DE19740998A1

DE19740998A1 - Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19740998A1
Application number: DE19740998A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Azuma
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2017-09-18
Also published as: GB9719921D0; US5970960A; GB2317420A; KR100324455B1; DE19740998C2; GB2317420B; KR19980024699A; US6173701B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steuersystem zur Steuerung der Ab gasqualität einer Brennkraftmaschine und insbesondere ein Abgasrückführsystem (EGR) für eine Brennkraftmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbes serung hinsichtlich der Verbindung eines EGR-Ventiles oder einer EGR-Rohrleitung mit einem aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Ansaugkrümmer einer Brenn kraftmaschine.

Derzeit ist es üblich, daß in Brennkraftmaschinen ein Abgasrückführsystem (EGR-System) zur Verminderung der NO_x-Emissionen, die durch die Brennkraftmaschine erzeugt werden, vorgesehen ist. Wie bekannt, ist das EGR-System derart ausgestal tet, daß dieses eine vorbestimmte Menge an Abgas in das, den Brennräumen zu strömende Kraftstoff-Luftgemisch einbringt, um die Temperatur in den Brennräumen und damit die NO_x-Emissionen zu vermindern. In EGR-Systemen ist ein EGR-Ventil in einer EGR-Verbindungsleitung vorgesehen zur Steuerung der Abgasrückführrate. Üblicherweise ist das EGR-Ventil mit einem Ansaugkrümmer des Motors verbunden. Im Rahmen des Betriebs des EGR-Systems wird das EGR-Ventil, das aus Metall ge bildet ist, durch Aufnahme der Wärme des rückgeführten Abgases erhitzt.

