DE10232515A1 - Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführanlage 1 einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführleitung 4. Die Abgasrückführleitung 4 weist ein Abgasrückführventil 4.3 sowie mindestens einen ersten Abgaskühler 4.1 und mindestens einen zweiten Abgaskühler 4.2 auf, wobei das Abgasrückführventil 4.3 zwischen dem ersten Abgaskühler 4.1 und dem zweiten Abgaskühler 4.2 angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführanlage für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen einem Abgasleitungssystem und einem Einlassleitungssystem angeordneten Abgasrückführleitung mit einem Abgasrückführventil und mindestens einem ersten Abgaskühler.
  • Es ist bereits ein Abgasrückführsystem für Kraftfahrzeuge aus der EP 0 596 855 A1 bekannt. Die Abgasrückführleitung weist hierbei ein Abgasrückführventil und einen mit Bezug zur Strömungsrichtung nach dem Abgasrückführventil angeordneten Abgaswärmetauscher auf. Zwischen dem Abgasrückführventil und dem Abgaswärmetauscher ist zudem eine Abgasreinigungseinrichtung angeordnet.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasrückführanlage derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale Kühlung der Abgase erreicht wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass mindestens ein zweiter Abgaskühler innerhalb der Abgasrückführleitung vorgesehen ist, wobei das Abgasrückführventil, mit Bezug zur Strömungsrichtung, nach dem ersten Abgaskühler und vor dem zweiten Abgaskühler angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass bei Kraftfahrzeugen mit Motorbremsbetrieb bzw. verschließbarem Abgasleitungssystem der zweite Abgaskühler durch das Abgasrückführventil nicht mit hohen Abgasdrücken beaufschlagt wird. Der erste Abgaskühler, der, mit Bezug zur Strömungsrichtung, vor dem Abgasrückführventil angeordnet ist, verhindert eine Überhitzung und die dadurch begünstigte Korrosion des Abgasrückführventils. Das Abgasrückführventil kann somit innerhalb der zur Verfügung stehenden Bauraumverhältnisse und der bestehenden Temperaturverhältnisse optimal innerhalb der Abgasrückführleitung angeordnet werden. Die für eine optimale Verbrennung zusätzlich notwendige Abgasabkühlung wird durch den nach dem Abgasrückführventil angeordneten zweiten Abgaskühler erreicht.
  • Hierzu ist es vorteilhaft, dass der erste Abgaskühler als druckfester Kühler ausgebildet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Belastungsspitzen während des Motorbremsbetriebs nicht zu einer Langzeitbeschädigung des ersten Abgaskühlers führen. Die hierbei notwendigen größeren Wandstärken führen zu einem entsprechend erhöhten Wärmeleitkoeffizienten, so dass die Kühlleistung des ersten Abgaskühlers mit Bezug zur Größe und Wandstärke variiert.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass der zweite Abgaskühler als Niederdruckkühler ausgebildet ist. Hieraus ergibt sich entsprechend der geringeren Wandstärken und mit Bezug zur Baugröße eine bessere Kühlleistung des zweiten Abgaskühlers und damit im Gesamten ein optimierter Verbrennungsprozess.
  • Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass mit Bezug zur Strömungsrichtung vor dem Abgasrückführventil mindestens ein weiterer Abgaskühler vorgesehen ist. Entsprechend der zur Verfügung stehenden Bauraumverhältnisse kann die notwendige Kühlleistung zwischen dem Abgaskrümmer und dem Abgasrückführventil durch mehrere kleine Kühler gewährleistet werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass mit Bezug zur Strömungsrichtung nach dem Abgasrückführventil mindestens ein weiterer Abgaskühler vorgesehen ist. Entsprechend der zur Verfügung stehenden Bauraumverhältnisse kann die notwendige Kühlleistung zwischen dem Abgasrückführventil und dem Einlassleitungssystem durch mehrere kleine Kühler gewährleistet werden.
  • Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das Abgasrückfΰhrventil einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei der Einlass und der Auslass auf einer gemeinsamen Seitenfläche des Abgasrückführventils angeordnet sind. Die Abgasrückführleitung kann somit an eine Seite des Abgasrückführventils herangeführt und an derselben Seite des Abgasrückführventils wieder weggeführt werden. Somit ergibt sich eine Umlenkung der Abgasrückführleitung, die den Bauraumverhältnissen angepasst ist.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass der Ladeluftkühler, der erste Abgaskühler und/oder der zweite Abgaskühler einen gemeinsamen oder einen getrennten Kühlkreislauf aufweisen. Auf diese Weise kann dem sich ergebenden Temperaturniveau der Kühler Rechnung getragen werden. Das Kühlmittel kann nach Durchlauf durch den Ladeluftkühler noch für die Kühlung des ersten Abgaskühlers auf der heißen Seite des Abgasrückführventils benutzt werden, da die vorhandene Temperaturdifferenz eine ausreichende Kühlleistung gewährleistet.
    •
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in der Figur dargestellt. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Einlassleitungssystem, Abgasleitungssystem und Abgasrückführanlage.
