DE10244799B4

DE10244799B4 - Abgasrückführung

Info

Publication number: DE10244799B4
Application number: DE10244799A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Altenschmidt; Uwe Dipl.-Ing. Schaupp
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: WO2004031563A1; JP2006500516A; DE10244799A1; US7059310B2; US20050188967A1; EP1543233A1

Abstract

Brennkraftmaschine mit
– zumindest einem Brennraum (15) sowie zumindest einem Einlasskanal (12) und einem Auslasskanal für einen Gaswechsel des Brennraumes,
– einem im zumindest einen der Einlasskanäle (12) mündenden Abgasrückführkanal (8), und
– einer an einem einlasskanalseitigen Teil des Abgasrückführkanals (8) angeordneten Klappe (5), die eine an der Wand des Einlasskanals (12) angeordnete, quer zum Einlasskanal (12) ausgerichtete Drehachse (18) aufweist und in ihrer einen Endlage mit einer einlasskanalseitigen Fläche (10) glattflächig an benachbarte Wandteile des Einlasskanals (12) anschließend seitlich am Einlasskanal (12) liegt und in ihrer anderen Endlage mit der einlasskanalseitigen Fläche (10) eine an die Drehachse (18) anschließende, rampenartige, kontinuierliche Verengung im Einlasskanal (12) bildet, wobei der Abgasrückführkanal (8) in der einen Endlage der Klappe (5) abgesperrt und in der anderen Endlage mit dem Einlasskanal (12) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Klappe (5) als ein in Achsansicht der Drehachse (18) kreissegmentartiger/mehrflächiger Drehschieber...

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Brennraum, mit einem Zylinderkopf und mit zumindest einem darin angeordneten Zylinder, sowie mit mindestens einem Einlass- und einem Auslasskanal je Zylinder und mit einem von dem Auslasskanal abzweigenden externen Abgasrückführkanal, der wenigstens in einen der Einlasskanäle mündet.

Für die Konstruktion moderner Brennkraftmaschinen sind zunehmend ökologisch begründete Forderungen zu beachten, beispielsweise eine Reduzierung der Schadstoffemission. Die Schadstoffemission kann durch Verwendung hochwertiger Katalysatoren deutlich vermindert werden. Allerdings ist es zweckmäßig, nicht nur eine Nachbehandlung der die Brennkraftmaschine verlassenden Abgase mittels Katalysator zu realisieren, sondern durch konstruktive Maßnahmen eine bessere Kraftstoffverbrennung im eigentlichen Motorbetrieb zu erreichen. Durch eine nahezu vollständige Verbrennung der Kraftstoffe kann die Menge der für die Umwelt problematischen Abgaskomponenten bereits vor Verlassen des Auspuffs erheblich reduziert werden.

Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung des Schadstoffgehaltes ist die externe Abgasrückführung.

Mit der Abgasrückführung, bei der zumindest ein Teil der Abgase nochmals in den Brennraum eingeleitet wird, wird eine nahezu vollständige Verbrennung von bisher noch nicht vollständig verbrannten Kohlenwasserstoffen erreicht. Desweiteren kann dadurch eine Reduzierung der Stickoxidemissionen bewirkt werden.

Aus der DE 695 17 938 T2 ist eine Vorrichtung zur Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine bekannt. Die Brennkraftmaschine weist zumindest einen Brennraum sowie zumindest einen Einlasskanal und einen Auslasskanal auf. In zumindest einen der Einlasskanäle mündet ein Abgasrückführkanal, wobei an dessen einlasskanalseitigem Teil eine Klappe angeordnet ist, die um eine an der Wand des Einlasskanals angeordnete und quer zum Einlasskanal ausgerichtete Drehachse schwenkbar ist. Gemäß einer Ausführungsvariante liegt die Klappe in Ihrer einen Endlage dabei mit einer einlasskanalseitigen Fläche glattflächig an benachbarte Wandteile des Einlasskanals anschließend seitlich am Einlasskanal an, wogegen sie in ihrer anderen Endlage mit der einlasskanalseitigen Fläche eine an die Drehachse anschließende, rampenartige und kontinuierliche Verengung im Einlasskanal bildet. Der Abgasrückführkanal ist in der einen Endlage abgesperrt und in der anderen Endlage mit dem Einlasskanal verbunden. Durch ein Verstellen der Klappe kann ein Durchsatz von Abgasen durch den Abgasrückführkanal gesteuert werden, wobei anströmseitig zur Unterstützung der Klappensteuerung ein einfaches Ventil, beispw. in Form eines Schiebers vom Ja/Nein-Typ, angeordnet sein kann, das eine sichere Absperrung der Abgaszufuhr gewährleistet.

