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Die Erfindung betrifft einen Ansaugtrakt für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Ansaugtrakt für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2016 000 951 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Ansaugtrakt weist wenigstens eine von Luft durchströmbare Luftleitung und wenigstens einen in der Luftleitung angeordneten Verdichter auf, mittels welchem die die Luftleitung durchströmende Luft verdichtet werden kann. Der Ansaugtrakt umfasst außerdem wenigstens einen in der Luftleitung stromab des Verdichters angeordneten Ladeluftkühler, mittels welchem die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt werden kann. Außerdem weist der Ansaugtrakt wenigstens eine stromauf des Ladeluftkühlers angeordnete Abgaseinleitstelle auf, an welcher Abgas der Verbrennungskraftmaschine in die Luftleitung einleitbar ist. Dadurch kann das Abgas rückgeführt werden. Des Weiteren umfasst der Ansaugtrakt wenigstens eine an einer stromab der Abgaseinleitstelle angeordneten Kondensatsammelstelle fluidisch mit der Luftleitung verbundene Abführleitung, mittels welcher Kondensat von der Kondensatsammelstelle abgeführt werden kann. Des Weiteren ist aus der
DE 10 2010 007 092 A1 ein Abgasrückführsystem bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ansaugtrakt der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Ansaugtrakt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Ansaugtrakt der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kondensatsammelstelle in dem Ladeluftkühler angeordnet ist, wobei die an der Kondensatsammelstelle direkt in den Ladeluftkühler mündende Abführleitung an einer stromab des Ladeluftkühlers angeordneten Verbindungsstelle fluidisch mit der Luftleitung verbunden ist. Dadurch, dass die beispielsweise von der Luftleitung abzweigende Abführleitung an der Kondensatsammelstelle, die in dem Ladeluftkühler angeordnet ist, direkt in den Ladeluftkühler mündet, ist die Abführleitung direkt mit dem Ladeluftkühler, insbesondere mit dessen Inneren, fluidisch verbunden. Hierdurch ist das Kondensat mittels einer Druckdifferenz zwischen einem an der Kondensatsammelstelle in dem Ladeluftkühler herrschenden Totaldruck und einem an der Verbindungsstelle in der Luftleitung herrschenden statischen Druck von der Kondensatsammelstelle durch die Abführleitung hindurch zu der Verbindungsstelle und an der Verbindungsstelle in die Luftleitung zu fördern. Mit anderen Worten wird, insbesondere während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, das angefallene Kondensat durch die beschriebene Druckdifferenz zwischen dem Totaldruck in dem Ladeluftkühler und dem statischen Druck in der auch als Ladeluftleitung bezeichneten Luftleitung zumindest im Wesentlichen kontinuierlich an der auch als Einleitstelle bezeichneten Verbindungsstelle in die die Luftleitung durchströmende Luft, das heißt in deren Luftstrom, eingebracht. Dadurch kann das Kondensat effektiv und effizient von der Kondensatsammelstelle abtransportiert werden. Mit anderen Worten wird das angefallene Kondensat zumindest im Wesentlichen kontinuierlich abgeführt, wobei auf eine Bypassleitung und/oder eine Venturidüse verzichtet werden kann. Dadurch können die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht des Ansaugtrakts besonders gering gehalten werden.
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Der Erfindung liegen insbesondere folgende Erkenntnisse zugrunde: Bei auch als Verbrennungsmotoren bezeichneten Verbrennungskraftmaschinen mit Abgasrückführung bildet sich insbesondere bei kalten Betriebsbedingungen und schwacher Last vermehrt Kondensat. Das rückgeführte Abgas besitzt eine hohe absolute Feuchtigkeit. Sobald das rückgeführte Abgas in die kalte, angesaugte beziehungsweise die Luftleitung durchströmende Luft eintritt, kondensiert die Feuchtigkeit als Flüssigkeit aus. Es kann zu Eisbildung und übermäßigen Flüssigkeitsansammlungen kommen. Dies kann nun jedoch durch die Erfindung effektiv und effizient vermieden werden, da das Kondensat zumindest im Wesentlichen kontinuierlich von der Kondensatsammelstelle abtransportiert werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, mit einem erfindungsgemäßen Ansaugtrakt.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine auch als Motor oder Verbrennungskraftmaschine bezeichnete Verbrennungskraftmaschine 10 eines Kraftwagens, welche mittels der Verbrennungskraftmaschine 10 angetrieben werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse, ausgebildetes Motorgehäuse 12 auf, durch welches mehrere Zylinder 14 der Verbrennungskraftmaschine 10 gebildet sind. Während eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 laufen in den Zylindern 14 Verbrennungsvorgänge ab. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist dabei einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt 16 auf, mittels welchem die den Ansaugtrakt 16 durchströmende Luft zu den und insbesondere in den Zylinder 14 geführt wird. Der Ansaugtrakt 16 weist eine von der Luft durchströmbare Luftleitung 18 auf, welche auch als Reinluftleitung bezeichnet wird. Stromauf der Reinluftleitung ist beispielsweise in dem Ansaugtrakt 16 ein in der Fig. nicht dargestellter Luftfilter angeordnet, mittels welchem die Luft gefiltert wird.
