WO2013073553A1 - 排気ガス再循環システム - Google Patents

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岩崎　充
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カルソニックカンセイ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas recirculation system that recirculates a part of exhaust gas to an intake passage of an internal combustion engine.
  • the exhaust gas recirculation system is also referred to as an EGR system.
  • the EGR system includes an LPL [Low Pressure Loop] type (see Patent Document 1 below) that returns exhaust gas to the intake passage upstream of the turbocharger, and turbocharger.
  • LPL [Low Pressure Loop] type see Patent Document 1 below
  • HPL [High Pressure Loop] type see to Patent Document 2 below
  • LPL type EGR system since the path from the exhaust gas recirculation position to the combustion chamber becomes long, the control response of the EGR system is poor and delicate control cannot be performed.
  • HPL type EGR system there is no problem described above, and high fuel efficiency can be obtained.
  • An example of an HPL type EGR system is shown in FIG.
  • the EGR system 100 includes a turbocharger 101, a high-pressure intake passage 110, a charge air cooler 102, a high-pressure exhaust passage 111, an EGR passage 112, and an EGR cooler 104.
  • the turbocharger 101 has a compressor wheel 101a for compressing intake gas and a turbine wheel 101b fixed coaxially with the compressor wheel 101a. When the turbine wheel 101b is rotated by the exhaust gas, the compressor wheel 101a is also rotated. The intake gas is compressed (supercharged) by the rotation of the compressor wheel 101a.
  • the high-pressure intake passage 110 is provided between the compressor wheel 101a and an intake port [intake port (s)] of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 103.
  • the charge air cooler 102 is provided on the high pressure intake passage 110 and cools the intake gas.
  • the high-pressure exhaust passage 111 is provided between the exhaust port [exhaust port (s)] of the engine 103 and the turbine wheel 101b.
  • the EGR passage 112 is branched from the high-pressure exhaust passage 111 and connected to the high-pressure intake passage 110 downstream of the charge air cooler 102.
  • the EGR cooler 104 is provided on the EGR passage 112 and cools the recirculated exhaust gas (EGR gas) flowing through the EGR passage 112.
  • the charge air cooler 102 heat exchange is performed between the intake gas and the coolant flowing through the coolant circulation sub-passage 120, thereby cooling the intake gas.
  • the cooling water cooled by the sub-radiator 121 circulates along the cooling water circulation sub-passage 120, flows in the order of the water-cooling condenser 142 of the air conditioner [air conditioner] and the charge air cooler 102 and returns to the sub-radiator 121.
  • the EGR cooler 104 heat exchange is performed between the EGR gas and the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 130, thereby cooling the EGR gas.
  • the cooling water cooled by the radiator 131 circulates along the cooling water circulation passage 130, flows through the engine 103, the heater core 132 of the air conditioner, the EGR cooler 104, and the engine 103 once again, and returns to the radiator 131.
  • the intake gas is compressed by the compressor wheel 101a and becomes high-temperature (for example, 150 ° C.) high-pressure intake gas.
  • the high-temperature and high-pressure intake gas is cooled by the charge air cooler 102.
  • high-temperature (for example, 300 ° C.) high-pressure exhaust gas from the engine 103 is supplied to the turbine wheel 101 b through the high-pressure exhaust passage 111.
  • a part of the high-temperature and high-pressure exhaust gas flows into the EGR passage 112 as EGR gas.
  • the EGR gas that has flowed into the EGR passage 112 is cooled by the EGR cooler 104 and returned to the high-pressure intake passage 110 downstream of the charge air cooler 102.
  • the engine 103 is supplied with the intake gas mixed with the EGR gas, and the combustion temperature in the engine 103 is lowered.
  • the fuel consumption of the engine 103 depends on the temperature of the intake gas (charging efficiency / oxygen density). Therefore, the intake gas is preferably at a desired intake temperature (intake temperature range: for example, around 50 ° C.) from the viewpoint of fuel efficiency.
  • the charge air cooler 102 cools the intake gas to a temperature (for example, 55 ° C.) within the intake temperature range.
  • the EGR cooler 104 cools the exhaust gas (for example, about 300 ° C.) with the cooling water (for example, 100 ° C.) after passing through the heater core 132 that flows through the cooling water circulation passage 130. For this reason, the temperature of the EGR gas after passing through the EGR cooler 104 usually exceeds 100 ° C. Since the EGR gas exceeding 100 ° C. is mixed with the intake gas, the temperature of the intake gas sucked into the engine 103 becomes a high temperature of 80 ° C. to 100 ° C., which hinders improvement in fuel consumption.
  • the EGR cooler 104 is provided not on the cooling water circulation passage 130 but on the cooling water circulation sub passage 120 and cooled with the cooling water flowing through the cooling water circulation sub passage 120 is also conceivable.
  • the sub-radiator 121 needs to be considerably enlarged, and this configuration is not practical.
  • an object of the present invention is to provide an EGR system capable of improving fuel efficiency by supplying intake gas mixed with EGR gas to an internal combustion engine at a desired intake temperature.
  • a feature of the present invention is an exhaust gas recirculation system, a turbocharger having a compressor wheel and a turbine wheel, a high-pressure intake passage provided between the compressor wheel and an intake port of an internal combustion engine, and the high-pressure intake
  • a charge air cooler for cooling the intake gas provided on the passage a high-pressure exhaust passage provided between an exhaust port of the internal combustion engine and the turbine wheel, branched from the high-pressure exhaust passage, and
  • An EGR passage connected to the high-pressure intake passage, and an EGR cooler provided on the EGR passage for cooling the recirculated exhaust gas flowing through the EGR passage with the cooling water flowing through the cooling water circulation passage of the internal combustion engine, Exhaust gas recirculation wherein the downstream end of the EGR passage is connected to the high pressure intake passage upstream of the charge air cooler To provide a stem.
  • a part of the high-temperature exhaust gas is cooled as the recirculation exhaust gas (EGR gas) by the cooling water flowing through the cooling water circulation passage of the internal combustion engine by the EGR cooler.
  • the cooled EGR gas is mixed with the intake gas, and the intake gas mixed with the EGR gas is cooled by the charge air cooler.
  • the EGR cooler cools the EGR gas with the cooling water flowing through the cooling water circulation passage, the EGR cooler does not have a cooling performance for cooling the EGR gas to a desired intake air temperature.
