AT2803U1 - Brennkraftmaschine mit innerer verbrennung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Vorrichtung zur Rückführung von Abgas in das Ansaugsystem mit einer Abgasrückführhauptleitung (4), einem Abgasrückführventil (5) und Abgasrückführleitungen (10a, 10b, 10c, 10d) zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine. Eine gasdynamische Beeinflussung der Ansaugleitung wird dadurch vermieden, daß das Abgasrückführventil (5) als Tellerventil ausgebildet ist, das die Abgasrückführleitungen (10a, 10b, 10c, 10d) gemeinsam so schaltet, daß in geschlossenem Zustand des Abgasrückführventils (5) die Verbindung zwischen mindestens zwei Abgasrückführleitungen (10a, 10b, 10c, 10d) unterbrochen ist.

Description

AT 002 803 Ul

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Vorrichtung zur Rückführung von Abgas in das Ansaugsystem mit einer Abgasrückführhauptleitung, einem Abgasrückführventil und Abgasrückführleitungen zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine.

Die Rückführung von Abgas stellt eine wirksame Maßnahme dar, das Verhalten einer Brennkraftmaschine zu beeinflussen und insbesonders die Abgasemission zu verringern. Zur Regelung der rückgeführten Abgasmenge wird ein sogenanntes Abgasrückführventil verwendet, das in einer Abgasrückführhauptleitung angeordnet ist. Diese verzweigt sich in der Folge in eine Anzahl von Abgasrückführleitungen, die zu den einzelnen Zylindern führen. Nachteilig bei einer solchen Lösung ist jedoch, daß durch diese Abgasrückführleitungen die Ansaugsysteme der einzelnen Zylinder miteinander in Strömungsverbindung stehen, was zu unerwünschten gasdynamischen Effekten führen kann.

Gemäß einem älteren Vorschlag der Anmelderin ist in der österreichischen GM-Anmeldung 39/97 ein System beschrieben, bei dem einem gemeinsamen Abgasrückführventil ein Drehschieber nachgeschaltet ist, der die Verbindung zwischen den einzelnen Abgasrückführleitungen unterbrechen kann. Ein solcher Drehschieber ist jedoch relativ anfällig gegenüber Verschmutzung, so daß eine genaue Dosierung der Menge des rückgeführten Abgases über einen längeren Betriebszeitraum hinweg nicht ohne weiteres sichergestellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Abgasrückführsystem zu schaffen, bei dem eine Beeinträchtigung durch Verschmutzung oder Verkokung weitgehend vermieden werden kann und dennoch eine unerwünschte Beeinflussung der einzelnen Zylinder untereinander vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abgasrückführventil als Tellerventil oder als Flachschieberventil ausgebildet ist, das die Abgasrückführleitungen gemeinsam so schaltet, daß in geschlossenem Zustand des Abgasrückführventils die Verbindung zwischen mindestens zwei Abgasrückführleitungen unterbrochen ist.

Tellerventile haben sich in der Praxis als Abgasrückführventile bestens bewährt. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, daß es erstmals mit einem Tellerventil möglich ist, die gasdynamischen Beeinflussungen der einzelnen Zylinder untereinander auszuschalten oder zu verringern.

In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung sind mehrere Gruppen von Abgasrückführleitungen vorgesehen, wobei die Abgasrückführleitungen einer Gruppe untereinander permanent in Verbindung stehen, wobei das Abgasrückführventil die einzelnen Gruppen so schaltet, daß in geschlossenem Zustand die Verbindung zwischen den einzelnen Gruppen unterbrochen ist. Dabei werden Zylinder mit einem vorbestimmten Zündabstand zu einer Gruppe zusammengeschaltet, bei denen eine gegenseitige Beeinflussung nicht unerwünscht ist. Bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine mit normaler Zündfolge sind dies bei- 2 AT 002 803 Ul spielsweise der erste und der vierte Zylinder bzw. der zweite und der dritte Zylinder. Diese haben dann jeweils einen Zündabstand von 360°KW.

