DE10360092A1 - Exhaust gas return duct for engine, made of gray cast iron and provided with ribbed inner and outer pattern - Google Patents

Exhaust gas return duct for engine, made of gray cast iron and provided with ribbed inner and outer pattern Download PDF

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Abstract

The exhaust gas return duct (5) connects the exhaust pipe with the air intake of the generator. The pipe (5) is made of a gray cast iron and has circular ribs (11) positioned along its outer surface (10). The inner surface is divided into alternating rings with bigger (12a) and smaller diameters (12b). Each of the rings (12a, 12b) is provided with a row of individual axially positioned stepped ribs (14a, 14b). Each rib (14a, 14b) at one of the rings (12a, 12b) is positioned opposite a plane area at the adjacent ring (12a, 12b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung zur Zuführung der Ansaugluft zu den einzelnen Brennräumen, mit einer Abgasleitung zur Abführung der Abgase aus den Brennräumen und mit einer die Ansaugleitung und die Abgasleitung verbindenden Abgasrückführleitung.The The invention relates to an internal combustion engine with a suction line to the feeder the intake air to the individual combustion chambers, with an exhaust pipe to the exhaustion the exhaust gases from the combustion chambers and with a connecting the suction pipe and the exhaust pipe Exhaust gas recirculation line.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 199 12 317 C2 bekannt. Speziell für Motoren der Abgasstufe 3 ist eine Abgasrückführung notwendig, wobei bei einer externen Abgasrückführung eine Kühlung der zurückgeführten Abgase erforderlich ist. Grundsätzlich besteht bei Abgasrückführleitungen das Problem der Korrosion und der auftretenden Wärmespannungen. Außerdem sollte die Abgasrückführleitung einen guten Wärmeübergang haben und wirtschaftlich herstellbar sein.Such an internal combustion engine is from the DE 199 12 317 C2 known. Especially for engines of the exhaust emission level 3 Exhaust gas recirculation is necessary, with an external exhaust gas recirculation cooling of the recirculated exhaust gases is required. Basically, there is the problem of corrosion and the occurring thermal stresses in exhaust gas recirculation lines. In addition, the exhaust gas recirculation line should have a good heat transfer and be economically producible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, dass die Abgasrückführleitung weitgehendst korrosionsgeschützt und bei einem guten Wärmeübergang wirtschaftlich herzustellen ist.Of the Invention is the object of an internal combustion engine with an exhaust gas recirculation line to improve according to the preamble of claim 1 so that the Exhaust gas recirculation line largely protected against corrosion and with a good heat transfer is economical to produce.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Abgasrückführleitung eine Innen- und/oder Außenverrippung aufweist und aus Grauguss hergestellt ist.According to the invention this Task solved by that the exhaust gas recirculation line an internal and / or external ribbing and is made of gray cast iron.

Grauguss eignet sich vorzüglich für korrosionsbelastete Anwendungen und hat durch eine erfindungsgemäße innen- und/oder Außenverrippung einen guten Wärmeübergang bei wirtschaftlicher Herstellungsweise.cast iron is excellent for corrosion-stressed Applications and has by an inventive inner and / or Außenverrippung a good heat transfer in economic production.

In bevorzugter Ausführungsform besteht die Außenverrippung aus sich in radialer Richtung erstreckenden und auf dem Außenumfang umlaufenden Rippenringen.In preferred embodiment exists the external ribbing extending in the radial direction and on the outer circumference circumferential rib rings.

Die Innenverrippung besteht vorteilhafterweise aus in Längsrichtung hintereinander angeordneten Rippenringen, wobei diese Rippenringe jeweils aus einzelnen sich in Längsrichtung und radial nach innen erstreckenden Rippen besteht.The Internal ribbing is advantageously made in the longitudinal direction successively arranged ribbed rings, said ribbed rings each from individual in the longitudinal direction and radially inwardly extending ribs.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Rippen eines Rippenringes zu den Rippen seines benachbarten Rippenringes versetzt angeordnet, wobei bevorzugt der Versatz den halben Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen eines Rippenringes beträgt.In Another advantageous embodiment, the ribs of a rib ring arranged offset to the ribs of its adjacent rib ring, wherein Preferably, the offset is half the distance between two adjacent ones Ripping a rib ring is.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht jeder Rippenring aus zehn bis zweiundzwanzig im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen, wobei jeder Rippenring aus sechzehn im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen besteht. Die Anzahl der Rippen und der Rippenringe kann von Brennkraftmaschine zu Brennkraftmaschine variieren und ist an die speziellen Erfordernisse eines jeden Einzelfalles anzupassen.In an advantageous embodiment Each rib ring consists of ten to twenty-two in the same Spaced ribs arranged on the inner circumference, each rib ring arranged from sixteen at the same distance on the inner circumference Ribs exists. The number of ribs and rib rings can vary from Internal combustion engine to internal combustion engine varies and is attached to the to adapt to the specific requirements of each individual case.

