JPH07229449A - ターボ過給されたディーゼルエンジン組立体 - Google Patents

ターボ過給されたディーゼルエンジン組立体

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JPH07229449A
JPH07229449A JP6278063A JP27806394A JPH07229449A JP H07229449 A JPH07229449 A JP H07229449A JP 6278063 A JP6278063 A JP 6278063A JP 27806394 A JP27806394 A JP 27806394A JP H07229449 A JPH07229449 A JP H07229449A
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gas
venturi
engine
flow
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Rod Radovanovic
ロッド・ラドヴァノヴィック
A S Ghuman
エイ・エス・グマン
Gregory H Henderson
グレゴリー・エイチ・ヘンダーソン
R Manon Angela
アンジェラ・アール・マノン
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ターボ過給するディーゼル機関組立体に関
し、新気に、特定のガスを機関に導入するベンチュリを
備えた装置を提供する。 【構成】 排ガス吸入口13aからのEGRガスを新気
と混合する為のターボ過給するディーゼル機関11と組
み合わせたガス流動回路10である。同組立体におい
て、ベンチュリ19を、吸気マニホルド17とアフタク
ーラ14との間に配置し、又、EGRガスを運ぶ流動管
15、16、18に接続している。関連する配置におい
て、制御弁を利用してEGRの利用程度を加減すること
が出来る。ターボ過給するディーゼル機関組立体がブロ
ーバイガス用の流動路を備える形態である場合、ベンチ
ュリは、吸気マニホルドとアフタクーラとの間に配置さ
れ、ブローバイガスを運ぶ流動管に接続する。これらの
装置は、ベンチュリの狭小なスロート部における低い静
圧を利用し、EGRガス又はブローバイガスが新気内に
流動するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、概ね、排気ガスを再循
環させる配管及び流路、及びブローバイ(クランクケー
スの排気)ガスの配管及び流路に関する。より具体的に
は、本発明は、ターボチャージャからの新気との混合体
として、特定のガスを吸気マニホルド内に導入する流路
内でベンチュリ構造を使用することに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】本発明の各種の実施例に関して、以下の
米国特許のリストは、ブローバイガス及び再循環する排
気ガスの取り扱いに可能と考えられる流路及びフロー構
造の型式の典型例を掲げるものである。
【0003】 特許番号 特許権者 特許年月日 3,925,989 パステルニック 1975年12月16日 (Pustelnik) 4,034,028 ツォイ−ヘイ マ 1977年 7月 5日 (Tsoi−Hei Ma) 4,206,606 ヤマダ 1980年 6月10日 (Yamada) 4,363,310 サーストン 1982年12月14日 (Thurston) 4,462,379 ツゲ等 1984年 7月31日 (Tsuge et al.) 4,478,199 ナラサカ等 1984年10月23日 (Narasaka et al.) 4,479,478 アルナウド 1984年10月30日 (Arnaud) 4,501,234 トキ等 1985年 2月26日 (Toki et al.) 4,669,442 ナカムラ等 1987年 6月 2日 (Nakamura et al.) 4,773,379 ハシモト等 1988年 9月27日 (Hashimoto et al.) 4,924,668 パンテン等 1990年 5月15日 (Panten et al.) 5,061,406 チェン 1991年10月29日 (Cheng) 5,094,218 エバリンガム等 1992年 3月10日 (Everingham et al.) 上記の引例の各々は、特定の流路及び流動構造を開示し
ているが、その何れも、本発明の新規な特徴の全てを具
