DE19900640C1 - Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine - Google Patents
Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Bei einer Abgasrückführanlage erfolgt das Einstellen des Abgasrückführstroms mit Sperrklappen (22), die in den einzelnen Ansaugleitungen (20) angeordnet sind und deren Antrieb über eine Antriebswelle (2) gekoppelt ist, so daß diese gleichzeitig betätigt werden. Die Sperrklappen (22) werden sowohl für die Schnellabschaltung als auch zum Einstellen des rückgeführten Abgasstromes verwendet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführanlage für eine
mehrzylindrige Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei Brennkraftmaschinen sind Abgasrückführungssysteme be
kannt, um günstigere NOx-Emissionswerte zu erreichen. Dabei
verbindet üblicherweise eine Abgasrückführleitung den Abga
strakt mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine. Eine
solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 22 891
C2 bekannt.
Die in den Ansaugtrakt rückgeführte Abgasmenge muß relativ
genau eingestellt werden. Dabei erfolgt diese Einstellung ab
hängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine.
Dazu sitzt in der Abgasrückführleitung üblicherweise ein Re
gelventil. Die Abgasrückführleitung geht in einen Abgasrück
führverteiler über, der in den Ansaugkanal eines jeden Zylin
ders mündet. Um eine schnelle Abschaltung der Abgasrückfüh
rung zu ermöglichen, und eine Kommunikation der Gassäulen
zwischen den Ansaugrohren über den Abgasrückführverteiler zu
verhindern, müssen die einzelnen Verbindungen zum Abgasrück
führverteiler möglichst nahe an der Mündung in die Ansauglei
tungen der Zylinder verschlossen werden. Hierzu befinden sich
üblicherweise Klappen zum Absperren nahe der Mündungen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgas
rückführanlage baulich zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Patentanspruch 1 im Kennzeichnungsteil dargelegten
Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird auf das Regelventil in der Abgasrück
führleitung verzichtet, und es werden stattdessen die Sperr
vorrichtungen, die vorzugsweise als Sperrklappen ausgeführt
sind, zum Einstellen der Abgasrückführrate verwendet. Dabei
sind die Sperrvorrichtungen untereinander gekoppelt und mit
einem mechanischen Stellantrieb verbunden.
Neben der Einsparung eines zusätzlichen Regelventils ergibt
sich zusätzlich der Vorteil, daß die Abgasrückführregelung
näher am Brennraum erfolgt, da das Totvolumen zwischen Regel
ventil, das ja jetzt von der Sperrvorrichtung gebildet ist,
und den einzelnen Ansaugleitungen sehr klein ist.
Die bauliche Vereinfachung ist besonders groß, wenn in einer
vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die Mündungen des Ab
gasrückführverteilers und die Sperrklappen in einen Zwischen
flansch zwischen Zylinderkopf und Luftsammler liegen. Sind
zwei Ansaugleitungen für jeden Zylinder vorgesehen, können in
den Zwischenflansch auch noch Absperrklappen für die jeweils
zweite Ansaugleitung vorgesehen werden. Das so erhaltene Bau
teil ermöglicht durch die thermische Entkopplung von Abgas
rückführverteiler und Luftsammler den Einsatz eines Kunst
stoffluftsammlers.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine
mit Abgasrückführung und
Fig. 2 eine Darstellung eines Zwischenflansches mit Sperr
klappen für die Abgasrückführung.
Die in Fig. 1 dargestellte Abgasrückführanlage befindet sich
an einer Brennkraftmaschine 10, die ein Saugrohr 12 und einen
Abgastrakt 14 hat. In diesem Abgastrakt 14 werden die Ab
gasströme der einzelnen Zylinder vereinigt. Das Saugrohr 12
mündet in einen Luftsammler 16, der in diesem Ausführungsbei
spiel wiederum über jeweils zwei Ansaugleitungen 18 und 20
mit jedem einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 ver
bunden ist.
Zwischen dem Abgastrakt 14 und den Ansaugleitungen 20 ist ei
ne Abgasrückführleitung 23 geführt, die über einen Abgasrück
führverteiler 24 in die einzelnen Ansaugleitungen 20 mündet.
Nahe jeder Mündung in die Ansaugleitung 20 sitzt eine Sperr
klappe 22. Die einzelnen Sperrklappen 22 der einzelnen Ansau
gleitungen 20 für die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 sind
über eine Welle 2 antriebsmäßig gekoppelt.
Das entsprechende Bauteil, in dem die Sperrklappen 22 ange
ordnet sind, ist in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich dabei
um ein Flanschteil 5, das zwischen dem Zylinderkopf und dem
Luftsammler 16 angeordnet ist. Wie zu sehen ist, mündet in
jede Ansaugleitung 20 ein Kanal 25. In jedem Kanal 25 sitzt
eine Sperrklappe 22. Alle Sperrklappen 22 sind über eine ge
meinsame Welle 2 gekoppelt, so daß sie von einem gemeinsamen
Stellantrieb angetrieben werden können. Die Sperrklappen, die
in der Darstellung der Fig. 2 in geschlossener Stellung ge
zeigt sind, dienen nicht nur zum Absperren des Kanals 25 und
damit der Abgasrückführleitung 23, wie es für die Schnellab
schaltung üblich ist, sondern sind auch die Stellglieder zum
Einstellen der Abgasrückführrate. Der am Anschlußflansch 3
der Welle 2 angebrachte Stellantrieb (nicht dargestellt) ist
mit einer Lagerückmeldung versehen, so daß beim Steuern des
Betriebs der Brennkraftmaschine die Stellung der Sperrklappen
22 und damit die Abgasrückführrate bestimmbar ist.
