DE102010048465A1 - Abgasrückführung mit Kondensatabführung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad (AGR-Abgasrückführung) (16) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen einem in dem AGR-Pfad (16) angeordneten Kondensatsammelbereichs (23) und einem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') angesammeltes Kondensat zumindest teilweise aus dem Kondensatsammelbereich (23) in den Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') abgeführt wird, wenn in dem Kondensatsammelbereich (23) ein höherer Druck herrscht als in dem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'').

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad (AGR-Abgasrückführung) einer Brennkraftmaschine. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine AGR-Vorrichtung und eine Abgasanlage mit einer derartigen AGR-Vorrichtung.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung (AGR) wird ein bestimmter Anteil des Abgases über einen AGR-Pfad wieder der Brennkraftmaschine zugeführt. Unter bestimmten Bedingungen kann dabei im AGR-Pfad Kondensat aus dem Abgas bzw. aus einem Abgas-/Frischluftgemisch ausfallen. Durch das Kondensat kann es zur Versottung und Korrosion der Bauteile im AGR-Pfad kommen. Es ist somit sinnvoll, das Kondensat möglichst schnell und vollständig aus dem AGR-Pfad abzutransportieren oder die Kondensat-Bildung zu unterdrücken.
  • In der WO 2006/087062 A1 wird die Bildung im Falle einer Niederdruck-AGR dadurch vermieden, dass der Ladeluftkühler als Fallstromkühler ausgebildet ist, sodass sich eventuell entstehendes Kondensat am tiefsten Punkt des senkrecht stehenden Ladeluftkühlers ansammeln und nachfolgend abgeleitet werden kann. Im Falle einer Hochdruck-AGR ist zumindest ein AGR-Kühler bevorzugt der in Abgasströmungsrichtung letzte AGR-Kühler als ein derartiger Fallstromkühler ausgebildet, sodass sich das eventuell gebildete Kondensat am tiefsten Punkt des als Fallstromkühler ausgebildeten AGR-Kühlers sammeln kann.
  • In der EP 2 161 430 A1 ist ein Ladeluftkühler mit Kondensat-Ablauf beschrieben. Die AGR-Vorrichtung ist als Niederdruck-AGR ausgebildet. In dem Ladeluftkühler kann eventuell anfallendes Kondensat am tiefsten Punkt des Ladeluftkühlers gesammelt werden. Der Ladeluftkühler ist mit einer Kondensatablauföffnung ausgestattet, die über eine Kondensat-Ablaufleitung mit dem Frischluftpfad fluidisch verbunden ist. Dabei ist die Kondensat-Einleitungsstelle in Ladeluftströmungsrichtung nach dem Ladeluftkühler angeordnet. Die Kondensat-Ablauföffnung ist mittels eines Verschlusselementes verschließbar. Somit kann durch den Ladeluftkühler eventuell anfallendes Kondensat zurückgehalten werden, wenn eine Einleitung des Kondensates in den Frischluftpfad aufgrund des jeweiligen Betriebszustandes ungünstig ist. Ist eine Einleitung von Kondensat unproblematisch, so kann das Verschlusselement geöffnet werden und das Kondensat in den Frischluftpfad eingeleitet werden.
  • Die Abgasanlage der Brennkraftmaschine der WO 2009/048408 A1 ist mit einer Hochdruck-AGR ausgerüstet. Dabei sind im AGR-Pfad ein oder zwei erste/r AGR-Kühler und ein zweiter AGR-Kühler angeordnet. Mittels eines Vierwegeventils kann das Abgas in dem AGR-Pfad-Bereich der/des ersten Kühler/s zirkuliert werden. Durch die längere Kontaktzeit des Abgases mit dem/den ersten AGR-Kühler/n kann vermehrt Kondensat aus dem zirkulierenden Abgas abgeschieden werden. Mittels des abgeschiedenen Kondensates können der/die erste/n AGR-Kühler von Verschmutzungen zumindest teilweise gereinigt werden.