Aus der EP 1 002 947 A1 ist eine kurz vor oder an der Einmündung eines Abgasrückführkanals in einen Einlasskanal angeordnete erste Drosselklappe zur Regulierung der Abgasrückführung bekannt. Vorzugsweise orthogonal zu vorbeschriebener erster Drosselklappe ist eine mit der ersten Drosselklappe zwangsgekoppelte zweite Drosselklappe im Einlasskanal angeordnet. Die gemeinsame Schwenkachse der beiden Drosselklappen durchquert sowohl den Abgasrückführ- als auch den Einlasskanal. Durch die vorzugsweise orthogonale Anordnung der beiden Klappen zueinander ist bei vollständig geöffneter erster Drosselklappe der Luftstrom im Einlasskanal maximal gedrosselt.

Aus der JP 10077914 A ist ein Schieberventil zum Öffnen oder Verschließen eines in einen Einlasskanal für eine Brennkraftmaschine mündenden Abgasrückführkanals bekannt. Das Schieberventil wird dabei translatorisch quer zum Einlasskanal verstellt und damit in einen quer zum Einlasskanal einmündenden Abgasrückführkanal eingesteckt bzw. aus diesem herausgezogen. In eingestecktem Zustand bildet das Schieberventil keine in den Einlasskanal einragende Störkontur, wohl aber die zur Betätigung des Schieberventils nötige Schieberstange.

Aus der DE 199 27 673 A1 ist eine Umschaltvorrichtung zum Umschalten einer Luftzuführung einer Brennkraftmaschine bekannt. Jeder Brennraum der Brennkraftmaschine weist dabei einen steuerbaren und einen nicht steuerbaren Luftzufuhrkanal sowie einen steuerbaren Kanal für eine Abgaszufuhr auf. Letzterer Kanal erhält über einen Abzweig des nicht steuerbaren Luftzufuhrkanals des benachbarten Brennraums Luft. Des weiteren ist ein Drehschieberorgan mit zwei auf einer gemeinsamen Drehwelle angeordneten Schiebern vorgesehen, welches die steuerbaren Kanäle des jeweiligen Brennraums gegenläufig steuert.

Aus der EP 0 855 502 A2 ist eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführungsvorrichtung bekannt. Hierbei ist kurz vor der in einer Wand eines Ansaugkanals angeordneten Mündung des Abgasrückführkanals entweder ein translatorisch beweglicher Schieber oder ein Drehschieber angeordnet, welcher die Menge des zugeführten Abgases zur übrigen Verbrennungsluft dosiert.

Aus der DE 199 00 640 C1 ist eine Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrische Brennkraftmaschine bekannt. Dabei erfolgt das Einstellen des Abgasrückführstroms mit Sperrklappen, die in einzelnen Ansaugleitungen angeordnet sind, und deren Be trieb über eine Antriebswelle gekoppelt ist, so dass diese gleichzeitig betätigt werden können. Die Sperrklappen werden dabei sowohl für die Schnellabschaltung als auch zum Einstellen des rückgeführten Abgasstromes verwendet. Parallel zu diesen Ansaugleitungen sind weitere Ansaugleitungen vorgesehen, die für Luft und nicht zur Zuführung von Abgasen vorgesehen sind.