Wie in der Darstellung der Fig. 1 und 2 zu sehen ist, verfügt
die Brennkraftmaschine 10 über zwei Ansaugleitungen 18 und 20
pro Zylinder. Die Abgasrückführung erfolgt dabei nur in eine
Ansaugleitung 20. Es ist natürlich auch möglich, die Abgas
rückführung in beide Ansaugleitungen 18, 20 vorzusehen. In
der beschriebenen Ausführungsform ist jedoch die zweite An
saugleitung 18 mit einer Klappe 4 versehen, die zum Absperren
der zweiten Ansaugleitung 18 dient. Dadurch kann je nach Be
triebsphase der Brennkraftmaschine die Ansaugluft durch eine
oder zwei Ansaugleitungen geführt werden.
Dabei kann es auch vorteilhaft sein, den Abgasrückführvertei
ler 24 in die Ansaugleitung 18 münden zu lassen, die mit der
Klappe 4 verschlossen werden kann. Dadurch kann je nach Stel
lung der Klappe 4 ein variabler Unterdruck in der Abgasrück
führleitung 23 erzeugt werden, wodurch die Abgasrückführrate
weiter beeinflußt werden, insbesondere erhöht werden kann.
Natürlich kann anstelle der über eine durchgehende Welle ver
bundenen Sperrklappen 22 auch eine andere Sperrvorrichtung
verwendet werden. Beispielsweise können Tellerventile oder
die Antriebswellen von anders ausgestalteten Klappenventilen
geeignet mechanisch miteinander gekoppelt werden.
Claims (8)
1. Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige Brennkraft
maschine mit
daß für jeden Zylinder eine eigene Sperrvorrichtung (22) vor handen ist, die Sperrvorrichtungen (22) zur gemeinsamen Betä tigung mechanisch gekoppelt und mit einem Stellantrieb ver bunden sind und in geschlossenem Zustand dicht schließen, so daß der rückgeführte Abgasstrom in die Ansaugleitung (20) un ter Verzicht auf weitere Regelventile allein durch Betätigung der Sperrvorrichtungen (22) einstellbar ist.
- 1. einem Abgastrakt (14), in dem die Abgasleitungen aller Zylinder zusammengeführt sind,
- 2. einem Luftsammler (16) mit mindestens einer Ansauglei tung (18, 20) für jeden Zylinder, und
- 3. einer Abgasrückführleitung (23), die einerseits an den Abgastrakt (14) angeschlossen ist und andererseits über einen Abgasrückführverteiler (24) in die Ansaugleitung (20) jedes Zylinders mündet,
- 4. wobei nahe der Mündungen des Abgasrückführverteilers (24) in die Ansaugleitungen (20) mind. eine Sperrvorrichtung (22) zum Abtrennen der Ansaugleitungen (18, 20) von der Abgas rückführleitung (23) vorgesehen ist,
daß für jeden Zylinder eine eigene Sperrvorrichtung (22) vor handen ist, die Sperrvorrichtungen (22) zur gemeinsamen Betä tigung mechanisch gekoppelt und mit einem Stellantrieb ver bunden sind und in geschlossenem Zustand dicht schließen, so daß der rückgeführte Abgasstrom in die Ansaugleitung (20) un ter Verzicht auf weitere Regelventile allein durch Betätigung der Sperrvorrichtungen (22) einstellbar ist.
2. Abgasrückführanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellantrieb einen Lagerückmeldungssensor aufweist.
3. Abgasrückführanlage nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Sperrvorrichtung als Sperrklappe (22) ausgeführt
ist, deren Sitz von einem Ring gebildet wird, an dem die
Sperrklappe (22) in geschlossenem Zustand dichtend anliegt.
4. Abgasrückführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Sperrvorrichtung (22) in unmittelbarer Nähe zur zu
gehörigen Brennkammer angeordnet ist.
5. Abgasrückführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jeden Zylinder zwei Ansaugleitungen (18, 20) vorgese
hen sind und der Abgasrückführverteiler (24) jeweils nur in
eine Ansaugleitung (20) jedes Zylinders mündet.
6. Abgasrückführanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrvorrichtungen (22) und die Mündungen in die An
saugleitung (18, 20) in einem Flanschteil (5) liegen, das zwi
schen dem Zylinderkopf und dem Luftsammler (16) angeordnet
ist.
7. Abgasrückführanlage nach den Ansprüchen 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die andere Ansaugleitung (18), in die der Abgasrückführ
verteiler (24) nicht mündet, über eine ebenfalls im Flansch
teil (5) angeordnete Klappe (4) verschließbar ist.
8. Abgasrückführanlage nach den Ansprüchen 5 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansaugleitung (2D), in die der Abgasrückführverteiler
(24) mündet, über eine ebenfalls im Flanschteil (5) angeord
nete Klappe (4) verschließbar ist.
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