Vorteilhafterweise ist die Brennkraftmaschine eine selbstzündende luftgekühlte Brennkraftmaschine.advantageously, the internal combustion engine is a self-igniting air-cooled internal combustion engine.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention are the drawing description to take in the illustrated in the figures embodiments described in more detail are. Show it:

1 eine Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer AGR-Regelung, die eine Abgasklappe in der Abgasrückführleitung aufweist, 1 a view of an internal combustion engine with an EGR control having an exhaust valve in the exhaust gas recirculation line,

2 eine Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer AGR-Regelung, die eine Abgasklappe in der Abgasleitung aufweist und 2 a view of an internal combustion engine with an EGR control having an exhaust flap in the exhaust pipe and

3 eine Abgasrückführleitung aus Grauguss mit einer Innen- und Außenverrippung in Draufsicht und Längs- und Querschnitt. 3 an exhaust gas recirculation line of gray cast iron with an internal and external ribbing in plan view and longitudinal and cross-section.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine 1. Im Folgenden werden nur die für die Erfindung relevanten Teile beschrieben. 1 shows a section of an internal combustion engine 1 , In the following, only the parts relevant to the invention will be described.

Die Ansaugluft gelangt über eine Ansaugleitung 2 über hier nicht gezeigte Gaswechselventile in die einzelnen Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1. Der Ansaugleitung 2 benachbart ist eine Abgasleitung 4 vorgesehen, über die die Abgase aus den Brennräumen 3 gleichfalls über nicht gezeigte Gaswechselventile abgeführt werden.The intake air passes through an intake pipe 2 not shown here gas exchange valves in the individual combustion chambers 3 the internal combustion engine 1 , The intake pipe 2 adjacent is an exhaust pipe 4 provided over which the exhaust gases from the combustion chambers 3 are also removed via not shown gas exchange valves.

Eine Abgasrückführleitung 5, ausgehend von einer Abgasentnahme 8 an der Abgasleitung 4, verbindet die Abgasleitung 4 mit der Ansaugleitung 2. In der Abgasrückführleitung 5, vor deren Eintritt in die Ansaugleitung 2, ist eine Abgasklappe 7 angeordnet, mit der der Durchlassquerschnitt der Abgasrückführleitung 5 regelbar ist.An exhaust gas recirculation line 5 , starting from an exhaust gas extraction 8th at the exhaust pipe 4 , connects the exhaust pipe 4 with the suction line 2 , In the exhaust gas recirculation line 5 , before entering the suction line 2 , is an exhaust flap 7 arranged, with the passage cross-section of the exhaust gas recirculation line 5 is controllable.

Gesteuert wird diese Abgasklappe 7 von einem mechanischen Thermoelement 6 als Temperatursensor. Das Thermoelement 6 ist dabei in der Abgasleitung 4 in Strömungsrichtung vor der Abgasentnahme 8 der Abgasrückführleitung 5 angeordnet. Als Thermoelement 6 kommt bevorzugt eine Bimetallfeder oder eine Memoryfeder in Frage. Zur Steuerung der Abgasklappe 7 ist die temperaturabhängige mechani sche Auslenkung des Thermoelements 6 mit der Abgasklappe 7 derart verbunden, dass die Abgasklappe 7 durch die Auslenkung des Thermoelements 6 geregelt bzw. gesteuert wird.This exhaust flap is controlled 7 from a mechanical thermocouple 6 as a temperature sensor. The thermocouple 6 is in the exhaust pipe 4 in the flow direction before the exhaust gas removal 8th the exhaust gas recirculation line 5 arranged. As a thermocouple 6 Preferably, a bimetallic spring or a memory spring in question. For controlling the exhaust flap 7 is the temperature-dependent mechanical cal deflection of the thermocouple 6 with the exhaust flap 7 connected such that the exhaust flap 7 by the deflection of the thermocouple 6 is regulated or controlled.

Da die Abgastemperatur direkt lastabhängig ist, ist mit dieser AGR-Regelung eine rein mechanische Regelung geschaffen, bei der unter anderem keine elektronische Steuereinrichtung erforderlich ist.There the exhaust gas temperature is directly load-dependent, is a pure with this EGR control created mechanical regulation, among other things, no electronic Control device is required.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer AGR-Regelung, bei der eine Abgasklappe 7 in Strömungsrichtung hinter der Abgasentnahme 8 der Abgasrückführleitung 5 angeordnet ist. 2 shows an alternative embodiment of an EGR control, in which an exhaust flap 7 in the flow direction behind the exhaust gas removal 8th the exhaust gas recirculation line 5 is arranged.

