WO2008058737A1 - Abgasrückführeinrichtung - Google Patents

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WO2008058737A1
WO2008058737A1 PCT/EP2007/009881 EP2007009881W WO2008058737A1 WO 2008058737 A1 WO2008058737 A1 WO 2008058737A1 EP 2007009881 W EP2007009881 W EP 2007009881W WO 2008058737 A1 WO2008058737 A1 WO 2008058737A1
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WO
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exhaust gas
gas recirculation
recirculation valve
recirculation device
exhaust
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/009881
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English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten-Andre Kunz
Jens Ruckwied
Hans-Peter Klein
André GROSSPIETSCH
Original Assignee
Behr Gmbh & Co. Kg
Behr Thermot-Tronik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr Gmbh & Co. Kg, Behr Thermot-Tronik Gmbh filed Critical Behr Gmbh & Co. Kg
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas recirculation device of an internal combustion engine, with an exhaust gas recirculation valve device for regulating an exhaust gas flow, and with an exhaust gas cooler for cooling the exhaust gas flow.
  • an exhaust gas control valve is used to regulate the exhaust gas flow.
  • an exhaust valve is used, which directs the exhaust gas flow either through the radiator or through a bypass on the radiator.
  • the object of the invention is to provide an improved exhaust gas recirculation device according to the preamble of claim 1, which is simple in construction and inexpensive to produce.
  • the object is achieved with an exhaust gas recirculation device of an internal combustion engine, with an exhaust gas recirculation valve device for regulating an exhaust gas flow, and with an exhaust gas cooler for cooling the exhaust gas flow, in that the exhaust gas cooler and the exhaust gas recirculation valve device are accommodated in a common housing. Due to the common housing, the manufacturing costs can be reduced and space can be saved.
  • a preferred embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that an exhaust gas recirculation valve insert is arranged in the housing. The exhaust gas recirculation valve insert is preferably inserted, pressed or cast into the housing.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas recirculation valve insert has two spaced-apart through-holes, in which an exhaust gas recirculation valve piston is guided to and fro.
  • the through holes are preferably circular and aligned with each other.
  • the exhaust gas recirculation valve piston preferably has essentially the shape of a closed circular cylinder.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the through holes are provided in a guide body of the exhaust gas recirculation valve insert with a guide body interior communicating with an exhaust gas inlet. Depending on the position of the exhaust gas recirculation valve piston, one of the through holes is at least partially released from the exhaust gas recirculation valve piston. In a zero position of the exhaust gas recirculation valve piston both through holes are closed.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas recirculation valve insert has a drive head with a through hole at a drive end, through which a drive element of a drive device for the exhaust recirculation valve piston extends.
  • the drive element is, for example, a piston rod which starts from the exhaust gas recirculation valve piston.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas recirculation valve insert is connected to an exhaust gas outlet at an outlet end.
  • the exhaust gas recirculation valve insert is preferably from its outlet end to the Drive end formed integrally with the drive head with the guide body.
  • an exhaust gas recirculation line is connected.
  • a further preferred embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that an exhaust gas cooler insert is arranged in the housing.
  • the exhaust gas cooler insert is preferably inserted or pressed into the housing with the interposition of a seal.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas cooler insert comprises pipes surrounded by a cooling medium.
  • the cooling medium is, for example, cooling water. Through the pipes, the hot exhaust gas flows, which is cooled by means of the cooling medium.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that in each case one end of the tubes faces the exhaust gas recirculation valve insert.
  • the tubes preferably extend parallel to one another and transversely to the exhaust gas recirculation valve insert.
  • the other end of the tubes opens into a valve cover.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas recirculation valve insert has an exhaust gas cooler inlet section, of which a part, in particular half, of the pipes emanate and an exhaust gas cooler outlet section in which a part, in particular the other half, of the pipe opens.
  • the exhaust stream is passed through one half of the tubes from the exhaust cooler inlet section and then preferably diverted into a valve cover. After the diversion, the exhaust stream is passed through the other half of the tubes to the exhaust cooler exit section.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas cooler inlet section can be brought into communication with the exhaust gas inlet via one of the through-holes, in which the exhaust gas recirculation valve piston is guided to and fro.
