DE102004013206B4 - Variable Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas - Google Patents
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Abstract
Kühlvorrichtung
für zur
Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas
mit einer Abgasrückführleitung
zum Rückführen des Verbrennungsgases
von der Abgasseite zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors,
welche auf einem Teilstück
ihres Verlaufes durch den im Ansaugtrakt vorherrschenden Verbrennungsluftstrom
geführt
ist und die Kühlung
des rückgeführten Abgases
durch die Strömung
der von dem Lader angesaugten Luft erreicht wird, mit einem Verstellelement
zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verstellelement (13) zur Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases
in einer Frischluftleitung (11) angeordnet ist, wobei die Frischluftleitung
(11) im Ansaugtrakt (1) angeordnet ist, in welchen die von dem Lader
(3) angesaugte Frischluft eintritt, wobei die Frischluftleitung
(11) durch ein Trennelement (14) in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt ist,
so dass je nach Position des Verstellelementes (13) die Frischluft über das
Teilstück
der Abgasrückführleitung
(8) geleitet oder dass die Frischluft an dem Teilstück der Abgasrückführleitung
(8) vorbeigeleitet wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine variable Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas mit den im Oberbegriff des Patenanspruches 1 genannten Merkmalen.
- Es ist bekannt, dass durch die Kühlung von Verbrennungsgasen, welche auf der Abgasseite eines Verbrennungsmotors entnommen und auf dessen Saugseite wieder zugeführt werden, der Bildung von Stickoxidverbindungen während des Verbrennungsprozesses effektiv entgegengewirkt werden kann.
- In der
DE 199 30 416 A1 ist eine Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas beschrieben. Charakteristisch für diese Vorrichtung ist, dass die Leitung zum Rückführen des Verbrennungsgases von der Abgasseite zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors auf einem Teilstück ihres Verlaufes durch den im Ansaugtrakt vorherrschenden Verbrennungsluftstrom geführt ist. Eine Kühlung des rückgeführten Abgases wird durch die Strömung der von dem Verbrennungsmotor und/oder Lader angesaugten Luft erreicht. Zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases ist eine weitere, parallel zu dem von dem Verbrennungsluftstrom umströmten Teilstück der Leitung zum Rückführen des Verbrennungsgases geführte Leitung mit einem Verstellelement angeordnet. Durch die Ansteuerung des Verstellelementes ist es möglich, die Verbrennungsgase vollständig oder teilweise um das von dem Verbrennungsluftstrom umströmte Teilstück der Leitung zum Rückführen des Verbrennungsgases herumzuführen. - Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases eine Teilung der Leitung zum Rückführen des Verbrennungsgases sowie weitere Leitungselemente und deren Verbindung untereinander notwendig sind bzw. das Leitungssystem, welches heiße Verbrennungsgase führt, komplexer und somit anfälliger ist. Weiterhin ist die Anordnung eines Verstellelementes in dem Leitungssystem, welches heiße Verbrennungsgase führt, hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit ungünstig.
- Vorbekannt ist aus der
US 6,216,458 B1 ein Abgasrückführsystem mit Kühlung der rückgeführten Verbrennungsabgase. Insbesondere3 derUS 6,216,458 B1 zeigt hierbei eine Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas, welche eine Leitung zum Rückführen des Verbrennungsgases von der Abgassammelleitung zur Einlasssammelleitung eines aufgeladenen Verbrennungsmotors aufweist, die auf einem Teilstück ihres Verlaufes durch einen als zusätzliches Bauteil ausgeführten Abgaszirkulationskühler geführt ist. Die Kühlung des rückgeführten Abgases wird durch die Strömung eines dem Abgaszirkulationskühler zugeführten Luftstromes erreicht. Der Luftstrom wird durch eine zusätzliche Frischluftquelle außerhalb des Verbrennungsmotors bereitgestellt. Nach dem Passieren des Abgaszirkulationskühlers wird der Luftstrom in die Abgassammelleitung oder nach der abgasgetriebenen Turbine in den Abgasauslass eingeleitet. Eine Zuführung der einmal angesaugten Kühlluft zum Verbrennungsmotor erfolgt nicht. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine variable Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas bereitzustellen, welche zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases keine weiteren Leitungselemente zum Führen heißer Verbrennungsgase und deren Verbindung untereinander sowie kein Verstellelement in diesem Leitungssystem aufweist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 bis 6 gelöst.
