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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Aufladung
und zur Schichtung von wiederaufbereiteten Abgasen für Verbrennungsmotoren,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge.
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Die
Aufladung eines Motors mit Luft erlaubt es insbesondere, dessen
Leistung zu erhöhen,
indem für
die Verbrennung des Kraftstoffes den Zylindern des Motors eine größere Luftmenge
zugeführt wird.
Im Allgemeinen verwendet man zu diesem Zweck eine Turboladergesamtheit
mit einem Verdichter und einer Turbine mit variabler Geometrie.
Der Verdichter versorgt den Motor mit Luft bei einem Druck, der
höher als
der atmosphärische
Druck ist, wobei die Turbine von den von der Verbrennung stammenden
Abgasen durchdrungen wird. Man kann zu diesem Zweck ebenfalls einen
Druckwellenverdichter vom Typ verwenden, der einen Rotor umfasst, welcher
durch eine Mehrzahl umfangsartig angeordneter rohrförmiger Kanäle gebildet
ist, die dazu geeignet sind, eine Einlassleitung des Motors mit
verdichteter Luft zu versorgen, wobei die auf der Höhe des Verdichters
eingelassene Luft durch das Strömen
der Abgase durch das Innere des Verdichters vor deren Entsorgung
nach außen
verdichtet wird. In der Tat verursacht der Druckunterschied zwischen den
vom Motor stammenden Abgasen und der in den Verdichter eingelassenen
Luft eine Schockwelle innerhalb der Kanäle des Rotors, welche die Luftverdichtung
bewirkt.
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Um
den immer strengeren Umweltnormen bezüglich der Begrenzung der Emissionen
von verschmutzenden Gasen der Verbrennungsmotoren gerecht zu werden,
weiß man,
dass es interessant ist, beim Einlass einen Teil der Abgase wieder
auf zubereiten. Dementsprechend ist es interessant, den Satz an in
die Verbrennungskammern des Motors eingelassenen wiederaufbereiteten
Abgasen erhöhen
zu können,
und zu diesem Zweck eine Schichtung der wiederaufbereiteten Abgase
innerhalb der Verbrennungskammern durchzuführen.
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Durch
die Dokumente
US 4 513 571 und
US 4 702 218 ist eine an
einen thermischen Verbrennungsmotor angepasste Aufladungsvorrichtung
bekannt, mit einem Druckwellenverdichter, einer Leitung zum Einlass
von verdichtetem Gas, die mit dem Verdichter verbunden ist und dazu
bestimmt ist, den Motor zu versorgen, wobei die Einlassleitung eine Abzweigung
einer Leitung zur Wiederaufbereitung von Abgasen aufnimmt, deren
Durchsatz durch ein Steuerventil kontrolliert wird. Eine solche
Aufladungsvorrichtung hat den Nachteil, dass sie ausschließlich die
Steuerung des Satzes an in die Zylinder des Motors eingeführten wiederaufbereiteten
Abgasen erlaubt. In der Tat bewirkt die Öffnungsweite des Ventils die
Einleitung einer mehr oder weniger großen Menge an wiederaufbereiteten
Abgasen in das Innere der Zylinder des Motors, erlaubt es aber nicht,
eine gegebene Schichtung der Abgase zu erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung hat somit das Ziel, eine genaue Definition
der Schichtung der wiederaufbereiteten Abgase zu erlauben, die ins
Innere der Verbrennungskammern eines Verbrennungsmotors eingeführt werden,
und dies auf besonders einfache Weise, bei Sicherstellung der Aufladung
des Motors.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Aufladung
und zur Schichtung von wiederaufbereiteten Abgasen, die an einen Verbrennungsmotor,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, mit einem Zylinderkopf und wenigstens einem Zylinder, über welchem
der Zylinderkopf eine Verbrennungskammer definiert, angepasst ist,
wobei die Vorrichtung mit einem Druckwellenverdichter vom Typ mit
einem Stator und einem aus einer Mehrzahl von Kanälen gebildeten
Rotor versehen ist, sowie mit wenigstens zwei Leitungen für den Einlass
von verdichteten Gasen, die eine Mischung aus frischen Gasen und
von der Verbrennung stammenden wiederaufbereiteten Abgasen umfassen.