  • a charge air cooler having a cooling performance for cooling the intake gas to a desired intake air temperature is installed. For this reason, the intake gas mixed with the EGR gas can be cooled to a desired intake air temperature. Therefore, the intake gas mixed with the EGR gas can be supplied to the internal combustion engine at a desired intake air temperature, and the fuel efficiency of the internal combustion engine can be improved.
  • the charge air cooler is configured to cool the intake gas with cooling water flowing in a cooling water circulation sub-passage different from the cooling water circulation passage.
  • the exhaust gas recirculation system further includes a charge air precooler provided on the high-pressure intake passage, and the charge air precooler is disposed upstream of the charge air cooler. preferable.
  • the charge air precooler is configured to cool the intake gas with cooling water flowing through the cooling water circulation passage.
  • downstream end of the EGR passage is connected to the high-pressure intake passage downstream of the charge air precooler.
  • the cooling water circulation passage includes a radiator, the internal combustion engine, the EGR cooler, and a flow path for circulating cooling water in the order of the internal combustion engine, and the radiator, the charge air precooler, and the internal combustion engine in this order. It is preferable that it is comprised including the flow path circulated by.
  • the cooling circulation passage is configured to circulate cooling water in the order of the radiator, the internal combustion engine, the EGR cooler, the charge air precooler, and the internal combustion engine once again.
  • an exhaust gas recirculation (EGR) system 1 ⁇ / b> A of the present embodiment includes a turbocharger 2, a high pressure intake passage 10, a charge air cooler 3, and a high pressure exhaust passage 11.
  • the EGR passage 12 and the EGR cooler 4 are provided.
  • the turbocharger 2 has a compressor wheel 2a for compressing intake gas and a turbine wheel 2b fixed coaxially with the compressor wheel 2a. When the turbine wheel 2b is rotated by the exhaust gas, the compressor wheel 101a is also rotated. The intake gas is compressed (supercharged) by the rotation of the compressor wheel 2a.
  • the high-pressure intake passage 10 is provided between the compressor wheel 2 a and an intake port of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an engine) 5.
  • the charge air cooler 3 is also called an intercooler and is provided on the high-pressure intake passage 10 to cool intake gas.
  • the high-pressure exhaust passage 11 is provided between the exhaust port of the engine 5 and the turbine wheel 2b.
  • the EGR passage 12 is branched from the high-pressure exhaust passage 11 and connected to the high-pressure intake passage 10 upstream of the charge air cooler 3.
  • the EGR cooler 4 is provided on the EGR passage 12 and cools the recirculated exhaust gas (EGR gas).
  • the charge air cooler 3 cools the intake gas with the cooling water flowing through the cooling water circulation sub-passage 20.
  • the charge air cooler 3 has a cooling performance for cooling the intake gas to a desired intake temperature (intake temperature range: around 50 ° C., for example).
  • the cooling water cooled by the sub-radiator 21 is circulated along the cooling water circulation sub-passage 20 by the electric pump 22 and flows in the order of the water-cooling condenser 42 of the air conditioner and the charge air cooler 3 and returns to the sub-radiator 21 again. .
  • heat exchange is performed between the air and the cooling water to cool the cooling water.
  • the water-cooled condenser 42 is provided on the refrigeration cycle 40 (only a part is shown) of the air conditioner.
  • an air cooling condenser 41 is also provided downstream of the water cooling condenser 42.
  • heat exchange is performed between the air and the refrigerant flowing through the refrigeration cycle 40, and the refrigerant is cooled.
  • heat exchange is performed between the refrigerant and the cooling water flowing through the cooling water circulation sub-passage 20, thereby cooling the refrigerant.
  • the cooling water cooled by the radiator 31 circulates along the cooling water circulation passage 30, flows through the engine 5, the heater core 32 of the air conditioner, the EGR cooler 4, and the engine 5 once again and returns to the radiator 31.
  • the cooling water circulation passage 30 can also circulate the cooling water by bypassing the radiator 31. In this case, the cooling water circulates through the engine 5, the heater core 32, and the EGR cooler 4. For this reason, even when the cooling water is not passed through the radiator 31 in order to adjust the temperature of the cooling water, the cooling water can circulate through the heater core 32 and the EGR cooler 4.
  • the cooling water circulation passage 30 is shown with hatching so that it can be easily discriminated (the same applies to the embodiments described later).
  • heat exchange is performed between the air and the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 30 to cool the cooling water.
  • the radiator 31 is installed in the engine compartment together with the sub radiator 21 and the air cooling condenser 41.
  • the radiator 31, the sub-radiator 21, and the air-cooled condenser 41 are stacked and arranged vertically in front of the engine compartment.
  • the intake gas is compressed by the compressor wheel 2a and becomes high-temperature (for example, 150 ° C.) high-pressure intake gas.
  • This high-temperature and high-pressure intake gas is supplied to the charge air cooler 3.
  • high-temperature (for example, 300 ° C.) high-pressure exhaust gas from the engine 5 is supplied to the turbine wheel 2 b through the high-pressure exhaust passage 11.
  • a part of the high-temperature and high-pressure exhaust gas flows into the EGR passage 12 as EGR gas.
  • the EGR gas that has flowed into the EGR passage 12 is cooled by the EGR cooler 4.
  • the cooled EGR gas is returned to the high-pressure intake passage 10 upstream of the charge air cooler 3.
  • the intake gas mixed with the EGR gas is cooled by the cooling water flowing through the cooling water circulation sub-passage 20 by the charge air cooler 3.
  • the EGR cooler 4 cools the EGR gas by using the cooling water circulation passage 30, the EGR cooler 4 does not have a cooling performance for cooling the EGR gas to the above-described desired temperature (desired temperature range: for example, around 50 ° C.).
  • the EGR gas can be cooled to a certain temperature (for example, 100 ° C.).
  • the charge air cooler 3 has a cooling performance capable of cooling the intake gas to the desired temperature as described above. Therefore, according to the charge air cooler 3, the intake gas mixed with the EGR gas can be cooled to the intake air temperature, and the fuel efficiency of the engine 5 can be improved.
  • the EGR passage 12 is connected to the high-pressure intake passage 10 upstream of the charge air cooler 3, the intake gas mixed with the EGR gas is supplied to the engine 5 at a desired intake temperature (for example, around 50 ° C.).
  • the fuel consumption of the engine 5 can be improved.