- Vorteile
- Der wesentliche mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass ein einfaches, ungeteiltes, robustes Leitungssystem, welches heiße Verbrennungsgase führt und kein Verstellelement aufweist, in Verbindung mit einer frischluftseitigen variablen Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases dargestellt wird.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
- Beschreibung eines Anwendungsbeispieles
- Beispielhaft wird hier die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. In den dazugehörigen Figuren zeigen:
-
1 : zweistufige Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases, -
2 : kontinuierliche Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases. - Grundgedanke der in
1 gezeigten variablen Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors6 rückgeführtes Abgas ist die Verlagerung des Verstellelementes13 zur Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases von der Abgasrückführleitung8 in die Frischluftleitung11 . Die Abgasrückführleitung8 , welche die Abgasleitung7 nach dem Verbrennungsmotor6 mit dem Abgasrückführ ventil5 vor dem Verbrennungsmotor6 verbindet und auf einem Teilstück durch den Ansaugtrakt1 geführt ist, ist ungeteilt ausgeführt. - Die vom Verbrennungsmotor
6 und/oder vom Lader3 angesaugte Frischluft tritt aus der Umgebung zunächst in den Ansaugtrakt1 , welcher als variabler Abgaswärmetauscher12 wirkt, ein. Die Frischluftleitung11 ist durch das Trennelement14 in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt. Je nach Position des Verstellelementes13 wird die Frischluft zwischen dem mit den Kühlrippen2 versehenen Teilstück der Abgasrückführleitung8 , der Frischluftleitung11 und dem Trennelement14 vorbeigeleitet und damit eine Kühlung des rückgeführten Abgases erreicht oder es wird die Frischluft zwischen der Frischluftleitung11 und dem Trennelement14 vorbeigeleitet und damit keine Kühlung des rückgeführten Abgases erreicht. - Die im Fall einer Kühlung des rückgeführten Abgases in die Frischluft eingebrachte Wärme wird durch den nach dem Lader
3 in der Ladeluftleitung10 angeordneten Ladeluftkühler4 wieder an die Umgebung abgegeben. Es erfolgt im Bereich des in der Ladeluftleitung10 angeordneten Abgasrückführventils5 und dem Ansaugrohr9 des Verbrennungsmotors6 eine Zusammenführung des gekühlten Abgases aus der Abgasrückführleitung8 und der gekühlten Ladeluft. - Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in
2 gezeigt. Hier ist das Verstellelement13 kontinuierlich positionierbar ausgelegt. Je nach Position des Verstellelementes13 wird die Frischluft kontinuierlich in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt. Der eine Teilstrom bildet sich zwischen dem mit den Kühlrippen2 versehenen Teilstück der Abgasrückführleitung8 , der Frischluftleitung11 sowie dem Trennelement14 und der zweite Teilstrom bildet sich zwischen der Frischluftleitung11 und dem Trennelement14 . Durch die Möglichkeit der kontinuierlichen Positionierbarkeit des Verstellelementes13 wird eine variable Kühlung des rückgeführten Abgases erreicht. - Das Verstellelement
13 zur Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases in der Frischluftleitung11 kann sowohl stromauf als auch stromab des mit den Kühlrippen2 versehenen Teilstückes der Abgasrückführleitung8 angeordnet sein. -
- 1
- Ansaugtrakt
- 2
- Kühlrippen
- 3
- Lader
- 4
- Ladeluftkühler
- 5
- Abgasrückführventil
- 6
- Verbrennungsmotor
- 7
- Abgasleitung
- 8
- Abgasrückführleitung
- 9
- Ansaugrohr
- 10
- Ladeluftleitung
- 11
- Frischluftleitung
- 12
- variabler Abgaswärmetauscher
- 13
- Verstellelement
- 14
- Trennelement
Claims (5)
- Kühlvorrichtung für zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas mit einer Abgasrückführleitung zum Rückführen des Verbrennungsgases von der Abgasseite zur Saugseite eines aufgeladenen Verbrennungsmotors, welche auf einem Teilstück ihres Verlaufes durch den im Ansaugtrakt vorherrschenden Verbrennungsluftstrom geführt ist und die Kühlung des rückgeführten Abgases durch die Strömung der von dem Lader angesaugten Luft erreicht wird, mit einem Verstellelement zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (
13 ) zur Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases in einer Frischluftleitung (11 ) angeordnet ist, wobei die Frischluftleitung (11 ) im Ansaugtrakt (1 ) angeordnet ist, in welchen die von dem Lader (3 ) angesaugte Frischluft eintritt, wobei die Frischluftleitung (11 ) durch ein Trennelement (14 ) in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt ist, so dass je nach Position des Verstellelementes (13 ) die Frischluft über das Teilstück der Abgasrückführleitung (8 ) geleitet oder dass die Frischluft an dem Teilstück der Abgasrückführleitung (8 ) vorbeigeleitet wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (
13 ) kontinuierlich positionierbar ausgelegt ist und dass je nach Position des Verstellelementes (13 ) ein einstellbarer Teil der Frischluft über das Teilstück der Abgasrückführleitung (8 ) geleitet wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (
13 ) zur Temperatursteuerung des rückgeführten Abgases in der Frischluftleitung (11 ) sowohl stromauf als auch stromab des Teilstückes der Abgasrückführleitung (8 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (
8 ), welche eine Abgasleitung (7 ) nach dem Verbrennungsmotor (6 ) mit einem Abgasrückführventil (5 ) vor dem Verbrennungsmotor (6 ) verbindet und auf einem Teilstück durch den Ansaugtrakt (1 ) geführt ist, ungeteilt ausgeführt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Fall einer Kühlung des rückgeführten Abgases in die Frischluft eingebrachte Wärme durch einen nach dem Lader (
3 ) in einer Ladeluftleitung (10 ) angeordneten Ladeluftkühler (4 ) ganz oder teilweise wieder an die Umgebung abgegeben wird.
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