DE69701286T2

DE69701286T2 - Verbrennungsmotor mit abgasrückführungssteuerungssystem

Info

Publication number: DE69701286T2
Application number: DE69701286T
Authority: DE
Inventors: Tsoi-Hei Ma
Original assignee: Ford Werke GmbH; Ford France SA; Ford Motor Co Ltd; Ford Motor Co
Current assignee: Ford Werke GmbH; Ford France SA; Ford Motor Co Ltd; Ford Motor Co
Priority date: 1996-05-18
Filing date: 1997-05-14
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: EP0898647B1; WO1997044579A1; DE69701286D1; GB9610493D0; US6014959A; EP0898647A1; GB2313208A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor mit einem Steuersystem zur Regelung der Verdünnung der den Brennkammern zugeführten Mischung durch rückgeführte Abgase und/oder zusätzlicher Luft.

Hintergrund der Erfindung

Aus dem Blickwinkel der Reduzierung von NOx-Emissionen und der Verbesserung des Treibstoffverbrauchs eines Motors ist es wünschenswert, die zur Brennkammer gelieferte Mischung zu verdünnen, entweder indem die Mischung abgemagert wird (Luftverdünnung), oder durch Rückführung von Abgasen (EGR Dilution; Exhaust Gas Recirculation Dilution; Verdünnung durch Abgasrückführung). Die Verdünnung setzt die Verbrennungsgeschwindigkeit herab und vermindert die Gastemperatur am Ende der Verbrennung, und dies mindert die NOx-Bildung. Ferner setzt die Verdünnung die Abgabeleistung herab, und die Motordrosselung muß vermindert werden, um die gleiche Leistung aufrechtzuerhalten, was bei einer gegebenen Abgabeleistung zu verringerten Pumpverlusten und einer verbesserten Brennstofferspamis führt.
Es gibt einen Grenzwert, bis zu dem die Mischung mit Luft und/oder EGR-Gasen verdünnt werden kann, da jenseits dieses Grenzwerts Kohlenwasserstoff-Emissionen im Übermaß auftreten, und der Motor letztendlich instabil und anfällig für Fehlzündungen wird. Motoren benötigen daher sorgfältige Kalibrierung der Verdünnung, um Emissionen zu reduzieren und die Brennstoffersparnis zu verbessern, ohne die Verbrennungsstabilität zu opfern.
Es ist eine weitverbreite Vorgehensweise, sowohl eine magere Verbrennung als auch eine EGR-Verdünnung in Kombination anzuwenden, und dies führt aufgrund der Anzahl an Variablen - die alle voneinander abhängig sind - zu einer hohen Komplexität der Motorkalibrierung.
In vielen Systemen nach bekanntem Stand der Technik wird die Kalibrierung erreicht, indem zuerst eine gewünschte AFR (Air to Fuel Ratio = Luft - Kraftstoffverhältnis) eingestellt wird und nachfolgend - bis zu einem Punkt, an dem die Instabilität beginnt - eine EGR-Verdünnung eingebracht wird. Dies setzt jedoch voraus, daß der Grad an EGR-Verdünnung schnell und genau geregelt werden kann, was jedoch selbst bei Verwendung eines geschlossenen Regelkreises zur EGR-Dosierung nicht notwendigerweise der Fall ist.
