DE69715253T2

DE69715253T2 - Abgasrückführungsvorrichtung für eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69715253T2
Application number: DE69715253T
Authority: DE
Inventors: Gilles Coma; Michel Cornelius
Original assignee: Renault SAS; Westaflex Automobile SA
Current assignee: Renault SAS; Westaflex Automobile SA
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2017-12-13
Also published as: EP0956442A1; EP0956442B1; WO1998026173A1; FR2757218B1; DE69715253D1; FR2757218A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, der insbesondere dazu bestimmt ist, ein Kraftfahrzeug auszustatten.
Die Normen bezüglich des Schadstoffausstoßes und des Verbrauchs der Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen werden in allen Industrieländern täglich strenger. Die Automobilindustrie ist daher heute damit beschäftigt, technische Lösungen zu finden, um diese Auflagen zu erfüllen, ohne dass dies allzu nachteilige Auswirkungen auf die Leistung der Motoren oder deren Gestehungskosten hat.
Eine bekannte Technik zur Reduktion der Stickoxide NOx, die mit den unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und dem Kohlenmonoxid CO die wichtigsten von den Verbrennungsmotoren ausgestoßenen Schadstoffe bilden, besteht darin, einen Teil der Auspuffgase in die frischen Ansauggase zurückzuführen. Diese Technik besteht somit darin, entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors eine vorbestimmte Menge von Auspuffgasen wieder in den Ansaugkrümmer einzuspritzen. Diese Zufuhr von Auspuffgasen in die frischen Gase bewirkt, dass der Anteil der letztgenannten in dem in die Brennkammer eingeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch reduziert wird und somit die Verbrennungstemperatur gesenkt wird, was eine Verringerung der Entstehung von NOx oder Stickoxiden hervorruft.
Das allgemein angewendete Verfahren ist die "externe Rückführung" der Auspuffgase mit Hilfe eines EGR-Ventils (Abgasrückführungsventil), das eine Leitung schließt oder öffnet, die den Auspuffkrümmer mit dem Ansaugkrümmer verbindet. Das EGR-Ventil wird so gesteuert, dass die Menge der zur Rückführung eingelassenen Auspuffgase entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors gesteuert wird.
Es ist bekannt, diese Einspritzung der Auspuffgase durch den Ansaugkrümmer unter Zwischenschaltung eines aufgesetzten rohrförmigen Leitungselements vorzunehmen, wobei das letztgenannte eine Einspritzöffnung aufweist, die so angepasst ist, dass sie eine homogene Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer gewährleistet. Derartige Vorrichtungen ermöglichen es, den Betrieb des Motors zu optimieren, indem sie für eine gleichmäßige Verteilung der Auspuffgase in jedem der Zylinder des Motors sorgen.
Ein Beispiel für einen solchen Typ von Vorrichtung ist in dem vom Anmelder eingereichten Dokument FR-A-2 719 870 beschrieben und dargestellt.
Derartige Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, im Bereich des Anschlusses des aufgesetzten rohrförmigen Leitungselements nicht vollkommen dicht zu sein, da das letztgenannte einen Kragen aufweist, der zwischen der äußeren Fläche des Ansaugkrümmers und einem am Ende des Rückführungskreislaufs angeordneten Flansch eingespannt ist, wobei Fehler in der Ebenheit oder Verformungen dieses Kragens unter der Einwirkung der Einspannkräfte zu einem Entweichen von Gas in die Atmosphäre führen können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Perfektionierung der im Dokument FR-2 719 870 beschriebenen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, die die obengenannten Nachteile beseitigt, eine homogene Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer gewährleistet und gleichzeitig einfach und wirtschaftlich in der Ausführung ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors umfasst einen Kreislauf zur Rückführung der Auspuffgase vom Auspuffkrümmer zum Ansaugkrümmer, umfassend an einem seiner Enden ein rohrförmiges Leitungselement, das dazu bestimmt ist, in den Ansaugkrümmer durch eine entsprechende Öffnung einzudringen, so dass es irr diesen Krümmer vorragt, wobei das rohrförmige Leitungselement einen Kragen umfasst, der dazu bestimmt ist, zwischen der äußeren Fläche des Krümmers und einem fest mit dem Ende des Kreislaufs verbundenen Flansch eingespannt zu werden.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen eine Vorwölbung aufweist, die dazu bestimmt ist, die Öffnung so zu umgeben, dass die Dichtigkeit der Vorrichtung beim Befestigen des Flansches gewährleistet ist.
Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase umfasst das rohrförmige Leitungselement einen Einlass zum Einspritzen der Auspuffgase, der sich annähernd über die gesamte Länge des Teils des rohrförmigen Leitungselements erstreckt, der in den Ansaugkrümmer eingefügt ist.
Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase wird das rohrförmige Leitungselement gebildet aus einer Zusammenfügung von Teilen aus rostfreiem Blech, die miteinander verschweißt sind.
Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase wird das rohrförmige Leitungselement ausgehend von einem rechteckigen rostfreien Blech gebildet, das in rohrförmige Form gebracht wird, so dass es einen rohrförmigen Wandteil bildet, der auf annähernd einem Viertel seines Umfangs offen ist, wobei der rohrförmige Wandteil an einem axialen Ende eine Querwand und am anderen Ende eine den. Kragen bildende Metallplatte aufnimmt, und wobei die Querwand und der Kragen durch Ziehen gebildet und sodann an den rohrförmigen Wandteilen durch Schweißpunkte angefügt werden.
Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase umfasst der Kragen zwei Löcher zum Durchlass der Schrauben zur Befestigung des Flansches am Krümmer und ein Element zur Unverwechselbarmachung, das für die Ausrichtung des rohrförmigen Leitungselements bei der Montage des letztgenannten sorgt.
Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase umfasst der Rückführungskreislauf ein Ventil zur Regulierung der Auspuffgase, das am Ansaugkrümmer befestigt wird, wobei das Ventil den Befestigungsflansch umfasst.
Die Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung besser verständlich, die als nicht erschöpfendes Beispiel gegeben wird und bei der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
- Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase ist;
- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der aufgesetzten rohrförmigen Leitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase ist;
- Fig. 3 eine Ansicht im Axialschnitt entlang der Linie III-III der in Fig. 2 dargestellten aufgesetzten rohrförmigen Leitung ist.
Es sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt. Um die Betrachtung der Zeichnungen zu erleichtern, tragen gleiche Elemente in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen.
Fig. 1 stellt den Anschluss des Kreislaufs 2 zur Rückführung der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, zum Beispiel eines Dieselmotors, mit dem Ansaugkrümmer 1 des letztgenannten dar. Der Rückführungskreislauf 2 umfasst ein Ventil 14 zur Regulierung der Auspuffgase, das es ermöglicht, den Durchsatz der zurückgeführten Auspuffgase entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors einzustellen.
Das Regulierungsventil 14 weist einen Flansch 10 auf, der mit Hilfe zweier Befestigungsschrauben 15 seinen Anschluss an eine entsprechende Öffnung 9 des Ansaugkrümmers 1 ermöglicht, wobei die letztgenannte bei Motoren, die mit einer solchen ausgestattet sind, stromabwärts von der Drosselklappe angeordnet ist.
Ein rohrförmiges Leitungselement 3 ist zwischen dem Flansch 10 und dem Ansaugkrümmer 1 so aufgesetzt, dass die homogene Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer 1 gewährleistet ist. Dieses rohrförmige Leitungselement 3 erstreckt sich so, dass es durch die Öffnung 9 in das Innere des Ansaugkrümmers 1 hinein vorspringt, und zwar annähernd senkrecht zur Längsachse des letztgenannten, und umfasst einen Kragen 8, der zwischen den Flansch 10 und den Ansaugkrümmer 1 zu liegen kommt, wobei der Kragen 8 zwei Löcher 13 zum Durchlass der Befestigungsschrauben 15 aufweist, um die Immobilisierung des Leitungselements 3 in seiner Position zu ermöglichen.
Wie genauer in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, die das rohrförmige Leitungselement 3 darstellen, ist der Kragen 8 durch Schweißen mit einem rohrförmigen Wandelement 6 verbunden, wobei ein Ende des letztgenannten in einen Bördelflansch 4 des Kragens 8 eingreift und das andere Ende des rohrförmigen Wandelements 6 durch eine Querwand 7 verschlossen ist.
Das so gebildete Leitungselement 3 weist einen Einlass 5 zur Einspritzung der Auspuffgase auf, der durch eine Öffnung realisiert ist, die in dem rohrförmigen Wandelement 6 über dessen gesamte Länge und über annähernd ein Vierteil seines Umfangs gebildet ist. Dieser Einlass 5 ist so ausgerichtet, dass die Auspuffgase annähernd in der gleichen Richtung eingespritzt werden, in der die frischen Gase in den Ansaugkrümmer einströmen.
Da die Positionierung des Leitungselements 3 durch die beiden Löcher 13 des Kragens 8 zwei um 180º entgegengesetzte Montagepositionen bietet, weist der letztgenannte ein Element zur Unverwechselbarmachung auf, das durch eine Klaue 12 gebildet wird, die sich annähernd in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Ebene des Kragens 8 ist, so dass sie mit einem Rand des Ansaugkrümmers 1 zusammenarbeitet, um nur eine einzige Möglichkeit der Montage des Leitungselements 3 zu bieten.
Der Kragen 8 des Leitungselements 3 weist darüber hinaus eine Vorwölbung 11 auf, die den Bördelflansch 4 umgibt, wobei diese Vorwölbung 11 in der Höhe um etwa 1 mm von der Fläche des Kragens 8 vorragt, die dazu bestimmt ist, mit dem Flansch 10 des Regulierungsventils 14 in Kontakt zu kommen.
Das auf diese Weise definierte rohrförmige Leitungselement 3 ist leicht aus rostfreiem Blech mit einer Dicke von 0,4 mm zu bilden, wobei der Kragen 8 und die Querwand 7 direkt durch Ziehen hergestellt werden können und das rohrförmige Leitungselement 6, in dem die dem Einlass 5 entsprechende Öffnung vorgesehen ist, seinerseits rohrförmig vorgeformt wird und sodann an drei regelmäßig verteilten Punkten an den Bördelflansch 4 und die Querwand 7 geschweißt wird.
Die so gebildete Vorrichtung ermöglicht es auf einfache und wirtschaftliche Weise, die Verteilung der zurückgeführten Auspuffgase im Ansaugkrümmer 1 zu optimieren und gleichzeitig ein Entweichen im Bereich der Verbindung Flansch 10, Kragen 8 und Ansaugkrümmer 1 zu minimieren.
Da der Kragen 8 zwischen dem Flansch 10 und dem Ansaugkrümmer 1 liegt, kompensiert die durch die Vorwölbung 11 verursachte Überdicke die Fehler, die üblicherweise die Ursache für das Entweichen sind, wie z. B. Fehler in der Ebenheit der Oberfläche des Ansaugkrümmers 1, die dazu bestimmt ist, den Kragen 8 aufzunehmen, oder Verformungen des Flansches 10 durch die Kräfte infolge des Festziehens der Befestigungsschrauben 15. D. h. die Vorwölbung 11 verformt sich lokal unter den durch das Festziehen entstehenden Kräften und ermöglicht es so, einen kontinuierlichen Kontakt zwischen dem Flansch 10, dem Kragen 8 und dem Ansaugkrümmer 1 zu gewährleisten und auf diese Weise eine vollkommene Dichtigkeit der Verbindung herzustellen.
Darüber hinaus ermöglicht der Einlass 5, der sehr einfach zu bilden ist, eine ausgezeichnete Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer 1, wobei seine Ausrichtung und seine Abmessungen so gewählt werden, dass die Auspuffgase gleichmäßig in die verschiedenen Kanäle des Ansaugkrümmers 1 geleitet werden, die die Zylinder des Motors speisen.
Selbstverständlich ist die Erfindung in keiner Weise auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform beschränkt, die nur als Beispiel gegeben wurde.

