DE69300649T2 - Integrierte Rampenvorrichtung für die Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine. - Google Patents

Integrierte Rampenvorrichtung für die Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rückführung der Abgase eines Verbrennungsmotors und mehr besonders eines Dieselmotors.
  • Man kennt bereits verschiedene Vorrichtungen, die es gestatten, zum Einlaßsystem hin eines Verbrennungsmotors, einen Teil der von dem Auslass dieses Motors kommenden verbrannten Gase zurückzuführen. Die rückzuführenden Gase werden von wenigstens einem Auslasskanal ab zu einer an dem Motor angeordneten eine Umwälzsammelleitung bildenden Rampe hingebracht, welche jeweils an die in dem Zylinderkopf des Motors angeordneten bzw. gebildeten Einlasskanäle für frische Gase getrennt angeschlossen ist.
  • Andererseits sollen die heutigen Motore insbesondere für Kraftfahrzeuge zu gleicher Zeit gedrängt und einfach herzustellen sein. Jedoch wegen den an den Betriebswärmebedingungen einer Brennkraftmaschine gebundenen mechanischen Spannungen ist es schwierig, eine Rampe zur Rückführung der Abgase in ein durch Sandformgiessen erhaltenes Formgußstück des Motors, wie z.B. einen Zylinderkopf einzugliedern.
  • Demzufolge hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, den hier oben angedeuteten Nachteilen abzuhelfen, indem sie eine gedrängte und wirtschaftlich herzustellende Vorrichtung vorschlägt, bei welcher die Rampe in einer einfachen Weise ausgelegt ist und fähig ist, den in dem Motor erzeugten mechanischen Spannungen zu widerstehen.
  • In diesem Zweck hat die Erfindung eine Vorrichtung zur Rückführung der Abgase eines Verbrennungsmotors zum Gegenstand, derjenigen Gattung, bei welcher eine an den Auspuff des Motors angeschlossene Rampe mit mehreren in dem Zylinderkopf dieses Motors gebildeten Einlasskanälen getrennt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe werkstoffmässig einstückig mit einer Halterung ausgebildet ist, welche Elemente von Nockenwellenlagern aufweist und die den Zylinderkopf abdeckt, wobei Kanalabschnitte sich durch die Halterung in der Fortsetzung der Einlasskanäle des Zylinderkopfes erstrecken.
  • Die Erfindung ist ebenfalls dadurch gekennzeichnet, dass jeder der vorgenannten Kanalabschnitte mit der Rampe jeweils durch ein mit einem ausserhalb der Rampe ausmündenden Loch fluchtend ausgerichtetes und durch einen Stopfen verschlossenes inneres Loch verbunden ist.
  • Gemäss einem anderen Merkmal hat jedes innere Loch der Rampe einen eigenen und zur Optimisierung der Verteilung der zwischen den verschiedenen Einlasskanälen des Motors rückgeführten Abgase gewählten Durchmesser.
  • Man wird hier genauer andeuten, dass der vorgenannte Halter ein unter Druck gegossenes Gußstück ist.
  • Gemäss noch einem anderen Merkmal sind die vorgenannten Elemente mit der vorgenannten Halterung werkstoffmässig einstückig gebildete Deckel von Nockenwellenlagern.
  • Die Vorrichtung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe an ein Auspuffsammelrohr über ein Verteilungsventil angeschlossen ist.
  • Ausserdem kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, dass das vorgenannte Verteilungsventil mit der Rampe mit Hilfe eines etwa in der Mitte der Rampe mit einem in dem Halter eingegliederten zylindrischen Anschlußstück verbundenen leicht biegsamen Rohres verbunden ist.
  • Aber weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser in der ausführlichen Beschreibung einer nur beispielsweise angegebenen Ausführungsform, die folgt und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, erscheinen, in welchen:
  • Die Figur 1 eine Teilansicht im Querschnitt durch den oberen Teil eines mit der erfindungsgemässen Rückführungsvorrichtung ausgerüsteten Motors ist;
  • Die Figur 2 eine schaubildliche Teilansicht des Motors der Figur 1 ist.
