DE2841264C2

DE2841264C2 - Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr

Info

Publication number: DE2841264C2
Application number: DE2841264A
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. Dr.techn. Wien Moser
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1978-09-22
Filing date: 1978-09-22
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE2841264A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist der DE-OS 76 750 entnehmbar. Dabei grenzt ein Bereich des Saugrohres ständig an eine mit Abgas beaufschlagte Leitung. In den auf diese Weise aufgeheizten Bereich des Saugrohres befindet sich eine Verbindungsöffnung, durch die Abgas unmittelbar in das Saugrohr geführt werden kann. Die Steuerung der Abgasrückführung geschieht mit Hilfe einer Klappe, welche innerhalb eines im Saugrohr angeordneten Gehäuses angeordnet ist und mit der Drosselklappenwelle eines Vergasers derart gekoppelt ist, daß ein durch das Innere des Gehäuses hindurchführender Verbindungskanal im Teillastbetrieb geöffnet und im Leerlauf- sowie Vollastbetrieb geschlossen ist.

Zweck der beschriebenen Anordnung ist es, die ΝΟχ-Emissionen im Abgas der Brennkraftmaschine zu vermindern.

Eine weitere Abgasrückführvorrichtung ist in der DE-AS 20 22 911 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist der solenoid-betätigte Ventilteil des Abgasrückführventiles unmittelbar dem heißen Abgas ausgesetzt, wodurch diese bei ihrer Einführung in das Saugrohr der Brennkraftmaschine weniger stark abgekühlt werden.

Andererseits ist durch einen Thermostatschalter die Abgasrückführung während des Startvorganges der Brennkraftmaschine und bei nicht betriebswarmer Brennkraftmaschine unterbunden. Diese Abgasrückführvorrichtung dient ebenfalls ausschließlich dem Zweck, die ΝΟχ-Emissionen im Abgas zu reduzieren.

Eine weitere Abgasrückfürvorrkhtung mit einem dem heißen Abgas ausgesetztem Ventilteil ist durch die US-PS 2154417 bekanntgeworden. Das Abgasrückführventil ist abhängig vom Unterdruck im Saugrohr der Brennkraftmaschine gesteuert, so daß Abgas und zusätzliche Luft vornehmlich im Teillastbereich der Brennkraftmaschine in das Saugrohr eingeführt werden. Zweck der beschriebenen Vorrichtung ist es, die Pumpverluste der drosselklappengesteuerten Brennkraftmaschine im Teillastbereich zu vermindern und damit den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einfacher baulicher Ausführung und Anordnung nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine innerhalb kürzester Zeit eine gute Gemischaufbereitung zu bewirken.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Es wird somit unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine möglichst heißes Abgas in das Saugrohr zurückgeführt, um eine intensive und wirkungsvülle Homogenisierung des Kraftstoff-Luftgemisches im Saugrohr zu erzielen. Im Gegensatz zu den bekannten Abgasrückführvorrichtungen erfolgt dabei die Abgasrückführung ausschließlich während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine. Es hat sich überraschend gezeigt, daß das in relativ geringen Mengen rückgeführte, heiße Abgas eine extrem schnell einsetzende Gemischvorwärmung ermöglicht, woraus in Verbindung mit der gemeinsamen Wärmetauschfläche zwischen Abgasrohr und Saugrohr ein störungsfreier und kraftstoffsparender Warmlauf der Brennkraftmaschine resultiert.

Das Abgasrückführventil kann entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 2 ausgeführt und angeordnet sein. Dadurch wird die Zuführung eines mögliehst heißen Abgases bei einer baulich funktionssicheren Gestaltung des Abgasrückführventiles gefördert.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 3 und 4 entnehmbar, wobei durch die Kühlung des Abgasrückführventiles nicht hitzebeständige, kostengünstige Materialien verwendet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht auf ein Saugrohr,

Fig.2 einen Schnitt längs der Linie H-II durch das Saugrohr gemäß Fig. 1, und
F i g. 3 eine vergrößerte Teilansicht der F i g. 2.
F i g. 1 zeigt den Ansaugkrümmer 4 einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit vier unmittelbar in die Einlaßkanäle mündenden Saugleitungen 6, die vom Krümmer des Saugrohres 8 (Fig.2) ausgehend, an welchem ein Flansch zum Anflanschen beispielsweise eines Vergasers oder einer Luftmengenmaßeinrichtung, falls die Maschine mit Einspritzung arbeitet, vorgesehen ist.

Der Boden 12 des Saugrohres 8 ist in dem Bereich, in dem die gemäß Fig.2 senkrechte Strömung auf ihn trifft, doppelwandig ausgeführt, so daß ein Wärmetauscher 14 mit zwei Kammern 16 und 18 gebildet ist, welehe jeweils einen Abgaseinlaß 20 bzw. 22 und einen Abgasauslaß 24 bzw. 26 aufweisen (F i g. 1).

Die Abgaseinlässe 20, 22 sind mit einer von der nicht dargestellten Abgasleitung ausgehenden Umgehungs-

leitung verbunden, welche sich nach den Abgasauslässen 24, 26 fortsetzt und in die Abgasleitung mündet Zwischen der Abzweigung der Umgehungsleitung von der Abgasleitung und deren Mündung in die Abgasleitung ist in der Abgasleitung eine Klappe angeordnet, die während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine zumindest teilweise geschlossen wird so daß sich der freie Durchströmquerschnitt der Abgasleitung verringert und zumindest ein Teil des Abgases durch die Umgehungsleitung strömt ίο

Gemäß F i g. 2 ist die Kammer 18 durch eine Verbindungsöffnung 28 mit dem Innern des Saugrohres 8 verbunden. In den Boden 30 der Kammer 18 ist ein Abgasrückführventil 32 eingesetzt, welches anhand der F i g. 3 näher erläutert wird.

