(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）内の燃焼機関（２）の再循環排気ガスを冷却するための装置であって、
前記燃焼機関が、前記燃焼機関（２）へ給気するための入口ライン（８）と、前記燃焼機関（２）から出た排気ガスを導くように適合された排気ライン（４）と、前記排気ライン（４）内に配置されたタービン（５）と、前記排気ライン（４）内の意図された排気流の方向に対して、前記排気ライン（４）内の前記タービン（５）の下流の位置に配置された排気処理用の構成要素（１８ａ、１８ｂ）と、前記排気ライン（４）内の前記排気ガスの一部を、前記タービン（５）の上流の位置から前記燃焼機関（２）へ再循環させるように適合された戻りライン（１１）とを有しており、また
前記装置が、第１のＥＧＲ冷却器（１４）と、前記排気ガスを冷却するために空気を前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）を通して駆動するように適合された駆動手段（１５、３１）であって、それによって前記排気ガスが前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）において第１の冷却ステップを受ける駆動手段（１５、３１）と、前記戻りライン（１１）内の前記排気ガスが前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）の下流で第２の冷却ステップを受けることを意図された少なくとも１つの第２のＥＧＲ冷却器（１９、２０）とを有している装置において、
前記装置が、少なくとも前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）から、前記タービン（５）と前記排気処理用の構成要素（１８ａ、１８ｂ）との間の位置にある前記排気管（４）まで延びる空気ライン（１６）を有すること、
前記空気ライン（１６）が、前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）から前記位置にある前記排気ライン（４）内へ暖かい空気を導くように適合されていること、
前記空気ライン（１６）が、前記入口ライン（８）とは別個に入口開口部（１６ａ）を有し、それによって、周囲の温度の空気を有する領域から前記ＥＧＲ冷却器（１４）に空気を引き込み、導くよう意図されていること、及び
前記第１のＥＧＲ冷却器（１４）は、前記空気が、前記タービン（５）の下流の前記排気ライン内の前記排気ガスの温度より高い温度まで暖められるように寸法を定められていること
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記空気ライン（１６）内、又はその近傍に配置されたファン（１５）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記駆動手段が、前記排気管（４）内の前記空気ライン（１６）の出口開口部（１６ｂ）に近い前記位置に配置されたエゼクタ・ポンプ・デバイス（３１）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記空気ライン入口（１６ａ）が、前記車両のホイール・ハウジング（１７）内に位置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記空気ライン入口（１６ａ）が、前記車両の前部（１ａ）に位置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記排気処理用の構成要素が、触媒（１８ａ）であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記排気処理用の構成要素が、粒子フィルタ（１８ｂ）であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記再循環排気ガスが、前記第２のＥＧＲ冷却器（１９）において、前記燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって第２の冷却ステップを受けるよう意図されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記再循環排気ガスが、前記燃焼機関の通常動作の間、前記燃焼機関の冷却システム内の冷媒より低い温度である冷媒によって第３の冷却ステップを受けるよう意図された第３のＥＧＲ冷却器（３３、３６）を有することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の燃焼機関の再循環排気ガスを冷却するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＧＲ（排気ガス再循環）と呼ばれる技術は、燃焼機関の排気ライン中の排気ガスの一部を再循環させる周知の方法である。