  • In der WO 2009/072963A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-AGR beschrieben. Im AGR-Pfad der AGR-Vorrichtung sind zwei ARG-Kühler angeordnet. Dabei kann in dem zweiten AGR-Kühler auftretendes Kondensat über eine AGR-Abführleitung in dem AGR-Pfad vor den ersten AGR-Kühler eingeleitet werden. Dabei ist der AGR-Kühler luftgekühlt ausgebildet und weist einen Kondensatsammelbereich auf, der über die Kondensatabführleitung mit dem AGR-Pfad vor dem ersten AGR-Kühler bzw. mit dem ersten AGR-Kühler fludisch leitend verbunden ist. Zum Abtransport des gebildeten Kondensates aus dem AGR-Pfad ist in der Kondensatabführleitung eine Pumpe angeordnet, mit der das Kondensat im Falle eines Gegendrucks in den AGR-Pfad transportiert werden kann. Eine Förderung des Kondensates mittels einer Pumpe im AGR-Pfad ist jedoch konstruktiv aufwendig und sind zudem weitere Bauteile vorhanden, können diese aufgrund der aggressiven, korrosiven Atmosphäre des rückgeführten Abgases geschädigt und in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Verfahren zur Abführung von Kondensat aus seinem AGR-Pfad einer Brennkraftmaschine, für eine AGR-Vorrichtung und eine Abgasanlage mit einer derartigen AGR-Vorrichtung eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen vereinfachten, weniger anfälligeren Transport des Kondensates in den jeweiligen Kondensatabführbereich auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Verfahren zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, einen eventuell auftretenden Druckunterschied zwischen einem in dem AGR-Pfad angeordneten Kondensatsammelbereich und einem Kondensatabführbereich derart zu nutzen, dass mittels des Druckunterschiedes in dem Kondensatsammelbereich angesammeltes Kondensat zumindest teilweise aus dem Kondensatsammelbereich in den Kondensatabführbereich abgeführt wird, wenn in dem Kondensatsammelbereich ein höherer Druck herrscht als in dem Kondensatabführbereich. Vorteilhaft kann durch Ausnutzung des Druckunterschiedes zwischen dem Kondensatsammelbereich und dem Kondensatabführbereich das Kondensat mittels dieses einfachen Verfahrensschrittes aus dem Kondensatsammelbereich abgeführt werden. Diese Art der Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad kann bei aufgeladenen Ottomotoren und auch bei aufgeladenen Dieselmotoren angewendet werden. Dabei können die jeweiligen Brennkraftmaschinen mit einer Hochdruck- und/oder Niederdruck-AGR ausgerüstet sein. Unter einem AGR-Pfad ist derjenige Leitungsbereich, inklusive der darin angeordneten und von dem rückgeführten Abgas durchströmten Bauteile, zu verstehen, mittels dem das rückgeführte Abgas dem Frischluftpfad zugeführt wird und der Teil des Frischluftpfades, der von dem rückgeführten Abgas durchströmt wird. Demzufolge ist der AGR-Pfad zwischen einer Abzweigungsstelle des Abgases aus dem Abgaspfad und der Brennkraftmaschine angeordnet. Der Abgaspfad ist demzufolge der Leitungsbereich, der von Abgas durchströmt wird. Der Frischluftpfad ist derjenige Leitungsbereich, über den der Brennkraftmaschine Frischluft zugeführt wird, wobei zumindest ein Abschnitt des Leitungsbereiches auch dem AGR-Pfad zugerechnet werden kann.