Die Einlassleitungen sind mit dem Verdichter verbunden und dazu
bestimmt, den Zylinder des Motors zu versorgen, wobei die Mengen
eingelassener wiederaufbereiteter Abgase von einer Leitung zur anderen
unterschiedlich sind.
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Mit
einer solchen Vorrichtung wird es auf diese Weise möglich, im
Inneren der Zylinder des Motors je nach betrachteter Zone der Zylinder
des Motors unterschiedliche Abgaskonzentrationen zu erhalten. Mit
anderen Worten bewirkt die Verwendung mindestens zweier Einlassleitungen
mit unterschiedlichen Zusammensetzungen an verdichteten Gasen das
Erreichen einer Schichtung der Abgase im Inneren der Zylinder des
Motors. Eine solche Schichtung erlaubt es in dieser Weise, den Satz
an wiederaufbereiteten Abgasen zu erhöhen, die in die Verbrennungskammern
des Motors eingelassen werden können,
und verringert ebenso die Geräuschentwicklung bei
der Verbrennung.
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Die
Vorrichtung weist ebenso den Vorteil auf, dass sie ohne eine Leitung
auskommt, die von einer Auslassleitung abzweigt, und mit Ventilen
versehen ist, die dazu neigen, zu verschmutzen. In der Tat umfasst
die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein einziges Element, den Druckwellenverdichter, der es nicht nur erlaubt,
die Aufladung des Motors zu verwirklichen, sondern auch die Schichtung
der Abgase im Inneren der Zylinder des Motors mittels zweier Einlassleitungen.
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Im Übrigen bietet
der Druckwellenverdichter im Vergleich zu einem herkömmlichen
Verdichter den Vorteil, eine Aufladung des Motors mit verdichteten Gasen
sicherstellen zu können,
die hohe Sätze
an wiederaufbereiteten Abgasen umfassen. In der Tat sind solche
Verdichter wegen ihres Verfahrens der Verdichtung der Gase durch
Propagation von Schockwellen bei Verschmutzung wenig anfällig.
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Der
Verdichter umfasst vorzugsweise einen Einlassflansch, der mit Öffnungen
für das
Strömen von
Gasen durch die Einlassleitungen versehen ist und Durchgänge mit
verschiedenen Querschnitten begrenzt.
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Vorzugsweise
umfasst der Einlassflansch zwei erste Öffnungen und erste Verschlusselemente, die
dazu geeignet sind, die Öffnungen
zu verschließen,
wobei jede der Öffnungen
speziell einer der Leitungen für
den Einlass von verdichteten Gasen des Motors zugeteilt ist.
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Die
Gestaltung von Öffnungen,
die Durchgänge
mit verschiedenen Querschnitten aufweisen, sowie deren spezifische
Verwendung bei einer der Einlassleitungen erlaubt es, von einer
Leitung zur anderen unterschiedliche Abgasgehalte zu erhalten.
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Der
Einlassflansch kann zwei zweite Öffnungen
und zweite Verschlusselemente umfassen, die geeignet sind, die Öffnungen
zu verschließen,
wobei die Öffnungen
mit einer Lufteinlassleitung zusammenwirken, die mit dem Verdichter
verbunden ist.
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Vorteilhafterweise
umfasst der Verdichter einen Auslassflansch, der mit Öffnungen
für das Durchströmen von
Gasen versehen ist und Durchgänge
mit verschiedenen Querschnitten begrenzt.
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Der
Auslassflansch kann zwei erste Öffnungen
und erste Verschlusselemente umfassen, die geeignet sind, die Öffnungen
zu verschließen,
wobei jede der Öffnungen
mit einer Leitung zur Versorgung mit des Verdichters Abgasen zusammenwirkt.
