DE10030287A1

DE10030287A1 - Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10030287A1
Application number: DE10030287A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jessberger; Hans-Peter Hielscher
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-03

Abstract

Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einzelnen, zu jedem Zylinder der Brennkraft führenden Luftansaugkanälen und mit einem Abgasrückführkanal, der in jeden Luftansaugkanal mündet, wobei im Bereich der Einmündung des Abgasrückführkanals in jeden einzelnen Luftansaugkanal ein Ventil vorgesehen ist zum Verschließen oder Öffnen der Verbindung zwischen Abgasrückführkanal und Luftansaugkanal, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein selbsttätig wirkendes Ventil ist, welches über eine vordefinierte Federkraft die Verbindung verschließt oder aufgrund des Unterdrucks in der Ansaugphase der Brennkraftmaschine in dem jeweiligen Luftansaugkanal öffnet, zum Einströmen von Abgas in den Luftansaugkanal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einzel nen, zu jedem Zylinder der Brennkraftmaschine führenden Luftansaugkanälen und mit einem Abgasrückführkanal, der in jeden Luftansaugkanal mündet, wobei im Be reich der Einmündung des Abgasrückführkanals in jeden einzelnen Luftansaugkanal ein Ventil vorgesehen ist zum Verschließen oder Öffnen der Verbindung zwischen Abgasrückführkanal und Luftansaugkanal.

Stand der Technik

Im Zuge der Schadstoffbegrenzung im Brennkraftmaschinenabgas wird der ange saugten Brennluft ein größerer Anteil Abgas beigemischt. Bei einer ungleichen Ab gasverteilung auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine werden einige mit Luftmangel betrieben, wodurch die Abgaszusammensetzung insgesamt verschlech tert wird.

Bei einer zentralen Einleitung der Abgasrückführung zwischen Luftfilter und Saug rohrsammler besteht ein Problem darin, dass sich bei der Änderung der Abgasrück führung große Totzeiten ergeben, bis die jeweilige Änderung im Brennraum wirksam wird. Um das für die Abgasrückführregelung ungünstige Totvolumen zu umgehen, sind Konzepte zur dezentralen Abgasrückführeinleitung bekannt. Dabei werden ein zelne Abgasrückführkanäle bis in die Nähe des Saugrohrzylinderkopfflansches ge führt. Jedem Zylinder ist damit mindestens eine Abgasrückführeinleitstelle zugeord net. Die Abgasrückführregelung erfolgt dabei durch ein einziges Abgasrückführventil.

Diese Abgasrückführregelung hat jedoch den Nachteil, dass es bei geschlossenem Abgasrückführventil im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine bei dem kein Abgas rückgeführt wird, über die dann miteinander verbundenen einzelnen Abgasrückführ kanäle zu einem Druckausgleich zwischen den zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Luftansaugkanälen kommt, wodurch das Schwing verhalten der angesaugten Luft gestört und die Füllung der Zylinder vermindert wird. Aus der EP 0 949 414 wird die Abgasrückführeinleitung zylinderselektiv durchgeführt, um eine optimale Gleichverteilung zu erzielen. Hierzu wird jeder Einzelkanal gegen über dem Luftansaugkanal in den er einmündet in Betriebsphasen ohne Abgasrück führung durch einen Ventilabschnitt 6 verschlossen bzw. in Betriebsphasen ohne Abgasrückführung getrennt. Diese Maßnahme verhindert das Durchschlagen des Ansaugdrucks des Luftansaugkanals in jeweils einem der anderen über die Einzel kanäle. Die Ventilabschnitte werden durch jeweils ein separates Ventilstellglied ge steuert. Als Ventilstellglieder kommen elektrische oder pneumatische Elemente in Frage.

Ein Nachteil des Standes der Technik ist darin zu sehen, dass für die Ventilfunktion ein erheblicher technischer Aufwand erforderlich ist, welcher das gesamte System unnötig verteuert und außerdem störanfällig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftansaugsystem für eine Brenn kraftmaschine zu schaffen, bei welchem die Verbindung zwischen Abgasrückführka nal und Luftansaugkanal durch einfache Mittel geöffnet bzw. unterbrochen werden kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Ventil ein selbsttätig wirkendes Ventil ist, welches über eine vordefinierte Federkraft die Verbindung verschließt und aufgrund des Unterdrucks in der Ansaugphase der Brennkraftmaschine den jeweili gen Luftansaugkanal öffnet zum Einströmen von Abgasen in den Luftansaugkanal.

Vorteile der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass keine Stellglieder für das Ventil erforderlich sind und damit die Zuverlässigkeit des Ventils in allen Betrieb zuständen wesentlich erhöht wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil ein einseitig gelagerter Me tallstreifen, dessen freies Ende die Verbindung verschließt oder öffnet. Dieser Aufbau ist besonders einfach, da lediglich ein bewegliches Element erforderlich ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Ventil eine Ventilplatte auf. Die Zuhaltekraft der Ventilplatte wird über eine Spiralfeder aufgebracht. Auch bei dieser Ausgestaltung ist lediglich eine Kombination von Spiralfeder und Ventilplatte als bewegliches Bauteil erforderlich.