再循環排気ガスが戻りラインを通して導かれ、燃焼機関に対する吸気と混合された後、混合物は燃焼機関のシリンダへ導かれる。排気ガスを空気に加えることによって燃焼温度が低くなり、その結果、特に排気ガス中の窒素酸化物ＮＯｘの含有量が低減される。この技術は、オットー機関にもディーゼル機関にも用いられる。燃焼機関に供給することができる排気ガスの量は、排気ガスの圧力及び温度に依存する。燃焼機関にできるだけ多量の排気ガスを供給することは、燃焼機関へ導く前に排気ガスを効果的に冷却することを必要とする。知られている手法は、再循環排気ガスを、燃焼機関へ導く前に１つ又は複数のＥＧＲ冷却器において冷却することである。
【０００３】
燃焼機関、例えばディーゼル機関の動作中、排気ガスは１５０℃から６００℃の範囲の温度になる。排気ガスの温度は、燃焼機関に対する負荷と共に変化する。再循環排気ガスの冷却に燃焼機関の冷却システムが用いられる場合、冷却システムは、燃焼機関が大きい負荷を受けているときに高い負荷ピークに曝される。大型車両では、燃焼機関の冷却システムは一般に、例えば油圧リターダのオイルの冷却など、車両における他の冷却の要求に対しても用いられる。したがって、燃焼機関の冷却システムに対する負荷を軽減することが望ましい。
【０００４】
米国特許出願公開第２００８／０２５６９４９号は、再循環排気ガスが、車両内のエンジン・スペースに配置された空冷式ＥＧＲ冷却器において第１の冷却ステップを受ける、排気ガスの再循環のための装置に言及している。このために、ファンが、ＥＧＲ冷却器を通る冷却用の空気流を吹き付ける。再循環排気ガスはその後、低温冷却システム内の冷媒による第２の冷却ステップを受ける。この場合、再循環排気ガスに第１の冷却ステップを施すために、エンジン・スペースに存在する空気が用いられる。再循環排気ガスはきわめて高い温度になることがあるため、空気は、エンジン・スペース内で少なくとも局所的にきわめて高い温度まで暖められる可能性がある。空気の温度が高いと、エンジン・スペース内の近くの構成要素の損傷を引き起こす恐れがある。
【０００５】
車両内の排気ラインは通常、排気ガスが周囲の空気に放出される前に、排気ガスの後処理用の１つ又は複数の構成要素を備えている。そうした構成要素は、排気ガスから窒素酸化物ＮＯｘを除去するように適合された触媒とすることができる。しかしながら、ほとんどのタイプの触媒は、排気ガスからの窒素酸化物ＮＯｘの最適な除去を実施できるようにするために、最低許容温度（以上）であることを必要とする。ＳＣＲ（選択触媒還元）触媒は、例えば約２００℃の温度を必要とする。ディーゼル機関の排気ガスを後処理するための他の構成要素は、排気ガス中のすす粒子を捕らえ、燃やすように適合された粒子フィルタである。粒子フィルタも同様に、十分に機能するためには最低許容温度であることを必要とする。
【０００６】
過給燃焼機関では、排気ガスはタービンを通して導かれる。排気ガスはタービン内でエネルギーを放出すると、低下した圧力及び低下した温度になる。燃焼機関の特定の動作状態では、タービンの後の排気ガスの温度が、触媒が最低許容温度を維持し、排気ガスの最適な清浄化を実施することができないほど低くなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２５６９４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、第１のＥＧＲ冷却器における再循環排気ガスの冷却から生じた暖かい空気を燃焼機関の排気処理を促進するように利用する、空冷式ＥＧＲ冷却器を有する序文で言及した種類の装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴部分に示される機能によって特徴付けられる、序文で言及した種類の装置によって達成される。そうした空冷式の第１のＥＧＲ冷却器を用いて、この装置は適切な排気ガスの第１の冷却ステップを実施することができる。この場合、排気ガスが第２のＥＧＲ冷却器内へ導かれる前に、排気ガスを比較的低い温度まで冷却することができる。