  • Unter einer Hochdruck-AGR versteht man eine AGR-Vorrichtung, bei der die Einleitungsstelle nach einem Verdichter einer Ladeeinrichtung angeordnet ist. Somit wird das rückgeführte Abgas in einen Hochdruckbereich eingeleitet. Unter einer Niederdruck-AGR versteht man demzufolge eine AGR-Vorrichtung, bei der die Einleitungsstelle für das rückgeführte Abgas vor einem Verdichter einer Ladeeinrichtung angeordnet ist. Somit wird bei einer Niederdruck-AGR das rückgeführte Abgas in einen Niederdruckbereich eingeleitet. Es ist die Kombination von Niederdruck-AGR und Hochdruck-AGR bei einer AGR-Vorrichtung möglich, sowie auch die einzelne Anwendung von Hochdruck- oder Niederdruck-AGR denkbar ist. Das in einem jeweiligen Wärmetauscher abgeschiedene Kondensat besteht aus hauptsächlich Wasser und Schwefeloxiden, die in Verbindung mit dem Wasser zur schwefeliger Säure beziehungsweise Schwefelsäure oder einem Gemisch daraus reagieren. Des Weiteren können im Kondensat Stickoxide beziehungsweise Stickoxidsäuren auftreten, sowie auch Verbrennungsrückstände. Problematisch an dem Kondensat ist vor allem bei schwefelhaltigem Kraftstoff das Auftreten von Schwefelsäure beziehungsweise schwefeliger Säure oder einem Gemisch aus beiden Säuren. So wird als Kondensat hauptsächlich hochkonzentrierte Schwefelsäure abgeschieden, die erst ab Erreichen des Taupunktes des Wasserdampfes signifikant verdünnt werden kann. Des Weiteren tritt bei dem Kondensat eine Aufkonzentration der Schwefelsäure beziehungsweise der schwefeligen Säure statt, wenn versucht wird, das Kondensat zu verdampfen. Dadurch kann das Kondensat erst bei sehr hohen Temperaturen wieder verdampft werden. Demzufolge ist entweder die vollständige Verhinderung der Kondensat-Bildung oder eine vollständige Abführung des Kondensates vorteilhaft, wobei durch eine vollständige Entfernung des gebildeten Kondensates das rückgeführte Abgas zu dem weniger aggressiv und korrosiv ist, und die Abgas-Emissionswerte verbessert werden können.
  • Das Abführen des Kondensates aus dem Kondensatsammelbereich kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mittels eines Verschlusselementes gesteuert/geregelt werden. Dabei kann immer dann, wenn in dem Kondensatsammelbereich ein höherer Druck herrscht als in dem Kondensatabführbereich das Verschlusselement geöffnet werden, sodass aufgrund des Druckunterschiedes das Kondensat aus dem Kondensatsammelbereich abgeführt wird. Bevorzugt wird dabei das Verschlusselement geöffnet, wenn der Druck in dem Kondensatsammelbereich größer als 20%, besonders bevorzugt größer als 40% oder größer als 60% ist als der Druck in dem Kondensatabführbereich.
  • Ebenfalls wird das Verschlusselement bevorzugt kurzzeitig geöffnet. Dabei wird das öffnen derartig schnell durchgeführt, dass der kurzzeitig auftretende Druckabfall in dem AGR-Pfad sich hinsichtlich eines Ladedruckes und/oder hinsichtlich einer Lambda-Regelung nur vernachlässigbar auswirkt. Das Verschlusselement kann als elektronisch ansteuerbares Ventil, als druckgesteuertes Ventil oder dergleichen ausgebildet sein. Das Öffnen des Verschlusselementes kann zumindest in einem Teillastbereich derart durchgeführt werden, dass es gleichzeitig zur Abführung des angesammelten Kondensats und zur Entdrosselung der Brennkraftmaschine dient. Demzufolge kann gegebenenfalls ein Schubumluftventil zur Vermeidung von einem Pumpen des Verdichters einer Ladeeinrichtung bei Lastsprüngen, wie es derzeit bei Ottomotoren eingesetzt wird, ersetzt werden. Des Weiteren kann ein derartiges Öffnen des Verschlusselementes zur gleichzeitigen Kondensatabführung und Brennkraftmaschinenentdrosselung in einem Teillastbereich Dynamikvorteile bieten, da die Ladeeinrichtung auf einem höheren Drehzahlniveau startet.
  • Ein weiterer allgemeiner Gedanke der Erfindung ist eine AGR-Vorrichtung, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einer eine Turbine und einen Verdichter aufweisenden Ladeeinrichtung. Als wesentlichen Bestandteil weist die AGR-Vorrichtung zumindest eine Kondensatabführvorrichtung zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad der AGL-Vorrichtung auf, wobei die Kondensatabführvorrichtung einen in dem AGR-Pfad angeordneten Kondensatsammelbereich und ein vor oder nach einer Abführöffnung angeordnetes Verschlusselement aufweist. Die AGR-Vorrichtung ist aber derartig ausgebildet, dass aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen dem Kondensatsammelbereich und einem Kondensatabführbereich bei Öffnen des Verschlusselementes angesammeltes Kondensat von dem Kondensatsammelbereich in den Kondensatabführbereich abgeführt wird.
