DE102012008990A1 - Injection system for injecting secondary air for Otto combustion engine, has pressure line connected with secondary air fan at output side, and reducing unit reducing propagation of airborne sound over suction line and/or pressure line - Google Patents

Injection system for injecting secondary air for Otto combustion engine, has pressure line connected with secondary air fan at output side, and reducing unit reducing propagation of airborne sound over suction line and/or pressure line Download PDF

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Abstract

The system has a suction line (30) connected with a secondary air fan (28) at an input side. A pressure line (32) connected with the secondary air fan at an output side. A reducing unit reduces propagation of airborne sound over the suction line and/or the pressure line. The reducing unit comprises a throttle and a non-return valve (40) whose passage direction (42) corresponds to a flow direction of secondary air. The reducing unit is integrated into a coupling i.e. quick connector, through which the pressure line is connected with a secondary air valve (38). An independent claim is also included for an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Sekundärlufteinblasung für eine Brennkraftmaschine sowie eine ein solches System aufweisende Brennkraftmaschine.The invention relates to a system for secondary air injection for an internal combustion engine and an internal combustion engine having such a system.

Von Otto-Brennkraftmaschinen ist der Einsatz von Systemen zur Sekundärlufteinblasung bekannt, bei denen nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine Luft, die mittels eines Sekundärluftgebläses aus einem die Brennräume der Brennkraftmaschine mit einem Frischgas versorgenden Frischgastrang abgezweigt wird, in den vor dem Katalysator liegenden Abschnitt des Abgasstrangs eingeblasen wird. Gleichzeitig wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Brennkraftmaschine fett eingestellt. Dies, in Verbindung mit einer erhöhten Abgastemperatur, die durch temporär nach spät verstellte Zündwinkel erreicht wird, führt zu einem Oxidieren der im Abgas enthaltenen unverbrannten Kraftstoffbestandteile in einer exothermen Reaktion innerhalb des Abgassystems. Die exotherme Reaktion beschleunigt die Aufheizung des Katalysators, so dass ein Wirksamwerden des Katalysators nach dem Kaltstart der Brennkraftmaschine regelmäßig auf einen Zeitraum von wenigen Sekunden reduziert werden kann.From Otto internal combustion engines, the use of systems for Sekundärlufteinblasung is known in which after the cold start of the internal combustion engine air, which is branched off by means of a Sekundärluftgebläses from a combustion chambers of the engine supplying a fresh gas supply fresh gas, blown into the front of the catalyst section of the exhaust system becomes. At the same time, the air-fuel ratio of the engine is set rich. This, in conjunction with an increased exhaust gas temperature achieved by temporarily retarded firing angles, results in oxidizing the unburned fuel constituents contained in the exhaust gas in an exothermic reaction within the exhaust system. The exothermic reaction accelerates the heating of the catalyst, so that the catalyst becomes effective after the cold start of the internal combustion engine can be regularly reduced to a period of a few seconds.

Nach dem Erreichen der Betriebstemperatur des Katalysators wird die Sekundärlufteinblasung beendet, wozu zum einen das Sekundärluftgebläse abgeschaltet und andererseits ein Sekundärluftventil geschlossen wird, um ein Rückströmen von Abgas über das System zur Sekundärlufteinblasung in den Frischgasstrang zu vermeiden.After reaching the operating temperature of the catalyst, the secondary air injection is terminated, on the one hand, the secondary air blower off and on the other hand, a secondary air valve is closed to prevent backflow of exhaust gas through the system for secondary air injection into the fresh gas line.

Als nachteilig an den bekannten Brennkraftmaschinen mit einem System zur Sekundärlufteinblasung hat sich gezeigt, dass diese bei einem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung ein unvorteilhaftes Geräuschverhalten aufweisen.A disadvantage of the known internal combustion engines with a system for secondary air injection has been shown that they have an unfavorable noise behavior in an activated system for secondary air injection.

Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihres akustischen Verhaltens nach einem Kaltstart verbesserte Brennkraftmaschine anzugeben.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an improved in terms of their acoustic behavior after a cold start engine.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7, die ein erfindungsgemäßes System zur Sekundärlufteinblasung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 umfasst, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems zur Sekundärlufteinblasung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by an internal combustion engine according to the invention according to independent claim 7, which comprises a system according to the invention for secondary air injection according to the independent claim 1, solved. Advantageous embodiments of the system according to the invention for secondary air injection are the subject of the dependent claims and will become apparent from the following description of the invention.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass eine Ursache für das negative Geräuschverhalten einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine nach dem Kaltstart in dem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung liegt. Es wurde erkannt, dass bei einem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung, bei dem durch eine Öffnung des Sekundärluftventils eine direkte, rohrförmige und mit einem Gas und insbesondere Luft gefüllte Verbindung zwischen dem Abgasstrang und dem Frischgasstrang besteht, über die sich Luftschall relativ ungehindert ausbreiten kann. Eine Ursache für das unvorteilhafte Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine liegt somit darin, dass sich Luftschall aus dem Abgasstrang über das System zur Sekundärlufteinblasung in den Frischgasstrang ausbreitet.The invention was based on the finding that a cause for the negative noise behavior of a generic internal combustion engine after the cold start in the activated system for secondary air injection. It has been found that in an activated system for secondary air injection, in which an opening of the secondary air valve is a direct, tubular and filled with a gas and air in particular connection between the exhaust line and the fresh gas line over which airborne sound can spread relatively unhindered. One reason for the unfavorable noise behavior of the internal combustion engine is thus that airborne sound propagates from the exhaust gas system via the system for secondary air injection into the fresh gas train.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, diese Ausbreitung von Luftschall über das System zur Sekundärlufteinblasung auch bei einem geöffneten Sekundärluftventil zu unterbinden.The invention is based on the idea to prevent this propagation of airborne sound through the system for secondary air injection even with an open secondary air valve.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, in ein System zur Sekundärlufteinblasung, das zumindest ein Sekundärluftgebläse, eine eingangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse verbundene Saugleitung und/oder eine ausgangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse verbundene Druckleitung sowie ein (vorzugsweise aktiv gesteuertes) Sekundärluftventil aufweist, Mittel zu integrieren, die eine Ausbreitung von Luftschall über die Saugleitung und/oder über die Druckleitung zu integrieren. Insbesondere sollen die Mittel eine Ausbreitung von Luftschall reduzieren, der sich ausgehend von dem Abgasstrang der Brennkraftmaschine, d. h. zunächst über die Druckleitung und dann über die Saugleitung ausbreitet.For this purpose, the invention provides, in a system for secondary air injection, the at least one secondary air blower, an inlet side connected to the secondary air blower suction line and / or an output side connected to the secondary air blower pressure line and a (preferably actively controlled) secondary air valve to integrate means having a spread of airborne sound via the suction line and / or via the pressure line to integrate. In particular, the means should reduce the propagation of airborne sound, which, starting from the exhaust line of the internal combustion engine, ie. H. first spread over the pressure line and then over the suction line.

Die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall können dabei beliebig ausgestaltet sein, sofern diese so ausgebildet sind, dass sie eine Strömung der Sekundärluft von dem Sekundärluftgebläse über die Druckleitung zulassen, gleichzeitig aber eine Ausbreitung von (Luft-)Schallwellen (zumindest von dem Abgasstrang kommend) vermindern oder verhindern.The means for reducing the propagation of airborne sound can be designed arbitrarily, provided that they are designed so that they allow a flow of secondary air from the secondary air blower via the pressure line, but at the same time a propagation of (air) sound waves (at least coming from the exhaust system ) reduce or prevent.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall in Form (mindestens) eines Rückschlagventils auszubilden, dessen Durchlassrichtung der Strömungsrichtung der Sekundärluft entspricht.Preferably, it may be provided to form the means for reducing the propagation of airborne sound in the form (at least) of a check valve whose passage direction corresponds to the flow direction of the secondary air.

Die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall und insbesondere das Rückschlagventil sind vorzugsweise in die Druckleitung integriert und insbesondere in einen Abschnitt der Druckleitung, der das Sekundärluftgebläse mit dem Sekundärluftventil verbindet. Insbesondere können die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall dabei in eine Kupplung, vorzugsweise eine Schnellkupplung, integriert sein, über die die Druckleitung mit dem Sekundärluftventil verbindbar ist.The means for reducing the propagation of airborne sound and in particular the check valve are preferably integrated in the pressure line and in particular in a portion of the pressure line which connects the secondary air blower with the secondary air valve. In particular, the means for reducing the propagation of airborne sound in a clutch, preferably a quick coupling, be integrated, via which the pressure line is connected to the secondary air valve.

