Abgasrückführung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasrückführungseinrichtung für eine Energieerzeugungsvorrichtung, insbesondere zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine.
Abgasrückführungsventile gehören zum Stand der Technik bei Otto- wie auch Dieselbrennverfahren. Mit ihnen erfolgt eine Steuerung einer Rückführung eines Abgases. Aus der DE35 11 094 A1 ist eine Vorrichtung zum Zuführen eines Zusatzgasstroms in den Ansaugkanals eines Ottomotors bekannt. Dabei wird eine Zuführung in zwei Leitungen aufgetrennt. Während die eine Leitung direkt tangential in den Ansaugkanal mündet, wird die andere Leitung um etwa 180° um den Ansaugkanal herumgeführt und mündet erst dann tangential ein. Auf diese Weise soll eine Drehströmung im Ansaugkanal aufgeprägt werden. Aus der EP 1 004 767 B1 geht eine Abgasrückführung von einem Mehrzylinder- Verbrennungsmotor hervor. Hinter einem Abgassammeirohr wird ein Teil des Abgases mittels eines Abgasrückführungsrohrs abgezweigt und in einen Ansaugkanal zurückgeführt. Die Zurückführung erfolgt über eine direkte tangentiale Zuleitung und über eine Herumleitung um den Ansaugkanal.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Abgasrückführung zur Erzie- lung einer verbesserten Verbrauchsreduzierung für eine Energieerzeugungsvorrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einer Abgasrückführungseinrichtung für eine Energieerzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie mit einem Verfahren zur Abgas- rückführung mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird eine Abgasrückführungseinrichtung für eine Energieerzeugungsvorrichtung mit einer ersten Leitung für ein erstes Gas und einer zweiten Leitung für ein von der Energieerzeugungsvorrichtung zurückzuführendes Abgas in die erste Leitung zur Verfügung gestellt, wobei die zweite Leitung zumindest teilweise um die erste Leitung herum angeordnet ist, die zweite Leitung um die erste Leitung gewunden verläuft, wobei eine Windung mit einem inneren Bereich gebildet wird, durch den die erste Leitung verläuft, und die zweite Leitung einen Auslassbereich in den inneren Bereich aufweist. Auf diese Weise ergibt sich eine Verlängerung einer möglichen Mischstrecke bzw. eine platzsparende Einbaumöglichkeit und Anbringungsmöglichkeit der zweiten Leitung zur ersten Leitung.
Vorzugsweise windet sich die zweite Leitung um mindestens 180° um die erste Leitung. Vorzugsweise geht die zweite Leitung zumindest teilweise in die erste Leitung in einem Winkelbereich von >180° über. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die zweite Leitung in die erste Leitung über einen Querschnittsbereich mündet, der mindestens um den Faktor 3 größer ist als ein Querschnitt der zweiten Leitung. Dadurch lassen sich Turbulenzen und damit einhergehende Druckverluste minimieren. Weiterhin kann sich die zweite Leitung in einem Abschnitt verengen, wobei dieser Abschnitt vorzugsweise zumindest in unmittelbarer Nachbarschaft zur ersten Leitung angeordnet ist. Auf diese Weise gelingt es, einen düsenartigen Effekt in die Strömung des Abgases zu erzielen. Die Strö- mung wird dabei vorzugsweise randgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die zweite Leitung zumindest teilweise tangential in die erste Leitung mündet. Die Einmündung kann dabei überwiegend, insbesondere annähernd vollständig tangential sein wie aber auch mit einem Axial- anteil der Strömung in Bezug auf die erste Leitung erfolgen. Auch kann die zweite Leitung senkrecht zu einer Achse der ersten Leitung sich spiralförmig um die erste Leitung und/oder in einem Winkel dazu bzw. kreisförmig um die erste Leitung erstrecken und in diese münden. Die Strömung kann dadurch auch einen radial wirkenden Anteil aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung ermöglicht die zweite Leitung eine annähernd vollständige Tangentialströmung, wobei auf diese Tangentialströmung durch die Strömungsbewegung des ersten Gases eine Axialströmung aufgeprägt wird. Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die zweite Leitung die zuzuführende Strömung mit einem Tangential- und einem Axialanteil und/oder Radialanteil in die erste Leitung überleitet.
