DE112006001330T5 - Vorrichtung zum Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Vorrichtung zum Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor Download PDF

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Abstract

Vorrichtung für das Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor (1), wobei die zurückgeführten Abgase bestimmungsgemäß von einem Abgaskanal (3) des Verbrennungsmotors (1) über einen Rückführkanal (9) zu einem Einlasskanal (7) geführt werden, der bestimmungsgemäß Luft in den Verbrennungsmotor (1) einführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal (9) und dem Einlasskanal (7) anbringbar ist und dass die Vorrichtung (11) Mittel (13, 15, 19) zum Steuern des Abgasstroms von dem Rückführkanal (9) zu dem Einlasskanal (7) und zum Mischen der Abgase mit der Luft in dem Einlasskanal (7) aufweist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Technik, bekannt als EGR (englisch: Exhaust Gas Recirculation – deutsch: Abgasrückführung), ist ein bekanntes Mittel für das teilweise Zurückführen von Abgasen eines Verbrennungsprozesses in einem Verbrennungsmotor über einen Rückführkanal zu einem Einlasskanal zum Zuführen von Luft zu dem Verbrennungsmotor. Ein Gemisch aus Luft und Abgasen wird auf diese Weise über den Einlasskanal den Motorzylindern zugeführt, in denen die Verbrennung stattfindet. Das Hinzufügen von Abgasen zu der Luft bewirkt eine niedrigere Verbrennungstemperatur, die unter anderem zu einem reduzierten Anteil von Stickoxiden NOx in den Abgasen führt. Diese Technik wird sowohl in Ottomotoren als auch in Dieselmotoren genutzt.
  • Der Rückführkanal für die Abgase umfasst eine Vielzahl von Komponenten, z.B. ein EGR-Ventil. Das EGR-Ventil ist gewöhnlich am Anfang des Rückführkanals stromaufwärts von einem EGR-Kühler angebracht. Das EGR-Ventil wird zum Schließen des Abgasstroms in dem Rückführkanal, während der verschiedenen Betriebzustände des Verbrennungsmotors, genutzt. Das EGR-Ventil kann auch zum Steuern der Menge der zu dem Verbrennungsmotor zurückgeführten Abgase verwendet werden. Das EGR-Ventil wird durch eine elektronische Steuereinheit auf Basis der Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors gesteuert/geregelt. Die elektronische Steuereinheit kann eine Computereinheit sein, die mit einer geeigneten Software ausgestattet ist.
  • Systeme für das Rückführen von Abgasen umfassen in einigen Fällen eine Mischvorrichtung, die in einem Bereich nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal und dem Einlasskanal angebracht ist. Der Verwendungszweck der Mischvorrichtung liegt im Mischen der Abgase aus dem Rückführkanal mit der Luft in dem Einlasskanal. WO 99/43493 bezieht sich auf eine derartige Mischvorrichtung, die einen stationären rohrförmigen, zylindrischen Körper mit darin strömender Luft aufweist. Zurückgeführte Abgase werden im Wesentlichen gleichmäßig über einen sich um den zylindrischen Körper herum erstreckenden, spiralförmigen Abgasleitungskanal in den Umfang des zylindrischen Körpers eingeführt.