Ein Rückschlagventil wird dann auf seiner Durchlassseite bei einem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung dauerhaft mit der von dem Sekundärluftgebläse kommenden Sekundärluft beaufschlagt, deren Druck höher als der in dem Abgasstrang herrschende Mitteldruck ist. Auf der Sperrseite ist das Rückschlagventil dagegen mit dem Druck aus dem Abgasstrang beaufschlagt, wobei dieser Druck infolge des taktweisen Ausstoßens von Abgas aus dem oder den Brennräumen der Brennkraftmaschine relativ stark pulsiert. Dieser pulsierende Abgasstrom macht sich als entsprechender Luftschall bemerkbar. Ein in die Druckleitung integriertes Rückschlagventil wird somit bei einem aktivierten Sekundärluftgebläse durchlassseitig mit einem relativ konstanten Druck beaufschlagt und sperrseitig mit einem relativ stark pulsierenden Druck, dessen Mittelwert zwar unterhalb des Drucks auf der Durchlassseite ist, dessen Maxima den Druck auf der Durchlassseite jedoch überschreiten kann. Dies führt dann dazu, dass das Rückschlagventil wechselweise, insbesondere periodisch öffnet und (ggf. korreliert zu den beziehungsweise im Takt der Luftschallwellen) schließt. Dadurch kann das Rückschlagventil sowohl eine Strömung der Sekundärluft zulassen als auch die Ausbreitung eines vom Abgasstrang kommenden Luftschalls über die Druckleitung unterdrücken.A check valve is then permanently exposed on its passage side in an activated system for secondary air injection coming from the secondary air blower coming secondary air, the pressure of which is higher than the pressure prevailing in the exhaust gas line medium pressure. On the blocking side, however, the check valve is acted upon by the pressure from the exhaust gas line, said pressure pulsating relatively strongly as a result of the cyclical ejection of exhaust gas from the combustion chamber (s) of the internal combustion engine. This pulsating exhaust gas flow is noticeable as a corresponding airborne sound. A check valve integrated into the pressure line is thus subjected to a relatively constant pressure on the outlet side in the case of an activated secondary air blower and on the blocking side with a relatively strongly pulsating pressure whose mean value is below the pressure on the outlet side whose maximum can exceed the pressure on the outlet side. This then causes the non-return valve alternately, in particular periodically opens and (possibly correlated to or in time with the airborne sound waves) closes. As a result, the check valve can both allow a flow of secondary air and suppress the propagation of an airborne sound coming from the exhaust system via the pressure line.

Es besteht ebenso die Möglichkeit, das Rückschlagventil in eine Saugleitung des Systems zu integrieren, über die das Sekundärluftgebläse eingangsseitig mit einem Frischgasstrang einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Rückschlag öffnet dann bei einem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung infolge eines von dem Sekundärluftgebläse gegenüber dem Frischgasstrang erzeugten Unterdrucks und schließt (ggf. periodisch), sofern eine Überlagerung des Unterdrucks mit den von dem Abgasstrang kommenden Schallwellen zu einem temporären Überdruck relativ zu dem Druck in dem Frischgasstrang führt.It is also possible to integrate the check valve into a suction line of the system, via which the secondary air blower is connected on the input side to a fresh gas line of an internal combustion engine according to the invention. The check then opens in an activated system for secondary air injection due to a negative pressure generated by the secondary air blower to the fresh gas train and closes (possibly periodically), provided that a superposition of the negative pressure with the sound waves coming from the exhaust line to a temporary overpressure relative to the pressure in the Fresh gas train leads.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall funktional in das Sekundärluftventil zu integrieren, indem dieses beispielsweise auf einem Rückschlagventil basiert, dass über beliebige Mittel auch dauerhaft verschlossen werden kann. Dieses Verschließen kann insbesondere elektrisch und insbesondere elektromagnetisch und/oder elektromotorisch erfolgen.It is also possible to integrate the means for reducing the propagation of airborne sound functionally in the secondary air valve by this example based on a check valve that can be permanently closed by any means. This closing can be carried out in particular electrically and in particular electromagnetically and / or electromotively.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung der Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall über die Druckleitung kann vorsehen, dass diese eine oder mehrere Drosseln umfassen, die in die Druckleitung und/oder in die Saugleitung integriert sind. Hierbei handelt es sich um eine konstruktiv besonders einfache und somit kostengünstige Lösung, die jedoch gegebenenfalls eine insbesondere im Vergleich zu einem Rückschlagventil verringerte Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall bewirkt. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, auch die Drossel(n) in eine Kupplung zu integrieren, über die die Druckleitung mit dem Sekundärluftventil verbunden ist.Another way to form the means for reducing the propagation of airborne sound via the pressure line may provide that they comprise one or more throttles, which are integrated in the pressure line and / or in the suction line. This is a structurally particularly simple and therefore cost-effective solution, which, however, possibly causes a reduction in the propagation of airborne sound, in particular in comparison with a check valve. Of course, it is also possible to integrate the throttle (s) in a coupling, via which the pressure line is connected to the secondary air valve.

