassöffnung 15 die Zylinder mit verdichteter Luft zu versorgen.If in the turbocharger 11 Exhaust from the exhaust collection section 10 in the turbine housing 12 flows, the turbine wheel rotates 12B , so that from the rotation of the turbine wheel 12B caused torque over the shaft on the compressor wheel 13A is transmitted. The compressor wheel 13A accordingly rotates to pass through the inlet opening 15 to supply the cylinders with compressed air.

Wie in 1 gezeigt, ist an einer stromabwärts liegenden Seite des Kompressorgehäuses 13 eine Katalysatorvorrichtung 16 bereitgestellt. Die Katalysatorvorrichtung 16 weist eine Abgasleitung 17 auf, die an der stromabwärts liegenden Seite des Turbinenrads 12B an dem Turbinengehäuse 12 befestigt ist, und er weist ein Katalysatorgehäuse 18 auf, das einen Katalysator 18A zur Reinigung des Abgases umfasst. Die Katalysatorvorrichtung 16 ist mit Klammern 19A, 19B an dem Zylinderblock 6 befestigt, die an der Abgasleitung 17 und dem Katalysator 18 bereitgestellt sind. Ein Turbolader-seitiger Flansch 17A ist an einer stromaufwärts liegenden Seite der Abgasleitung 17 ausgebildet und mit dem Turbinengehäuse 12 mittels einer Vielzahl von Befestigungsbauteilen 20 befestigt.As in 1 is shown on a downstream side of the compressor housing 13 a catalyst device 16 provided. The catalyst device 16 has an exhaust pipe 17 on, on the downstream side of the turbine wheel 12B on the turbine housing 12 is attached, and he has a catalyst housing 18 on, that's a catalyst 18A for purifying the exhaust gas. The catalyst device 16 is with brackets 19A . 19B on the cylinder block 6 attached to the exhaust pipe 17 and the catalyst 18 are provided. A turbocharger-side flange 17A is on an upstream side of the exhaust pipe 17 trained and with the turbine housing 12 by means of a plurality of fastening components 20 attached.

An der stromabwärts gelegenen Seite des Turbinengehäuses 12 ist eine Öffnung 12C bereitgestellt, die an einer Seite in der Zylinderreihenrichtung A geöffnet ist.On the downstream side of the turbine housing 12 is an opening 12C provided, which is open on one side in the cylinder row direction A.

Der Turbolader-seitige Flansch 17A ist an einem Rand der Öffnung 12C angebracht und an diesem mit den Befestigungsbauteilen 20 befestigt.The turbocharger-side flange 17A is at one edge of the opening 12C attached and on this with the fastening components 20 attached.

Das Turbinengehäuse 12 ist im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A angeordnet. Der Turbolader-seitige Flansch 17A ist an einer Position innerhalb einer Breite H (siehe 2) des kopfseitigen Flansches 12A in einer Zylinderreihenrichtung A angeordnet. Wie gezeigt in 1, ist die Katalysatorvorrichtung 16, die die Abgasleitung 17 und das Katalysatorgehäuse 18 umfasst, an einer Position angeordnet, die versetzt zu einer Seite von der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A liegt; das heißt, die Katalysatorvorrichtung 16 ist zu dem Getriebe 5 hin angeordnet.The turbine housing 12 is essentially in the middle of the cylinder block 6 arranged in the cylinder row direction A. The turbocharger-side flange 17A is at a position within a width H (see 2 ) of the head-side flange 12A arranged in a cylinder row direction A. As shown in 1 , is the catalyst device 16 that the exhaust pipe 17 and the catalyst housing 18 arranged at a position offset to a side from the center line O in the cylinder row direction A; that is, the catalyst device 16 is to the transmission 5 arranged.