備するとは考えられない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現時点において、中程
度及び重荷重ディーゼルエンジンのブローバイ(クラン
クケースの排気)ガスは、典型的に、大気中に排出され
ている。しかし、近い将来、環境/排気物の法律は、こ
のガスを新気中に再循環させることを要求するものと予
想される。この予想される法律は、現在、ガソリンエン
ジン及び軽荷重のディーゼルエンジンに適用されるもの
と全く同一ではないにしても、同様のものとなると考え
られる。
【0005】かかる法制化を予想して、かかるブローバ
イガスを何処で且つどのようにして空気/ガスの流路回
路と一体化させるかに関して、検討が必要となる。ター
ボチャージャのコンプレッサの正面にてこのブローバイ
ガスを流動させる一つの選択例は、油性の付着分及びそ
の他の微粒子によってホイール及びアフタクーラが汚れ
るから、望ましくない。
【0006】本発明の一つの実施例において、ブローバ
イガスを新気中に流動させ得るようにベンチュリがアフ
タクーラの下流の流路内に配置されている。この流れの
励起は、ベンチュリのスロート部に低い静圧を形成する
ことで発生される。幾つかのベンチュリの設計が開示さ
れており、その各々が本発明に適している。
【0007】ディーゼルエンジンの設計に適用可能であ
る関連したガス流動の手段として、排気ガスの再循環、
略してEGRがある。各種の排気ガスの再循環装置が存
在することが公知であり、かかる装置の典型例は、以下
に掲げた米国特許のリストから入手可能である。
【0008】本出願人が発明したようなEGR用に提案
される一つの適用例は、中程度及び重荷重のターボ過給
されたディーゼルエンジンのNOを削減する手段とし
て、EGRを使用するものである。かかるエンジンの場
合、EGRは、EPA及びCARBにより要求される過
渡現象試験の種類に対応すべく、NOの削減に有効な
各種の速度及び荷重条件下で導入しなければならない。
【0009】これらのエンジンにおいて、吸気マニホル
ドの圧力(ブースト圧)は、典型的に、ターボチャージ
ャのコンプレッサの前面における排気ガスの圧力よりも
高圧である。一つの選択例は、その排気ガスをターボチ
ャージャのコンプレッサの入口に向けることである。し
かし、排気ガス中の微粒子のため、コンプレッサのホイ
ール、及び多分、アフタクーラが汚れるから、これは、
良策ではない。また、典型的に、圧縮された混合体は、
ホイールから出る箇所で極めて高温であるため、アルミ
ニウムから成るコンプレッサのホイールは、その新気と
排気ガスとの流入する混合体の高温に耐えることが出来
ない。
【0010】本発明の関連する実施例において、ベンチ
ュリは、コンプレッサとアフタクーラとの間にて新気の
流動管内に配置され、また、排気ガスの流動管に接続さ
れており、該流動管の入口側は、排気マニホルドとター
ビンとの間に接続されている。ベンチュリのスロート部
における静圧は、新気の流れ中に排気ガスを流動させる
のに十分に低い圧力である。
【0011】本発明の一つの目的は、排気ガス流と新気
とを混合させるベンチュリを備える改良にかかるターボ
過給されたディーゼルエンジン組立体を提供することで
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例に従っ
て、ディーゼルエンジンからの排気ガスの流れを新気と
混合させる、ターボ過給されたディーゼルエンジン組立
体とベンチュリとの組立体は、ディーゼルエンジンと、
ターボチャージャと、ディーゼルエンジンからのガス流
の出口と、ターボチャージャからディーゼルエンジンま
で伸長し、ターボチャージャからの新気をディーゼルエ
ンジンに供給する新気流路と、ターボチャージャの後方
にて新気流路内に配置され、ガス流の出口と流れ連通状
態に接続されたベンチュリとを備えており、これによ
り、該ベンチュリにより発生される低い静圧によって、
ガス流の出口から出るガス流は新気と混合される。
【0013】
【実施例】本発明の関連する目的及び利点は、以下の詳
細な説明から明らかになるであろう。
【0014】本発明の原理の理解を促進する目的にて、
次に、図面に示した実施例について、特定の用語を使用
して説明する。しかしながら、これは本発明の範囲を何
ら限定するものではなく、記載した装置の変形例及び更
なる応用例、並びに本明細書に記載した本発明の原理の
更なる適用例は、本発明が関係する技術分野の当業者に
通常、案出されるものと考えられる。
【0015】図1を参照すると、顕著にターボ過給され
たディーゼルエンジン11の空気/排気ガスの流れ回路
