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Die Erfindung betrifft ein Niederdruck-EGR-Ventil für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Niederdruck-EGR-Ventil.
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Die Emissionen von Kraftfahrzeugen unterliegen gesetzlichen Bestimmungen, die das Ziel haben, Umweltbelastungen durch den Kraftfahrzeugverkehr zu vermindern. Dies trifft insbesondere auf den Ausstoß von Feinstaub wie beispielsweise Rußpartikeln und von Stickoxiden zu. Ein verbreiteter Ansatz, den Ausstoß von Stickoxiden zu vermindern, sieht vor, einen Teil des bei der Verbrennung des Kraftstoffes im Verbrennungsmotor entstehenden Abgases der Verbrennungsluft für den Verbrennungsmotor beizumischen, um so die Verbrennungstemperatur zu senken und die Verbrennung des Kraftstoffes ohne Sauerstoffüberschuss durchzuführen. Diese als Abgasrückführung oder als Exhaust-Gas-Recirculation (EGR) bekannte Technik kann üblicherweise bei hohem oder niedrigem Druck, also schon vor (Hochdruck-EGR) beziehungsweise erst nach (Niederdruck-EGR) Passieren einer Abgasturbine und/oder von Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, vorgenommen werden. Auch Kombinationen von Hochdruck- und Niederdruck-EGR können vorgesehen sein.
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Für eine Abgasrückführung wird Abgas aus dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors durch einen Abzweig entnommen und der Frischluft über ein EGR-Ventil beigemischt und so die Verbrennungsluft für den Verbrennungsmotor erzeugt. Dabei kann üblicherweise das Mischungsverhältnis zwischen Frischluft und Abgas durch das EGR-Ventil beeinflusst werden, um geeignete Mischungsverhältnisse für unterschiedliche Fahrzustände zu ermöglichen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, bei einer sehr hohen Motorleistung die Rückführung von Abgas zu unterbrechen, weil hier viel Kraftstoff verbrannt wird und eine möglichst große Menge Sauerstoff mit der Verbrennungsluft zugeführt werden soll. Es kann aber auch vorgesehen sein, bei niedriger Motorleistung einen hohen Anteil von Abgas beizumischen, um die Verbrennung des Kraftstoffes ohne Sauerstoffüberschuss durchzuführen.
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Aus der
US 4 635 609 A ist bekannt, dass im gekühlten rückgeführten Abgas Kondensat enthalten sein kann. Es wird daher die Anordnung einer Ablassvorrichtung vorgeschlagen. Eine Abgasrückführungsvorrichtung mit Kondensatabführung ist zudem aus der WO 2012/ 048 784 A1 bekannt.
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Die
DE 10 2012 213 998 B3 beschreibt ein Verfahren zum Abführen von Kondensat aus einer Turboladeranordnung. Hierbei wird sich im Ansaugtrakt bildendes Kondensat in einem Reservoir gesammelt.
DE 10 2014 215 558 A1 offenbart einen Kühler zum Kühlen einer Gasströmung, der einen Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit aus der Gasströmung aufweist. Zudem ist ein Kondensatablauf vorhanden, durch welchen das am Flüssigkeitsabscheider abgeschiedene Kondensat aus dem Gehäuse des Kühlers abfließen kann.
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Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein verbessertes Niederdruck-EGR-Ventil einzuführen.
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Die Erfindung führt ein Niederdruck-EGR-Ventil ein, das mit einem Frischlufteinlass, einem Abgaseinlass und einem Auslass ausgestattet ist. Erfindungsgemäß weist eine innenliegende Wandung eines Gehäuses des Niederdruck-EGR-Ventils zwischen dem Auslass und dem Frischlufteinlass an einem bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Niederdruck-EGR-Ventils tiefstgelegenen Punkt einen Abfluss für Kondensat auf.
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Der Auslass des Niederdruck-EGR-Ventils ist dazu vorgesehen, mit einem Verdichter verbunden zu werden, der die aus der Frischluft und dem rückgeführten Abgas in variablen Mischungsverhältnissen zubereitete Verbrennungsluft für den Verbrennungsmotor verdichtet.