  • US 6,425,382 bezieht sich auf eine Mischvorrichtung, die ein stationäres rohrförmiges Element aufweist. Die zurückgeführten Abgase werden radial außen über das rohrförmige Element zugeführt und die Luft wird radial innen durch das rohrförmige Element geführt. Das rohrförmige Element hat einen sternförmigen Endabschnitt, der die Abgase und die Luft veranlasst, sich im Wesentlichen unmittelbar stromabwärts des genannten Endteils zu vermischen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung in einem System für das Rückführen von Abgasen bereitzustellen, wobei die Vorrichtung zur Steuerung des zurückgeführten Abgasstroms vorgesehen ist und gleichzeitig ein effektives Mischen von Abgasen und Luft bewirkt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der in der Einleitung beschriebenen Art erreicht, die durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gezeigten Merkmale gekennzeichnet ist. Herkömmliche EGR-Ventile werden gewöhnlich am Anfang des Rückführkanals in einer stromaufwärtigen Position eines EGR-Kühlers angebracht, der bestimmungsgemäß die Abgase kühlt. Jedoch ist es möglich ein derartiges EGR-Ventil im Wesentlichen an jeder denkbaren Position in dem Rückführkanal anzubringen, um den Abgasstrom zu dem Rückführkanal zu steuern. Eine Mischvorrichtung, die ein Mischen von Abgasen mit Luft bewirkt, muss dennoch nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal und dem Einlasskanal angebracht werden. Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, die neben dem Steuern/Regeln des Abgasstroms von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal auch die Abgase mit Luft mischt, muss deshalb auch nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal und dem Einlasskanal angebracht werden. Ein System für das Rückführen von Abgasen mit einer derartigen Vorrichtung, die als EGR-Ventil und Mischvorrichtung wirkt, führt daher zu einer kleineren Anzahl von Komponenten verglichen mit einem herkömmlichen System. Ein System für das Rückführen von Abgasen mit einer derartigen Vorrichtung nimmt weniger Raum ein und ist kostengünstiger herzustellen als ein herkömmliches System, das ein separates EGR-Ventil und eine separate Mischvorrichtung aufweist. Ferner ist der Druckabfall in dem Rückführkanal mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung deutlich kleiner, als bei der Nutzung eines herkömmlichen EGR-Ventils und einer Mischvorrichtung.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel ein bewegbares Steuerelement, das in einer ersten Position platzierbar ist, in der ein Durchgang gebildet wird, der einen Abgasstrom von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal zulässt, und in einer zweiten Position, in dem kein derartiger Durchgang gebildet wird, womit jeglicher Abgasstrom von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal verhindert wird. Ein derartiges bewegbares Steuerelement stellt ein einfaches und effektives Mittel zur Steuerung/Regelung des Rückführstroms der Abgase von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal bereit. Vorteilhafterweise kann das Steuerelement mindestens in einer dritten Position platzierbar ist, die zu einem reduzierten Abgasstrom von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal über einen Durchgang mit einer kleineren Querschnittsfläche als der des Durchgangs in der ersten Position führt. Abgasströme mit mindestens zwei verschiedenen Größen können demnach von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal geführt werden. Das Steuerelement ist bevorzugt in einer großen Anzahl von Zwischenpositionen zwischen der ersten Position und der zweiten Position platzierbar. Auf diese Weise wird es möglich, eine korrespondierende Anzahl von verschiedenen Durchgangsgrößen bereitzustellen und eine korrespondierende Anzahl von verschiedenen Abgasströmen von dem Rückführkanal zu dem Einlasskanal zu führen. Der Abgasstrom zu dem Einlasskanal ist demnach steuerbar, so dass der gewünschte Strom mit großer Präzision im Einklang mit dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors zu dem Einlasskanal geführt werden kann. Das Steuerelement kann zum Hin- und Herbewegen zwischen der ersten Position und der zweiten Position angeordnet werden. Dies führt zu einer einfachen Bewegung des Steuerelements und macht es möglich, dass das Steuerelement im Wesentlichen in jeder denkbaren Position zwischen den genannten ersten und zweiten Extrempositionen platzierbar ist. Der Abgasstrom zu dem Einlasskanal kann demnach in einfacher Weise und mit sehr hoher Präzision gesteuert/geregelt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, umfassen die Mittel ein Gehäuse mit einem Abgasleitungskanal, der eine Einlassöffnung zum Einführen von Abgasen von dem Rückführkanal und eine Auslassöffnung aufweist, die mit dem Durchgang verbunden ist. Das Gehäuse ist an der Verbindung zwischen dem Rückführkanal und dem Einlasskanal angebracht. Der Einlasskanal weist vorteilhafterweise eine umlaufende radiale Öffnung auf und die Auslassöffnung des Abgasleitungskanals hat eine Erstreckung außen um die umlaufende radiale Öffnung herum. Durch eine derartige Auslassöffnung wird es möglich die Abgase zu verteilen und im Wesentlichen gleichmäßig über die umlaufende radiale Öffnung der Einlassöffnung zuzuführen. Eine derartige verteilte Zuführung der Abgase zu dem Einlasskanal ermöglicht das Mischen der Abgase mit der Luft in dem Einlasskanal.