Eine alternative Ausführung der Erfindung sieht vor, das bzw. die Ventile insbeson dere über einen Zahnriemen zu steuern. Hierzu eignet sich als Ventil gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser alternativen Erfindung ein Drehschieber. Der Antrieb des Drehschiebers über einen Zahnriemen oder einer Steuerkette erfolgt in vorteil hafter Weise unmittelbar durch die Brennkraftmaschine. Das Ventil, welches den Ab gasrückführkanal verschließt bzw. öffnet, ist in dem Ansaugrohr, einem Zwischen flansch oder unmittelbar im Zylinderkopf angeordnet.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Prinzipbild eines Luftansaugkanalsystems des Standes der Technik,

Fig. 2 die Schnittdarstellung durch einen in einen Zylinderkopf einmündenden Luftansaugkanal,

Fig. 3 die Draufsicht gemäß Schnitt A-A der Fig. 2 auf ein selbsttätig wirken des Ventil.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt ein Prinzipbild eines Luftansaugkanalsystems 1 für eine Brennkraftma schine nach dem Stand der Technik mit einzelnen zu jedem Zylinder einer Brenn kraftmaschine führenden Luftansaugkanälen 2 und mit einem integrierten Abgas rückführkanal 3, dessen Abgasdurchsatz von einem Abgasrückführventil 4 steuerbar ist. Der Abgasrückführkanal 3 mündet über Einzelkanäle 5 in jeden der einzelnen Luftansaugkanäle 2 ein.

Bei diesem Luftansaugkanalsystem 1 besteht der Nachteil, dass durch die Verbin dung der einzelnen Abgasrückführkanäle 3 eine unterschiedliche Menge an Abgas den einzelnen Luftansaugkanälen zugeführt werden kann.

Dem gegenüber zeigt Fig. 2 die Möglichkeit der zylinderselektiven Abgasrückführ einleitung. Der Luftansaugkanal 10 gemäß Fig. 2 ist mit einem Zwischenflansch 11 verbunden. Dieser Zwischenflansch 11 ist an einem hier nur schematisch darge stellten Zylinderkopf 12 der Brennkraftmaschine befestigt. An dem Zwischenflansch 11 befindet sich der Abgasrückführkanal 13, welcher eine Öffnung 14 zu dem Luftan saugkanal des Saugrohres 10 aufweist. Die Öffnung 14 ist mit einem Flatterventil 15 verschlossen. Dieses Flatterventil 15 ist zweckmäßigerweise ein Metallstreifen, wel cher für die hohen Temperaturen des rückgeführten Abgases geeignet ist. Die Zu haltekraft muss so groß dimensioniert werden, dass der Überdruck ca. +100 mb in der Auspuffanlage das Ventil nicht selbsttätig öffnet. Wenn der Kolben in der Brenn kraft nach unten fährt, entsteht ein Unterdruck von maximal ca. -300 mb im Luftan saugkanal 16. Durch die Dimensionierung des Flatterventils 15, d. h. durch die Me tallstreifendicke kann der Unterdruck bzw. Schaltzeitpunkt festgelegt werden, bei dem das Ventil selbsttätig öffnet und schließt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht gemäß Schnitt A-A der Fig. 2 auf das Flatterventil 15. Dieses ist im Bereich 17 an dem Zwischenflansch 11 befestigt und verschließt wie dargestellt die Öffnung 14.

Claims

1. Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einzelnen, zu jedem Zylinder der Brennkraft führenden Luftansaugkanälen und mit einem Abgasrückführkanal, der in jeden Luftansaugkanal mündet, wobei im Bereich der Einmündung des Abgasrückführkanals in jeden einzelnen Luftansaugkanal ein Ventil vorgesehen ist zum Verschließen oder Öffnen der Verbindung zwischen Abgasrückführkanal und Luftansaugkanal, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein selbsttätig wirkendes Ventil ist, welches über eine vordefinierte Federkraft die Verbindung verschließt oder aufgrund des Unterdrucks in der Ansaugphase der Brennkraftmaschine in dem jeweiligen Luftansaugkanal öffnet, zum Einströmen von Abgas in den Luftansaugkanal.

2. Luftansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein einseitig gelagerter Metallstreifen ist, dessen freies Ende die Verbindung verschließt oder öffnet.

3. Luftansaugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Ventilplatte aufweist, die aufgrund des Drucks einer Spiralfeder den Abgasrückführkanal an der Verbindung zum Luftansaugkanal verschließt.

4. Luftansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einzelnen, zu jedem Zylinder der Brennkraft führenden Luftansaugkanälen und mit einem Abgasrückführkanal, der in jeden Luftansaugkanal mündet, wobei im Bereich der Einmündung des Abgasrückführkanals in jeden einzelnen Luftansaugkanal ein Ventil vorgesehen ist zum Verschließen oder Öffnen der Verbindung zwischen Abgasrückführkanal und Luftansaugkanal, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil insbesondere über einen Zahnriemen oder eine Steuerkette zwangsgesteuert ist.

5. Luftansaugsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Drehschieber ist, welcher von der Brennkraftmaschine angetrieben wird.

6. Luftansaugsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Ventil in den Zylinderkopf integriert ist.