  • Vorteilhaft kann somit in dem AGR-Pfad abgeschiedenes Kondensat mittels der Kondensatabführvorrichtung gesammelt und gezielt durch das Öffnen des Verschlusselementes aus dem AGR-Pfad entfernt werden. Somit kann mittels der Kondensatabführvorrichtung das aggressive, korrosive Kondensat aus dem rückgeführten Abgas zumindest teilweise entfernt werden, so dass die nach der Kondensatabführvorrichtung angeordneten Bauteile in dem AGR-Pfad einer geringeren korrosiven Belastung ausgesetzt sind, was für diese Bauteile zu einer längeren Haltbarkeit und zu geringeren Ausfällen führt. Bevorzugt ist eine möglichst vollständige Entfernung des Kondensates.
  • Des Weiteren kann eine Steuerungs-Regelungsvorrichtung vorgesehen sein, die das Öffnen und Schließen des Verschlusselements steuert/regelt. Dabei kann die Steuerungs-/Regelungsvorrichtung integral mit der Motorsteuerung ausgebildet sein oder eine separate Einheit darstellen, die gegebenenfalls mit der Motorsteuerung kommuniziert. Zumindest ein Kondensatabführbereich kann der AGR-Pfad vor dem Verdichter, ein Abgaspfad nach der Turbine, der Abgaspfad nach einem Abgaskatalysator und/oder eine außerhalb der AGR-Vorrichtung liegende Umgebung sein. Somit kann das Kondensat wieder in den Frischluftpfad eingeleitet werden. Bevorzugt ist dabei die Einleitung vor dem Verdichter der Ladeeinrichtung zu wählen, da in diesem Frischluftpfadbereich ein geringer Druck herrscht. Des Weiteren ist auch ein Einleiten des Kondensates in den Abgaspfad möglich. So kann in den Abgaspfad das Kondensat nach der Turbine der Ladeeinrichtung eingeleitet werden oder nach dem Abgaskatalysator. Bevorzugt ist die Einleitung des Kondensates in den Abgaspfad in Abgasströmungsrichtung nach der Abzweigstelle des AGR-Pfades vorzunehmen, da in diesem Fall das in den Abgaspfad eingeleitete Kondensat nicht mehr in den AGR-Pfad gelangen kann und somit keine Aufkonzentrierung des Kondensates in dem rückgeführten Abgas möglich ist. Zum Abführen des Kondensates kann der Kondensatsammelbereich über eine Kondensatabführleitung mit dem Kondensatabführbereich fluidisch verbunden sein. Die Kondensatabführvorrichtung kann in Abgasströmungsrichtung vor einem Drosselelement zur Begrenzung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine angeordnet sein. Des Weiteren kann die Kondensatabführvorrichtung in Abgasströmungsrichtung nach einem Verdichter der Ladeeinrichtung angeordnet sein.
  • Auch ist die Anordnung der Kondensatabführvorrichtung in Abgasströmungsrichtung nach einem Wärmetauscher vorteilhaft. Es kann die Kondensatabführvorrichtung auch integral mit dem Wärmetauscher ausgebildet sein. Der Wärmetauscher kann dabei ein AGR-Kühler und/oder ein Ladeluftkühler sein. Bevorzugt ist die Kondensatabführvorrichtung nach dem Ladeluftkühler und vor dem Drosselelement angeordnet. In diesem Fall kann durch Steuerung des Drosselelementes im Bereich der Kondensatabführvorrichtung einfach ein hoher Druck erzeugt werden, sodass durch Ansteuerung des Drosselelements ein Druckunterschied zwischen dem Kondensatsammelbereich und dem Kondensatabführbereich erzeugbar ist. In dieser Anordnung der Kondensatabführvorrichtung mit ihrem Verschlusselement sind auch vorteilhaft die Möglichkeiten der Brennkraftmaschinenentdrosselung in einem Teillastbereich gegeben.
