DE102015107066A1

DE102015107066A1 - Exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine and an internal combustion engine and a method for operating the internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015107066A1
Application number: DE102015107066.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rothmaier; Christian Frey; Johannes Eichmeier; Jonathan Lipp; Joachim Schwarte; Christian Philipp
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Die Erfindung betriff eine Abgasrückführvorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einer verstellbaren Mischeinheit (2), die dazu vorgesehen ist, ein Abgas aus einem Abgassystem (3) mit einer in einem Ansaugtrakt (4) geführten Frischluft zu vermengen, und mit einer Einstelleinheit (5), die dazu vorgesehen ist, durch Verstellung der Mischeinheit (2) eine inhomogene Abgasverteilung des Abgases in der Frischluft während eines Betriebs zu verändern, eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Abgasrückführvorrichtung (1) und ein Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine.The invention relates to an exhaust gas recirculation device (1) for an internal combustion engine, with an adjustable mixing unit (2), which is intended to mix an exhaust gas from an exhaust system (3) with a fresh air guided in an intake tract (4), and with an adjusting unit (5), which is intended to change by adjusting the mixing unit (2) an inhomogeneous exhaust gas distribution of the exhaust gas in the fresh air during operation, an internal combustion engine with such exhaust gas recirculation device (1) and a method for operating the internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführvorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der Brennkraftmaschine. The invention relates to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation device and a method for operating the internal combustion engine.

Aus der US 2006/0060173 ist bereits eine Abgasrückführvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Mischeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, ein Abgas aus einem Abgassystem mit einer in einem Ansaugtrakt geführten Frischluft zu vermengen, wobei die Mischeinheit mehrere Zumischstellen aufweist, deren Strömungsquerschnitte und Strömungsgeometrien konstant sind. From the US 2006/0060173 An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine is already known which has a mixing unit which is intended to mix an exhaust gas from an exhaust system with a fresh air guided in an intake tract, wherein the mixing unit has a plurality of admixing points whose flow cross sections and flow geometries are constant.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, NO_x-Emission einer Brennkraftmaschine zu reduzieren und/oder einen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu steigern. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend den Ansprüchen 1 und 8 sowie durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 11 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The invention is in particular the object of reducing NO _x emission of an internal combustion engine and / or to increase the efficiency of the internal combustion engine. It is achieved by an inventive embodiment according to claims 1 and 8 and by a method according to the invention according to claim 11. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Abgasrückführvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einer verstellbaren Mischeinheit, die dazu vorgesehen ist, ein Abgas aus einem Abgassystem mit einer in einem Ansaugtrakt geführten Frischluft zu vermengen, und mit einer Einstelleinheit, die dazu vorgesehen ist, durch Verstellung der Mischeinheit eine inhomogene Abgasverteilung des Abgases in der Frischluft während eines Betriebs zu verändern. Durch eine solche Ausgestaltung kann die inhomogene Abgasverteilung gezielt genutzt werden, um in allen Zylindern der Brennkraftmaschine einen gleichen Abgasanteil zu erreichen. Auf konstruktive Maßnahmen, die homogene Abgasverteilung hervorrufen sollen, kann verzichtet werden. Insbesondere kann auf konstruktive Maßnahmen zur Erzeugung turbulenter Strömungen verzichtet werden, wodurch die Mischeinheit motornah angeordnet werden kann. Gleichzeitig kann durch Verstellung der Mischeinheit während des Betriebs über einen gesamten Lastbereich hinweg eine Abgasverteilung eingestellt werden, welche an eine an die Mischeinheit anschließende Brennluftführung angepasst ist. Damit kann ein konstruktiv einfacher Ansaugtrakt realisiert werden und es kann trotzdem sichergestellt werden, dass in einem Betrieb die Brennluft in allen Zylinder den gleichen Abgasanteil aufweist, unabhängig von der vorliegenden Lastanforderung. Eine Ungleichverteilung kann auf unter +–0,7 %p reduziert werden, wodurch insbesondere NO_x-Emission reduziert und ein Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gesteigert werden kann. Unter einer „verstellbaren Mischeinheit“ soll dabei insbesondere eine Mischeinheit verstanden werden, die eine Abgasführung und/oder eine Brennluftführung mit zumindest einem beweglichen Bauteil zur Veränderung der Abgasverteilung während des Betriebs aufweist. Unter „einer Veränderung der Abgasverteilung“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Mischeinheit zumindest konstruktiv für eine Veränderung der Abgasverteilung in der Frischluft bei gleichzeitig konstantem Abgasanteil in einer Brennluft vorgesehen ist. Unter einer „inhomogenen Abgasverteilung“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Brennluft in einer Querschnittsebene senkrecht zu einer Strömungsrichtung an verschiedenen Punkten unterschiedliche Abgasanteile aufweist. Unter der „Brennluft“ wird dabei im Folgenden insbesondere die mit dem Abgas vermengte Frischluft verstanden, wobei grundsätzlich die Brennluft auch lediglich aus der Frischluft bestehen kann, beispielsweise wenn in einem Betriebszustand auf eine Zuführung von Abgas verzichtet wird. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. According to the invention, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine is proposed, with an adjustable mixing unit, which is intended to mix an exhaust gas from an exhaust system with a guided in an intake fresh air, and with an adjustment, which is provided by adjusting the mixing unit inhomogeneous Change exhaust gas distribution of the exhaust gas in the fresh air during operation. By such a configuration, the inhomogeneous exhaust gas distribution can be used selectively to achieve the same proportion of exhaust gas in all cylinders of the internal combustion engine. On constructive measures that should cause homogeneous exhaust gas distribution, can be dispensed with. In particular, can be dispensed with constructive measures for generating turbulent flows, whereby the mixing unit can be arranged close to the engine. At the same time, by adjusting the mixing unit during operation over an entire load range, an exhaust gas distribution can be adjusted, which is adapted to a combustion air duct adjoining the mixing unit. This allows a structurally simple intake tract can be realized and it can still be ensured that in one operation, the combustion air in all cylinders has the same exhaust gas content, regardless of the present load request. An unequal distribution can be reduced below + -0.7% p, which in particular reduces NO _x emission and an efficiency of the internal combustion engine can be increased. An "adjustable mixing unit" should be understood to mean, in particular, a mixing unit which has an exhaust gas guide and / or a combustion air guide with at least one movable component for changing the exhaust gas distribution during operation. By "a change in the exhaust gas distribution" is to be understood in particular that the mixing unit is provided at least structurally for a change in the exhaust gas distribution in the fresh air at the same time constant exhaust gas content in a combustion air. An "inhomogeneous exhaust gas distribution" is to be understood in particular as meaning that the combustion air has different proportions of exhaust gas in a cross-sectional plane perpendicular to a flow direction at different points. In the text which follows, the term "combustion air" is understood to mean in particular the fresh air mixed with the exhaust gas, wherein in principle the combustion air can also only consist of the fresh air, for example, if there is no supply of exhaust gas in an operating state. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Mischeinheit eine veränderbare Strömungsgeometrie zur Führung des Abgases aufweist. Durch Änderung von Strömungsverhältnissen in ein einem Abgas führenden Teil der Mischeinheit kann die inhomogene Abgasverteilung besonders gut verändert werden, insbesondere wenn gleichzeitig der Abgasanteil in der Brennluft konstant bleiben soll. Unter einer „veränderbaren Strömungsgeometrie“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Abgas führende Teil der Mischeinheit verstellbare Bauteile aufweist, wie beispielsweise Strömungsleitbleche, Klappen oder Blenden. Unter einer „Veränderung von Strömungsverhältnissen“ soll insbesondere eine Veränderung der Strömungsverhältnisse durch Verstellung von Bauteilen in dem Abgas führenden Teil der Mischeinheit oder eine Verstellung von Abgas führenden Bauteilen, die zur Vermengung von Abgas und Frischluft vorgesehen sind. It is further proposed that the mixing unit has a variable flow geometry for guiding the exhaust gas. By changing the flow conditions in a part of the mixing unit leading to an exhaust gas, the inhomogeneous exhaust gas distribution can be changed particularly well, in particular if at the same time the proportion of exhaust gas in the combustion air should remain constant. In this context, a "variable flow geometry" should be understood in particular to mean that the exhaust-carrying part of the mixing unit has adjustable components, such as flow baffles, flaps or diaphragms. Under a "change of flow conditions" should in particular a change in the flow conditions by adjusting components in the exhaust gas leading part of the mixing unit or an adjustment of exhaust gas leading components, which are provided for mixing exhaust gas and fresh air.

