JPH07139362A - 排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置 - Google Patents
排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置Info
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- JPH07139362A JPH07139362A JP5307584A JP30758493A JPH07139362A JP H07139362 A JPH07139362 A JP H07139362A JP 5307584 A JP5307584 A JP 5307584A JP 30758493 A JP30758493 A JP 30758493A JP H07139362 A JPH07139362 A JP H07139362A
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- JP
- Japan
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- exhaust
- engine
- detector
- air supply
- exhaust gas
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 排気ターボ過給機付き内燃機関において、構
造が簡単かつ低コストで以て、エンジンの低速低負荷域
から高速高負荷域の全運転域において、安定した性能を
得る。 【構成】 排気ターボ過給機4のコンプレッサ4aの上
流側からコンプレッサ4aを迂回して下流側(排気管)
に接続される給気バイパス路11と該バイパス路11を
開閉する開閉弁13及び該開閉弁13の開度を制御する
制御装置100を設ける一方、従来の排気バイパス路を
廃止する。
造が簡単かつ低コストで以て、エンジンの低速低負荷域
から高速高負荷域の全運転域において、安定した性能を
得る。 【構成】 排気ターボ過給機4のコンプレッサ4aの上
流側からコンプレッサ4aを迂回して下流側(排気管)
に接続される給気バイパス路11と該バイパス路11を
開閉する開閉弁13及び該開閉弁13の開度を制御する
制御装置100を設ける一方、従来の排気バイパス路を
廃止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ターボ過給機付き
内燃機関、特に排気ターボ過給機付きディーゼルエンジ
ンの給気制御装置に関する。
内燃機関、特に排気ターボ過給機付きディーゼルエンジ
ンの給気制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ターボ過給機付きエンジンは排気量
当りの出力が大きい反面、排気ガスで排気タービンを駆
動するため、排気ガス流量の少ない低速低負荷域では、
エンジンに十分な空気を供給することが困難となること
により、排煙の悪化を招くと共に、高速高負荷域では空
気量が過大になり、ポンピングロスにより燃料消費率
(燃費)が悪化し、またシリンダ内の圧力上昇によりエ
ンジン構成部材へ過大荷重が負荷されるという問題点を
備えている。
当りの出力が大きい反面、排気ガスで排気タービンを駆
動するため、排気ガス流量の少ない低速低負荷域では、
エンジンに十分な空気を供給することが困難となること
により、排煙の悪化を招くと共に、高速高負荷域では空
気量が過大になり、ポンピングロスにより燃料消費率
(燃費)が悪化し、またシリンダ内の圧力上昇によりエ
ンジン構成部材へ過大荷重が負荷されるという問題点を
備えている。
【0003】かかる問題点を解決する手段の一つとして
特開昭55−164727号の発明が提供されている。
図4にその系統図を示す。
特開昭55−164727号の発明が提供されている。
図4にその系統図を示す。
【0004】図において1はエンジン本体、2は給気通
路、3は排気通路、4は排気ターボ過給機であり、該過
給機4のコンプレッサ5の吐出口に前記給気通路4が排
気タービン6の排気入口に排気通路3が夫々接続されて
いる。
路、3は排気通路、4は排気ターボ過給機であり、該過
給機4のコンプレッサ5の吐出口に前記給気通路4が排
気タービン6の排気入口に排気通路3が夫々接続されて
いる。
【0005】そして、前記コンプレッサ5を迂回する給
気バイパス路7と排気タービン6を迂回する排気バイパ
ス路8とが設けられ、両通路7、8を制御装置10から
の制御信号によりアクチュエータ14、15を介して開
閉するバイパス路開閉弁12、13が併設されている。
気バイパス路7と排気タービン6を迂回する排気バイパ
ス路8とが設けられ、両通路7、8を制御装置10から
の制御信号によりアクチュエータ14、15を介して開