  • Bevorzugt ist eine Schrägstellung des jeweiligen Wärmetauschers, insbesondere des Ladeluftkühlers, sodass das in dem jeweiligen Wärmetauscher gebildete Kondensat schnell in die Kondensatabführvorrichtung einfließen kann. In Abgasströmungsrichtung vor der Kondensatabführvorrichtung kann auch ein Wasserscheider angeordnet sein. Dieser Wasserabscheider kann auch in Abgasströmungsrichtung nach dem jeweiligen Wärmetauscher angeordnet sein. Bevorzugt ist dabei die Verwendung eines Wasserabscheiders zusammen mit einem AGR-Kühler. Durch Verwendung des Wasserabscheiders kann das Kondensat vollständiger aus dem Abgas abgeschieden werden. Es ist auch eine integrale Ausbildung des jeweiligen Wärmeaustauschers mit einem Wasserabscheider denkbar.
  • Eine Abgasanlage, die mit einer derartigen AGR-Vorrichtung ausgestattet ist, zeichnet sich durch eine wesentlich geringere Belastung der Bauteile in dem AGR-Pfad aus.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Fig. Beschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
  • 1: eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, die eine Niederdruck-AGR aufweist, und mit einer Einleitung des Kondensates in den Abgaspfad,
  • 2: die Brennkraftmaschine mit der Abgasanlage, die eine Niederdruck-AGR aufweist, und mit einer Einleitung des Kondensates in den AGR-Pfad,
  • 3: die Brennkraftmaschine mit der Abgasanlage, die eine Niederdruck-AGR aufweist und mit einer Abführung des Kondensates in die Umgebung,
  • 4: einen Wärmetauscher mit in Abgasströmungsrichtung nachgelagerter Kondensat-Abführungsvorrichtung.
  • Eine in der 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 ist mit einem Abgaspfad 2 und einem Frischluftpfad 3 sowie einer Ladeeinrichtung 4 ausgerüstet. Mittels des in dem Abgaspfad 2 strömenden Abgases wird eine Turbine 5 der Ladeeinrichtung 4 angetrieben. Mittels eines Verdichters 6 der Ladeeinrichtung 4 werden die in dem Frischluftpfad 3 strömenden Fluide verdichtet. Somit unterteilt sich der Frischluftpfad 3 in einen Niederdruckbereich 7 und einen Hochdruckbereich 8. In Frischluftströmungsrichtung 9 ist der Niederdruck-Bereich 7 vor dem Verdichter 6 angeordnet und der Hochdruck-Bereich 8 nach dem Verdichter 6. Ebenfalls in Frischluftströmungsrichtung 9 sind im Frischluftpfad 3 nach dem Verdichter 6 ein als Ladeluftkühler ausgebildeter Wärmetauscher 10 und nach dem als Ladeluftkühler ausgebildeten Wärmetauscher 10 ein Drosselelement 11, mit dem die Frischluftzufuhr zur Brennkraftmaschine 1 begrenzt werden kann, angeordnet. Demzufolge herrscht im Frischluftpfad 3 im Niederdruckbereich 7 ein Druck p1 und im Hochdruck-Bereich 8 vor dem Drosselelement 11 ein Druck und nach dem Drosselelement 11 ein Druck p2S. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 ist es somit in den meisten Fällen der Druck p2 größer als der Druck p2S und auch größer als der Druck p1.
  • Im Abgaspfad 2 kann ein Katalysator 12 angeordnet sein. Üblicherweise kann bei einer in 1 gezeigten Niederdruck-AGR 13 in Abgasströmungsrichtung 14 nach dem Katalysator 12 an einer Abzweigstelle 15 teilweise Abgas entnommen und über einen AGR-Pfad 16 an einer Einleitungsstelle 17 in den Frischluftpfad 3 eingeleitet werden. Dabei liegt bei der Niederdruck-AGR 13 die Einleitungsstelle 17 in Frischluftströmungsrichtung 9 vor dem Verdichter 6, so dass das rückgeführte Abgas in den Niederdruckbereich 7 des Frischluftpfades 3 eingeleitet wird. Zudem kann an der Abzweigstelle 15 wie in 1 gezeigt oder im AGR-Pfad 16 ein AGR-Ventil 18 angeordnet sein, mit dem die Menge an rückgeführtem Abgas gesteuert/geregelt werden kann. Des Weiteren kann in dem AGR-Pfad 16 zumindest ein Wärmetauscher 19, der als AGR-Kühler ausgebildet ist, angeordnet sein, mit dem das rückgeführte Abgas gekühlt werden kann.