  • the other of the through holes is through the Abgasschreib lecturventilkol- closed.
  • the exhaust stream is passed through the exhaust gas cooler.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas cooler outlet section can be brought into communication with the exhaust gas inlet via one of the through holes, in which the exhaust gas recirculation valve piston is guided to and fro. The other of the through holes is closed by the exhaust gas recirculation valve piston. In this position of the exhaust gas recirculation valve piston, the exhaust gas flow is directed from the exhaust gas inlet via the exhaust gas cooler outlet section to the exhaust gas outlet. In this case, the exhaust gas flow is not passed through the exhaust gas cooler.
  • a further preferred exemplary embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that an exhaust gas flow emerging from the tubes of the exhaust gas cooler inlet section is deflected into the tubes of the exhaust gas cooler outlet section in a housing cover which closes the housing.
  • the exhaust gas flow is first passed through one half of the tubes, then deflected in the housing cover and passed through the other half of the tubes to the exhaust gas cooler outlet section.
  • Another preferred embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas cooler output section extends between the drive end and the guide body.
  • the guide body is integrally connected to the drive head at the drive end of the exhaust gas recirculation valve insert.
  • Another preferred embodiment of the exhaust gas recirculation device is characterized in that the exhaust gas cooler outlet section extends between the outlet end and the guide body.
  • the guide body is integrally connected to the outlet end of the Abgasschreib lecturventilein- set.
  • Figure 1 is a perspective view of an exhaust gas recirculation valve device according to the invention.
  • Figure 2 shows the exhaust gas recirculation valve device of Figure 1 in side view
  • FIG. 3 shows the exhaust gas recirculation valve device of Figures 1 and 2 in front view
  • the performance of an internal combustion engine depends, among other things, on displacement, speed and average gas pressure.
  • the filling can be significantly improved and thus the engine power can be increased.
  • the fuel-air mixture and the air are pre-compressed in whole or in part outside the cylinder.
  • the exhaust gases drive the turbine and the compressor.
  • the compressor takes over the intake and delivers a pre-compressed fresh gas charge to the engine.
  • a charge air cooler or exhaust gas cooler in the charge line dissipates the heat of compression to the ambient air. As a result, the cylinder filling is further improved.
  • the exhaust gas recirculation serves to cool the exhaust gas as far as possible.
  • the recirculated exhaust gas is returned to the combustion of the internal combustion engine.
  • the recirculated exhaust gas no longer takes part in the combustion in the internal combustion engine, but heats up.
  • the temperature in the internal combustion engine or the engine is lowered by the recirculated exhaust gas.
  • Low temperatures in the engine can reduce the formation of nitrogen oxides, which is heavily dependent on the temperature in the engine.
  • the exhaust gas recirculation leads to a reduction in the HC emissions, since in particular the proportion of oxygen decreases.
  • FIGS. 1 to 4 an exhaust gas recirculation valve device according to the invention is shown in different views.
  • the exhaust gas recirculation device 1 comprises a housing 2 with an exhaust gas inlet 4. Exhaust gas passes through the exhaust gas inlet 4 into the housing 2.
  • the exhaust gas inlet 4 is recessed in an exhaust gas inlet flange 5 which protrudes from a side surface of the housing 2 and has four threaded blind holes 6, 7, 8, 9 has.
  • the exhaust gas inlet flange serves to connect the exhaust gas recirculation valve device 1 to an exhaust gas recirculation line (not shown) of an internal combustion engine.
  • the housing 2 of the exhaust gas recirculation device 1 is bounded on its end face facing away from the exhaust gas inlet flange 5 by a housing flange 11 which protrudes outwardly beyond the housing 2 and has four through holes.
  • the through holes serve to receive fastening means, such as screws, with the aid of which a cover flange 12 of a housing cover 13 can be fastened to the housing flange 11.
  • a seal 14 is arranged between the housing flange 11 and the cover flange 12.
