DE19636503C1 - Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit ei­ ner Abgasrückführung dargelegt im einteiligen Patentanspruch 1.

Aus der DE 40 39 188 A1 ist eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit mehreren voneinander getrennten Abgasfluten bekannt. Dabei ist von mindestens zwei Ab­ gasfluten jeweils eine Zweigleitung abgeführt, in der ein mit einer Abgasrückführleitung verbundenes Abgas­ rückführventil angeordnet ist. Die Abgasrückführventi­ le sind unabhängig voneinander steuerbar und die Ab­ gasrückführleitungen münden getrennt in ein für alle Ansaugrohre gemeinsames Mischgehäuse der Frischluftan­ saugung ein.

Dabei ist jedoch nachteilig, daß für jede Abgasrück­ führleitung ein separates Abgasrückführventil benötigt wird.

In der DE 38 36 723 C1 ist eine Vorrichtung zur Abgas­ rückführung mit Zylindergruppen zugeordneten Abgas­ krümmern beschrieben. Diese Vorrichtung weist bauein­ heitlich zu einem Doppelrohr zusammengefaßte Krümmer­ teile, eine die Fluten beider Abgaskrümmer trennende gemeinsame Trennwand, eine zur Ansaugleitung führende Abgasrückführleitung und ein die Abgasrückführrate in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftma­ schine steuerndes Abgasrückführventil auf. Dabei be­ findet sich in der Trennwand eine Durchbrechung, über welche die Krümmerteile mit der einzigen Abgasrück­ führleitung in Verbindung stehen. Dies ist dadurch realisiert, daß das Abgasrückführventil auf die Trenn­ wand aufgesetzt ist.

Weiterhin beschreibt die DE 35 18 505 C1 ein Ansaugsy­ stem für eine mit Abgasrückführung arbeitende mehrzy­ lindrige Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinsprit­ zung, wobei eine Trennwand vorgesehen ist, die einer­ seits Wandteil für eine Reinluftseite und andererseits Wandteil für einen Mischkanal sowie ein diesem benach­ bartes Verteilervolumen ist. Dabei ist eine Luftdros­ selklappe in dem den Mischkanal begrenzenden Wandteil der Trennwand zentral angeordnet und der den Mischka­ nal begrenzende und eben ausgebildete Wandteil der Trennwand ist im Bereich der Luftdrosselklappe zu ei­ nem Stutzen ausgeformt. Durch diese Trennwand soll ei­ ne bessere Vermischung des Abgases mit der Verbren­ nungsluft und eine gleichmäßigere Verteilung des Luft- Abgas-Gemisches auf die einzelnen Zylinder der Brenn­ kraftmaschine erzeugt werden.

Nachteilig dabei ist jedoch, daß dabei alle Saugrohre aus einer gemeinsamen Volumenkammer ansaugen.

Aus dem Stand der Technik ist weiterhin allgemein aus der Praxis bekannt, die Frischluftzufuhr auf mehrere Saugrohre aufzuteilen. Dazu ist in einem Zwischenrohr eine Trennwand vorgesehen, wodurch zwei Volumenkammern entstehen und somit letztendlich eine bessere Füllung der Zylinder erreicht und ein einfacheres Abschalten mehrerer Zylinder bei geringer Motorbelastung ermög­ licht wird. Auch bei dieser Technik der Resonanzaufla­ dung wird teilweise eine Abgasrückführung angewendet. Das Abgas wird dabei an einer Stelle im Ansaugsystem zugegeben, wo noch keine Trennung auf die beiden Reso­ nanzrohre erfolgt ist, so z. B. zwischen dem Luftfilter und der Aufteilung der Luftansaugung auf die Resonanz­ rohre.