Vorzugsweise verjüngt sich die zweite Leitung um die erste Leitung herum nicht nur in radialer Richtung sondern vorzugsweise zusätzlich auch in axialer Richtung. Eine Einmündung der zweiten Leitung in die erste Leitung kann daher insbesondere auch tangential und quer erfolgen. Durch die axiale Verjüngung kann der Strömung eine Axialanteil aufgeprägt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Windung der zweiten Leitung um die erste Leitung eine axiale Erstreckung aufweist. Anstatt einer senkrecht zur ersten Leitung verlaufenden Windung der zweiten Leitung weist diese beispielsweise eine Schräge auf. Eine Neigung der Schräge ist vorzugsweise derart, dass eine durch die Schräge der Strömung aufgeprägte Axialkomponente in Durchströmungsrichtung der ers- ten Leitung angeordnet ist. Die Schräge kann jedoch auch dazu entgegengesetzt angeordnet sein.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß ein Leitungsquerschnitt der zweiten Leitung einstellbar veränderbar ist. Auf diese Weise kann je nach zuzuführendem Abgasmassenstrom zumindest der Leitungsquerschnitt der zweiten Leitung und damit die Zuströmgeschwindigkeit verändert werden. Ist beispielsweise ein höherer Abgasmassenstrom zuzuführen, kann mit einem größeren Leitungsquerschnitt in der zweiten Leitung gearbeitet werden, der sich anschließend verjüngt. Insbesondere kann die Anpassung eines Leitungsquerschnitts der zweiten Leitung in Abhängigkeit von einem in der ersten Leitung vorliegenden Druckwert erfolgen. Insbesondere kann der Leitungsquerschnitt für einen Teillastbetrieb der Energieerzeugungsvorrichtung eine andere Geometrie als bei Vollast und/oder Leer- lauf aufweisen.
Neben einer Anpassung des Leitungsquerschnittes der zweiten Leitung besteht weiterhin die Möglichkeit, daß ein Leitungsquerschnitt der ersten Leitung im Bereich einer Durchmischungszone vom ersten und zweiten Gas beeinflußt, insbesondere verändert wird. Dabei kann die Querschnittsänderung beispielsweise durch Prallbleche, veränderbare Geometrien wie Schaufeln oder ähnlichem erzielt werden. Auch kann ein Leitungsquerschnitt als solches vergrößert oder verkleinert werden.
Vorzugsweise ist die zweite Leitung als Drallerzeuger gestaltet. Auf diese Weise gelingt, daß das Abgas in die erste Leitung mit einem Drall ausgestattet einströmt. Durch diesen Drall wird eine Vermengung vom ersten Gas und Abgas erzielt. Auf diese Weise gelingt eine Homogenisierung des der Energieerzeugungsvorrichtung zugeführten Gasgemisches aus dem ersten Gas der ersten Leitung und dem zurückgeführten Abgas.
Insbesondere hat sich aufgrund des hohen erzielbaren Homogenisierungsgrades als besonders vorteilhaft erwiesen, daß in einem Teillastbereich eine Rückführungsquote an zurückzuführenden Abgas in einem Bereich zwischen 40 % und 50 % des der Energieerzeugungsvorrichtung zugeführten Gemisches liegen kann. Auf diese Weise läßt sich eine besondere Verbrauchsreduzierung beispielsweise an Kraftstoff erzielen.