  • the housing 2 of the exhaust gas recirculation valve device 1 has two cooling water connecting pieces 16 (in FIG. 1) and 17 (in FIG. 2). Cooling water enters the interior of the housing 2 through one of the cooling-water connection sockets. The cooling-water connection pipe again leads the cooling-water out of the housing 2.
  • the exhaust gas supplied to the housing 2 through the exhaust gas inlet 4 is cooled in the housing 2 with the aid of the cooling water and exits the housing 2 at an exhaust gas outlet 18. As will be explained below, the exhaust gas can also be passed uncooled through the housing 2 become.
  • an exhaust gas recirculation valve insert 20 is arranged in the housing 2.
  • the exhaust gas recirculation valve insert 20 is pressed into a corresponding receiving space of the housing 2.
  • a plurality of (unspecified) fixing lugs are provided on the exhaust gas recirculation valve insert 20.
  • the exhaust gas recirculation valve insert 20 can also be poured into the housing 2.
  • the exhaust gas recirculation valve insert 20 has a drive end 21 with a Anbskopf 22 which closes an opening in the housing 2.
  • the drive head 22 serves to pass through a drive element 24 of a (only schematically indicated) drive device 25.
  • the drive element 24 is, for example, a piston rod 26 which is guided through a central through hole 27 in the drive head 22.
  • the piston rod 26 is based on an exhaust gas recirculation valve piston 28, which is also indicated only schematically and has substantially the shape of a vertical circular cylinder.
  • the exhaust gas recirculation valve piston 28 is guided into two through holes 31, 32, which are recessed in a substantially tubular guide body 34 of the exhaust gas recirculation valve insert 20.
  • the tubular guide body 34 is hollow on the inside and comprises a guide body interior 35.
  • the guide body interior 35 is open on one side (in FIG. 4, right) to the exhaust gas inlet 4. 4, the guide body interior 35 of the tubular guide body 34 is closed by an end wall 38.
  • the end wall 38 abuts against a stop 40 fixed to the housing.
  • the exhaust gas recirculation valve insert 20 has an exhaust gas cooler inlet section 41 In the opposite direction, that is between the guide body 34 and an outlet end 44, the exhaust gas recirculation valve insert 20 has an exhaust gas cooler outlet section 42.
  • a cooling water receiving space 50 is provided in the housing 2, in which an exhaust gas cooler insert 52 is received with the interposition of a seal 54.
  • the exhaust cooler insert 52 includes several is taken.
  • the exhaust cooler insert 52 comprises a plurality of inlet pipes 61, 62 and a plurality of outlet pipes 64, 65.
  • the pipes 61, 62, 64, 65 are traversed by exhaust gas in dependence on the position of the exhaust gas recirculation valve piston 28.
  • the tubes 61, 62, 64, 65 are surrounded by cooling water, which is conducted by means of the cooling water connecting pieces 16, 17 through the cooling water receiving space 50 past the tubes.
  • the exhaust gas cooler insert 52 with the pipes 61, 62, 64, 65 flowing around through cooling water forms an exhaust gas cooler 66 in the housing 2.
  • the exhaust gas recirculation valve piston 28 is moved from the position shown in FIG. 4 towards the exhaust gas outlet 18, that is, downward in FIG , then the through hole 31 in the guide body 35, at least partially released.
  • control geometries can be arranged at the end of the exhaust gas recirculation valve piston 28, such as, for example, longitudinal grooves which can be attached to the end of the exhaust gas recirculation piston.
  • exhaust gas may flow past the exhaust return valve piston 28, as indicated by an arrow 74.
  • the incoming exhaust gas is indicated by an arrow 71
  • the exiting exhaust gas is indicated by an arrow 72.
  • the flowing through the through hole 31 exhaust gas which is indicated by the arrow 74, passes through the exhaust gas cooler inlet portion 41 into the inlet pipes 61, 62 of the exhaust gas cooler insert 52, as indicated by an arrow 75.
  • An arrow 76 indicates that the exhaust gas emerging from the inlet pipes 61, 62 is deflected in the housing cover 13.