Der Turbolader ist mit einer Ölablassleitung 22 ausgestattet, die an einer Position, die versetzt zu der anderen Seite der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A liegt, angeordnet ist. Die Welle des Turboladers 11 ist an diesem drehbar gelagert und Schmieröl (in den Zeichnungen nicht gezeigt) wird der Welle zum Vereinfachen der Rotation bereitgestellt.The turbocharger is equipped with an oil drain line 22 is disposed at a position offset from the other side of the center line O in the cylinder row direction A is arranged. The shaft of the turbocharger 11 is rotatably mounted thereon and lubricating oil (not shown in the drawings) is provided to the shaft for facilitating the rotation.

Die Ölablassleitung 22 verbindet den Turbolader 11 mit dem Zylinderblock 6 und lässt Öl von dem Turbolader 11 in den Zylinderblock 6 ab.The oil drain line 22 connects the turbocharger 11 with the cylinder block 6 and lets oil from the turbocharger 11 in the cylinder block 6 from.

Die Befestigungsbauteile 14A bis 14D weisen jeweils einen Kopfabschnitt 14a auf, der von dem kopfseitigen Flansch 12A zu dem Turbinengehäuse 12 hervorsteht (siehe 3). Der Kopfabschnitt 12a ist ein Kopf von jeder Schraube. Wie gezeigt in 3, ist an einer Seitenfläche des Turbolader-seitigen Flansches 17A eine Vertiefung 17a ausgebildet, die dem Zylinderkopf 7 gegenüberliegt.The fastening components 14A to 14D each have a head section 14a on, from the top flange 12A to the turbine housing 12 protrudes (see 3 ). The head section 12a is a head of every screw. As shown in 3 , is on a side surface of the turbocharger-side flange 17A a depression 17a formed the cylinder head 7 opposite.

Wie gezeigt in 3, liegt der Kopfabschnitt 14a des Befestigungsbauteils 14B der Befestigungsbauteile 14A bis 14D der Vertiefung 17a gegenüber und steht in diese hervor, so dass der Turbolader-seitige Flansch 17A näher an dem Zylinderkopf 7 positioniert ist. Hier dient das Befestigungsbauteil 14B dieser Ausführungsform als ein Befestigungsbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung. As shown in 3 , lies the head section 14a of the fastening component 14B the fastening components 14A to 14D the depression 17a opposite and stands out in this, so the turbocharger-side flange 17A closer to the cylinder head 7 is positioned. Here is the fastening component 14B this embodiment as a fastening member according to the present invention.

Wie gezeigt in 2, ist eine Kraftstoffpumpe 21 an der Oberseite des Zylinderkopfdeckels 8 bereitgestellt und an einem Ende des Zylinderkopfs 7 in Zylinderreihenrichtung A hin zu dem Getriebe 5 angeordnet. Die Kraftstoffpumpe 21 ist also auf dem Zylinderkopfdeckel 8 an der gegenüberliegenden Seite des Turboladers 11 angeordnet, nämlich auf der Einlassseite, in einer Richtung senkrecht zu der Zylinderreihenrichtung A (eine Richtung, die durch den Pfeil B in 2 und 4 veranschaulicht wird).As shown in 2 , is a fuel pump 21 at the top of the cylinder head cover 8th provided and at one end of the cylinder head 7 in cylinder row direction A to the transmission 5 arranged. The fuel pump 21 So it's on the cylinder head cover 8th on the opposite side of the turbocharger 11 arranged, namely on the inlet side, in a direction perpendicular to the cylinder row direction A (a direction indicated by the arrow B in FIG 2 and 4 is illustrated).

Der Motor 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Benzinmotor mit Direkteinspritzung, der mit einer Kraftstoffpumpe 21 ausgestattet ist, um Kraftstoffeinspritzventile, die in dem jeweiligen Zylinder bereitgestellt sind, mit Kraftstoff unter hohem Druck durch Druckleitung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zu versorgen. Die Kraftstoffeinspritzventile spritzen den Kraftstoff, der mit hohem Druck von der Kraftstoffpumpe 21 bereitgestellt wird, direkt in die Zylinder ein. Weil die jeweiligen Zylinder mit heißer, verdichteter Luft gefüllt sind, die von dem Turbolader 11 bereitgestellt wurde, drücken die Zylinder die Kolben durch die Selbstzündung zurück, sobald der Kraftstoff in diese eingespritzt wurde.The motor 4 According to the present embodiment, a gasoline engine with direct injection, which is equipped with a fuel pump 21 to supply fuel injection valves provided in the respective cylinder with fuel under high pressure by pressure line (not shown in the drawings). The fuel injectors inject the fuel that is at high pressure from the fuel pump 21 is provided directly into the cylinder. Because the respective cylinders are filled with hot, compressed air from the turbocharger 11 has been provided, the cylinders push the pistons back through the autoignition as soon as the fuel has been injected into them.