Der Grund, weshalb eine EGR-Regelung mit geschlossenem Regelgreis ineffizient ist, ist daß der Druckunterschied zwischen dem Ansaugkrümmer und der Abgasanlage bei normalem Motorbetrieb schnell und erheblich schwankt. Bei Teillast ist das Vakuum im Ansaugkrümmer hoch und es ist nur ein kleiner Anteil an EGR-Verdünnung zulässig, und deshalb wird eine erhebliche Drosselung im EGR-Dosiersystem benötigt. Andererseits fällt bei höheren Lasten das Krümmervakuum, während der Bedarf an EGR-Verdünnung steigt. Das Endergebnis ist, daß ein EGR-Dosiersystem, welches fähig ist, bei Teillast eine gute Genauigkeit aufrechtzuerhalten, aufgrund von übermäßigen Beschränkungen im EGR-Dosiersystem nicht in der Lage ist, den EGR- Bedarf bei höheren Lasten zu befriedigen.
Weiterhin führen die Regelungsschritte in einer Regelung mit geschlossenem Regelkreis, welche auf Sensoren und dazwischen liegenden Stellgliedern angewiesen sind, zu einem langsamen Ansprechen, so daß die EGR-Verdünnung bei rasch schwankendem Hauptluft-Massenstrom während Übergängen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit folgen kann; mit dem Ergebnis, daß während den Übergängen die Verdünnungseinstellung gestört ist.
All diese Probleme machen konventionelle EGR-Dosiersysteme bezüglich Genauigkeit und Ansprechverhalten mangelhaft, teuer und unzuverlässig.
EP-A-0 363 021 offenbart einen Otto-Verbrennungsmotor, der einen Ansaugkrümmer umfaßt, eine Hauptdrosselklappe zur Regulierung des Einlasses von Umgebungsluft in den Ansaugkrümmer, eine zwischen einem stromabwärts der Hauptdrosselklappe im Ansaugkrümmer liegenden Punkt und einem Punkt in der Abgasanlage angeschlossene EGR-Leitung, und eine zur Bewegung starr mit der Haupt- Drosselklappe verbundene EGR-Drosselklappe, welche eine der Haupt-Drosselklappe ähnliche Geometrie besitzt, so daß die beströmten Querschnitte der Haupt- Drosselklappe und der EGR-Drosselklappe für alle Stellungen der Haupt- Drosselklappe in einem festen, vorherbestimmten Verhältnis zueinander stehen. In EP-A-0 363 021 ist die EGR-Leitung direkt stromabwärts der Auslaßventile mit der Abgasanlage verbunden. Die Abgasanlage muß einen Katalysator und mindestens einen Schalldämpfer (oder Auspufftopf) beinhalten, was Einschränkungen für den Gasstrom entlang der Abgasanlage darstellt. Da die EGR-Leitung stromaufwärts dieser Durchfluß-Beschränkungen angeschlossen ist, wird der Auspuff-Gegendruck am auspuffseitigen Ende der EGR-Leitung mit dem Abgasstrom schwanken und deshalb über den Last-Drehzahlbereich des Motors nicht konstant sein. EP-A-0 363 021 weicht auf die Verwendung eines zusätzlichen, motorisierten Ventils entlang der EGR-Leitung aus, um den Druck am EGR-Ventil näherungsweise auf Niveau des Umgebungsdrucks einzuregeln.