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Der in dem rückgeführten Abgas enthaltene Wasserdampf kann insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen durch die Abkühlung bei dem Kontakt mit der im Niederdruck-EGR-Ventil durch den Frischlufteinlass zugeführten Frischluft oder durch Kontakt mit der kalten Wand des Niederdruck-ERG-Ventils kondensieren. Das kondensierte Wasser sammelt sich in dem Niederdruck-EGR-Ventil und kann bei längerem Verbleiben in dem Niederdruck-EGR-Ventil sogar gefrieren. Der im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Niederdruck-EGR-Ventils an den Auslass angeschlossene Verdichter enthält ein sehr schnell rotierendes Verdichterrad, das das rückgeführte Abgas und die Frischluft ansaugt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass das Verdichterrad beschädigt werden kann, wenn Wassertropfen oder gar Eispartikel angesaugt werden und auf das Verdichterrad treffen. Das Niederdruck-EGR-Ventil der Erfindung besitzt den Vorteil, dass kondensiertes Wasser durch den Abfluss aus dem Niederdruck-EGR-Ventil abfließen kann. Das Wasser kann dann beispielsweise über den Abgastrakt abgeführt und an die Umgebung abgegeben werden. Dabei stellt der Abfluss einen Weg für das Kondensat dar, der auch frei ist, wenn der Abgaseinlass für das Kondensat verschlossen wäre, beispielsweise, weil aufgrund des momentanen Betriebszustandes kein Abgas zurückgeführt werden soll.
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Als bestimmungsgemäßer Gebrauch ist hier zu verstehen, dass das Niederdruck-EGR-Ventil in ein Kraftfahrzeug eingebaut und das Kraftfahrzeug auf ebener Straße angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Verbindungsfläche so geformt, dass unter diesen Bedingungen zwischen dem Auslass und dem Abgaseinlass ein Gefälle besteht, so dass das Kondensat von dem Auslass weg hin zu dem Abfluss fließen kann. Im bestimmungsgemäßen Gebrauch liegt der Auslass somit oberhalb des Abflusses.
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Insbesondere kann die Wandung zwischen dem Auslass und dem Abfluss und/oder zwischen dem Frischlufteinlass und dem Abfluss einen zu dem Abfluss hin monoton fallenden Kurvenverlauf besitzen. Der monoton fallende Kurvenverlauf der Wandung bewirkt, dass das Kondensat zu dem Abfluss fließt und nicht unterwegs an Vertiefungen oder dergleichen anhaftet.
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Vorzugsweise ist der Abfluss des Niederdruck-EGR-Ventils mit einem Kondensatsammelbehälter verbunden, der dazu ausgebildet ist, das Kondensat über den Abfluss aufzunehmen. Das Kondensat kann in dem Kondensatsammelbehälter von dem mit dem Verdichterrad des Verdichters verbundenen Auslass des Niederdruck-EGR-Ventils entfernt gesammelt werden, so dass kein Kondensat in der Nähe des Auslasses verbleibt und in das Verdichterrad gesogen werden kann.
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Der Kondensatsammelbehälter kann einen mit einem Abgastrakt verbundenen oder verbindbaren Ausgang besitzen, der ausgebildet ist, eine in dem Kondensatsammelbehälter befindliche Kondensatmenge an den Abgastrakt abzuleiten. Das an den Abgastrakt abgeleitete Kondensat kann von den bei Betrieb des Verbrennungsmotors den Abgastrakt durchströmenden heißen Abgasen wieder verdunstet und mit den Abgasen gemeinsam in die Umwelt entlassen werden.