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Der
Auslassflansch kann ebenso zwei zweite Öffnungen und zweite Verschlusselemente
umfassen, die geeignet sind, die Öffnungen zu verschließen, wobei
die Öffnungen
mit einer Auslassleitung für Abgase
des Verdichters zusammenwirken.
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Die Öffnungen
können
vorzugsweise untereinander symmetrisch sein.
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Vorzugsweise
ist der Verschlusswinkel einer der Öffnungen geringer als der Verschlusswinkel
der anderen Öffnung.
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In
einer Ausführungsform
umfasst der Rotor des Verdichters zwei konzentrische Kanalgesamtheiten,
einen Einlassflansch und einen Auslassflansch, wobei jeder der Flansche
mit Öffnungen
für das Durchströmen von
Gasen versehen ist, die von den zwei Kanalgesamtheiten stammen,
wobei die einer Kanalreihe zugeordneten Öffnungen im Verhältnis zu den
entsprechenden der anderen Kanalreihe zugeordneten Öffnungen
winklig versetzt sind.
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Gegenstand
der Erfindung ist ebenfalls ein Verbrennungsmotor, insbesondere
für ein
Kraftfahrzeug, mit einem Zylinderkopf, mindestens einem Zylinder, über welchem
der Zylinderkopf eine Verbrennungskammer definiert, und einer Vorrichtung
zur Aufladung und zur Schichtung von wiederaufbereiteten Abgasen,
die mit einem Druckwellenverdichter vom Typ versehen ist, der einen
Stator und einen aus einer Mehrzahl Kanälen gebildeten Rotor umfasst, sowie
mit mindestens zwei Leitungen für
den Einlass verdichteter Gase, die von einer Mischung aus frischen
Gasen und von der Verbrennung stammenden Abgasen durchströmt werden.
Die Einlassleitungen sind mit dem Verdichter verbunden und dazu
bestimmt, den Zylinder des Motors zu versorgen, wobei die Mengen
eingelassener wiederaufbereiteter Abgase von einer Leitung zur anderen
unterschiedlich sind.
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Schließlich ist
Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Aufladung und Schichtung
von teilweise wiederaufbereiteten Abgasen in der Verbrennungskammer
eines Verbrennungsmotors, in welchem die Abgase über Einlassleitungen in die
Verbrennungskammer eingeführt
werden, die mit einem Druckwellenverdichter verbunden sind und verdichtete
Gase transportieren, welche unterschiedliche Mengen an wiederaufbereiteten
Abgasen aufweisen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Verfahrens werden die Abgaskonzentrationen in Abhängigkeit
der gewünschten
Schichtung bestimmt.
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Die
Erfindung wird beim Studium von Ausführungsformen besser verstanden
werden, die beispielhaft in nicht einschränkender Weise beschrieben sind
und durch die angefügten
Zeichnungen veranschaulicht werden, in welchen:
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1 schematisch
eine Vorrichtung zur Aufladung und zur Schichtung von wiederaufbereiteten Abgasen
gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 und 3 die
geometrische Definition von Elementen der Vorrichtung der 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigen;
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4 und 5 die
geometrische Definition von Elementen der Vorrichtung der 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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In 1 hat
in in schematischer Weise die allgemeine Struktur einer Vorrichtung
zur Aufladung und zur Schichtung von Abgasen dargestellt, die mit dem
allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, sowie einem
Verbrennungsmotor 2 eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist.
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Bei
dem betrachteten Ausführungsbeispiel ist
schematisch ein mit vier in Reihe angeordneten Zylindern 3 versehener
Motor 2 veranschaulicht. Wohlgemerkt ist es ebenso denkbar,
einen Motor 2 vorzusehen, der eine andere Anzahl Zylinder 3 aufweist.
Jeder Zylinder 3 umfasst zwei Einlassöffnungen 4, 5 und
zwei Auslassöffnungen 6, 7,
die jeweils durch Einlass- und Auslassventile (nicht dargestellt) verschlossen
werden können.