Bevorzugt ist die Einstelleinheit dazu vorgesehen, durch Verstellung der Mischeinheit ein Einströmverhalten des Abgases in den Frischluftstrom zu verändern. Insbesondere das Einströmverhalten beeinflusst die Abgasverteilung in der Frischluft. Indem das Einströmverhalten verändert werden kann, kann die Abgasverteilung besonders gut an unterschiedliche Betriebspunkte der Brennkraftmaschine angepasst werden. Dadurch kann die Abgasverteilung besonders genau verändert werden. Unter einer „Veränderung des Einströmverhaltens“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass durch Verstellung der Mischeinheit Parameter der Vermengung des Abgases mit der Frischluft veränderbar sind, wie beispielsweise eine Strömungsgeschwindigkeit des Abgases beim Einbringen in die Frischluft. The adjustment unit is preferably provided to change an inflow behavior of the exhaust gas into the fresh air flow by adjusting the mixing unit. In particular, the inflow behavior influences the exhaust gas distribution in the fresh air. By the inflow behavior can be changed, the exhaust gas distribution can be particularly well adapted to different operating points of the internal combustion engine. As a result, the exhaust gas distribution can be changed particularly accurately. A "change in the inflow behavior" is to be understood in particular as meaning that parameters of the mixing of the exhaust gas with the fresh air can be changed by adjusting the mixing unit, such as, for example, a flow velocity of the exhaust gas during introduction into the fresh air.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist die Mischeinheit zumindest eine Zumischstelle auf, deren Strömungsquerschnitt und/oder Strömungsgeometrie durch die Einstelleinheit veränderbar ist. Dadurch kann das Einströmverhalten besonders gut verändert werden. Unter einer „Zumischstelle“ soll dabei insbesondere eine Öffnung oder eine Düse verstanden werden, die den Abgas führenden Teil der Mischeinheit mit einem Frisch- und Brennluft führenden Teil der Mischeinheit verbindet. Unter einer „veränderbaren Strömungsgeometrie“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine mittlere Strömungsrichtung eines Abgasstroms durch die Zumischstelle veränderbar ist, wie beispielsweise eine in ihrer Richtung verstellbare Düse. Unter einem „veränderbaren Strömungsquerschnitt“ soll insbesondere eine Veränderung einer Querschnittsfläche der Öffnung oder Düse verstanden werden. In a particularly advantageous embodiment, the mixing unit has at least one admixing point whose flow cross-section and / or flow geometry can be changed by the setting unit. As a result, the inflow behavior can be changed particularly well. An "admixing point" is to be understood in particular as meaning an opening or a nozzle which connects the part of the mixing unit carrying the exhaust gas to a part of the mixing unit which conducts fresh and combustion air. A "variable flow geometry" is to be understood in particular as meaning that an average flow direction of an exhaust gas flow through the admixing point is variable, such as, for example, a nozzle which is adjustable in its direction. A "variable flow cross-section" is to be understood in particular as meaning a change in a cross-sectional area of the opening or nozzle.