10の概略図が示してある。この概略図において、シリ
ンダ(排気ガスマニホルド)からの排気ガスは、ターボ
チャージャ13のタービン12に導入される。本明細書
の内容及びこの開示の目的上、図1の装置は、実際のエ
ンジン11と、独立したターボチャージャ13と、アフ
タクーラ14と、各種の流路と、構成要素とを含むター
ボ過給されたディーゼルエンジン組立体である。
【0016】ターボチャージャ13の構造及び作動は、
従来通りである。その構造体は、排気ガス吸入口13a
と、排気ガス出口13bと、吸気口13cと、コンプレ
ッサ13dと、圧縮空気出口13eとを備えている。流
路15は、圧縮空気(新気)をアフタクーラ14に送
り、そこから流路16を介してエンジン11の吸気マニ
ホルド17に供給する。流路18は、排気ガスマニホル
ドをタービンに接続する一方、流路18aは、図示する
ように流路18に接続されている。流路16内には、ベ
ンチュリ19が配置されており、流路18aは、再循環
するエンジン排気ガス(EGR)をベンチュリ19の低
い静圧を介してベンチュリ19に供給するようにしてあ
る。ベンチュリ19は、一定又は可変のスロート面積を
有する形態とすることが出来、該ベンチュリは、流路1
8aからEGRガスをアフタクーラ14からの新気の流
れに流動させるのに充分な低い静圧を発生させる。
【0017】図2を参照すると、顕著にターボ過給され
たディーゼルエンジン21に対する空気/排気ガスの流
動回路の概略図20が示してある。この概略図におい
て、図1の装置と同様に、シリンダ(排気マニホルド)
からの排気ガスは、ターボチャージャ23のタービン2
2に向けられる。この明細書において、図2は、実際に
は、実際のエンジンと、別個のターボチャージャと、そ
の他の流動管と、構成要素とを備える、ターボ過給され
たディーゼルエンジン組立体である。
【0018】ターボチャージャ23の構造及び作動は、
従来通りである。その構造体は、排気ガス吸入口24
と、排気ズス出口25と、吸気口26と、コンプレッサ
27と圧縮空気の出口28とを備えている。流動管32
は、圧縮空気(新気)をアフタクーラ33に供給し、
又、これらから流動管34を介してエンジン21の吸気
マニホルド35に供給する。
【0019】クランクケースの排気口39は、管34内
に配置されたベンチュリ41に流動管40を介してブロ
ーバイガスを供給する。ベンチュリ41は、一定又は可
変のスロート面積を有する形態とすることが出来、該ベ
ンチュリは、流動管40からのブローバイガスをアフタ
クーラ33からの新気の流れ中に流動させるのに十分な
低い静圧を発生させる。
【0020】図3を参照すると、本発明に適した一つの
ベンチュリの構造が概略図で示してある。ベンチュリ1
9、又はベンチュリ41の何れか一方として使用するの
に適したベンチュリ44は、流動管34(又は、図1の
流動管16)から分岐する枝管45内に配置されてい
る。次に、ベンチュリ44を具備する枝管45は、ベン
チュリ44の下流にて、流動管34(16)を再度、接
続する。
【0021】図3及び図4の基準システムとして、図2
のシステムを使用すると、ベンチュリ44の低い圧力の
スロート部までブローバイガスを供給する流動管40
は、ベンチュリ44の側壁に直交する状態で示してあ
る。この実施例において、流動管34内の新気全体の極
く一部のみが枝管45に分岐して、ベンチュリ44を通
って流動する。流動管34内に配置されたバタフライ弁
46を使用して、ベンチュリ44に流動するガスの量を
制御する。図3の構造によって、流動損失が少なくな
り、又、ブローバイガス(図2)、又はEGRガス(図
1)の流動を生じさせるのに十分に低い静圧がベンチュ
リスロート部に存在する。
【0022】図4を参照すると、本発明に適した別の構
造(図1及び図2のシステムを含む)の概略図が示して
ある。この図4の構造は、EGRを流入管16(図1)
内の新気の流れに導入し、又はブローバイガスを流動管
34内(図2)の新気の流れ中に導入する比較的簡単な
方法を示す。流路34内に挿入し且つ下流に方向決めし
た細管50によって、ブローバイガスは、新気の流れ中
に吸引される。細管50は、一種のエジェクタとして機
能する一方、流れは、依然、圧力差に起因する。新気の
流れの一部としての圧力の低下は、細管50内の圧力を
十分に低下させ、吸入作用を生じさせ、又、ブローバイ
ガスは、細管50から流動管34内に吸引される。
【0023】図5を参照すると、本発明による顕著にタ
ーボ過給されたディーゼルエンジン56に対する選択可
能な別のEGR装置55の概略図が示してある。EGR