Alternativ dazu sieht eine andere Ausführungsvariante der Erfindung vor, daß das Abgas-rückführventil alle Abgasrückführleitungen einzeln schaltet, so daß in geschlossenem Zustand des Abgasrückführventils alle Abgasrückführleitungen voneinander getrennt sind. Bei dieser Variante sind die einzelnen Abgasrückführleitungen bei geschlossenem Abgasrückführventil voneinander völlig getrennt, so daß über das Abgasrückführsystem keine gasdynamische Beeinflussung zu erwarten ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Abgasrückführventil als Mehrfachtellerventil ausgebildet ist, bei dem mehrere Ventilteller fest miteinander gekoppelt sind. Besonders bevorzugt ist es, wenn die mehreren Ventilteller koaxial auf einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind. Insbesonders dann, wenn zwei Gruppen von Abgasrückfuhrleitungen zu schalten sind, kann auf diese Weise eine einfache und sicher wirkende Lösung erzielt werden.

Alternativ dazu kann das Tellerventil einen Ventilteller aufweisen, der mehrere Durchlaßöffnungen gemeinsam aufsteuert, die jeweils mit einer Abgasrückfuhrleitung bzw. mit einer Gruppe von Abgasrückführleitungen in Verbindung stehen, wobei die Durchlaßöffnungen besonders vorzugsweise am Umfang des Ventiltellers verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise können vier, sechs oder mehr Abgasrückführleitungen einzeln mit geringem Aufwand geschaltet werden.

Eine konstruktiv besonders vorteilhafte Anordnung wird dadurch erreicht, daß am Einlaßsammler eine^ sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckende Ausnehmung angeordnet ist, die mit einem Deckel verschlossen ist und die die Abgasrückführleitung bildet. Anstelle eines Deckels kann die Ausnehmung auch zwischen dem Einlaßsammler und dem Zylinderkopf gebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, die Abgasrückfuhrleitungen mit einem relativ großen Querschnitt auszustatten, was bei Gußöffnungen oder bei nachträglich durchgeführten Bohrungen im Einlaßsammler nicht ohne weiteres möglich ist.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 2 schematisch eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, Fig. 3 ein Detail von z,

Fig. / und Fig. 4 einen Schnitt durch einen Einlaßsammler einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung.

In der Fig. 1 sind die Zylinder la, lb, lc, ld einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine schematisch dargestellt. Über einen Einlaßsammler 2, der in Einlaßleitungen 2a, 2b, 2c und 2d verzweigt ist, wird die Brennkraftmaschine mit Frischluft versorgt. Ein Abgasrückführsystem ist insgesamt mit 3 bezeichnet, um Abgas in die Einlaßleitungen 2a, 2b, 2c und 2d rückzuführen. Das Abgasrückführsystem 3 besteht aus einer nur teilweise dargestellten Abgasrückführhauptleitung 4, die mit einer nicht dargestellten Auspuffleitung in Verbindung steht. Die Abgasrückführhauptleitung 4 mündet in ein Abgasrückführventil 5, von dem zwei Gruppen 6a, 6b von Abgasrückführleitungen 10a, 10b, 10c, lOd ausgehen. Das Abgasrückführventil 5 wird 3 AT 002 803 Ul in an sich bekannter Weise über eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung 7 gesteuert, die eine Betätigungsstange 8 in der Richtung des Doppelpfeiles 11 hin- und herbewegt. Auf der Betätigungsstange 8 sind zwei Ventilteller 9a, 9b angeordnet, die die beiden Gruppen 6a, 6b steuern. In geschlossenem Zustand des Ventils 5 sind die beiden Gruppen 6a, 6b strömungsmäßig voneinander getrennt. Dies bedeutet, daß nur der erste Zylinder 1 a und der vierte Zylinder ld über die Abgasrückführleitungen 10a, lOd miteinander in Verbindung stehen und daß der zweite Zylinder lb und der dritte Zylinder lc über die Abgasrückführlei-tungen 10b, 10c ebenfalls miteinander in Verbindung stehen. Da die auf diese Weise verbundenen Zylinder la, ld bzw. lb, lc jeweils einen Zündabstand von 360°KW aufweisen, ist eine gasdynamische Beeinflussung nicht kritisch.

Die Ausführungsvariante der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsvariante von Fig. I dadurch, daß von dem Abgasrückführventil 5 vier getrennte Abgasrückführleitungen 10a, 10b, 10c, lOd ausgehen, die in geschlossenem Zustand des Abgasrückführventils 5 untereinander nicht in Verbindung stehen. Das Abgasrückführventil 5 besitzt einen einzigen Ventilteller 9, der von einer elektromagnetischen BetätigungsVorrichtung 7 über eine Betätigungsstange 8 angetrieben wird. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß am Sitz 12 des Abgasrück-führventils 5 vier Durchlaßöffnungen 13a, 13b, 13c, 13d angeordnet sind, die mit den Abgasrückführleitungen 10a, 10b, 10c, lOd in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann jegliche gasdynamische Beeinflussung der einzelnen Zylinder über das AGR-System vermieden werden.