Das erfindungsgemäße System kann selbstverständlich mehrere Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall aufweisen. Dabei können auch einige der Mittel in die Saugleitung und andere der Mittel in die Druckleitung integriert sein.Of course, the system according to the invention can have several means for reducing the propagation of airborne sound. In this case, some of the funds in the suction line and other means may be integrated into the pressure line.

Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst zumindest einen Frischgasstrang und einen Abgasstrang, sowie ein erfindungsgemäßes System zur Sekundärlufteinblasung, wobei das Sekundärluftgebläse des Systems ausgangsseitig über die Druckleitung mit dem Abgasstrang und eingangsseitig über eine Saugleitung mit dem Frischgasstrang verbunden ist. Das Sekundärluftventil des erfindungsgemäßen System ist dabei vorzugsweise in die Druckleitung integriert.An internal combustion engine according to the invention comprises at least one fresh gas line and an exhaust line, as well as an inventive system for secondary air injection, the secondary air blower of the system is connected on the output side via the pressure line to the exhaust line and the input side via a suction line to the fresh gas line. The secondary air valve of the system according to the invention is preferably integrated in the pressure line.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. In the drawings shows:

1: einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Seitenansicht; 1 a section of an internal combustion engine according to the invention in a side view;

2: einen Querschnitt durch die Brennkraftmaschine gemäß der 1; 2 FIG. 2: a cross section through the internal combustion engine according to FIG 1 ;

3: eine Detailansicht des zur Reduzierung der Übertragung von Luftschall vorgesehenen Rückschlagventils der Brennkraftmaschine gemäß der 1; 3 FIG. 4 is a detailed view of the non-return valve of the internal combustion engine provided for reducing the transmission of airborne sound according to FIG 1 ;

4: das isolierte Rückschlagventil gemäß der 3 4 : the isolated check valve according to the 3

5: einen Längsschnitt durch das geöffnete Rückschlagventil gemäß der 4; 5 a longitudinal section through the open check valve according to the 4 ;

6: einen Querschnitt durch das Rückschlagventil entlang der Schnittebene VI-VI in 5; und 6 : a cross section through the check valve along the section plane VI-VI in 5 ; and

7: einen Längsschnitt durch das geschlossene Rückschlagventil gemäß der 4. 7 a longitudinal section through the closed check valve according to the 4 ,

Die in den Zeichnungen dargestellte Brennkraftmaschine umfasst einen konventionellen, nach dem Otto-Prinzip arbeitenden Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einem Zylinder-Kurbelgehäuse 10, in dem eine Mehrzahl von Zylindern (nicht dargestellt) ausgebildet sind, und einem das Zylinder-Kurbelgehäuse 10 nach oben abschließenden Zylinderkopf 12, in dem zu jedem Zylinder des Zylinder-Kurbelgehäuses mindestens ein Einlassventil (nicht dargestellt) und mindestens ein Auslassventil 14 sowie Einlasskanäle (nicht dargestellt) und Auslasskanäle 16 angeordnet sind. Sämtliche Einlasskanäle sind mit einem Frischgasstrang 18 der Brennkraftmaschine verbunden, über den dem Verbrennungsmotor – über die Einlassventile gesteuert – Luft zugeführt wird, die in von in den Zylindern ausgebildeten Brennräumen mit direkt eingespritztem Kraftstoff verbrannt werden. Der Frischgasstrang 18 umfasst den Verdichter 20 eines Abgasturboladers, der in bekannter Weise die dem Verbrennungsmotor zugeführte Luft zur Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine verdichtet.The internal combustion engine shown in the drawings comprises a conventional, working on the Otto principle reciprocating internal combustion engine with a cylinder crankcase 10 in which a plurality of cylinders (not shown) are formed, and a cylinder crankcase 10 upwards closing cylinder head 12 in which at least one inlet valve (not shown) to each cylinder of the cylinder crankcase and at least one outlet valve 14 and inlet channels (not shown) and outlet channels 16 are arranged. All intake ports are with a fresh gas train 18 the internal combustion engine is connected, via which the internal combustion engine - via the intake valves controlled - air is supplied, which are burned in formed by cylinders formed in the combustion chambers with directly injected fuel. The fresh gas train 18 includes the compressor 20 an exhaust gas turbocharger, which compresses the combustion engine supplied air to increase the performance of the internal combustion engine in a known manner.

