DE19819123A1 - Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Eine Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine weist eine Rückführungsleitung zwischen dem Abgasstrang und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine und ein einstellbares Sperrventil zur Einstellung des rückgeführten Abgasstromes auf. DOLLAR A Um einen weitgehend ungestörten Strömungsverlauf der Ansaugluft zu gewährleisten, ist das Sperrventil in mindestens einem Mündungsbereich der Rückführungsleitung in den Ansaugtrakt angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgas-Rückführungsvorrichtung in
einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
Es sind Abgas-Rückführungsvorrichtungen bekannt, die eine
Rückführungsleitung zwischen dem Abgasstrang und dem Ansaug
trakt der Brennkraftmaschine mit einem in der Rückführungs
leitung angeordneten, einstellbaren Sperrventil umfassen. Im
Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine ist das Sperrventil
in Öffnungsstellung geschaltet, so daß ein Teil des Abgas
stromes über die Rückführungsleitung in den Ansaugtrakt zu
rückgeleitet, mit angesaugter Frischluft vermischt und er
neut der Verbrennung im Motor zugeführt wird. Durch die
Rückführung kann der Schadstoffanteil im Abgas reduziert
werden.
Im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine befindet sich dage
gen das Sperrventil in seiner Schließstellung, so daß kein
Abgas in den Ansaugtrakt zurückgeführt wird und die Zylinder
ausschließlich mit Frischluft beschickt werden.
Bei der Abgasrückführung kann das Problem auftreten, daß im
Leitungsabschnitt zwischen dem Sperrventil und dem Ansaug
trakt als Folge der oszillierenden Öffnungs- und Schließbe
wegung des Einlaßventils Resonanzen entstehen können, die zu
einer unerwünschten Wechselwirkung mit dem angesaugten
Frischluftstrom führen können. Durch die Resonanzen können
in dem Leitungsabschnitt der Rückführungsleitung Strö
mungsimpulse entstehen, die die Einströmung der Ansaugluft
in die Brennräume der einzelnen Zylinder negativ beeinflus
sen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Abgas-Rück
führungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine so aus
zubilden, daß ein weitgehend ungestörter Strömungsverlauf
der Ansaugluft möglich ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
Da das Sperrventil nunmehr im Mündungsbereich der Rückfüh
rungsleitung in dem Ansaugtrakt angeordnet ist, hat die
Rückführungsvorrichtung bei geschlossenem Sperrventil keinen
Einfluß auf die Einströmung der Ansaugluft in den mindestens
einen durch das Sperrventil beaufschlagten Brennraum des Mo
tors. Resonanzen in der Rückführungsleitung infolge oszil
lierender Strömungsimpulse im Ansaugtrakt werden dadurch
vermieden, Wechselwirkungen zwischen der Gassäule in der
Rückführungsleitung und der einströmenden Frischluft können
nicht entstehen. Die Frischluft kann vollständig gegen das
in der Rückführungsleitung eingeschlossene Abgasvolumen iso
liert werden. Bei zylinderselektiver Einleitung soll zusätz
lich auch das Übersprechen der einzelnen Zylinder unterein
ander verhindert werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung verzweigt die Rück
führungsleitung in mehrere Rückführungskanäle, die jeweils
in einen Ansaugkanal einmünden, welcher jeweils einem Zylin
dereinlaß zugeordnet ist. In jedem Mündungsbereich eines
Rückführungskanals in einen Ansaugkanal ist ein Sperrventil
angeordnet, so daß die Zufuhr des Abgases für jeden Ansaug
kanal einzeln eingestellt werden kann und eine exakt ein
stellbare Zufuhr von Abgas in den jeweiligen Zylinder mög
lich ist.
Bevorzugt ist in der Rückführungsleitung vor der Verzweigung
in die einzelnen Rückführungskanäle ein Abgassammler ange
ordnet, der mögliche Druckimpulse aus dem Abgasstrang kom
pensiert, so daß auch bei geöffnetem Sperrventil eines Rück
führungskanals eine unerwünschte Druckübertragung vom Ab
gasstrang auf die Ansaugluft vermieden wird.