Die durch die zweite Leitung erzielte Abgasrückführung kann weiterhin durch die Art der Energieerzeugungsvorrichtung und deren Betrieb zusätzlich unterstützt werden. Wird beispielsweise als Energieerzeugungsvorrichtung eine Otto- oder Dieselbrennkraftmaschine eingesetzt, kann eine interne Abgasrückführung beispielsweise über entsprechend groß ausgelegte Ventilüberschneidungen erfolgen. Auf diese Weise kann die insgesamt erzielte Abgasrückführungsrate noch zusätzlich erhöht werden.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Abgasrückführungseinrichtung zur Erzielung einer hohen Homogenisierung bei einem gleichzeitig geringen Druckverlust während der Vermischung eingesetzt. Das derart gebildete homogenisierte Gemisch weist den Vorteil auf, dass bei Anströmung von beispielsweise Mehrzylinderaggregaten jeder einzelne Zylinder mit einem annähernd gleichen Verbrennungsgemisch beaufschlagt wird. Dieses erleichtert eine Steuerung der Kolbenbrennkraftmaschine. Gleiches gilt auch für andere Energieerzeugungsvorrichtungen, die mehrere Verbrennungsvorrichtungen bzw. Umsetzungsvorrichtungen für das zugeführte Gas aufweisen, die insbesondere parallel geschaltet sind.
Zur besonders raumsparenden Anordnung wird vorzugsweise die Rückführungsleitung als solches ebenfalls in das Konzept miteingeschlossen. Beispielsweise ist eine Umlenkung der zweiten Leitung vorgeordnet, durch die es strömt, bevor es in die zweite Leitung mündet. Der Umlenkung kann beispielsweise ein Ladeluftkühler vorgeschaltet sein, durch den das Abgas vor Eintritt in die Umlenkung durchströmt. Die Umlenkung weist vorzugsweise einen Knick für das Abgas zwischen 70° und mehr als 90° auf. Vorzugsweise ist eine erste Zuführung für das Abgas zwischen der Umlenkung und der zweiten Leitung kürzer als eine zweite Zuführung zwischen dem Ladeluftkühler und der Umlenkung oder zwischen der Abzweigung des Abgases aus dem Abgasrohr und der Umlenkung.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung sieht das Verfahren zur Rückführung eines Gases von einer Energieerzeugungseinrichtung in eine erste Leitung, die ein erstes Gas der Energieerzeugungsvorrichtung zuführt, vor, ein zurückzuführendes zweites Gas entlang einer der Krümmung in Richtung zu der ersten Leitung umzulenken und mittels einer der Krümmung nachfolgenden Verjüngung zu beruhigen, wobei das zweite Gas anschließend zumindest teilweise entlang einer gewundenen Verjüngung mit einem Drall versehen wird, sich dann mit dem ersten Gas unter Bildung einer Mischung vermischt und homogenisiert. Vorzugsweise strömt die Mischung aus erstem und zweitem Gas danach in einen quer liegenden Sammler ein und verteilt sich entlang diesem, bevor es zu der Energieerzeugungseinrichtung weitergeführt wird. Auf diese Wiese gelingt es, eine annähernd gleiche Homogenisierung entlang des Sammlers zu erzielen.
Wird beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, erfolgt die Zuführung des Abgases vorzugsweise vor einem Sammler des Einlaßsystems. Insbesondere wird dabei eine tangentiale Abgasrückführung durch entsprechende Anordnung der zweiten Leitung in Bezug zur Strömungsrichtung der ersten Leitung erzielt. Insbesondere erlaubt eine drallbeaufschlagte Zuführung des Abgases in das erste Gas einen Mischungsvor-
gang, der mit sehr kurzen geometrischen Mischstrecken eine hohe Homogenisierung erzielt. Auf diese Weise gelingt es, dass die zweite Leitung in unmittelbarer Nähe zu einer Öffnung in den Sammler eines Einlaßsystems einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet werden kann. Durch eine Dimensionierung einer Einschnürung, d.h. einem Querschnittsverhältnis einer ersten und einer zweiten Querschnittsfläche in der zweiten Leitung unmittelbar vor einer Zuführung des Abgases in die erste Leitung, kann eine eintretende tangentiale Strömungsimpulsbildung vorgegeben und damit eine Drallintensität angepaßt werden. Vorzugsweise ist das Verhältnis der Querschnittsflächen veränderlich einstellbar.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Qualität der erzielbaren Homogenisierung. Hierfür wurde die Konzentration an Abgas unmittelbar vor den jeweiligen Einlaßkanälen einer 6-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine ermittelt, die nach einem Direkteinspritzverfahren funktioniert. Die Ergebnisse sind bezogen auf eine vollständige Durchmischung von Abgas und zurückzuführendem Luftmassenstrom und in Prozent angegeben. Positive Prozentzahlen drücken ein Mehr an Abgasanteil, negative Prozentzahlen ein Weniger an Abgasanteil im Gasgemisch aus. Im Vergleich dazu sind die ermittelten Prozentangaben für eine herkömmliche Abgasrückführung angegeben, bei der das Abgas über eine mittig in der ersten Leitung mündende Austrittsöffnung axial einströmt. Die Werte sind für einen Teillastpunkt der Verbrennungskraftmaschine ermittelt.