Aus der DE 196 33 603 C1 ist eine Brennkraftmaschine mit jeweils mindestens zwei Einlasskanälen für jeden Zylinder bekannt, die von einem gemeinsamen Ansaugkanal abzweigen. Von einem Auslasskanal zweigt ein Abgasrückführkanal ab, der wenigstens in einen der Einlasskanäle mündet. Der Abgasrückführkanal und der mit ihm verbundene Einlasskanal sind absperrbar ausgebildet. Dazu ist im Bereich der Einmündung des Abgasrückführkanals in den Einlasskanal ein Walzenschieber mit einer drehbaren Absperrwalze angeordnet. Die Absperrwalze kann je nach Drehstellung den Einlasskanal zu dem Zylinder offen halten, eine Verbindung des Abgasrückführkanals über den Walzenschieber zu dem Zylinder bei abgesperrtem Einlasskanal freigeben oder eine Totalsperre von Abgasrückführkanal und Einlasskanal bewirken.

Aus der DE 100 32 562 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung bekannt, bei der die Abgasrückführleitungen unmittelbar aus den Zylindern, im Bereich eines unteren Totpunktes des Kolbens, abzweigen und allein vom jeweiligen Kolben gesteuert werden.

Aus der DE 27 40 465 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit auf gleicher Seite angeordneten Einlass- und Auslassleitungen sowie einer druckabhängig betätigbaren Abgasrückführung bekannt. Dazu ist im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ein Verbindungskanal durch eine Trennwand, die einen Auslasskanal und einen Einlasskanal trennt, angeordnet. In dem Verbin dungskanal ist ein federbelastetes Ventil eingesetzt, das zur Regelung der in den Brennraum einströmenden Abgasmenge dient. Auf Grund der auf gleicher Seite der Brennkraftmaschine angeordneten Einlass- und Auslasskanäle werden also keine zusätzlichen Leitungen für die Abgasrückführung benötigt.

Aus der DE 196 42 685 A1 ist es zur Abgasrückführung an einer Brennkraftmaschine bekannt, in einer Trennebene zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse eine Sammelleitung vorzusehen, die über Zweigkanäle im Zylinderkopf mit den Einlass- und Auslasskanälen der Brennkraftmaschine verbunden ist. Zwischen den auslass- und einlasskanalseitigen Teilen der Sammelleitung ist ein Ventil angeordnet, welches den Abgasstrom von der Auslass- zur Einlassseite steuert. Durch die Anordnung der Sammelleitung in der Trennebene zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf wird das heiße Abgas in der Sammelleitung von der Motorkühlung gekühlt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine eingangs erwähnter Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, wobei insbesondere konstruktive Merkmale hinsichtlich der Dosierung der Abgasrückführung und der Schichtung der Abgase im Brennraum berücksichtigt werden sollen.

Dieses Problem wird durch die Gegenstände des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und zumindest einem Einlasskanal und einem Auslasskanal eine Abgasrückführung vorzusehen, welche durch einen kreissegmentartigen/mehrflächigen Drehschieber gesteuert wird, der an einem Einmündungsbereich des Abgasrückführkanals in den Einlasskanal angeordnet ist. Der Drehschieber ist dabei an der Wand des Einlasskanals angeordnet und um eine quer zum Einlasskanal ausgerichtete Drehachse derart schwenkbar, dass er in seiner einen Endlage mit einer einlasskanalseitigen Fläche glattflächig an benachbarte Wandteile des Einlasskanals anschließend seitlich am Einlasskanal anliegt und in seiner anderen Endlage mit der einlasskanalseitigen Fläche eine an die Drehachse anschließende, rampenartige und kontinuierliche Verengung im Einlasskanal bildet. In der einen Endlage ist dabei der Abgasrückführkanal durch den Drehschieber abgesperrt, wogegen er in der anderen Endlage mit dem Einlasskanal verbunden ist. Der kreissegmentartige/mehrflächige Drehschieber ist darüber hinaus in der einen Endlage in eine an der Einlassleitung angeordnete Vertiefung eingeschwenkt und überdeckt dabei in absperrender Weise mit einer zur einlasskanalseitigen Fläche geneigten, drehachsenfernen Fläche, die in die Vertiefung mündende Abgasrückführleitung oder einen die Vertiefung mit der Einlassleitung verbindenen Kanal.

Von besonderem Vorteil ist dabei, dass der Drehschieber als mehrflächiger Klappenkörper ausgebildet ist, und dadurch einen robusten und funktionssicheren Aufbau aufweist. Die dreidimensionale Ausbildung des Drehschiebers weist im Vergleich zu herkömmlichen nahezu zweidimensionalen Ventilklappen deutliche Steifigkeitsvorteile auf und schafft dadurch eine deutlich verbesserte Steuerung der Abgasrückführung.