閉するバイパス路開閉弁12、13が併設されている。
【0006】前記制御装置10には回転数検出器18か
らエンジン回転数の検出信号が、負荷検出器19からエ
ンジン負荷(クラッチ位置等)の検出信号がそれぞれ入
力される。
らエンジン回転数の検出信号が、負荷検出器19からエ
ンジン負荷(クラッチ位置等)の検出信号がそれぞれ入
力される。
【0007】そして該制御装置10は部分負荷域即ち低
速低負荷域では、コンプレッサ5入口の空気通路を閉じ
ると共にバイパス路7を開き、また排気タービン6の出
口通路17を閉じ、バイパス路8を開くように制御す
る。従って部分負荷域では、バイパス路7、8を開き、
排気タービン6には排気ガスを押し込まないためコンプ
レッサ5も回転せず、エンジンは無過給状態となる。
速低負荷域では、コンプレッサ5入口の空気通路を閉じ
ると共にバイパス路7を開き、また排気タービン6の出
口通路17を閉じ、バイパス路8を開くように制御す
る。従って部分負荷域では、バイパス路7、8を開き、
排気タービン6には排気ガスを押し込まないためコンプ
レッサ5も回転せず、エンジンは無過給状態となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭55−16
4727号の発明は低速低負荷域即ち部分負荷域におい
て実質的に無過給運転とすることにより、全運転域にお
いて排気ターボ過給機を効果的に使用できるが、給気
側、排気側それぞれに開閉弁及びアクチュエータを設
け、個別に開閉制御を行わなければならないため、構造
が複雑かつ高コストとなる。
4727号の発明は低速低負荷域即ち部分負荷域におい
て実質的に無過給運転とすることにより、全運転域にお
いて排気ターボ過給機を効果的に使用できるが、給気
側、排気側それぞれに開閉弁及びアクチュエータを設
け、個別に開閉制御を行わなければならないため、構造
が複雑かつ高コストとなる。
【0009】本発明は、前記問題点を解決するもので、
構造が簡単かつ低コストの装置で以て、エンジンの低速
低負荷域からの高速高負荷域の全運転域において、安定
した性能を発揮できる排気ターボ過給式エンジンを提供
することを目的とする。
構造が簡単かつ低コストの装置で以て、エンジンの低速
低負荷域からの高速高負荷域の全運転域において、安定
した性能を発揮できる排気ターボ過給式エンジンを提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記、問題点を解決する
に当り、発明者らは、給気流量を制御すると排気流量も
これに連動して制御され得ることに着目し、排気ターボ
過給機のコンプレッサを迂回する給気バイパス路のみを
設けて従来の排気バイパス路を廃止し、給気バイパス路
の開度を制御装置によりエンジン運転条件と関連させて
精緻に制御するようにした。
に当り、発明者らは、給気流量を制御すると排気流量も
これに連動して制御され得ることに着目し、排気ターボ
過給機のコンプレッサを迂回する給気バイパス路のみを
設けて従来の排気バイパス路を廃止し、給気バイパス路
の開度を制御装置によりエンジン運転条件と関連させて
精緻に制御するようにした。
【0011】即ち、本発明は、排気ターボ過給機のコン
プレッサの上流側と下流側とを連通する給気バイパス路
と、該バイパス路の開度を制御する開閉弁とを設けると
共に、エンジン運転条件の検出信号により前記開閉弁駆
動用のアクチュエータを制御する制御装置を設けるのみ
とし、従来のもののような排気バイパス路及びこれの開
閉弁やその駆動系を廃止したことを特徴とするものであ
る。
プレッサの上流側と下流側とを連通する給気バイパス路
と、該バイパス路の開度を制御する開閉弁とを設けると
共に、エンジン運転条件の検出信号により前記開閉弁駆
動用のアクチュエータを制御する制御装置を設けるのみ
とし、従来のもののような排気バイパス路及びこれの開
閉弁やその駆動系を廃止したことを特徴とするものであ
る。
【0012】
【作用】機関の部分負荷時即ち低速低負荷時には排気エ
ネルギーが少ないので、制御装置はアクチュエータ35
を介して開閉弁を開放する。これにより給気の大部分は
排気ターボ過給機のコンプレッサへ流れずに給気バイパ
ス路を経て給気管に導入される。
ネルギーが少ないので、制御装置はアクチュエータ35
を介して開閉弁を開放する。これにより給気の大部分は
排気ターボ過給機のコンプレッサへ流れずに給気バイパ
ス路を経て給気管に導入される。
【0013】尚、この出力範囲では排気ガスのエネルギ
ーが小さいので、給気通路を通った給気は排気タービン
に与えられる排気エネルギーに見合う量だけコンプレッ
サにより加圧されてエンジンに供給される。
ーが小さいので、給気通路を通った給気は排気タービン
に与えられる排気エネルギーに見合う量だけコンプレッ
サにより加圧されてエンジンに供給される。
【0014】エンジンの高負荷域では、制御装置100