Erfindungsgegenstand

Die vorliegende Erfindung strebt die Bereitstellung eines Motors mit einem Management-System an, welches den Anteil an Verdünnungsgasen regelt, die der brennbaren Ladung eines Ottomotors hinzugefügt werden, und zumindest einige der vorhergehenden Nachteile des bekannten Stands der Technik mildert.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Ottomotor bereitgestellt, der einen Ansaugkrümmer umfaßt, eine Haupt-Drosselklappe zur Regulierung des Einlasses von Umgebungsluft in den Ansaugkrümmer, eine zwischen einem stromabwärts der Hauptdrosselklappe im Ansaugkrümmer liegenden Punkt und einem Punkt in der Abgasanlage angeschlossene EGR-Leitung, und eine zur Bewegung starr mit der Haupt-Drosselklappe verbundene EGR-Drosselklappe, welche eine der Haupt- Drosselklappe ähnliche Geometrie besitzt, so daß die beströmten Querschnitte der Haupt-Drosselklappe und der EGR-Drosselklappe für alle Stellungen der Haupt- Drosselklappe in einem festen, vorherbestimmten Verhältnis zueinander stehen; dadurch gekennzeichnet, daß die EGR-Leitung mit der Abgasanlage an einem stromabwärts des letzten Schalldämpfers der Abgasanlage liegenden Punkt verbunden ist, wodurch der Abgasdruck an letzterem Punkt während des Motorbetriebs im wesentlichen konstant ist.
Ohne auf die Kosten eines zusätzlichen, motorisierten Druckregelventils zurückgreifen zu müssen stellt die vorliegende Erfindung sicher, daß der Druck stromaufwärts der EGR-Drosselklappe im wesentlichen gleich dem Druck stromaufwärts der Hauptdrosselklappe ist, und deshalb steht die EGR-Verdünnung immer in einem festen Verhältnis zum Ansaug-Luftstrom, das durch die relativen Abmessungen der Haupt- und EGR-Drosselklappen bestimmt wird. Deshalb enthält die Ansaug-Ladung über den gesamten Betriebsbereich, in dem EGR-Gase durch die EGR-Drosselklappe strömen dürfen, immer einen festen Anteil an EGR-Gasen. Da diese Verdünnung feststeht, muß sie nicht durch das Motormanagement-System geregelt werden, welches davon ausgehen kann daß dieses Verhältnis an EGR-Gasen als Basislinienwert vorliegt. Zu Zeitpunkten, an denen die benötigte Verdünnung diese Basislinie übersteigt, kann das Motormanagement-System die Luftverdünnung und/oder einen zusätzlichen Strom von EGR-Gasen aus einer anderen Quelle regeln; in diesem Fall jedoch ist der dynamische Bereich der durch das Motormanagement-System geregelten, zusätzlichen Mengen an Verdünnungsgasen erheblich vermindert und führt nicht zu den oben diskutierten Problemen.
Die Basislinie sollte mit dem höchsten Wert der EGR übereinstimmen, welcher über den gesamten Drehzahl- und Lastbereich, in dem der Motor eine EGR-Verdünnung verwendet, keine Instabilität der Verbrennung verursacht. Diese Basislinie ist, wie vorhergehend erwähnt, durch die relativen Abmessungen der Hauptdrosselklappe und der EGR-Drosselklappe bestimmt.
Mechanisch mit der Haupt-Drosselklappe verbundene EGR-Drosselventile wurden bereits in den frühen Tagen der EGR vorgeschlagen, jedoch war die Kupplung zwischen den beiden nicht starr. Die Kupplungen beinhalteten Nocken und/oder Verbindungen mit Spiel, mit dem Ziel das Verdünnungsverhältnis über den Betriebsbereich des Motors dem EGR-Bedarf anzupassen. Dies konnte jedoch nicht erfolgreich durchgeführt werden, da die effektive Öffnungsspannweite der Haupt- Drosselklappe zum Erreichen voller (100%) Last mit der Motordrehzahl variiert, und in allen Fällen weniger als die volle - bei Maximaldrehzahl benötigte - Spannweite ist. Dies führt zu dem Problem, daß die Stellung der Haupt-Drosselklappe alleine nicht ausreicht, um den prozentuellen Lastzustand des Motors und den EGR-Bedarf - welcher mit dem prozentuellen Lastzustand zusammenhängt - bei allen Motordrehzahlen präzise zu definieren. Aus diesem Grund haben modernere Systeme zum Dosieren der EGR auf einen geschlossenem Regelkreis zugegriffen, anstatt die Bewegung der EGR-Drosselklappe fortschreitend als Bewegungsfunktion der Haupt- Drosselklappe zu verbinden.