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Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist auch einen Abgastrakt 20 auf, welcher von Abgas aus den Zylindern 14 und somit von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 durchströmbar ist. Der Abgastrakt 20 wird auch als Abgasanlage bezeichnet und weist wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 zum Nachbehandeln des Abgases auf. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst außerdem einen Abgasturbolader 24, welcher einen in dem Ansaugtrakt 16 und dabei in der Luftleitung 18 angeordneten Verdichter 26 umfasst. Mittels des Verdichters 26 wird die die Luftleitung 18 durchströmende Luft verdichtet. Durch das Verdichten der Luft wird die Luft erwärmt. Um dennoch besonders hohe Aufladegrade realisieren zu können, ist in der Luftleitung 18 stromab des Verdichters 26 ein Ladeluftkühler 28 angeordnet. Mittels des Ladeluftkühlers 28 wird die verdichtete und dadurch erwärmte Luft gekühlt.
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Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist eine erste Abgasrückführeinrichtung auf, welche als Hochdruck-Abgasrückführung 30 (HD-AGR) ausgebildet ist. Die Hochdruck-Abgasrückführung 30 weist eine erste Rückführleitung 32 auf, welche an einer ersten Abzweigstelle A fluidisch mit dem Abgastrakt 20 und an einer ersten Einleitstelle E1 fluidisch mit der Luftleitung 18 verbunden ist. Die erste Einleitstelle E1 ist stromab des Ladeluftkühlers 28 und stromauf der Zylinder 14 angeordnet. In der Luftleitung 18 ist stromauf der Zylinder 14 und stromab des Ladeluftkühlers 28 eine Drosselklappe 34 angeordnet, mittels welcher eine Menge der den Zylindern 14 zuzuführenden Luft einstellbar ist. Dabei ist die Einleitstelle E1 stromab der Drosselklappe 34 angeordnet. An der Abzweigstelle A1 ist mittels der Rückführleitung 32 zumindest ein Teil des den Abgastrakt 20 durchströmenden Abgases aus dem Abgastrakt 20 abzweigbar und in die Rückführleitung 32 einleitbar. Das in die Rückführleitung 32 eingeleitete Abgas wird mittels der Rückführleitung 32 von der Abzweigstelle A1 zur Einleitstelle E1 geführt und kann an der Einleitstelle E1 in die Luftleitung 18 einströmen. Das an der Einleitstelle E1 in die Luftleitung 18 einströmende Abgas wird auch als rückgeführtes Abgas bezeichnet und wird von der die Luftleitung 18 durchströmenden Luft mitgenommen und in die Zylinder 14 transportiert. Dabei umfasst die Hochdruck-Abgasrückführung 30 einen in der Rückführleitung 32 stromab der Abzweigstelle A1 und stromauf der Einleitstelle E1 angeordneten Abgasrückführkühler 36, mittels welchem das die Rückführleitung 32 durchströmende Abgas gekühlt wird. Außerdem ist in der Rückführleitung 32 stromab der Abzweigstelle A1 und stromauf des Abgasrückführkühlers 36 ein Abgasrückführventil 38 angeordnet, mittels welchem eine Menge des rückgeführten, an der Einleitstelle E1 in die Luftleitung 18 einströmenden Abgases einstellbar ist.