は開閉弁を閉塞せしめる。これにより、給気は、全量排
気ターボ過給機のコンプレッサへと送られ、通常の排気
ターボ過給運転となる。
は開閉弁を閉塞せしめる。これにより、給気は、全量排
気ターボ過給機のコンプレッサへと送られ、通常の排気
ターボ過給運転となる。
【0015】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して本発明の実施例
につき詳細に説明する。但し、この実施例に記載されて
いる構造部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは
特に特例的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨でなく単なる説明例に過ぎない。
につき詳細に説明する。但し、この実施例に記載されて
いる構造部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは
特に特例的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨でなく単なる説明例に過ぎない。
【0016】図1は本発明を自動車用ディーゼルエンジ
ンに適用した場合のハード構成図であり、図において1
はエンジン本体、7はクラッチ、8はトランスミッショ
ン(以下T/Mと略称する)、10はエアクリーナ、9
はインタークーラー、4は排気ターボ過給機であり、エ
アクリーナ10からの空気は給気通路2aを通って排気
ターボ過給気4のコンプレッサ4aに入り、ここで加圧
され、給気通路2からインタークーラー9を通り、給気
管5からエンジン本体1に供給される。
ンに適用した場合のハード構成図であり、図において1
はエンジン本体、7はクラッチ、8はトランスミッショ
ン(以下T/Mと略称する)、10はエアクリーナ、9
はインタークーラー、4は排気ターボ過給機であり、エ
アクリーナ10からの空気は給気通路2aを通って排気
ターボ過給気4のコンプレッサ4aに入り、ここで加圧
され、給気通路2からインタークーラー9を通り、給気
管5からエンジン本体1に供給される。
【0017】エンジン本体1から排出された排気ガスは
排気管3を通って、排気ターボ過給機4の排気タービン
4bを駆動し、排気通路6から外部に排出されるように
構成されている。以上の構成は従来のものと同様であ
る。
排気管3を通って、排気ターボ過給機4の排気タービン
4bを駆動し、排気通路6から外部に排出されるように
構成されている。以上の構成は従来のものと同様であ
る。
【0018】11は給気バイパス管であり、コンプレッ
サ4a上流側の給気通路2aから分岐されコンプレッサ
4aを迂回して給気管5に接続されている。前記給気バ
イパス路11には、該バイパス路11を開閉する開閉弁
(この実施例ではバタフライ式)13が設けられてい
る。35は該開閉弁13を駆動するアクチュエータ、1
00は該アクチュエータ35に制御信号を出力する制御
装置である。また本実施例においては、従来のもののよ
うな排気バイパス路及びこれの附属要素を廃止してい
る。
サ4a上流側の給気通路2aから分岐されコンプレッサ
4aを迂回して給気管5に接続されている。前記給気バ
イパス路11には、該バイパス路11を開閉する開閉弁
(この実施例ではバタフライ式)13が設けられてい
る。35は該開閉弁13を駆動するアクチュエータ、1
00は該アクチュエータ35に制御信号を出力する制御
装置である。また本実施例においては、従来のもののよ
うな排気バイパス路及びこれの附属要素を廃止してい
る。
【0019】前記制御装置100には、回転検出器21
からエンジン回転数の検出信号が、負荷検出器22から
燃料噴射ポンプのラック位置、軸トルク等のエンジン負
荷が、給気圧力検出器23から給気管5内の給気圧力
が、クラッチ検出器24からクラッチ7の接、断信号が
T/M検出器25からT/Mの速度段状態(中立、1
速、2速等)の検出信号が、それぞれ入力されるように
なっている。
からエンジン回転数の検出信号が、負荷検出器22から
燃料噴射ポンプのラック位置、軸トルク等のエンジン負
荷が、給気圧力検出器23から給気管5内の給気圧力
が、クラッチ検出器24からクラッチ7の接、断信号が
T/M検出器25からT/Mの速度段状態(中立、1
速、2速等)の検出信号が、それぞれ入力されるように
なっている。
【0020】図2には、前記開閉弁13を制御する制御
系統のブロック図を示す。図において、制御装置100
は、開閉弁度数と回転数との関係を設定する回転数設定
器26、同負荷との関係を設定する負荷設定器、同給気
圧力との関係を設定する給気圧力設定器を備えている。
系統のブロック図を示す。図において、制御装置100
は、開閉弁度数と回転数との関係を設定する回転数設定
器26、同負荷との関係を設定する負荷設定器、同給気