  • Bezugnehmend auf die Figuren sieht man den oberen Teil eines Verbrennungsmotors 1, wie eines Dieselmotors z.B. für ein Kraftfahrzeug.
  • Die Bezugsziffer 11 bezeichnet den Zylinderkopf des Motors 1. Der Zylinderkopf 11 ist ein Gußstück innerhalb welches vier Einlasskanäle 12 und vier Auslasskanäle 14 des Motors 1 gebildet bzw. angeordnet sind.
  • Hier steht jeder der (nicht dargestellten) Zylinder des Motors 1 mit einem der Einlasskanäle 12 und mit einem der Auslasskanäle 14 in Verbindung, um diesen Zylinder jeweils an ein Einlaßsystem 20 für "frische" Gase und an ein Auspuffsystem 40 für die verbrannten Gase innerhalb dieses Zylinders anzuschliessen.
  • Ausserdem weist der Motor 1 eine Vorrichtung 60 zur Rückführung der von dem Auspuffsystem 40 kommenden verbrannten Gase. Die Vorrichtung 60 wird im wesentlichen durch eine eine Sammelleitung 65 für die umzuwälzenden Gase bildenden Rampe gebildet, die einerseits an den Auspuff 40 und andererseits an das Einlaßsystem 20 des Motors 1 angeschlossen ist. Die Rampe 65 ist in der Tatsache mit jedem der Einlasskanäle 12 getrennt verbunden, um die rückzuführenden Gase zwischen den verschiedenen Zylindern des Motors 1 zu verteilen.
  • Erfindungsgemäss ist die Rampe 65 einstückig mit einem Halter 50 für Lagerelemente 52 ausgebildet, die geeignet sind, eine Nockenwelle, deren Längsdrehachse X allein auf der Figur 1 sichtbar ist, zu führen.
  • Gemäss dem veranschaulichten Beispiel ist der Halter 50 ein durch Druckgiessen eines metallischen Werkstoffes, wie Aluminium erhaltenes Gußstück, in welchem die Elemente 52 ebenfalls durch Formguss erhaltene Lagerdeckel sind. Der Halter 50 bestimmt zwei parallele Trennebenen 50a, 50b, die sich etwa über die ganze Länge (entlang der Achse X) des Motors 1 erstrecken. Die Trennfläche 50b deckt und stützt sich an einer entsprechenden Trennfläche des Zylinderkopfes 11 ab. Somit bildet der Halter 50, in welchem die Rampe 65 eingegliedert ist, einen Zylinderkopfdeckel auf dessen oberen Trennfläche 50a eine Haube 13 angeordnet ist.
  • Die Rückführungsrampe 65 begrenzt in dem Halter 50 einen länglichen Hohlraum 65a, dessen Querschnitt etwa rechteckig ist und der sich seitlich entlang der Achse X über fast die ganze Länge des Motors 1 erstreckt.
  • Auf der Figur 1 sieht man, dass ein Kanalabschnitt 62, der senkrecht zu den Ebenen 50a, 50b verläuft, in dem Halter 50 gebildet ist. In der Tatsache durchsetzt ein solcher Kanalabschnitt 62 den Halter 50 in der Verlängerung jedes der Kanalabschnitte 12 des Zylinderkopfes 11. Diese Abschnitte 62 sind im allgemeinen parallel und verbinden jeden der Kanäle 12 mit dem Einlaßsystem 20, der auf der Haube 13 angeordnet ist.
  • Jeder dieser Kanalabschnitte 62 ist jeweils mit dem inneren Hohlraum 65a der Rampe durch ein mit einem ausmündenden Loch 64 fluchtend ausgerichtetes oder gegenüber demselben angeordnetes inneres Loch 63 verbunden. Man versteht beim Anblicken der Figur 1, dass jedes der Löcher 64 ausserhalb der Rampe 65 ausmündet und durch dasselbe Schneidwerkzeug, wie das entsprechende innere Loch 63 gebildet wird. Jedes der ausmündenden Löcher 64 ist durch einen z.B. mit Kraft eingesetzten Stopfen 66 dicht verschlossen.