それによって、第２のＥＧＲ冷却器内の再循環排気ガスを冷却する冷却システムに対する負荷が著しく軽減される。したがって、排気ライン内の排気ガスは、タービンを通って膨張すると低下した温度を呈するようになる。特定の動作状態では、タービンの後の排気ガスの温度は、排気処理用の構成要素の最低許容温度を維持しないレベルまで低下することがある。しかしながら、戻りライン内へ導かれる再循環排気ガスは、タービンの上流の位置にある排気ラインから得られるため、高い温度である。再循環排気ガスを冷却する空気は、再循環排気ガスの温度に近い温度まで暖められる可能性がある。適正に寸法を決めた第１のＥＧＲ冷却器を用いて、空気を、タービンの下流の排気ライン内の排気ガスの温度より高い温度まで暖めることができる。この暖かい空気をタービンの下流の排気ラインの中へ導くと、排気ガスが暖まり、排気処理用の構成要素の温度が高められる。ほとんどの排気処理用の構成要素は、最適な排気処理動作を維持するために最低許容温度を必要とする。本発明によって排気処理用の構成要素に対して高められた温度が得られることにより、燃焼機関の動作時間のより多くの部分にわたって、排気処理用の構成要素が最適な排気処理を実施することが可能になる。暖かい空気をエンジン・スペースから排気ライン内へ導くことにより、エンジン・スペース内の空気が、エンジン・スペース内の温度に敏感な構成要素の損傷を引き起こす恐れがあるレベルまで暖められない保証が与えられる。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、駆動手段はファンである。ファンは、空気ライン内又は第１のＥＧＲ冷却器に近い適切な位置に置くことができる。ファンは、第１のＥＧＲ冷却器を通る所望の空気流を与え、空気を排気ラインに押し込むことができるような寸法に定められる。或いは、駆動手段は、空気ラインの出口開口部に近い排気管内に置かれたエゼクタ・ポンプ・デバイスとすることができる。そうしたエゼクタ・ポンプ・デバイスによって、排気ガスがエゼクタ・ポンプ・デバイスを通って流れるときに、排気ラインに近い空気ラインの中に負圧を生成することができる。したがって、第１のＥＧＲ冷却器を通り、排気ラインに入る空気流を生成することが可能になる。
【００１１】
本発明の好ましい実施例によれば、空気ラインは入口開口部を有し、それによって、周囲の温度の空気を有する領域からＥＧＲ冷却器に空気を引き込み、導くよう意図されている。再循環排気ガスは、周囲の温度の空気によって冷却される場合、きわめて適切な冷却をもたらすことができる。空気ラインの入口は、車両のホイール・ハウジング内に位置することができる。この場合、比較的短い空気ラインがホイール・ハウジングから第１のＥＧＲ冷却器まで延びるようにすることができる。或いは、空気ラインの入口開口部は、車両の前部に位置することができる。そのような場合には、空気ラインの入口開口部は、粒子及び汚れが空気ラインに引き込まれるのを防止するためにグリルなどによって覆う必要がある。第１のＥＧＲ冷却器は、有利には車両のエンジン・スペース内に置かれる。空気は、燃焼機関の動作中、周囲の空気に比べて高い温度になるが、排気ガスがエンジン・スペース内の空気より著しく高い温度であるとき、第１のＥＧＲ冷却器における排気ガスの許容可能な冷却に空気を用いることができる。この場合、空気ラインは、第１のＥＧＲ冷却器から排気ライン内の前記位置まで延びるだけでよい。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、前記排気処理用の構成要素は触媒である。触媒は、最適に機能するために比較的高い温度を必要とする。触媒の上流の排気ライン内の排気ガスに暖かい空気を加えると、燃焼機関の動作時間のより多くの部分にわたって、高められた触媒温度及び窒素酸化物の最適な除去が得られる。或いは、排気処理用の構成要素は、粒子フィルタとすることができる。ディーゼル機関では、粒子フィルタによって排気ガスからすす粒子が除去される。粒子フィルタに捕らえられたすす粒子が燃えるため、粒子フィルタは十分に高い温度になる必要がある。粒子フィルタの上流の排気ライン内の排気ガスに暖かい空気を加えると、捕らえられたすす粒子の燃焼が高められる。
【００１３】