Durch die drallbeaufschlagte Abgasrückführung läßt sich somit eine homogenere Anströmung und damit Verbrennung erzielen. Insbesondere wird angestrebt, dass das Abgas in Wandnähe geführt wird. Auf diese Weise erhält man eine Homogenisierung insbesondere in diesem Bereich. Außerdem ergeben sich Strömungsmengen, die über entsprechendes Zusammenwirken von Führungen in der ersten und/oder zweiten Leitung, insbesondere zu den äußeren Zylindern oder Umsetzungsvorrichtungen abströmen können. Auf diese Weise ergibt sich eine über alle Zy- linder betrachtet besonders gleichmäßige Abgasrückführungskonzentration in den dem Verbrennungsmotor zugeführten Gemisch.
Vorzugsweise wird ein in Strömungsrichtung vor der Energieerzeugungseinrichtung vorgeordneter Sammler quer zu der ersten Leitung angeordnet, die in diesen mündet. Gemäß eiern Ausgestaltung weist die erste Leitung bei einem Übergang in den Sammler eine Verbreiterung auf, die beispielsweise als Diffusor wie auch als Strömungsverteiler dienen kann.
Eine Durchmischung des Abgases mit dem ersten Gas kann weiterhin dadurch erzielt werden, dass neben einer radialen Zuführung ein oder mehrere weitere Zuführungen aus der zweiten Leitung in die erste Leitung münden. Beispielsweise kann dieses mittels einer Abzweigung aus dem radialen Einlauf hin zur ersten Leitung erfolgen. Vorzugsweise verläuft diese Abzweigung in Axialrichtung hin zur Energieerzeugungsvorrichtung und mündet mit einer Tangential- bzw. Axialkomponente in die erste Leitung. Auch besteht die Möglichkeit, beispielsweise Turbulenzgitter oder ähnliche, strömungsleitende Einrichtungen in der ersten bzw. zweiten Leitung zur Homogenisierung von Abgas und erstem Gas anzuordnen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass zumindest die zweite Leitung und die erste Leitung aus Kunststoff sind. Beispielsweise kann durch ein Spritzgussverfahren die gewünschte Geometrie und Verbindung beider erzielt werden. Weitere and die erste bzw. zweite Leitung angeschlossene Bauteile können ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein. Diese können mit der jeweiligen Leitung als ein Bauelement integriert sein. Sie können jedoch auch über eine geeignete Verbindungsmöglichkeit, beispielsweise über eine Flanschverbindung, austauschbar verbunden sein. Beispielsweise kann eine Umlenkung mit der zweiten Leitung integriert vorliegen. Eine Weiterbildung sieht vor, dass die erste und die zweite Leitung ebenfalls austauschbar miteinander verbunden sind. Beispielweise kann die zweite Leitung auf die erste Leitung aufgeschoben werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in der nachfolgenden Zeichnung angegeben. Die dort dargestellten Merkmale sind jedoch nicht auf die einzel- nen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind diese mit den anderen weiter oben wie unten beschriebenen Merkmalen zur weiteren Ausgestaltungen kombinierbar. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Energieerzeugungsvorrichtung, Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Schnittes entlang der Schnittlinie II - II in Fig. 1 ,