Demgemäß muß, wenn der Ansaugkrümmer zur Verminderung des Gewichtes des Motorsystems oder aus anderen Gründen aus einem Kunststoffmaterial (beispiels weise glasfaserverstärktem Kunststoff) gebildet ist, eine Maßnahme getroffen werden, um den Kunststoffansaugkrümmer vor der Hitze des EGR-Ventiles zu schützen. Bis lang wurden zahlreiche Maßnahmen vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt, um den Plastikansaugkrümmer vor der Hitze des EGR-Ventiles zu schützen. Einige die ser Maßnahmen sind in der japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung 5-2562 17 und 6-10 15 87 sowie in der vorläufigen japanischen Gebrauchsmusterveröffentli chung 63-164 554 gezeigt. In der Veröffentlichung 5-2562 17 ist das EGR-Ventil an dem Kunststoffansaugkrümmer über eine Befestigungshalterung angebracht, die aus einem korrosionsbeständigen Riffelblech gebildet ist. In der Veröffentlichung 6-10 15 87 ist das EGR-Ventil mit dem Kunststoffansaugkrümmer unter Zwischenschaltung eines Wärmeisolators angebracht, wobei ein erstes Schraubenpaar dazu verwendet wird, um den Wärmeisolator an dem Ansaugkrümmer zu befestigen und ein zweites Schraubenpaar dazu vorgesehen ist, das Ventil an dem Wärmeisolator zu befestigen. In der Veröffentlichung 63-164 554 ist ein Verbindungsabschnitt zwischen dem EGR-Ventil und dem Kunststoffansaugkrümmer mit einer ringförmigen Nut versehen, durch welche ein Kühlmittel strömt zur Kühlung des Verbindungsabschnittes. Zusätzlich zu den obengenannten Maßnahmen ist eine weitere Maßnahme zum Schutz des Kunst stoffansaugkrümmers vor der Hitze des Abgases in der japanischen Gebrauchsmu stervoreröffentlichung 1-102465 beschrieben. Nach dieser Maßnahme wird über ei nen Luftfilter frische Luft in die EGR-Leitung eingeführt, um die Temperatur des in den Kunststoff-Einlaßkrümmer eingeführten Abgases zu verringern. Des weiteren ragt, zur Unterdrückung bzw. Verringerung eines direkten Kontaktes des hocherhitzten Abga ses mit der Innenwandung des Kunststoff-Einlaßkrümmers, ein vorderes Ende der Abgasrückführleitung in das Innere des Ansaugkrümmers durch eine in diesem aus gebildete Rohrdurchgangsöffnung hinein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführsystem für eine Brenn kraftmaschine zu schaffen, das eine hinsichtlich der thermischen Belastung des Ein laßkrümmers verbesserte Zuleitung des Abgases ermöglicht.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abgasrückführsy stem für eine Brennkraftmaschine mit einem Kunststoffansaugkrümmer geschaffen. Dieses System umfaßt eine Anschlußbasis, die an dem Kunststoffansaugkrümmer ausgebildet ist, wobei die Anschlußbasis ein Abgaseinlaßloch aufweist, das mit dem Inneren des Ansaugkanales verbunden ist; ein Abgasrückführventil, durch welches eine bestimmte Menge an Abgas, das durch den Motor erzeugt wird, zurück in das In nere der Kunststoffansaugleitung geführt ist, und einer Kühlvorrichtung, die zwischen der Verbindungsbasis und dem Abgasrückführventil angeordnet ist, wobei die Kühl vorrichtung voneinander getrennte erste und zweite Durchgänge bzw. Passagen auf weist, wobei die erste Passage eine Auslaßöffnung des Abgasrückführventiles mit der Abgaseinlaßbohrung der Verbindungsbasis verbindet, die zweite Passage so ausge bildet ist, daß diese von der ersten Passage umgeben ist und ferner so ausgebildet ist, daß darin ein Kühlmittel fließt. Die erste Passage der Kühlvorrichtung umfaßt ei nen Rohrabschnitt, der durch das Abgaseinlaßloch unter einem vorgegebenen Zwi schenraum zwischen der Außenwandung des Rohrabschnittes und einer Innenwan dung des Abgaseinlaßloches hindurchgeführt ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Abgasrückführsy stem zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine geschaffen, das eine Kunststof feinlaßleitung aufweist. Das System umfaßt eine Verbindungsbasis, die an der Kunst stoffeinlaßleitung ausgebildet ist, wobei die Verbindungsbasis ein Abgaseinlaßloch umfaßt, das mit dem Innenraum der Einlaßleitung in Verbindung steht, ein Abgasrück führventil, durch welches eine abgemessene Menge an Abgas, das von dem Motor erzeugt wird, in den Innenraum der Kunststoffeinlaßleitung zurückgeführt wird; und ei ner Abgasrückführleitung, die erste und zweite Endabschnitte aufweist, wobei der er ste Endabschnitt durch das Abgaseinlaßloch hindurchragt, und der zweite End abschnitt mit einer Auslaßöffnung des Abgasrückführventiles verbunden ist. Eine Öff nung, die durch ein inneres Ende des Abgaseinlaßloches gebildet ist, ist größer als jene, die durch den anderen Abschnitt des Abgaseinlaßloches gebildet ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Kühlvorrichtung zur Verwendung bei einem Abgasrückführsystem geschaffen. Die Vorrichtung umfaßt ein vorderes Gehäuseteil; ein hinteres Gehäuseteil; ein Dichtteil; und Schrauben zur Verbindung der vorderen und hinteren Gehäuseteile mit dem dazwischen aufgenom menen Dichtteil zur Bildung einer Gehäuseeinheit. Die Gehäuseeinheit umfaßt von einander getrennte erste und zweite Passagen. Die erste Passage ist so ausgebildet, daß diese das Abgas zur Abgasrückleitung hindurchläßt, die zweite Passage ist so geformt, daß diese die erste Passage umgibt und ist dazu vorgesehen, von einem Kühlmittel durchflossen zu werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht eines wesentlichen Abschnittes eines Abgasrück führsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht eines Kühlgehäuses, das bei der ersten Ausführungs form Anwendung findet;