Erfindungswesentlich ist aber vor allem, dass an der Klappe voneinander funktional gesonderte strömungsleitende und strömungssperrende Flächen vorgesehen sind. Als strömungsleitende Fläche kommt hierbei die einlasskanalseitige Fläche und als strömungssperrende Fläche die zur einlasskanalseitigen Fläche geneigte und drehachsenferne Fläche in Betracht. Bei den bekannten Klappen ist diese funktionale Trennung nicht gegeben.

Durch die Erfindung werden also unterschiedlichen Seiten des mehrflächigen Drehschiebers unterschiedliche Funktionen zugeordnet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die drehachsenferne Fläche die Mündung der Abgasrückführleitung in die Vertiefung steuert und in der Klappe ein Durchlasskanal angeordnet ist, der die Vertiefung mit einer Abgasaustrittsöffnung auf der einlasskanalseitigen Fläche der Klappe verbindet. Hierdurch kann die Funktionalität der Klappe bzw. des Drehschiebers gesteigert werden, indem der Klappe zum einen eine Steuerfunktion bezüglich der rückgeführten Abgasmenge zugeordnet wird und zum anderen ein Strömungskanal in die Klappe integriert wird, so dass ein zusätzlicher Strömungskanal, welcher die Vertiefung mit dem Einlasskanal verbindet, entfallen kann.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Klappe in einer in den Einlasskanal hineinragenden Stellung mit ihrer drehachsenfernen Fläche das klappenseitige Ende des einen Teilkanals verschließen. Dadurch lässt sich eine definierte Schichtung des Abgasluftgemisches im Einlasskanal und damit im strömungsabwärts gelegenen Brennraum steuern, wodurch die Verbrennung und damit Leistung der Brennkraftmaschine verbessert werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Einlasskanal ein, in Strömungsrichtung hinter der Klappe angeordnetes, Leitblech vorgesehen ist, das den Einlasskanal in zumindest zwei Teilkanäle unterteilt und dass das Leitblech eine vorbestimmte Abgasschichtung im Brennraum bewirkt. Bei geöffneter Klappe strömt das Abgas gegen ein Leitblech, das je nach Ausführungsform den Einlasskanal in zwei Segmente unterteilt. Aufgrund des Leitblechs wird eine für die Verbrennung optimale Schichtung im Brennraum der Brennkraftmaschine erreicht. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abgasrückführung vorzugsweise in einen zugeordneten Teilkanal erfolgt. Die optimale Schichtung der frischen Luft bzw. der Abgase im Brennraum bewirkt eine optimale Verbrennung des Brennstoff-Frischluft-Abgas-Gemischs und unterstützt damit einen ruhigen Motorlauf bei gleichzeitig reduziertem Kraftstoffverbrauch.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Die Figuren zeigen schematisch,
1 eine Draufsicht auf einen Fahrzeugmotor mit einer erfindungsgemäßen Abgasrückführung,
2 einen Querschnitt durch einen Einlasskanal mit erfindungsgemäßer Klappe,
3 einen Querschnitt wie in 2, jedoch mit einer anderen Klappe,
4 einen Querschnitt wie in 3, jedoch bei einem Hosenkanal,
5 einen Querschnitt wie in 3, jedoch bei einem Zwillingskanal,
6 eine Draufsicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Abgasrückführung.
Entsprechend 1 weist ein schematisch dargestellter Fahrzeugmotor 1 mehrere, nicht in 1 dargestellte Zylinder auf, an deren der Kurbelwelle abgewandtem Ende ein Zylinderkopf 3 angeordnet ist. In den Zylinderkopf 3 ist ein nicht dargestellter Auslasskanal und ein Einlasskanal 12 (vgl. 2) integriert. Von einem Auspuff 23 zweigt ein Abgasrückführkanal 8 ab, der über ein Abgasrückführventil 2 mit einem Abgasrückführrail 4 verbunden ist. Dadurch gelangt ein Teil der Abgase über das Abgasrückführrail 4 und den Abgasrückführkanal 8 in den Einlasskanal 12 und wird somit erneut einem Brennraum 15 (vgl. 4 und 5) zur wiederholten Verbrennung zugeführt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist entsprechend 1 für Fahrzeugmotoren 1 mit V-förmiger Zylinderanordnung dargestellt, sie ist aber auch für einen Reihenmotor denkbar.