Vorzugsweise weist die Mischeinheit zumindest eine verstellbare Klappe und/oder Blende auf, die an der Zumischstelle angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere eine einfache Ausgestaltung der Mischeinheit erreicht werden, die eine Veränderung des Strömungsquerschnitts der Zumischstelle ermöglicht, wodurch eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Mischeinheit mit einer guten Einstellbarkeit der inhomogenen Abgasverteilung erreicht werden kann. Unter „an der Zumischstelle angeordnet“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Klappe oder Blende an einer Stelle angeordnet ist, durch die ein Volumenstrom an der Zumischstelle unmittelbar, d.h. ohne Beeinflussung von Volumenströmen an weiteren Zumischstellen, veränderbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Mischeinheit auch zumindest eine verstellbare Klappe und/oder Blende aufweisen, die in dem Abgas führenden Teil der Mischeinheit angeordnet ist. Preferably, the mixing unit has at least one adjustable flap and / or panel, which is arranged at the admixing point. As a result, in particular a simple embodiment of the mixing unit can be achieved, which allows a change in the flow cross section of the admixing point, whereby a structurally simple design of the mixing unit can be achieved with a good adjustability of the inhomogeneous exhaust gas distribution. By "arranged at the admixing point" is to be understood in this context, in particular, that the flap or aperture is arranged at a position through which a volume flow at the admixing point directly, i. can be changed without influencing volume flows at other mixing points. Alternatively or additionally, the mixing unit may also have at least one adjustable flap and / or orifice arranged in the exhaust part of the mixing unit.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Abgasrückführvorrichtung zumindest eine weitere Zumischstelle aufweist, die dazu vorgesehen ist, in Verbindung mit der ersten Zumischstelle die veränderbare inhomogene Abgasverteilung in der Frischluft zu erzeugen. Indem mehrere Zumischstellen vorgesehen sind, kann die Abgasverteilung besonders gut eingestellt werden. Grundsätzlich kann die Mischeinheit dabei mehr als zwei Zumischstellen aufweisen. Es ist denkbar, dass alle Zumischstellen einen veränderbaren Strömungsquerschnitt und/oder eine veränderbare Strömungsgeometrie aufweisen. Es kann jedoch auch nur ein Teil der Zumischstellen einen veränderbaren Strömungsquerschnitt und/oder eine veränderbare Strömungsgeometrie aufweisen. It is further proposed that the exhaust gas recirculation device has at least one further admixing point, which is provided to generate the variable inhomogeneous exhaust gas distribution in the fresh air in conjunction with the first admixing point. By providing multiple mixing points, the exhaust gas distribution can be adjusted particularly well. In principle, the mixing unit can have more than two mixing points. It is conceivable that all mixing points have a variable flow cross-section and / or a variable flow geometry. However, it is also possible for only a part of the admixing points to have a variable flow cross-section and / or a variable flow geometry.

In einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die Abgasrückführvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Ansteuerung der Einstelleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Abgasverteilung in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter zu verändern. Durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit kann eine flexible Ansteuerung der Einstelleinheit in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebsparametern einfach realisiert werden. Insbesondere kann eine Abhängigkeit der Einstellung von dem zumindest einen Betriebsparameter gut an unterschiedliche Brennkraftmaschinen angepasst werden. Indem die Steuer- und/oder Regeleinheit die Abgasverteilung durch Ansteuerung der Einstelleinheit in Abhängigkeit von dem Betriebsparameter verändert, kann die Abgasverteilung gut auf einen aktuellen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepasst werden. In a further development, it is proposed that the exhaust gas recirculation device has a control and / or regulating unit for controlling the setting unit, which is provided to change the exhaust gas distribution as a function of at least one operating parameter. By means of a control and / or regulating unit, a flexible control of the setting unit as a function of different operating parameters can be easily realized. In particular, a dependency of the setting on the at least one operating parameter can be adapted well to different internal combustion engines. By the control and / or regulating unit changing the exhaust gas distribution by controlling the setting unit as a function of the operating parameter, the exhaust gas distribution can be well adapted to a current operating state of the internal combustion engine.

Weiter wird eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Abgasrückführvorrichtung vorgeschlagen. Vorzugsweise umfasst die Brennkraftmaschine eine Sensoreinheit, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Abgasanteil in einer Brennluft zu erfassen. Eine Sensoreinheit kann für die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest einen Betriebsparameter bereitstellen, durch die die Ansteuerung der Einstelleinheit in Form eines Regelkreislaufs erfolgen kann. Dadurch kann erreicht werden, dass die Abgasverteilungen in den Zylindern mit hoher Genauigkeit übereinstimmen. Die Sensoreinheit weist vorteilhafterweise zumindest zwei Sensoren auf, die dazu vorgesehen sind, Unterschiede in der Abgaskonzentration einzelner Zylinder zu erfassen. Dadurch kann die Erfassung der Abgasverteilung besonders genau erfolgen. Further, an internal combustion engine is proposed with an exhaust gas recirculation device according to the invention. Preferably, the internal combustion engine comprises a sensor unit, which is provided to detect at least one exhaust gas fraction in a combustion air. A sensor unit can provide at least one operating parameter for the control and / or regulating unit, by means of which the control of the setting unit can take place in the form of a control circuit. As a result, it can be achieved that the exhaust gas distributions in the cylinders coincide with high accuracy. The sensor unit advantageously has at least two sensors, which are provided to detect differences in the exhaust gas concentration of individual cylinders. As a result, the detection of the exhaust gas distribution can be particularly accurate.

Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, bei dem eine Abgasrückführvorrichtung mit einer verstellbaren Mischeinheit ein Abgas aus einem Abgassystem mit einer in einem Ansaugtrakt geführten Frischluft vermengt und eine Einstelleinheit durch Verstellung der Mischeinheit eine inhomogene Abgasverteilung des Abgases in der Frischluft während des Betriebs verändert. In addition, a method for operating an internal combustion engine is proposed, in which an exhaust gas recirculation device with an adjustable mixing unit mixes an exhaust gas from an exhaust system with a guided in an intake fresh air and adjusts a setting unit by adjusting the mixing unit an inhomogeneous exhaust gas distribution of the exhaust gas in the fresh air during operation ,

Weitere Ausführungsvarianten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur / den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel / sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Further variants and advantages of the invention will become apparent from the following description. In the figure / figures, an embodiment / are shown several embodiments of the invention.

1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführvorrichtung, 1 shows schematically an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation device,

2 zeigt eine Mischeinheit der Abgasrückführvorrichtung. 2 shows a mixing unit of the exhaust gas recirculation device.