  • the diverted exhaust gas passes through the exit tubes 64, 65 into the exhaust cooler exit section 42, as indicated by an arrow 77.
  • the cooled exhaust gas then exits the housing 2 at the exhaust outlet 18, as indicated by the arrow 72.
  • An arrow 79 indicates that the exhaust gas entering the guide body interior 35 through the exhaust gas inlet 4 also passes uncooled via the exhaust gas cooler outlet section 42 to the exhaust gas outlet 18 when the exhaust gas recirculation valve piston 28 is in the position shown in FIG. ment from the exhaust outlet 18 away, that is, in Figure 4 upwards, is moved. Then, at least a part of the through-hole 32 is released from the exhaust gas recirculation valve piston 28.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer Abgasrückführventileinrichtung (1) zum Regeln eines Abgasstroms, und mit einem Abgaskühler (66) zum Kühlen des Abgasstroms. Um eine verbesserte Abgasrückführeinrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, sind der Abgaskühler (66) und die Abgasrückführventileinrichtung (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (2) untergebracht.

Description

Abgasrückführeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer Abgasrückführventileinrichtung zum Regeln eines Abgasstroms, und mit einem Abgaskühler zum Kühlen des Abgasstroms.
In herkömmlichen Abgasrückführsystemen wird zum Regeln des Abgasstroms ein Abgasregelventil verwendet. Zum Verteilen des Abgases wird eine Abgasklappe verwendet, die den Abgasstrom entweder durch den Kühler oder durch einen Bypass am Kühler vorbei leitet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Abgasrückführeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer Abgasrückführventileinrichtung zum Regeln eines Abgasstroms, und mit einem Abgaskühler zum Kühlen des Abgasstroms, dadurch gelöst, dass der Abgaskühler und die Abgasrückführventileinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Durch das gemeinsame Gehäuse können die Herstellkosten reduziert und Bauraum eingespart werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse ein Abgasrückführventileinsatz angeordnet ist. Der Abgasrückführventileinsatz ist vorzugsweise in das Gehäuse eingeschoben, eingepresst oder eingegossen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz zwei voneinander beabstandete Durchgangslöcher aufweist, in denen ein Abgasrück- führventilkolben hin und her bewegbar geführt ist. Die Durchgangslöcher sind vorzugsweise kreisrund und miteinander fluchtend ausgeführt. Der Ab- gasrückführventilkolben hat vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt eines geschlossenen Kreiszylinders.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher in einem Führungskörper des Abgasrückführventileinsatzes mit einem Führungskörperinnen- raum vorgesehen sind, der mit einem Abgaseinlass in Verbindung steht. In Abhängigkeit von der Stellung des Abgasrückführventilkolbens wird eines der Durchgangslöcher, zumindest teilweise, von dem Abgasrückführventil- kolben freigegeben. In einer Nullstellung des Abgasrückführventilkolbens sind beide Durchgangslöcher verschlossen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz an einem Antriebsende einen Antriebskopf mit einem Durchgangsloch aufweist, durch das sich ein Antriebselement einer Antriebseinrichtung für den Abgasrück- führventilkolben hindurch erstreckt. Bei dem Antriebselement handelt es sich zum Beispiel um eine Kolbenstange, die von dem Abgasrückführventilkolben ausgeht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz an einem Auslassende mit einem Abgasauslass in Verbindung steht. Der Abgasrückführventileinsatz ist vorzugsweise von seinem Auslassende bis zu dem Antriebsende mit dem Antriebskopf einstückig mit dem Führungskörper ausgebildet. An den Abgasauslass ist eine Abgasrückführleitung angeschlossen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse ein Abgaskühlereinsatz angeordnet ist. Der Abgaskühlereinsatz wird vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Dichtung in das Gehäuse eingeschoben oder eingepresst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlereinsatz von einem Kühlmedium umströmte Rohre umfasst. Bei dem Kühlmedium handelt es sich zum Beispiel um Kühlwasser. Durch die Rohre strömt das heiße Abgas, das mit Hilfe des Kühlmediums gekühlt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das eine Ende der Rohre dem Ab- gasrückführventileinsatz zugewandt ist. Die Rohre erstrecken sich vorzugsweise parallel zueinander und quer zu dem Abgasrückführventileinsatz. Vorzugsweise mündet das andere Ende der Rohre in einen Ventildeckel.