Gemäß 2 ist in dem zu dem Zylinderkopf 3 führenden Einlasskanal 12 eine, um eine senkrecht zur Bildebene verlaufende Drehachse 18, schwenkverstellbare Klappe 5 angeordnet, die vollständig in eine, in die Einlasskanalinnenwand 9 eingelassene, Vertiefung 19 einschwenkbar ist. Die Klappe 5 weist eine erste Fläche 10 und eine, zur ersten Fläche 10 geneigte, zweite Fläche 11 auf. Die erste Fläche 10 schließt bei geschlossener Klappe 5 glattflächig an benachbarte Wandteile des Einlasskanals 12 an, wodurch eine durchgehende, glatte Einlasskanalinnenwand 9 entsteht, und ragt in geöffneter Stellung in den Einlasskanal 12 ein. In dem Ausführungsbei spiel gemäß 2 ist die erste Fläche 10 und die Klappe 5 von einem Durchlasskanal 6 durchbrochen.
Desweiteren ist in den Einlasskanal 12 ein, in Strömungsrichtung hinter der Klappe 5 gelegenes, Leitblech 7 integriert, das den Einlasskanal 12 in einen ersten Teilkanal 13 und einen zweiten Teilkanal 14 unterteilt. Das Leitblech 7 kann dabei je nach Ausführungsform so ausgebildet sein, dass es den Einlasskanal 12 in zwei halbkreisförmige Teilkanäle 13, 14 unterteilt oder aber auch eine segmentartige Unterteilung des Einlasskanals 12 in zwei Teilkanäle 13, 14 mit unterschiedlichem Querschnitt bewirkt.
Das Leitblech 7 dient zur verbesserten Schichtung der durch den Einlasskanal 12 einströmenden Frischluft und der durch den Abgasrückführkanal 8 und den Durchlasskanal 6 durchgeführten Abgase im Brennraum 15, wodurch eine Steigerung der maximalen Abgasrückführrate und damit verbundenen eine Senkung der Kraftstoffkosten und eine Reduzierung der Stickoxidemissionen erreicht wird.
Die Klappe 5 kann zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung, bei der sie einen Abgasrückführkanal 8 öffnet oder verschließt, verstellt werden.
In der Öffnungsstellung ragt die Klappe 5 in den Einlasskanal 12 ein und verschließt mit der zweiten Fläche 11 gemäß 2 das eine Ende des zweiten Teilkanals 14. Das Leitblech 7 und die erste Fläche 10 der Klappe 5 bilden dabei eine, entlang einer gemeinsamen Berührungskante geknickte, durchgehende Fläche. In dieser Stellung kann das Abgas durch den Abgasrückführkanal 8 und durch den in die Klappe 5 integrierten Durchlasskanal 6 in den Teilkanal 13 einströmen, wogegen bei geschlossener Klappe 5, Frischluft ungehindert durch die bei den Teilkanäle 13, 14 strömt und kein Abgas über den Abgasrückführkanal 8 und durch den Durchlasskanal 6 in den Einlasskanal 12 gelangt. Prinzipiell ist jedoch auch eine Ausführung ohne Leitblech 7 denkbar.
Entsprechend der 3 ist eine weitere Ausführungsform der Klappe 5 dargestellt. Hierbei ist die Lagerung und Anordnung der Klappe 5 an der Einlasskanalinnenwand 9 entsprechend der 2, wobei die Klappe 5 als mehrflächiger Klappenkörper ausgebildet ist. Im Gegensatz zu 2 treten die rückgeführten Abgase durch einen, in der Einlasskanalinnenwand 9 integrierten, Kanal 19 in den Einlasskanal 12 ein. Bei geschlossener Klappe 5 wird der Kanal 19 durch die zweite Fläche 11 der Klappe 5 verschlossen, wogegen der Abgasrückführkanal 8 durch eine dritte Fläche 20 der Klappe 5 verschlossen wird.