1 zeigt schematisiert ein Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist als ein Dieselmotor ausgebildet. Die Brennkraftmaschine ist zur Verwendung in schweren Landfahrzeugen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, oder zur Verwendung in Wasserfahrzeugen vorgesehen. 1 schematically shows an embodiment of an internal combustion engine. The internal combustion engine is designed as a diesel engine. The internal combustion engine is for use in heavy land vehicles, in particular Rail vehicles, or intended for use in water vehicles.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine als ein Schnellläufer ausgebildet. Die Brennkraftmaschine weist eine Leerlaufdrehzahl von ca. 600 U/min auf. Eine Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine beträgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 2200 U/min. Die Brennkraftmaschine umfasst je nach Bauart zwischen 8 und 20 Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘, von denen lediglich ein Teil dargestellt ist, wobei zur Vereinfachung alle Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Jeder der Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ der Brennkraftmaschine weist ein Zylindervolumen von zumindest 4,77 l auf. Eine Zylinderleistung der Brennkraftmaschine beträgt zumindest 150 kW. Der Dieselmotor ist damit für eine Leistung zwischen 1200 kW und 3000 kW vorgesehen. Je nach Verwendung kann die Brennkraftmaschine auch andere Motordaten aufweisen. Insbesondere ist es auch denkbar, dass die Brennkraftmaschine als ein Gasmotor oder ähnliches ausgebildet ist. In the illustrated embodiment, the internal combustion engine is designed as a high-speed rotor. The internal combustion engine has an idling speed of about 600 rpm. A maximum speed of the internal combustion engine is in the illustrated embodiment about 2200 U / min. Depending on the design, the internal combustion engine comprises between 8 and 20 cylinders 13, 13 ' . 13 '' . 13 ''' of which only a part is shown, wherein for simplicity all cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' are provided with the same reference numerals. Each of the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' The internal combustion engine has a cylinder volume of at least 4.77 l. A cylinder output of the internal combustion engine is at least 150 kW. The diesel engine is thus intended for an output between 1200 kW and 3000 kW. Depending on the use, the internal combustion engine may also have other engine data. In particular, it is also conceivable that the internal combustion engine is designed as a gas engine or the like.

Die Brennkraftmaschine umfasst einen Ansaugtrakt 4 und ein Abgassystem 3. In einem Betrieb wird den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ über den Ansaugtrakt 4 eine Brennluft zugeführt. Die Brennluft wird in den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ oder in dem Ansaugtrakt 4 mit einem Kraftstoff vermischt. Die Brennluft und der Kraftstoff bilden in den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ ein zündfähiges Luft-Kraftstoffgemisch. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Injektoren 14, 14‘, 14‘‘, 14‘‘‘ auf, welche dazu vorgesehen sind, den Kraftstoff direkt in die Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ einzuspritzen. Alternativ sind auch andere Ausgestaltungen denkbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftstoff als Dieselkraftstoff ausgebildet. Das Luft-Kraftstoffgemisch entzündet sich bei einer Kompression selbstständig. Ein bei einer Verbrennung des Luft-Kraftstoffgemischs entstehendes Abgas wird über das Abgassystem 3 in eine Umgebung abgeleitet. The internal combustion engine comprises an intake tract 4 and an exhaust system 3 , In one operation, the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' over the intake tract 4 a combustion air supplied. The combustion air is in the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' or in the intake tract 4 mixed with a fuel. The combustion air and the fuel form in the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' an ignitable air-fuel mixture. In a preferred embodiment, the internal combustion engine has a plurality of injectors 14 . 14 ' . 14 '' . 14 ''' which are intended to direct the fuel directly into the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' inject. Alternatively, other embodiments are conceivable. In this embodiment, the fuel is formed as a diesel fuel. The air-fuel mixture ignites automatically when compressed. An exhaust gas produced during combustion of the air-fuel mixture is via the exhaust system 3 derived in an environment.

Die Brennkraftmaschine umfasst einen Abgasturbolader 15. Der Abgasturbolader 15 ist dazu vorgesehen, einen Ladedruck für die Versorgung der Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ mit der Brennluft bereitzustellen. Der Ladedruck entspricht einem Druck, um den die Brennluft bezogen auf einen Umgebungsdruck verdichtet ist. Der Abgasturbolader 15 ist dazu vorgesehen, Frischluft aus einer Umgebung anzusaugen und zu komprimieren. Der Abgasturbolader 15 ist dazu vorgesehen, eine kinetische Energie des aus den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ ausgestoßenen Abgases zu nutzen, um die Frischluft zu verdichten. The internal combustion engine comprises an exhaust gas turbocharger 15 , The turbocharger 15 is intended to provide a boost pressure for the supply of the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' to provide with the combustion air. The boost pressure corresponds to a pressure around which the combustion air is compressed relative to an ambient pressure. The turbocharger 15 is intended to suck in fresh air from an environment and to compress. The turbocharger 15 is intended to provide a kinetic energy of the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' Expelled exhaust gas to use to compress the fresh air.

Die Brennkraftmaschine umfasst weiter eine Abgasrückführvorrichtung 1, die dazu vorgesehen ist, aus dem Abgassystem 3 einen Teil des von den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ ausgestoßenen Abgases wieder den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ zuzuführen. Die Abgasrückführvorrichtung 1 umfasst eine Abgasleitung 16, einen in der Abgasleitung 16 angeordneten Abgaskühler 17 und ein in der Abgasleitung 16 angeordnetes Abgasregelventil 18. Der Abgaskühler 17 ist dazu vorgesehen, das durch die Abgasleitung 16 hindurchströmende Abgas abzukühlen, bevor es mit der angesaugten Frischluft vermengt wird. Das Abgasregelventil 18 ist dazu vorgesehen, einen Volumenstrom innerhalb der Abgasleitung 16 einzustellen. Durch das Abgasregelventil 18 ist ein Abgasanteil in der den Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ zugeführten Brennluft einstellbar. The internal combustion engine further comprises an exhaust gas recirculation device 1 , which is intended to be from the exhaust system 3 a part of the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' discharged exhaust gas back to the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' supply. The exhaust gas recirculation device 1 includes an exhaust pipe 16 , one in the exhaust pipe 16 arranged exhaust gas cooler 17 and one in the exhaust pipe 16 arranged exhaust control valve 18 , The exhaust gas cooler 17 is meant to be through the exhaust pipe 16 cooling exhaust gas flowing through before it is mixed with the intake fresh air. The exhaust control valve 18 is intended to provide a volume flow within the exhaust pipe 16 adjust. Through the exhaust control valve 18 is an exhaust gas fraction in the cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' adjusted combustion air adjustable.