  • the EGR system 1B of the present embodiment further includes a charge air pre-cooler 3A in addition to the configuration of the EGR system 1A of the first embodiment.
  • the charge air precooler 3 ⁇ / b> A is provided upstream of the charge air cooler 3 on the high pressure intake passage 10.
  • the charge air precooler 3 ⁇ / b> A cools the intake gas with the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 30.
  • the configuration of the cooling water circulation passage 30 in the present embodiment is different from that in the first embodiment.
  • the cooling water cooled by the radiator 31 circulates along the cooling water circulation passage 30, flows through the engine 5, the heater core 32, the EGR cooler 4, and the engine 5 again and returns to the radiator 31 (circulation in the first embodiment).
  • the cooling water circulation passage 30 also includes a circulation path for flowing the cooling water cooled by the radiator 31 to the charge air precooler 3 ⁇ / b> A and the engine 5 and returning it to the radiator 31.
  • the cooling water circulation passage 30 can also bypass the radiator 31 and circulate the cooling water. In this case, the cooling water circulates through the engine 5, the heater core 32, and the EGR cooler 4, and also circulates through the engine 5 and the charge air precooler 3A.
  • the intake gas is cooled by the cooling water immediately after being cooled by the radiator 31.
  • the downstream end of the EGR passage 12 is connected to the high-pressure intake passage 10 between the charge air precooler 3A and the charge air cooler 3. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
  • the intake gas mixed with the EGR gas can be supplied to the engine 5 at a desired intake air temperature (for example, around 50 ° C.) as in the first embodiment, and the fuel efficiency of the engine 5 can be improved. it can.
  • the intake gas is cooled by the cooling water flowing through the cooling water circulation passage 30 also in the charge air precooler 3A. Therefore, the cooling water circulation passage 30 can be used effectively.
  • the charge air precooler 3A is also provided in addition to the charge air cooler 3, the required cooling performance of the charge air cooler 3 can be reduced as compared with the configuration of the first embodiment. Furthermore, since the charge air precooler 3A is also provided in addition to the charge air cooler 3, the charge air cooler 3 can be reduced in size, and the EGR gas is recirculated between the charge air cooler 3 and the charge air precooler 3A. For this reason, the flow resistance of the EGR gas in the charge air cooler 3 is lower than that in the first embodiment, and the recirculation amount of the EGR gas can be increased.
  • the distance through which the EGR gas flows in the intake passage (the distance from the EGR gas recirculation position to the intake port of the engine 5) is shortened, so that the control response of the EGR system is improved. To do.
  • the intake gas is cooled by the cooling water immediately after being cooled by the radiator 31. Therefore, compared to the configuration of the first embodiment, the intake gas can be cooled to a lower temperature, so that the required cooling performance of the charge air cooler 3 can be further reduced.
  • the configuration of the cooling water circulation passage 30 in the EGR system 1C of the present embodiment is different from that of the second embodiment.
  • the cooling water circulation passage 30 in the second embodiment has two circulation paths, but the cooling water circulation passage 30 in the present embodiment has one circulation path.
  • the cooling water cooled by the radiator 31 circulates along the cooling water circulation passage 30, flows through the engine 5, the heater core 32, the EGR cooler 4, the charge air precooler 3 ⁇ / b> A, and the engine 5 once again and returns to the radiator 31. Further, similarly to the above embodiment, the cooling water circulation passage 30 can also circulate the cooling water by bypassing the radiator 31. In this case, the cooling water circulates through the engine 5, the heater core 32, the EGR cooler 4, and the charge air precooler 3A. Since the other configuration is the same as that of the second embodiment, the same reference numeral is given to the same configuration, and a duplicate description thereof is omitted.
  • the intake gas mixed with the EGR gas can be supplied to the engine 5 at a desired intake air temperature (for example, around 50 ° C.), and the fuel consumption of the engine 5 can be improved, as in the above embodiment.
  • a desired intake air temperature for example, around 50 ° C.
  • the charge air cooler 3 can be reduced in size, and the EGR gas is recirculated between the charge air cooler 3 and the charge air precooler 3A. For this reason, the flow resistance of the EGR gas in the charge air cooler 3 is lower than in the first embodiment, and the amount of recirculation of the EGR gas can be increased.
  • the distance through which the EGR gas flows on the intake passage (the distance from the recirculation position of the EGR gas to the intake port of the engine 5) is shortened, so that the control response of the EGR system is improved.
  • the temperature of the cooling water in the cooling water circulation passage 30 is about 110 ° C. even at the highest place.
  • the cooling water cools the EGR gas of about 300 ° C. (may be 300 ° C. or more) in the EGR cooler 4 and about 150 ° C. after being compressed by the turbocharger 2 in the charge air precooler 3A (at most 200 ° C.). °C) Intake gas is cooled. Note that the recirculation amount of the EGR gas is smaller than the flow rate of the intake gas to be merged thereafter, and the temperature rise of the cooling water due to heat exchange in the EGR cooler 4 is relatively small. Therefore, the temperature of the cooling water flowing into the charge air precooler 3A is lower than the temperature flowing into the charge air precooler 3A.
  • connection position of the EGR passage 12 to the high-pressure intake passage 10 in the EGR system 1D of the present embodiment is different from that of the third embodiment.
  • the downstream end of the EGR passage 12 is connected to the high-pressure intake passage 10 upstream of the charge air precooler 3A. Since other configurations are the same as the configurations of the third embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
  • the intake gas mixed with the EGR gas can be supplied to the engine 5 at a desired intake air temperature (for example, around 50 ° C.), and the fuel consumption of the engine 5 can be improved, as in the above embodiment.
  • a desired intake air temperature for example, around 50 ° C.
  • the distance that the EGR gas flows in the intake passage is shorter than the LPL type EGR system. Therefore, the control response of the EGR system is improved as compared with the LPL type EGR system.
  • a temperature difference between the exhaust gas and the cooling water in the EGR cooler 4 is secured, and the compressed intake gas and the cooling in the charge air precooler 3A are secured. Since a temperature difference with water is also ensured, effective heat exchange performance in the EGR cooler 4 and the charge air precooler 3A is realized.
  • the engine 5 may be a reciprocating engine or another type of engine.
  • the engine 5 may be a gasoline engine or a diesel engine.
  • the charge air cooler 3 of the above-described embodiment was a water-cooling type cooler that cools intake gas with cooling water flowing through the cooling water circulation sub-passage 20.