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Kühlgehäuses;

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht des mit einem Kunststoffansaugkrümmer verbunde nen Kühlgehäuses;

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht eines hinteren Gehäuseteiles des Kühlgehäuses;

Fig. 6 zeigt eine Teilschnittansicht eines Kunststoffeinlaßkrümmers, bei welchem ein Abgasrückführsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist;

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 6 durch den Pfeil VII gekenn zeichneten Abschnittes;

Fig. 8 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Positionsbeziehungen zwischen einem Drosselventil und einer Rohreinsatzöffnung, die in dem Kunststoffansaug krümmer ausgebildet ist;

Fig. 9 zeigt eine Abbildung zur Darstellung einer Test-Vorrichtung zur Erfassung des Kühleffektes einer ringförmigen Nut, wie sie bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen ist;

Fig. 10 zeigt ein Diagramm zur Darstellung des Ergebnisses des Experimentes, und

Fig. 11 zeigt eine Abbildung zur Darstellung der Wirbel, die durch eine Drosselventil klappe in einer Drosselkammer erzeugt werden.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der Fig. 1 bis 5, insbesondere Fig. 1, ist ein Abgasrückführsystem (oder auch EGR-System) dargestellt, das einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung entspricht.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kunststoffansaugkrümmer, der an ei nem Zylinderkopf (nicht dargestellt) einer Brennkraftmaschine in bekannter Weise an gebracht ist. Der Ansaugkrümmer 1 umfaßt üblicherweise einen länglichen Sam melabschnitt 2, der entlang der Reihe der Zylinder (nicht dargestellt) verläuft. Eine Anzahl von Verzweigungen (nicht dargestellt), die sich von der einen Seite des Sam melabschnittes zu entsprechenden Einlaßabschnitten des Zylinderkopfes hin erstrec ken, und einen Einlaßflansch 3, der an einem stromaufwärtigen Ende des Sammelab schnittes 2 ausgebildet ist zur Anbringung einer Drosselkammer (nicht dargestellt). Die gesamte Struktur des Kunststoffansaugkrümmers 1 geht aus Fig. 6 noch mehr im einzelnen hervor. Der Ansaugkrümmer 1 ist aus einem glasfaserverstärktem Nylon-6 oder glasfaserverstärkten Nylon-6, 6 oder dergleichen geformt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Sammelabschnitt 2 integral nahe dem Einlaßflansch 3 mit einem Montagesitz 4 versehen, der einen rechteckförmigen Querschnitt auf weist. Der Montagesitz 4 weist in der Mitte ein zylindrisches Loch 5 auf, das mit dem Innenraum des Sammelabschnittes in Verbindung steht.

An dem Montagesitz 4 ist hier ein Kühlgehäuse 6 aus Metall angebracht. Mit dem Kühlgehäuse 6 ist ein EGR-Ventil 7 verbunden, das in Diaphragma-Bauart ausgebil det ist. Ein Ende der EGR-Leitung 8 ist mit dem EGR-Ventil 7 verbunden, und das andere Ende der EGR-Leitung 8 ist mit einem Abgaskrümmer (nicht dargestellt) des Motors verbunden, so daß ein Teil des Abgases in dem Abgaskrümmer zu dem EGR-Ventil über die EGR-Leitung 8 geführt werden kann.