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Der Ausgang des Kondensatsammelbehälters kann ein Flatterventil besitzen, das dazu ausgebildet ist, bei Überschreiten einer ersten vorgebbaren Druckdifferenz zwischen einem Innendruck in dem Kondensatsammelbehälter und einem Außendruck stromabwärts des Ausgangs den Ausgang zu öffnen und die Kondensatmenge an den Abgastrakt abzuleiten. Außerdem kann das Flatterventil dazu ausgebildet sein, bei Unterschreiten einer zweiten vorgebbaren Druckdifferenz zwischen dem Innendruck und dem Außendruck den Ausgang wieder zu verschließen. Die erste Druckdifferenz kann dabei der zweiten Druckdifferenz gleichen oder sich von ihr unterscheiden. Vorzugsweise ist die erste Druckdifferenz größer als die zweite Druckdifferenz. Indem das Flatterventil den Ausgang des Kondensatsammelbehälters verschließt und bei einer bestimmten Druckdifferenz öffnet, kann über eine gewisse Betriebsdauer hinweg, deren genaue Länge von den Umgebungsbedingungen und den Betriebsparametern abhängt, Kondensat gesammelt werden. Das Verschließen besitzt dabei den Vorteil, dass der an das Niederdruck-EGR-Ventil angeschlossene Verdichter keine in den Massendurchflussbilanzen unberücksichtigte Nebenluft, beispielsweise aus dem Abgastrakt über den Ausgang des Kondensatsammelbehälters einströmendes zusätzliches Abgas, ansaugen kann, die die Bedingungen für die Verbrennung des Kraftstoffes in dem Verbrennungsmotor in unkontrollierter Weise verändert. Vorzugsweise mündet der Ausgang des Kondensatsammelbehälters stromabwärts einer Niederdruck-Abgasrückführungsleitung in den Abgastrakt, so dass das aus dem Kondensatsammelbehälter abgeleitete Kondensat nicht wieder mit dem rückgeführten Abgas in das Niederdruck-EGR-Ventil gelangt.
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Es ist auch vorstellbar, den Kondensatsammelbehälter mit einer Füllstandsmesseinrichtung und/oder einem steuerbaren Verschluss zu versehen. Beispielsweise kann hierbei bei Erreichen eines bestimmten Füllstandes oder eines bestimmten Anlasses wie dem Abschalten des Verbrennungsmotors der Verschluss von einer Steuereinheit angesteuert und so geöffnet werden, so dass das gesammelte Kondensat in den Abgastrakt oder direkt in die Umwelt abgelassen wird.
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Bei Verwendung eines selbsttätigen Flatterventils kann die erste vorgebbare Druckdifferenz einem vorgebbaren Maximalfüllstand des Kondensatsammelbehälters entsprechen. Aufgrund des Soges des Verdichters herrscht innerhalb des Niederdruck-EGR-Ventils üblicherweise ein gegenüber der unmittelbaren Umgebung stromaufwärts des Niederdruck-EGR-Ventils geringerer Druck, welcher das Flatterventil automatisch schließen lässt. Hat sich jedoch in dem Kondensatsammelbehälter eine bestimmte Kondensatmenge gesammelt, übt deren Gewicht mit einer Gewichtskraft auf das Flatterventil und öffnet dieses bei Erreichen des vorgebbaren Maximalfüllstandes aufgrund der hierbei bewirkten Druckdifferenz (eigentlich Kraftdifferenz).
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Beispielsweise kann das Flatterventil über eine Verschlussklappe und ein mit der Verschlussklappe verbundenes Federelement verfügen, das ausgebildet ist, eine Rückstellkraft auf die Verschlussklappe auszuüben. Über den Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche des Kondensatsammelbehälters, die Oberfläche der Verschlussklappe, auf die die Gewichtskraft des in den Kondensatsammelbehälters befindlichen Kondensats einwirkt, und die Größe der Rückstellkraft können der Maximalfüllstand und mittelbar die Zeitspanne zwischen zwei Entleerungsvorgängen des Kondensatsammelbehälters vorgegeben werden.
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Vorzugsweise verfügt das Niederdruck-EGR-Ventil über wenigstens eine Drosselvorrichtung zum Beeinflussen einer durch den Frischlufteinlass einströmenden Frischluftmenge und einer durch den Abgaseinlass einströmenden Abgasmenge. Die Drosselvorrichtung kann ausgebildet sein, in einer Verschlussposition den Abgaseinlass zu verschließen. Die Drosselvorrichtung kann außerdem eine Abschirmung besitzen, die ausgebildet ist, in der Verschlussposition einen um den Abgasauslass angeordneten Umgebungsbereich von einem Gasstrom von dem Frischlufteinlass zu dem Auslass wenigstens teilweise abzuschirmen. In der Verschlussposition (und Positionen der Drosselvorrichtung, in der der Abgaseinlass nur wenig geöffnet ist) strömt die größte Menge Frischluft in das Niederdruck-EGR-Ventil, so dass die Gefahr von Kondensat- beziehungsweise Eisbildung in dem Niederdruck-EGR-Ventil am größten ist. Hat sich bereits Kondensat gebildet, ist dieses in Richtung des Abflusses abgelaufen, wo es durch die Abschirmung von dem ganz oder hauptsächlich von dem Frischlufteinlass zu dem Auslass strömenden Gasstrom abgeschirmt wird, so dass keine Gefahr besteht, dass Tropfen oder Eispartikel aus dem derart abgeschirmten Kondensat in den über den Auslass mit dem Niederdruck-EGR-Ventil verbundenen Verdichter gesaugt werden.