  • the charge air cooler 3 may be an air-cooling type cooler that cools the intake gas with air.
  • the charge air precooler 3A of the above-described embodiment is also a water-cooled cooler that cools the intake gas with the cooling water flowing through the cooling water circulation sub-passage 20.
  • the charge air precooler 3A may also be an air-cooled cooler.
  • one charge air precooler 3A is provided, but a plurality of charge air precoolers may be provided.

Abstract

　排気ガス再循環システムは、コンプレッサホイール及びタービンホイールを有するターボチャージャと、前記コンプレッサホイールと内燃機関の吸気口との間に設けられた高圧吸気通路と、前記高圧吸気通路上に設けられた、吸気ガスを冷却するチャージエアクーラと、前記内燃機関の排気口と前記タービンホイールとの間に設けられた高圧排気通路と、前記高圧排気通路から分岐され、かつ、前記高圧吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路上に設けられた、前記内燃機関の冷却水循環通路を流れる冷却水で前記ＥＧＲ通路を流れる再循環排気ガスを冷却するＥＧＲクーラとを備えている。前記ＥＧＲ通路の下流端は、前記チャージエアクーラの上流で前記高圧吸気通路に接続されている。上記排気ガス再循環システムによれば、再循環排気ガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度でエンジンに供給でき、エンジンの燃費を向上させることができる。

Description

排気ガス再循環システム
　本発明は、排気ガスの一部を内燃機関の吸気通路に還流させる排気ガス再循環システムに関する。
　ターボチャージャを有する内燃機関において、排気ガスを利用してターボチャージャを駆動すると共に排気ガスの一部を吸気通路に還流させて燃焼温度を下げることによって、ＮＯｘの発生を抑制する排気ガス再循環システム[Exhaust Gas Recirculation System]が提案されている。
　排気ガス再循環システムはＥＧＲシステムとも呼ばれ、ＥＧＲシステムには、排気ガスをターボチャージャの上流で吸気通路に戻すＬＰＬ[Low Pressure Loop]タイプ（下記特許文献１参照）と、排気ガスをターボチャージャの下流で吸気通路に戻すＨＰＬ[High Pressure Loop]タイプ（下記特許文献２参照）とがある。ＬＰＬタイプのＥＧＲシステムでは、排気ガスの還流位置から燃焼室までの経路が長くなるので、ＥＧＲシステムの制御レスポンスが悪く、繊細な制御ができない。これに対して、ＨＰＬタイプのＥＧＲシステムでは、上述した問題はなく、高い燃費効率が得られる。ＨＰＬタイプのＥＧＲシステムの一例を図５に示す。
　図５に示されるように、ＥＧＲシステム１００は、ターボチャージャ１０１と、高圧吸気通路１１０と、チャージエアクーラ１０２と、高圧排気通路１１１と、ＥＧＲ通路１１２と、ＥＧＲクーラ１０４とを備えている。ターボチャージャ１０１は、吸気ガスを圧縮するコンプレッサホイール１０１ａと、コンプレッサホイール１０１ａと同軸に固定されたタービンホイール１０１ｂとを有している。タービンホイール１０１ｂが排気ガスによって回転されるとコンプレッサホイール１０１ａも回転される。このコンプレッサホイール１０１ａの回転によって、吸気ガスが圧縮（過給）される。
　高圧吸気通路１１０は、コンプレッサホイール１０１ａと内燃機関（以下、単にエンジンと言う）１０３の吸気口[intake port(s)]との間に設けられている。チャージエアクーラ１０２は、高圧吸気通路１１０上に設けられており、吸気ガスを冷却する。高圧排気通路１１１は、エンジン１０３の排気口[exhaust port(s)]とタービンホイール１０１ｂとの間に設けられている。ＥＧＲ通路１１２は、高圧排気通路１１１から分岐され、チャージエアクーラ１０２の下流で高圧吸気通路１１０に接続されている。ＥＧＲクーラ１０４は、ＥＧＲ通路１１２上に設けられており、ＥＧＲ通路１１２を流れる再循環排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却する。
　チャージエアクーラ１０２では、吸気ガスと冷却水循環サブ通路[coolant recirculation sub-passage]１２０を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、吸気ガスが冷却される。サブラジエータ１２１で冷却された冷却水は、冷却水循環サブ通路１２０に沿って循環し、空調装置[air conditioner]の水冷コンデンサ１４２、及び、チャージエアクーラ１０２の順に流れてサブラジエータ１２１に戻る。
　ＥＧＲクーラ１０４では、ＥＧＲガスと冷却水循環通路１３０を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、ＥＧＲガスが冷却される。ラジエータ１３１で冷却された冷却水は、冷却水循環通路１３０に沿って循環し、エンジン１０３、空調装置のヒータコア１３２、ＥＧＲクーラ１０４、及び、もう一度エンジン１０３を流れてラジエータ１３１に戻る。
　吸気ガスは、コンプレッサホイール１０１ａによって圧縮され、高温（例えば１５０℃）高圧の吸気ガスになる。この高温高圧の吸気ガスは、チャージエアクーラ１０２によって冷却される。一方、エンジン１０３からの高温（例えば３００℃）高圧の排気ガスは、高圧排気通路１１１よってタービンホイール１０１ｂに供給される。ここで、高温高圧の排気ガスの一部は、ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１１２に流れる。ＥＧＲ通路１１２に流れたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１０４で冷却され、チャージエアクーラ１０２の下流で高圧吸気通路１１０に戻される。エンジン１０３には、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスが供給され、エンジン１０３内での燃焼温度が下がる。
日本国特開２００８－６４３９９号公報 日本国特開２００８－３８８９１号公報
　しかし、上述したＥＧＲシステム１００では、次のような問題がある。エンジン１０３の燃費は吸気ガスの温度に依存する（充填効率・酸素密度）。そのため、吸気ガスは、燃費の観点から所望の吸気温度（吸気温度範囲：例えば５０℃前後）であることが好ましい。チャージエアクーラ１０２は、吸気ガスを上記吸気温度範囲内の温度（例えば５５℃）に冷却する。しかし、ＥＧＲクーラ１０４は、冷却水循環通路１３０を流れるヒータコア１３２を通過した後の冷却水（例えば１００℃）で排気ガス（例えば３００℃程度）を冷却する。このため、ＥＧＲクーラ１０４を通過した後のＥＧＲガスの温度は、通常、１００℃を超える。１００℃を超えるＥＧＲガスが吸気ガスに混合されるため、エンジン１０３に吸入される吸気ガスの温度は、８０℃～１００℃の高温になり、燃費向上を妨げとなる。