Ähnlich der 3 liegt die erste Fläche 10 bei geschlossener Klappe 5 glattflächig an die benachbarten Wandteile der Einlasskanalinnenwand 9 an.
Bei geöffneter Klappe 5 dient die erste Fläche 10 als Leitfläche, so dass bei dieser Ausführungsform ohne zusätzlich in Strömungsrichtung hinter der Klappe 5 gelegene, und den Einlasskanal 12 teilende Leitbleche 7, eine Abgasschichtung im Brennraum 15 erreicht wird. Prinzipiell ist jedoch aber auch der Einsatz von zusätzlichen Leitblechen 7 denkbar.
Entsprechend der 4 ist eine Ausbildung des Einlasskanals 12 als Hosenkanal 16 dargestellt, der eine Trennung des Einlasskanals 12 kurz vor einem Einlassventil bewirkt. Die Anordnung der Klappe 5 ist in Strömungsrichtung vor der Verzweigungen in einen linken Kanal 21 und einen rechten Kanal 22 vorgesehen. Die Ausbildung der Klappe 5 als mehrflächiger Klappenkörper gemäß 3 oder als mit dem Durchlasskanal 6 versehene Klappe 5, gemäß 2 bleibt hiervon unberührt.
Desweiteren ist auch eine Anordnung von zwei Klappen 5, d. h. mit je einer Klappe 5 in jedem der Teilkanäle 21,22 des Hosenkanals 16, in Strömungsrichtung nach der Verzweigung, denkbar.
Gemäß 5 ist eine Ausbildung des Einlasskanals 12 als Zwillingskanal 17 dargestellt. Dabei ist die Anordnung je einer Klappe 5, jeweils in dem linken Teilkanal 21 und dem rechten Teilkanal 22 vorgesehen. Denkbar ist jedoch auch lediglich die Anordnung einer Klappe 5 in nur einem der Teilkanäle 21 oder 22. Entsprechend 4 ist auch in 5 die Ausbildung der Klappe 5 als mehrflächiger Klappenkörper oder als mit einem Durchlasskanal 6 versehene Klappe 5 möglich.
Durch die Anordnung jeweils einer Klappe 5 in dem jeweils linken Teilkanal 21 und dem rechten Teilkanal 22 wird eine noch genauer justierbare Abgasschichtung im Brennraum 15 erreicht. Dabei ist vorgesehen, die Klappen 5 jeweils simultan oder separat schaltbar auszubilden.
Beim Betrieb des Fahrzeugmotors 1 wird während der Ansaugphase Frischluft durch den Einlasskanal 12 über den Zylinderkopf 3 in den Brennraum 15 angesaugt. Zur Senkung des Stickoxidausstoßes und des Kraftstoffverbrauchs wird der angesaugten Frischluft über einen Abgasrückführkanal 8, bzw. 19 eine bestimmte Menge Abgas beigemischt. Der Anteil an beigemischtem Abgas wird über die Klappe 5, die schwenkverstellbar an einer in der Bildebene verlaufenden Drehachse 18 gelagert ist, gesteuert.
Bei geöffneter Klappe 5 tritt Abgas aus dem Abgasrückführkanal 8, bzw. dem Kanal 19 in den Einlasskanal 12. Dabei kann die Klappe 5 einerseits so ausgestaltet sein, dass in diese ein Durchlasskanal 6 integriert ist, der mit seinem einen Ende an einen Abgasrückführkanal 8 und mit seinem anderen Ende an den Einlasskanal 12 anschließt, andererseits ist aber auch die Ausbildung der Klappe als mehrflächiger Klappenkörper denkbar.
Bei geöffneter Klappe 5 ragt diese in den Einlasskanal 12 und bewirkt mit ihrer ersten Flächen 10 und/oder dem im Einlasskanal 12 integrierten Leitblech 7 eine vorbestimmte Schichtung der Abgase im Brennraum 15. In geschlossenem Zustand verschließt die Klappe 5 den Abgasrückführkanal 8 und schließt mit der ersten Fläche 10 glattwandig an die Einlasskanalinnenwand 9 an.
Entsprechend 6 ist eine Ausführungsform mit zwei Abgasrückführventilen 2 dargestellt. Vom Auspuff 23 bzw. 23' ausgehend wird das Abgas über den jeweiligen Abgasrückführkanal 8 bzw. 8' dem jeweiligen Abgasrückführventil 2, 2' zugeleitet und von dort an den Abgasrückführrail 4 bzw. 4' dosiert abgegeben. Dadurch ist eine getrennte Steuerung der rückgeführten Abgasmenge für zwei, nicht in 6 näher bezeichneten, Zylinderbänke möglich.