Die Abgasrückführvorrichtung 1 umfasst weiter eine Mischeinheit 2, die dazu vorgesehen ist, das Abgas aus dem Abgassystem 3 mit der in dem Ansaugtrakt 4 geführten Frischluft zu vermengen. Die Mischeinheit 2 bildet eine Einmündung aus, an der die Abgasleitung 16 der Abgasrückführvorrichtung 1 in den Ansaugtrakt 4 mündet. Die Mischeinheit 2 ist zylindernah angeordnet. Die Brennkraftmaschine weist eine in dem Ansaugtrakt 4 angeordnete Drosselklappe 19 auf, welche, bezogen auf eine Strömungsrichtung der Brennluft, vor der Mischeinheit 2 der Abgasrückführvorrichtung 1 angeordnet ist. The exhaust gas recirculation device 1 further comprises a mixing unit 2 , which is intended to exhaust the exhaust system 3 with the in the intake tract 4 to mix led fresh air. The mixing unit 2 forms an opening at which the exhaust pipe 16 the exhaust gas recirculation device 1 in the intake tract 4 empties. The mixing unit 2 is arranged close to the cylinder. The internal combustion engine has one in the intake tract 4 arranged throttle 19 on, which, based on a flow direction of the combustion air, in front of the mixing unit 2 the exhaust gas recirculation device 1 is arranged.

Der Ansaugtrakt 4 umfasst einen Ansaugstutzen 20, der dazu vorgesehen ist, die Brennluft auf die einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ zu verteilen. Die Mischeinheit 2 ist zwischen der Drosselklappe 19 und dem Ansaugstutzen 20 angeordnet. Mit der Verteilung der Brennluft auf die einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ wird auch das in der Brennluft enthaltene Abgas auf die Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ verteilt. Die Brennluft in den einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ kann dabei grundsätzlich unterschiedliche Abgasanteile aufweisen, insbesondere wenn eine Abgasverteilung vor einer Verteilung auf die einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ nicht an eine Ausgestaltung des Ansaugstutzens 20 angepasst ist. Die Abgasanteile der Brennluft in den einzelnen Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ hängen damit von einer Abgasverteilung in der Frischluft an einer Stelle strömungstechnisch vor dem Ansaugstutzen 20 ab. The intake tract 4 includes an intake manifold 20 which is intended to supply the combustion air to the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' to distribute. The mixing unit 2 is between the throttle 19 and the intake manifold 20 arranged. With the distribution of the combustion air to the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' is also the exhaust gas contained in the combustion air to the cylinder 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' distributed. The combustion air in the individual cylinder 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' can in principle have different proportions of exhaust gas, in particular if an exhaust gas distribution before distribution to the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' not to an embodiment of the intake 20 is adjusted. The exhaust gas components of the combustion air in the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' thus depend on an exhaust gas distribution in the fresh air at a point in terms of flow in front of the intake manifold 20 from.

Die Mischeinheit 2 ist dazu vorgesehen, eine inhomogene Abgasverteilung zu erzeugen. Die Abgasverteilung, zu deren Erzeugung die Mischeinheit 2 vorgesehen ist, ist insbesondere an eine Ausgestaltung des Ansaugstutzens 20 angepasst. Die Mischeinheit 2 ist dazu vorgesehen, eine Abgasverteilung zu erzeugen, bei der die Abgasanteile der Brennluft in den einzelnen Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ möglichst gleich sind. Die Brennluft bildet in einem Betrieb eine zumindest teilweise laminare Strömung aus. Abgasverteilungen an unterschiedlichen Punkten stromab der Mischeinheit 2 hängen von der Abgasverteilung ab, welche von der Mischeinheit 2 erzeugt wird. Die Abgasverteilung in der Frischluft und der Abgasanteil der Brennluft der einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ hängen von einer Ausgestaltung der Mischeinheit 2 ab. The mixing unit 2 is intended to generate an inhomogeneous exhaust gas distribution. The exhaust gas distribution, for the generation of which the mixing unit 2 is provided is in particular to an embodiment of the intake 20 customized. The mixing unit 2 is intended to produce an exhaust gas distribution, in which the exhaust gas components of the combustion air in the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' as equal as possible. The combustion air forms an at least partially laminar flow in one operation. Exhaust distributions at different points downstream of the mixing unit 2 depend on the exhaust gas distribution coming from the mixing unit 2 is produced. The exhaust gas distribution in the fresh air and the exhaust gas content of the combustion air of the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' depend on an embodiment of the mixing unit 2 from.

Um die Abgasverteilung während eines Betriebs verändern zu können, ist die Mischeinheit 2 verstellbar ausgebildet. Die Abgasrückführvorrichtung 1 umfasst eine Einstelleinheit 5, die dazu vorgesehen ist, durch Verstellung der Mischeinheit 2 eine inhomogene Abgasverteilung in der Frischluft während eines Betriebs zu verändern. Die Verstellung der Mischeinheit 2 durch die Einstelleinheit 5 erfolgt zusätzlich zur Einstellung des Volumenstroms mittels des Abgasregelventils 18. Das Abgasregelventil 18 und die Einstelleinheit 5 sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Die Abgasverteilung in der Frischluft ist damit, zumindest grundsätzlich, unabhängig von dem Volumenstrom des Abgases veränderbar. Insbesondere können bei konstantem Volumenstrom unterschiedliche Abgasverteilungen eingestellt werden. In order to change the exhaust gas distribution during operation, the mixing unit is 2 adjustable trained. The exhaust gas recirculation device 1 includes a setting unit 5 , which is intended by adjusting the mixing unit 2 to change an inhomogeneous exhaust gas distribution in the fresh air during operation. The adjustment of the mixing unit 2 through the adjustment unit 5 in addition to the adjustment of the volume flow by means of the exhaust gas control valve 18 , The exhaust control valve 18 and the adjustment unit 5 are independently controllable. The exhaust gas distribution in the fresh air is thus, at least in principle, independent of the volumetric flow of the exhaust gas changeable. In particular, different exhaust gas distributions can be set at a constant volume flow.