Die Einlassöffnungen 4 und 5 sind
auf einer Seite des Zylinders 3 im Wesentlichen diesseitig
und jenseitig im Verhältnis
zu einer mittleren Ebene des Zylinders 3 angeordnet. Die Auslassöffnungen 6, 7 sind
auf der entgegengesetzten Seite des Zylinders 3 gegenüber den
Einlassöffnungen 4, 5 angeordnet.
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Die
Vorrichtung zur Aufladung und zur Schichtung von Abgasen 1 umfasst
einen Druckwellenverdichter 8, zwei Einlassleitungen 9, 10,
die mit dem Verdichter 8 verbunden sind und den Motor 2 versorgen,
sowie eine Auslassleitung 11, die dazu geeignet ist, die
von der Verbrennung durch den Motor 2 stammenden Abgase
zu führen,
und auf der den Einlassleitungen 9, 10 entgegengesetzten
Seite mit dem Verdichter 8 verbunden ist. Die erste Einlassöffnung 4 eines
jeden Zylinders 3 ist über
einen Einlasskrümmer 9a mit
der Einlassleitung 9 verbunden. Die zweite Einlassöffnung 5 ist über einen
Einlasskrümmer 10a mit
der Einlassleitung 10 verbunden.
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Zwischen
dem Verdichter 8 und dem Motor 2 ist auf der Höhe der Einlassleitungen 9 und 10 ein Wärmetauscher 12 montiert,
der von den Gasen, die dazu bestimmt sind, den Motor 2 zu
versorgen, und einem Wärme
abführenden
Fluid (nicht dargestellt) durchquert wird, das dazu geeignet ist,
eine Abkühlung
der Gase zu erlauben. Die ersten und zweiten Auslassöffnungen 6, 7 sind über einen
Abgaskrümmer 11a mit
der Auslassleitung 11 verbunden, welche ein Element 13 zur
Behandlung der Gase umfasst, beispielsweise einen Filter. Die Auslassleitung 11 ist entgegengesetzt
den Einlassleitungen 9, 10 mit dem Verdichter 8 verbunden.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst ebenfalls auf der Seite der Einlassleitungen 9 und 10 eine
Einlassleitung 14, die den Verdichter 8 mit sauberer
Luft versorgt, und eine mit dem Verdichter 8 verbundene
Abgasleitung 15, die auf der Seite der Auslassleitung 11 montiert
ist. Die Abgasleitung 15 ist mit einem Element 16 zur
Behandlung der Gase versehen, z.B. einem Filter.
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Der
Druckwellenverdichter 8 von bekannter Bauart umfasst einen
Stator und einen Rotor (nicht dargestellt). Der Rotor ist über eine Übertragungswelle 17 mit
einem Antriebsmotor 18 verbunden, beispielsweise einem
Elektromotor. Wohlgemerkt ist es ebenso denkbar, die Drehbewegung
des Rotors des Verdichters 8 mit der Drehbewegung des Motors 2 zu verbinden,
beispielsweise über
einen Riemen. Der Rotor des Verdichters 8 wird durch eine
Mehrzahl von Kanälen
gebildet, die sich im Wesentlichen axial entlang des Verdichters
erstrecken, wobei sie umfangsartig angeordnet sind. Der Verdichter 8 umfasst
einen Einlassflansch 19 und einen Auslassflansch 20,
die in der Nähe
der axialen Enden der Kanäle
montiert sind und eine radiale Ausdehnung aufweisen, die im Wesentlichen
gleich derjenigen des Rotors des Verdichters ist. Der Einlassflansch 19 ist
auf der Seite der Einlassleitungen 9, 10 montiert
und der Auslassflansch 20 ist auf der Seite der Auslassleitung 11 angeordnet,
wobei die Leitungen 9 bis 11 in Berührung mit
der Außenfläche der
Flansche 19, 20 stehen. Ein jeder dieser kreisförmigen Flansche 19, 20 ist
fest an dem Stator des Verdichters 8 befestigt. Die Flansche 19, 20 bestehen
vorteilhafterweise aus einem metallischen Material.