装置55は、幾つかの点で流動回路10、20と同様の
方法で構成されている。最も顕著な相違点は、ベンチュ
リ57をアフタクーラ58の上流に配置し、又、流動管
59、フィルタ60及び制御弁61を追加した点であ
る。エンジン56(排気マニホルド)からのシリンダ排
気ガスは、ターボチャージャ67のタービン66内に流
動する。流動管59は、流動管69の枝管であり、ター
ボチャージャ67の上流にて流動管69に直交する。流
動管59は、排気ガスを最初にフィルタ60を通じて送
り、次に制御弁61を通じて、最終的にベンチュリ57
に送る。実際上、流動管59は、三つの部分に配置され
ているが、流動管69からベンチュリ57への単一の流
路は、同一の参照符号で表示する。流動管69からベン
チュリ57への単一の流路を示している。コンプレッサ
71からの流動管70は、圧縮空気(新気)をベンチュ
リ57に運ぶ。ベンチュリ57の出口側は、アフタクー
ラ58内に流動し、そこから、吸気マニホルド72に入
る。
【0024】コンプレッサ71の下流にベンチュリ57
(一定又は可変のスロート面積を有する)を使用するこ
とにより、このスロート部における静圧は、排気ガスの
流動を生じさせるのに十分に低い静圧とすることが出来
る。ベンチュリ57は、コンプレッサのホイールと異な
り、大きな機械的荷重を受けないから、アルミニウム、
又はその他の低廉な材料で形成することが可能である。
大きい負荷のときに自己回生するか、又は電気的に回生
することの出来る小型のフィルタ60を使用することに
より、アフタクーラ58の汚れを解消することが出来
る。かなり清浄な排気ガスの場合、フィルタ60は省略
してもよい。また、この装置は、EGRループの中に別
の小型の熱交換器を使用するのではなく、吸気に対し一
つの熱交換しか使用しない。冷却されたEGRは、大き
い空燃比の維持に有効であり、このため、排気ガスを新
気中に導入したとき、微粒子は全く増加せず、又、増加
したとしても極く僅かであり、このため、冷却されたE
GRを使用しない場合よりもNOX微粒子の削減が改善
される。
【0025】新気中にEGRを導入すべき時点を制御す
るため、制御弁61が設けられている。この弁は、電磁
作動弁とし、中央電子制御装置(ECU)によって制御
され、これにより、速度及び負荷の因子として、EGR
を提供する。エンジンが電子式燃料噴射装置を備えない
場合、EGRの制御のためだけにECU及び適当なセン
サを設けることは極めてコスト高である。この場合、簡
単なばね偏倚式制御弁を設けることにより(図5参
照)、排気ガスは、排気マニホルド内の所定の圧力以上
の圧力にて、ベンチュリ57を介して、新気中に流動す
る。
【0026】図6の制御弁75を更に具体的に説明する
と、閉塞フラップ又は板76が斜めに配置されており、
また、流動管77内に蝶番止めされている。制御弁75
を受け入れる流動管77は、流動管59と同一の機能を
有する。このため、流動管77は、エンジン56の排気
マニホルドからベンチュリ57まで伸長している。板7
6は、ばね78及びピストン79によってばね偏倚され
ている。排気マニホルドからの排気ガスの管圧が所定の
ばね力を上廻るのに十分であるならば、排気ガスは、タ
ーボチャージャ67からベンチュリ57を介して新気中
に流動することが可能である。その結果、排気ガスをベ
ンチュリ内に導入するときの限界値として、排気マニホ
ルド中の所定の圧力を選択し、ばねの偏倚程度をこれに
応じて設定する。
【0027】上述のように、EGR装置55内で使用さ
れるベンチュリ57のベンチュリ型式は、一定又は可変
のスロート面積とすることが出来、その他の点では、当
業者に公知の従来型式の構造のものでよい。また、ベン
チュリ57に代えて、図3及び図4のベンチュリ型式又
は構造の何れかを採用することも選択随意である。図4
の細管の配置は、狭小なベンチュリ導管又はノズルのよ
うな形状をしていないが、新気の一次的流れ中への排気
(又はブローバイ)ガスの流動に影響する圧力差が生じ
る。
【0028】図7を参照すると、適当な制御弁の選択可
能な別の実施例が示してある。制御弁85は、エンジン
56の排気マニホルドからベンチュリ57まで伸長する
流動管86(流動管59、77と同一のもの)の上方に
配置されている。密閉したばねチャンバ87がダイヤフ
ラムピストン89上に作用する偏倚ばね88を受け入
れ、該ダイヤフラムピストン89は、ピストンアームと
して、流動管86内に且つ流動管86を横断して伸長す
る流れ遮断板90が接続されている。流れ遮断板板90
は、十分なブースト圧力がダイヤフラム91に付与され
ない限り、排気ガスの流れを遮断し得るような寸法及び
