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Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine zur externen
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teilerkanäle in ein Einlasssystem, mit einem Abgasrückführventil stromaufwärts der Verteilerkanäle zur Steuerung der Abgasrückführmenge, welches über eine Einlassöffnung mit der Abgassammelleitung verbunden ist.
Aus der GB 2 293 862 A ist eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführsystem mit einer zu einer Verteilerleiste rührenden Abgasrückführleitung bekannt, von welcher Verteilerleiste pro Zylinder ein zu einem Anlasskanal führender Verteilerkanal ausgeht. Über ein zentrales Abgasrückführventil kann der Durchfluss durch die Rückführleitung gesteuert werden. Eine zylinderselektive Steuerung der Menge des rückgeführten Abgases ist allerdings nicht möglich. Üblicherweise sind Verteilerleisten, Verteilerkanäle und Einlassrohrverzweigung bzw. Einlasssammler sowie Abgasrückführventile als getrennte Teile ausgeführt, was den Herstellungsaufwand und den Bauaufwand erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und auf möglichst einfache Weise und mit geringem Bauaufwand eine zylinderselektive Abgaszumessung zu ermöglichen.
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Verteilerkanälen verbundene Auslassöffnungen aufweist, zu welchen Steuerkanäle führen, die von Steueröffnungen in einer an einen Ventilraum grenzenden Fläche ausgehen, in welchem Ventilraum ein vorzugsweise im wesentlichen scheibenförmiges Schaltelement drehbar angeordnet ist, welches mindestens eine Schaltöffnung aufweist, wobei die Schaltöffnung mit den Steueröffnungen der Steuerkanäle so zusammenwirkt, dass in einer Stellung des Schaltelementes die Strömungsverbindung zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnungen unterbrochen und in zumindest einer anderen Stellung eine Strömungsverbindung zwischen der Einlassöffnung und zumindest einer Auslassöffnung hergestellt ist.
Das Abgasrückführ- ventil ist dabei im Übergangsbereich zwischen der Abgassammelleitung und den Verteilerkanälen angeordnet, wodurch eine sehr kompakte Konstruktion möglich ist.
Um Verteilerkanäle getrennt voneinander ansteuern zu können, ist vorgesehen, dass pro Steueröffnung mindestens eine Schaltöffnung im Schaltelement angeordnet ist.
Eine gleichmässige Abgaszumessung lässt sich erreichen, wenn die Schaltöffnungen und die Steueröffnungen konzentrisch zur Drehachse des Schaltelementes angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Fläche normal auf die Drehachse des Schaltelementes angeordnet ist. Das Abgasrückführventil kann dadurch sehr kompakt ausgeführt werden. Dabei können je nach Auslegung alle Verteilerkanäle gleichzeitig angesteuert oder nur einzelne Verteilerkanäle bzw. Gruppen von Verteilerkanälen gesteuert werden. Zum Beispiel können in einer Stellung des Schaltelementes sämtliche Steueröffnungen verschlossen und in einer anderen Stellung
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nur einzelne Steueröffnungen teilweise geöffnet sein.
In einer dritten Stellung könnten alle Steueröffnungen frei gegeben werden und somit maximale Abgasrückfuhrmengen erreicht werden.
Um eine gute Abdichtung zwischen dem Schaltelement und der Fläche zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Schaltelement durch eine Feder an die Fläche gepresst ist.
Eine sehr kompakte Lösung ergibt sich, wenn das Abgasrückfuhrventil fest mit einem Gehäuseteil des Einlasssystems, vorzugsweise mit einer zwischen einem Einlasssammler und einem Zylinderkopf angeordneten Einlassrohrverzweigung, verbunden ist. Die Anzahl der Bauteile und damit der Fertigungswand kann wesentlich verringert werden, wenn zumindest ein Gehäuseteil des Abgasrückführventiles einstückig mit einem Gehäuseteil der Einlassrohrverzweigung ausgeführt ist.