  • Um eine optimale Verteilung der rückgeführten Abgase zwischen den verschiedenen Zylindern des Motors 1 zu erzielen, können die inneren Löcher 63 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser und also der Querschnitt jedes der Löcher 63 wird in Abhängigkeit der eigenen charakteristischen Kennzeichen des Motors und der Umwälzung der Gase in der Vorrichtung 60 bestimmt.
  • Auf den Figuren bemerkt man, dass die Rampe 65 von dem Seitenrand des Zylinderkopfes 11 (zwischen den Teilungsebenen 50a, 50b) vorspringt. Diese Rampe weist etwa in ihrer Mitte entlang der Richtung der Achse X einen werkstoffmässig mit der Rampe 65 einstückig gebildeten und aus der unteren Teilungsebene 50b des Halters 50 vorspringenden zylindrischen Anschlußstutzen 69 auf. Ein leicht biegsames Rohr 67 z.B. aus rostfreiem Stahl ist an dem Anschlußstutzen 69 befestigt, um den inneren Hohlraum 65a mit einem Verteilungsventil 68 zu verbinden. Dieses Ventil 68 gestattet es, eine geeignete Menge von rückzuführenden Abgasen zur Vorrichtung 60 hin zu leiten. Um dieses zu tun, ist das Ventil 68 an einer Auspuffsammelrohrleitung 48, in welcher die vier Kanäle 14 des Zylinderkopfes 11 einmünden, angeschlossen.
  • Man wird hier bemerken, dass das Rohr 67, das die Rampe 65 mit dem Verteilungsventil 68 verbindet, Balge aufweist, dank welchen die Gestalt des Rohres 67 an die relative Stellung des Anschlußstutzens 69 der Rampe und des Ventils 68 angepasst werden kann.
  • Erfindungsgemäss hat man also eine halbeingegliederte Vorrichtung 60 erhalten, dank welcher ein Teil der aus den Kanälen 14 des Motors 1 kommenden Abgase zu den Einlasskanälen 12 dieses Motors hin wieder eingeführt wird, um die Emissionen von Stickstoffoxyden durch Vermischung dieser Abgase mit der dem Motor 1 durch das Einlaßsystem 20 zugeführten Luft zu vermindern.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich keineswegs auf die Ausführungsform, die soeben beschrieben worden ist, beschränkt, aber umfasst alle Äquivalente der beschriebenen technischen Mittel sowie deren Kombinationen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Rückführung der Abgase eines Verbrennungsmotors (1), derjenigen Gattung, bei welcher eine an den Auspuff (40) des Motors (1) angeschlossene Rampe (65) mit mehreren in dem Zylinderkopf (11) dieses Motors gebildeten Einlasskanälen (12) getrennt verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (65) werkstoffmässig einstückig mit einer Halterung (50) gebildet ist, welche Elemente (52) von Nockenwellenlagern aufweist und die den Zylinderkopf (11) abdeckt, wobei Kanalabschnitte (62) sich durch die Halterung 50 in der Verlängerung der Einlasskanäle (12) des Zylinderkopfes (11) erstrecken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der vorgenannten Kanalabschnitte (62) mit der Rampe (65) jeweils durch ein inneres Loch (63) das mit einem ausmündenden Loch (64), das die Rampe (65a) mit der Aussenseite verbindet, fluchtend ausgerichtet ist und das durch einen Stofpen (66) verschlossen ist, verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes innere Loch (63) der Rampe einen eigenen und zur Optimisierung der Verteilung der zwischen den verschiedenen Einlasskanälen (12) des Motors (1) rückgeführten Abgase gewählten Duchmesser hat.
4. Vorrichtung nach einem der Anspruüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Halterung (50) ein unter Druck gegossenes Gußstück ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Elemente (52) mit der vorgenannten Halterung (50) werkstoffmässig einstückig gebildete Deckel von Nockenwellenlagern sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass die Rampe (65) an ein Auspuffsammelrohr (48) über ein Ventil (68) zur Verteilung der Abgase angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das vorgenannte Verteilungsventil (68) mit der Rampe (65) mit Hilfe eines etwa in der Mitte der Rampe (65) mit einem in der Halterung (50) eingegliederten zylindrischen Anschlußstück (69) verbundenen leicht biegsamen Rohres verbunden ist.
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