Das bei der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entstandene Abgas wird – über die Auslassventile 14 gesteuert – einem Abgasstrang 22 der Brennkraftmaschine zugeführt. Dabei wird das Abgas zunächst über eine Turbine 24 des Abgasturboladers und dann über einen Abgaskatalysator 26 geführt, in dem durch katalytische Reaktionen in dem Abgas enthaltene Schadstoffe umgewandelt und dadurch unschädlich gemacht werden.The resulting from the combustion of the fuel-air mixture exhaust gas is - via the exhaust valves 14 controlled - an exhaust system 22 supplied to the internal combustion engine. The exhaust gas is first through a turbine 24 the exhaust gas turbocharger and then an exhaust gas catalyst 26 in which are converted by catalytic reactions in the exhaust gas pollutants and thereby rendered harmless.

Für diese katalytische Reaktionen bedarf es einer bestimmten Betriebstemperatur des Abgaskatalysators 26. Diese erreicht der Abgaskatalysator 26 durch eine Erwärmung durch das Abgas.For these catalytic reactions, it requires a certain operating temperature of the catalytic converter 26 , This reaches the catalytic converter 26 by heating by the exhaust gas.

Um bestehende Abgasgrenzwerte einhalten zu können ist es erforderlich, dass der Abgaskatalysator 26 nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine möglichst schnell seine Betriebstemperatur erreicht. Zur Unterstützung einer schnellen Aufheizung des Abgaskatalysators weist die Brennkraftmaschine ein System zur Sekundärlufteinblasung auf. Dieses umfasst ein Sekundärluftgebläse 28, mittels dem Luft aus dem Frischgasstrang 18 über eine eingangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse 28 verbundene Saugleitung 30 angesaugt und über eine ausgangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse 28 verbundene Druckleitung 32 in den Abgasstrang eingeblasen wird. Mittels des über die Sekundärlufteinblasung zugeführten Sauerstoffs können in dem Abgas enthaltene unverbrannte Kraftstoffbestandteile in dem Abgasstrang 22 verbrannt werden. Die dabei frei werdende Wärmeenergie führt zu der gewünschten schnellen Erwärmung des Abgaskatalysators 26. Um die für die Einleitung der Verbrennung der Kraftstoffbestandteile mit der über die Sekundärlufteinblasung zugeführten Luft zu erreichen, ist vorgesehen, den Verbrennungsmotor während der Sekundärlufteinblasung mit einem fetten Grundgemisch zu betreiben und zudem die Sekundärluft möglichst nah an den Auslassventilen 14 in den Abgasstrang 22 zu leiten, da dort die Abgastemperatur noch besonders hoch ist. Die Einleitung der Sekundärluft erfolgt daher in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel noch in die Auslasskanäle 16 des Verbrennungsmotors, über einen zentralen Sekundärluftverteiler 34, von dem Sekundärluftkanäle 36 in die einzelnen Auslasskanäle 16 führen.In order to comply with existing exhaust limits, it is necessary that the catalytic converter 26 reaches its operating temperature as soon as possible after a cold start of the internal combustion engine. To support a rapid heating of the catalytic converter, the internal combustion engine has a system for secondary air injection. This includes a secondary air blower 28 , by means of the air from the fresh gas train 18 via an input side with the secondary air blower 28 connected suction line 30 aspirated and on the output side with the secondary air blower 28 connected pressure line 32 is blown into the exhaust system. By means of the oxygen supplied via the secondary air injection unburned fuel components contained in the exhaust gas in the exhaust line 22 to be burned. The thereby released heat energy leads to the desired rapid heating of the catalytic converter 26 , In order to achieve the for the initiation of the combustion of the fuel components with the air supplied via the secondary air, it is provided to operate the internal combustion engine during the secondary air injection with a rich base mixture and also the secondary air as close as possible to the exhaust valves 14 in the exhaust system 22 to lead, because there the exhaust gas temperature is still very high. The introduction of the secondary air is therefore in the embodiment described here still in the outlet channels 16 of the internal combustion engine, via a central secondary air distributor 34 , from the secondary air ducts 36 into the individual outlet channels 16 to lead.