圧力との関係を設定する給気圧力設定器を備えている。
【0021】さらに、制御装置100は回転数、負荷、
給気圧力の検出値と設定値から開閉弁開度の調整量を出
力する回転数調整器29、負荷状態調整器30及び給気
圧力調整器31を備えると共に、クラッチ状態及びT/
Mの状態から開閉弁の開度の調整量を出力するクラッチ
状態調整器32及びT/M状態調整器33を備えてい
る。
給気圧力の検出値と設定値から開閉弁開度の調整量を出
力する回転数調整器29、負荷状態調整器30及び給気
圧力調整器31を備えると共に、クラッチ状態及びT/
Mの状態から開閉弁の開度の調整量を出力するクラッチ
状態調整器32及びT/M状態調整器33を備えてい
る。
【0022】34は前記各調整器からの出力に基づき開
閉弁13の開度を演算して弁開閉用アクチュエータ35
に出力する弁開度演算器であり、該演算器34も制御装
置100に含まれる。
閉弁13の開度を演算して弁開閉用アクチュエータ35
に出力する弁開度演算器であり、該演算器34も制御装
置100に含まれる。
【0023】次に、前記のように構成された排気ターボ
過給式ディーゼルエンジンの作動に付き説明する。制御
装置100には、エンジンの運転条件、即ちエンジン回
転数、エンジン負荷(ラック位置、軸トルク等)、給気
圧力、クラッチの状態、T/Mの速度段の状態等が各検
出器21、22、23、24、25から入力される。
過給式ディーゼルエンジンの作動に付き説明する。制御
装置100には、エンジンの運転条件、即ちエンジン回
転数、エンジン負荷(ラック位置、軸トルク等)、給気
圧力、クラッチの状態、T/Mの速度段の状態等が各検
出器21、22、23、24、25から入力される。
【0024】回転数調整器29においては、回転数の検
出値と回転数設定器26に設定された弁開度と回転数と
の関係から検出回転数に対応する弁開度の調整量を出力
する。同様に、負荷状態調整器30及び給気圧力調整器
31においてはエンジン負荷及び給気圧力の検出値と、
負荷設定器27及び給気圧力設定器28に夫々設定され
た弁開度とエンジン負荷及び給気圧力との関係から検出
負荷及び検出給気圧力に対応する弁開度の調整量を出力
する。
出値と回転数設定器26に設定された弁開度と回転数と
の関係から検出回転数に対応する弁開度の調整量を出力
する。同様に、負荷状態調整器30及び給気圧力調整器
31においてはエンジン負荷及び給気圧力の検出値と、
負荷設定器27及び給気圧力設定器28に夫々設定され
た弁開度とエンジン負荷及び給気圧力との関係から検出
負荷及び検出給気圧力に対応する弁開度の調整量を出力
する。
【0025】さらにクラッチ状態調整器32及びT/M
状態調整器33においては、クラッチ状態の検出信号
(ONかOFFか)及びT/M状態の検出信号(速度段
の状態)からの弁開度の調整量を出力する。
状態調整器33においては、クラッチ状態の検出信号
(ONかOFFか)及びT/M状態の検出信号(速度段
の状態)からの弁開度の調整量を出力する。
【0026】弁開度演算器においては、前記各調整器2
9、30、31、32、33から入力される前記した各
調整量からエンジンの現運転状態に最適の開閉弁開度を
算出してアクチュエータ35に出力する。アクチュエー
タ35は、開閉弁13の開度を前記演算された開度に調
整する。
9、30、31、32、33から入力される前記した各
調整量からエンジンの現運転状態に最適の開閉弁開度を
算出してアクチュエータ35に出力する。アクチュエー
タ35は、開閉弁13の開度を前記演算された開度に調
整する。
【0027】前記弁開度演算器34においては、算出さ
れる開閉弁開度の1例を表1に示す。
れる開閉弁開度の1例を表1に示す。
【0028】
【表1】
【0029】以上の様に制御装置100においては、エ
ンジン運転状態が排気ターボ過給機4に付与される排気
エネルギーが小さい低回転、低負荷状態のとき、開閉弁
13を開いて給気を給気バイパス路11を通って直接給
気管5に導き、コンプレッサ2aに流れる給気は排気タ
ービン4bにより与えられる回転数に見合う量にとどめ
る。
ンジン運転状態が排気ターボ過給機4に付与される排気
エネルギーが小さい低回転、低負荷状態のとき、開閉弁
13を開いて給気を給気バイパス路11を通って直接給
気管5に導き、コンプレッサ2aに流れる給気は排気タ
ービン4bにより与えられる回転数に見合う量にとどめ
る。
【0030】高負荷域においては、開閉弁13を全開と
し給気の全量を過給機のコンプレッサ4aに供給し、給
気圧力を上昇せしめるか、一定回転数以上の高回転域に
おいては給気圧力が過大となるので、開閉弁13の開度
を若干小さくし、給気バイパス路11に少量の給気を通
す。開閉弁13の開度線図を図3に示す。
し給気の全量を過給機のコンプレッサ4aに供給し、給
気圧力を上昇せしめるか、一定回転数以上の高回転域に
おいては給気圧力が過大となるので、開閉弁13の開度