Im Gegensatz dazu soll in der vorliegenden Erfindung die starre Verbindung zwischen der EGR- und der Haupt-Drosselklappe nicht dazu dienen den gesamten EGR-Bedarf zu decken, sondern strebt lediglich die Bereitstellung einer festen Basislinie an EGR- Gasen an, die nach Bedarf durch das Motormanagement-System aufgestockt werden kann, um den gewünschten Gesamt-Verdünnungsgrad zu erzielen. Auf diese Art erleichtert die Erfindung lediglich die Belastung des Management-Systems, indem der dynamische Bereich an Verdünnungsverhältnissen, denen es gewachsen sein muß, verkleinert wird.
Da das Management-System effektiv nur zum Aufstocken mit kleinen Mengen gefordert wird, ist seine Ansprechzeit nicht so kritisch, und seine Genauigkeit kann stark verbessert werden.
Weiterhin kann - falls das Management-System die Gesamt-Verdünnung durch Änderung der AFR (AFR; Air to Fuel Ratio; Luft/Kraftstoff-Verhältnis) anstelle der EGR- Verdünnung variieren soll - es dies durch Anpassen der Kraftstoffdosierung anstelle der Luftdosierung tun, um eine magere AFR zu erreichen; was somit ein noch schnelleres Ansprechen erlaubt und die Systemkosten und -komplexität reduziert.
In ihrer einfachsten und am meisten bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Erfindung nur die zur Bewegung starr mit der Haupt-Drosselklappe verbundene EGR- Drosselklappe und ein Magerverbrennungs-Kraftstoffdosiersystem, das für jeden Drehzahl- und Lastzustand des Motors die Kraftstoffmenge einstellt, welche das gewünschte Gesamt-Verdünnungsverhältnis an EGR und Luft erzielt. Solch ein System erzielt eine erhebliche Einsparung, da es den Bedarf an einem EGR-Dosiersystem beseitigt und zum Minimieren von Emissionen und Optimieren des Kraftstoffverbrauchs nur auf die Kraftstoffkalibrierung angewiesen ist.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann jedoch eine mit geschlossenem Regelkreis geregelte, zusätzliche Zufuhr an EGR-Gasen vorgesehen werden, um die Basislinie an EGR-Gasen aufzustocken, während durch das Kraftstoffdosiersystem eine stöchiometrische AFR geliefert wird.
Die Regelung der mageren AFR-Kalibrierung oder der zusätzlichen EGR-Zufuhr kann durch Anpassung der AFR oder der zusätzlichen EGR an einen vorkalibrierten Wert geschehen. Wenn in diesem Fall eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis verwendet wird, so wird je nachdem ein der Differenz zwischen der AFR oder der zusätzliche EGR entsprechendes Fehlersignal erzeugt. Die Regelung kann - alternativ zur Angewiesenheit auf vorhergehende Kalibrierung - auf einer Minimierung der Motorinstabilität basieren, wobei die Verdünnung so weit wie möglich gesteigert wird, ohne daß eine Motorinstabilität hervorgerufen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen:
Abb. 1 eine Prinzipskizze eines Motors mit einem Motormanagement-System der Erfindung ist;
Abb. 2 ein Graph ist, der die Schwankung von EGR- und Luft- Verdünnungsverhältnis mit zunehmender Motorlast zeigt; und
Abb. 3 ein Graph ist, der die Schwankung des Drucks an den gegenüberliegenden Enden der EGR-Leitung aus Abb. 1 mit zunehmender Motorlast zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Ein Motor 18 besitzt einen Ansaugkrümmer 12 und einen Auspuffkrümmer 22. Der Ansaugkrümmer 12 besitzt Abzweigungen 16, die zu den einzelnen Zylindern mit den einzelnen Kraftstoffeinspritzungen 48 in jedem Zweig führen, und der mit der Umgebung über eine Haupt-Drosselklappe 14 verbunden ist, die in üblicher Art und Weise mit einem Gaspedal gekoppelt ist. Der Auspuffkrümmer 22 führt zu einer Abgasanlage, die aus einem Katalysator 62, einem Rohr 26, einem ersten Schalldämpfer 64, einem weiteren Rohr 28, einen weiteren Schalldämpfer 66 und einem Auslaßrohr 30 besteht.