本発明の他の実施例によれば、再循環排気ガスは、第２のＥＧＲ冷却器において、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって第２の冷却ステップを受けるよう意図される。燃焼機関を冷却する冷却システムは、有利には再循環排気ガスの冷却にも用いられる既存の冷却システムである。通常動作の間、燃焼機関の冷却システム内の冷媒は８０〜１００℃の温度になる。したがって、燃焼機関の冷却システム内の冷媒を用いて、再循環排気ガスを対応する温度まで冷却することが可能である。再循環排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器において既に第１の冷却ステップを受けているため、この場合、燃焼機関の冷却システムに対する負荷は比較的穏やかである。この冷却システムの主な目的が燃焼機関を冷却することであるとき、他の冷却動作に関してあまり大きい負荷を受けるべきではなく、その理由は、これによって、そうした環境における燃焼機関の冷却の悪化をまねく恐れがあるためである。
【００１４】
本発明の他の好ましい実施例によれば、この装置は第３のＥＧＲ冷却器を有し、この第３のＥＧＲ冷却器において、再循環排気ガスは、燃焼機関の動作の間、燃焼機関の冷却システム内の冷媒より低い温度になる冷媒によって第３の冷却ステップを受けることが意図されている。燃焼機関の冷却システム内の冷媒は８０〜１００℃の動作温度を有するため、排気ガスを、第２のＥＧＲ冷却器内の冷媒の温度に近い温度までしか冷却することができない。多くの場合、排気ガスをさらに低い温度まで冷却することが望ましい。このために、再循環排気ガスを、第３のＥＧＲ冷却器において、冷媒が燃焼機関の冷却システム内の冷媒より低い温度である低温冷却システム内の冷媒によって冷却することができる。そうした低温冷却システムは、冷却システム内の冷媒を周囲温度の空気によって冷却するラジエータ要素を含むことができる。したがって低温冷却システム内の冷媒は、周囲の温度に近い温度を呈することができる。したがって排気ガスは、空気と混合して燃焼機関へ導く前に、比較的低い温度まで冷却することが可能になる。或いは、排気ガスは、空冷される第３のＥＧＲ冷却器において第３の冷却ステップを受けることが可能であり、その場合、排気ガスは、有利には周囲温度の空気によって冷却される。
【００１５】
以下では例示のために、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例によるディーゼル機関の再循環排気ガスを冷却するための装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例によるディーゼル機関の再循環排気ガスを冷却するための装置を示す図である。
【図３】図２のエゼクタ・ポンプ・デバイスをさらに詳しく示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、概略的に示した車両１に動力を供給することが意図された過給燃焼機関のための構成を示している。燃焼機関は、ここではディーゼル機関２として例示されている。ディーゼル機関２は、大型車両１に動力を供給することを意図することができる。ディーゼル機関２のシリンダからの排気ガスが、排気マニホルド３を介して排気ライン４へ導かれる。ディーゼル機関２は、タービン５及びコンプレッサ６を含むターボ・ユニットを備えている。大気圧より高い排気ライン４内の排気ガスは、最初にタービン５へ導かれる。したがってタービン５は、接続部を介してコンプレッサ６に伝達される駆動動力を備えている。コンプレッサ６はこの動力を用いて、空気フィルタ７を介して空気入口ライン８に引き込まれる空気を圧縮する。入口ライン内の空気は、最初に第１の冷媒で冷却される給気冷却器９において冷却される。空気は、第１の給気冷却器９において、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって冷却される。その後、圧縮空気は、第２の冷媒で冷却される給気冷却器１０において冷却される。空気は、第２の給気冷却器１０において、低温冷却システムからの冷媒によって冷却される。
【００１８】