Claims

Brennkraftmaschine mit – zumindest einem Brennraum (15) sowie zumindest einem Einlasskanal (12) und einem Auslasskanal für einen Gaswechsel des Brennraumes, – einem im zumindest einen der Einlasskanäle (12) mündenden Abgasrückführkanal (8), und – einer an einem einlasskanalseitigen Teil des Abgasrückführkanals (8) angeordneten Klappe (5), die eine an der Wand des Einlasskanals (12) angeordnete, quer zum Einlasskanal (12) ausgerichtete Drehachse (18) aufweist und in ihrer einen Endlage mit einer einlasskanalseitigen Fläche (10) glattflächig an benachbarte Wandteile des Einlasskanals (12) anschließend seitlich am Einlasskanal (12) liegt und in ihrer anderen Endlage mit der einlasskanalseitigen Fläche (10) eine an die Drehachse (18) anschließende, rampenartige, kontinuierliche Verengung im Einlasskanal (12) bildet, wobei der Abgasrückführkanal (8) in der einen Endlage der Klappe (5) abgesperrt und in der anderen Endlage mit dem Einlasskanal (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (5) als ein in Achsansicht der Drehachse (18) kreissegmentartiger/mehrflächiger Drehschieber ausgebildet ist, welcher in der einen Endlage in eine an dem Einlasskanal (12) angeordnete Vertiefung (19) eingeschwenkt ist und mit einer zur einlasskanalseitigen Fläche (10) geneigten, drehachsenfernen Fläche (11), den in die Vertiefung (19) mündenden Abgasrückführkanal (8) oder einen die Vertiefung (19) mit dem Einlasskanal (12) verbindenden Kanal (19') absperrend überdeckt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die drehachsenferne Fläche (11) die Mündung des Abgasrückführkanals (8) in die Vertiefung (19) steuert und – dass in der Klappe (5) ein Durchlasskanal (6) angeordnet ist, der die Vertiefung (19) mit einer Abgasaustrittsöffnung auf der einlasskanalseitigen Fläche (10) der Klappe (5) verbindet.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Vertiefung (19) mit dem Einlasskanal (12) verbindende Kanal (19') in Strömungsrichtung hinter und mit Abstand von der Klappe (5) in den Einlasskanal (12) mündet.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlasskanal (12) ein in Strömungsrichtung hinter der Klappe (5) angeordnetes Leitblech (7) vorgesehen ist, das den Einlasskanal (12) in zumindest zwei Teilkanäle (13, 14) unterteilt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (5) in einer in den Einlasskanal (12) hineinragenden Stellung mit ihrer drehachsenfernen Fläche (11) das klappenseitige Ende des einen Teilkanals (14) verschließt.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführug vorzugsweise in einen zugeordneten Teilkanal (13) erfolgt.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder zwei Einlassventile zugeordnet sind und der Einlasskanal (12) als Hosenkanal (16) mit zwei zugehörigen Gabelabschnitten (21, 22) ausgebildet ist, wobei die Klappe (5) in Strömungsrichtung vor der Gabelung angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Zylinder zwei Einlassventile zugeordnet sind und der Einlasskanal (12) als Zwillingskanal (17) mit zwei separaten Kanälen (21, 22) ausgebildet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Kanälen (21, 22) des Zwillingskanals (17) eine Klappe (5) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in lediglich einem Kanal (21) des Zwillingskanals (17) eine Klappe (5) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Steuereinheit die Klappen (5) simultan oder separat steuerbar sind.