Fig. 3 eine Weiterbildung einer zweiten Leitung aus Fig. 1 ,
Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung einer zweiten Leitung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Strömungsverhaltens bei einer Durchmischung von erstem Gas mit Abgas, Fig. 6 die Darstellung aus Fig. 5 aus einer anderen Perspektive, Fig. 7 eine weitere Perspektive der Darstellung aus Fig. 5, Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VIII - VIII in Fig. 7, Fig. 9 eine schematische Ansicht eines Einmündens einer zweiten Leitung in eine erste Leitung, Fig. 10 eine andere schematische Ansicht eines Einmündens und Fig.1 1 ein weiteres Prinzip zur Drallbeaufschlagung
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Energieerzeugungsvorrichtung 1 in Ausgestaltung einer 6-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine. Über eine erste Leitung 2 wird der Energieerzeugungsvorrichtung 1 ein erstes Gas 3 zugeführt. Über eine zweite Leitung 4 wird ein Abgas 5 in die erste Leitung 2 zugeführt. Die zweite Leitung 4 verläuft tangential zumindest teilweise um die erste Leitung 2 herum. Auf diese Weise bildet sich eine Mischstrecke L hinter der zweiten Leitung 4, innerhalb der das erste Gas 3 und das Abgas 5 vermischt werden. Die Mischstrecke L erstreckt sich von der zweiten Leitung 4 bis zu einem Sammler 6 eines Einlaßsystems, der Einlaßventilen 7 der Zylinder 8 vorgelagert ist. Vorzugsweise wird als erstes Gas 3 ein Einlaßluftmassenstrom der Energieerzeugungs- Vorrichtung 1 zugeführt. Eine Brennstoffzuführung erfolgt vorzugsweise durch Direkteinspritzung in den Zylinder. Nach Durchmischung des ersten Gases 3 sowie des Abgases 5 zu einem homogenisierten Gemisch verteilt sich dieses auf die einzelnen Einlaßventile 7. Dieses ist über die unterschiedlich verlaufenden Pfeile im Sammler 6 angedeutet. Der aufgeprägte Drall sorgt einerseits dafür, dass sich eine Homogenisierung besonders wand-nah ausbildet. Zum anderen sorgt der Drall für eine besonders gute Verteilung des homogenisierten Gemisches, insbesondere auch bis zu den außenliegenden Zylindern. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders vergleichmäßigte Anströmung jedes einzelnen Zylinders. Dieses wiederum hat einen Rückfluß auf die Energieerzeugungsvorrichtung 1 , da diese nun nicht mehr nach dem am mit am schlechtesten durchmischten Ge- misch beaufschlagten Zylinder gesteuert werden muß. Vielmehr kann nun die Steuerung bzw. Regelung anhand von beispielsweise Durchschnittswerten erfolgen.