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Besonders bevorzugt ist die Abschirmung eine Drosselklappe, welche außerdem ausgebildet ist, die durch den Frischlufteinlass einströmende Frischluftmenge zu beeinflussen. Die Drosselklappe kann beispielsweise um eine zwischen Abgaseinlass und Frischlufteinlass angeordnete Welle schwenkbar sein, so dass die Drosselklappe bei Öffnen des Frischlufteinlasses immer weiter über den Abgaseinlass und den Abfluss legt und letzteren abschirmt. Diese Anordnung der Welle besitzt den zusätzlichen Vorteil, dass aufgrund der geringeren Hebellänge der Abgaseinlass bei gefrorenem Kondensat unter Aufbringung einer geringeren Kraft geöffnet werden kann, als wenn das Kondensat ganz oder teilweise auf der von der Welle aus gesehen gegenüberliegenden Seite, also dem Auslass zugewandten Seite, des Abgaseinlasses festgefroren wäre.
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Vorzugsweise ist das Niederdruck-EGR-Ventil der Erfindung als sogenanntes Kombiventil ausgebildet, bei dem mittels nur eines Aktuators gleichzeitig der Frischlufteinlass geöffnet und der Abgaseinlass geschlossen oder aber der Frischlufteinlass geschlossen und der Abgaseinlass geöffnet werden können. Es ist jedoch auch möglich, das Niederdruck-EGR-Ventil mit jeweils einer Drosselklappe für den Abgaseinlass und für den Frischlufteinlass auszustatten, die jede um eine eigene Welle schwenkbar und durch einen eigenen Aktuator bewegbar sind. Eine solche Anordnung ist aufwendiger als ein Kombiventil, bietet aber größere Freiheit bei der Bestimmung des Mischungsverhältnisses zwischen Frischluft und rückgeführtem Abgas.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Luftfilter, einem Verdichter, einer Niederdruckabgasrückführung und einem mit dem Luftfilter, der Niederdruckabgasrückführung und dem Verdichter verbundenen erfindungsgemäßen Niederdruck-EGR-Ventil.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Niederdruckabgasrückführung;
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Niederdruck-EGR-Ventils; und
- 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Niederdruck-EGR-Ventils.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Niederdruckabgasrückführung 2, wie es im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einem Verbrennungsmotor 3 ausgestattet, der über einen Zuluftkrümmer 4 die für seinen Betrieb notwendige Verbrennungsluft erhält und das bei der Verbrennung entstehende Abgas über einen Abgaskrümmer 5 abgibt. Üblicherweise wird das Abgas in einer Abgasturbine 6 eines Turboladers 7 expandiert, bevor es durch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 8 geleitet wird. Es sind jedoch auch Konfigurationen vorstellbar, bei denen die Abgasturbine 6 oder die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 8 entfallen. Ist ein Turbolader 7 vorgesehen, wird die Abgasturbine 6 üblicherweise über eine Welle 9 mit einem Verdichter 10 verbunden, der die Verbrennungsluft für den Verbrennungsmotor verdichtet. Andere Turbolader- und Verdichterkonfigurationen sind im Rahmen der Erfindung möglich, beispielsweise kann ein elektrisch betriebener Verdichter verwendet werden.