In dem Motor 4 mit dem oben beschriebenen Aufbau ist das Turbinengehäuse 12 an dessen stromabwärts liegender Seite bereitgestellt, wobei die Öffnung 12C sich an einer Seite in der Zylinderreihenrichtung A öffnet, und der Turbolader-seitige Flansch 17A, der an der stromaufwärts liegenden Seite der Abgasleitung 17 bereitgestellt ist, ist an dem Rand der Öffnung 12C befestigt. Das Turbinengehäuse 12 ist im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A angeordnet. Der Turbolader-seitige Flansch 17A ist an einer Position angeordnet, die innerhalb der Breite H des kopfseitigen Flansches 12A in der Zylinderreihenrichtung A liegt. Die Katalysatorvorrichtung 16 ist an einer Position angeordnet, die versetzt zu einer Seite der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A liegt.In the engine 4 with the structure described above is the turbine housing 12 provided on the downstream side thereof, the opening 12C opens on one side in the cylinder row direction A, and the turbocharger-side flange 17A located on the upstream side of the exhaust pipe 17 is provided at the edge of the opening 12C attached. The turbine housing 12 is essentially in the middle of the cylinder block 6 arranged in the cylinder row direction A. The turbocharger-side flange 17A is disposed at a position within the width H of the head-side flange 12A in the cylinder row A direction. The catalyst device 16 is disposed at a position offset from one side of the center line O in the cylinder row direction A.

Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus kann der Turbolader-seitige Flansch 17A der Abgasleitung 17 näher an der Mitte des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A angeordnet werden, so dass genügend Raum an einer Seite des Zylinderblocks 6 relativ zu der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A freigelassen wird. Daher kann die Katalysatorvorrichtung 16 in dem Raum an der einen Seite relativ zu der Mittellinie O, jedoch nahe zu der Mitte des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A angeordnet werden. Dementsprechend kann die Länge des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A verringert werden, so dass die Größe des Motors 4 reduziert werden kann.Due to the structure described above, the turbocharger-side flange 17A the exhaust pipe 17 closer to the middle of the cylinder block 6 be arranged in the cylinder row direction A, leaving enough space on one side of the cylinder block 6 Relative to the center line O in the cylinder row direction A is released. Therefore, the catalyst device 16 in the space on one side relative to the center line O, but close to the center of the cylinder block 6 be arranged in the cylinder row direction A. Accordingly, the length of the cylinder block 6 be reduced in the cylinder row direction A, so that the size of the motor 4 can be reduced.

Des Weiteren kann die Katalysatorvorrichtung 16 auch näher an dem Turbinengehäuse 12 angeordnet werden, ohne dass sich die Abgasleitung 17 in hohem Maße biegt, wodurch ein Anstieg des Widerstands des durch die Abgasleitung 17 fließenden Abgases verhindert und weiter ein Abfall in der Abgasleistung verhindert wird.Furthermore, the catalyst device 16 also closer to the turbine housing 12 be arranged without the exhaust pipe 17 bends to a great extent, causing an increase in the resistance of the exhaust pipe 17 prevents flowing exhaust gas and further a drop in the exhaust gas performance is prevented.