Fig. 2 zeigt in schematischer Ansicht einen Schnitt entlang der Schnittlinie ll-ll aus Fig. 1 durch die zweite Leitung 4. Diese ist spiralförmig ausgeführt und bildet eine Windung 9 mit einem inneren Bereich der Windung 10, durch den die erste Leitung 2 verläuft. Das Abgas 5 erhält somit einen Drall, der durch die spiralförmige Gestaltung der zweiten Leitung 4 dem Abgas 5 aufgeprägt wird. Dieses ist durch den das Abgas charakterisierenden Pfeil
angedeutet. Weiterhin ist in Fig. 2 eine Einschnürung 11 dargestellt, die sich aus einem ersten Querschnitt A1 und einem zweiten Querschnitt A2 ergibt. Der erste und der zweite Querschnitt A1 , A2 sind vorzugsweise veränderbar einstellbar. Auf diese Weise kann die Strömung verlangsamt oder beschleunigt werden. Insbesondere kann das Verhältnis vom ersten Querschnitt A1 zum zweiten Querschnitt A2 in Abhängigkeit von einem Totaldruck eingestellt werden, der sich vor der zweiten Leitung 4 in der ersten Leitung 2 ergibt. Durch die in Fig. 2 dargestellte Spiralförmigkeit der zweiten Leitung 4 wird neben der Aufzwingung eines Dralles auf das Abgas 5 auch eine äußerst verlustfreie Durchmischung zwischen dem ersten Gas 3 und dem Abgas 5 erzielt. Strömungsverluste werden durch die Vermeidung von Ecken und Kanten gering gehalten. Durch eine Änderung des Querschnittes entlang der zweiten Leitung 4 wird eine möglichst verlustfreie Durchmischung ebenfalls unterstützt. Dazu kann beispielsweise die zweite Leitung 4 eine diffusorartige Wirkung in ihrem Inneren aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der zweiten Leitung 4 aus Fig. 2. Zur weiteren Verbesserung einer Durchmischung ist ein Turbulenzgitter 12 in die Strömung eingesetzt. Vorzugsweise wird das Turbulenzgitter 12 parallel zu der Durchströmungsrichtung des ersten Gases 3 und senkrecht zur Strömung des Abgases 5 angeordnet. Dadurch gelingt es, viele kleine Teilströme zu erzielen, die durch die Hauptströmung des ersten Gases entlang der ersten Leitung 2 fortgerissen werden können.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der zweiten Leitung 4. Diese weist eine Abzweigung 13 auf. Die Abzweigung 13 mündet beispielsweise entweder in derselben Ebene wie die zweite Leitung 4 in die erste Leitung 2. Die Abzweigung 13 kann jedoch auch strom- abwärts davon in die erste Leitung 2 einmünden. Auf diese Weise hat der dadurch zugeführte Teilstrom eine starke Axialkomponente. Zusätzlich kann die Abzweigung 13 auch mit einem radialen Eintritt versehen sein.
Fig. 5 zeigt in schematischer Ansicht ein Strömungsverhalten bei der Durchmischung von erstem Gas 3 mit Abgas 5. Die dunkleren Flächen, angedeutet durch einen höhere Anzahl an Punkten, geben eine hohe Konzentration an Abgas 5 an. Je gleichmäßiger sich das Abgas 5 über den Sammler 6 verteilt, das bedeutet je homogenisierter das Gemisch ist, um so gleichmäßiger wird die Graustufung. Die Drallintensität ist hierbei daran zu erkennen, dass eine Vergleichmäßigung des Gemisches zu allen Leitungen der nicht näher dargestellten Einlaßventile erfolgt. Insbesondere werden dadurch alle Zylinder mit einem annähernd gleichmäßig mit Abgas durchsetzten Luftmassenstrom beaufschlagt.
Fig. 6 zeigt die Ansicht aus Fig. 5 aus einer anderen Perspektive, um 180° gedreht. Dargestellt ist die zweite Leitung 4, die um die erste Leitung 2 herum verläuft und dabei das Abgas mit einem Drall versieht. Auch aus dieser Perspektive ist zu erkennen, dass eine gleichmäßige Durchmischung zwischen Abgas 5 und dem ersten Gas 3 auch noch im Einlaßbereich das Sammlers 6 stattfindet. Durch den aufgeprägten Drall verteilt sich das Abgas 5 gleichmäßig im Sammler bis hin zu den außenliegenden Ventilzuführungen.
Fig. 7 zeigt die aus Fig. 5 und Fig. 6 bekannte Darstellung des Sammlers 6 in einer weiteren Perspektive. Durch einen Pfeil angedeutet, ist dabei der sich spiralförmig ausgebildete Drall des Abgases 5 dargestellt. Aufgrund des in der ersten Leitung 2 vorhandenen Druckes und der Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gases 3 kann das zweite Abgas 5 unterschiedlich stark mitgeführt und vermischt werden.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt entlang der Querschnittslinie Vlll-Vlll in Fig. 7 durch die erste Leitung 2 und die zweite Leitung 4. Die Strömungsgeschwindigkeit wie auch Strömungsrichtung ist dabei in Form von Pfeilen angezeigt. Dabei stellt sich heraus, dass durch die Art der Geometrie der zweiten Leitung 4 bewußt eine wandgeführte Drallbewegung des Abgases 5 erzielt werden kann. Durch das Vermischen von Abgas 5 und erstem Gas 3 in zueinander benachbarten Regionen wird die Homogenisierung auf einer sehr kurzen Strecke zwischen beiden Gasen erzielt. Durch geeignete mathematische Berechnungen kann daher die Geometrie der zweiten Leitung 4 und der ersten Leitung 2 für bestimmte Betriebsbereiche, insbesondere für Teillastbetrieb, ausgelegt werden.