Die Ansaugluft gelangt über eine Ansaugleitung 2 über hier nicht gezeigte Gaswechselventile in die einzelnen Brennräume 3 der Brennkraftmaschine 1. Der Ansaugleitung 2 benachbart ist eine Abgasleitung 4 vorgesehen, über die die Abgase aus den Brennräumen 3 gleichfalls über nicht gezeigte Gaswechselventile abgeführt werden.The intake air passes through an intake pipe 2 not shown here gas exchange valves in the individual combustion chambers 3 the internal combustion engine 1 , The intake pipe 2 adjacent is an exhaust pipe 4 provided over which the exhaust gases from the combustion chambers 3 are also removed via not shown gas exchange valves.

Eine Abgasrückführleitung 5, ausgehend von einer Abgasentnahme 8 an der Abgasleitung 4, verbindet die Abgasleitung 4 mit der Ansaugleitung 2. Zum Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 ist bei dieser Ausführungsform die Abgasklappe 7 in der Abgasleitung 4 in Strömungsrichtung hinter der Abgasentnahme 8 der Abgasrückführleitung 5 angeordnet.An exhaust gas recirculation line 5 , starting from an exhaust gas extraction 8th at the exhaust pipe 4 , connects the exhaust pipe 4 with the suction line 2 , Unlike the embodiment according to 1 In this embodiment, the exhaust flap 7 in the exhaust pipe 4 in the flow direction behind the exhaust gas removal 8th the exhaust gas recirculation line 5 arranged.

Bei dieser Ausführungsform bleibt die Abgasrückführleitung 5 immer mit ihrem vollen Durchlassquerschnitt mit der Ansaugleitung 2 verbunden. Wird durch Schließen der Abgasklappe 7 der Abgasgegendruck in der Abgasleitung 4 erhöht, wird entsprechend mehr Abgas in die Ansaugleitung zurückgeführt.In this embodiment, the exhaust gas recirculation line remains 5 always with its full passage cross-section with the suction line 2 connected. Will be by closing the exhaust flap 7 the exhaust back pressure in the exhaust pipe 4 increases, more exhaust gas is returned to the intake manifold accordingly.

Wie schon in der Beschreibung zu 1 ausgeführt, ist das Thermoelement bevorzugt eine Bimetallfeder oder eine Memoryfeder. Als Abgasklappe 7 kann eine für Motorbremsvorrichtungen bekannte Abgasklappe verwendet werden.As already in the description 1 executed, the thermoelement is preferably a bimetallic spring or a memory spring. As exhaust flap 7 For example, an exhaust flap known for engine braking devices may be used.

Die Brennkraftmaschine 1 ist bevorzugt eine selbstzündende Brennkraftmaschine (Dieselmotor), insbesondere zur Verwendung als stationärer Motor, bevorzugt zum Antrieb eines Generators zur Stromerzeugung.The internal combustion engine 1 is preferably a self-igniting internal combustion engine (diesel engine), in particular for use as a stationary engine, preferably for driving a generator for generating electricity.

3 zeigt eine Abgasrückführleitung 5 aus Grauguss mit einer Innen- 9 und Außenverrippung 10 in Draufsicht und Längs- und Querschnitt. 3 shows an exhaust gas recirculation line 5 cast iron with an interior 9 and external ribbing 10 in plan view and longitudinal and cross section.

Die Außenverrippung 10 besteht in dieser Ausführungsform aus sich in radialer Richtung der Abgasrückführleitung 5 erstreckenden und auf dem Außenumfang umlaufenden Rippenringen 11. Die einzelnen Rippenringe 11 sind dabei hintereinander mit gleichem Abstand angeordnet.The outer ribbing 10 consists in this embodiment in the radial direction of the exhaust gas recirculation line 5 extending and on the outer circumference circumferential rib rings 11 , The single rib rings 11 are arranged one behind the other with the same distance.

Die Innenverrippung 9 besteht aus in Längsrichtung hintereinander angeordneten Rippenringen 12. Diese Rippenringe 12 bestehen jeweils aus einzelnen sich in Längsrichtung und radial nach Innen erstreckenden Rippen 14. Die Größe dieser Rippen 14, d. h. deren Länge in Längsrichtung ist bei allen Rippen 14 gleich.The inner ribbing 9 consists of longitudinally successively arranged ribbed rings 12 , These rib rings 12 each consist of individual longitudinally extending and radially inwardly extending ribs 14 , The size of these ribs 14 , ie their length in the longitudinal direction is at all ribs 14 equal.