Claims

1. Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors mit einem Kreislauf (2) zur Rückführung der Auspuffgase vom Auspuffkrümmer zum Ansaugkrümmer (1), wobei der Rückführungskreislauf (2) an einem seiner Enden ein rohrförmiges Leitungselement (3) umfasst, das dazu bestimmt ist, in den Ansaugkrümmer (1) durch eine entsprechende Öffnung (9) einzudringen, so dass es in diesen Krümmer (1) vorragt, wobei das rohrförmige Leitungselement (3) einen Kragen (8) umfasst, der dazu bestimmt ist, zwischen der äußeren Fläche des Krümmers (1) und einem fest mit dem Ende des Kreislaufs (2) verbundenen Flansch (10) eingespannt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (8) eine Vorwölbung (11) aufweist, die dazu bestimmt ist, die Öffnung (9) so zu umgeben, dass die Dichtigkeit der Vorrichtung beim Befestigen des Flansches (10) gewährleistet ist, wobei das rohrförmige Leitungselement (3) einen Einlass (5) zum Einspritzen der Auspuffgase umfasst, der sich annähernd über die gesamte Länge des Teils des rohrförmigen Leitungselements (3) erstreckt, der in den Ansaugkrümmer (1) eingefügt ist.

2. Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Leitungselement (3) aus einer Zusammenfügung von Teilen aus rostfreiem Blech gebildet wird, die miteinander verschweißt sind.

3. Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Leitungselement (3) ausgehend von einem rechteckigen rostfreien Blech gebildet wird, das in rohrförmige Form gebracht wird, so dass es einen rohrförmigen Wandteil (6) bildet, der auf annähernd einem Viertel seines Umfangs offen ist, wobei der rohrförmige Wandteil (6) an einem axialen Ende eine Querwand (7) und am anderen Ende eine den Kragen (8) bildende Metallplatte aufnimmt, und wobei die Querwand (7) und der Kragen (8) durch Ziehen gebildet und sodann an den rohrförmigen Wandteil (6) durch Schweißpunkte angefügt werden.

4. Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (8) zwei Löcher (13) zum Durchlass der Schrauben zur Befestigung des Flansches (10) am Krümmer (1) und ein Element zur Unverwechselbarmachung (12) umfasst, das für die Ausrichtung des rohrförmigen Leitungselements (3) bei der Montage des letztgenannten sorgt.

5. Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführungskreislauf (2) ein Ventil (14) zur Regulierung der Auspuffgase umfasst, das am Ansaugkrümmer (1) befestigt wird, wobei das Ventil (14) den Befestigungsflansch (10) umfasst.