Die Sekundärlufteinblasung ist lediglich für einen relativ kurzen Zeitraum (regelmäßig nur einige Sekunden) nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine aktiviert. Dabei ist das Sekundärluftgebläse 28 in Betrieb und ein Sekundärluftventil 38 geöffnet, um die Strömung der Sekundärluft in den Sekundärluftverteiler 34 zu ermöglichen. Nach oder kurz vor dem Erreichen der Betriebstemperatur des Abgaskatalysators wird das System zur Sekundärlufteinblasung deaktiviert, d. h. das Sekundärluftgebläse abgeschaltet und das Sekundärluftventil 38 elektrisch gesteuert geschlossen, wodurch ein Übertritt von Abgas über das System zur Sekundärlufteinblasung in den Frischgasstrang 18 vermieden wird.The secondary air injection is activated only for a relatively short period of time (regularly only a few seconds) after a cold start of the internal combustion engine. This is the secondary air blower 28 in operation and a secondary air valve 38 opened to the flow of secondary air into the secondary air manifold 34 to enable. After or shortly before reaching the operating temperature of the catalytic converter, the secondary air injection system is deactivated, ie the secondary air blower is switched off and the secondary air valve is switched off 38 electrically controlled closed, whereby a passage of exhaust gas through the system for secondary air injection into the fresh gas line 18 is avoided.

Sofern das System zur Sekundärlufteinblasung aktiviert ist, besteht eine direkte Verbindung zwischen dem Abgasstrang 22 und dem Frischgasstrang 18 über die rohrförmigen, gasgefüllten Druck- und Saugleitungen 30, 32. Über diese Verbindung kann sich bei konventionellen Systemen zur Sekundärlufteinblasung Luftschall relativ ungehindert ausbreiten, was zu einem unbefriedigenden Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine führen kann.If the system is activated for secondary air injection, there is a direct connection between the exhaust gas system 22 and the fresh gas train 18 via the tubular, gas-filled pressure and suction lines 30 . 32 , With this system airborne sound can spread relatively unhindered in conventional systems for secondary air injection, which can lead to an unsatisfactory noise behavior of the internal combustion engine.

Um dies zu vermeiden, zumindest jedoch zu vermindern, weist die dargestellte, erfindungsgemäße Brennkraftmaschine Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall über das System zur Sekundärlufteinblasung in Form eines Rückschlagventils 40 auf, das im direkten Anschluss (einlassseitig) an das Sekundärluftventil 38 in die Druckleitung 32 integriert ist. Das Rückschlagventil 40 weist eine Durchlassrichtung 42 auf, die der Strömungsrichtung der Sekundärluft bei aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung entspricht. In der Gegenrichtung (Sperrrichtung 44) verhindert dieses eine Durchströmung.To avoid this, but at least to reduce it, the illustrated internal combustion engine according to the invention comprises means for reducing the propagation of airborne sound via the system for secondary air injection in the form of a check valve 40 in the direct connection (inlet side) to the secondary air valve 38 in the pressure line 32 is integrated. The check valve 40 has a passage direction 42 on, which corresponds to the flow direction of the secondary air with activated system for secondary air injection. In the opposite direction (reverse direction 44 ) prevents this a flow.

Das Rückschlagventil 40 umfasst ein Gehäuse 46 mit zwei Anschlussstutzen 48, 50 zur Integration in die Druckleitung. Innerhalb des Gehäuses 46 ist ein Ventilkörper 52 vorgesehen, der mittels einer Feder 54 in seine geschlossene Stellung (vgl. 5) beaufschlagt ist. Der Ventilkörper 52 umfasst einen topfförmigen Grundkörper 56, der einen Abschnitt der Feder 54 umschließt. Stirnseitig an dem Grundkörper 56 ist eine ringförmige Dichtscheibe 58, z. B. aus einem Elastomer, vorgesehen, die über eine Adapterplatte 60 mit dem Grundkörper 56 verbunden ist. Die Adapterplatte 60 ist hierzu mit dem Grundkörper 56 verschraubt. Im geschlossenen Zustand wird die Dichtscheibe 58 des Ventilkörpers 52 von der Feder 54 gegen einen ringförmigen Ventilsitz 62 gedrückt, wodurch eine Durchströmung des Rückschlagventils 40 unterbunden wird.The check valve 40 includes a housing 46 with two connecting pieces 48 . 50 for integration into the pressure line. Inside the case 46 is a valve body 52 provided by means of a spring 54 into its closed position (cf. 5 ) is acted upon. The valve body 52 comprises a cup-shaped main body 56 , which is a section of the spring 54 encloses. Front side on the body 56 is an annular sealing washer 58 , z. B. of an elastomer, provided, via an adapter plate 60 with the main body 56 connected is. The adapter plate 60 is this with the body 56 screwed. When closed, the sealing disc 58 of the valve body 52 from the spring 54 against an annular valve seat 62 pressed, causing a flow through the check valve 40 is prevented.