Dabei ist jedoch nachteilig, daß diese Anordnung des Abgasrückführventils zu weit entfernt von den Sammel­ volumenkammern ist. Die Folge davon ist unter anderem auch eine starke Verschmutzung des Rohrsystems. Eine Lösung dieses Problems ist z. B. eine direkte Einlei­ tung der Abgase in die Volumenkammern. Allerdings müß­ te hierfür jeder Volumenkammer entsprechend eine eige­ ne Abgasrückführleitung mit je einem Abgasrückführven­ til zugeordnet sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrück­ führung zu schaffen, die auch bei einem Resonanzrohr­ system mit einfachen Mitteln realisierbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des ein­ teiligen Patentanspruchs 1 gelöst, soweit sie nicht im verstehenden Text der Beschreibungseinleitung als bekannt herausgestellt sind.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich eine Brennkraftmaschine, bei der im Teillast-Betrieb mit konstruktiv einfachen Mitteln eine gleichmäßige Auf­ teilung der Abgasrückführung auf mehrere Volumenkam­ mern durch den Einsatz nur eines Ventils ermöglicht ist und bei der darüber hinaus der Vollast-Betrieb un­ gestört vor sich gehen kann. Weiterhin ist dadurch ei­ ne Zufuhr der Abgase sehr nahe an den Volumenkammern möglich, wodurch eine Verschmutzung des Ansaugsystems vermieden werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt

Fig. 1 eine Ansauganlage einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Schnitt durch ein Ab­ gasabsperrventil,

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Pfeil X aus Fig. 2 und

Fig. 5 eine Ausschnittsvergrößerung nach der Linie Z aus Fig. 3.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 5 ist ein Teil einer Ansauganlage einer Brennkraftmaschine dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Sammelvolumenkammer 1, die durch ei­ ne Trennwand 2 in zwei Volumenkammern 1a, 1b aufge­ teilt ist. Die Zuleitung von Frischluft zu den Volu­ menkammern 1a, 1b erfolgt durch Resonanzrohre 3, die in die Volumenkammern 1a, 1b münden. Von den Volumen­ kammern 1a, 1b aus wird eine nicht dargestellte Brenn­ kraftmaschine über von den Volumenkammern 1a, 1b abge­ hende Saugrohre 4 versorgt, wobei bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel je drei Saugrohre 4 einer Volumenkammer 1a bzw. 1b zugeordnet sind.

An der Sammelvolumenkammer 1 ist ein Ventilgehäuse 5 angebracht, in welchem sich ein Abgasabsperrventil 6 befindet. Das Abgasabsperrventil 6 setzt sich zusammen aus einem kegelförmigen Ventilglied 6a und einem Ven­ tilschaft 6b. In das Ventilgehäuse 5 mündet eine in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte Abgasrückführleitung 7 zur Einleitung von Abgasen durch eine im Ventilgehäuse 5 angeordnete Einlaßöffnung 8 ein.

Das Ventilgehäuse 5 weist einen Ventilsitz 9 auf. Im Ventilgehäuse 5 befinden sich weiterhin ein Trennsteg 10 und Bohrungen 11, mit denen das Ventilgehäuse 5 an der Sammelvolumenkammer 1 durch Schrauben 12 befestig­ bar ist.

Im geschlossenen Zustand, wie dargestellt, liegt das Ventilglied 6a an dem Ventilsitz 9 an, wodurch eine Dichtfläche entsteht. Der Trennsteg 10 liegt vor dem Ventilglied 6a und ist gegenüber der dem Trennsteg 10 zugewandten Seite des Ventilglieds 6a teilweise zu­ rückgesetzt, wodurch sich zwischen dem Ventilglied 6a und dem Trennsteg 10 ein Dichtspalt 13 ergibt. Durch diesen Rücksprung wird weiterhin eine ringförmige Aus­ bildung der Dichtfläche erreicht, was dazu führt, daß das Ventilglied 6a an seinem äußeren Umfang exakt auf dem ringförmigen Ventilsitz 9 aufsitzt und damit im geschlossenen Zustand zuverlässig abdichtet. Diese Ab­ dichtung wird weiterhin dadurch ermöglicht, daß der Trennsteg 10 auf seiner dem Ventilglied 6a zugewandten Seite wenigstens annähernd eine der Kegelform des Ven­ tilglieds 6a angepaßte Form aufweist. In Fig. 5 ist der Dichtspalt 13 besonders gut zu erkennen.

Eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit, den Dichtspalt 13 zu erhalten, ist eine teilweise Rückset­ zung bzw. Rücksprung des Ventilglieds 6a gegenüber der dem Ventilglied 6a zugewandten Seite des Trennstegs 10.

Die Breite des Dichtspalts 13 beträgt zwischen 0,1 und 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm. Durch den Dichtspalt 13 kann zwar im geschlossenen Zustand Gas, welches sich evtl. in einer der Volumenkammern 1a bzw. 1b befindet, in die jeweils andere Volumenkammer 1a bzw. 1b ein­ strömen, da die Breite des Dichtspalts 13 jedoch, wie oben beschrieben, minimal ist, hat dies keinen negati­ ven Einfluß auf den Ansaugvorgang in der jeweiligen Volumenkammer 1a bzw. 1b.

