DE102005056955A1 - Brennkraftmaschine mit Niederdruck-Abgasrückführung - Google Patents

Brennkraftmaschine mit Niederdruck-Abgasrückführung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit einem Frischluftstrang (10) und einem Abgasstrang (12), in dem ein Partikelfilter (20), insbesondere ein Dieselpartikelfilter, eine Abgasrückführleitung (22), ein die Abgasrückführleitung (22) wahlweise öffnendes oder schließendes Abgasrückführungsventil (24) und eine Abgasklappe (26) zum Erhöhen des Abgasgegendrucks im Bereich der Abzweigung der Abgasrückführleitung (22) von dem Abgasstrang (12) angeordnet ist. Hierbei sind das Abgasrückführungsventil (24) und die Abgasklappe (26) entweder in den Partikelfilter (20) oder kombiniert hinter dem Partikelfilter angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit einem Frischluftstrang und einem Abgasstrang, in dem ein Partikelfilter, insbesondere ein Dieselpartikelfilter, eine Abgasrückführleitung, ein die Abgasrückführleitung wahlweise öffnendes oder schließendes Abgasrückführungsventil und eine Abgasklappe zum Erhöhen des Abgasgegendrucks im Bereich der Abzweigung der Abgasrückführleitung von dem Abgasstrang angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 698 07 356 T2 ist ein AGR-Ventil bekannt, welches zusammen mit einem Abgasventil in ein Turbinengehäuse integriert ist. Hierbei ist ein Turbinenkrümmergussteil vorgesehen, in dem sowohl das AGR-Ventil als auch das Abgasventil angeordnet ist.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der o.g. Art bzgl. der Abgasrückführung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
  • Dazu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o.g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Abgasrückführungsventil und die Abgasklappe entweder in den Partikelfilter integriert angeordnet sind oder kombiniert hinter dem Partikelfilter angeordnet sind.
  • Dies hat den Vorteil, dass Abgasklappe und Abgasrückführungsventil in einem gemeinsamen, vormontierten Bauteil integriert sind, wobei gleichzeitig hohe Rückführraten insbesondere auch für eine Niederdruck-Abgasrückführung erzielt werden.
  • Bei einer Niederdruck-Abgasrückführung weist die Brennkraftmaschine einen Abgasturbolader mit einem in dem Frischluftstrang angeordneten Verdichter und einer in dem Abgasstrang angeordneten Turbine auf, wobei der Partikelfilter mit dem Abgasrückführungsventil und der Abgasklappe stromab der Turbine des Abgasturboladers in dem Abgasstrang angeordnet ist.
  • Die Abgasrückführleitung mündet beispielsweise stromauf des Verdichters des Abgasturboladers in den Frischluftstrang ein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist in der Abgasrückführleitung ein Kühler für das rückgeführte Abgas (AGR-Kühler) angeordnet.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Abgasrückführungsventil und die Abgasklappe als ein einziges Drehschieberventil ausgebildet, wobei das Drehschieberventil in dem Abgasstrang an der Abzweigung der Abgasrückführleitung von dem Abgasstrang angeordnet ist.
    •
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und
  • 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Kombination von Abgasrückführungsventil und Abgasklappe in einem einzigen Bauteil.
  • 1 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einem Frischluftstrang 10 zum Zuführen von Verbrennungsluft an nicht dargestellte Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine und einen Abgasstrang 12 zum Abführen von Abgasen aus den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine weist einen Abgasturbolader 14 mit einer in dem Abgasstrang angeordneten Turbine 16 und einem in dem Frischluftstrang angeordneten Verdichter 18. In den 1 und 2 ist das Abgas mit 34, das rückgeführte Abgas mit 36 und Frischluft mit 38 bezeichnet.