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Nach Passieren der Abgasturbine 6 und/oder der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 8 ist das Abgas auf einen vergleichsweise niedrigen Druck expandiert. Eine Niederdruckabgasrückführung 2, die hinter der Abgasturbine 6 oder hinter der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 8 abzweigen kann (1 zeigt beispielhaft eine Abzweigung hinter der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 8), führt einen wählbaren Anteil des Abgases über ein Niederdruck-EGR-Ventil 12 der Zuluftseite des Verbrennungsmotors 3 und genauer dem Eingang des Verdichters 10 zu. Das Niederdruck-EGR-Ventil 12 mischt in einem wählbaren Verhältnis rückgeführtes Abgas und über einen Luftfilter 13 angesaugte Frischluft und führt das Gemisch als Verbrennungsluft dem Verdichter 10 und dadurch dem Verbrennungsmotor 3 zu. Der nicht zurückgeführte Anteil des Abgases wird über einen Auspuff 11 an die Umgebung abgegeben.
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Bei der Verbrennung des Kraftstoffes entsteht unweigerlich Wasserdampf. Auch mit der Umgebungsluft wird Luftfeuchtigkeit angesaugt. Wenn im Niederdruck-EGR-Ventil rückgeführtes Abgas und Frischluft gemischt werden, treffen Gasströme sehr unterschiedlicher Temperaturen aufeinander, wobei Wasser kondensieren kann. Das entstehende Kondensat stellt eine Gefahr für die Integrität des sich schnell drehenden Verdichterrades des Verdichters 10 dar, so dass es erfindungsgemäß aus dem Niederdruck-EGR-Ventil abgeführt werden soll. Die Erfindung stellt daher das neuartige Niederdruck-EGR-Ventil zur Verfügung, das nachfolgend anhand zweier Abbildungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben wird.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Niederdruck-EGR-Ventils 12, das einen Frischlufteinlass 14, einen Abgaseinlass 15 und einen Auslass 16 besitzt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist das Niederdruck-EGR-Ventil 12 ein Gehäuse 17 auf, in das der Abgaseinlass 15 mündet. Der Auslass 16 ist in eine seitliche Aussparung in dem Gehäuse 17 eingelassen und dort durch eine Dichtung 18 gasdicht abgedichtet. Der Frischlufteinlass 14 ist als Teil eines Inserts oder Einsetzstückes 19 geformt, das auf eine Wand des Innenraumes des Niederdruck-EGR-Ventils 12 bildet und an dem Gehäuse 17 beispielsweise durch Bolzen oder ähnliche Befestigungsmittel befestigt werden kann. Dieser Aufbau besitzt den Vorteil, dass das Insert 19 entfernt werden kann, wodurch der Innenraum des Niederdruck-EGR-Ventils 12 während der Fertigung oder für eine Wartung oder Reparatur einfach zugänglich gemacht werden kann. Das Gehäuse 17 ist vorzugsweise als Gusswerkstück aus Metall und das Insert 19 aus Kunststoff gefertigt. Es sind jedoch viele alternative Aufbauvarianten möglich, so dass die Erfindung nicht als auf die in den 2 und 3 gezeigte Gehäusekonstruktion eingeschränkt anzusehen ist.
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Im Innenraum des Niederdruck-EGR-Ventils 12 ist eine Drosselvorrichtung 20 zum Beeinflussen einer durch den Frischlufteinlass 14 einströmenden Frischluftmenge und einer durch den Abgaseinlass 15 einströmenden Abgasmenge angeordnet. Die Drosselvorrichtung 20 umfasst in dem gezeigten Beispiel eine erste Drosselklappe 21, welche ausgebildet ist, die durch den Frischlufteinlass 14 einströmende Frischluftmenge zu beeinflussen. In 2 befindet sich die Drosselvorrichtung 20 in einer Position, bei der der Frischlufteinlass 14 maximal geöffnet und der Abgaseinlass 15 geschlossen ist. Die durch den Abgaseinlass 15 einströmende Abgasmenge wird durch eine zweite Drosselklappe 22 beeinflusst, die in den dargestellten Ausführungsbeispielen beispielhaft eine Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 verschließt, so dass kein Abgas in das Niederdruck-EGR-Ventil einströmen kann. Die beiden Drosselklappen 21 und 22 sind durch ein Verbindungsstück 24 miteinander verbunden, es ist aber auch denkbar, eine einzelne Drosselklappe vorzusehen, die sowohl den Frischlufteinlass 14, als auch den Abgaseinlass 15 in entgegengesetzten Positionen der Drosselvorrichtung 20 verschließen kann. Ebenso können bei allen Ausführungsformen der Erfindung zwei Drosselklappen 21 und 22 vorgesehen sein, die sich unabhängig voneinander schwenken lassen, so dass die durch den Frischlufteinlass 14 einströmende Frischluftmenge und die durch den Abgaseinlass 15 einströmende Abgasmenge unabhängig voneinander beeinflusst werden können. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt die Drosselvorrichtung 20 ein Scharnier 25, um das die Drosselklappen 21 und 22 durch einen nicht dargestellten Aktuator schwenkbar sind. Die erste Drosselklappe 21 der Drosselvorrichtung 20 ist vorzugsweise so geformt und angeordnet, dass sie bei weit geöffnetem Frischlufteinlass 14 den Bereich um die Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 möglichst von einem von dem Frischlufteinlass 14 zu dem Auslass 16 strömenden Gasstrom abschirmt, so dass Kondensat, dass sich in dem Bereich um die Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 gesammelt hat oder dort festgefroren ist, nicht mit dem Gasstrom in den Auslass 16 fortgerissen wird.