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz einen Ab- gaskühlereingangsabschnitt, von dem ein Teil, insbesondere die Hälfte, der Rohre ausgehen, und einen Abgaskühlerausgangsabschnitt aufweist, in dem ein Teil, insbesondere die andere Hälfte, der Rohr münden. Der Abgasstrom wird, ausgehend von dem Abgaskühlereingangsabschnitt, durch eine Hälfte der Rohre hindurch geführt und dann vorzugsweise in einen Ventildeckel umgelenkt. Nach der Umlenkung wird der Abgasstrom durch die andere Hälfte der Rohre zu dem Abgaskühlerausgangsabschnitt geführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlereingangsabschnitt über eines der Durchgangslöcher, in denen der Abgasrückführventilkolben hin und her bewegbar geführt ist, mit dem Abgaseinlass in Verbindung bringbar ist. Das andere der Durchgangslöcher ist durch den Abgasrückführventilkol- ben verschlossen. Der Abgasstrom wird durch den Abgaskühler hindurch geleitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlerausgangsabschnitt über eines der Durchgangslöcher, in denen der Abgasrückführventilkolben hin und her bewegbar geführt ist, mit dem Abgaseinlass in Verbindung bringbar ist. Das andere der Durchgangslöcher ist durch den Abgasrückführventilkolben verschlossen. In dieser Stellung des Abgasrückführventilkolbens wird der Abgasstrom von dem Abgaseinlass über den Abgaskühlerausgangsabschnitt zu dem Abgasauslass geleitet. Dabei wird der Abgasstrom nicht durch den Abgaskühler hindurch geleitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein aus den Rohren des Abgaskühlerein- gangsabschnitts austretender Abgasstrom in einem Gehäusedeckel, der das Gehäuse verschließt, in die Rohre des Abgaskühlerausgangsabschnitts umgelenkt wird. Der Abgasstrom wird also, ausgehend von dem Abgasküh- lereingangsabschnitt zunächst durch eine Hälfte der Rohre hindurch geleitet, danach in dem Gehäusedeckel umgelenkt und durch die andere Hälfte der Rohre hindurch zu dem Abgaskühlerausgangsabschnitt geleitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abgaskühlerausgangsabschnitt zwischen dem Antriebsende und dem Führungskörper erstreckt. Der Führungskörper ist einstückig mit dem Antriebskopf am Antriebsende des Ab- gasrückführventileinsatzes verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Abgasrückführeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abgaskühlerausgangsabschnitt zwischen dem Auslassende und dem Führungskörper erstreckt. Der Führungskörper ist einstückig mit dem Auslassende des Abgasrückführventilein- satzes verbunden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Abgas- rückführventileinrichtung;
Figur 2 die Abgasrückführventileinrichtung aus Figur 1 in der Seitenansicht;
Figur 3 die Abgasrückführventileinrichtung aus den Figuren 1 und 2 in der Vorderansicht und
Figur 4 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie IV-IV in Figur 3.
Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt unter anderem von Hubraum, Drehzahl und mittlerem Gasdruck ab. Durch eine Aufladung des Motors kann die Füllung erheblich verbessert und damit die Motorleistung gesteigert werden. Das Kraftstoff-Luftgemisch und die Luft werden ganz oder teilweise außerhalb des Zylinders vorverdichtet. Bei einem Motor mit Abgasturbolader treiben die Abgase die Turbine und diese den Verdichter an. Der Verdichter übernimmt das Ansaugen und liefert dem Motor eine vorverdichtete Frischgasladung. Eine Ladeluftkühler oder Abgaskühler in der Ladeleitung führt die Verdichtungswärme an die Umgebungsluft ab. Dadurch wird die Zylinderfüllung weiter verbessert.
Die Abgasrückführung dient dazu, das Abgas möglichst weit abzukühlen.