Das Kühlgehäuse 6 ist als Alumuminiumgußteil ausgebildet. Das Kühlgehäuse 6 um faßt allgemein ein hinteres Gehäuseteil 11, das auf dem Montagesitz 4 des Ansaug krümmers 1 plaziert ist, und ein vorderes Gehäuseteil 12, mit welchem das EGR-Ventil 7 verbunden ist. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind diese beiden Gehäu seteile 11 und 12 durch drei Bolzen 13 mit einem dazwischengefügten Dichtteil 34 zu sammengebaut. Das Dichtteil 34 kann eine durch ein Dicht-Fluid gebildete Dichtung oder dergleichen sein.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist das hintere Gehäuseteil 11 an seiner hinteren Seite eine flache Anschlußfläche 11a auf, die mit dem vorangehend genannten Montagesitz in inniger Anlage steht, und wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, weist das vordere Gehäuseteil 12 an seiner Vorderseite eine flache Kontaktfläche 12a auf, an welche der Körper 7a des EGR-Ventiles 7 über eine Dichtung 16 (siehe Fig. 1) angebracht ist. Die flache Kontaktfläche 12a ist über einen flachen Hauptabschnitt 12b der Vordersei te des vorderen Gehäuseteiles 12 erhaben.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, weist das Kühlgehäuse 6 eine Abgaspassage 14 auf, die gerade durch die vorderen und hinteren Gehäuseteile 12 und 11 hindurch geht. Die Abgaspassage 14 ist von einem Wassermantel 15 eingeschlossen bzw. umgeben, der in dem Kühlgehäuse 6 definiert ist. Wie im folgenden noch ausführlich beschrieben werden wird, ist der Wassermantel von einem Kühlmittel durchströmt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, liest ein vorderes Ende der Abgaspassage 14 zu der fla chen Anschlußfläche 12a hin frei und ist mit einem Auslaßanschluß des EGR-Ventiles 7 verbunden. Während, wie aus Fig. 4 ersichtlich, ein hinteres Ende der Abgasleitung 14 durch einen integralen Rohrabschnitt 17 definiert ist, der von der flachen Kontakt fläche 11a hervorsteht. Der Außendurchmesser des Rohrabschnittes 17 ist geringfü gig kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Loches 5 des Montagesitzes 4 des Ansaugkrümmers 1. Beim Zusammenbau wird der Rohrabschnitt 17 unter Bildung ei nes kleinen ringförmigen Zwischenraumes aufgenommen. Vorzugsweise liegt die Dicke des Zwischenraumes im Bereich von 1 mm bis 2 mm. Durch diesen Zwischenraum wird eine gewisse Wärmeisolation erreicht. Falls gewünscht, kann ein separates Rohrteil aus Metall (wie beispielsweise rostfreiem Stahl oder dergleichen) anstelle des integralen Rohrabschnittes 17 verwendet werden. In diesem Falle ist das separate Rohrteil in die Abgaspassage 14 des Kühlgehäuses 6 eingepreßt.

Wie deutlich aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die Kontaktfläche 12a des vorde ren Gehäuseteils 12 zu beiden Seiten der Abgaspassage 14 mit Gewindebohrungen 18 versehen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, stehen zwei Gewindebolzen, die sich von dem EGR-Ventil aus erstrecken, mit den Bolzenlöchern 18 in Eingriff, um das EGR-Ventil 7 an der fla chen Kontaktfläche 12a zu befestigen.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, erstreckt sich jedes Schraubenloch 18 in Richtung der Dicke des vorderen Gehäuseteiles 12 und weist einen Senkbohrungsabschnitt 18a an sei ner offenen Seite auf. Wie dargestellt, ist jedes Schraubenloch 18 mit einem Vor sprungsabschnitt versehen, dessen Außenfläche zu dem Wassermantel 15 hin frei liegt. Die Länge des Senkbohrungsabschnittes 18a jedes Schraubenloches 18 ist gleich wie bzw. größer als die Dicke der Wandung des Wassermantels 15, d. h. dem Abstand zwischen der flachen Kontaktfläche 12a zu dem Wassermantel 15. In der dargestellten Ausführungsform ist die Länge des Gegenbohrungsabschnittes 18a gleich der Dicke der Wandung des Wassermantels 15. Dies bedeutet, daß der mit ei nem Gewinde versehene Abschnitt jeder Schraubenbohrung 18 vollständig von dem Wassermantel 15 umgeben bzw. eingeschlossen ist. Wie aus der nachfolgenden Be schreibung weiter hervorgeht, sorgt der Wassermantel 15 für eine ausreichende Kühlung des Vorsprungsabschnitts für die Schraubenlöcher 18. Aufgrund des Ge genbohrungsabschnittes 18a liegt der tatsächlich in Eingriff stehende Abschnitt des Schraubbolzens mit dem Gewindeabschnitt jedes Schraubenbolzenloches a näher an dem Wassermantel 15 und ist dadurch effektiv durch das Kühlwasser in dem Wassermantel 15 gekühlt. Daher wird ein ungewünschtes Verlieren des Schraubbol zens verhindert.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, ist das vordere Gehäuseteil 12 an einem unteren Abschnitt desselben mit einer Einlaßleitung 19 und an einem Seitenabschnitt mit einer Auslaßleitung 20 versehen, wobei die Leitungen 19 und 20 mit dem Wassermantel 15 in dem Kühlgehäuse 6 verbunden sind. Obgleich dies in den Zeichnungen nicht dar gestellt ist, sind Wasserleitungen mit den Einlaß- und Auslaßleitungen 19 und 18 ver bunden, so daß ein Teil des Kühlwassers, das von einer nicht dargestellten Wasser pumpe gefördert wird, durch den Wassermantel 15 hindurchgedrängt wird.