　ここで、冷却水循環通路１３０上ではなく、冷却水循環サブ通路１２０上にＥＧＲクーラ１０４を設け、冷却水循環サブ通路１２０を流れる冷却水で冷却する構成も考えられる。しかし、３００℃程度の排気ガスを５０℃前後に冷却するためには、サブラジエータ１２１をかなり大型化する必要があり、この構成は実用的ではない。
　そこで、本発明の目的は、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度で内燃機関に供給することで燃費を向上させることのできるＥＧＲシステムを提供することにある。
　本発明の特徴は、排気ガス再循環システムであって、コンプレッサホイール及びタービンホイールを有するターボチャージャと、前記コンプレッサホイールと内燃機関の吸気口との間に設けられた高圧吸気通路と、前記高圧吸気通路上に設けられた、吸気ガスを冷却するチャージエアクーラと、前記内燃機関の排気口と前記タービンホイールとの間に設けられた高圧排気通路と、前記高圧排気通路から分岐され、かつ、前記高圧吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路上に設けられた、前記内燃機関の冷却水循環通路を流れる冷却水で前記ＥＧＲ通路を流れる再循環排気ガスを冷却するＥＧＲクーラとを備え、前記ＥＧＲ通路の下流端が、前記チャージエアクーラの上流で前記高圧吸気通路に接続されている、排気ガス再循環システムを提供する。
　上記特徴によれば、高温の排気ガスの一部は、再循環排気ガス（ＥＧＲガス）として、ＥＧＲクーラで内燃機関の冷却水循環通路を流れる冷却水で冷却される。冷却されたＥＧＲガスは吸気ガスと混合され、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスはチャージエアクーラで冷却される。ここで、ＥＧＲクーラは、冷却水循環通路を流れる冷却水でＥＧＲガスを冷却するので、ＥＧＲガスを所望の吸気温度まで冷却する冷却性能を有しない。しかし、チャージエアクーラは、吸気ガスを所望の吸気温度まで冷却する冷却性能を有するものが設置される。このため、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスは、所望の吸気温度に冷却され得る。従って、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度で内燃機関に供給でき、内燃機関の燃費を向上させることができる。
　ここで、前記チャージエアクーラが、前記冷却水循環通路とは別の冷却水循環サブ通路を流れる冷却水で吸気ガスを冷却するよう構成されていることが好ましい。
　また、前記排気ガス再循環システムが、前記高圧吸気通路上に設けられたチャージエアプレクーラをさらに備えており、前記チャージエアプレクーラが、前記チャージエアクーラの上流に配設されていることが好ましい。
　ここで、前記チャージエアプレクーラが、前記冷却水循環通路を流れる冷却水で吸気ガスを冷却するよう構成されていることが好ましい。
　また、前記ＥＧＲ通路の前記下流端が、前記チャージエアプレクーラの下流で前記高圧吸気通路に接続されていることが好ましい。
　また、前記冷却水循環通路が、ラジエータ、前記内燃機関、前記ＥＧＲクーラ、及び、もう一度前記内燃機関の順で冷却水を循環させる流路と、前記ラジエータ、前記チャージエアプレクーラ、前記内燃機関の順で循環させる流路とを備えて構成されていることが好ましい。
　あるいは、前記冷却循環通路が、ラジエータ、前記内燃機関、前記ＥＧＲクーラ、前記チャージエアプレクーラ、もう一度前記内燃機関の順で冷却水を循環させるよう構成されていることが好ましい。
本発明のＥＧＲシステムの第１実施形態の概略構成図である。 本発明のＥＧＲシステムの第２実施形態の概略構成図である。 本発明のＥＧＲシステムの第３実施形態の概略構成図である。 本発明のＥＧＲシステムの第４実施形態の概略構成図である。 従来技術のＥＧＲシステムの概略構成図である。
　以下、図面を参照しつつ実施形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１に示されるように、本実施形態の排気ガス再循環（ＥＧＲ）システム１Ａは、ターボチャージャ２と、高圧吸気通路１０と、チャージエアクーラ[charge air cooler]３と、高圧排気通路１１と、ＥＧＲ通路１２と、ＥＧＲクーラ４とを備えている。ターボチャージャ２は、吸気ガスを圧縮するコンプレッサホイール２ａと、コンプレッサホイール２ａと同軸に固定されたタービンホイール２ｂとを有している。タービンホイール２ｂが排気ガスによって回転されるとコンプレッサホイール１０１ａも回転される。このコンプレッサホイール２ａの回転によって、吸気ガスが圧縮（過給）される。
　高圧吸気通路１０は、コンプレッサホイール２ａと内燃機関（以下、単にエンジンと言う）５の吸気口との間に設けられている。チャージエアクーラ３は、インタークーラとも呼ばれ、高圧吸気通路１０上に設けられており、吸気ガスを冷却する。高圧排気通路１１は、エンジン５の排気口とタービンホイール２ｂとの間に設けられている。ＥＧＲ通路１２は、高圧排気通路１１から分岐され、チャージエアクーラ３の上流で高圧吸気通路１０に接続されている。ＥＧＲクーラ４は、ＥＧＲ通路１２上に設けられており、再循環排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却する。
　チャージエアクーラ３は、冷却水循環サブ通路２０を流れる冷却水で吸気ガスを冷却する。チャージエアクーラ３は、吸気ガスを所望の吸気温度（吸気温度範囲：例えば５０℃前後）に冷却する冷却性能を有している。サブラジエータ２１で冷却された冷却水は、電動ポンプ２２によって冷却水循環サブ通路２０に沿って循環され、空調装置の水冷コンデンサ４２、及び、チャージエアクーラ３の順に流れ流れて再びサブラジエータ２１に戻る。サブラジエータ２１では、空気と冷却水との間で熱交換が行われ、冷却水が冷却される。
　水冷コンデンサ４２は、空調装置の冷凍サイクル４０（一部のみ図示）上に設けられている。冷凍サイクル４０上には、空冷コンデンサ４１も水冷コンデンサ４２の下流に設けられている。空冷コンデンサ４１では、空気と冷凍サイクル４０を流れる冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒が冷却される。水冷コンデンサ４２では、冷媒と冷却水循環サブ通路２０を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、冷媒が冷却される。
　ＥＧＲクーラ４では、ＥＧＲガスと冷却水循環通路３０を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、排気ガスＥＧＲガスが冷却される。ラジエータ３１で冷却された冷却水は、冷却水循環通路３０に沿って循環し、エンジン５、空調装置のヒータコア３２、ＥＧＲクーラ４、及び、もう一度エンジン５を流れてラジエータ３１に戻る。また、冷却水循環通路３０は、ラジエータ３１をバイパスして冷却水を循環させることもできる。この場合、冷却水は、エンジン５、ヒータコア３２、及び、ＥＧＲクーラ４を循環する。このため、冷却水の温度を調整するために冷却水をラジエータ３１に流さない場合でも、冷却水はヒータコア３２、及び、ＥＧＲクーラ４を通って循環できる。