  • In 1 ist ein Einlassleitungssystem 3 und ein Abgasleitungssystem 2 einer Brennkraftmaschine bzw. eines Zylinderblocks 5 der Brennkraftmaschine dargestellt. Das Abgasleitungssystem 2 schließt über einen ersten Abgaskrümmer 2.1 und einen zweiten Abgaskrümmer 2.2 an den Zylinderblock 5 an. Vom ersten Abgaskrümmer 2.1 bzw. vom zweiten Abgaskrümmer 2.2 führt das Abgasleitungssystem 2 zu einer Abgasturbine 2.3. Die Abgasturbine 2.3 dient als Motor für einen Ladeluftverdichter 3.1, über den Ladeluft in das Einlassleitungssystem 3 gefördert wird. Das Einlassleitungssystem 3 weist einen Ladeluftkühler 3.3 auf, der wiederum an einen Ladeluftverteiler 3.4 des Zylinderblocks 5 anschließt.
  • Vom zweiten Abgaskrümmer 2.2 ausgehend ist eine Abgasrückführleitung 4 vorgesehen, die mit ihrem anderen Ende zusammen mit dem Einlassleitungssystem 3 an den Ladeluftverteiler 3.4 anschließt. Die Abgasrückführleitung 4 weist, mit Bezug zur Strömungsrichtung, einen ersten Abgaskühler 4.1 auf, der wiederum an ein Abgasrückführventil 4.3 anschließt. Mit Bezug zur Strömungsrichtung ist nach dem Abgasrückführventil 4.3 ein zweiter Abgaskühler 4.2 vorgesehen, der mit seinem anderen Ende an den Ladeluftverteiler 3.4 angeschlossen ist.
  • Der erste Abgaskühler 4.1 ist hierbei als Hochdruckkühler ausgebildet, der bei Motorbremsbetrieb und geschlossenem Abgasrückführventil 4.3 mit den Druckstößen innerhalb des Abgasleitungssystems 2 beaufschlagt ist. Der zweite Abgaskühler 4.2 ist als Niederdruckkühler ausgebildet, der bei geschlossenem Abgasrückführventil 4.3 deutlich geringeren Druckstößen ausgesetzt ist und aufgrund seiner geringen Wandstärke eine optimale Abgastemperatur gewährleistet.
  • Sowohl der Ladeluftkühler 3.3 als auch der erste Abgaskühler 4.1 bzw. der zweite Abgaskühler 4.2 sind hierbei als Gas- oder Flüssigkeitskühler ausgebildet. Der Ladeluftkühler 3.3 weist hierbei einen Kühlkreislauf 3.5, der erste Abgaskühler 4.1 einen Kühlkreislauf 6.1 und der zweite Abgaskühler 4.2 einen Kühlkreislauf 6.2 auf, wobei der Kühlkreislauf 6.1 und der Kühlkreislauf 6.2 in nicht dargestellter Weise in Wirkverbindung stehen.
    • 1
    Abgasrückführanlage
    2
    Abgasleitungssystem
    2.1
    erster Abgaskrümmer
    2.2
    zweiter Abgaskrümmer
    2.3
    Abgasturbine
    3
    Einlassleitungssystem
    3.1
    Ladeluftverdichter
    3.2
    Ladeluftleitung
    3.3
    Ladeluftkühler
    3.4
    Ladeluftverteiler
    3.5
    Kühlkreislauf
    4
    Abgasrückführleitung
    4.1
    ersten Abgaskühler
    4.2
    zweiter Abgaskühler
    4.3
    Abgasrückführventil
    4.4
    Einlass
    4.5
    Auslass
    5
    Zylinderblock
    6.1
    Kühlkreislauf
    6.2
    Kühlkreislauf

Claims (7)

  1. Abgasrückführanlage (1) für Kraftfahrzeuge mit einer zwischen einem Abgasleitungssystem (2) und einem Einlassleitungssystem (3) angeordneten Abgasrückführleitung (4) mit einem Abgasrückführventil (4.3) und mindestens einem ersten Abgaskühler (4.1), dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein zweiter Abgaskühler (4.2) innerhalb der Abgasrückführleitung (4) vorgesehen ist, wobei das Abgasrückführventil (4.3), mit Bezug zur Strömungsrichtung, nach dem ersten Abgaskühler (4.1) und vor dem zweiten Abgaskühler (4.2) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abgaskühler (4.1) als druckfester Kühler ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abgaskühler (4.2) als Niederdruckkühler ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, mit Bezug zur Strömungsrichtung, vor dem Abgasrückführventil (4.3) mindestens ein weiterer Abgaskühler vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, mit Bezug zur Strömungsrichtung, nach dem Abgasrückführventil (4.3) mindestens ein weiterer Abgaskühler vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführventil (4.3) einen Einlass (4.4) und einen Auslass (4.5) aufweist, wobei der Einlass (4.4) und der Auslass (4.5) auf einer gemeinsamen Seitenfläche des Abgasrückführventils (4.3) angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladeluftkühler (3.3), der erste Abgaskühler (4.1) und/oder der zweiter Abgaskühler (4.2) einen gemeinsamen oder einen getrennten Kühlkreislauf (3.5) aufweisen.
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