Der Motor ist zum Betrieb mit einer Verdünnung der Ansaugladung durch EGR-Gase konstruiert, und diese werden von einem Punkt stromabwärts des Schalldämpfers 66 durch eine EGR-Leitung 42 abgezogen, die an ihrem anderen Ende mit einem Punkt stromabwärts der Hauptdrosselklappe 14 im Einlaßkrümmer 12 verbunden ist. Die EGR-Leitung 42 beinhaltet eine EGR-Drosselklappe 44, die der Haupt-Drosselklappe 14 geometrisch ähnlich ist, und die mit Haupt-Drosselklappe 14 durch Montage auf einer gemeinsamen Spindel 46 starr verbunden ist. Diese mechanische Anordnung stellt sicher, daß die offenen Querschnitte der Haupt- und EGR-Drosselklappen 14 und 44 immer in einem festen Verhältnis zueinander stehen. Ein durch Elektromagnet 54 gesteuertes Schaltventil 52 ist in der EGR-Leitung 42 in Serie mit der EGR- Drosselklappe 44 angeordnet, um unter bestimmten Betriebsbedingungen - insbesondere im Leerlauf und bei weit geöffneter Drosselklappe - die Abgasrückführung auszuschalten. Der Grund hierfür ist, daß unter Leerlaufbedingungen die Anforderungen an EGR-Verdünnung ausreichend durch interne Rückführung befriedigt werden, während unter Bedingungen mit weit geöffneter Drosselklappe die EGR unterbrochen werden muß, um eine Beeinträchtigung der maximalen Leistung zu vermeiden.
Der Abschnitt 32 des Auspuffrohrs zwischen Schalldämpfer 66 und dem Auslaß 34 ist so geformt, daß am Ende 40 der EGR-Leitung 42 ein aerodynamischer Druck erreicht wird, der mit zunehmender Geschwindigkeit des Abgasstroms stetig auf einen Wert geringfügig unter dem umgebenden Atmosphärendruck abnimmt. Für den Fall, daß dieser Druck jemals unter dem Druck im Ansaugkrümmer 12 liegen sollte, ist noch ein Rückschlagventil 58 mit Kugel-Schließelement 56 in der EGR-Leitung 42 enthalten.
Eine zusätzliche EGR-Leitung 24 verbindet auch Auspuffkrümmer 22 und Ansaugkrümmer 12, um durch ein elektronisch geregeltes Drosselventil 50 einen weiteren EGR-Gasstrom zuzuführen, um den Strom durch EGR-Leitung 42 zu ergänzen.
Der Betrieb des EGR-Steuersystems wird nun unter Bezug auf Abb. 2 und 3 beschrieben. Während der Motor im Leerlauf ist, ist Ventil 52 geschlossen und es gibt keine externe EGR. Ab Linie 152 wird mit externer EGR begonnen, und solange Ventil 52 geöffnet bleibt, wird ein der schraffierten Fläche in Abb. 2 entsprechender Anteil an EGR durch Leitung 42 an den Motor geliefert. Die Linie 144 ist völlig horizontal, da das Verdünnungsverhältnis aufgrund der starren Verbindung zwischen den Haupt- und EGR-Drosselklappen 14 und 44 über den gesamten Betriebsbereich des Motors im wesentlichen konstant ist. Diesbezüglich sei angemerkt, daß auf beide Drossselklappen von der einen Seite ein Druck wirkt, der im wesentlichen der umgebende Atmosphärendruck ist, und daß von der anderen Seite der Ansaugkrümmerdruck wirkt. Da die Druckgefälle über beide Drosselklappen im wesentlichen gleich sind, wird der Gasdurchsatz durch sie hindurch nur durch die offenen Querschnitte der entsprechenden Drosselklappen bestimmt.
Bei den höheren Lasten des Leistungsbereichs in Abb. 2 wird die EGR allmählich entlang der Linie 130 reduziert, wenn die Hauptdrosselklappe 14 zu voller Last bewegt wird. Dies wird durch die Auslegung des Abschnitts 32 des Abgas-Auslaßrohrs 30 erzielt. Wenn die Haupt-Drosselklappe 14 zur 100%-Laststellung bewegt wird, wächst der durch Linie 112 in Abb. 3 dargestellte Druck des Ansaugkrümmers gegen den durch die Linie 142 dargestellten Atmosphärendruck, erreicht ihn jedoch nicht völlig. Mit dem sich ergebenden Anstieg im Abgasstrom durch den Abschnitt 32 wird der durch Linie 140 in Abb. 3 dargestellte Druck am Punkt 40 stetig gegen einen Druck absinken, der leicht unter dem umgebenden Atmosphärendruck liegt; das soll heißen auf einen Druck, der im wesentlichen gleich oder geringer als der Druck im Ansaugkrümmer 12 ist. Dies wird automatisch den EGR-Strom durch die EGR- Drosselklappe 44 verhindern. Das Rückschlagventil 58 stellt sicher daß - selbst wenn der Druck am Punkt 40 weiter unter den Druck im Ansaugkrümmer 12 fallen sollte - keine Ansaugluft unter Umgehung des Motors 18 zum Auspuffrohr geleitet wird. Anstatt ein Rückschlagventil zu verwenden kann auch das Schaltventil 52 am mit 132 bezeichneten Punkt in Abb. 2 geschlossen werden, um jeglichen Gegenstrom entlang der EGR-Leitung 42 zu stoppen.