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, weist das Gehäuse eine Oberfläche nahe der Auslassöffnung auf, die zum Zusammenwirken mit einer Oberfläche des Steuerelements angepasst ist, wobei die genannten Oberflächen dazu angepasst sind, um den genannten Durchgang zum Zuführen der zurückgeführten Abgase zu dem Einlasskanal festzulegen. Das Gehäuse ist stationär und nahe der Verbindung zwischen dem Rückführkanal und dem Einlasskanal, wohingegen das Steuerelement beweglich angeordnet ist. Es ist demnach vorteilhaft, den Durchgang zum Zuführen der Abgase zu dem Einlasskanal mittels einer stationären Oberfläche in dem Gehäuse und einer bewegbaren Oberfläche an dem Steuerelement zu bilden. Eine Bewegung des Steuerelements relativ zu dem Gehäuse bewirkt, dass sich die genannten Oberflächen relativ zueinander bewegen, womit es möglich wird, die Ausmaße des Durchgangs und in Folge dessen auch den durch den Durchgang zu dem Einlasskanal geführten Abgasstrom zu verändern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerelement rohrförmig ausgestaltet und der genannte Durchgang zum Zuführen der zurückgeführten Abgase ist radial außen um das rohrförmige Steuerelement angebracht. Die Luft in dem Einlasskanal ist dazu vorgesehen, dass sie im Inneren durch das rohrförmige Steuerelement hindurchströmt. In diesem Fall werden die Abgase vorteilhaft einem radial außen um das rohrförmige Steuerelement gebildeten, ringförmigen Durchgang zugeführt, bevor sie sich mit der innen durch das rohrförmige Steuerelement hindurchgeströmten Luft mischen. Das Steuerelement weist an einem stromabwärtigen Ende bezüglich der Strömungsrichtungen der Abgase und der Luft Abschnitte auf, die in verschiedenen radialen Abständen von einer sich durch das rohrförmige Steuerelement hindurcherstreckenden Mittelachse angebracht sind. Derartige Abschnitte führen dazu, dass die Abgase außerhalb des Steuerelements und die Luft in dem Steuerelement verschiedene radiale Abstände von der Mittelachse bei Verlassen des Steuerelements aufweisen. Dies führt dazu, dass die Abgase und die Luft einem sofortigen guten Durchmischen im Wesentlichen direkt nach Verlassen des Steuerelements unterliegen. Es wird nur eine sehr kurze Distanz für das Mischen der Abgase mit der Luft in dem Einlasskanal benötigt. Der Teil des Einlasskanals, der sich zwischen dem Rückführkanal für Abgase und dem Verbrennungsmotor erstreckt, kann demnach sehr kurz ausgelegt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel einen mit dem Steuerelement verbundenen Aktuator, mittels dem es möglich wird, das Steuerelement mindestens zu der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen. Ein derartiger Aktuator kann im Wesentlichen jeglicher denkbarer Art sein und elektronisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden. Das Steuerelement weist vorteilhaft ein Teil auf, das außerhalb des Einlasskanals angebracht und mit dem Aktuator verbunden ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, worin:
  • 1 ein System für das Rückführen von Abgasen eines aufgeladenen Verbrennungsmotors mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
  • 2 die Vorrichtung detaillierter in einer völlig offenen Position darstellt,
  • 3 einen Schnitt entlang der Ebene A-A in 2 darstellt,
  • 4 die Vorrichtung gemäß 2 in einer teilweise offenen Position darstellt und
  • 5 die Vorrichtung gemäß 2 in einer völlig geschlossenen Position darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • 1 stellt ein System für das Rückführen von Abgasen eines aufgeladenen Verbrennungsmotors dar. Eine derartige Rückführung wird gewöhnlich EGR (englisch: Exhaust Gas Recirculation) genannt. Das Zugeben von Abgasen zu der verdichteten Luft, die zu den Motorzylindern geführt wird, senkt die Verbrennungstemperatur und damit auch den Anteil von Stickoxiden (NOx), die während des Verbrennungsprozesses des Verbrennungsmotors gebildet werden. Der Verbrennungsmotor 1 ist vorteilhafterweise ein Motor zum Antreiben eines schweren Kraftfahrzeugs. Die Abgase von den Zylindern des Verbrennungsmotors 1 werden über einen Abgaskrümmer 2 zu einem Abgaskanal 3 geführt. Die Abgase in dem Abgaskanal 3, die einen höheren als den Atmosphärendruck aufweisen, werden zu einer Turbine 4 geführt. Die Turbine 4 wird auf diese Weise mit einer Antriebskraft versorgt, die über eine Verbindung zu einem Kompressor 5 übertragen wird. Über einen Luftfilter 6 saugt der Kompressor 5 Außenluft in den Einlasskanal 7. Die Luft wird durch den Kompressor 5 auf einen höheren als den Atmosphärendruck verdichtet. Nach der Verdichtung ist die Temperatur der Luft relativ hoch. Ein Ladeluftkühler 8 ist in dem Einlasskanal 7 angeordnet, um die verdichtete Luft zu kühlen, bevor sie in den Verbrennungsmotor 1 geführt wird.