Die Mischeinheit 2 weist einen Abgas führenden Teil 21 und einen Frisch- und Brennluft führenden Teil 22 auf. Der Abgas führende Teil 21, der lediglich zur Führung des Abgases vorgesehen ist, schließt an die Abgasleitung 16 an. In einem Betrieb strömt das Abgas in den Abgas führenden Teil 21 der Mischeinheit 2 ein. Der Frisch- und Brennluft führende Teil 22 ist zur Führung der Frischluft bzw. der Brennluft vorgesehen. In einem Betrieb strömt die Frischluft in den Frisch- und Brennluft führenden Teil 22 der Mischeinheit 2 ein, wird in der Mischeinheit 2 mit dem Abgas vermengt und tritt als Brennluft wieder aus der Mischeinheit 2 aus. The mixing unit 2 has an exhaust gas leading part 21 and a fresh and combustible leading part 22 on. The exhaust leading part 21 , which is provided only to guide the exhaust gas, closes to the exhaust pipe 16 at. In one operation, the exhaust gas flows into the exhaust gas leading part 21 the mixing unit 2 one. The fresh and combustion air leading part 22 is intended to guide the fresh air or the combustion air. In one operation, the fresh air flows into the fresh and combustion air leading part 22 the mixing unit 2 A, is in the mixing unit 2 mixed with the exhaust gas and enters as combustion air again from the mixing unit 2 out.

Die Mischeinheit 2 weist eine verändere Strömungsgeometrie zur Führung des Abgases auf. Bei einer Verstellung der Mischeinheit 2 ändern sich insbesondere die Strömungsverhältnisse in dem Abgas führenden Teil 21 der Mischeinheit 2. Die sich ändernden Strömungsverhältnisse bewirken, dass sich ein Einströmverhalten des Abgases in den Frischluftstrom verändert. Die Einstelleinheit 5 ist damit dazu vorgesehen, durch Verstellung der Mischeinheit 2 ein Einströmverhalten des Abgases in den Frischluftstrom zu verändern. The mixing unit 2 has a modified flow geometry for guiding the exhaust gas. With an adjustment of the mixing unit 2 In particular, the flow conditions change in the exhaust gas leading part 21 the mixing unit 2 , The changing flow conditions cause an inflow behavior of the exhaust gas to change into the fresh air flow. The adjustment unit 5 is thus provided by adjusting the mixing unit 2 to change an inflow of the exhaust gas in the fresh air flow.

Die Mischeinheit 2 umfasst ein Gehäuse 23, das einen Strömungskanal für die Frischluft bzw. Brennluft ausbildet. Weiter umfasst die Mischeinheit 2 ein Rohr 24, das zumindest teilweise in den Strömungskanal hineinragt. Das Rohr 24 bildet den Abgas führenden Teil 21 der Mischeinheit 2 aus. Das Gehäuse 23 bildet den Frisch- und Brennluft führenden Teil 22 der Mischeinheit 2 aus. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzt das Rohr 24, das beidseitig an die Abgasleitung 16 angebunden ist, den Strömungskanal vollständig. Alternativ sind aber auch andere Ausgestaltungen der Mischeinheit 2 denkbar. The mixing unit 2 includes a housing 23 , which forms a flow channel for the fresh air or combustion air. Furthermore, the mixing unit comprises 2 a pipe 24 which projects at least partially into the flow channel. The pipe 24 forms the exhaust leading part 21 the mixing unit 2 out. The housing 23 forms the fresh and combustion air leading part 22 the mixing unit 2 out. In the illustrated embodiment, the tube passes through 24 , on both sides of the exhaust pipe 16 Tailored, the flow channel completely. Alternatively, however, other embodiments of the mixing unit 2 conceivable.

Die Mischeinheit 2 weist eine Mehrzahl von Zumischstellen 6, 7 auf, über die in einem Betrieb das Abgas aus dem Abgas führenden Teil 21 der Mischeinheit 2 in den Strömungskanal für die Frischluft bzw. Brennluft gelangt. Die Zumischstellen 6, 7 sind als Öffnungen in dem Rohr 24 ausgebildet. Die Abgasverteilung in der Brennluft hängt von Volumenströmen des Abgases an einzelnen Zumischstellen 6, 7 ab. Bei einer Änderung der Strömungsverhältnisse innerhalb der Mischeinheit 2 ändern sich die Volumenströme des Abgases an den einzelnen Zumischstellen 6, 7. Eine Anordnung der Öffnungen in dem Rohr 24 hängt insbesondere von einer Anzahl der Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ und einer Ausgestaltung des Ansaugstutzens 20 ab. The mixing unit 2 has a plurality of mixing points 6 . 7 on, over the exhaust gas in an operation leading part of the exhaust gas 21 the mixing unit 2 enters the flow channel for the fresh air or combustion air. The mixing points 6 . 7 are as openings in the tube 24 educated. The exhaust gas distribution in the combustion air depends on volumetric flows of the exhaust gas at individual admixing points 6 . 7 from. When changing the flow conditions within the mixing unit 2 the volume flows of the exhaust gas change at the individual mixing points 6 . 7 , An arrangement of the openings in the tube 24 depends in particular on a number of cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' and an embodiment of the intake 20 from.

Zumindest eine der Zumischstellen 6, 7 weist einen Strömungsquerschnitt und eine Strömungsgeometrie auf, die durch die Einstelleinheit 5 veränderbar sind. Für die Ausgestaltung der Zumischstelle 6, 7 sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Einstelleinheit 5 eine Blende 8, welche an der Zumischstelle 6 angeordnet ist. Durch Verstellung der Blende 8 ist ein Durchmesser der Öffnung, durch welche die Zumischstelle 6 ausgebildet ist, veränderbar. Der Strömungsquerschnitt der Zumischstelle 6 ist somit veränderbar. Zusätzlich oder alternativ kann an der Öffnung auch eine Klappe angeordnet sein, welche dazu vorgesehen ist, die Öffnung zu verschließen. Zudem kann die Klappe dazu vorgesehen sein, die Strömungsgeometrie zu verändern, indem sie eine mittlere Strömungsrichtung des durch die Öffnung strömenden Abgases verändert. At least one of the mixing points 6 . 7 has a flow cross section and a flow geometry through the adjustment unit 5 are changeable. For the design of the admixing point 6 . 7 Different configurations are conceivable. In the illustrated embodiment, the adjustment unit comprises 5 a panel 8th , which at the mixing point 6 is arranged. By adjusting the aperture 8th is a diameter of the opening through which the admixing point 6 is formed, changeable. The flow cross section of the admixing point 6 is thus changeable. Additionally or alternatively, a flap may be arranged at the opening, which is intended to close the opening. In addition, the flap can be provided to change the flow geometry by changing an average flow direction of the exhaust gas flowing through the opening.