In weiterer Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verteilerkanäle zumindest teilweise in einen Gehäuseteil des Einlasssystems, vorzugsweise in die Einlassrohrverzweigung, integriert sind. Dies ermöglicht es, die Anzahl an Teilen auf ein Mindesmass zu reduzieren. Die Verteilerkanäle können dabei mit der Einlassrohrverzweigung mitgegossen sein oder nachträglich mechanisch eingearbeitet werden.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine Einlassrohrverzweigung eines erfindungsgemässen Einlasssystemes samt Abgasrückfuhrventil in einer Schrägansicht, Fig. 2 die Einlassrohrverzweigung in teilweiser
Explosionsdarstellung mit demontiertem Abgasrückfuhrventil, Fig. 3 eine Draufsicht auf die
Einlassrohrverzweigung, Fig. 4 eine Seitenansicht der Einlassrohrverzweigung, Fig. 5a und 5b die Einlassrohrverzweigung in Schnitten gemäss den Linien Va-Va und Vb-Vb in Fig. 3, Fig. 6 einen Gehäuseteil der Einlassrohrverzweigung in einer Draufsicht, Fig. 7 ein Abgasrückführ- ventil in einer Explosionsdarstellung, Fig. 8 eine Schrägansicht eines Abgasrück- führventilteiles, Fig. 9 eine Seitenansicht dieses Abgasrückführventilteiles und Fig.
10 einen
Schnitt durch einen Abgasrückführventilteil gemäss der Linie X-X in Fig. 6.
Das Einlasssystem 1 einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern weist eine Einlass- rohrverzweigung 2 mit zwei Einlassrohren 3,4 pro Zylinder auf, wobei jeweils das Einlass- rohr 3 durch ein Steuerorgan 5 abschaltbar ist. Die Einlassrohre 3,4 gehen von einer
Flanschfläche 7 aus, welche mit einem nicht weiter dargestellten Einlasssammler verbindbar ist, und enden in einer Flanschfläche 8, welche seitlich am nicht weiter dargestellten Zylin- derkopf der Brennkraftmaschine befestigt werden kann, wo die Einlassrohre 3,4 in die zu je- weils einem Brennraum fiihrenden Einlasskanäle übergehen. Dabei ist vorteilhafterweise je- weils ein absperrbare Einlassrohr 3 mit einem als Neutralkanal ausgebildeten Einlasskanal des
Zylinderkopfes verbunden, wobei über das Steuerorgan 5 der Drall in den Brennraum ge- steuert werden kann.
Das Steuerorgan 5 ist dabei so angeordnet, dass die Drehachse 5a, bei- spielsweise etwa parallel zur Zylinderachse, verläuft. Das andere Einlassrohr 4 führt zu einem
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drallerzeugend ausgebildeten Einlasskanal, beispielsweise einem Tangentialkanal oder einem Spiralkanal.
Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 5b ersichtlich ist, ist das Steuerorgan 5 als Drehschieber 6 ausgebildet und besteht aus einem etwa zylindrischen oder konischen Ventilteil 9, an dessen Welle 10 ein Hebel 11 angreift. Der Hebel 11 ist über eine Mutter 12 oder dergleichen an der Welle 10 befestigt. Nach oben ist der Drehschieber 6 durch einen Deckel 13
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Sägering, mit einer gemeinsamen Schubstange 15 verbunden, über welche die Verdrehung der Ventilteile 9 erfolgt. An der Schubstange 15 wiederum greift über einen Hebel 40a eine Betätigungseinrichtung 40 an, welche beispielsweise einen Schrittmotor oder eine Unterdruckdose aufweist.
Zumindest zwei Achsen 5a der Steuerorgane 5 spannen eine Parallelebene 5b zur Motorlängsebene auf. Konstruktionsbedingt kann es erforderlich sein, die Achsen 5a von weiteren Steuerorganen 5 leicht ausserhalb der Parallelebene 5b vorzusehen. Auch geringfügige Unterschiede in der Ausrichtung der Einlassrohre 3 sind manchmal zweckmässig, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist. Um trotzdem die Betätigung über eine einzige Schubstange 15 zu ermöglichen, weist diese im Angriffsbereich 15a mit den Hebeln 11 Langlöcher 15b auf, wodurch die Abweichung zwischen den Einlassrohren 3 durch dieses zusätzliche Spiel ausgeglichen wird.