Abb. 2 zeigt auch zwei weitere mit 118 und 150 bezeichnete Linien. Die Linie 118 entspricht der maximal zulässigen oder der erwünschten Verdünnung. Bisher hatten Regelungen, die versuchten diesen Grad an Verdünnung zu liefern, in der Praxis nur den durch Linie 150 dargestellten Grad erreicht. Der Grund dafür wurde oben beschrieben und steht mit dem großen Einschränkungssgrad in Verbindung, der notwendig ist um unter Bedingungen eines hohen Krummervakuums kleine Mengen an EGR zu liefern. Daher bleibt die Kurve 150 bei niedriger Last nahe bei der Kurve 118 und weicht mit steigender Motorlast mehr und mehr von ihr ab.
Die durch EGR-Drosselklappe 44 gelieferte und durch die schraffierte Fläche in Abb. 2 dargestellte EGR ist der höchste Grad, der dem Motor über den gesamten Betriebsbereich des Motors zugeführt werden kann, während das Ventil 52 offen ist. Trotzdem erreicht sie weiterhin nicht die durch Linie 118 dargestellte optimale Verdünnung. Deshalb ist diese EGR nur als Basislinien-Niveau einer EGR-Verdünnung gedacht, welche durch eine zusätzliche Versorgung mit Verdünnungsgasen zum Erreichen des optimalen Grads 118 aufgestockt werden kann. In der abgebildeten Ausführungsform wird diese EGR-Aufstockung durch die zusätzliche EGR-Leitung 24 und das elektronisch geregelte Drosselventil 50 erreicht. Der dynamische Bereich, dem diese zusätzliche EGR-Versorgung gewachsen sein soll, ist nur gering und entspricht der kleinen Fläche oberhalb der Linie 144 und unterhalb der Linie 118. Dieser verminderte dynamische Bereich macht den Entwurf eines Systems leichter, das den Bedarf des Motors zu allen Zeiten besser deckt, und sollte es dies während Übergängen nicht schaffen, so ist nur die zusätzliche EGR betroffen und der Motor erhält weiterhin die Basislinien-EGR durch die EGR-Drosselklappe 44.
Das Drosselventil 50 kann durch eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis die zusätzliche EGR möglichst nahe an einen vorkalibrierten Wert anpassen, welcher der Differenz zwischen den Kurven 118 und 144 in Abb. 2 entspricht. Alternativ kann das Drosselventil 50 durch eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis so geregelt werden, daß die Verdünnung unter Vermeidung von Verbrennungsinstabilität maximiert wird.
Obwohl das Defizit zwischen der Basislinie 144 und den optimalen Graden 118 wie oben durch zusätzliche EGR-Verdünnung ausgeglichen werden kann, kann es alternativ durch weitere Luftverdünnung ausgeglichen werden. Das soll heißen, daß dem Motor eine magere AFR-Mischung zugeführt werden kann, die zusätzlich zu der mit dem Kraftstoff in stöchiometrischem Zusammenhang stehenden Luftmenge eine Luftmenge enthält, die der Differenz zwischen den Kurven 118 und 144 in Abb. 2 entspricht. Die magere AFR kann in diesem Fall durch das Kraftstoff-Dosiersystem angepaßt werden, indem eine verminderte Einspritzmenge von den Kraftstoffeinspritzungen 48 eingestellt wird, was ein schnelles Ansprechen erlaubt. Wiederum kann die magere AFR mit geschlossenem Regelkreis so geregelt werden, so daß sie einem vorkalibrierten Wert entspricht, oder so daß die Verdünnung bei Vermeidung von Verbrennungsinstabilitat maximiert wird. Letzteres System ist bevorzugt, da es eine zusätzliche EGR-Versorgung überflüssig macht und mit einem Minimum an Hardware auskommt. Dies schafft weiterhin ein verläßliches und robustes System mit wenigen Betriebsvariable, das einfacher und günstiger kalibriert werden kann.
Das Rückschlagventil 58, das eine leichte Kugel 56 als Sperrglied verwendet, hat den Vorteil daß - falls das Auspuffrohr in Wasser eingetaucht sein sollte, zum Beispiel wenn das Fahrzeug durch eine Furt gefahren wird - der Ball 56 auf dem Wasser schwimmt und die EGR-Leitung 42 versperrt; um zu verhindern, daß Wasser in die Brennkammer gesaugt wird und den Motor ernsthaft beschädigt.