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Die
Einlassleitung 14 befördert
frische Luft bis zum Verdichter 8, wie es durch den Pfeil 21 schematisch
dargestellt ist, die Einlassleitungen 9 und 10 versorgen
den Motor 2 mit einer Mischung verdichteter Gase, die eine
Mischung aus frischer Luft und wiederaufbereiteten Abgasen (EGR)
umfasst, dargestellt durch die Pfeile 22 und 23.
Die von der Verbrennung des Motors 2 stammenden Abgase,
welche vom Krümmer 11a gesammelt
werden, werden durch die Leitung 11 zum Behandlungselement 13 und
anschließend
zum Verdichter 8 transportiert, wie es schematisch durch
die Pfeile 24 dargestellt ist, wo ein Teil der Gase in
Richtung der Einlassleitungen 9 und 10 wiederaufbereitet
werden wird, wobei der andere Teil der Abgase, dargestellt durch
den Pfeil 25, über die
Abgasleitung 15 nach außen entsorgt wird.
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In
der 2 ist schematisch eine Frontansicht des Einlassflansches 19 dargestellt.
Der Flansch 19 ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen
versehen, Bezugszeichen 26 bis 29, die umfangsartig angeordnet
sind. Die Öffnungen 26 und 27 erlauben das
Strömen
der vom Verdichter 8 (1) stammenden
verdichteten Gase jeweils durch die Einlassleitungen 9 und 10.
Die Öffnungen 28 und 9 erlauben die
Versorgung des Verdichters 8 mit sauberer Luft über die
Einlassleitung 14. Die Öffnungen 26 bis 29 liegen
in der Form von Abschnitten ringförmiger Aussparungen vor, die
im Verhältnis
zum äußeren Rand 19a des
Flansches 19 radial nach innen versetzt sind. Die Öffnungen 26 bis 29 weisen
im Wesentlichen gleiche radiale Ausmaße auf.
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In
der Figur sind zwei rechtwinklige Achsen X-X' und Y-Y' dargestellt, die sich im Wesentlichen
in der Mitte des Einlassflansches 19 in einem mit O bezeichneten
Punkt kreuzen. Die Öffnungen 26 bis 29 sind
im Verhältnis
zum Punkt O zentriert. Die Öffnung 26 erstreckt
sich winklig zwischen den Radienwinkeln α1 und α2 des Flansches 19 im
Verhältnis
zur Achse Y-Y'.
Vorteilhafterweise können
die Winkel α1 und α2 jeweils
17 Grad und 47,2 Grad betragen. Die Öffnung 27 ist bei
Betrachtung des Punktes O im Wesentlichen symmetrisch im Verhältnis zur Öffnung 26. Die Öffnung 28 weist
ein Umfangsausmaß auf,
das deutlich größer als
dasjenige der Öffnungen 26 und 27 ist.
Die Öffnung 28 erstreckt
sich winklig zwischen den Radienwinkeln α3 und α4 des Flansches 19 im Verhältnis zur
Achse Y-Y', wobei
die Winkel α3
und α4 vorteilhafterweise
74 Grad und 148,5 Grad betragen können. Die Öffnung 29 ist bei
Betrachtung des Punktes O im Wesentlichen symmetrisch im Verhältnis zur Öffnung 28.
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Der
Flansch 19 umfasst ebenfalls Verschlussmittel (nicht dargestellt),
mit einer den Öffnungen 28 und 29 entsprechenden
Form, die vom Guillotine-Typ sein können. Die Verschlusselemente
werden beispielsweise mit Hilfe einer pneumatischen Steuerung gesteuert,
um es zu erlauben, das Verschließen der Öffnungen 28 und 29 durchzuführen, wenn
die Versorgung des Verdichters 8 (1) mit sauberer
Luft nicht erforderlich ist, wobei die Öffnungen bei Versorgung mit
sauberer Luft vollständig
freiliegen.