  • Ein System zum Bewirken einer teilweisen Rückführung der Abgase in dem Abgaskanal 3 umfasst einen Rückführkanal 9, der sich zwischen dem Abgaskanal 3 und dem Einlasskanal 7 erstreckt. Der Rückführkanal 9 weist einen EGR-Kühler 10 auf, in dem die Abgase gekühlt werden. Der Rückführkanal 9 weist eine Vorrichtung 11 auf, deren Bestimmung in dem Steuern des Abgasstroms von dem Rückführkanal 9 zu dem Einlasskanal 7 und dem Mischen der Abgase von dem Rückführkanal 9 mit der Luft in dem Einlasskanal 7 liegt. Die Vorrichtung 11 ist nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal 9 und dem Einlasskanal 7 angebracht. Eine derartige Vorrichtung 11 kann ein herkömmliches EGR-Ventil, dessen Bestimmung die Steuerung der Ströme von Abgasen von dem Rückführkanal 9 zu dem Einlasskanal 7 ist, und eine Mischvorrichtung, deren Bestimmung das Mischen der Abgase von dem Rückführkanal 9 mit der Luft in dem Einlasskanal 7 ist, ersetzen. Die Anzahl der Komponenten des Systems, das eine Rückführung von Abgasen möglich macht, kann so reduziert werden. Eine Steuereinheit 12 ist angepasst, um den Aktuator 13 zum Steuern/Regeln der Vorrichtung 11 auf Basis der Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Verbrennungsmotors 1 zu betätigen, so dass die gewünschte Menge von Abgasen zu dem Verbrennungsmotor zurückgeführt wird. Das Steuerelement 12 kann eine Computereinheit sein, die mit einer passenden Software ausgestattet ist. Der Aktuator 13 kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben werden.
  • Ist der Verbrennungsmotor ein aufgeladener Ottomotor, können die Abgase in dem Rückführkanal 9 direkt in den Einlasskanal 7 geführt werden, da die Abgase in dem Abgaskanal 3 eines Ottomotors im Wesentlichen in allen Betriebszuständen einen höheren Druck als die verdichtete Luft in dem Einlasskanal 7 aufweisen. Ist der Verbrennungsmotor ein aufgeladener Dieselmotor, kann der Druck der Abgase in dem Abgaskanal 3 in verschiedenen Betriebszuständen niedriger sein als der Druck der verdichteten Luft in dem Einlasskanal 7. Die Vorrichtung 11 kann zum Stoppen (Unterbrechen) des Abgasstroms in dem Rückführkanal 9 bei Betriebszuständen mit niedrigerem Abgasdruck als dem Druck der Luft in dem Einlasskanal 7 genutzt werden. Sind die Abgase von dem Rückführkanal 9 mit der verdichteten Luft in dem Einlasskanal 7 gemischt worden, kann das Gemisch über einen Verteiler 14 zu den entsprechenden Zylindern des Verbrennungsmotors 1 geführt werden.