Wie aus den Fig. 1, 2 und 4 hervorgeht, ist das Kühlgehäuse 6 mit drei Durchgangs bolzenlöchern 22 versehen, die sich jeweils durch beide der vorderen und hinteren Gehäuseteile 12 und 11 hindurch erstrecken. Jedes Bolzenloch 22 hat ein vorderes Ende, das zu dem flachen Hauptabschnitt 12b des vorderen Gehäuseteiles 12 hin freiliegt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind mit einem Gewinde versehene Bolzen 21 durch die entsprechenden Bolzenlöcher 22 hindurchgeführt und stehen mit entsprechenden, aus Metall gebildeten Schraubenmuttern 23 in Eingriff, die in den Montagesitz 4 des Ansaugkrümmers 1 eingebettet sind. Demnach ist das Kühlgehäuse 6 fest an dem Montagesitz 4 des Ansaugkrümmers 1 angebracht. Jeder Bolzen 21 weist einen ver größerten Kopf 21a auf, der auf dem flachen Hauptabschnitt 12b der Vorderseite des vorderen Gehäuseteiles 12 sitzt. Wie dargestellt, hat jede Schraubenmutter 23 einen trapezförmigen Querschnitt, um den Bereich der mit dem hinteren Gehäuseteil 11 in inniger Anlage steht, zu vergrößern. Falls gewünscht, können auch Stehbolzen, die sich von dem Montagesitz 4 aus erstrecken, anstelle der vorangehend genannten Gewindebolzen 21 verwendet werden. In diesem Falle erstreckt sich jeder Stehbolzen durch das Bolzenloch 22 und steht mit einer Schraubenmutter, die auf dem flachen Hauptabschnitt 12b plaziert ist, in Eingriff. Zwischen dem Montagesitz 4 und dem hin teren Gehäuseteil 11 ist ein Dichtring 24 angeordnet, der in einer ringförmigen Nut 25 gehalten ist, die in dem Montagesitz 4 ausgebildet ist. Der Montagesitz 4 weist um die Nut 25 herum eine Wärmeisolationsnut 26 auf. Die Wärmeisolationsnut 26 bewirkt ei ne Wärmeisolation zwischen dem Kühlgehäuse 6 und dem Ansaugkrümmer 1.

Wie aus den Fig. 2 und 5 ersichtlich, ist das hintere Gehäuseteil 11 des Kühlgehäuses 6 integral an einem unteren Abschnitt desselben mit einem Halterungsabschnitt 28 versehen, der ein Paar mit einem Gewinde versehene Bolzenlöcher 27 aufweist.