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Die Hochdruck-Abgasrückführung 30 umfasst außerdem eine Umgehungsleitung 40, welche an einer ersten Verbindungsstelle V1 und an einer zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit der Rückführleitung 32 verbunden ist. Die Verbindungsstelle V1 ist stromauf des Abgasrückführkühlers 36 und dabei stromab des Abgasrückführventils 38 angeordnet, wobei die Verbindungsstelle V2 stromab des Abgasrückführkühlers 36 und stromauf der Einleitstelle E1 angeordnet ist. Dadurch kann zumindest ein Teil des die Rückführleitung 32 durchströmenden Abgases die Umgehungsleitung 40 durchströmen und somit den Abgasrückführkühler 36 umgehen, das heißt nicht durch den Abgasrückführkühler 36 strömen. Die Umgehungsleitung 40 wird auch als Bypassleitung bezeichnet. In der Umgehungsleitung 40 ist ein Ventil 42 angeordnet, mittels welchem eine Menge des die Umgehungsleitung 40 durchströmenden Abgases einstellbar ist. Somit wird das Ventil 42 auch als Umgehungsventil oder Bypass-Ventil bezeichnet. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ferner eine zweite Abgasrückführeinrichtung in Form einer Niederdruck-Abgasrückführung 44.
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Die Niederdruck-Abgasrückführung 44 (ND-AGR) umfasst eine zweite Rückführleitung 46, welche an einer zweiten Abzweigstelle A2 fluidisch mit dem Abgastrakt 20 und an einer zweiten Einleitstelle E2 fluidisch mit der Luftleitung 18 verbunden ist. Hierdurch ist mittels der Rückführleitung 46 an der Abzweigstelle A2 zumindest ein Teil des den Abgastrakt 20 durchströmenden Abgases aus dem Abgastrakt 20 abzweigbar und in die zweite Rückführleitung 46 einleitbar. Das in die Rückführleitung 46 eingeleitete Abgas kann die Rückführleitung 46 durchströmen und wird dadurch mittels der Rückführleitung 46 von der Abzweigstelle A2 zu der Einleitstelle E2 geführt und an der Einleitstelle E2 in die Luftleitung 18 eingeleitet. An der Einleitstelle E2 kann die die Luftleitung 18 durchströmende Luft das an der Einleitstelle E2 in die Luftleitung 18 eingeleitete Abgas mitnehmen und in die Zylinder 14 transportieren. Die Niederdruck-Abgasrückführung 44 umfasst dabei einen in der Rückführleitung 46 angeordneten Abgasrückführkühler 48, mittels welchem das die Rückführleitung 46 durchströmende Abgas gekühlt wird. In der Rückführleitung 46 ist stromab des Abgasrückführkühlers 48 und stromauf der Einleitstelle E2 ein Abgasrückführventil 50 angeordnet, mittels welchem eine Menge des an der Einleitstelle E2 in die Luftleitung 18 einströmenden Abgases einstellbar ist. Die Abgasrückführventile 38 und 50 werden auch als AGR-Ventile bezeichnet. Während die Einleitstelle E1 stromab des Ladeluftkühlers 28 und somit stromab des Verdichters 26 sowie auch stromab der Drosselklappe 34 und stromauf der Zylinder 14 angeordnet ist, ist die Einleitstelle E2 stromauf des Verdichters 26 und somit auch stromauf des Ladeluftkühlers 28, stromauf der Drosselklappe 34 und stromauf der Einleitstelle E1 angeordnet.
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Der Abgasturbolader 24 umfasst eine in dem Abgastrakt 20 angeordnete Turbine 52, welche von dem den Abgastrakt 20 durchströmenden Abgas antreibbar ist. Die Turbine 52 ist stromab der Zylinder 14 und stromauf der Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 angeordnet. Insbesondere ist die Turbine 52 stromab der Abzweigstelle A1 und stromauf der Abzweigstelle A2 angeordnet. Während somit die Abzweigstelle A1 stromauf der Turbine 52 angeordnet ist, ist die Abzweigstelle A2 stromab der Turbine 52 angeordnet.
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Außerdem ist in dem Abgastrakt 20 stromab der Abgasnachbehandlungseinrichtung 22 und stromab der Abzweigstelle A2 ein vorliegend als Abgasklappe 54 ausgebildetes Ventilelement angeordnet, mittels welchem Abgas in dem Abgastrakt 20 bedarfsgerecht aufgestaut werden kann.
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Da an den Einleitstellen E1 und E2 Abgas in die Luftleitung 18 einleitbar ist, wobei dieses Abgas als rückgeführtes Abgas bezeichnet wird, wird die jeweilige Einleitstelle E1 beziehungsweise E2 auch als Abgaseinleitstelle bezeichnet. Der Ansaugtrakt 16 und somit die Verbrennungskraftmaschine 10 weisen des Weiteren eine Abführleitung 56 auf, die an einer stromab der Einleitstelle E2 angeordneten Kondensatsammelstelle KS fluidisch mit der Luftleitung 18 verbunden ist. Dadurch kann Kondensat, das sich an der Kondensatsammelstelle KS sammelt, das heißt das an der Kondensatsammelstelle KS anfällt, mittels der Abführleitung 56 von der Kondensatsammelstelle KS abgeführt, das heißt wegtransportiert werden.