　なお、冷却水循環通路３０は、判別しやすいようにハッチングを伴って図示されている（後述する実施形態でも同様）。ラジエータ３１では、空気と冷却水循環通路３０を流れる冷却水との間で熱交換が行われ、冷却水が冷却される。ラジエータ３１は、サブラジエータ２１と空冷コンデンサ４１と共にエンジンコンパートメント内に設置されている。例えば、ラジエータ３１、サブラジエータ２１及び空冷コンデンサ４１は、積層されて、エンジンコンパートメント内の前方に垂直に配置される。
　吸気ガスは、コンプレッサホイール２ａによって圧縮され、高温（例えば１５０℃）高圧の吸気ガスになる。この高温高圧の吸気ガスは、チャージエアクーラ３に供給される。一方、エンジン５からの高温（例えば３００℃）高圧の排気ガスは、高圧排気通路１１よってタービンホイール２ｂに供給される。ここで、高温高圧の排気ガスの一部は、ＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１２に流れる。ＥＧＲ通路１２に流れたＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ４で冷却される。冷却されたＥＧＲガスは、チャージエアクーラ３の上流で高圧吸気通路１０に戻される。ＥＧＲガスが混合された吸気ガスは、チャージエアクーラ３で冷却水循環サブ通路２０を流れる冷却水によって冷却される。
　ここで、ＥＧＲクーラ４は、冷却水循環通路３０を利用してＥＧＲガスを冷却するので、ＥＧＲガスを上述した所望温度（所望温度範囲：例えば５０℃前後）に冷却する冷却性能を有しないが、ＥＧＲガスをある程度の温度（例えば１００℃）に冷却できる。一方、チャージエアクーラ３は、上述したように、吸気ガスを上記所望温度に冷却できる冷却性能を有している。従って、チャージエアクーラ３によれば、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを上記吸気温度に冷却でき、エンジン５の燃費を向上させることができる。
　上述したように、ＥＧＲ通路１２がチャージエアクーラ３の上流で高圧吸気通路１０に接続されているので、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度（例えば５０℃前後）でエンジン５に供給でき、エンジン５の燃費を向上させることができる。
（第２実施形態）
　図２に示されるように、本実施形態のＥＧＲシステム１Ｂは、上記第１実施形態のＥＧＲシステム１Ａの構成に加えて、チャージエアプレクーラ[charge air pre-cooler]３Ａをさらに備えている。チャージエアプレクーラ３Ａは、高圧吸気通路１０上のチャージエアクーラ３よりも上流に設けられている。チャージエアプレクーラ３Ａは、冷却水循環通路３０を流れる冷却水で吸気ガスを冷却する。
　また、本実施形態における冷却水循環通路３０の構成は、上記第１実施形態のものと異なる。ラジエータ３１で冷却された冷却水は、冷却水循環通路３０に沿って循環し、エンジン５、ヒータコア３２、ＥＧＲクーラ４、及び、もう一度エンジン５を流れてラジエータ３１に戻る（上記第１実施形態の循環経路と同じ循環経路）。さらに、冷却水循環通路３０は、ラジエータ３１で冷却された冷却水を、チャージエアプレクーラ３Ａ、及び、エンジン５に流してラジエータ３１に戻す循環経路も備えている。また、上記第１実施形態と同様に、冷却水循環通路３０は、ラジエータ３１をバイパスして冷却水を循環させることもできる。この場合、冷却水は、エンジン５、ヒータコア３２、及び、ＥＧＲクーラ４を循環すると共に、エンジン５、及び、チャージエアプレクーラ３Ａを循環する。
　チャージエアプレクーラ３Ａでは、ラジエータ３１で冷却された直後の冷却水によってて吸気ガスが冷却される。ＥＧＲ通路１２の下流端は、チャージエアプレクーラ３Ａとチャージエアクーラ３の間で高圧吸気通路１０に接続されている。その他の構成は、上記第１実施形態の構成と同一であるので、同一の構成には同一の符号を付してそれらの重複する説明を省略する。
　本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様に、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度（例えば５０℃前後）でエンジン５に供給でき、エンジン５の燃費を向上させることができる。また、本実施形態では、チャージエアプレクーラ３Ａでも、冷却水循環通路３０を流れる冷却水によって吸気ガスが冷却される。従って、冷却水循環通路３０を有効に利用できる。
　さらに、チャージエアクーラ３に加えてチャージエアプレクーラ３Ａも設けたので、上記第１実施形態の構成と比較すると、チャージエアクーラ３の要求冷却性能を低減できる。さらに、チャージエアクーラ３に加えてチャージエアプレクーラ３Ａも設けたのでチャージエアクーラ３を小型化でき、かつ、ＥＧＲガスはチャージエアクーラ３とチャージエアプレクーラ３Ａとの間に還流される。このため、上記第１実施形態よりもチャージエアクーラ３でのＥＧＲガスの流通抵抗が低くなり、ＥＧＲガスの還流量を増加させることができる。さらに、上記第１実施形態の構成と比較すると、吸気通路上でＥＧＲガスが流れる距離（ＥＧＲガスの還流位置からエンジン５の吸気口までの距離）が短くなるので、ＥＧＲシステムの制御レスポンスが向上する。
　さらに、チャージエアプレクーラ３Ａでは、ラジエータ３１で冷却された直後の冷却水によって吸気ガスが冷却される。従って、上記第１実施形態の構成と比較すると、吸気ガスをより低い温度に冷却できるので、チャージエアクーラ３の要求冷却性能をさらに低減できる。
（第３実施形態）
　図３に示されるように、本実施形態のＥＧＲシステム１Ｃにおける冷却水循環通路３０の構成が、上記第２実施形態のものと異なる。上記第２実施形態における冷却水循環通路３０は二系統の循環経路を備えていたが、本実施形態における冷却水循環通路３０は一系統の循環経路を備えている。
　ラジエータ３１で冷却された冷却水は、冷却水循環通路３０に沿って循環し、エンジン５、ヒータコア３２、ＥＧＲクーラ４、チャージエアプレクーラ３Ａ、及び、もう一度エンジン５を流れてラジエータ３１に戻る。また、上記実施形態と同様に、冷却水循環通路３０は、ラジエータ３１をバイパスして冷却水を循環させることもできる。この場合、冷却水は、エンジン５、ヒータコア３２、ＥＧＲクーラ４、及び、チャージエアプレクーラ３Ａを循環する。その他の構成は、上記第２実施形態と同一であるので、同一の構成には同一の符号を付してそれらの重複する説明を省略する。
　本実施形態によっても、上記実施形態と同様に、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度（例えば５０℃前後）でエンジン５に供給でき、エンジン５の燃費を向上させることができる。また、チャージエアクーラ３に加えてチャージエアプレクーラ３Ａも設けたのでチャージエアクーラ３を小型化でき、かつ、ＥＧＲガスはチャージエアクーラ３とチャージエアプレクーラ３Ａとの間に還流される。このため、上記第１実施形態よりもチャージエアククーラ３でのＥＧＲガスの流通抵抗が低くなり、ＥＧＲガスの還流量を増加させることができる。上記第１実施形態の構成と比較すると、吸気通路上でＥＧＲガスが流れる距離（ＥＧＲガスの還流位置からエンジン５の吸気口までの距離）が短くなるので、ＥＧＲシステムの制御レスポンスが向上する。