  • 2 zeigt eine detaillierter Darstellung der vorangestellt beschriebenen Vorrichtung 11. Der Einlasskanal 7 weist nahe der Verbindung mit dem Rückführkanal 9 einen ersten Kanalabschnitt 7a und einen zweiten Kanalabschnitt 7b auf. Die benachbarten Enden der Kanalabschnitte 7a, b sind in einem Abstand voneinander angeordnet, so dass eine umlaufende radiale Öffnung 7c zwischen den Kanalabschnitten 7a, b gebildet wird. Die Vorrichtung 11 weist ein derart geformtes Gehäuse 15 auf, das dann, wenn es angebracht ist, die radiale Öffnung 7c zwischen den Kanalabschnitten 7a, b überspannt. Das Gehäuse 15 ist sicherheitshalber an einem Endabschnitt des zweiten Kanalabschnitts 7b befestigt. Das Gehäuse 15 weist eine Einlassöffnung 16 für den Abgasleitungskanal 17 auf, der sich in im Wesentlichen einer Windung außen um die radiale Öffnung 7c herumerstreckt. Der Abgasleitungskanal 17 nimmt bestimmungsgemäß Abgase von dem Rückführkanal 9 auf. Der Abgasleitungskanal 17 weist eine Auslassöffnung 18 auf, die radial innen angebracht ist und die sich im Wesentlichen um die ganze radiale Öffnung 7c herumerstreckt. Die Ausmaße des Abgasleitungskanals 17 nehmen im Wesentlichen progressiv in Strömungsrichtung der Abgase ab.
  • Die Vorrichtung 11 weist ein rohrförmiges Steuerelement 19 auf, das in dem Gehäuse 15 nahe der radialen Öffnung 7c zwischen den Kanalabschnitten 7a, b angeordnet ist. Das rohrförmige Steuerelement hat einen ersten Abschnitt 19a mit im Wesentlichen konstanter Querschnittsfläche und einen zweiten Abschnitt 19b mit einer variablen Querschnittsfläche. Der erste Abschnitt 19a des Steuerelements hat eine Innenoberfläche 19c, die im Wesentlichen in Form und Größe zu der Außenoberfläche 7d des ersten Kanalabschnitts 7a korrespondiert. Der erste Abschnitt 19a des Steuerelements weist somit einen Abschnitt auf, der zur Bewegung außen um den ersten Kanalabschnitt 7a angeordnet ist. Der erste Abschnitt 19a des Steuerelements hat eine Außenoberfläche 19d, die im Wesentlichen in Form und Größe zu einer Innenoberfläche 15a des Gehäuses korrespondiert. Der erste Abschnitt 19a des Steuerelements weist demnach einen Abschnitt auf, der zur Bewegung in dem Gehäuse 15 angeordnet ist. Der erste Abschnitt 19a des Steuerelements ist angeordnet, um sich in einer radialen Aussparung zwischen dem Gehäuse 15 und dem ersten Kanalabschnitt 7a zu bewegen. Der Aktuator 13 ist an einer Außenoberfläche des ersten Kanalabschnitts 7a befestigt. Der Aktuator hat ein vorstehendes Mittel 13a, dessen vorstehende Länge variabel ist. In diesem Fall ist das äußere Ende des vorstehenden Mittels 13a mit einer Außenoberfläche des ersten Abschnitts 19a des Steuerelements verbunden. Es ist demnach möglich, vermittels des vorstehenden Mittels 13a das Steuerelement 19 in verschiedene Positionen relativ zu dem Gehäuse 15 entlang eines im Wesentlichen geradlinigen Hin- und Herwegs zu bewegen. Der Kontaktbereich zwischen der Außenoberfläche 19d des Steuerelements und der Oberfläche des Gehäuses 15a kann möglicherweise mit einem geeigneten Dichtungsmittel versehen werden, um sicherzustellen, dass keine Abgase nach außen in eine Umgebung entweichen. Auf eine entsprechende Weise kann der Kontaktbereich zwischen der Innenoberfläche 19c des Steuerelements und der Außenoberfläche 7d des ersten Kanalabschnitts 7a ebenfalls mit einem geeigneten Dichtungsmittel versehen werden, um sicherzustellen, dass die verdichtete Luft nicht über den Kontaktbereich nach außen in die Umgebung entweicht.