  • Nach dem als Ladeluftkühler ausgebildeten Wärmetauscher 10 kann im Frischluftpfad 3 eine Kondensatabführvorrichtung 20 angeordnet sein. Die Kondensatabführvorrichtung 20 ist mit einem Verschlusselement 21 ausgestattet und weist eine Kondensatabführleitung 22 auf. Das Verschlusselement 21 kann als Drosselelement, als Ventil oder dergleichen ausgebildet sein. Mittels des Verschlusselements 21 kann die Abführung des Kondensates aus einem Kondensatsammelbereich 23 in einen Kondensatabführbereich 24 gesteuert/geregelt werden. Dabei ist der Kondensatsammelbereich 23 mit dem Kondensatabführbereich 24 fluidsch leitend über die Kondensatabführleitung 22 verbunden. In der in der 1 gezeigten Ausführungsform ist der Kondensatabführbereich 24 im Abgaspfad 2 in Abgasströmungsrichtung 14 nach dem Katalysator 12 und nach dem AGR-Ventil 18 bzw. nach der Abzweigstelle 15 angeordnet. Somit wird das Kondensat derart in den Abgaspfad 2 eingeleitet, dass es nicht mehr in den AGR-Pfad 16 zurückgelangen kann und somit keine Aufkonzentrierung des Kondensates in dem AGR-Pfad 16 stattfindet.
  • In der in der 2 gezeigten Ausführungsform wird das gebildete Kondensat über die Kondensatabführleitung 22 in einen Kondensatabführbereich 24' eingeleitet. Dabei liegt der Kondensatabführbereich 24' in Frischluftströmungsrichtung 9 vor dem Verdichter 6.
  • Gemäß 3 kann das Kondensat auch an die Umgebung abgegeben werden. Demzufolge ist der Kondensatabführbereich 24'' die Umgebung bzw. die Umwelt, wobei in diesem Fall das Kondensat gegen den atmosphärischen Umgebungsdruck bzw. gegen den Normaldruck p0 abgegeben werden muss. Demzufolge muss der Druck p2 größer als der Umgebungsdruck P0 sein, damit das Kondensat in den Kondensatabführbereich 24'' abgegeben werden kann. In diesem Fall ist zu berücksichtigen, dass das Kondensat aufgrund seiner Aggressivität und Korrosivität ggf. verdünnt bzw. neutralisiert werden sollte.
  • Eine in 4 gezeigte Kondensatabführvorrichtung 20 ist in Frischluftströmungsrichtung 9 nachdem Wärmetauscher 10 angeordnet. Bevorzugt ist dabei der Wärmetauscher 10 schräg gestellt, sodass eventuell in dem Wärmetauscher 10 gebildetes Kondensat vereinfacht zur Kondensatabführvorrichtung 20 ablaufen kann. Demzufolge ist bevorzugt die Kondensatabführvorrichtung 20 am tiefsten Punkt bezüglich des Frischluftpfades 3 und des Wärmetauschers 10 angeordnet. Dabei kann die Kondensatabführvorrichtung 20 zusätzlich zur Kondensatabführleitung 22 und zum Verschlusselement 21 einen Kondensatsammelbereich 23' aufweisen, der in Art eines Sammelbehälters, einer Rohrausbuchtung, einer Rohrversackung oder dergleichen ausgebildet ist. Dies vereinfacht die Kollektierung des Kondensates in dem Kondensatsammelbereich 23' und es ist dadurch vorteilhaft eine Bevorratung des Kondensates in dem Kondensatsammelbereich 23' möglich, sodass das Kondensat bei einem günstigen Druckunterschied zwischen dem Kondensatsammelbereich 23' und den Kondensatabführbereich 24'' abgeführt werden kann.