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Die Öffnung 26 erlaubt
den Einlass verdichteter Gase mit einer Mischung aus frischen Gasen und
wiederaufbereiteten Abgasen auf der Höhe des Motors 2 ( 1) über die
Einlassleitung 9. Die Öffnung 26 kann
durch ein Verschlusselement (nicht dargestellt), mit einer der Öffnung 26 entsprechenden
Form und vom selben Typ wie die zuvor beschriebenen, verschlossen
werden. Das Verschlusselement wird beispielsweise mit Hilfe einer
pneumatischen Steuerung gesteuert, so dass die Öffnung 26 während der
Einlassphase des Betriebszyklus des Motors vollständig freiliegt
und während
des Rests des Zyklus vollständig
verschlossen ist.
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Die Öffnung 27 erlaubt
den Einlass von verdichteten Gasen auf der Höhe des Motors 2 durch
die Einlassleitung 10. Während der Einlassphase verschließt ein Verschlusselement 30,
vom selben Typ wie zuvor beschrieben und pneumatisch gesteuert, teilweise
die Öffnung 27,
so dass der Strömungsquerschnitt
der Gase durch die Öffnung 27 merklich im
Verhältnis
zum Strömungsquerschnitt
der Gase durch die Öffnung 26 verringert
wird. Mit anderen Worten weist die Öffnung 27 während der
Einlassphase ein im Verhältnis
zum Winkelmaß der Öffnung 26 merklich
verringertes Winkelmaß auf.
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Eine
solche Dissymmetrie der Öffnungen 26 und 27 während der
Einlassphase erlaubt es so, auf der Höhe der Einlassleitung 9 einen
im Verhältnis
zu demjenigen der Einlassleitung 10 höheren Einlassdurchsatz an komprimierten
Gasen zu erreichen. Somit sind die Mengen an wiederaufbereiteten
Abgasen, welche die Einlassleitungen 9, 10 durchqueren, von
einer Leitung zur anderen unterschiedlich, was das Erzielen einer
Schichtung der wiederaufbereiteten Abgase auf der Höhe des Motors 2 (1)
erlaubt. Je nach erwünschter
Schichtung kann man die Mengen an wiederaufbereiteten Abgasen, welche
die Einlassleitungen 9, 10 durchqueren, variieren
lassen, indem man die Öffnung 27 mehr
oder weniger verschließt.
Es ist ebenfalls denkbar, die Öffnung 26 teilweise
zu verschließen,
wobei jedoch ein Verschlusswinkel der Öffnung 27 beibehalten
wird, der sich von demjenigen der Öffnung 26 unterscheidet.
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In
der 3 ist in Frontansicht der Auslassflansch 20 dargestellt,
der mit einer Mehrzahl von Öffnungen
versehen ist, Bezugszeichen 31 bis 34. Die Öffnungen 31 und 32 erlauben
das Strömen
der Abgase, die durch die Auslassleitung 11 ( 1)
transportiert werden, durch das Innere des Verdichters 8, wobei
die Öffnungen 33 und 34 das
Entweichen eines Teils der Abgase durch die Leitung 15 nach
außen
erlauben. Die Öffnungen 31 bis 34,
vom selben Typ wie diejenigen, die zuvor bei der 2 beschrieben
wurden, weisen ein radiales Ausmaß auf, das gleich dem der Öffnungen 26 bis 29 ist,
und sind im Verhältnis
zu den Öffnungen 26 bis 29 im
Wesentlichen im selben Abstand vom Punkt O angeordnet.
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Die Öffnung 31 erstreckt
sich winklig zwischen der Achse Y-Y' und dem Radienwinkel α5 des Flansches 20 im
Verhältnis
zur genannten Achse, wobei α5
beispielsweise 33,8 Grad beträgt.