Insbesondere in einer Weiterbildung der Erfindung wird das rückgeführte Abgas wieder der Verbrennung der Brennkraftmaschine zugeführt.
Insbesondere in einer weiteren nicht dargestellten Weiterbildung der Erfindung nimmt das zurückgeführte Abgas an der Verbrennung in der Brennkraftmaschine nicht mehr teil, erwärmt sich aber. Insgesamt wird durch das rückgeführte Abgas die Temperatur in der Brennkraftmaschine beziehungsweise dem Motor abgesenkt. Durch niedrige Temperaturen im Motor kann die Entstehung von Stickoxiden, die stark von der Temperatur im Motor abhängig ist, reduziert werden. Insbesondere erfolgt durch die Abgasrückführung eine Senkung der HC-Emissionen, da insbesondere der Sauerstoffanteil sinkt.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Abgasrückführventileinrich- tung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Abgasrückführeinrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Abgaseinlass 4. Durch den Abgaseinlass 4 gelangt Abgas in das Gehäuse 2. Der Abgaseinlass 4 ist in einem Abgaseinlassflansch 5 ausgespart, der aus einer Seitenfläche des Gehäuses 2 vorspringt und vier Gewindesacklöcher 6, 7, 8, 9 aufweist. Der Abgaseinlassflansch dient dazu, die Abgasrückführventileinrichtung 1 an eine (nicht dar- gestellte) Abgasrückführleitung einer Brennkraftmaschine anzuschließen.
Das Gehäuse 2 der Abgasrückführeinrichtung 1 wird an seiner dem Abgaseinlassflansch 5 abgewandten Stirnseite von einem Gehäuseflansch 11 begrenzt, der über das Gehäuse 2 nach außen herausragt und vier Durch- gangslöcher aufweist. Die Durchgangslöcher dienen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, wie Schrauben, mit deren Hilfe ein Deckelflansch 12 eines Gehäusedeckels 13 an dem Gehäuseflansch 11 befestigbar ist. Zwischen dem Gehäuseflansch 11 und dem Deckelflansch 12 ist eine Dichtung 14 angeordnet.
Außen weist das Gehäuse 2 der Abgasrückführventileinrichtung 1 zwei Kühlwasseranschlussstutzen 16 (in Figur 1) und 17 (in Figur 2) auf. Durch einen der Kühlwasseranschlussstutzen gelangt Kühlwasser in das Innere des Gehäuses 2. Durch den anderen Kühlwasseranschlussstutzen gelangt das Kühlwasser wieder aus dem Gehäuse 2 heraus.
Das durch den Abgaseinlass 4 dem Gehäuse 2 zugeführte Abgas wird in dem Gehäuse 2 mit Hilfe des Kühlwassers gekühlt und tritt an einem Abga- sauslass 18 wieder aus dem Gehäuse 2 heraus. Wie im Folgenden erläutert wird, kann das Abgas auch ungekühlt durch das Gehäuse 2 hindurch geleitet werden. Zum Regeln des Abgasstroms, der durch den Abgaseinlass 4 in das Gehäuse 2 eintritt, ist in dem Gehäuse 2 ein Abgasrückführventileinsatz 20 angeordnet. Der Abgasrückführventileinsatz 20 ist in einen entsprechenden Aufnahmeraum des Gehäuses 2 eingepresst. Zu diesem Zweck sind an dem Abgasrückführventileinsatz 20 mehrere (nicht näher bezeichnete) Fixiernasen vorgesehen. Der Abgasrückführventileinsatz 20 kann aber auch in das Gehäuse 2 eingegossen werden.
Der Abgasrückführventileinsatz 20 weist ein Antriebsende 21 mit einem An- thebskopf 22 auf, der eine Öffnung in dem Gehäuse 2 verschließt. Der Antriebskopf 22 dient zum Durchführen eines Antriebselements 24 einer (nur schematisch angedeuteten) Antriebseinrichtung 25. Bei dem Antriebselement 24 handelt es sich zum Beispiel um eine Kolbenstange 26, die durch ein zentrales Durchgangsloch 27 in dem Antriebskopf 22 hindurch geführt ist. Die Kolbenstange 26 geht von einem Abgasrückführventilkolben 28 aus, der ebenfalls nur schematisch angedeutet ist und im Wesentlichen die Gestalt eines senkrechten Kreiszylinders hat.