　冷却水循環通路３０内の冷却水の温度は、最も高い場所でも１１０℃程度である。冷却水は、ＥＧＲクーラ４では３００℃程度（３００℃以上になることもある）のＥＧＲガスを冷却し、チャージエアプレクーラ３Ａではターボチャージャ２で圧縮された後の１５０℃程度（最高でも２００℃）の吸気ガスを冷却する。なお、ＥＧＲガスの還流量はその後に合流される吸気ガスの流量に比べて少なく、ＥＧＲクーラ４での熱交換による冷却水の温度上昇は比較的少ない。従って、チャージエアプレクーラ３Ａに流入する冷却水の温度は、チャージエアプレクーラ３Ａに流入する温度よりも低い。この結果、ＥＧＲクーラ４での排気ガスと冷却水との温度差が確保され、ＥＧＲクーラ４での有効な熱交換性能を実現できる。さらに、チャージエアプレクーラ３Ａでの圧縮吸気ガスと冷却水との温度差も確保され、チャージエアプレクーラ３Ａでの有効な熱交換性能も実現される。
（第４実施形態）
　図４に示されるように、本実施形態のＥＧＲシステム１ＤにおけるＥＧＲ通路１２の高圧吸気通路１０への接続位置が、上記第３実施形態のものと異なる。本実施形態では、ＥＧＲ通路１２の下流端は、チャージエアプレクーラ３Ａの上流で高圧吸気通路１０に接続されている。その他の構成は、上記第３実施形態の構成と同一であるので、同一の構成には同一の符号を付してそれらの重複する説明を省略する。
　本実施形態によっても、上記実施形態と同様に、ＥＧＲガスが混合された吸気ガスを所望の吸気温度（例えば５０℃前後）でエンジン５に供給でき、エンジン５の燃費を向上させることができる。また、本実施形態のＨＰＬタイプのＥＧＲシステム１Ｄでは、ＬＰＬタイプのＥＧＲシステムと比較すると、吸気通路上でＥＧＲガスが流れる距離（ＥＧＲガスの還流位置からエンジン５の吸気口までの距離）が短くなるので、ＥＧＲシステムの制御レスポンスがＬＰＬタイプのＥＧＲシステムに比べて向上する。さらに、本実施形態においても、上述した第３実施形態と同様に、ＥＧＲクーラ４での排気ガスと冷却水との温度差が確保され、かつ、チャージエアプレクーラ３Ａでの圧縮吸気ガスと冷却水との温度差も確保されるので、ＥＧＲクーラ４及びチャージエアプレクーラ３Ａでの有効な熱交換性能が実現される。
（他の実施形態）
　上述した実施形態では、エンジン５は、レシプロエンジンや他の形式のエンジンであっても良い。また、エンジン５は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであっても良い。
　上述した実施形態のチャージエアクーラ３は、冷却水循環サブ通路２０を流れる冷却水で吸気ガスを冷却する水冷式[water-cooling type]クーラであった。しかし、チャージエアクーラ３は、空気で吸気ガスを冷却する空冷式[air-cooling type]クーラであっても良い。また、上述した実施形態のチャージエアプレクーラ３Ａも、冷却水循環サブ通路２０を流れる冷却水で吸気ガスを冷却する水冷式クーラであった。しかし、チャージエアプレクーラ３Ａも、空冷式クーラであっても良い。さらに、上述した第２～第４実施形態では、一台のチャージエアプレクーラ３Ａが設けられたが、複数台のチャージエアプレクーラが設けられても良い。

Claims (7)

  1. 　排気ガス再循環システムであって、
    　コンプレッサホイール及びタービンホイールを有するターボチャージャと、
    　前記コンプレッサホイールと内燃機関の吸気口との間に設けられた高圧吸気通路と、
    　前記高圧吸気通路上に設けられた、吸気ガスを冷却するチャージエアクーラと、
    　前記内燃機関の排気口と前記タービンホイールとの間に設けられた高圧排気通路と、
    　前記高圧排気通路から分岐され、かつ、前記高圧吸気通路に接続されたＥＧＲ通路と、
    　前記ＥＧＲ通路上に設けられた、前記内燃機関の冷却水循環通路を流れる冷却水で前記ＥＧＲ通路を流れる再循環排気ガスを冷却するＥＧＲクーラとを備え、
    　前記ＥＧＲ通路の下流端が、前記チャージエアクーラの上流で前記高圧吸気通路に接続されている、排気ガス再循環システム。
  2. 　請求項１に記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記チャージエアクーラが、前記冷却水循環通路とは別の冷却水循環サブ通路を流れる冷却水で吸気ガスを冷却するよう構成されている、排気ガス再循環システム。
  3. 　請求項１又は２に記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記高圧吸気通路上に設けられたチャージエアプレクーラをさらに備えており、
    　前記チャージエアプレクーラが、前記チャージエアクーラの上流に配設されている、排気ガス再循環システム。
  4. 　請求項３に記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記チャージエアプレクーラが、前記冷却水循環通路を流れる冷却水で吸気ガスを冷却するよう構成されている、排気ガス再循環システム。
  5. 　請求項３又は請求項４記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記ＥＧＲ通路の前記下流端が、前記チャージエアプレクーラの下流で前記高圧吸気通路に接続されている、排気ガス再循環システム。
  6. 　請求項４又は請求項５記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記冷却水循環通路が、ラジエータ、前記内燃機関、前記ＥＧＲクーラ、及び、もう一度前記内燃機関の順で冷却水を循環させる流路と、前記ラジエータ、前記チャージエアプレクーラ、前記内燃機関の順で循環させる流路とを備えて構成されている、排気ガス再循環システム。
  7. 　請求項４又は請求項５記載の排気ガス再循環システムであって、
    　前記冷却循環通路が、ラジエータ、前記内燃機関、前記ＥＧＲクーラ、前記チャージエアプレクーラ、もう一度前記内燃機関の順で冷却水を循環させるよう構成されている、排気ガス再循環システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021044177A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11
CN114901932A (zh) * 2020-01-23 2022-08-12 日产自动车株式会社 车辆的冷却装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104919264B (zh) * 2013-03-06 2017-06-06 康奈可关精株式会社 复合型热交换器
JP2015025421A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 三菱自動車工業株式会社 Ｅｇｒ冷却装置
KR101534725B1 (ko) 2013-12-06 2015-07-07 현대자동차 주식회사 터보차저를 갖는 엔진시스템
KR101490963B1 (ko) 2013-12-11 2015-02-06 현대자동차 주식회사 터보차저를 갖는 엔진시스템
JP6327032B2 (ja) * 2014-07-17 2018-05-23 株式会社デンソー 吸気冷却装置
US10415513B2 (en) * 2015-05-26 2019-09-17 Tenneco Gmbh EGR system with particle filter and wastegate

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08232784A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの吸気温度制御装置