Die Öffnung 32 ist
im Verhältnis
zum Punkt O im Wesentlichen symmetrisch zur Öffnung 31. Die Öffnung 33 erstreckt
sich winklig im Wesentlichen zwischen den Radienwinkeln α6 und α7 des Flansches 20 im
Verhältnis
zur Achse Y-Y',
wobei die Winkel jeweils 57,5 Grad und 165,9 Grad betragen können. Die Öffnung 34 ist
bei Betrachtung des Punktes O im Verhältnis zur Öffnung 33 symmetrisch.
Die Öffnungen 31 bis 34 umfassen
ebenfalls Verschlusselemente (nicht dargestellt), die dazu geeignet
sind, die Öffnungen
zu verschließen.
Die Öffnungen 31 und 32 liegen
während
der Auslassphase des Betriebszyklus des Motors vollständig frei
und sind während
des Rests des Zyklus durch die Verschlusselemente (nicht dargestellt)
vollständig
verschlossen. Die Öffnungen 33 und 34 liegen
vollständig
frei, wenn der Auslass verdichteter Gase erforderlich ist, ansonsten
bleiben sie durch Verschlusselemente (nicht dargestellt) verschlossen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besitzt ebenfalls den Vorteil, eine Veränderung des Satzes an wiederaufbereiteten
Abgasen in Abhängigkeit
des mehr oder weniger umfangreichen Verschließens der Öffnungen 26 bis 29 des
Einlassflansches 19 und der Öffnungen 31 bis 34 des
Auslassflansches 20 zu erlauben. Mit anderen Worten wird
es so mit einem einzigen Bauteil möglich, die Aufladung des Motors,
die Schichtung der wiederaufbereiteten Abgase, aber ebenso eine
Steuerung des Satzes an die Einlassleitungen 9, 10 der
Vorrichtung durchquerenden wiederaufbereiteten Gasen durchzuführen.
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Bei
der in 4 veranschaulichten Ausführungsform unterscheidet sich
der Einlassflansch 19 dadurch, dass er außerdem zusätzliche Öffnungen 35 bis 38 umfasst.
Ein solcher Einlassflansch 19 ist dafür ausgelegt, mit einem Verdichter 8 (1)
verwendet zu werden, der einen Rotor aufweist, welcher durch eine
doppelte Reihe von Kanälen
gebildet wird. Die Öffnungen 35 bis 38 weisen
ein radi ales Ausmaß auf,
das zu demjenigen der Öffnungen 26 bis 29 im Wesentlichen äquivalent
ist. Die Öffnungen 35 bis 38 sind
im Verhältnis
zu den Öffnungen 26 bis 29 radial nach
innen versetzt. Mit anderen Worten sind die Außenränder der Öffnungen 35 bis 38 bei
Betrachtung des Punktes O in einer versetzten Position im Verhältnis zu
den Innenrändern
der Öffnungen 26 bis 29.
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Die Öffnung 35 erstreckt
sich winklig zwischen den Radienwinkeln α8 und α9 des Flansches 19 im
Verhältnis
zur Achse Y-Y'.
Die Winkel α8
und α9 können jeweils
28 Grad und 58 Grad betragen. Die Öffnung 36 ist im Verhältnis zum
Punkt O im Wesentlichen symmetrisch zur Öffnung 35. Die Öffnung 37 erstreckt
sich winklig zwischen der Achse Y-Y' und dem Radienwinkel α10 des Flansches
20 im Verhältnis
zur Achse Y-Y'.
Die Öffnung 38 ist
bei Betrachtung des Punktes O im Verhältnis zur Öffnung 37 symmetrisch.
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Die Öffnungen 26 und 27 mit
großem
Durchmesser erlauben die Versorgung der Einlassleitung 9 mit
verdichteten Gasen, die eine Mischung aus frischen Gasen und Abgasen
umfassen, wobei die Öffnungen 35 und 36 mit
kleinem Durchmesser den Einlass verdichteter Gase auf der Höhe der Einlassleitung 10 erlauben.