Der Motor 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ferner das Ölabflussrohr 22, das den Turbolader 11 mit dem Zylinderblock 6 verbindet, um Öl von dem Turbolader 11 zu dem Zylinderblock 6 abzulassen. Das Ölabflussrohr 22 ist relativ zu der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A auf der anderen Seite des Zylinderblocks 6 angeordnet.The motor 4 According to the present embodiment, further comprises the oil drain pipe 22 that the turbocharger 11 with the cylinder block 6 connects to oil from the turbocharger 11 to the cylinder block 6 drain. The oil drain pipe 22 is relative to the center line O in the cylinder row direction A on the other side of the cylinder block 6 arranged.

Der Turbolader 11 umfasst das Turbinengehäuse 12, das im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderblocks 6 in der Zylinderreihenrichtung A angeordnet ist, so dass es genügend Raum zur Anordnung der Ölleitung 22 an der anderen Seite relativ zu der Mittelinie O in einer Zylinderreihenrichtung A freilässt. Dementsprechend können die Möglichkeiten zur Anordnung der Ablassleitung 22 vergrößert werden.The turbocharger 11 includes the turbine housing 12 which is essentially in the middle of the cylinder block 6 is arranged in the cylinder row direction A, so that there is enough space for the arrangement of the oil line 22 on the other side leaves free relative to the center line O in a cylinder row direction A. Accordingly, the possibilities for arranging the drain line 22 be enlarged.

Der Motor 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst ferner die Befestigungsbauteile 14A bis 14D, die den kopfseitigen Flansch 12A an dem Zylinderkopf 7 befestigen und die die Kopfabschnitte 14a aufweisen, die von dem kopfseitigen Flansch 12A zu dem Turbinengehäuse 12 hervorstehen. Der Kopfabschnitt 14a des Befestigungsbauteils 14B liegt gegenüber der Vertiefung 17a und ragt in diese hervor, wobei diese an dem Turbolader-seitigen Flansch 17A bereitgestellt ist.The motor 4 According to the present embodiment further comprises the fastening components 14A to 14D that the head-side flange 12A on the cylinder head 7 attach and the the head sections 14a have, from the head-side flange 12A to the turbine housing 12 protrude. The head section 14a of the fastening component 14B lies opposite the depression 17a and protrudes into it, these on the turbocharger side flange 17A is provided.

Daher kann der Turbolader-seitige Flansch 17A näher an dem Zylinderkopf 7 angeordnet werden und die Katalysatorvorrichtung 16 kann auch näher an dem Zylinderblock 6 angeordnet werden. Dementsprechend können der Turbolader 11 und die Katalysatorvorrichtung 16 nahe beieinander in einem Raum angeordnet werden.Therefore, the turbocharger-side flange 17A closer to the cylinder head 7 can be arranged and the catalyst device 16 can also be closer to the cylinder block 6 to be ordered. Accordingly, the turbocharger 11 and the catalyst device 16 be arranged close to each other in a room.

Der Motor 4 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform umfasst ferner den Zylinderkopfdeckel 8, der an einer Oberseite des Zylinderkopfs 7 bereitgestellt ist, und die Kraftstoffpumpe 21, die an einem Ende des Zylinderkopfs 7 in der Zylinderreihenrichtung A bereitgestellt ist. Die Kraftstoffpumpe 21 ist an dem Zylinderkopfdeckel 8 an der gegenüberliegenden Seite zu dem Turbolader 11 in der Richtung B, die senkrecht auf die Zylinderreihenrichtung A steht, angeordnet.The motor 4 according to the present embodiment further comprises the cylinder head cover 8th which is at a top of the cylinder head 7 is provided, and the fuel pump 21 at one end of the cylinder head 7 is provided in the cylinder row direction A. The fuel pump 21 is on the cylinder head cover 8th on the opposite side to the turbocharger 11 in the Direction B, which is perpendicular to the cylinder row direction A, arranged.