形状としてある。吸気マニホルドのブースト圧力は、導
管92によって、ダイヤフラム91に作用する。
【0029】制御弁75と同様の着想により、ばねの偏
倚力は、所定のブースト圧力に相関する値に予め設定さ
れる。この圧力を超えると、ばね力を上廻り、ダイヤフ
ラムは上方に押されて、流れ遮断板90を持ち上げる一
方、流れ遮断板90は、流動管86を通じて多少の流れ
を許容する。ブースト圧力が限界値を上廻る程度が大き
ければ大きい程、偏倚ばね88の圧縮程度が増し、流動
管86内に形成される流動隙間は益々大きくなる。
【0030】簡単に上述したように、中程度及び重荷重
のターボ過給されたディーゼルエンジンにおけるNOX
を削減する手段として、排気ガスの再循環方法(EG
R)を提案する。排気ガスは、その排気側の圧力が吸気
側の圧力よりも高いとき、簡単な管を通って排気管から
吸気側に流動する。しかし、多くのエンジンの作動状態
下にて、吸気側の圧力は、排気側の圧力に略等しいか、
又はこの排気側の圧力を上廻る。吸気側の静圧は、ベン
チュリを通る吸気側の流れを加速することによって低く
することが出来る。EGR管をベンチュリのスロート部
に接続すれば、排気側から吸気側への圧力差が増大し、
その結果、EGRの流量が増し、EGRが可能であるエ
ンジンの作動状態の数も増える。これは、基本的に、装
置10、55及びベンチュリ19、57(及び図3、図
4のベンチュリ設計の変形例)並びに制御弁75、85
によって具体化される技術的基礎、又は理論に基づくも
のである。
【0031】次に、図8及び図9を参照すると、本発明
への採用に適した更に二つのベンチュリの型式が示して
ある。これら型式の各々は、ベンチュリスロート部にお
ける圧力を制御することにより、EGRの流量を制御す
るものである。
【0032】先ず、図8を参照すると、ベンチュリ95
は、体積容量可変のベンチュリである。ベンチュリ95
は、ベンチュリ57と同様に(図5参照)、コンプレッ
サの下流で且つアフタクーラの上流に配置される。入口
96は、コンプレッサから新気を受け取り、この流入す
る流れは、制御可能な偏向弁97によって導入される。
流動チャンバ98は、仕切り99によってバイパス路1
00とベンチュリ路101とに仕切られている。偏向弁
97の閉塞ラップ102が右方向の限度位置(破線の位
置)まで動くと、ベンチュリ路101は、完全に閉じら
れて、流入する新気を妨害し、この新気は、EGRを導
入することなく、バイパス路100を通って、アフタク
ーラに流動する。
【0033】バイパス路100を閉じるため、閉塞弁1
02を左方向の限度位置まで動かすと、ベンチュリ路1
01が開放する。新気がベンチュリ路を通って流動する
と、狭小なスロート105部は、排気マニホルドから伸
長する流動管106内に存在するEGRにベンチュリ効
果を生じさせる。
【0034】理解されるように、制御可能な偏向弁97
は、左方向への限度位置と右方向への限度位置との両端
間の実質的に任意の位置に配置することが可能である。
偏向弁の閉塞フラップ102は、両端間の位置に配置さ
れたとき、この流路100、101間の流れを調節し、
又は配分する。ベンチュリスロート部における静圧、従
って、差圧は、ベンチュリ流路を通る体積流量を制御す
ることで設定される。ベンチュリのスロート部は、エン
ジンの全面に亙って制御可能なEGRを提供し得るよう
な寸法にする。
【0035】図9を参照すると、ベンチュリ設計の可変
面積が示してある。ベンチュリ装置110は、吸気側1
12及び流出側113を有する流動管111内に配置さ
れている。EGRの流動管114は、図示するように、
図示111に直交する。この直交箇所は、流動管111
の狭小部分115にある。この狭小化は、流動管111
内に狭小化スリーブを配置することにより実現される。
ベンチュリ装置110のその他の部分としては、ガイド
リング118、ストラッツ119、アクチュエータ12
0及び中央本体121が含まれる。
【0036】空気力学的に平滑である中央本体121
は、面積が僅かに縮小する部分(部分115)内に配置
されており、該面積縮小部分に関して軸方向に可動であ
る。中央本体の位置を介してベンチュリの面積を変化さ
せることにより、ベンチュリスロート部における静圧
は、制御可能である。中央本体121は、ストラッツ1
19によりガイドリング118に保持されており、該リ
ングは、中央本体を管の中央に保持する。逆止弁として
後部ガイドリングが使用される。制御アクチュエータ
は、清浄な上流の空気内に配置されている。
【0037】図8及び図9のベンチュリの構造は、図1