Der Abgasrückführventilkolben 28 ist in zwei Durchgangslöchern 31 , 32 ge- führt, die in einem im Wesentlichen rohrförmigen Führungskörper 34 des Abgasrückführventileinsatzes 20 ausgespart sind. Der rohrförmige Führungskörper 34 ist innen hohl und umfasst einen Führungskörperinnenraum 35. Der Führungskörperinnenraum 35 ist auf einer Seite (in Figur 4 rechts) zu dem Abgaseinlass 4 hin offen. Auf der anderen Seite (in Figur 4 ist der Führungskörperinnenraum 35 des rohrförmigen Führungskörpers 34 durch eine Abschlusswand 38 verschlossen. Die Abschlusswand 38 liegt an einem gehäusefesten Anschlag 40 an. Zwischen dem Führungskörper 34 und dem Antriebsende 21 weist der Abgasrückführventileinsatz 20 einen Abgasküh- lereingangsabschnitt 41 auf. In der entgegengesetzten Richtung, das heißt zwischen dem Führungskörper 34 und einem Auslassende 44, weist der Abgasrückführventileinsatz 20 einen Abgaskühlerausgangsabschnitt 42 auf.
Zwischen dem Abgasrückführventileinsatz 20 und dem Gehäusedeckel 13 ist in dem Gehäuse 2 ein Kühlwasseraufnahmeraum 50 vorgesehen, in dem ein Abgaskühlereinsatz 52 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 54 aufgenommen ist. Der Abgaskühlereinsatz 52 umfasst mehrere nommen ist. Der Abgaskühlereinsatz 52 umfasst mehrere Eingangsrohre 61, 62 und mehrere Ausgangsrohre 64, 65. Die Rohre 61 , 62, 64, 65 werden, in Abhängigkeit von der Stellung des Abgasrückführventilkolbens 28 von Abgas durchströmt. Des Weiteren werden die Rohre 61 , 62, 64, 65 von Kühlwasser umströmt, das mit Hilfe der Kühlwasseranschlussstutzen 16, 17 durch den Kühlwasseraufnahmeraum 50 an den Rohren vorbei geleitet wird. Der Abgaskühlereinsatz 52 mit den von Kühlwasser umströmten Rohren 61 , 62, 64, 65 bildet in dem Gehäuse 2 einen Abgaskühler 66. Wenn der Abgasrückführventilkolben 28 aus der in Figur 4 dargestellten Stellung zum Abgasauslass 18 hin, also in Figur 4 nach unten, bewegt wird, dann wird das Durchgangsloch 31 in dem Führungskörper 35, zumindest teilweise, freigegeben. Zu diesem Zweck können am Ende des Abgasrückführventilkolbens 28 insbesondere Regelgeometrien angeordnet sein, wie beispielsweise Längsnuten, die am Ende des Abgasrückführkolbens ange- bracht sein können. Wenn das Durchgangsloch 31 , zumindest teilweise, von dem Abgasrückführventilkolben 28 freigegeben wird, dann kann Abgas an dem Abgsrückführventilkolben 28 vorbeiströmen, wie durch einen Pfeil 74 angedeutet ist.
Das eintretende Abgas ist durch einen Pfeil 71 angedeutet, das austretende Abgas ist durch einen Pfeil 72 angedeutet. Das durch das Durchgangsloch 31 strömende Abgas, das durch den Pfeil 74 angedeutet ist, gelangt über den Abgaskühlereingangsabschnitt 41 in die Eingangsrohre 61 , 62 des Abgaskühlereinsatzes 52, wie durch einen Pfeil 75 angedeutet ist. Durch einen Pfeil 76 ist angedeutet, dass das aus den Eingangsrohren 61 , 62 austretende Abgas in dem Gehäusedeckel 13 umgelenkt wird. Das umgelenkte Abgas gelangt durch die Ausgangsrohre 64, 65 in den Abgaskühlerausgangsab- schnitt 42, wie durch einen Pfeil 77 angedeutet ist. Das gekühlte Abgas tritt dann an dem Abgasauslass 18 aus dem Gehäuse 2 aus, wie durch den Pfeil 72 angedeutet ist.