In Fig. 2 ist das Abgasabsperrventil 6 mit seinem Ven­ tilgehäuse 5 vergrößert dargestellt, wobei auch ein geöffneter Zustand des Abgasabsperrventils 6 durch ge­ strichelte Linien gezeigt wird. Weiterhin ist die Durchströmung des Ventils durch Pfeile A und B ange­ deutet. Ein durch die Einlaßöffnung 7 eintretender Ab­ gasstrom kann also im geöffneten Zustand des Abgasab­ sperrventils 6 dieses passieren und durch eine im Ge­ häuse eingeformte kreisrunde Auslaßöffnung 14 in die Sammelvolumenkammer 1 strömen.

Durch den Trennsteg 10, der sich im Bereich des Ven­ tilsitzes 9 quer durch die Mittelachse der Auslaßöff­ nung 14 erstreckt und durch dessen Anbringung in einer Verlängerung zusammen mit der Trennwand 2 oder einer nicht dargestellten Zwischenwand mindestens zwei Aus­ laßöffnungen 14 entstehen, wird erreicht, daß diese Einströmung auf beide Volumenkammern 1a und 1b gleich­ mäßig verteilt wird. Es ist jedoch genauso denkbar, daß sich in dem Ventilglied 5 mehrere Trennstege 10 befinden und somit eine entsprechende Anzahl von Aus­ laßöffnungen 14 entsteht.

Fig. 3 zeigt das Abgasabsperrventil 6 in einem Schnitt um 90° versetzt, wodurch der Trennsteg 10 über seine ganze Länge zu sehen ist. Weiterhin ist dort ein Teil der Abgasrückführleitung 7 dargestellt.

In Fig. 4 ist das Ventilgehäuse 5 mit dem Trennsteg 10, der am Ventilgehäuse 5 angeordneten Abgasrückführ­ leitung 7, den Bohrungen 11 und den Auslaßöffnungen 14 in einer weiteren Ansicht dargestellt.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung mit folgenden Merkmalen:

• a) wenigstens eine von der Abgasseite zu der Saug­ seite zurückführende Abgasrückführleitung (7);
• b) die Ansaugseite weist wenigstens zwei Resonanz­ rohre (3) auf, die jeweils in Volumenkammern (1a, 1b) münden, von denen aus jeweils mehrere zum Zylinderkopf führende Saugrohre (4) abgehen;
• c) eine Trennwand (2) befindet sich zwischen zwei benachbart zueinander liegenden Volumenkammern (1a, 1b);
• d) die Abgasrückführleitung (7) mündet in ein Ab­ gasabsperrventil (6);
• e) das Abgasabsperrventil (6) ist in einem Ventil­ gehäuse (5) angeordnet, welches einen Ventilsitz (9) aufweist;
• f) das Ventilgehäuse (5) ist im Bereich des Ven­ tilsitzes (9) mit einem Trennsteg (10) versehen, wobei auf der dem Ventilglied (6a) zugewandten Seite zur Bildung eines Dichtspalts (13) ein Rück­ sprung zwischen dem Trennsteg (10) und dem Ventil­ glied (6a) vorhanden ist,
• g) der Trennsteg (10) bildet in einer Verlängerung zusammen mit der Trennwand (2) oder einer vorge­ schalteten Zwischenwand in geöffnetem Zustand des Abgasabsperrventils (6) mindestens zwei getrennte Auslaßöffnungen (14) zur Einleitung von Abgas in die Volumenkammern (1a, 1b).

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksprung im Trennsteg (10) liegt.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Auslaßöffnung (14) des Abgasabsperrventils (6) kreisrund ist und sich der Trennsteg (10) quer durch die Mittelachse der Auslaßöffnung (14) er­ streckt.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Dichtspalts (13) zwischen 0,1 und 0,3 mm, vorzugsweise 0,2 mm, beträgt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennsteg (10) auf seiner dem Ventilglied (6a) zugewandten Seite wenigstens annähernd eine der Kegelform des Ventilglieds (6a) angepaßte Form aufweist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (5) an die Volumenkammern (1a, 1b) angebracht ist.