DE102006020161B4

DE102006020161B4 - AGR-Pulsationsreinigung

Info

Publication number: DE102006020161B4
Application number: DE102006020161.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Boemer Andreas; Ralph Kleuser; Rolf Miebach; Joachim Joisten
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2026-05-03
Also published as: DE102006020161A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei in dem Zylinderkopf von Gaswechselventilen beherrschte aus zumindest einem Auslasskanal und einem Einlasskanal bestehende Gaswechselkanäle eingelassen sind, die mit einer Frischgasleitung und einer Abgassammelleitung verschaltet sind, wobei weiterhin eine Abgasrückführleitung mit einem eingeschalteten Abgaskühler vorgesehen ist, die einen Auslasskanal oder ein zwischen dem Auslasskanal und der Abgassammelleitung eingeschaltetes Krümmerrohr mit der Frischgasleitung oder einem Einlasskanal verbindet und wobei vor der Einmündung des Auslasskanals oder des Krümmerrohrs in die Abgassammelleitung eine Blende angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Abgasrückführleitung eingeschaltete Reflexionsblende so ausgelegt ist, dass in der Abgasrückführleitung Reflexionen des strömenden Abgases erzeugt werden und die Reflexionen zu einer Vergrößerung der Pulsation des Abgases in der Abgasrückführleitung führen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei in dem Zylinderkopf von Gaswechselventilen beherrschte aus zumindest einem Auslasskanal und einem Einlasskanal bestehende Gaswechselkanäle eingelassen sind, die mit einer Frischgasleitung und einer Abgassammelleitung verschaltet sind, wobei weiterhin eine Abgasrückführleitung mit einem eingeschalteten Abgaskühler vorgesehen ist, die einen Auslasskanal oder ein zwischen dem Auslasskanal und der Abgassammelleitung eingeschaltetes Krümmerrohr mit der Frischgasleitung oder einem Einlasskanal verbindet und wobei vor der Einmündung des Auslasskanals oder des Krümmerrohrs in die Abgassammelleitung eine Blende angeordnet ist.
Eine solchermaßen ausgebildete Brennkraftmaschine ist aus der DE 102 10 202 C1 bekannt. Die in diesem Dokument beschriebene Brennkraftmaschine weist Krümmerrohre auf, die die Auslasskanäle des Zylinderkopfs mit einer Abgassammelleitung verbinden. Dabei ist in jedes Krümmerrohr eine als Düse wirkende Blende eingebaut, die derart schräg zur Abgassammelleitung angeordnet ist, dass das durch die Düse tretende Abgas zur Erzielung einer Injektorwirkung etwa tangential zur Strömungsrichtung in der Abgassammelleitung austritt. Weiterhin ist diese Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführsystem ausgestattet, das eine Abgasrückführleitung mit eingeschaltetem Rückschlagventil, Abgaskühler und einem Verstellorgan zur Einstellung der zurückzuführenden Abgasmenge aufweist.
Weiter ist aus der DE 10357950 A1 ein Abgassystem einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, das mindestens eine Abgasleitung, eine Turbine, mindestens ein Pulsationsdämpfungselement zur zeitlichen und/oder örtlichen Vergleichmäßigung eines Abgasstroms aufweist, wobei mindestens eine Rückführleitung zur Rückführung des Abgases der Verbrennungskraftmaschine, wobei die Rückführleitung zwischen Gasauslass der Verbrennungskraftmaschine und Turbine über Kopplungsmittel so mit der Abgasleitung verbunden ist, dass Abgas durch die Rückführleitung geführt werden kann, dass das mindestens eine Pulsationsdämpfungselement in der Abgasleitung zwischen Verbrennungskraftmaschine und der Turbine in Strömungsrichtung vor dem Kopplungsmittel und/oder in der Rückführleitung ausgebildet ist.
Aus der US 6945235 B1 ist Verfahren und eine Anordnung zur Erhöhung der Abgasrückführungseffizienz eines Verbrennungsmotors durch einen Verbrennungsmotor mit einem Abgassystem in Fluidverbindung über mindestens eine Verbindungsstelle mit einer Abgasrückführung und Anordnen eines Reflektors in der Abgasanlage stromab der mindestens eine Verbindungsstelle, wobei der Reflektor so angepasst ist, dass zumindest ein Teil des Abgasdruckpulses vom Verbrennungsmotor in der Weise emittiert wird, dass ein reflektierter Druckimpuls vor dem Reflektor auftritt, und Ablenken mindestens eines Teils des reflektierten Druckimpulses in die Abgasrückführung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine anzugeben, mit dem eine Verminderung der Ablagerung von Partikeln in der Abgasrückführleitung erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine in die Abgasrückführleitung eingeschaltete Reflexionsblende so ausgelegt ist, dass in der Abgasrückführleitung Reflexionen des strömenden Abgases erzeugt werden und die Reflexionen zu einer Vergrößerung der Pulsation des Abgases in der Abgasrückführleitung führen. Diese Pulsation bewirkt eine Erhöhung der entgegengesetzten Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases beziehungsweise des Massenstroms des Abgases. Dadurch wird einerseits während dieser Phase eine Ablagerung von Partikeln in der Abgasrückführleitung minimiert oder verhindert und andererseits werden während anderer Phasen mit niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten abgelagerte Partikel losgerissen und mit dem rückgeführten Abgasstrom letztendlich wieder einem Brennraum in einem Zylinder oder Kolben zugeführt und verbrannt. Besonders im Abgaskühler führt die Ablagerung von Partikeln zu einer Beeinträchtigung des Betriebs der Brennkraftmaschine, die durch das erfindungsgemäße Verfahren deutlich verringert wird beziehungsweise deutlich verzögert auftritt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das System so abgestimmt, dass die Reflexionen zu einer Erhöhung des Spitzendrucks und/oder Verringerung des Minimaldrucks des Abgasstroms zumindest während einer Phase führen. Dabei ist in weiterer Ausgestaltung das System wiederum so gestaltet, dass der Minimaldruck unmittelbar nach dem Maximaldruck erreicht wird. Dadurch ergibt sich zwischen diesen beiden Maximalwerten eine größtmögliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit.
In weiterer Ausgestaltung ist die Reflexionsblende hinter dem Abgaskühler angeordnet mit einem festen Blendenquerschnitt ausgebildet. Dadurch erreichen die Reflexionen insbesondere in dem Abgaskühler die Maximalwerte.
Insgesamt ist die Reflexionsblende so ausgelegt, dass die rückgeführte Abgasmenge gegenüber einer Auslegung ohne Reflexionsblende zumindest nahezu, wenn nicht sogar vollkommen unverändert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der anhand eines Diagramms das erfindungsgemäße Verfahren erläutert ist.
In dem Diagramm ist über den Bereich von zwei Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine die sich einstellende Strömungsgeschwindigkeit des Massenstroms 1 des Abgases mit einer hinter dem Abgaskühler in die Abgasleitung eingesetzten Reflexionsblende und des Massenstroms 2 ohne eingesetzte Reflexionsblende im Bereich des Abgaskühlers wiedergegeben. Im Ergebnis wird über den wiedergegebenen Kurbelwinkel bei beiden Auslegungen die gleiche Abgasmenge rückgeführt, wobei aber im dargestellten Beispiel die Strömungsgeschwindigkeit des Massenstroms 1 bei Einsatz der Reflexionsblende im Bereich von ca. 180°KW bis ca. 280°KW aufeinanderfolgend einen Maximalwert und einen Minimalwert erreicht. Entsprechend ist die Strömungsgeschwindigkeit zwischen diesen beiden Maximalwerten wesentlich größer als bei dem Massenstrom 2 ohne Reflexionsblende.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wobei in dem Zylinderkopf von Gaswechselventilen beherrschte aus zumindest einem Auslasskanal und einem Einlasskanal bestehende Gaswechselkanäle eingelassen sind, die mit einer Frischgasleitung und einer Abgassammelleitung verschaltet sind, wobei weiterhin eine Abgasrückführleitung mit einem eingeschalteten Abgaskühler vorgesehen ist, die einen Auslasskanal oder ein zwischen dem Auslasskanal und der Abgassammelleitung eingeschaltetes Krümmerrohr mit der Frischgasleitung oder einem Einlasskanal verbindet und wobei vor der Einmündung des Auslasskanals oder des Krümmerrohrs in die Abgassammelleitung eine Blende angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Abgasrückführleitung eingeschaltete Reflexionsblende so ausgelegt ist, dass in der Abgasrückführleitung Reflexionen des strömenden Abgases erzeugt werden und die Reflexionen zu einer Vergrößerung der Pulsation des Abgases in der Abgasrückführleitung führen.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionen zu einer Erhöhung des Spitzendrucks und/oder Verringerung des Minimaldrucks des Abgasstroms führen.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsblende hinter dem Abgaskühler angeordnet mit einem festen Blendenquerschnitt ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsblende so ausgelegt ist, dass die insgesamt zurückgeführte Abgasmenge gegenüber einer Auslegung ohne Reflexionsblende zumindest nahezu unverändert ist.