Durch einen Pfeil 79 ist angedeutet, dass das durch den Abgaseinlass 4 in den Führungskörperinnenraum 35 eintretende Abgas auch ungekühlt über den Abgaskühlerausgangsabschnitt 42 zu dem Abgasauslass 18 gelangt, wenn der Abgasrückführventilkolben 28 aus der in Figur 4 dargestellten Stel- lung von dem Abgasauslass 18 weg, das heißt in Figur 4 nach oben, bewegt wird. Dann wird, zumindest ein Teil, des Durchgangslochs 32 von dem Ab- gasrückführventilkolben 28 freigegeben.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Abgasrückführeinrichtung einer Brennkraftmaschine, mit einer Abgas- rückführventileinrichtung (1) zum Regeln eines Abgasstroms, und mit einem Abgaskühler (66) zum Kühlen des Abgasstroms, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühler (66) und die Abgasrückführven- tileinrichtung (1) in einem gemeinsamen Gehäuse (2) untergebracht sind.
2. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) ein Abgasrückführventileinsatz (20) angeordnet ist.
3. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz (20) zwei voneinander beabstan- dete Durchgangslöcher (31 ,32) aufweist, in denen ein Abgasrückführ- ventilkolben (28) hin und her bewegbar geführt ist.
4. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (31 ,32) in einem Führungskörper (34) des Abgasrückführventileinsatzes (20) mit einem Führungskörperinnen- raum (35) vorgesehen sind, der mit einem Abgaseinlass (18) in Ver- bindung steht.
5. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz (20) an einem Antriebsende (21) einen Antriebskopf (22) mit einem Durchgangsloch (27) aufweist, durch das sich ein Antriebselement (24) einer An- triebseinrichtung (25) für den Abgasrückführventilkolben (28) hindurch erstreckt.
6. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz (20) an einem
Auslassende (44) mit einem Abgasauslass (18) in Verbindung steht.
7. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) ein Abgaskühlereinsatz (52) angeordnet ist.
8. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlereinsatz (52) von einem Kühlmedium umströmte Rohre (61 ,62,64,65) umfasst.
9. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils das eine Ende der Rohre (61 ,62,64,65) dem Abgasrückführventileinsatz (20) zugewandt ist.
10. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz (20) einen Abgaskühlerein- gangsabschnitt (41) aufweist, von dem ein Teil, insbesondere eine Hälfte, der Rohre (61 ,62) ausgehen.
11. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasrückführventileinsatz (20) einen Abgaskühleraus- gangsabschnitt (42) aufweist, in dem ein Teil, insbesondere die andere Hälfte, der Rohre (64,65) münden.
12. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlereingangsabschnitt (41) über eines der Durchgangslöcher (31), in denen der Abgasrückführventilkolben (28) hin und her bewegbar geführt ist, mit dem Abgaseinlass (4) in Verbindung bringbar ist.
13. Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaskühlerausgangsabschnitt (42) über eines der Durchgangslöcher (32), in denen der Abgasrückführventilkol- ben (28) hin und her bewegbar geführt ist, mit dem Abgaseinlass (4) in Verbindung bringbar ist.
14. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus den Rohren (61 ,62) des Abgas- kühlereingangsabschnitts (41) austretender Abgasstrom in einem Ge- häusedeckel (13), der das Gehäuse (2) verschließt, in die Rohre
(64,65) des Abgaskühlerausgangsabschnitts (42) umgelenkt wird.
15. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abgaskühlereingangsabschnitt (41) zwischen dem Antriebsende (21) und dem Führungskörper (34) erstreckt.
16. Abgasrückführeinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abgaskühlerausgangsabschnitt (42) zwischen dem Auslassende (44) und dem Führungskörper (34) erstreckt.
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