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Im bestimmungsgemäßen Gebrauch ist das Niederdruck-EGR-Ventil 12 so ausgerichtet, dass der Abgaseinlass 15 unten angeordnet ist und der Frischlufteinlass 14 und der Auslass 16 einander seitlich gegenüberliegen.
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Erfindungsgemäß weist eine innenliegende Wandung eines Gehäuses 17 des Niederdruck-EGR-Ventils 12 zwischen dem Auslass 16 und dem Frischlufteinlass 14 an einem bei bestimmungsgemäßem Gebrauch des Niederdruck-EGR-Ventils 12 tiefstgelegenen Punkt einen Abfluss 26 für Kondensat auf. Das Kondensat kann von dem Abfluss 26 aufgenommen und so aus dem Niederdruck-EGR-Ventil 12 abgeleitet werden.
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Der Abfluss 26 ist in dem gezeigten Beispiel mit einem Kondensatsammelbehälter 27 (nicht maßstäblich gezeichnet) verbunden, der eine verhältnismäßig große Menge Kondensat aufnehmen kann. Die Abmessungen des Kondensatsammelbehälters 27 können relativ frei bestimmt werden, wobei die in einer bestimmten Zeitspanne maximal anfallende Menge an Kondensat mit der gewünschten kürzesten Zeitspanne, in der sich der Kondensatsammelbehälter 27 mit Kondensat füllen kann, in Beziehung gesetzt werden sollte.
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Vorzugsweise kann der Kondensatsammelbehälter 27 zum Abgastrakt oder der Umgebung hin entleert werden, wozu er wie in 2 gezeigt mit einem Ausgang 28 ausgestattet sein kann. Hierbei wird eine Ableitung in den Abgastrakt bevorzugt, wo das heiße Abgas das Kondensat wieder verdunsten und schließlich über den Auspuff in die Umwelt abführen kann. Der Ausgang 28 kann sich durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeuges 1 ausgelöst oder selbsttätig öffnen, um den Kondensatsammelbehälter 27 zu entleeren. Auch ist es denkbar, den Kondensatsammelbehälter 27 mit einer Vorrichtung für die Füllstandsmessung auszustatten.
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Eine gesteuerte Öffnung des Ausgangs 28 kann vorteilhaft mit der Steuerung der Abgasnachbehandlung verbunden werden. Beispielsweise kann eine Entleerung des Kondensatsammelbehälters 27 in Phasen, in denen eine Abgastemperatur hoch sein oder angehoben werden soll, unterbunden werden. Solche Phasen können beispielsweise das Aufheizen eines Kondensatorsubstrates auf dessen Light-Off-Temperatur oder das Regenerieren eines Partikelfilters oder einer Stickoxidmagerfalle sein. Würde der Kondensatsammelbehälter 27 während solcher Phasen in den Abgastrakt entleert, müsste das Abgas Verdunstungswärme aufbringen, um das Kondensat zu verdunsten und abzutransportieren. Hierdurch würde das Abgas jedoch unerwünscht abgekühlt, so dass die angestrebte Wirkung reduziert oder verhindert würde.