装置は、排気ライン４内の排気ガスの一部の再循環を実施するための戻りライン１１を備えている。戻りライン１１は、タービン５の上流の位置にある排気ライン４から入口ライン８までの範囲を有している。戻りライン１１はＥＧＲ弁１２を備え、それによって、戻りライン１１内の排気流を遮断することができる。ＥＧＲ弁１２を用いて、ライン１１を介して排気ライン４から入口ライン８へ導かれる排気ガスの量を無段階に制御することもできる。制御ユニット１３は、ディーゼル機関２の現在の動作状態に関する情報に基づいてＥＧＲ弁１２を制御するように適合される。戻りライン１１は、排気ガスに第１の冷却ステップを施すように適合された第１の空冷式ＥＧＲクーラ１４を備えている。第１のＥＧＲ冷却器１４を通して空気流を駆動するために、ファン１５が用いられる。ファン１５は、空気ライン１６の中で利用される。空気ライン１６は、車両１のホイール・ハウジング１７内に入口開口部１６ａを、排気ライン４内のタービン５の下流及び消音器１８の上流の位置に出口開口部１６ｂを有している。消音器１８は、排気ガスから窒素酸化物を除去するように適合された触媒１８ａ、及び再循環排気ガスからすす粒子を除去するように適合された粒子フィルタ１８ｂの形の排気処理用の構成要素を備えている。戻りライン１１内の排気ガスはその後、第２のＥＧＲ冷却器１９において、燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって冷却される。排気ガスは最後に、第３のＥＧＲ冷却器２０において、低温冷却システムからの冷媒によって冷却される。
【００１９】
燃焼機関２は、従来の方法で、循環冷媒を含む冷却システムによって冷却される。冷却システム内の冷媒は、冷媒ポンプ２１によって循環される。冷媒の主な流れは、燃焼機関２を通して循環される。冷媒は燃焼機関２を冷却した後、ライン２２を通って冷却システム内のサーモスタット２３へ導かれる。冷媒が通常の動作温度に達すると、サーモスタット２３は、冷媒を冷却するためにラジエータ２４へ導くように適合される。ラジエータ２４は、車両１の前部に取り付けられる。それでも冷却システム内の冷媒のごく一部は、燃焼機関２に戻るように導かれず、２つの平行なライン２５ａ、２５ｂに分かれたライン２５を通して循環される。ライン２５ａは、冷媒を、圧縮空気に第１の冷却ステップを施す第１の給気冷却器９へ導く。第１の給気冷却器９は、向流式熱交換器の形をとる。したがって、圧縮空気及び冷媒は、第１の給気冷却器９を通って相対する方向に流れる。これにより、圧縮空気を、第１の給気冷却器９における冷媒の入口温度に近い温度まで冷却することが可能になる。ライン２５ｂは、冷媒を、再循環排気ガスに第１の冷却ステップを施す第２のＥＧＲ冷却器１９へ導く。第２のＥＧＲ冷却器１９は、向流式熱交換器の形をとる。したがって、再循環排気ガス及び冷媒は、第２のＥＧＲ冷却器１９を通って相対する方向に流れる。これにより、再循環排気ガスを、第２のＥＧＲ冷却器１９における冷媒の入口温度に近い温度まで冷却することが可能になる。第１の給気冷却器９において空気を冷却した冷媒、及び第２のＥＧＲ冷却器１９において排気ガスを冷却した冷媒はライン２５で再び一緒になり、ライン２５は冷媒をライン２２へ戻るように導く。暖かい冷媒は、ライン２２を介してラジエータ２４へ導かれる。
【００２０】
低温冷却システムは、車両１の周辺領域でラジエータ２４の前部に取り付けられたラジエータ要素２６を含む。この場合、周辺領域は、車両１の前部１ａに位置する。ラジエータ・ファン２７は、ラジエータ要素２６及びラジエータ２４を通る周囲の空気の流れを発生させるように適合される。ラジエータ要素２６はラジエータ２４の前部に置かれるため、ラジエータ要素２６内の冷媒は、周囲の温度の空気によって冷却される。したがって、ラジエータ要素２６内の冷媒は、周囲の温度に近い温度まで冷却することができる。ラジエータ要素２６からの冷たい冷媒は、ポンプ２９によってライン２８内の低温冷却システムの中で循環される。ライン２８は、２つの平行なライン２８ａ、２８ｂに分かれている。ライン２８ａは、冷媒を、圧縮空気に第２の冷却ステップを施す第２の給気冷却器１０へ導く。第２の給気冷却器１０は、向流式熱交換器の形をとる。これにより、圧縮空気を、第２の給気冷却器１０内の冷媒の入口温度に近い温度まで冷却することが可能になる。ライン２８ｂは、冷媒を、再循環排気ガスに第２の冷却ステップを施す第３のＥＧＲ冷却器２０へ導く。第３のＥＧＲ冷却器２０も同様に、向流式熱交換器の形をとる。これにより、再循環排気ガスを、第３のＥＧＲ冷却器２０の冷媒の入口温度に近い温度まで冷却することが可能になる。冷媒が第２の給気冷却器１０及び第３のＥＧＲ冷却器２０を通過した後、ライン２８ａ、２８ｂは再び一緒になる。冷媒はその後、冷却のためにライン２８内をラジエータ要素２６へ導かれる。
【００２１】