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Um nun übermäßige Flüssigkeitsansammlung und übermäßige Eisbildung vermeiden zu können, ist die Kondensatsammelstelle KS in dem Ladeluftkühler 28, das heißt in dessen Inneren 58 angeordnet. Außerdem ist die an der Kondensatsammelstelle KS direkt in den Ladeluftkühler 28 beziehungsweise in dessen Inneres 58 mündende Abführleitung 56 an einer stromab des Ladeluftkühlers 28 und somit außerhalb des Ladeluftkühlers 28 und stromauf der Einleitstelle E1, insbesondere stromauf der Drosselklappe 34, angeordneten und auch als dritte Einleitstelle E3 bezeichneten Verbindungsstelle fluidisch mit der Luftleitung 18 verbunden, sodass das Kondensat, welches an der Kondensatsammelstelle KS anfällt, mittels einer Druckdifferenz zwischen einem an der Kondensatsammelstelle KS in dem Ladeluftkühler 28 herrschenden Totaldruck und einem an der Einleitstelle E3 in der Luftleitung 18 und somit außerhalb des Ladeluftkühlers 28 herrschenden statischen Druck von der Kondensatsammelstelle KS durch die Abführleitung 56 hindurch zu der Einleitstelle E3 und an der Einleitstelle E3 in die Luftleitung 18 zu fördern ist beziehungsweise gefördert wird. Mit anderen Worten ist die Kondensatsammelstelle KS eine Absaugstelle, an welcher der genannte Totaldruck herrscht und das Kondensat aus dem Ladeluftkühler 28 abgesaugt wird. An der Einleitstelle E3 herrscht in der Luftleitung 18 der genannte statische Druck. Die genannte Druckdifferenz fördert das als Flüssigkeit ausgebildete Kondensat von der Kondensatsammelstelle KS in die an der Einleitstelle E3 die Luftleitung 18 durchströmende Luft beziehungsweise in deren Strömung. Zumindest ein stromab des Verdichters 26, insbesondere stromab des Ladeluftkühlers 28, und stromauf der Zylinder 14 verlaufender Längenbereich der Luftleitung 18 wird auch als Ladeluftleitung bezeichnet, da dieser Längenbereich von der verdichteten Luft, welche auch als Ladeluft bezeichnet wird, durchströmt wird. Somit herrscht der genannte statische Druck in der Ladeluftleitung.
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Der Ladeluftkühler 28 kann als nasser oder trockener Ladeluftkühler ausgebildet sein. Dies bedeutet beispielsweise, dass der Ladeluftkühler 28 beispielsweise als Wasser-Luft-Wärmetauscher ausgebildet sein kann. Über den Wasser-Luft-Wärmetauscher kann die verdichtete Luft mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt werden, welche beispielsweise zumindest teilweise Wasser umfassen kann. Ferner ist es denkbar, dass der Ladeluftkühler 28 als Luft-Luft-Wärmetauscher ausgebildet ist. Somit kann beispielsweise die verdichtete Luft über den Ladeluftkühler 28 mittels Kühlluft gekühlt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Motorgehäuse
- 14
- Zylinder
- 16
- Ansaugtrakt
- 18
- Luftleitung
- 20
- Abgastrakt
- 22
- Abgasnachbehandlungseinrichtung
- 24
- Abgasturbolader
- 26
- Verdichter
- 28
- Ladeluftkühler
- 30
- Hochdruck-Abgasrückführung
- 32
- Rückführleitung
- 34
- Drosselklappe
- 36
- Abgasrückführkühler
- 38
- Abgasrückführventil
- 40
- Umgehungsleitung
- 42
- Ventil
- 44
- Niederdruck-Abgasrückführung
- 46
- Rückführleitung
- 48
- Abgasrückführkühler
- 50
- Abgasrückführventil
- 52
- Turbine
- 54
- Abgasklappe
- 56
- Abführleitung
- A1
- Abzweigstelle
- A2
- Abzweigstelle
- E1
- Einleitstelle
- E2
- Einleitstelle
- E3
- Einleitstelle
- KS
- Kondensatsammelstelle
- V1
- Verbindungsstelle
- V2
- Verbindungsstelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016000951 A1 [0002]
- DE 102010007092 A1 [0002]