  • Der zweite Abschnitt 19b des Steuerelements weist eine schräge Oberfläche 19e auf, die bestimmungsgemäß zusammen mit einer schrägen Oberfläche 15b des Gehäuses 15 einen ringförmigen Auslassdurchgang 20 für die Abgase festlegt. Der Auslassdurchgang 20 ist mit einer Auslassöffnung 18 des Abgasleitungskanals 17 verbunden. Die Abgase von dem Rückführkanal 9 können demnach über den Abgasleitungskanal 17, die Auslassöffnung 18 und den genannten Durchgang 20 in dem zweiten Teil des Kanalabschnitts 7b** an einer radial äußeren Position des Steuerelements 19 geleitet werden. Der zweite Abschnitt 19b des Steuerelements weist demnach verschiedene Querschnittsflächen auf. Seine Querschnittsfläche an einem stromabwärtigen Ende in Strömungsrichtung der Abgase ist im Wesentlichen sternförmig, wie man in 3 erkennen kann. Das Steuerelement 19 hat in diesem Fall bezüglich einer sich durch das Steuerelement 19 erstreckenden Mittelachse 21 alternierende radiale Außenabschnitte 19f und radiale Innenabschnitte 19g. Die Abgase werden demnach in verschiedenen radialen Abständen von der Mittelachse 21 zu dem zweiten Kanalabschnitt 7b geführt. Die Luft in dem Einlasskanal 7 strömt innen durch das rohrförmige Steuerelement 19. Durch die alternierenden radialen Außenabschnitte 19f und die radialen Innenabschnitte 19g des Steuerelements 19 weist die Luft ebenfalls bei Verlassen des Steuerelements 19 verschiedene radiale Abstände von der Mittelachse 21 auf. Da beide, die Abgase und die verdichtete Luft, bei Verlassen des Steuerelements 19 alternierende radiale Abstände von der Mittelachse 21 aufweisen, vermischen sich im Wesentlichen unmittelbar und gut im zweiten Teil des Kanalabschnitts 7b.
  • 2 zeigt das Steuerelement 19 in seiner ersten Extremposition, in der die schräge Oberfläche 19e des Steuerelements einen maximalen Abstand von der schrägen Oberfläche 15b des Gehäuses aufweist. Befindet sich das Steuerelement in dieser Extremposition, weist der Durchgang 20 eine maximale Weite auf, die dazu führt, dass ein maximaler Abgasstrom von dem Rückführkanal 9 zu dem Einlasskanal 7 geführt werden kann. In verschiedenen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors ist es vorteilhaft, die Menge der zurückgeführten Abgase des Verbrennungsmotors 1 zu reduzieren. Empfängt die Steuereinheit 12 derartige Informationen wird der Aktuator 13 betätigt, so dass das äußere Ende des vorstehenden Mittels 13a nach außen zu einer gewünschten Position bewegt wird. Der Aktuator 13 bewegt somit das Steuerelement 19 von der ersten Extremposition in die in 4 dargestellte Position. In diesem Zustand ist die schräge Oberfläche 19e des Steuerelements erheblich näher an der schrägen Oberfläche 15b des Gehäuses. Die Weite des Auslassdurchgangs 20 ist daher reduziert. Befindet sich das Steuerelement 19 in dieser Position wird ein reduzierter Abgasstrom von dem Rückführkanal 9 zu dem Einlasskanal 7 geführt.
  • In bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors ist es vorteilhaft, sicherzustellen, dass keine zurückgeführten Abgase zu dem Verbrennungsmotor geführt werden. Empfängt die Steuereinheit 12 derartige Informationen, wird der Aktuator 13 betätigt, so dass das äußere Ende des vorstehenden Mittels 13a eine maximal vorstehende Position einnimmt. Die Aktuatormittel 13 bewegen demnach das Steuerelement 19 in eine zweite Extremposition. 5 zeigt das Steuerelement 19 in dieser zweiten Extremposition. Die schräge Oberfläche 19e legt sich an die schräge Oberfläche 15b des Gehäuses an. Die Weite des Auslassdurchgangs 20 wird somit auf Null reduziert. Falls sich das Steuerelement 19 in dieser Position befindet, werden keine Abgase von dem Rückführkanal 9 zu dem Einlasskanal 7 geführt. Das Steuerelement 19 ist nach Bedarf im Wesentlichen in jeder denkbaren Position zwischen einer ersten Extremposition, die einem völlig offenen Zustand entspricht, und einer zweiten Extremposition positionierbar, die einem völlig geschlossenen Zustand entspricht. Somit hat der Ausgangsdurchlass 20 eine im Wesentlichen kontinuierlich veränderbare Weite und ein gewünschter Rückführ-Abgasstrom kann mit hoher Präzision in den Einlasskanal 7 entsprechend der verschiedenen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors geführt werden.