  • Stromab der Turbine 16 des Abgasturboladers 14 ist im Abgasstrang 12 ein Partikelfilter 20 angeordnet. Ferner zweigt stromab der Turbine 16 des Abgasturboladers 14 eine Abgasrückführleitung 22 von dem Abgasstrang 12 ab und mündet stromauf des Verdichters des Abgasturboladers 14 in den Frischluftstrang 10. In der Abgasrückführleitung 22 ist ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil) 24 angeordnet, welches die Abgasrückführleitung 22 wahlweise öffnet oder schließet, um eine Menge von rückgeführtem Abgas zu steuern. Da die Abgasrückführleitung 22 stromab der Turbine des Abgasturboladers 14 von dem Abgasstrang 12 abzweigt. ist der Druck des Abgases im Vergleich zum Druck vor der Turbine 16 des Abgasturboladers 14 reduziert. Daher spricht man von einer Niederdruck Abgasrückführung (ND-AGR). Durch den niederen Druck des Abgases ist die Rückführrate entsprechend beschränkt. Um höhere Rückführraten für die Abgasrückführung zu erzielen, ist zusätzlich eine Abgasklappe 26 im Abgasstrang stromab des Abzweigs der Abgasrückführleitung 22 vorgesehen, die wahlweise einen Strömungsquerschnitt des Abgasstranges 12 verengt, um einen Druck des Abgases im Bereich der Abzweigung der Abgasrückführleitung 22 von dem Abgasstrang 12 zu erhöhen.
  • Erfindungsgemäß sind das AGR-Ventil 24 und die Abgasklappe 26 in den Partikelfilter 20 integriert angeordnet, wie mit gestrichelter Linie 28 angedeutet. Hierdurch bilden die Bauteile Partikelfilter 20, AGR-Ventil 24, Abgasklappe 26 und zumindest ein Teil der Abgasrückführleitung 22 ein vormontiertes Bauteil bzw. Modul aus, dass eine vereinfachte Montage der Brennkraftmaschine erlaubt.
  • In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform ist in der Abgasrückführleitung 22 ein Kühler 30 für rückgeführtes Abgas (AGR-Kühler) angeordnet.
  • Es besteht weiterhin die Möglichkeit, das AGR-Ventil 24 und die Abgasklappe 26 in einem Bauteil zusammenzufassen, wie mit gestrichelter Linie 32 angedeutet. Dieses vormontierte Bauteil bzw. Modul wird hinter dem Partikelfilter angeordnet.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind das AGR-Ventil und die Abgasklappe zu einem einzigen Drehschieber 32 zusammengefasst, wie in 2 dargestellt. Dieser Drehschieber 32 ist an der Abzweigung der Abgasrückführleitung 22 von dem Abgasstrang 12 angeordnet. Der Drehschieber 32 übt gleichzeitig beide Funktion von AGR-Ventil und Abgasklappe aus, d.h. er öffnet wahlweise die Abgasrückführleitung 22 zum Rückführen von Abgas in den Frischluftstrang 10 und verengt gleichzeitig den Strömungsquerschnitt des Abgasstranges 12 um so mehr, je weiter der Zugang zur Abgasrückführleitung 22 geöffnet wird, so dass sich der Abgasgegendruck im Bereich der Abzweigung der Abgasrückführleitung 22 erhöht und eine höhere Strömungsrate von Abgas in die Abgasrückführleitung 22 erzielt wird.

Claims (5)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, mit einem Frischluftstrang (10) und einem Abgasstrang (12), in dem ein Partikelfilter (20), insbesondere ein Dieselpartikelfilter, eine Abgasrückführleitung (22), ein die Abgasrückführleitung (22) wahlweise öffnendes oder schließendes Abgasrückführungsventil (24) und eine Abgasklappe (26) zum Erhöhen des Abgasgegendrucks im Bereich der Abzweigung der Abgasrückführleitung (22) von dem Abgasstrang (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführungsventil (24) und die Abgasklappe (26) entweder in den Partikelfilter (20) integriert angeordnet sind oder kombiniert hinter dem Partikelfilter angeordnet sind.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine einen Abgasturbolader (14) mit einem in dem Frischluftstrang (10) angeordneten Verdichter (18) und einer in dem Abgasstrang (12) angeordneten Turbine (16) aufweist, wobei der Partikelfilter (20) mit dem Abgasrückführungsventil (24) und der Abgasklappe (26) stromab der Turbine (16) des Abgasturboladers (14) in dem Abgasstrang (12) angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (22) stromauf des Verdichters (18) des Abgasturboladers (14) in den Frischluftstrang (10) einmündet.
  4. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abgasrückführleitung (22) ein Kühler (30) für das rückgeführte Abgas (AGR-Kühler) angeordnet ist.
  5. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführungsventil (24) und die Abgasklappe als ein einziges Drehschieberventil ausgebildet sind, wobei das Drehschieberventil in dem Abgasstrang an der Abzweigung der Abgasrückführleitung von dem Abgasstrang angeordnet ist.
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