In der Fig. 4 ist ein Einlaßsammler 2 dargestellt, der einen Flansch 14 zur Befestigung an einem nicht dargestellten Zylinderkopf aufweist. Eine Einlaßleitung 2a ist teilweise dargestellt, wobei die Strömungsrichtung der Ansaugluft durch den Pfeil 15 angedeutet ist. Unterhalb der Einlaßleitung 2a erstrecken sich in Axialrichtung der Brennkraftmaschine zwei Ausnehmungen 16a, 16b, die durch einen Deckel 18 verschlossen sind. Die Ausnehmungen 16a, 16b bilden die beiden Gruppen 6a, 6b, die im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben worden sind. Von den Ausnehmungen 6a, 6b zweigen die Abgasrückführleitungen ab, von denen eine mit 10a bezeichnet und mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, während eine andere mit 10b bezeichnet und mit unterbrochener Linie dargestellt ist. Das rückgeführte Abgas aus der Ausnehmung 16a strömt über die Abgasrückführleitung 10a gemäß dem Pfeil 17a in die Einlaßleitung 2a, während das Abgas aus der Ausnehmung 16b über die Abgasrückführleitung 10b gemäß dem Pfeil 17b in die in der Fig. 4 nicht sichtbare Einlaßleitung 2b einströmt. 4

Claims (9)

1. AT 002 803 Ul ANSPRÜCHE 1. Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Vorrichtung zur Rückführung von Abgas in das Ansaugsystem mit einer Abgasrückführhauptleitung (4), einem Abgasrückfuhrventii (5) und Abgasrückfuhrleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückfuhr-ventil (5) als Tellerventil oder als Flachschieberventil ausgebildet ist, das die Abgas-rückführleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) gemeinsam so schaltet, daß in geschlossenem Zustand des Abgasrückfiihrventils (5) die Verbindung zwischen mindestens zwei Abgasrückfuhrleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) unterbrochen ist.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen (6a, 6b) von Abgasrückfuhrleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) vorgesehen sind, wobei die Abgasrückfuhrleitungen (10a, lOd; 10b, 10c) einer Gruppe (6a, 6b) untereinander permanent in Verbindung stehen, und daß das Abgasrückfuhrventii (5) die einzelnen Gruppen (6a, 6b) so schaltet, daß in geschlossenem Zustand die Verbindung zwischen den einzelnen Gruppen (6a, 6b) unterbrochen ist.
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückführventil (5) alle Abgasrückfuhrleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) einzeln schaltet, so daß in geschlossenem Zustand des Abgasrückfuhrventils (5) alle Abgasrückfuhrleitungen (10a, 10b, 10c, lOd) voneinander getrennt sind.
4. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückfuhrventii (5) als Mehrfachtellerventil ausgebildet ist, bei dem mehrere Ventilteller (9a, 9b) fest miteinander gekoppelt sind.
5. 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Ventilteller (9a, 9b) koaxial auf einer gemeinsamen Betätigungsstange (8) angeordnet sind.
6. 6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückfuhrventii (5) einen Ventilteller (9) aufweist, der mehrere Durchlaßöffnungen (13a, 13b, 13c, 13d) gemeinsam aufsteuert, die jeweils mit einer Abgasrück-fuhrleitung (10a, 10b, 10c, lOd) bzw. mit einer Gruppe von Abgasrückfuhrleitungen in Verbindung stehen.
7. 7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Durchlaßöffhungen (13a, 13b, 13c, 13d) am Umfang des Ventiltellers (9) verteilt angeordnet sind.
8. 8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaßsammler (2) eines sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckende Ausnehmung (16a, 16b) angeordnet ist, die mit einem Deckel (18) verschlossen ist, und die die Abgasrückführleitung bildet. 5 AT 002 803 Ul
9. 9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlaßsammler und dem Zylinderkopf eine^ sich in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckende Ausnehmung angeordnet ist, die die Abgasrückfuhr-leitung bildet. 6