の流動回路10、図2の流動回路120、図5の流動装
置55のベンチュリとして使用するのに適している。
【0038】本発明は、図面に図示し且つ上記の説明で
詳細に記載したが、これは、一例であり、特徴を限定す
るものではないと解釈すべきであり、又、好適な実施例
のみを図示し且つ説明したが、本発明の範囲に属する全
ての変更及び応用例は、保護の対象に含めることを希望
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の典型的な実施例に従い空気流路内にベ
ンチュリを備えるターボ過給されたディーゼルエンジン
組立体の概略図である。
【図2】本発明の典型的な実施例に従い空気流路内にベ
ンチュリを備えるターボ過給されたディーゼルエンジン
組立体の概略図である。
【図3】図2のベンチュリを流路内に配置する別の選択
可能な形態の概略図である。
【図4】ベンチュリ効果を発生させ、また、図1又は図
2の組立体の何れかに使用するのに適した流動管及び流
路の配置を示す概略図である。
【図5】本発明の典型的な実施例に従い空気流路内にベ
ンチュリを備えるターボ過給されたディーゼルエンジン
組立体の概略図である。
【図6】図5の組立体の流路内に使用するのに適した制
御弁の概略図である。
【図7】図5の組立体に使用するのに適した制御弁の構
造の概略図である。
【図8】図1、図2又は図5の組立体の何れにも使用可
能な可変流量ベンチュリの概略図である。
【図9】図1、図2又は図5の組立体の何れの使用にも
適した可変スロート部面積のベンチュリの概略図であ
る。
【符号の説明】
10 空気/排ガス流動回路 11 ディーゼル
エンジン 12 タービン 13 ターボチャ
ージャ 13a 排ガス吸入口 13b 排ガス出
口 13c 吸気口 13d コンプレ
ッサ 13e 圧縮空気出口 14 アフタクー
ラ 15、16、18 流動管 17 吸気マニホ
ルド 19 ベンチュリ 20 空気/排ガ
ス流動回路 21 ディーゼルエンジン 22 タービン 23 ターボチャージャ 24 排ガス吸入
口 25 排ガス出口 26 吸気口 27 コンプレッサ 28 圧縮空気出
口 32、34 流動管 33 アフタクー
ラ 35 吸気マニホルド 39 クランクケ
ースの排気口 40 流動管 41、44 ベン
チュリ 45 枝管 46 バタフライ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01M 13/00 M F02B 37/00 302 F F04F 5/16 2125−3H (72)発明者 エイ・エス・グマン アメリカ合衆国インディアナ州47202,コ ロンブス,サウス・ドライブ 1625 (72)発明者 グレゴリー・エイチ・ヘンダーソン アメリカ合衆国インディアナ州47202,コ ロンブス,シルバー・フォックス 3002 (72)発明者 アンジェラ・アール・マノン アメリカ合衆国インディアナ州47202,コ ロンブス,ワシントン・ストリート 3228

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンと、ターボチャージ
    ャと、該ディーゼルエンジンから伸長し、該ディーゼル
    エンジンガスを該エンジンから排出する、エンジンガス
    の流動管と、前記ターボチャージャから前記ディーゼル
    エンジンまで伸長し、前記ターボチャージャからの新気
    を前記ディーゼルエンジンに供給する新気の流動管とを
    備える、ターボ過給されたディーゼルエンジン組立体に
    して、 前記新気の流動管内に配置され且つ前記エンジンのガス
    流動管と流れ連通状態に接続されたベンチュリを備え、
    これにより、前記ディーゼルエンジンから出て、該ディ
    ーゼルエンジンの流動管を通って流動するエンジンガス
    が、前記ベンチュリにより発生された低い静圧により、
    新気と混合されるようにしたことを特徴とするターボ過
    給されたディーゼルエンジン組立体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のターボ過給されたディ
    ーゼルエンジン組立体にして、前記新気の流動管内に配
    置されたアフタクーラを備えることを特徴とするディー
    ゼルエンジン組立体。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のディーゼルエンジン組
    立体にして、前記ベンチュリが、前記アフタクーラと前
    記エンジンとの間にて、該アフタクーラの下流に配置さ