  • Die Erfindung ist in keinster Weise auf die in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, aber kann frei innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche verändert werden.
  • Zusammenfassung
  • Vorrichtung zum Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für das Rückführen von Abgasen eines Verbrennungsmotors (1). Die zurückzuführenden Abgase werden bestimmungsgemäß von einem Abgaskanal (3) des Verbrennungsmotors (1) über einen Rückführkanal (9) zu einem Einlasskanal (7) geführt, der bestimmungsgemäß Luft zu dem Verbrennungsmotor (1) führt. Die Vorrichtung (11) ist nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal (9) und dem Einlasskanal (7) anbringbar. Die Vorrichtung (11) weist Mittel (13, 15, 19) zum Steuern des Abgasstroms von dem Rückführkanal (9) zu dem Einlasskanal (7) und zum Mischen der Abgase mit Luft in dem Rückführkanal (7) auf.

Claims (10)

  1. Vorrichtung für das Rückführen von Abgasen in einem Verbrennungsmotor (1), wobei die zurückgeführten Abgase bestimmungsgemäß von einem Abgaskanal (3) des Verbrennungsmotors (1) über einen Rückführkanal (9) zu einem Einlasskanal (7) geführt werden, der bestimmungsgemäß Luft in den Verbrennungsmotor (1) einführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) nahe einer Verbindung zwischen dem Rückführkanal (9) und dem Einlasskanal (7) anbringbar ist und dass die Vorrichtung (11) Mittel (13, 15, 19) zum Steuern des Abgasstroms von dem Rückführkanal (9) zu dem Einlasskanal (7) und zum Mischen der Abgase mit der Luft in dem Einlasskanal (7) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein bewegbares Steuerelement (19) umfassen, das in einer ersten Position platzierbar ist, in der ein Durchgang (20) gebildet wird, der einen Abgasstrom von dem Rückführkanal (9) zu dem Einlasskanal (7) zulässt, und in einer zweiten Position, in der kein solcher Durchgang gebildet wird, womit jeglicher Abgasstrom von dem Rückführkanal (9) zu dem Einlasskanal (7) verhindert wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (19) mindestens in einer dritten Position platzierbar ist, die zu einem reduzierten Abgasstrom von dem Rückführkanal (9) über einen Durchgang (20), der eine kleinere Querschnittsfläche aufweist als der Durchgang (20) in der ersten Position, zu dem Einlasskanal (7) führt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (19) zum Hin- und Herbewegen zwischen der ersten Position und einer zweiten Position angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Gehäuse (15) umfassen, das einen Abgasleitungskanal (17) mit einer Einlassöffnung (16) zum Aufnehmen der Abgase von dem Rückführkanal (9) und einer mit dem Durchgang (20) verbundenen Auslassöffnung (18) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (7) eine umlaufende radiale Öffnung (7c) aufweist und dass die Auslassöffnung (18) des Abgasleitungskanals (17) eine Erstreckung außen um die radiale Öffnung (7c) herum aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) nahe der Auslassöffnung (18) eine Oberfläche (15b) aufweist, die angepasst ist, um mit einer Oberfläche (19e) des Steuerelements (19) zusammenzuwirken, wobei die Oberflächen (15b, 19e) angepasst sind, um den Durchgang (20) zum Zuführen der zurückgeführten Abgase zu dem Einlasskanal (7) zu bestimmen.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (19) rohrförmig ausgebildet ist und dass der Durchgang (20) zum Zuführen von zurückgeführten Abgasen radial außen um das rohrförmige Steuerelement (19) herum angebracht ist und dass die Luft in dem Einlasskanal (7) angepasst ist, um innen durch das rohrförmige Steuerelement (19) hindurch zu strömen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (19) an einem stromabwärtigen Ende bezüglich der Strömungsrichtungen der Abgase und der Luft Abschnitte (19f, 19g) aufweist, die in verschiedenen radialen Abständen von einer sich durch das rohrförmige Steuerelement (19) erstreckenden zentralen Achse (21) angebracht sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen Aktuator (13) aufweisen, der mit dem Steuerelement (19) verbunden ist und mittels dem es möglich ist, das Steuerelement (19) mindestens zu der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen.
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