Wie aus den Fig. 2 und 5b ersichtlich ist, ist der Ventilteil 9 mit einer im wesentlichen der Querschnittsform des Einlassrohres 3 angepassten Öffnung 9a versehen, um in der öffnung- stellung die Strömung möglichst wenig zu beeinflussen.
In die nicht abschaltbaren Einlassrohre 4 münden nahe der Flanschfläche 8 Verteilerkanäle 16 ein, welche zumindest zum Teil in die Einlassrohrverzweigung 2 integriert sind. Die Verteilerkanäle 16 sind dabei als Einformungen ausgebildet und gehen von einem gemeinsamen mittigen Abzweigebereich 17 einer ebenen Oberfläche 18 der Einlassrohrverzweigung 2 aus. Die Verteilerkanäle 16 können dabei mit der Einlassrohrverzweigung 2 mitgegossen sein oder
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einen an der ebenen Oberfläche 18 aufliegenden deckelartigen Gehäuseteil 19 abgeschlossen, an welchen ein Abgasrückführventil 20 angebracht ist. Das Abgasrückführventil 20 weist ein Ventilgehäuse mit einem einlassseitigen Gehäuseteil 21 und einen auslassseitigen Gehäuseteil 22 auf, in welchem ein im wesentlichen scheibenförmiges Schaltelement 23 drehbar gelagert ist.
Das Schaltelement 23 kann über eine Antriebswelle 24 verdreht werden.
Der Gehäuseteil 21 weist eine zentrale Einlassöffnung 25 auf, in welche eine vom Auslasssystem kommende Abgassammelleitung 26 einmündet. Der vorzugsweise einstückig mit dem deckelfórmigen Gehäuseteil 19 ausgeführte auslassseitige Gehäuseteil 22 des Abgasrückführventiles 20 weist pro Verteilerkanal 16 eine Auslassöffnung 27 auf, welche mit jeweils einem Verteilerkanal 16 kommuniziert. Innerhalb des Gehäuseteiles 22 führen
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Steuerkanäle 28 zu den Auslassöffnungen 27 wobei die Steuerkanäle 28 von einer ebenen Fläche 29 eines durch den Gehäuseteil 22 gebildeten Ventilraumes 29a ausgehen, wobei die Fläche 29 normal auf die Drehachse 23a des Schaltelementes 23 ausgebildet ist.
Pro Steuer- kanal 28 weist die Fläche 29 eine Steueröffnung 30 auf, wobei die Öffnungen 30 im wesentlichen konzentrisch zur Drehachse 23a des scheibenförmigen Schaltelementes 23 angeordnet sind. Entsprechend den Steueröffnungen 30 weist das Schaltelement 23 ebenfalls eine Anzahl von konzentrisch um die Drehachse 23a angeordnete Schaltöffnungen 31 auf. Über eine Feder 32 wird das Schaltelement 23 an die Fläche 29 gepresst, um einen Dichtsitz zwischen Schaltelement 23 und der Fläche 29 zu erreichen. Durch Drehung des Schaltelementes 23 über die Welle 24 können verschiedene Schaltstellungen eingestellt werden, wobei in einer Schaltstellung beispielsweise sämtliche Steueröffnungen 30 der Steuerkanäle 28 verschlossen sind.
Durch geeignete Anordnung der Steueröffnungen 30 und der Schaltöffnungen 31 kann eine zylinderselektive Strömungsverbindung zwischen der Abgassammelleitung 26 und den Verteilerleitungen 16 hergestellt werden, wobei es möglich ist, in gewissen Schaltstellungen nur einzelne Verteilerkanäle 16 mit Abgas zu versorgen. Die Steueröffnungen 30 und die Schaltöffnungen 31 können kreis- oder nierenförrnig sein oder andere strömungs-und steuerungstechnisch günstige Querschnittsformen aufweisen.