Fig. 9 zeigt in schematischer Ansicht eine weitere zweite Leitung 4, die in eine erste Lei- tung 2 mündet. Die zweite Leitung 4 verläuft um die erste Leitung 2 herum und hat unterschiedliche Querschnitte. Der Strömung des Abgases wird durch die Geometrie der zweiten Leitung 4 ein Drall aufgeprägt. Es besteht die Möglichkeit, durch beispielsweise Leiteinrichtungen wie Leitschaufeln 14 der Strömung des Abgases eine gezielten Drall aufprägen zu können. Insbesondere sind die Leiteinrichtungen, insbesondere die Leitschau- fein 14, in ihrer Position veränderbar. Dadurch kann an den jeweiligen Betriebspunkt der nachgeordneten Energieerzeugungsvorrichtung angepaßt ein mehr oder weniger starker Drall eingestellt werden. Weiterhin geht aus Fig. 9 die Möglichkeit hervor, dass die zweite Leitung 4 auf die erste Leitung 2 aufgeschoben wird und mittels eines Übergangsstückes 15 angeflanscht werden kann. Insbesondere kann somit die erste Leitung 2 ein von der zweiten Leitung 4 getrennt vorgesehenes Bauteil sein, die erst nachfolgend ineinander eingesetzt werden.
Fig. 10 zeigt eine andere Ausgestaltung der zweiten Leitung 4 in Verbindung mit der ersten Leitung 2. Diese bilden zusammen mit einem Anschlußstutzen 16 ein einzelnes Bauteil, welches an die Energieerzeugungsvorrichtung angeschlossen werden kann. Im Unterschied der aus Fig. 9 ersichtlichen Darstellung ist in Fig. 10 eine etwas andere Strömungskanalbildung in der zweiten Leitung 4 vorhanden. Dies zeigt, dass je nach Art der Energieerzeugungsvorrichtung unterschiedliche Ausgestaltungen an zweiten Leitungen 4 im Zusammenspiel mit den ersten Leitungen 2 zum Einsatz kommen können. Neben der Drallbeaufschlagung kommt dabei einer Minimierung von Druckverlust bei der Durchmischung und Homogenisierung ein besonderer Augenmerk zu.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Prinzip der Drallbeaufschlagung. Hierbei weist die zweite Leitung 4 Leitflächen 17 auf, die sich insbesondere ins Innere erstrecken. Dadurch kommt es zu einer kanalartigen Verengung. Das Abgas 5 nimmt dadurch an Strömungsgeschwindigkeit zu und erhält gleichzeitig einen Drall. Vorzugsweise sind Leitflächen 17 veränder- lieh. Dadurch kann der Winkel I und damit ein Querschnittsbereich 18 geändert werden, über den das Abgas 5 in die erste Leitung 2 einströmt.
Die Erfindung ist nicht nur beschränkt auf Brennkraftmaschinen. Vielmehr können als E- nergieerzeugungsvorrichtung auch andere Vorrichtungen genutzt werden, bei denen Ab- gas oder ein anderes Gas zugeführt werden soll. Dies kann beispielsweise eine Brennstoffzelle oder eine andere Vorrichtung sein. Hierbei kann nicht nur Abgas sondern auch anderes Gas auf diese Weise in die Leitung zugeführt werden, die in Strömungsrichtung der Energieerzeugungsvorrichtung vorgelagert ist.