    れたことを特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載のディーゼルエンジン組
    立体にして、前記エンジンガスがEGRガスであること
    を特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  5. 【請求項5】 請求項3に記載のディーゼルエンジン組
    立体にして、前記エンジンガスがブローバイガスである
    ことを特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載のディーゼルエンジン組
    立体にして、前記ベンチュリが前記アフタクーラと前記
    ターボチャージャとの間にて、該アフタクーラの上流に
    配置されることを特徴とするディーゼルエンジン組立
    体。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のディーゼルエンジン組
    立体にして、前記ターボ過給されたディーゼルエンジン
    組立体が、前記ベンチュリの上流にて前記エンジンガス
    の流動管内に設けられたフィルタを備えることを特徴と
    するディーゼルエンジン組立体。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のターボ過給されたディ
    ーゼルエンジン組立体にして、前記ベンチュリの上流に
    て前記エンジンガスの流動管内に設けられた制御弁を備
    えることを特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載のターボ過給されたディ
    ーゼルエンジン組立体にして、前記ベンチュリの上流に
    て前記エンジンガスの流動管内に設けられた制御弁を備
    えることを特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のディーゼルエンジン
    組立体にして、前記制御弁が、電磁作動弁であり、前記
    エンジンの速度及び負荷を因子としてエンジンガスを前
    記ベンチュリに提供することを特徴とするディーゼルエ
    ンジン組立体。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のディーゼルエンジ
    ン組立体にして、前記エンジンガスがEGRガスである
    ことを特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載のディーゼルエンジン
    組立体にして、前記エンジンガスがEGRガスであるこ
    とを特徴とする特徴とするディーゼルエンジン組立体。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載のディーゼルエンジ
    ン組立体にして、エンジンの速度及び負荷の因子として
    EGRガスの供給量を制御し得るよう、前記エンジンガ
    スの流動管内に配置される制御弁を更に備えることを特
    徴とするディーゼルエンジン組立体。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のディーゼルエンジ
    ン組立体にして、前記制御弁が、前記エンジンガスの流
    動管内に配置されたばね偏倚式閉塞部材を備える構造で
    あり、該閉塞部材が、対抗するばね偏倚力を上廻るのに
    十分なEGRガス圧力に応答して開放することを特徴と
    するディーゼルエンジン組立体。
JP6278063A 1993-11-12 1994-11-11 ターボ過給されたディーゼルエンジン組立体 Withdrawn JPH07229449A (ja)

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US15245393A 1993-11-12 1993-11-12
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011052627A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Mitsubishi Motors Corp ブローバイガスの気油分離装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69612420T2 (de) * 1995-03-14 2001-07-26 Cummins Engine Co Inc Turboaufgeladene Dieselbrennkraftmaschine