  • Somit kann eine AGR-Vorrichtung 25 als wesentliche Bestandteile den AGR-Pfad 16, zumindest einem als AGR-Kühler ausgebildeten Wärmetauscher 19 und zumindest ein Verschlusselement 21 aufweisen. Dabei kann das Verschlusselement 21 als Drosselklappe ausgebildet sein. Als weiteres, wesentliches Bestandteil weist die AGR-Vorrichtung 25 die Kondensatabführvorrichtung 20 auf. Diese Kondensatabführvorrichtung 25 kann wiederum die Kondensatsammelbereich 23 und die Kondensatabführleitung 22 aufweisen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2006/087062 A1 [0003]
    • EP 2161430 A1 [0004]
    • WO 2009/048408 A1 [0005]
    • WO 2009/072963 A1 [0006]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad (AGR-Abgasrückführung) (16) einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen einem in dem AGR-Pfad (16) angeordneten Kondensatsammelbereichs (23) und einem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') angesammeltes Kondensat zumindest teilweise aus dem Kondensatsammelbereich (23) in den Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') abgeführt wird, wenn in dem Kondensatsammelbereich (23) ein höherer Druck herrscht als in dem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'').
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Volllastbereich und/oder in einem Teillastbereich der Brennkraftmaschine (1) durch ein derartig kurzzeitiges Öffnen eines Verschlusselements (21), das den Kondensatsammelbereich (23) fluidisch von dem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') trennt, das angesammelte Kondensat abgeführt wird, so dass der kurzzeitig auftretende Druckabfall hinsichtlich eines Ladedruckes und/oder hinsichtlich einer Lambda-Regelung vernachlässigbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Teillastbereich das Öffnen des Verschlusselementes (21) gleichzeitig zur Abführung des angesammelten Kondensates und zur Entdrosselung der Brennkraftmaschine (1) durchgeführt wird.
  4. AGR-Vorrichtung (25), insbesondere einer Brennkraftmaschine (1) mit einer eine Turbine (5) und einen Verdichter (6) aufweisenden Ladeeinrichtung (4), mit zumindest einer Kondensatabführvorrichtung (20) zur Abführung von Kondensat aus einem AGR-Pfad (16) der AGR-Vorrichtung (25), wobei die Kondensatabführvorrichtung (20) einen in dem AGR-Pfad (16) angeordneten Kondensatsammelbereich (23) und ein vor oder nach einer Abführöffnung angeordnetes Verschlusselement (21) aufweist, wobei die AGR-Vorrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen dem Kondensatsammelbereich (23) und einem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') bei Öffnen des Verschlusselementes (21) angesammeltes Kondensat von dem Kondensatsammelbereich (23) in den Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') abgeführt wird.
  5. AGR-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die AGR-Vorrichtung (25) eine Niederdruck-AGR (13) und/oder eine Hochdruck-AGR aufweist ist.
  6. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung vorgesehen ist, die das Öffnen und Schließen des Verschlusselementes (21) steuert/regelt.
  7. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') aus folgender Gruppe ausgewählt ist, der AGR-Pfad (16) vor dem Verdichter (6), ein Abgaspfad (2) nach der Turbine (6), der Abgaspfad (2) nach einem Abgaskatalysator (12), eine außerhalb der AGR-Vorrichtung (25) liegende Umgebung.
  8. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensatsammelbereich (23) über eine Kondensatabführleitung (22) mit dem Kondensatabführbereich (24, 24', 24'') fluidisch verbunden ist.
  9. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatabführvorrichtung (20) in Abgasströmungsrichtung (14) vor oder nach einem Drosselelement (11) zur Begrenzung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist.
  10. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatabführvorrichtung (20) in Abgasströmungsrichtung (14) nach dem Verdichter (6) angeordnet ist.
  11. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatabführvorrichtung (20) in Abgasströmungsrichtung (14) nach einem Wärmetauscher (10, 19) positioniert ist und/oder integral mit dem Wärmetauscher (10, 19) ausgebildet ist.
  12. AGR-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10, 19) ein AGR-Kühler (19) und/oder ein Ladeluftkühler (10) ist.
  13. AGR-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abgasströmungsrichtung (14) vor der Kondensatabführvorrichtung (20) ein Wasserabscheider angeordnet ist.
  14. Abgasanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer AGR-Vorrichtung (25) nach einer der Ansprüche 4 bis 13.
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