ディーゼル機関２の動作中、排気ガスの流れはディーゼル機関２から流出し、排気ライン４に入る。ディーゼル機関２のほとんどの動作状態の間、制御ユニット１３は、排気ライン４内の排気ガスの一部が戻りライン１１内へ導かれるように、ＥＧＲ弁１２を開いた状態に保つ。戻りライン１１内へ導かれた排気ガスは、通常はディーゼル機関の動作状態に応じて１５０℃〜６００℃の範囲内の温度になる。戻りライン１１内の再循環排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４において、ファン１５によってホイール・ハウジング１７から入口開口部１６ａを介して空気ライン１６に引き込まれた空気によって第１の冷却ステップを受ける。入口開口部１６ａは、汚れ及び粒子が空気ライン１６に引き込まれるのを防止するために、グリルなどを備えている。ホイール・ハウジングから空気ライン１６に引き込まれた空気は、実質的に周囲の温度である。ファンは、空気を第１のＥＧＲ冷却器１４を通して駆動する。再循環排気ガスは、例えば第１のＥＧＲ冷却器１４を出るときに約１５０℃〜２００℃の温度になるように、空気によって冷却することができる。第１のＥＧＲ冷却器１４において再循環排気ガスを冷却する空気は、それに対応して加温される。ここで空気は、再循環排気ガスが第１のＥＧＲ冷却器１４内へ導かれるときの温度に近い温度まで暖められる可能性がある。暖かい空気は空気ライン１６から出て、排気ライン４内のタービン５の下流、並びに触媒１８ａ及び粒子フィルタ１８ｂを含む消音器１８の上流の位置にある出口開口部１６ｂを介して導かれる。排気ガスはタービン５の中で膨張した後、低下した温度になる。したがって、タービン５の下流の排気ラインにおける排気ガスの温度は、通常は空気ライン１６内の暖かい空気の温度より著しく低くなる。排気ライン４内へ導かれた暖かい空気は、排気ライン４内の排気ガスを暖め、その結果、排気ガスは、触媒１８ａ及び粒子フィルタ１８ｂに達するときには高められた温度になる。したがって、暖かい空気を加えることにより、触媒１８ａ及び粒子フィルタ１８ｂの高められた動作温度が得られる。触媒１８ａ及び粒子フィルタ１８ｂは、動作温度が低下して最低許容温度の値より低くなると、排気ガスを処理する能力が低下する。したがって、暖かい空気を排気ライン４に加えることによって、触媒１８ａ及びフィルタ１８ｂにおける動作温度が上がり、その結果、それらの動作温度が最低許容温度の値より低くなる頻度が少なくなる。
【００２２】
再循環排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４において冷却された後、第２のＥＧＲ冷却器１９へ導かれ、そこで燃焼機関の冷却システムからの冷媒によって冷却される。冷媒は、ここでは通常８０℃〜１００℃の範囲内の温度である。したがって、第２のＥＧＲ冷却器１９において、再循環排気ガスを約１００℃〜１２０℃の温度まで冷却することができる。再循環排気ガスは、最後に第３のＥＧＲ冷却器２０へ導かれ、そこで低温冷却システムからの冷媒による第３の冷却ステップを受ける。低温冷却システム内のラジエータ要素２６は、ラジエータ・ファン２７によってラジエータ要素２６を通して駆動される周囲の温度の空気によって冷却される。したがって、低温冷却システム内の冷媒は、第３のＥＧＲ冷却器２０内へ導かれるとき、周囲の温度に近い温度にすることができる。したがって、再循環排気ガスは、有利には給気冷却器９、１０において対応する温度まで冷却された圧縮空気と混合される前に、第３のＥＧＲ冷却器２０において周囲の温度に近い温度まで冷却することができる。冷却された排気ガスと空気の混合物は、ディーゼル機関２へ導かれる。ディーゼル機関２が大きい負荷を受ける動作状態では、ディーゼル機関２は適切な冷却を必要とする。排気ガスは通常、そうした状況ではやはり高い温度になる。実質的に排気ガスが燃焼機関の冷却システム内の冷媒による第２の冷却ステップを受ける第２のＥＧＲ冷却器１９へ導かれる前に、第１のＥＧＲ冷却器１４による再循環排気ガスの最初の冷却によって、排気ガスの温度は低下される。そのような第１のＥＧＲ冷却器１４を用いて、燃焼機関の通常の冷却システム及び低温冷却システムに対する負荷をかなり軽減することができる。第１のＥＧＲ冷却器１４は、燃焼機関２又は車両１のエンジン・スペース３０内のシャーシに取り付けられる。排気ガスが第１のＥＧＲ冷却器１４において冷却されるときに生じる暖かい空気は、エンジン・スペース３０から出て、空気ライン１６及び排気ライン４を通して導かれる。したがって、エンジン・スペース３０内の温度が、エンジン・スペース内の温度に敏感な構成要素の損傷を引き起こすほど高くなる危険性はなくなる。