Die zweite Zumischstelle 7 ist analog ausgebildet. Die Mischeinheit 2 weist eine zweite Blende 9 auf, die an der zweiten Zumischstelle 7 angeordnet ist. Die zweite Zumischstelle 7 ist dazu vorgesehen, in Verbindung mit der ersten Zumischstelle 6 die veränderbare inhomogene Abgasverteilung der Brennluft zu erzeugen. Die Blenden 8, 9 der beiden Zumischstellen 6, 7 sind unabhängig voneinander verstellbar. The second mixing point 7 is analogous. The mixing unit 2 has a second aperture 9 on, at the second Zumischstelle 7 is arranged. The second mixing point 7 is intended, in conjunction with the first admixing point 6 to generate the variable inhomogeneous exhaust gas distribution of the combustion air. The irises 8th . 9 the two Zumischstellen 6 . 7 are independently adjustable.

Die Einstelleinheit 5 ist dazu vorgesehen, die Blenden 8, 9 zu verstellen. Die Einstelleinheit 5 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel je Blende 8, 9 einen nicht näher dargestellten Aktuator zur Betätigung der entsprechenden Blende 8, 9. Die Aktuatoren sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Umfasst die Mischeinheit 2 weitere Blenden, Klappen oder sonstige Elemente zur Veränderung der Strömungsverhältnisse, weist die Einstelleinheit 5 vorzugsweise auch weitere Aktuatoren zu deren Ansteuerung auf. The adjustment unit 5 is intended to cover the panels 8th . 9 to adjust. The adjustment unit 5 comprises in the illustrated embodiment, each aperture 8th . 9 a non-illustrated actuator for actuating the corresponding panel 8th . 9 , The actuators can be controlled independently of each other. Includes the mixing unit 2 Further diaphragms, flaps or other elements for changing the flow conditions, has the setting unit 5 preferably also other actuators for their control.

Beispielsweise kann die Einstelleinheit 5 eine Blende oder Klappe 25 aufweisen, die auf einer Seite des Rohres 24 angeordnet ist. In 2 ist eine mögliche Position für eine solche Klappe 25 dargestellt. Ist eine solche Klappe 25 oder Blende vorhanden, können die Strömungsverhältnisse in einer Anströmung des Rohres 24 verändert werden. Ist beidseitig des Rohres 24 eine Blende vorgesehen, erhöht sich eine Flexibiltät in der Einstellung der Strömungsverhältnisse in dem Rohr 24. Die Strömungsverhältnisse in dem Rohr 24 wiederum bewirken eine Veränderung der inhomogenen Abgasverteilung. For example, the adjustment unit 5 an aperture or flap 25 exhibit on one side of the tube 24 is arranged. In 2 is a possible position for such a flap 25 shown. Is such a flap 25 or aperture present, the flow conditions in a flow of the pipe 24 to be changed. Is both sides of the tube 24 provided a diaphragm, a flexibility increases in the adjustment of the flow conditions in the tube 24 , The flow conditions in the pipe 24 in turn cause a change in the inhomogeneous exhaust gas distribution.

Zur Ansteuerung der Einstelleinheit 5 weist die Abgasrückführvorrichtung 1 eine Steuer- und Regeleinheit 10 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 10 ist dazu vorgesehen, die Abgasverteilung in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter zu verändern. Die Aktoren der Einstelleinheit 5 sind an die Steuer- und Regeleinheit 10 angebunden. Die Steuer- und Regeleinheit 10 umfasst einen Speicher, in dem Kennwerte für die Ansteuerung der Aktuatoren abgespeichert sind. Die Kennwerte können beispielsweise ein Kennfeld für die Ansteuerung der Aktuatoren bilden. Zur initialen Bestimmung der Kennwerte können beispielsweise in einer CFD-Simulation, gekoppelt mit einer Strömungssimulation, verschiedene Kennwerte ermittelt und die dazugehörige optimale Ansteuerung der Einstelleinheit 5 bestimmt werden. Alternativ ist es auch denkbar, die Kennwerte initial an einem Vollmotor zu bestimmen. For controlling the setting unit 5 has the exhaust gas recirculation device 1 a control unit 10 on. The control unit 10 is intended to change the exhaust gas distribution as a function of at least one operating parameter. The actuators of the adjustment unit 5 are to the control unit 10 tethered. The control unit 10 comprises a memory in which characteristic values for the actuation of the actuators are stored. The characteristic values can form, for example, a characteristic diagram for the actuation of the actuators. For the initial determination of the characteristic values, for example in a CFD simulation, coupled with a flow simulation, different characteristic values can be determined and the associated optimum control of the setting unit 5 be determined. Alternatively, it is also conceivable to initially determine the characteristic values on a full motor.

Ein Betriebsparameter, den die Steuer- und Regeleinheit 10 zur Ansteuerung der Einstelleinheit 5 auswertet, ist eine aktuelle Lastanforderung der Brennkraftmaschine. Insbesondere der Ladedruck hängt von der Lastanforderung ab. Zudem hängt der Abgasanteil in der Brennluft von der Lastanforderung ab. Sich in dem Ansaugtrakt 4 einstellende Strömungsverhältnisse hängen somit maßgeblich von der Lastanforderung ab. Die Lastanforderung stellt damit den Betriebsparameter dar, der im Wesentlichen für die Ansteuerung der Einstelleinheit 5 verwendet wird. In die Ansteuerung der Einstelleinheit 5 können grundsätzlich noch weitere Betriebsparameter eingehen, wie beispielsweise eine Temperatur. An operating parameter used by the control unit 10 for controlling the setting unit 5 evaluates, is a current load request of the internal combustion engine. In particular, the boost pressure depends on the load request. In addition, the proportion of exhaust gas in the combustion air depends on the load requirement. Yourself in the intake tract 4 adjusting flow conditions thus depend significantly on the load requirement. The load request thus represents the operating parameter, which is essentially for the control of the setting unit 5 is used. In the control of the setting unit 5 can in principle enter into further operating parameters, such as a temperature.