Herrscht dagegen auf der in den 5 und 7 links dargestellten Durchlassseite des Rückschlagventils 40 ein so großer Überdruck, dass der Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 54 verschoben wird, öffnet das Rückschlagventil 40 und gibt einen ringförmigen, den Ventilkörper 52 außenseitig umströmenden Strömungsweg 64 frei (vgl. 5).Rule on the other hand in the 5 and 7 On the left side of the check valve 40 such a great overpressure that the valve body 52 against the force of the spring 54 is moved, opens the check valve 40 and gives an annular, the valve body 52 outside flow around the flow path 64 free (cf. 5 ).

Die Wirkung des Rückschlagventils 40 in dem System zur Sekundärlufteinblasung ist folgende. Das Rückschlagventil 40 wird bei einem aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung auf seiner Durchlassseite dauerhaft mit der von dem Sekundärluftgebläse 28 kommenden Sekundärluft beaufschlagt, deren Druck höher als der in dem Abgasstrang herrschende Mitteldruck ist. Auf der Sperrseite ist das Rückschlagventil 40 dagegen mit dem Druck aus dem Abgasstrang 22 sowie der Vorspannung der Feder 54 beaufschlagt, wobei dieser Druck infolge des taktweisen Ausstoßens von Abgas aus den Brennräumen des Verbrennungsmotors relativ stark pulsiert. Dieser pulsierende Abgasstrom macht sich als entsprechender Luftschall bemerkbar. Das Rückschlagventil 40 wird somit bei einem aktivierten Sekundärluftgebläse 28 durchlassseitig mit einem relativ konstanten Druck beaufschlagt und sperrseitig mit dem relativ stark pulsierenden Druck, wobei die Gesamtkraft, die aus der Vorspannung der Feder 54 sowie dem Druck auf der Sperrseite resultiert, zumindest dann kleiner als die sich aus dem Druck auf der Durchlassseite ergebende Kraft ist, wenn der sperrseitige Druck sein Minimum erreicht, wodurch ein Öffnen des Rückschlagventils 40 erfolgt. Übersteigt die sich aus der Federkraft und dem Druck auf der Sperrseite ergebende Kraft dagegen temporär die auf der Durchlassseite erzeugte Kraft, schließt das Rückschlagventil 40 teilweise oder vollständig, wodurch die Durchströmung durch das Rückschlagventil 40 reduziert bzw. verhindert wird. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß die Ausbreitung von Luftschallwellen über das System zur Sekundärlufteinblasung verringert. Die Öffnungstandard des Rückschlagventils 40 verändert sich somit wechselweise von geöffnet in geschlossen (ggf. periodisch) während des aktivierten System zur Sekundärlufteinblasung infolge variierender Druckverhältnisse zwischen Durchlass- und Sperrseite.The effect of the check valve 40 in the system for secondary air injection is the following. The check valve 40 with an activated system for secondary air injection on its passage side permanently with that of the secondary air blower 28 incident secondary air whose pressure is higher than the pressure prevailing in the exhaust line medium pressure. On the blocking side is the check valve 40 in contrast, with the pressure from the exhaust system 22 as well as the bias of the spring 54 acted upon, this pressure pulses relatively strong due to the cyclic ejection of exhaust gas from the combustion chambers of the internal combustion engine. This pulsating exhaust gas flow is noticeable as a corresponding airborne sound. The check valve 40 is thus at an activated secondary air blower 28 Passage side acted upon by a relatively constant pressure and the locking side with the relatively strong pulsating pressure, wherein the total force resulting from the bias of the spring 54 and the pressure on the blocking side results, at least when the force resulting from the pressure on the passage side is smaller, when the lock-side pressure reaches its minimum, whereby opening the check valve 40 he follows. On the other hand, if the force resulting from the spring force and the pressure on the locking side temporarily exceeds the force generated on the passage side, the check valve closes 40 partially or completely, reducing the flow through the check valve 40 is reduced or prevented. At the same time, according to the invention, the propagation of airborne sound waves through the secondary air injection system is reduced. The opening standard of the check valve 40 alternates thus alternately from open to closed (possibly periodically) during the activated system for secondary air injection due to varying pressure conditions between the inlet and outlet side.