Claims

1. Ein Otto-Verbrennungsmotor, welcher umfaßt: einen Ansaugkrümmer (12), eine Haupt-Drosselklappe (14) zum Regeln der Zufuhr von Umgebungsluft in den Ansaugkrümmer (12),

eine zwischen einem Punkt im Ansaugkrümmer (12) stromabwärts der Hauptdrosselklappe (14) und einem Punkt in der Abgasanlage angeschlossene EGR- Leitung (42), und

eine zur Bewegung starr mit der Haupt-Drosselklappe (14) verbundene EGR- Drosselklappe (44), die weiterhin eine der Hauptdrosselklappe (14) ähnliche Geometrie besitzt, so daß die beströmten Querschnitte der Haupt-Drosselklappe (14) und der EGR-Drosselklappe (44) für alle Stellungen der Haupt-Drosselklappe (14) in einem festen, vorherbestimmten Verhältnis zueinander stehen;

dadurch gekennzeichnet daß

die EGR-Leitung (42) an einem stromabwärts des letzten Schalldämpfers (66) in der Abgasanlage liegenden Punkt mit der Abgasanlage verbunden ist, wodurch der Abgasdruck an letzterem Punkt während des Motorbetriebs im wesentlichen konstant ist.

2. Ein Motor nach Anspruch 1, worin das Auslaßrohr (32) so geformt ist, daß an der Verbindung mit der EGR-Leitung ein aerodynamischer Druck erzeugt wird, der mit zunehmender Geschwindigkeit des Abgasstroms stetig auf einen Wert leicht unterhalb des umgebenden Atmosphärendrucks abnimmt.

3. Ein Motor nach Anspruch 1 oder 2, in dem ein Schaltventil (52) in Serie mit der EGR-Drosselklappe (44) angeordnet ist, um unter gewissen Betriebsbedingungen des Motors den Strom an EGR-Gasen zu verhindern.

4. Ein Motor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, in dem ein Rückschlagventil (58) in der EGR-Leitung vorgesehen ist, um einen Gasstrom nur zu dem zum Ansaugkrümmer gerichteten Ende der EGR-Leitung (42) zuzulassen.

5. Ein Motor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, der weiterhin eine zusätzliche Quelle (24) umfaßt, die EGR-Gase zum Ansaugkrümmer liefert, um die Basislinien-EGR-Gase zu ergänzen, die durch - die EGR-Drosselklappe enthaltende - EGR-Leitung (42) abgezogenen werden.

6. Ein Motor nach Anspruch 5, worin die zusätzliche Quelle (24) mit geschlossenem Regelkreis geregelt wird, um in Kombination mit den Basislinien-EGR-Gasen eine vorherbestimmte EGR-Gesamtverdünnung zu erzielen.

7. Ein Motor nach Anspruch 5, worin die zusätzliche Quelle (24) mit geschlossenem Regelkreis geregelt wird, um unter Erhalt der Verbrennungsstabilität die EGR- Verdünnung zu maximieren.