DE19928727C2 (de) 1999-06-23 2001-04-26 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Entlüftung des Kurbelgehäuses einer wenigstens weitgehend drosselfreien Brennkraftmaschine
JP2001329879A (ja) * 2000-05-24 2001-11-30 Nissan Diesel Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流装置
FR2894624B1 (fr) * 2005-12-09 2010-08-27 Renault Sas Moteur a combustion interne comportant des moyens pour optimiser la recirculation des gaz d'echappement
US10316803B2 (en) 2017-09-25 2019-06-11 Woodward, Inc. Passive pumping for recirculating exhaust gas
US10995705B2 (en) 2019-02-07 2021-05-04 Woodward, Inc. Modular exhaust gas recirculation system
CN213175878U (zh) 2020-01-08 2021-05-11 伍德沃德有限公司 排气气体再循环混合器和发动机系统
US11174809B1 (en) 2020-12-15 2021-11-16 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system
US11215132B1 (en) 2020-12-15 2022-01-04 Woodward, Inc. Controlling an internal combustion engine system
CN114738077A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 潍坊力创电子科技有限公司 增压发动机曲轴箱通风系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2271394B1 (ja) * 1974-05-15 1978-03-24 France Etat
US4426848A (en) * 1981-11-20 1984-01-24 Dresser Industries, Inc. Turbocharged engine exhaust gas recirculation system
DE3831080C2 (de) * 1987-09-23 1996-06-20 Volkswagen Ag Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine
JPH04103867A (ja) * 1990-08-21 1992-04-06 Nissan Motor Co Ltd 過給機付ディーゼルエンジン
DE4038918A1 (de) * 1990-12-06 1992-06-11 Porsche Ag Mischvorrichtung fuer gasfoermige medien von brennkraftmaschinen
DE4039351A1 (de) * 1990-12-10 1992-06-11 Pierburg Gmbh Elektromagnetisches steuerventil fuer abgasrueckfuehrung
US5333456A (en) * 1992-10-01 1994-08-02 Carter Automotive Company, Inc. Engine exhaust gas recirculation control mechanism

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011052627A (ja) * 2009-09-03 2011-03-17 Mitsubishi Motors Corp ブローバイガスの気油分離装置

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