JP2008038891A (ja) 2006-07-10 2008-02-21 Calsonic Kansei Corp Ｅｇｒ装置
JP2008057950A (ja) * 2006-08-02 2008-03-13 Calsonic Kansei Corp 複合型熱交換器及び複合型熱交換器システム
JP2008064399A (ja) 2006-09-08 2008-03-21 Denso Corp 熱交換器
JP2010505692A (ja) * 2006-10-03 2010-02-25 スカニア シーブイ アクチボラグ 車輌の冷却装置
WO2010104452A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Scania Cv Ab Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of a combustion engine
JP2010249129A (ja) * 2009-03-27 2010-11-04 Calsonic Kansei Corp チャージエアクーラ及び冷却システム
JP2011132852A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Hino Motors Ltd エンジンの排ガス浄化装置
JP2011523691A (ja) * 2008-06-09 2011-08-18 スカニア シーブイ アクチボラグ 過給式燃焼機関のための装置
JP2011190742A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Denso Corp 内燃機関用排気再循環装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4168809B2 (ja) * 2003-04-03 2008-10-22 いすゞ自動車株式会社 Ｅｇｒ付き排気過給エンジン
SE529413C2 (sv) * 2005-12-21 2007-08-07 Scania Cv Ab Arrangemang och förfarande för återcirkulation av avgaser hos en förbränningsmotor
US7377270B2 (en) * 2006-10-23 2008-05-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation in a homogeneous charge compression ignition engine
SE0602517L (sv) * 2006-11-27 2008-04-08 Scania Cv Ab Arrangemang för återcirkulation av avgaser hos en överladdad förbränningsmotor
SE530583C2 (sv) * 2006-11-29 2008-07-08 Scania Cv Ab Kylararrangemang hos ett fordon
SE531705C2 (sv) * 2007-11-16 2009-07-14 Scania Cv Ab Arrangemang hos en överladdad förbränningsmotor
SE534872C2 (sv) * 2010-04-26 2012-01-31 Scania Cv Ab Arrangemang för att kyla komprimerad luft och/eller återcirkulerande avgaser som leds till en förbränningsmotor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08232784A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Nissan Motor Co Ltd ディーゼルエンジンの吸気温度制御装置
JP2008038891A (ja) 2006-07-10 2008-02-21 Calsonic Kansei Corp Ｅｇｒ装置
JP2008057950A (ja) * 2006-08-02 2008-03-13 Calsonic Kansei Corp 複合型熱交換器及び複合型熱交換器システム
JP2008064399A (ja) 2006-09-08 2008-03-21 Denso Corp 熱交換器
JP2010505692A (ja) * 2006-10-03 2010-02-25 スカニア シーブイ アクチボラグ 車輌の冷却装置
JP2011523691A (ja) * 2008-06-09 2011-08-18 スカニア シーブイ アクチボラグ 過給式燃焼機関のための装置
WO2010104452A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Scania Cv Ab Arrangement for cooling of recirculating exhaust gases of a combustion engine
JP2010249129A (ja) * 2009-03-27 2010-11-04 Calsonic Kansei Corp チャージエアクーラ及び冷却システム
JP2011132852A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Hino Motors Ltd エンジンの排ガス浄化装置
JP2011190742A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Denso Corp 内燃機関用排気再循環装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2781729A4 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021044177A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11
WO2021044177A1 (ja) * 2019-09-02 2021-03-11 日産自動車株式会社 車両の熱交換装置
EP4026718A4 (en) * 2019-09-02 2022-09-07 NISSAN MOTOR Co., Ltd. HEAT EXCHANGER DEVICE FOR A VEHICLE
JP7306462B2 (ja) 2019-09-02 2023-07-11 日産自動車株式会社 車両の熱交換装置
US11878566B2 (en) 2019-09-02 2024-01-23 Nissan Motor Co., Ltd. Heat exchange device for vehicles
CN114901932A (zh) * 2020-01-23 2022-08-12 日产自动车株式会社 车辆的冷却装置
CN114901932B (zh) * 2020-01-23 2023-07-28 日产自动车株式会社 车辆的冷却装置

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