を若干小さくし、給気バイパス路11に少量の給気を通
す。開閉弁13の開度線図を図3に示す。
【0031】
【発明の効果】以上の様に本発明によれば、給気系に給
気バイパス路及び開閉弁を設け制御装置にて開閉制御と
いう従来のものに較べ簡単かつ低コストの装置で以て、
エンジンの低速、低負荷域から高速、高負荷域の全運転
域にわたって安定した性能を発揮する排気ターボ過給機
付きエンジンを提供することができる等の著しい効果を
奏する。
気バイパス路及び開閉弁を設け制御装置にて開閉制御と
いう従来のものに較べ簡単かつ低コストの装置で以て、
エンジンの低速、低負荷域から高速、高負荷域の全運転
域にわたって安定した性能を発揮する排気ターボ過給機
付きエンジンを提供することができる等の著しい効果を
奏する。
【図1】本発明の実施例に係る排気ターボ過給機付きデ
ィーゼルエンジンの給気制御系統のハード構成図。
ィーゼルエンジンの給気制御系統のハード構成図。
【図2】図1の開閉弁制御系統のブロック図
【図3】図1の開閉弁の開閉線図
【図4】従来例を示す図1応当図。
1 エンジン本体 2、2a 給気通路 3 排気管 4 排気ターボ過給機 4a コンプレッサ 4b 排気タービン 7 クラッチ 8 トランスミッション(T/M) 9 インタークーラ 11 給気バイパス路 13 開閉弁 21 回転数検出器 22 負荷検出器 23 給気圧力検出器 24 クラッチ検出器 25 T/M検出器 100 制御装置 35 弁開閉アクチュエータ
Claims (2)
- 【請求項1】 排気ガスにより駆動される排気タービン
と該タービンにより直結駆動されるコンプレッサとを有
する排気ターボ過給機により圧送された給気を、給気管
を経てエンジンに導入するように構成された排気ターボ
過給式エンジンにおいて、前記コンプレッサ上流側の給
気通路とコンプレッサ下流側の給気通路とを連通する給
気バイパス路及びアクチュエータに駆動されて該バイパ
ス路を開閉する開閉弁を設けると共に、前記排気ガスの
排気タービン出入口通路間を接続する排気バイパス路を
廃止し、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出器
と、該検出器からの検出信号により前記開閉弁の開度を
演算して前記アクチュエータに出力する制御装置とを備
えてなることを特徴とする排気ターボ過給式エンジンの
給気制御装置。 - 【請求項2】 前記運転状態検出器が、エンジン回転数
を検出する回転数検出器、エンジンの負荷を検出する負
荷検出器、給気管内の給気圧力を検出する給気圧力検出
器、クラッチの切断を検出するクラッチ検出器及びトラ
ンスミッション(T/M)の速度段を検出する」T/M
(トランスミッション)検出器からなる請求項1記載の
排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5307584A JPH07139362A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5307584A JPH07139362A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07139362A true JPH07139362A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17970827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5307584A Withdrawn JPH07139362A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 排気ターボ過給式エンジンの給気制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07139362A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030017872A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 현대자동차주식회사 | 가변 유로형 과급기 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP5307584A patent/JPH07139362A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030017872A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 현대자동차주식회사 | 가변 유로형 과급기 |
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