-
Die
Erfindung betrifft eine Einlasseinrichtung, mittels welcher Frischluft
einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zuführbar
ist und welche eine Durchtrittsöffnung zum Aufnehmen einer
der Einlasseinrichtung zugeordneten Abgasrückführleitung
aufweist.
-
Die
DE 197 40 998 A1 beschreibt
eine Einlasseinrichtung, mittels welcher Frischluft einer Verbrennungskraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges zuführbar ist. Die Einlasseinrichtung
weist eine Durchtrittsöffnung auf, in welcher eine Abgasrückführleitung
aufgenommen ist. Die Abgasrückführleitung ist hierbei
mittels einer Haltevorrichtung an der Einlasseinrichtung festgelegt.
Zwischen der die Abgasrückführleitung in Form
einer Hülse umgebenden Haltevorrichtung und der Abgasrückführleitung
ist ein wärmeisolierender, luftgefüllter Zwischenraum
ausgebildet. Ein Endbereich der Haltevorrichtung ist mit einem in
einen Innenraum der Einlasseinrichtung hineinragenden Endbereich
der Abgasrückführleitung verschweißt.
-
Als
nachteilig bei einer derartigen Einlasseinrichtung ist der Umstand
anzusehen, dass die Einlasseinrichtung etwa Spannungen ausgesetzt
sein ist, wenn die Abgasrückführleitung in Folge
eines Hindurchströmens von heißem Abgas eine besonders starke
Temperaturerhöhung erfährt.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Einlasseinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein Vermindern von
Auswirkungen heißen Abgases auf Komponenten der Einlasseinrichtung
ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einlasseinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Einlasseinrichtung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen
angegeben.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Einlasseinrichtung, mittels
welcher Frischluft einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
zuführbar ist und welche eine Durchtrittsöffnung
zum Aufnehmen einer der Einlasseinrichtung zugeordneten Abgasrückführleitung
aufweist, ist ein Abschirmelement vorgesehen, welches einen in einen
Innenraum der Einlasseinrichtung hineinragenden Endbereich der Abgasrückführleitung
zumindest bereichsweise umgibt. Durch das Abschirmelement ist somit
der Innenraum der Einlasseinrichtung besonders wirksam vor Auswirkungen
heißen Abgases geschützt.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem
Abschirmelement und einer Innenwand der Einlasseinrichtung ein wärmeisolierender
Zwischenraum ausgebildet. Durch das Vermeiden einer direkten Anlage
des Abschirmelementes mit der Innenwand der Einlasseinrichtung ist
ein weiter verbesserter Schutz der Einlasseinrichtung vor dem mit
heißem Abgas beaufschlagten Bereich des Abschirmelementes
gegeben.
-
Des
Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Endbereich der Abgasrückführleitung
wenigstens eine zumindest im Wesentlichen radial durchströmbare
Durchtrittsöffnung aufweist, wobei zumindest der Endbereich
axial einer Strömungsrichtung der Frischluft ausgerichtet
ist. Dadurch ist ein besonders effizientes Vermischen der Frischluft
mit dem rückgeführten Abgas innerhalb einer sehr
kurzen Strecke ermöglicht. Das rasche und gute Durchmischen
sorgt für eine weitgehende Gleichverteilung der mit dem rückgeführten
Abgas gemischten Frischluft. Die beschriebene Anordnung erweist
sich damit als besonders robust in Bezug auf eine Vielzahl von Betriebszuständen
der Verbrennungskraftmaschine.
-
Weiterhin
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn ein maximaler Außendurchmesser
zumindest des Endbereichs der Abgasrückführleitung
25% bis 40%, bevorzugt 30% bis 35%, eines Innendurchmessers der
Einlasseinrichtung beträgt. Dadurch ist ein besonders geringes
Versperren eines Frischluftstroms durch die Abgasrückführleitung
gegeben.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgasrückführleitung in
einer Haltevorrichtung beweglich gehalten ist. Durch das bewegliche
Halten der Abgasrückführleitung ist es ermöglicht,
Bauteiltoleranzen sowie durch unterschiedlich hohe Temperaturen
bedingte Änderungen von Abmessungen der Bauteile auszugleichen.
Dadurch können Auswirkungen von heißen Abgasen
etwa in Form von auf die Abgasrückführleitung
und/oder die Einlasseinrichtung wirkenden Spannungen vermindert
werden.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Abgasrückführleitung
ein Tragelement für ein Dichtungselement angeordnet, wobei das
mit der Haltevorrichtung in Anlage gebrachte Dichtungselement gegenüber
der Haltevorrichtung mittels des Tragelementes verschiebbar ist.
Durch dieses elastische, kardanische Lagern der Abgasrückführleitung
in der Durchtrittsöffnung der Einlasseinrichtung ist ein
besonders weitgehendes Bewegen der Abgasrückführleitung
in alle Raumrichtungen in Bezug auf die Einlasseinrichtung ermöglicht.
-
Des
Weiteren ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Tragelement und der
Abgasrückführleitung zumindest bereichsweise ein
wärmeisolierender Zwischenraum vorgesehen ist. Dadurch
ist ein Ausbilden einer Wärmebrücke zwischen dem
Tragelement und einer Außenseite der Abgasrückführleitung sowie
zwischen der Abgasrückführleitung und dem Dichtungselement
sehr weitgehend eingeschränkt.
-
Schließlich
hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Einlasseinrichtung
als ein aus zumindest bereichsweise aus einem Kunststoff bestehender Krümmer,
insbesondere Ladeluftkrümmer, ausgebildet ist. Dadurch
ist ein Verwenden besonders kostengünstiger und leichter
Werkstoffe für den Ladeluftkrümmer ermöglicht.
Durch ein Reduzieren des Gewichtes von der Verbrennungskraftmaschine
zugeordneten Bauteilen kann der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine
gesenkt werden.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
-
1 einen
ersten Querschnitt durch eine Einlasseinrichtung mittels welcher
eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges Frischluft zuführbar
ist, wobei in einer Durchtrittsöffnung der Einlasseinrichtung
eine Abgasrückführleitung aufgenommen ist;
-
2 einen
zweiten Querschnitt durch die Einlasseinrichtung gemäß 1;
-
3 eine
perspektivische Ansicht der Einlasseinrichtung gemäß 1 und
-
4 den
erste Querschnitt durch die Einlasseinrichtung gemäß 1,
wobei einige Details weggelassen wurden.
-
1 zeigt
einen Querschnitt durch eine Einlasseinrichtung 10, mittels
welcher Frischluft einer vorliegend nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine
eines Kraftfahrzeuges zuführbar ist. Die Einlasseinrichtung 10 umfasst
vorliegend einen Ladeluftkrümmer aus Kunststoff. Eine Frischluftklappe 12 ist
in 1 parallel einer durch einen Pfeil gekennzeichneten
Strömungsrichtung 14 ausgerichtet, so dass ein
besonders großer Massenstrom an Frischluft mittels der
Einlasseinrichtung 10 der Verbrennungskraftmaschine zuführbar
ist.
-
Die
Einlasseinrichtung 10 weist eine Durchtrittsöffnung 16 auf,
in welcher eine Abgasrückführleitung 18 aufgenommen
ist. Die Abgasrückführleitung 18 ist
vorliegend in Edelstahl ausgeführt. Eine Haltevorrichtung 20 ist
im Bereich der Durchtrittsöffnung 16 an dem Ladeluftkrümmer
mittels Schrauben festgelegt. Die Haltevorrichtung 20 umgibt
einen in einen Innenraum 22 der Einlasseinrichtung 10 hineinragenden
Bereich der Abgasrückführleitung 18 so,
dass ein Endbereich 24 der Haltevorrichtung 20 mit
einem Bereich der Abgasrückführleitung 18 in
Anlage ist.
-
Zwischen
dem Endbereich 24 der Haltevorrichtung 20 und
der Durchtrittsöffnung 16 ist ein die Abgasrückführleitung 18 umgebender
wärmeisolierender Zwischenraum ausgebildet. Innerhalb dieses Zwischenraumes
ist die Abgasrückführleitung 18 von einem
Tragelement 26 umgeben, welches mit der Abgasrückführleitung 18 verbunden
ist. Das Tragelement 26 weist eine außenumfangsseitige
Nut auf, in welcher ein Dichtungselement 28, welches vorliegend
als O-Ring ausgeführt ist, angeordnet ist.