Das Sperrventil ist vorteilhaft über eine Stellvorrichtung
zu betätigen, die das Sperrventil des jeweils saugenden Zy
linders im Teillastbetrieb öffnet. Das Sperrventil bzw. die
Stellvorrichtung ist elektromagnetisch, hydraulisch, pneuma
tisch oder auch mechanisch zu betätigen, beispielsweise über
eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den
weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeich
nungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftma
schine mit Abgas-Rückführungsvorrichtung,
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Abgas-Rückfüh
rungsvorrichtung.
Der in Fig. 1 gezeigten Vier-Zylinder-Brennkraftmaschine
wird über einen Ansaugtrakt 5 Ansaugluft zugeführt. Der An
saugtrakt 5 besteht aus einem Luftsammelrohr 7 und vom
Luftsammelrohr 7 abzweigenden, je einem Zylindereinlaß zuge
ordneten Ansaugkanälen 8a, 8b, 8c, 8d. Die Abgase der Brenn
kraftmaschine werden in einem Abgasstrang 4 zusammengeführt,
einer katalytischen Reinigung unterzogen und dann in die At
mosphäre abgeleitet.
Um die Schadstoffe in den Abgasen zu reduzieren, ist eine
Abgas-Rückführungsvorrichtung 2 vorgesehen, über die ein
Teil des Abgases dem Abgasstrang 4 entnommen und der Ansaug
luft im Ansaugtrakt 5 wieder beigemischt und damit zum Motor
zurückgeführt werden kann.
Die Abgas-Rückführungsvorrichtung 2 umfaßt eine Rückfüh
rungsleitung 3, die vom Abgasstrang 4 abzweigt und einen
Teil des Abgases zum Ansaugtrakt 5 der Brennkraftmaschine
zurückführt. Die Rückführungsleitung 3 verzweigt in einzelne
Rückführungskanäle 3a, 3b, 3c, 3d, die jeweils in die An
saugkanäle 8a, 8b, 8c und 8d münden; die Anzahl der von der
Rückführungsleitung 3 verzweigenden Rückführungskanäle ent
spricht der Anzahl der Ansaugkanäle bzw. der Anzahl der Zy
linder der Brennkraftmaschine.
Im Bereich der Abzweigung der Rückführungskanäle ist in der
Rückführungsleitung 3 ein Abgassammler 9 angeordnet, aus dem
die Rückführungskanäle 3a bis 3d gespeist werden.
Im Mündungsbereich der Rückführungskanäle 3a bis 3d in die
Ansaugkanäle 8a bis 8d sind Sperrventile 6a bis 6d angeord
net, die über jeweils eine Stellvorrichtung in Abhängigkeit
des Betriebs- bzw. Lastzustands der Brennkraftmaschine in
Öffnungs- oder Sperrstellung versetzt werden und die Ein
strömung des Abgases in die Ansaugkanäle freigeben bzw. ab
sperren. Die Sperrventile 6a bis 6d sind unabhängig vonein
ander ansteuerbar. Durch die Position der Sperrventile un
mittelbar am Mündungsbereich der Rückführungskanäle in die
Ansaugkanäle wird erreicht, daß in Sperrstellung der Sperr
ventile die Strömung der Ansaugluft unbeeinflußt von Druck
impulsen in der Rückführungsleitung bleibt. Es werden außer
dem unerwünschte Resonanzerscheinungen in der Gassäule in
der Rückführungsleitung vermieden, die ebenfalls den Strö
mungsfluß der Ansaugluft beeinträchtigen könnten, als auch
das Übersprechen einzelner Zylinder.
In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt dargestellt, der
den Mündungsbereich 12 des Rückführungskanals 3a in den An
saugkanal 8a zeigt. Der Ansaugkanal 8a mündet in den Zylin
dereinlaß 10 mit dem Einlaßventil 11; in Öffnungsstellung
des Einlaßventils 11 wird dem Zylinder Ansaugluft zugeführt.
Das Sperrventil 6a, das im Endabschnitt des Rückführungska
nals 3a angeordnet ist, besteht aus einem Ventilteller an
einem Ventilschaft und ist über eine schematisch angedeutete
Stellvorrichtung 13 zwischen Öffnungs- und Schließstellung
verstellbar. In Schließstellung liegt der Ventilteller des
Sperrventils 6a strömungsdicht in seinem Ventilsitz im Mün
dungsbereich 12. Das Sperrventil 6a ist zweckmäßig in der
Weise plaziert, daß in Öffnungsstellung der Ventilteller
noch im Endabschnitt des Rückführungskanals 3a liegt, ohne
in den freien Strömungsquerschnitt des Ansaugkanals 8a ein
zuragen. In dieser Ausführung wird die Strömung der Ansaug
luft durch den Ansaugkanal weder in Schließstellung noch in
Öffnungsstellung durch das Sperrventil 6a behindert.
Der Endabschnitt des Rückführungskanals 3a ist im Mündungs
bereich 12 winklig in den Ansaugkanal 8a geführt, wobei die
Strömungsrichtungen der Ansaugluft und des einströmenden Ab
gases einen Winkel kleiner als 90°, insbesondere etwa 45°,
einschließen, so daß der Strömungsrichtung der Ansaugluft
keine Strömungskomponenten des Abgases entgegenstehen.
Die das Sperrventil 6a beaufschlagende Stellvorrichtung kann
elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch
betätigt werden, beispielsweise über die Nockenwelle der
Brennkraftmaschine. Es kann aber auch zweckmäßig sein, das
Sperrventil und die Stellvorrichtung zu einer Baueinheit zu
sammenzufassen, indem beispielsweise das Sperrventil selbst
als elektromagnetisches Ventil ausgeführt wird.
Die Stellvorrichtung kommuniziert vorteilhaft mit der Motor
steuerung der Brennkraftmaschine, die die Stellsignale zum
Öffnen und Schließen des Sperrventils in Abhängigkeit des
Last- und Betriebszustandes der Brennkraftmaschine erzeugt.
Der Öffnungs- und Schließfunktion des Sperrventils kann so
wohl eine Steuerung als auch eine Regelung zugrunde liegen.
Claims (9)
1. Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine
mit mindestens einem Arbeits-Zylinder mit Ein- und Auslaß
ventilen, mit einer Rückführungsleitung zwischen dem Ab
gasstrang und dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine und mit
einem einstellbaren Sperrventil zur Einstellung des rückge
führten Abgasstromes,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) in mindestens einem Mün
dungsbereich (12) der Rückführungsleitung (3) in den Ansaug
trakt (5) angeordnet ist.
2. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführungsleitung (3) in eine der Zylinderanzahl
entsprechende Anzahl von Rückführungskanälen (3a, 3b, 3c, 3d)
verzweigt, die jeweils in einen einem Zylindereinlaß (10)
zugeordneten Ansaugkanal (8a, 8b, 8c, 8d) des Ansaugtrakts (5)
münden, wobei jeweils ein Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) im Mün
dungsbereich (12) zwischen Rückführungskanal (3a, 3b, 3c, 3d)
und Ansaugkanal (8a, 8b, 8c, 8d) vorgesehen ist.
3. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Rückführungsleitung (3) vor der Verzweigung in
die Rückführungskanäle (3a, 3b, 3c, 3d) ein Abgassammler (9)
angeordnet ist.
4. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Stellvorrichtung (13) zur Öffnung und Schließung
des Sperrventils (6a, 6b, 6c, 6d) vorgesehen ist und das Sperr
ventil (6a, 6b, 6c, 6d) durch die Stellvorrichtung (13) bei ge
öffnetem Einlaßventil (11) der Brennkraftmaschine (1) in
Öffnungsstellung versetzbar ist.
5. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) elektromagnetisch betätig
bar ist.
6. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) hydraulisch betätigbar
ist.
7. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) pneumatisch betätigbar
ist.
8. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche
bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) mechanisch betätigbar ist.
9. Abgas-Rückführungsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrventil (6a, 6b, 6c, 6d) über eine Nockenwelle der
Brennkraftmaschine (1) betätigbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19819123A DE19819123A1 (de) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19819123A DE19819123A1 (de) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19819123A1 true DE19819123A1 (de) | 1999-11-04 |
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ID=7866148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19819123A Ceased DE19819123A1 (de) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Abgas-Rückführungsvorrichtung in einer Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19819123A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
- 1998-04-29 DE DE19819123A patent/DE19819123A1/de not_active Ceased
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