【００２３】
図２は、再循環排気ガスを冷却するための装置の代替的な実施例を示している。この場合、空気ライン１６及び第１のＥＧＲ冷却器１４を通して空気を引き込むために、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１が用いられる。この場合、空気は車両１の前部１ａの領域から引き込まれる。空気ライン１６は、汚れ及び粒子が空気ライン１６に引き込まれるのを防止するために、入口開口部１６ａにグリルなどを備えている。空気が第１のＥＧＲ冷却器１４を通過し、再循環排気ガスに第１の冷却ステップを施した後、暖かい空気は、排気ライン４内のタービン５の下流及び消音器１８の上流の位置へ導かれる。図３は、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１をどのように構成することができるかをさらに詳しく示している。エゼクタ・ポンプ・デバイス３１の上流及び下流の排気ライン４は、実質的に一定の内部断面積Ａ１を有している。エゼクタ・ポンプ・デバイス３１は、排気ガスがエゼクタ・ポンプ・デバイス３１を通って流れるとき、排気ガスに対する漸減する断面を画定するノズル３１ａを備えている。ノズル３１ａは、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１の上流の排気ラインの断面積Ａ１よりかなり小さい断面積Ａ２を有する排気ガス用の出口開口部を有している。空気ライン１６は、ノズル３１ａの出口開口部の半径方向外側の位置にある出口開口部１６ｂを介して、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１に接続される。出口開口部は、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１の低圧領域３１ｂに通じている。エゼクタ・ポンプ・デバイス３１は、ノズル３１ａの下流の位置に、排気流の方向に減少する断面積Ａ３を有する収束部３１ｃを備えている。エゼクタ・ポンプ・デバイス３１は最後に、排気流の方向に増加する断面積Ａ４を有する発散部３１ｄを備えている。発散部３１ｄの下流では、排気ライン４はその元の内部断面積Ａ１に戻る。
【００２４】
排気ガスがエゼクタ・ポンプ・デバイス３１に達すると、排気ライン４内の排気ガスは、ノズル３１ａを通って流れるときに高められた速度を得るようになっており、したがってノズル３１ａは、減少する断面積を有する流れ断面を画定している。したがって排気ガスは、ノズル３１ａを出るときには高められた速度を有するようになる。ノズル３１ａの周りには、低圧領域３１ｂに低い静圧がある。低い静圧によって、空気が、ノズル３１ａの半径方向外側に位置する出口開口部１６ｂを介して、空気ライン１６から低圧領域３１ｂに引き込まれる。低圧領域３１ｂに引き込まれた空気は、排気流によって、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１の収束部分３１ｃに運ばれる。収束部分３１ｃにおいて、空気は速度の増加を得る。収束部分３１ｃにおける速度の増加は、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１が空気を排気ライン４に引き込む能力、したがって、空気ライン１６及びＥＧＲ冷却器１４を通して空気を引く能力をもさらに高める。排気ガス及び空気の速度はその後、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１の発散部分３１ｄにおいて低下する。その後、排気ガスと暖かい空気の混合物はエゼクタ・ポンプ・デバイス３１を出て、断面積Ａ１を有する排気ライン４内に進み、消音器１８に到る。したがってこの場合、再循環排気ガスは、第１のＥＧＲ冷却器１４において、エゼクタ・ポンプ・デバイス３１によって車両の前部１ａの空気ライン１６の入口開口部３１ａを介して空気ライン１６に引き込まれた空気により、第１の冷却ステップを受ける。他の点では、この実施例は図１に示したものに一致する。
【００２５】
本発明は、前述の実施例に決して限定されず、特許請求の範囲の範囲内で自由に変更することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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