Optional kann (stirnseitig) in dem Ventilkörper 52 eine Drosselöffnung 66 vorgesehen sein, die auch bei einem geschlossenen Rückschlagventil 40 eine reduzierte Durchströmung erlaubt. Auch eine solche Drossel kann die Übertragung von Luftschall reduzieren, da die Drosselwirkung proportional zu dem Druckverhältnis auf den beiden Seiten der Drossel ist, somit die Drosselwirkung bei großen Druckschwankungen (wie bei der Übertragung von Luftschall) größer ist als bei einem relativ konstanten Druckverhältnis (wie es durch die Strömung der Sekundärluft bewirkt wird).Optionally, (in the face) in the valve body 52 a throttle opening 66 be provided, which also in a closed check valve 40 a reduced flow allowed. Also, such a throttle can reduce the transmission of airborne sound, since the throttle effect is proportional to the pressure ratio on the two sides of the throttle, thus the throttle effect at high pressure fluctuations (as in the transmission of airborne sound) is greater than at a relatively constant pressure ratio (such it is caused by the flow of secondary air).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Zylinder-KurbelgehäuseCylinder crankcase
1212
Zylinderkopfcylinder head
1414
Auslassventiloutlet valve
1616
Auslasskanalexhaust port
1818
FrischgasstrangFresh gas line
2020
Verdichtercompressor
2222
Abgasstrangexhaust gas line
2424
Turbineturbine
2626
Katalysatorcatalyst
2828
SekundärluftgebläseSecondary air blower
3030
Saugleitungsuction
3232
Druckleitungpressure line
3434
SekundärluftverteilerSecondary air distributor
3636
SekundärluftkanalSecondary air duct
3838
SekundärluftventilSecondary air valve
4040
Rückschlagventilcheck valve
4242
DurchlassrichtungForward direction
4444
Sperrrichtungreverse direction
4646
Gehäusecasing
4848
Anschlussstutzenspigot
5050
Anschlussstutzenspigot
5252
Ventilkörpervalve body
5454
Federfeather
5656
Grundkörperbody
5858
Dichtscheibesealing washer
6060
Adapterplatteadapter plate
6262
Ventilsitzvalve seat
6464
Strömungswegflow
6666
Drosselöffnungthrottle opening

Claims (7)

System zur Sekundärlufteinblasung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Sekundärluftgebläse (28), einer eingangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse (28) verbundenen Saugleitung (30) und/oder einer ausgangsseitig mit dem Sekundärluftgebläse (28) verbundenen Druckleitung (32) sowie mit einem Sekundärluftventil (38), gekennzeichnet durch Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall über die Saugleitung (30) und/oder die Druckleitung (32).System for secondary air injection for an internal combustion engine, with a secondary air blower ( 28 ), one input side with the secondary air blower ( 28 ) connected suction line ( 30 ) and / or an output side with the secondary air blower ( 28 ) connected pressure line ( 32 ) as well as with a secondary air valve ( 38 ), characterized by means for reducing the propagation of airborne sound via the suction line ( 30 ) and / or the pressure line ( 32 ). System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall ein Rückschlagventil (40) umfassen, dessen Durchlassrichtung (42) der Strömungsrichtung der Sekundärluft entspricht.System according to claim 1, characterized in that the means for reducing the propagation of airborne sound comprise a check valve ( 40 ), whose forward direction ( 42 ) corresponds to the flow direction of the secondary air. System gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall in die Druckleitung (32) integriert sind.System according to claim 1 or 2, characterized in that the means for reducing the propagation of airborne sound in the pressure line ( 32 ) are integrated. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall in das Sekundärluftventil (38) integriert sind. System according to one of the preceding claims, characterized in that the means for reducing the propagation of airborne sound in the secondary air valve ( 38 ) are integrated. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall eine Drossel umfassen.System according to one of the preceding claims, characterized in that the means for reducing the propagation of airborne sound comprise a throttle. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Reduzierung der Ausbreitung von Luftschall in eine Kupplung integriert sind, über die die Druckleitung (32) mit dem Sekundärluftventil (38) verbindbar ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the means for reducing the propagation of airborne sound are integrated in a coupling via which the pressure line ( 32 ) with the secondary air valve ( 38 ) is connectable. Brennkraftmaschine mit einem Frischgastrang (18) und einem Abgasstrang (22) sowie mit einem System zur Sekundärlufteinblasung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sekundärluftgebläse (28) ausgangsseitig über die Druckleitung (32) mit dem Abgasstrang (22) und eingangsseitig über die Saugleitung (30) mit dem Frischgasstrang (18) verbunden ist.Internal combustion engine with a fresh gas line ( 18 ) and an exhaust gas line ( 22 ) and with a system for secondary air injection according to one of the preceding claims, wherein the secondary air blower ( 28 ) on the output side via the pressure line ( 32 ) with the exhaust gas line ( 22 ) and on the input side via the suction line ( 30 ) with the fresh gas train ( 18 ) connected is.
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