Zur Ansteuerung der Einstelleinheit 5 kann die Brennkraftmaschine eine Sensoreinheit 11 aufweisen, die dazu vorgesehen ist, Abgaskonzentrationen in der Brennluft zu erfassen. Die Sensoreinheit 11 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘, welche in dem Ansaugtrakt 4 angeordnet sind. Die Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ sind nach einer Verzweigung des Ansaugstutzens 20 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist je Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ einer der Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ vorgesehen. Die Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ sind dazu vorgesehen, einen CO₂-Gehalt in der Brennluft der einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ zu erfassen. For controlling the setting unit 5 the internal combustion engine can be a sensor unit 11 which is intended to detect exhaust gas concentrations in the combustion air. The sensor unit 11 preferably comprises a plurality of sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' which is in the intake tract 4 are arranged. The sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' are after a branch of the intake manifold 20 arranged. In the illustrated embodiment is per cylinder 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' one of the sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' intended. The sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' are intended to have a CO ₂ content in the combustion air of the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' capture.

Die Steuer- und Regeleinheit 10 ist dazu vorgesehen, anhand der Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ den Abgasanteil in der Brennluft der einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ getrennt zu bestimmen. Anhand der Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ kann die Steuer- und Regeleinheit 10 bestimmen, ob der Abgasanteil in der Brennluft der einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ gleich ist. Die Sensoren 12, 12‘, 12‘‘, 12‘‘‘ liefern dabei weitere Betriebsparameter zur Ansteuerung der Einstelleinheit 5. Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 10 anhand der von der Sensoreinheit 11 bereitgestellten Betriebswerte, dass sich die Abgasanteile in der Brennluft der einzelnen Zylinder 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ unterscheiden, passt die Steuer- und Regeleinheit 10 die Einstelleinheit 5 entsprechend an und stellt in der Einstelleinheit 5 Strömungsverhältnisse ein, welche zu gleichen Abgasanteilen bei allen Zylindern 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘ führen. Die Verstellung der Einstelleinheit 5 in Abhängigkeit der Betriebswerte der Sensoreinheit 11 bildet einen Regelkreislauf aus. The control unit 10 is intended to be based on the sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' the exhaust gas content in the combustion air of the individual cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' to be determined separately. Based on the sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' can be the control unit 10 Determine whether the exhaust gas content in the combustion air of each cylinder 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' is equal to. The sensors 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' provide additional operating parameters for controlling the setting 5 , Detects the control unit 10 on the basis of the sensor unit 11 provided operating values that the exhaust gas components in the combustion air of each cylinder 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' distinguish, fits the control unit 10 the adjustment unit 5 accordingly and puts in the setting unit 5 Flow conditions, which for equal exhaust gas shares in all cylinders 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' to lead. The adjustment of the adjustment unit 5 depending on the operating values of the sensor unit 11 forms a control cycle.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Blenden 8, 9 an den Zumischstellen 6, 7 dazu vorgesehen, die Öffnungen in dem Rohr 24 vollständig zu verschließen. Die verstellbare Mischeinheit 2 ist dadurch dazu vorgesehen, den Abgasanteil in Brennluft auf Null zu reduzieren, d.h. die Brennluft besteht in einem solchen Betriebszustand lediglich aus verdichteter Frischluft. In einer solchen Ausgestaltung, in der die Mischeinheit 2 dazu vorgesehen ist, einen Abgasanteil von Null einzustellen, kann auf das Abgasregelventil 18 der Abgasrückführvorrichtung 1 grundsätzlich verzichtet werden. In the illustrated embodiment, the apertures 8th . 9 at the mixing points 6 . 7 provided the openings in the tube 24 completely close. The adjustable mixing unit 2 is thereby intended to reduce the exhaust gas content in combustion air to zero, ie the combustion air is in such an operating condition only from compressed fresh air. In such an embodiment, in which the mixing unit 2 is provided to adjust a proportion of exhaust gas from zero, can on the exhaust control valve 18 the exhaust gas recirculation device 1 basically be waived.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2006/0060173 [0002]

Claims

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) for an internal combustion engine, with an adjustable mixing unit ( 2 ), which is intended to be an exhaust gas from an exhaust system ( 3 ) with one in an intake tract ( 4 ) fresh air, and with a setting unit ( 5 ), which is intended by adjustment of the mixing unit ( 2 ) to change an inhomogeneous exhaust gas distribution of the exhaust gas in the fresh air during operation.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the mixing unit ( 2 ) has a variable flow geometry for guiding the exhaust gas.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustment unit ( 5 ) is provided by adjusting the mixing unit ( 2 ) to change an inflow of the exhaust gas into the fresh air stream.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mixing unit ( 2 ) at least one admixing point ( 6 . 7 ), whose flow cross-section and / or flow geometry through the adjusting unit ( 5 ) is changeable.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the mixing unit ( 2 ) at least one adjustable flap ( 25 ) and / or aperture ( 8th . 9 ), which at the admixing point ( 6 . 7 ) is arranged.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to claim 4 or 5, characterized by at least one further admixing point ( 7 ), which is intended to be used in conjunction with the first admixing 6 ) to produce the variable inhomogeneous exhaust gas distribution in the fresh air.

Exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized by a control and / or regulating unit ( 10 ) for controlling the setting unit ( 5 ), which is intended to change the exhaust gas distribution in dependence on at least one operating parameter.

Internal combustion engine with an exhaust gas recirculation device ( 1 ) according to any one of the preceding claims.

Internal combustion engine according to claim 8, characterized by a sensor unit ( 11 ), which is intended to detect at least one exhaust gas fraction in a combustion air.

Internal combustion engine according to claim 9, characterized in that the sensor unit ( 11 ) at least two sensors ( 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ), which are intended to detect differences in the exhaust gas concentration of individual cylinders ( 13 . 13 ' . 13 '' . 13 ''' ) capture.

Method for operating an internal combustion engine, in particular for operating an internal combustion engine according to one of Claims 8 to 10, in which an exhaust gas recirculation device ( 1 ) with an adjustable mixing unit ( 2 ) an exhaust gas from an exhaust system ( 3 ) with one in an intake tract ( 4 ) mixed fresh air and a setting unit ( 5 ) by adjusting the mixing unit ( 2 ) changes an inhomogeneous exhaust gas distribution of the exhaust gas in the fresh air during operation.