Das Abgasrückführventil 32 weist einen mit dem Boden 30 verschraubten Grundkörper 34 auf, der in einer Düse 36 endet Der Grundkörper 34 weist eine axiale Durchgangsbohrung 38 auf, die in der mit der Verbindungsöffnung 28 fluchtenden Düsenöffnung 40 endet Durch Löcherfächer 42 ist das Innere der Durchgangsbohrung 38 mit der Kammer 18 verbunden. Die Düse 36 weist eine scharfkantige Stirnseite 44 auf, die dichtend am Boden 12 des Saugrohres anliegt

Mit dem Grundkörper 34 ist eine Solenoideinheit 44 verbunden, deren in der Durchgangsbohrung 38 arbeitender Schaft 46 einen Ventilteil 48 trägt, welcher bei aktivierter Magnetspule die Düsenöffnung 40 freigibt und bei nicht erregter Magnetspule die Düsenöffnung 40 und damit die Verbindungsöffnung 28 verschließt Im Grundkörper ist ein Kanal 49 ausgebildet, der an das Kühlwassersystem der Brennkraftmaschine angeschlossen ist

Die Magnetspule der Solenoideinheit 44 ist mit einem Steuergerät 50 verbunden, welches über eine Leitung 52 mit einem Drehzahlfühler der Brennkraftmaschine und über eine Leitung 54 mit einem Temperaturfühler verbunden ist.

Die Funktion der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Beim Anlassen der Brennkraftmaschine Hefen das Steuergerät 50 keinen Strom an die Solenoideinheit 44, so daß die Verbindungsöffnung 28 geschlossen ist. Sobald die Maschine angesprungen ist, wird Abgas durch die Kammern 16 und 18 geleitet, so daß der Boden 12 des Saugrohres 8 aufgeheizt wird. Die Verbindungsöffnung 28 ist beim Anlaßvorgang selbst geschlossen, da sonst in Folge der offenen Verbindung zwischen Auspuffsystem und Saugrohr sich einerseits kein genügend großer Unterdruck zur Förderung der Startmenge des Kraftstoffes einstellen kann und andererseits über die Verbindungsöffnung 28 Luft angesaugt wird, wodurch eine so starke Abmagerung des Kraftstoff-Luftgemisches verursacht wäre, daß die Maschine nicht anspringen würde.

Sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine etwa 2000 min-¹ erreicht hat, liefert das Steuergerät 50 Strom an die Magnetspule, wodurch die Verbindungsöffnung 28 geöffnet wird und Abgas rückgeführt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, nahezu sämtliche Wärmeverluste des rückgeführten Abgases zu vermeiden und die Abgaswärme weitgehend für die Gemischaufbereitung zu nutzen. In Folge dieser günstigen Ausnutzung der Abgastemperatur kann auch bei sehr geringen Abgasrückführraten von z. B. 5% bereits ein deuilieher positiver Einfluß auf die Gemischaulbereitung und -verteilung beobachtet werden. In Folge der geringen Abßasrückführrate ist es d-'iher möglich, bereits kurz nach dem Start die Wannlaufanreicherung stark zu reduzieren, so daß trotz mageren Gemisches die Abgasrückführung zu keiner nennenswerten Erhöhung der Laufunruhe des Motors kurz nach dem Start führt

Durch die Abgasrückführung zusammen mit der Saugrohrbeheizung während der Wannlaufphase kann die Warmlaufanreicherung des Gemisches innerhalb kurzer Zeit vermindert werden, so daß eine beträchtliche Verringerung des Ausstoßes an Kohlenmonoxid und unverbrannten Kohlenwasserstoffen und eine Absenkung des Kraftstoffverbrauches erzielt wird.

Sobald der Motor die Betriebstemperatur erreicht hat, schaltet das Steuergerät 50 den Strom für die Magnetspule ab, so daß die Verbindungsöffnung 28 wieder geschlossen wird. Auch die Aufheizung des Saugrohres 8 wird dann beendet weil sich die o. g. Klappe in der Abgasleitung voll öffnet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr, von dem ein Abschnitt an einen von einer Abgasleitung her mit Abgas beaufschlagten Wärmetauscher angrenzt und der mit einer Verbindungsöffnung zwischen Abgasleitung und Saugrohr im Bereich des Wärmetauschers versehen ist, die in Abhängigkeit zumindest eines Betriebsparameters und der Betriebsweise der Brennkraftmaschine mittels eines Abgasrückführventiles regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Startvorgang die Verbindungsöffnung (42,28) durch das Ventilteil (48) des Abgasrückführventiles (32) verschlossen ist und ausschließlich während der Warmlaufphase bis zum Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch das Steuergerät (50) offen gehalten wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verbindung zwischen Wärmetauscher (14) und Saugrohr (8) herstellende Ventilteil (36 bis 48) im Innern des Wärmetauschers (14) angeordnet und dem heißen Abgas ausgesetzt ist, während der die Magnetwicklung tragende Ventilteil (Solenoid 44) sich außerhalb des Wärmetauschers (14) befindet

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Wärmetauschers (14) angeordnete Teil des Abgasrückführventiles (32) eine Kühlvorrichtung (Kanal 49) aufweist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung (Kanal 49) an den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist