DE102010003798A1

DE102010003798A1 - Niederdruck-Abgasrückführsystem mit Wärmerückgewinnung

Info

Publication number: DE102010003798A1
Application number: DE102010003798A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kuske; Christian Winge Vigild
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-10-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Niederdruck-Abgasrückführsystem (1) eines Verbrennungsmotors, wobei ein Abgassteuerventil (7) in einer Endabgasleitung (6) angeordnet ist, wobei stromauf des Abgassteuerventils (7) eine Abgasrückführung (8) abzweigt, welche einen Kühlerzweig (9), in dem ein stromab eines Abgaskühlers (17) ein Abgassteuerventil (12) angeordnet ist, und einen diesen umgehenden Bypaß (11), in dem ein Bypaßventil (13) angeordnet ist, aufweist. Die Erfindung betrifft aber auch ein Verfahren zum Steuern eines solchen Niederdruck-Abgasrückführsystem (1). Es wird vorgeschlagen, dass aus dem Kühlerzweig (9) stromab des Abgaskühlers (17) und stromauf des Abgasrückführventils (12) eine Rückführleitung (18) abzweigt, in welcher ein Steuerelement (19) angeordnet ist, und welche stromab des Abgassteuerventils (7) in der Endabgasleitung (6) mündet, wobei auch vorgeschlagen wird, dass die Abgasrückführung (8) zusammen mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (21) angeordnet ist. Das Niederdruck-Abgasrückführsystem (1) vereint die Vorteile der Abgasrückführung und der Wärmerückgewinnung in sich, wobei das Niederdruck-Abgasrückführsystem (1) in einem Aspekt der Erfindung so steuerbar ist, dass der Abgaskühler (17) in dem Kühlerzweig (9) durchströmt wird, auch wenn eine Abgasrückführung bzw. eine Kühlung der rückgeführten Abgase nicht notwendig ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Niederdruck-Abgasrückführsystem, eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, wobei ein Abgassteuerventil in einer Abgasleitung angeordnet ist, und wobei stromauf des Abgassteuerventils eine Abgasrückführung abzweigt, welche einen Kühlerzweig und einen diesen umgehenden Bypaß aufweist, wobei in dem Kühlerzweig stromab eines Abgaskühlers ein Abgasrückführventil angeordnet ist, und wobei in dem Bypaß ein Bypaßventil angeordnet ist. Die Erfindung betrifft aber auch ein Verfahren zum Steuern eines Niederdruck-Abgasrückführsystems.
Abgasrückführsysteme werden bei Verbrennungsmotoren verwendet, um die Emissionen des Verbrennungsmotors zum Beispiel bezüglich der Stickoxide zu reduzieren. Eine Abkühlung der rückgeführten Abgase mittels des Abgaskühlers reduziert die NOx-Emission weiter.
Bei der Niederdruck-Abgasrückführung wird rückzuführendes Abgas stromab von Abgasnachbehandlungseinrichtungen aber stromauf des Abgassteuerventils aus der Abgasleitung entnommen und dem Verbrennungsmotor an seiner Einlaßseite zugeführt. Abgasnachbehandlungseinrichtungen können z. B. als Katalysator und/oder als Partikelfilter (Dieselpartikelfilter) ausgeführt sein. Der Vorteil der Niederdruck-Abgasrückführung besteht darin, dass im Wesentlichen gereinigte Abgase den Abgaskühler des Niederdruck-Abgasrückführsystems durchströmen, was sich vorteilhaft auf eine verbesserte Lebensdauer des Abgaskühlers auswirkt, da das rückgeführte Abgas im Wesentlichen frei von Ruß und Kohlenwasserstoffverbindungen ist.
Das Abgassteuerventil ist dabei die Komponente, welche eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung (welche den Kühlerzweig und den Bypaß aufweist) steuern bzw. bewirken kann, wenn dieses zumindest teilweise geschlossen, bevorzugt vollständig geschlossen wird. In Zusammenwirken mit dem Bypaßventil und/oder dem Abgasrückführventil kann so die jeweils benötigte Abgasrückführrate gesteuert werden.
Bekannt ist aber auch, dass die Wärmeenergie der Abgase des Verbrennungsmotors rückgewonnen wird, um so z. B. die Warmlaufphase des Verbrennungsmotors zu reduzieren, wobei Abgase durch einen Abgaswärmetauscher geleitet, werden, so dass Wärme der Abgase auf das im Wärmetauscher zirkulierendes Wärmetauschermedium übertragen wird. das Wärmetauschermedium kann Kühlmittel des Verbrennungsmotors sein. Denkbar ist auch, dass die rück gewonnene Wärme zum Beispiel einer Kabinenheizung zugeführt wird.
Beide Systeme, also die Abgasrückführung und die Wärmerückgewinnung, aber auch die Abgasnachbehandlungseinrichtung sind getrennt voneinander vorgesehen, und benötigen mit ihren Komponenten erheblichen Einbauraum, welcher in bzw. an Kraftfahrzeugen nur beschränkt zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Niederdruck-Abgasrückführsystem der Eingangs genannten und ein Verfahren zu dessen Steuern anzugeben, bei welchem mit einfachen Mitteln ein reduzierter Einbauraum erreichbar ist, auch wenn das Kraftfahrzeug bzw. der Verbrennungsmotor Einrichtungen zur Wärmerückgewinnung aus dessen Abgase und Abgasnachbehandlungseinrichtungen aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Niederdruck-Abgasrückführsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder des Anspruchs 2 gelöst. In einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass aus dem Kühlerzweig stromab des Abgaskühlers und stromauf des Abgasrückführventils eine Rückführleitung abzweigt, in welcher ein Steuerelement angeordnet ist, und welche stromab des Abgassteuerventils in der Abgasleitung mündet. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abgasrückführung zusammen mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse einer Abgasnachbehandlungseinrichtung angeordnet ist. Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe gelingt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5.
Überraschender Weise integriert das Niederdruck-Abgasrückführsystem dabei zusätzlich zur Funktion der Abgasrückführung die Funktion der Wärmerückgewinnung aus den Abgasen des Verbrennungsmotors. Vorteilhaft ist der Abgaskühler dabei mit dem Kühlsystem des Verbrennungsmotors bzw. mit dem thermischen Management des Kraftfahrzeuges verbunden, so dass die rück gewonnene Wärme über das in dem Abgaskühler zirkulierende Wärmetauschermedium dem thermischen Managementsystem bzw. dem Kühlsystem zur Verfügung gestellt werden kann. Vorteilhaft ist die Rückführleitung vorgesehen, welche aus der Kühlerleitung abzweigt, so dass bei einem Schließen des Abgassteuerventils zwar Abgase durch das Niederdruck-Abgasrückführsystem strömen können, in einem bestimmten Modus aber nicht mit der Frischluft des Verbrennungsmotors vermischt werden, wenn das Abgasrückführventil geschlossen ist. Vorzugsweise ist das Bypaßventil dann vollständig geschlossen. Mit anderen Worten ist es mit einer entsprechenden Ansteuerung der Ventile und des Steuerelementes möglich, Abgase durch die Abgasrückführung strömen zu lassen, und deren Wärme zu nutzen, wenn eine Abgasrückführung bzw. eine Kühlung der rückgeführten Abgase nicht erforderlich ist, wobei die (eigentlich) rück geführten Abgase über die Rückführleitung in Richtung zur Endabgasleitung strömen können.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung ist z. B. als Katalysator und/oder Dieselpartikelfilter ausgeführt.
Zweckmäßig ist, wenn die Komponenten des Niederdruck-Abgasrückführsystems zusammen mit der Rückführleitung in dem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Die Rückführleitung ist dabei günstiger Weise durch eine, bevorzugt abdichtbare Öffnung aus dem Gehäuse in Richtung zur Endabgasleitung herausgeführt, wobei günstiger Weise auch für andere Leitungen, wie zum Beispiel Kühlmittelleitungen und Abgasleitungen aber auch elektrische Leitungen entsprechend abdichtbare Öffnungen vorgesehen sein können. Diese vorteilhafte Ausgestaltung bedingt einen geringeren Bauraum, da alle benötigten Komponenten der Wärmerückgewinnung, der Abgasrückführung und der Abgasnachbehandlung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Dies ist auch bezüglich der erreichten geringeren Teileanzahl vorteilhaft, was sich wiederum günstig auf geringe Kosten und geringeres Gewicht auswirkt.
Vorteilhaft ist das Niederdruck-Abgasrückführsystem so steuerbar, dass weitere, unterschiedliche Modi erreichbar sind.
Zweckmäßig ist, wenn das Abgassteuerventil, so angesteuert wird, dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung generiert, wobei das Bypaßventil und das Steuerelement geschlossen wird, und das Abgasrückführventil zumindest teilweise, bevorzugt vollständig geöffnet wird, so dass rückgeführte Abgase durch den Abgaskühler in die Frischluftleitung strömen, und so dass rückgeführte Abgase in dem Abgaskühler gekühlt werden, in welchem Wärme auf das Wärmetauschermedium übertragen wird.
Günstig ist auch, wenn das Abgassteuerventil, so angesteuert wird, dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung generiert, wobei das Abgasrückführventil und das Steuerelement geschlossen und das Bypaßventil zumindest teilweise, bevorzugt vollständig geöffnet wird, so dass rückgeführte Abgase durch den Bypaß strömend in die Frischluftleitung gelangen. Dieser Modus ist vorteilhaft, direkt nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors, wenn die Warmlaufphase mit den durch den Bypaß ungekühlten rückgeführten Abgasen unterstützt werden kann. Auch ist eine Kühlung wegen der Gefahr sich niederschlagenden Kondensats insbesondere für einen Kompressor eines Turboladers schädlich.
Ein weiterer Effekt des erfindungsgemäßen Niederdruck-Abgasrückführsystems gelingt hinsichtlich der Steuerung der Abgastemperatur rück geführter Abgase, welche mit der Frischluft des Verbrennungsmotors vermischt werden. Hierzu ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Bypaßventil und das Abgasrückführventil bei zumindest teilweise geschlossenem Abgassteuerventil zumindest teilweise geöffnet, bevorzugt vollständig geöffnet sind, so dass sich die durch den Bypaß geströmten ungekühlten Abgase mit den durch den Kühlerzweig geströmten, gekühlten Abgase vermischen, um so die Temperatur des der Einlaßseite des Verbrennungsmotors zugeführten Gasgemisches (Frischluft/rückgeführte Abgase) zu kontrollieren, was bei bestimmten Bedingungen hinsichtlich reduzierter Kohlenwasserstoffemissionen vorteilhaft ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
1 ein Niederdruck-Abgasrückführsystem gemäß der Erfindung in prinzipieller Ansicht in einem Modus, in welchem rückgeführte Abgase gekühlt werden,
2 das Niederdruck-Abgasrückführsystem aus 1 in einem Modus, in welchem rückgeführte Abgase nur über einen Bypaß strömen,
3 das Niederdruck-Abgasrückführsystem aus 1 in einem Modus, in welchem rückgeführte Abgase über eine Rückführleitung abgeleitet werden, und
4 das Niederdruck-Abgasrückführsystem aus 1 in einem Modus, in welchem die Temperatur der rückgeführten Abgase gesteuert wird.
In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
1 zeigt ein Niederdruck-Abgasrückführsystem 1 eines Verbrennungsmotors in der beispielhaften Ausführung als Dieselmotor in prinzipieller Ansicht.
Das Niederdruckabgas-Rückführsystem 1 zweigt stromab einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ab, welche einen Katalysator 3 und einen Dieselpartikelfilter 4 aufweist, welche beispielhaft dargestellt in Reihe geschaltet sind. Beispielhaft ist der Katalysator 3 stromauf des Dieselpartikelfilters 4 angeordnet. Natürlich kann auch eine umgekehrte Reihenfolge oder eine parallele Anordnung vorgesehen sein.
Die Abgase strömen aus dem Verbrennungsmotor kommend durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 und gelangen in eine Endabgasleitung 6.
Stromab der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ist ein Abgassteuerventil 7 in der Endabgasleitung 6 angeordnet. Stromauf des Abgassteuerventils 7 zweigt das Niederdruck-Abgasrückführsystem 1 mit seiner Abgasrückführung 8 aus der Endabgasleitung 6 ab. Die Abgasrückführung 8 teilt sich in eine Kühlerleitung 9 und einen, die Kühlerleitung 9 umgehenden Bypaß 11 auf.
In der Kühlerleitung 9 ist ein Abgasrückführventil 12 angeordnet. In dem Bypaß 11 ist ein Bypaßventil 13 angeordnet. Stromab der jeweiligen Ventile 12 und 13 vereinigen sich Bypaß 11 und Kühlerleitung 9 wieder zu der Abgasrückführung 8, welche in einer Frischluftleitung 14 mündet.
In der Frischluftleitung 14 ist beispielhaft ein Kompressor 16 eines Turboladers angeordnet, wobei die Abgasrückführung 8 bevorzugt stromauf des Kompressors 16 in der Frischluftleitung 14 mündet. Die Frischluftleitung 14 ist zu einer Eingangsseite des Verbrennungsmotors weitergeführt. Stromab des Kompressors 16 kann ein Ladeluftkühler angeordnet sein.
In der Kühlerleitung 9 ist stromauf des Abgasrückführventils 12 ein Abgaskühler 17 angeordnet. Der Abgaskühler 17 ist vorteilhaft mit einem nicht dargestellten Kühlsystem bzw. einem thermischen System des Kraftfahrzeuges verbunden. Durchströmen rückgeführte Abgase den Abgaskühler 17, so dient dieser einerseits dazu die rückgeführten Abgase gegebenenfalls zu kühlen, und die den rückgeführten Abgasen innewohnende Wärme an ein Wärmetauschermedium, also z. B. an Kühlmittel bzw. Kühlmedium zu übertragen. Der Abgaskühler 17 hat also eine Doppelfunktion, nämlich zum einen die rückgeführten Abgase zu kühlen, und zum anderen die gewonnene Abgaswärme auf das Kühlmittel bzw. Kühlmedium zu übertragen. Durch die rück gewonnene Wärmeenergie können Vorteile hinsichtlich einer reduzierten Warmlaufphase des Verbrennungsmotors erreicht werden. Die Vorteile der Abgasrückführung sind bekannt.
Stromab des Abgaskühlers 17 zweigt eine Rückführleitung 18 aus der Kühlerleitung 9 ab. In der Rückführleitung 18 ist ein Steuerelement 19 angeordnet. Die Rückführleitung 18 ist in Richtung zur Endabgasleitung 6 geführt, und mündet stromab des Abgassteuerventils 7 in der Endabgasleitung 6.
Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, das Niederdruck-Abgasrückführsystem 1 mit seiner Abgasrückführung 8, und den in diesen angeordneten Komponenten Bypaßventil 13, Abgasrückführventil 12 und Abgaskühler 17 und die Rückführleitung 18 mit dem Steuerelement 19 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 21, bevorzugt in dem Gehäuse 21 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 angeordnet. Die Rückführleitung 18, aber auch die Abgasrückführung 8 sowie die Endabgasleitung 6 und nicht dargestellte elektrische Leitungen durchgreifen das Gehäuse 21 durch abdichtbare Öffnungen. Das Abgassteuerventil 7 ist ebenso wie die Frischluftleitung 14 außerhalb des Gehäuses 21 angeordnet.
Die Ventile bzw. Steuerelemente 7, 12, 13, 19 sind mit einer Steuereinheit, bevorzugt einer zentralen Steuereinheit verbunden, und über diese separat aber simultan ansteuerbar. In dem Steuergerät werden entsprechende Steuersignale erzeugt, welche durch Ansteuern der Ventile bzw. Steuerelemente 7, 12, 13, 19 einen gewünschten Abgasstrom durch das Niederdruck-Abgassystem 1 bzw. in die entsprechenden Leitungen bewirken. Die Ventile 7, 12, 13, 19 sind stufenlos separat aber simultan zwischen einem vollständigen Öffnen und einen vollständigen Schließen steuerbar.
Irr 1 ist ein Modus 22 gezeigt, bei welchem rückzuführende Abgase gekühlt werden. Der Modus 22 wird durchgeführt, wenn entsprechende Signale bzw. Betriebszustände in der Steuereinheit generiert bzw. detektiert werden.
Bei diesem Modus 22 ist das Abgassteuerventil 7 beispielhaft vollständig geschlossen. Die aus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 strömenden Abgase gelangen so vollständig in die Abgasrückführung 8. Das Bypaßventil 13 ist vollständig geschlossen. Das Abgasrückführventil 12 ist vollständig geöffnet, so dass die rückgeführten Abgase in dem Abgaskühler 17 gekühlt werden, und gekühlt in die Frischluftleitung 14 gelangen. Das Steuerelement 19 ist vollständig geschlossen, so dass die Rückführleitung 18 verschlossen ist.
Unter anderem bei diesem Modus 22 generiert der Abgaskühler 17 seine oben beschriebene Doppelfunktion, wobei Abgase entsprechend der gewünschten Rate rückgeführt werden, und die den rückgeführten Abgasen innewohnende Wärme rückgewonnen und nutzbar ist. Vorteilhaft dient der Abgaskühler 17 also als zusätzliche Wärmequelle, also in Zusammenwirken mit den Verbindungsleitungen z. B. zum Kühlsystem des Verbrennungsmotors quasi als Wärmerückgewinnungseinrichtung, was sich besonders vorteilhaft während der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors auswirkt. Da die Kühlmitteltemperatur durch die aufgenommene Wärme der rückgeführten Abgase erhöht wird, beeinflußt die zurück gewonnene Wärme so vorteilhaft Reibungsverluste und Kraftstoffverbrauch zu günstigeren Werten. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die einzelnen Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse 21 angeordnet sind, was zu einer sehr komplexen Ausführung mit einer geringen Teileanzahl führt, was sich wiederum in reduzierten Kosten beispielsweise Montagekosten im Vergleich zu voneinander getrenntem Niederdruck-Abgasrückführsystem, Abgasnachbehandlungseinrichtung und Wärmerückgewinnung niederschlägt, denn es ist nur noch ein System zu montieren, welches die genannten Funktionen in sich vereinigt.
Selbstverständlich können das Abgassteuerventil 2 und das Abgasrückführventil 5 auch teilweise geöffnet sein, je nach dem welche Abgasrückführrate erforderlich ist.
In 2 ist ein Modus 23 dargestellt, bei welchem die rückgeführten Abgase vollständig durch den Bypaß 11 strömen. Bei diesem Modus 23 sind das Abgassteuerventil 7 und das Abgasrückführventil 12, aber auch das Steuerelement 19 vollständig geschlossen. Das Bypaßventil 13 ist zumindest teilweise, wie dargestellt, beispielhaft vollständig geöffnet.
Der Modus 23 wird durchgeführt, wenn entsprechende Signale bzw. Betriebszustände in der Steuereinheit generiert bzw. detektiert werden.
Der Modus 23 wird durchgeführt, wenn Abgasrückführung erforderlich ist, eine Kühlung der rückgeführten Abgase aber nicht sinnvoll ist. Dies kann der Fall sein, wenn der Verbrennungsmotor in seiner Warmlaufphase direkt nach einem Kaltstart unmittelbar mit entsprechend warmen Abgasen unterstützt werden soll. Denkbar ist auch ein Zustand, bei welchem der Verbrennungsmotor unter geringer Last bei geringeren Abgastemperaturen betrieben wird. Eine weitere Abkühlung der rückgeführten Abgase wäre eher schädlich, da sich Kondensat niederschlagen könnte, was insbesondere für den Kompressor 16 schädlich ist.
Das den Bypaß 11 durchströmende, rückgeführte Abgas, gelangt also ungekühlt in die Frischluftleitung 14.
In 3 ist ein Modus 24 dargestellt, bei welchem das Abgasteuerventil 7, das Bypaßventil 13 und das Abgasrückführventil 12 vollständig geschlossen sind. Das Steuerelement 19 ist beispielhaft vollständig geöffnet.
Der Modus 24 wird durchgeführt, wenn entsprechende Signale bzw. Betriebszustände in der Steuereinheit generiert bzw. detektiert werden.
Bei diesem Modus 24 wird eine Abgasrückführung bzw. eine Kühlung rückgeführter Abgase nicht benötigt. Gleichwohl ist der Vorteil der Erfindung ersichtlich, denn obwohl keine Abgasrückführung bzw. keine Kühlung erforderlich ist, ist es möglich den Abgaskühler mit (eigentlich) rückgeführten Abgasen durchströmen zu lassen, um deren inhärente Wärme zurück zu gewinnen, ohne dass die rückgeführten Abgase in die Frischluftleitung 14 gelangen. Denn die (eigentlich) rückgeführten Abgase strömen durch das geöffnete Steuerelement 19 entlang der Rückführleitung 18 in Richtung zur Endabgasleitung 6, welche zur Umgebung mündet.
In dem Modus 24 ist aber auch denkbar, dass das Abgasrückführventil 12 und das Steuerelement 19 aufeinander abgestimmt teilweise geöffnet bzw. geschlossen werden, so dass ein Teil der rückgeführten Abgase in die Frischluftleitung 14 gelangen kann.
In 4 ist ein Modus 26 dargestellt, bei welchem das Abgassteuerventil 7 und das Steuerelement 19 vollständig geschlossen sind. Das Bypaßventil 13 und das Abgasrückführventil 12 sind angepaßt aufeinander geöffnet. Beispielhaft ist eine jeweils vollständige Öffnung beider Ventile 12 und 13 dargestellt. Die Modi 22 und 23 sind hiervon unterschiedlich zu betrachten, was bedeutet, dass im Modus 26 ein vollständiges Öffnen des einen Ventils 12 oder 13 bei einem voltständigen Schließen des anderen Ventils 13 oder 12 ausgeschlossen werden soll, ansonsten würden die Modi 22 oder 23 durchgeführt.
Der Modus 26 wird durchgeführt, wenn entsprechende Signale bzw. Betriebszustände in der Steuereinheit generiert bzw. detektiert werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit jeweils vollständig geöffneten Ventil 12 und 13, teilt sich der rückgeführte Abgasstrom auf den Bypaß 11 und auf die Kühlerleitung 9 auf, so dass ein Teil der rückgeführte Abgase durch den Abgaskühler 17 strömend gekühlt werden, und der andere Teil, welcher durch den Bypaß 11 strömt nicht gekühlt wird.
Da sich der Bypaß 11 und die Kühlerleitung 9 stromab der jeweiligen Ventile 13 bzw. 12 wieder zur Abgasrückführung 8 vereinigen, vermischen sich so beide Teilabgasströme und gelangen gemeinsam in die Frischluftleitung 14. Durch die Vermischung beider Abgasströme unterschiedlicher Temperatur ist so die Temperatur des der Einlaßseite des Verbrennungsmotors zugeführten Gasgemisches (Frischluft/rück geführte Abgase) steuerbar.

Claims

Niederdruckabgas-Rückführsystem, wobei ein Abgassteuerventil (7) in einer Endabgasleitung (6) angeordnet ist, wobei stromauf des Abgassteuerventils (7) eine Abgasrückführung (8) abzweigt, welche einen Kühlerzweig (9), in dem ein stromab eines Abgaskühlers (17) ein Abgasrückführventil (12) angeordnet ist, und einen diesen umgehenden Bypaß (11), in dem ein Bypaßventil (13) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet dass aus dem Kühlerzweig (9) stromab des Abgaskühlers (17) und stromauf des Abgasrückführventils (12) eine Rückführleitung (18) abzweigt, in welcher ein Steuerelement (19) angeordnet ist, und welche stromab des Abgassteuerventils (7) in der Endabgasleitung (6) mündet.
Niederdruck-Abgasrückführsystem, wobei ein Abgassteuerventil (7) in einer Endabgasleitung (6) angeordnet ist, wobei stromauf des Abgassteuerventils (7) eine Abgasrückführung (8) abzweigt, welche einen Kühlerzweig (9), in dem ein stromab eines Abgaskühlers (17) ein Abgasrückführventil (12) angeordnet ist, und einen diesen umgehenden Bypaß (11), in dem ein Bypaßventil (13) angeordnet ist, aufweist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführung (8) zusammen mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung und einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (21) angeordnet ist.
Niederdruck-Abgasrückführsystem nach Anspruch 1 oder 2, welches eine Funktion einer Wärmerückgewinnung integriert hat, auch wenn eine Abgasrückführung nicht erforderlich ist.
Niederdruck-Abgasrückführsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Kühlerleitung (9) der Abgasrückführung angeordnete Abgaskühler (17) mit einem Kühlsystem verbunden ist.
Verfahren zum Steuern einer Niederdruck-Abgasrückführsystem (1), wobei ein Abgassteuerventil (7) in einer Endabgasleitung (6) angeordnet ist, wobei stromauf des Abgassteuerventils (7) eine Abgasrückführung (8) abzweigt, welche einen Kühlerzweig (9), in dem ein stromab eines Abgaskühlers (17) ein Abgasrückführventil (12) angeordnet ist, und einen diesen umgehenden Bypaß (11), in dem ein Bypaßventil (13) angeordnet ist, aufweist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Ansteuern des Abgassteuerventils (7), so dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung (8) generiert, und Schließen des Bypaßventils (13), zumindest teilweises Schließen des Abgasrückführventils (12), zumindest teilweises Öffnen eines Steuerelementes (19), welches in einer Rückführleitung (18) angeordnet ist, die aus einer Abgasrückführung (8) abzweigt und stromab des Abgassteuerventils (7) in einer Endabgasleitung (6) mündet, so dass der Abgaskühler (17) von dem rückgeführten Abgasstrom durchströmt wird, und so dass die rückgeführten Abgase zumindest teilweise über die Rückführung (18) in die Endabgasleitung (6) strömen und, so dass rückgeführte Abgase in dem Abgaskühler (17) gekühlt werden, in welchem Wärme auf ein Wärmetauschermedium übertragen wird, auch wenn keine Kühlung oder nur eine geringe Kühlung durch die Abgasrückführung (8) strömender Abgase erforderlich ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführventil (12) vollständig geschlossen wird, so dass die über die Abgasrückführung (8) strömenden Abgase vollständig durch den Abgaskühler (17) und die Rückführleitung (18) in Richtung zur Endabgasleitung (6) strömen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, umfassend das Ansteuern des Abgassteuerventils (7), so dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung (8) generiert, Schließen des Bypaßventils (13), Schließen des Steuerelementes (19), zumindest teilweises Öffnen des Abgasrückführventils (12), so dass rückgeführte Abgase durch den Abgaskühler (17) in eine Frischluftleitung (14) strömen, und so dass rückgeführte Abgase in dem Abgaskühler (17) gekühlt werden, in welchen Wärme auf ein Wärmetauschermedium übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, umfassend das Ansteuern des Abgassteuerventils (7), so dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung (8) generiert, das Schließen des Abgasrückführventils (12), das Schließen des Steuerelementes (19), das Öffnen des Bypaßventils (13), so dass rückgeführte Abgase nur durch den Bypaß (11) strömend in die Frischluftleitung (14) gelangen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, umfassend Ansteuern des Abgassteuerventils (7), so dass dieses eine Abgasströmung durch die Abgasrückführung (8) generiert, das Schließen des Steuerelementes (19), das teilweise Öffnen des Abgasrückführventils (12), das teilweise Öffnen des Bypaßventils (13), so dass ein Teil der durch die Abgasrückführung (8) strömenden Abgase mittels des Abgaskühlers (17) gekühlt werden, wobei sich die durch den Bypaß (11) und die Kühlerleitung (9) strömenden Teilabgasströme stromab des Bypaßventils (13) und das Abgasrückführventils (12) vermischen, so dass eine Temperatur des dem Verbrennungsmotors zugeführten Gasgemisches steuerbar ist, und so dass Wärme des durch die Kühlerleitung (9) strömenden Teilabgasstromes in dem Abgaskühler (17) auf ein Wärmetauschermedium übertragbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (7, 12, 13) und das Steuerelement (19) separat voneinander aber simultan ansteuerbar sind und jeweils stufenlos zwischen der geöffneten und geschlossenen Position einstellbar sind.