Die Öffnungen
mit kleinen und großen
Durchmessern 28, 29 und 37, 38 erlauben
auf der Höhe
des Verdichters 8 über
die Versorgungsleitung 14 (1) den Einlass
sauberer Luft. Während der
Einlassphase des Motorzyklus liegen die Öffnungen 26, 27 und 35, 36 völlig frei,
wobei der Unterschied in den Mengen an wiederaufbereiteten Abgasen,
die jeweils in die Einlassleitungen 9, 10 (1) eingelassen
werden, hier durch die unterschiedlichen Durchgangsquerschnitte
verursacht wird, die sich aus der geometrischen Definition der Öffnungen 26, 27 und 35, 36 ergeben.
Die Öffnungen 26, 27 und 35, 36 sind
während
des übrigen
Betriebszyklus des Motors durch Verschlusselemente (nicht dargestellt) vollständig verschlossen.
Die Öffnungen 28, 29 und 37, 38 umfassen
ebenfalls Verschlusselemente (nicht dargestellt), welche es erlauben,
das Verschließen
der Öffnungen
durchzuführen,
wenn die Versorgung des Verdichters 8 (1)
mit sau berer Luft nicht erforderlich ist, wobei die Öffnungen
bei Versorgung mit sauberer Luft vollständig freiliegen.
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Der
in 5 dargestellte Auslassflansch 20 unterscheidet
sich dadurch, dass er ebenfalls zusätzliche Öffnungen 39 bis 42 umfasst.
Ein solcher Auslassflansch 20 ist auf analoge Weise wie
der in der 4 veranschaulichte Einlassflansch 19 derart
angepasst, um mit einem Verdichter verwendet zu werden, der einen
Rotor umfasst, der durch eine Doppelreihe Kanäle gebildet ist. Die Öffnungen 39 bis 42 weisen
ein radiales Ausmaß auf,
das im Wesentlichen äquivalent
zu demjenigen der Öffnungen 31 bis 34 ist.
Die Öffnungen 39 bis 42 sind
im Verhältnis
zu den Öffnungen 26 bis 29 radial
nach innen versetzt.
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Die Öffnung 39 erstreckt
sich winklig zwischen den Radienwinkeln α11 und α12 des Flansches 20 im
Verhältnis
zur Achse Y-Y'.
Die Winkel α11
und α12
können
jeweils 20 Grad und 50 Grad betragen. Die Öffnung 40 ist im Verhältnis zum
Punkt O im Wesentlichen symmetrisch zur Öffnung 39. Die Öffnung 41 erstreckt
sich winklig zwischen den Radienwinkel α13 und α14 des Flansches 20 im
Verhältnis
zur Achse Y-Y',
wobei die Winkel jeweils 85 Grad und 185 Grad betragen können. Die Öffnung 42 ist bei
Betrachtung des Punktes O symmetrisch im Verhältnis zur Öffnung 40.
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Die Öffnungen 31, 32 und 39, 40 liegen
während
der Auslassphase des Betriebszyklus des Motors vollständig frei
und sind während
des Rests des Zyklus durch Verschlusselemente (nicht dargestellt) vom
selben Typ wie das Verschlusselement 30 (2)
vollständig
verschlossen. Die Öffnungen 33, 34 und 41, 42 liegen
vollständig
frei, wenn der Auslass verdichteter Gase aus dem Verdichter erforderlich
ist, ansonsten bleiben sie durch Verschlusselemente (nicht dargestellt)
vom selben Typ wie das Verschlusselement 30 verschlossen.
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Unabhängig von
der Ausführungsform
erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung
nicht nur eine Motoraufladung, die es erlaubt, die Motorleistung
zu erhöhen,
son dern ebenso eine genaue Schichtung der von der Verbrennung stammenden und
wiederaufbereiteten Abgase im Inneren der Verbrennungskammer des
Motors, um so beim Auslass die Emission von verschmutzenden Gasen
zu begrenzen.