-
Die
Abgasrückführleitung 18 ist somit in
der Haltevorrichtung 20 beweglich gehalten und elastisch
gelagert derart, dass der mit der Haltevorrichtung 20 in
Anlage gebrachte O-Ring mittels des Tragelementes 26 gegenüber
der Haltevorrichtung 20 verschiebbar ist. Darüber
hinaus ist die das Dichtungselement 28 aufnehmende außenumfangsseitige
Nut des Tragelementes 26 breiter als ein Außendurchmesser
des O-Ringes, so dass das Tragelement 26 und mit dem Tragelement 26 die
Abgasrückführleitung 18 auch gegenüber
dem Dichtungselement 28 in geringem Maße verschiebbar
ist. Ein Außendurchmesser der Abgasrückführleitung 18 ist
gemäß 1 geringer als ein Innendurchmesser
der Durchtrittsöffnung 16, so dass eine kardanische
Lagerung der Abgasrückführleitung 18 in
der Durchtrittsöffnung 16 hergestellt ist.
-
Durch
das bewegliche Halten der Abgasrückführleitung 18 in
der Haltevorrichtung 20 führt etwa eine Temperaturerhöhung
der Abgasrückführleitung 18 in Folge
eines Durchströmtwerdens mit dem heißen Abgas
nicht zu Spannungen in angrenzenden Bauteilen der Einlasseinrichtung 10.
Zudem können so Bauteiltoleranzen kompensiert werden.
-
Die
Abgasrückführleitung 18 ist zudem durch einen
wärmeisolierenden Zwischenraum 30 zwischen dem
Tragelement 26 und der Abgasrückführleitung 18 thermisch
von dem Ladeluftkrümmer aus Kunststoff entkoppelt. Der
wärmeisolierende Zwischenraum 30 ist hierbei im
Bereich des Tragelementes 26 um die Abgasrückführleitung 18 umlaufend ausgebildet.
Durch ein Verwenden kostengünstiger und leichter Werkstoffe,
wie etwa den Kunststoff, für den Ladeluftkrümmer,
können Gewichtsreduktionen der Einlasseinrichtung 10 erreicht
werden, welche als ein Baustein einer Leichtbauweise zu einer Kraftstoffeinsparung
der Verbrennungskraftmaschine beitragen.
-
In 1 ist
des Weiteren erkennbar, dass ein in den Innenraum 22 der
Einlasseinrichtung 10 hineinragender Endbereich 32 der
Abgasrückführleitung 18 axial der Strömungsrichtung 14 der
Frischluft ausgerichtet ist. Der Endbereich 32 weist radial durchströmbare
Durchtrittsöffungen 34 sowie, in Strömungsrichtung
des Abgases anschließend, ein konvexes Abdeckelement 36 auf.
Hierdurch ist ein Querausströmen des zurückgeführten
Abgases in Bezug auf die Strömungsrichtung 14 der
Frischluft erreichbar.
-
Dadurch
ist ein besonders gutes Durchmischen der Frischluft mit dem Abgas
ermöglicht. Zu dem homogenen Durchmischen des rückgeführten Abgases
mit der Frischluft trägt zudem ein Abschirmelement 38 bei,
welches den Endbereich 32 der Abgasrückführleitung 18 in
Form einer metallischen Hülse umgibt. Das Durchmischen
des rückgeführten Abgases mit der Frischluft wird
durch das im Wesentlichen senkrechte Anströmen des Abschirmelementes 38 durch
das radial aus der Abgasrückführleitung 18 ausströmende
Abgas nochmals verbessert.
-
Ein
maximaler Außendurchmesser des Endbereiches 32 der
Abgasrückführleitung 18 beträgt vorliegend
rund 35% eines Innendurchmessers der Einlasseinrichtung 10.
Dadurch ist ein sehr geringes Versperren eines zugeführten
Frischluft-Ladeluftstromes durch die Abgasrückführleitung 18 gegeben.
Ein durch die Abgasrückführleitung 18 bewirkter
Druckverlust im Innenraum 22 der Einlasseinrichtung 10 ist hierdurch
minimiert.