Weil die Kraftstoffpumpe 21 an der Einlassseite gegenüber der Auslassseite angeordnet ist, ist ein Raum an der Auslassseite nicht von der Kraftstoffpumpe 21 oder von einer Leitung, die mit der Kraftstoffpumpe 21 verbunden ist, besetzt. Dementsprechend kann der Raum an der einen Seite relativ zu der Mittellinie O in der Zylinderreihenrichtung A im Ergebnis für die Katalysatorvorrichtung 16 genutzt werden, um die Größe des Motors 4 weiter zu reduzieren.Because the fuel pump 21 is arranged on the inlet side opposite to the outlet side, a space on the outlet side is not from the fuel pump 21 or from a pipe connected to the fuel pump 21 connected, busy. Accordingly, the space on one side relative to the center line O in the cylinder row direction A may result in the catalyst device 16 be used to the size of the engine 4 continue to reduce.

Obwohl oben die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart wurde, ist es einem Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es wird beabsichtigt, dass alle diese Modifikationen und deren Äquivalente von der vorliegenden Erfindung umfasst werden.Although the embodiment of the present invention has been disclosed above, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is intended that all such modifications and their equivalents be included in the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

44
Motor (Verbrennungsmotor)Engine (combustion engine)
66
Zylinderblockcylinder block
77
Zylinderkopfcylinder head
88th
ZylinderkopfdeckelCylinder head cover
1010
AbgassammelabschnittExhaust collecting portion
1111
Turboladerturbocharger
1212
Turbinengehäuseturbine housing
12A12A
kopfseitiger Flanschhead-side flange
12B12B
Turbinenradturbine
12C12C
Öffnungopening
14B14B
Befestigungsbauteilattachment member
14a14a
Kopfabschnittheader
1616
Katalysatorvorrichtungcatalyst device
1717
Abgasleitungexhaust pipe
17A17A
Turbolader-seitiger FlanschTurbocharger side flange
17a17a
Vertiefungdeepening
1818
Katalysatorgehäusecatalytic converter housing
18A18A
Katalysatorcatalyst
2121
KraftstoffpumpeFuel pump
2222
ÖlablassleitungOil drain line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 2011-140909 A [0006] JP 2011-140909 A [0006]

Claims (4)

Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, wobei der Motor umfasst: einen Zylinderblock, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst; einen Zylinderkopf, der an einer Oberseite des Zylinderblocks bereitgestellt ist und der eine Vielzahl von Auslassöffnungen umfasst, die in Verbindung stehen mit den Zylindern und einem Abgassammelabschnitt, bei welchem stromabwärts liegende Enden der Auslassöffnungen gesammelt werden, wobei der Abgassammelabschnitt an einer Position angeordnet ist, die nahe einer Mitte des Zylinderkopfes in einer Richtung parallel zu einer Zylinderreihe liegt; einen Turbolader, der ein Turbinengehäuse mit einem Turbinenrad, das durch Abgas, das von dem Abgassammelabschnitt ausgestoßen wird, gedreht wird, und einen kopfseitigen Flansch umfasst, wobei der kopfseitige Flansch an einem stromaufwärts liegenden Ende des Turbinenrads mit einem stromabwärts liegenden Ende des Abgassammelabschnitts befestigt ist; und eine Katalysatorvorrichtung, die an dem Zylinderblock angebracht ist und die eine Abgasleitung umfasst, die an einer stromabwärts liegenden Seite des Turbinenrads mit dem Turbinengehäuse befestigt ist, und die ein Katalysatorgehäuse umfasst, das einen Katalysator zur Reinigung des Abgases umfasst, wobei das Turbinengehäuse an dessen stromabwärts liegender Seite mit einer Öffnung ausgestattet ist, die sich an einer Seite in der Richtung parallel zu der Zylinderreihe öffnet, wobei ein Turbolader-seitiger Flansch, der an einer stromaufwärts liegenden Seite der Abgasleitung ausgebildet ist, an einem Rand der Öffnung angebracht ist, wobei das Turbinengehäuse an einer Position angeordnet ist, die nahe der Mitte des Zylinderkopfes in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe liegt, wobei der Turbolader-seitige Flansch an einer Position angeordnet ist, die innerhalb einer Breite des kopfseitigen Flansches in der Richtung parallel zu der Zylinderreihe liegt, wobei die Katalysatorvorrichtung an einer Position angeordnet ist, die versetzt zu einer Seite von einer Mittellinie liegt, wobei die Mittellinie durch die Mitte des Zylinderkopfs in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe verläuft.Internal combustion engine with a turbocharger, the engine comprising: a cylinder block comprising a plurality of cylinders; a cylinder head provided at an upper side of the cylinder block and including a plurality of exhaust ports communicating with the cylinders and an exhaust collecting portion at which downstream ends of the exhaust ports are collected, the exhaust collecting portion being disposed at a position near a center of the cylinder head in a direction parallel to a cylinder bank; a turbocharger including a turbine housing having a turbine wheel rotated by exhaust gas expelled from the exhaust gas collecting section and a head side flange, the head side flange being fixed to an upstream end of the turbine wheel with a downstream end of the exhaust gas collecting section ; and a catalyst device that is attached to the cylinder block and that includes an exhaust pipe that is attached to a turbine downstream side of the turbine housing, and that includes a catalyst housing that includes a catalyst for purifying the exhaust gas, wherein the turbine housing is provided on the downstream side thereof with an opening opening on one side in the direction parallel to the cylinder bank, wherein a turbocharger side flange formed on an upstream side of the exhaust passage is formed on an edge of the cylinder bank Opening is attached, wherein the turbine housing is disposed at a position close to the center of the cylinder head in a direction parallel to the cylinder bank, wherein the turbocharger-side flange is disposed at a position that is within a width of the head-side flange in the direction parallel to the cylinder bank, wherein the catalyst device is disposed at a position offset to a side from a center line, the center line passing through the center of the cylinder head in a direction parallel to the cylinder bank. Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine Ölablassleitung, die den Turbolader mit dem Zylinderblock verbindet, um Öl aus dem Turbolader in den Zylinderblock abzulassen, wobei die Ölablassleitung an einer Position angeordnet ist, die versetzt zu einer anderen Seite von der Mittellinie in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe liegt.The internal combustion engine with a turbocharger according to claim 1, further comprising an oil drain line connecting the turbocharger with the cylinder block to discharge oil from the turbocharger in the cylinder block, the oil drain line is disposed at a position offset to another side from the center line in a direction parallel to the cylinder bank lies. Verbrennungsmotor mit Turbolader gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Befestigungsbauteil, das den kopfseitigen Flansch an dem Zylinderkopf befestigt und das einen Kopfabschnitt aufweist, der von dem kopfseitigen Flansch zu dem Turbinengehäuse hin hervorsteht, wobei eine Vertiefung an einer Seitenfläche des Turbolader-seitigen Flansches ausgebildet ist, die dem Zylinderkopf gegenüberliegt, und der Kopfabschnitt des Befestigungsbauteils in die Vertiefung hinein hervorsteht.A turbocharged engine according to claim 1 or 2, further comprising a fixing member that fixes the head-side flange to the cylinder head and that has a head portion projecting from the head-side flange toward the turbine housing, wherein a recess is formed on a side surface of the turbocharger side flange, which faces the cylinder head, and the head portion of the fixing member protrudes into the recess. Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: einen Zylinderkopfdeckel, der an einer Oberseite des Zylinderkopfs bereitgestellt ist; und eine Kraftstoffpumpe, die an einem Ende des Zylinderkopfs in einer Richtung parallel zu der Zylinderreihe bereitgestellt ist, wobei die Kraftstoffpumpe an dem Zylinderkopfdeckel an einer gegenüberliegenden Seite zu dem Turbolader in einer Richtung senkrecht zu der Richtung bereitgestellt ist, die parallel zu der Zylinderreihe verläuft.An internal combustion engine with a turbocharger according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a cylinder head cover provided on an upper surface of the cylinder head; and a fuel pump provided at one end of the cylinder head in a direction parallel to the cylinder bank, wherein the fuel pump is provided on the cylinder head cover on an opposite side to the turbocharger in a direction perpendicular to the direction parallel to the cylinder bank.
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