Zur besseren Kühlung sind die Rippen 14a eines Rippenringes 12a zu den Rippen 14b seines benachbarten Rippenringes 12b versetzt angeordnet. Dieser Versatz beträgt dabei den halben Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen 14 eines Rippenringes 12.For better cooling, the ribs 14a a rib ring 12a to the ribs 14b his neighboring rib ring 12b staggered. This offset is half the distance between two adjacent ribs 14 a rib ring 12 ,

Bevorzugt besteht jeder Rippenring 12 aus zehn bis zweiundzwanzig im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen 14. Bei dieser in der 3 bevorzugten Ausführungsform besteht jeder Rippenring 12 aus sechzehn im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen 14.Preferably, each rib ring 12 from ten to twenty-two equidistantly spaced ribs on the inner circumference 14 , In this in the 3 preferred embodiment, each rib ring 12 of sixteen equally spaced ridges on the inner circumference 14 ,

Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein Anschlussflansch bezeichnet.With the reference number 13 is called a connection flange.

Bevorzugt wird diese Abgasrückführleitung aus Grauguss mit einer Innen- und/oder Außenverrippung bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen (Dieselmotoren), insbesondere bei luftgekühlten Brennkraftmaschinen eingesetzt. Die Brennkraftmaschine weist ein Einspritzsystem auf, das mit einem mechanischen Regler ausgestattet ist, so dass die Brennkraftmaschine insgesamt keine elektronische Steuereinrichtung benötigt.Prefers this exhaust gas recirculation line is off Gray cast iron with internal and / or external ribbing for self-igniting Internal combustion engines (diesel engines), in particular in air-cooled internal combustion engines used. The internal combustion engine has an injection system, which is equipped with a mechanical regulator so that the internal combustion engine no electronic control device needed.

11
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22
Ansaugleitungsuction
33
Brennräumecombustion chambers
44
Abgasleitungexhaust pipe
55
AbgasrückführleitungExhaust gas recirculation line
66
Thermoelementthermocouple
77
Abgasklappeexhaust flap
88th
Abgasentnahmeexhaust gas sampling
99
InnenverrippungInnenverrippung
1010
Außenverrippungouter ribbing
1111
außen umlaufender Rippenringoutside circumferential rib ring
12, a, b12 a, b
Rippenringrib ring
1313
Anschlussflanschflange
14, a, b,14 a, b,
Ripperib

Claims (9)

Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung (2) zur Zuführung der Ansaugluft zu den einzelnen Brennräumen (3), mit einer Abgasleitung (4) zur Abführung der Abgase aus den Brennräumen (3) und mit einer die Ansaugleitung (2) und die Abgasleitung (4) verbindenden Abgasrückführleitung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasrückführleitung (5) eine Innen- (9) und/oder Außenverrippung (10) aufweist und aus Grauguss hergestellt ist.Internal combustion engine with a suction line ( 2 ) for supplying the intake air to the individual combustion chambers ( 3 ), with an exhaust pipe ( 4 ) for removing the exhaust gases from the combustion chambers ( 3 ) and with a suction line ( 2 ) and the exhaust pipe ( 4 ) connecting exhaust gas recirculation line ( 5 ), characterized in that the exhaust gas recirculation line ( 5 ) an interior ( 9 ) and / or external ribbing ( 10 ) and is made of gray cast iron. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverrippung (10) aus sich in radialer Richtung erstreckenden und auf dem Außenumfang umlaufenden Rippenringen (11) besteht.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the external ribbing ( 10 ) extending in the radial direction and on the outer circumference circumferential rib rings ( 11 ) consists. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverrippung (9) aus in Längsrichtung hintereinander angeordneten Rippenringen (12) besteht und diese Rippenringe (12) jeweils aus einzelnen sich in Längsrichtung und radial nach Innen erstreckenden Rippen (14) besteht.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the internal ribbing ( 9 ) of longitudinally successively arranged ribbed rings ( 12 ) and these rib rings ( 12 ) each of individual in the longitudinal direction and radially inwardly extending ribs ( 14 ) consists. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (14a) eines Rippenringes (12a) zu den Rippen (14b) seines benachbarten Rippenringes (12b) versetzt angeordnet sind.Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the ribs ( 14a ) of a ribbed ring ( 12a ) to the ribs ( 14b ) of its adjacent rib ring ( 12b ) are arranged offset. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der halbe Abstand zwischen zwei benachbarten Rippen (14) eines Rippenringes (12) beträgt.Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the offset of half the distance between two adjacent ribs ( 14 ) of a ribbed ring ( 12 ) is. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rippenring (12) aus zehn bis zweiundzwanzig im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen (14) besteht.Internal combustion engine according to one of claims 3 to 5, characterized in that each ribbed ring ( 12 ) of ten to twenty-two equally spaced on the inner circumference ribs ( 14 ) consists. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rippenring (12) aus sechzehn im gleichen Abstand auf dem Innenumfang angeordneten Rippen (14) besteht.Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that each rib ring ( 12 ) of sixteen equally spaced ribs on the inner circumference ( 14 ) consists. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine selbstzündende Brennkraftmaschine ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the internal combustion engine is a self-igniting internal combustion engine is. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine luftgekühlt ist.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the internal combustion engine is air-cooled.
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