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Der Ausgang 28 des Kondensatsammelbehälters 27 kann auch mit einem Flatterventil 29 versehen sein, das sich selbsttätig öffnet, wenn das gesammelte Kondensat eine bestimmte Füllmenge übersteigt. Das Flatterventil 29 kann beispielsweise über eine Verschlussklappe 30 und ein Federelement 31 verfügen.
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Niederdruck-EGR-Ventils 12. Dieselben Bezugszeichen bezeichnen dabei gleiche oder funktional gleichartige Teile, so dass das zum ersten Ausführungsbeispiel Gesagte auch für das zweite Ausführungsbeispiel gilt, sofern nicht ausdrücklich davon abgewichen wird. Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, dass der Abgaseinlass 15 in dem Niederdruck-EGR-Ventil 12 so angeordnet ist, dass die Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 von dem Auslass 16 weg und hin zu dem Frischlufteinlass 14 weist. Dies führt dazu, dass das anfallende Kondensat zu der von dem Auslass 16 abgewandten Seite des Abgaseinlasses 15 fließt und somit zu einem weiter von dem Auslass 16 entfernten Ort. Dadurch wird das Kondensat mit verringerter Wahrscheinlichkeit in den Auslass 16 gesogen, wo es den Verdichter beschädigen könnte. In 3 gezeigt ist auch eine optionale Vertiefung 32, welche beispielhaft ringförmig um die Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 in der Wandung des Gehäuses 17 vorgesehen ist, wobei die Vertiefung in einer Ebene verläuft, auf die die Zentralachse des Abgaseinlasses 15 eine Flächennormale bildet. Es sind jedoch gemäß den Bedingungen des jeweiligen Einzelfalls andere Formgebungen für eine solche Vertiefung 32 möglich. Die Zentralachse des Abgaseinlasses 15 bildet aufgrund der von dem Auslass 16 abgewandten Ausrichtung des Abgaseinlasses 15 mit der Abszisse, welche im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Niederdruck-EGR-Ventils 12 horizontal angeordnet sein soll, einen spitzen Winkel. Die Vertiefung 32 des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung besitzt den Vorteil, dass Kondensat, das die Vertiefung 32 auf der dem Auslass 16 zugewandten Seite der Öffnung 23 erreicht, um die Öffnung 23 herum zu der von dem Auslass 16 abgewandten Seite der Öffnung 23 des Abgaseinlasses 15 und somit zu dem dort angeordneten Abfluss 26 leitet.
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Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die Gefahr einer Beschädigung des Verdichterrades eines an das Niederdruck-EGR-Ventil angeschlossenen Verdichters durch flüssiges oder gefrorenes Kondensat gesenkt wird, indem das Kondensat von dem Auslass des Niederdruck-EGR-Ventils, an den der Verdichter angeschlossen wird, weg- und durch den Abfluss abgeleitet wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch Ausführungsbeispiele von bevorzugten Ausführungsformen näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Variationen der Erfindung können vom Fachmann aus den gezeigten Ausführungsbeispielen abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert wird, zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Niederdruckabgasrückführung
- 3
- Verbrennungsmotor
- 4
- Zuluftkrümmer
- 5
- Abgaskrümmer
- 6
- Abgasturbine
- 7
- Turbolader
- 8
- Abgasnachbehandlungsvorrichtung
- 9
- Welle
- 10
- Verdichter
- 11
- Auspuff
- 12
- Niederdruck-EGR-Ventil
- 13
- Luftfilter
- 14
- Frischlufteinlass
- 15
- Abgaseinlass
- 16
- Auslass
- 17
- Gehäuse
- 18
- Dichtung
- 19
- Insert
- 20
- Drosselvorrichtung
- 21
- erste Drosselklappe
- 22
- zweite Drosselklappe
- 23
- Öffnung
- 24
- Verbindungsstück
- 25
- Scharnier
- 26
- Abfluss
- 27
- Kondensatsammelbehälter
- 28
- Ausgang
- 29
- Flatterventil
- 30
- Verschlussklappe
- 31
- Federelement
- 32
- Vertiefung