-
Durch
das gute Durchmischen der Frischluft mit dem rückgeführten
Abgas innerhalb einer besonders kurzen Strecke ist eine besonders
gute Gleichverteilung des einzelnen Zylindern der Verbrennungskraftmaschine
mittels der Einlasseinrichtung 10 zuführbaren
Luftgemisches für eine Vielzahl relevanter Lastzustände
der Verbrennungskraftmaschine erzielbar.
-
Um
das als metallische Hülse ausgebildete Abschirmelement
ist ein das Abschirmelement 38 umgebender, wärmeisolierender
Zwischenraum 40 ausgebildet. Dadurch ist eine Innenwand 42 des
aus Kunststoff ausgebildeten Ladeluftkrümmers vor dem heißen,
rückgeführten Abgas geschützt. Innerhalb des
Endbereiches 32 der Abgasrückführleitung 18 ist ein
Ausbilden einer Wärmebrücke zwischen dem Abschirmelement 38 und
der Innenwand 42 des Ladeluftkrümmers also dadurch
verhindert, dass keine direkte Anlage des Abschirmelementes 38 mit
der Innenwand 42 des Ladeluftkrümmers besteht.
Das Abschirmelement 38 ist bevorzugt an einem Ende über eine
Klemm-, Steck-, Schraub- oder anderweitig ausgeführte Verbindung
lösbar oder unlösbar an dem Ladeluftkrümmer
befestigt.
-
2 zeigt
einen weiteren Querschnitt durch die Einlasseinrichtung 10 gemäß 1.
Hierbei ist insbesondere erkennbar, dass das Abschirmelement 38 eine
außenseitige Vertiefung 44 aufweist. Durch die
Vertiefung 44 ist ein Kanal zwischen dem Abschirmelement 38 und
der Innenwand 42 des Ladeluftkrümmers gebildet,
welcher als Messkanal zur Messung eines statischen Drucks, insbesondere
des Ladeluftdruckes im Innenraum 22 der Einlasseinrichtung 10,
dient. Die Vertiefung ist bevorzugt wie in 3 gezeigt
strömungsgünstig ausgestaltet, um Druckverluste
im Ladeluftkrümmer aufgrund des verringerten Strömungsquerschnitts
zu minimieren. In der Vertiefung 44 kann sich Kondensat,
welches mit Rußpartikeln oder dergleichen Abgasbestandteilen verunreinigt
sein kann, sammeln. Am in Strömungsrichtung der Frischluft
gesehen stromaufwärtigen Ende der Vertiefung 44 ist
daher eine Ablauföffnung 47 vorgesehen, über
die ein Kondensat aus der Vertiefung 44 und dem Zwischenraum 40 ablaufen
kann. Dies dient insbesondere dem Schutz eines in 2 gezeigten
Drucksensors 46, welcher zum Bestimmen des Ladeluftdruckes
im Innenraum 22 der Einlasseinrichtung 10 vorgesehen
ist. Die Ablauföffnung 47 ist dabei vorteilhafterweise
wie in 4 gezeigt von einer Symmetrielinie 48 der
Vertiefung 44 beabstandet angeordnet. Auf diese Weise lassen
sich „Pfeifenschwingungen" bei einer ungünstigen
Anströmung der Öffnung vermeiden und eine Geräuschemission der
Einlasseinrichtung ist verringert. Zur Messung des statischen Drucks
sind der Zwischenraum 40 und die Vertiefung 44 in
Strömungsrichtung der Frischluft gesehen am stromaufwärtigen
Ende bevorzugt geschlossen ausgeführt.
-
Der
Drucksensor 46 ist so angeordnet, dass er ebenfalls durch
das Abschirmelement 38 geschützt ist. Dadurch
ist eine besonders große Robustheit beim Messen des statischen
Ladedrucks im Innenraum 22 der Einlasseinrichtung 10 mittels
des Drucksensors 46 erreicht. Der Zwischenraum 40 zwischen
dem Abschirmelement 38 und der Innenwand 42 des
Ladeluftkrümmers hat damit eine über das thermische
Entkoppeln der Einlasseinrichtung 10 von dem heißen,
rückgeführten Abgas hinausgehende Funktionen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-