Wie aus den Fig. 1 und 5 ersichtlich, ist das hintere Gehäuseteil 11 mit einem Entlüf tungsgewindeloch 30 versehen, das mit dem Wassermantel 15 in Verbindung steht. Das Entlüftungsloch 30 ist durch eine Entlüftungsschraube 31 verschlossen (siehe Fig. 2), die mit der Gewindebohrung in Eingriff steht.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist das hintere Gehäuseteil 11 nahe des Entlüftungsloches 30 mit einer Sensorbefestigungsbohrung 32 versehen, die zur Abgasleitung 14 hin freiliegt. Obgleich dies nicht in der Zeichnung dargestellt ist, ist ein Temperatursensor in der Bohrung 32 zur Erfassung der Temperatur des EGR-Gases, das in der Abgas leitung 14 strömt, vorgesehen.

Während des Betriebs des zugeordneten Motors gelangt ein Teil des Abgases aus dem Abgaskrümmer in den Kunststoffansaugkrümmer 1 über das vorangehend ge nannte EGR-System zur Verringerung der NO_x-Emissionen. Vermittels des EGR-Ventiles 7 kann die Menge an in den Ansaugkrümmer eingespeistem Abgas einge stellt werden.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß während des Betriebs des EGR-Systemes ein Teil des Kühlwassers, das durch die motoreigene Wasserpumpe gefördert wird, durch den Wassermantel 15 in dem Kühlgehäuse 6 gedrängt wird.

Im folgenden sollen einige Vorteile des EGR-Systems gemäß der ersten Ausführungs form beschrieben werden.

Erstens wird das Kühlgehäuse 6 effektiv durch das Kühlwasser gekühlt. Daher ist die Wärmemenge, die von dem hocherhitzten EGR-Ventil 7 zu dem Kunststoffansaug krümmer 1 gelangt, erheblich vermindert.

Zweitens wird aufgrund der Ausbildung des Leitungsabschnittes 17 (siehe Fig. 4), durch welchen Abgas in den Innenraum des Kunststoffansaugkrümmers geleitet wird, vermieden, daß das hocherhitzte Abgas direkt gegen die Wandung der zylindrischen Bohrung 5 des Ansaugkrümmers 1 bläst.

Drittens ist der mit einem Gewinde versehene Abschnitt jedes Bolzenloches 18 (siehe Fig. 4) vollständig von dem Wassermantel 15 umgeben, wodurch der mit einem Ge winde versehene Abschnitt effektiv gekühlt ist. Demnach wird eine unerwünschte thermische Deformation des Gewindeabschnittes verhindert und entsprechend ein ungewünschtes Lockern bzw. Verlieren des entsprechenden Bolzens, durch welchen das EGR-Ventil 7 an dem Kühlgehäuse 6 befestigt ist, verhindert oder zumindest weitgehend vermieden.

Viertens ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, aufgrund des Spaltes zwischen der flachen Kontaktfläche 12a und dem flachen Hauptabschnitt 12b des vorderen Gehäuseteiles 12 der Wärmedurchgang von dem EGR-Ventil 7 zu den Bolzen 21 erheblich vergrö ßert. Demgemäß ist die Wärmeübertragung zu dem Kunststoffansaugkrümmer 1 durch die Bolzen 21 vermindert. Der Kühleffekt der Bolzen 21 durch das Kühlwasser in dem Wassermantel 15 unterstützt weiterhin die Verringerung der Wärmeübertra gung zu dem Kunststoffansaugkrümmer 1.

Fünftens wird aufgrund der Ausbildung des Dichtteiles 34 zwischen den vorderen und hinteren Gehäuseteilen 12 und 11 die Wärmeübertragung zu dem Kühlgehäuse 6 ebenfalls um einen bestimmten Grad verringert. Die geteilte Konstruktion des Kühlge häuses 6 vereinfacht ferner die Bildung des Wassermantels 15.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 10, insbesondere Fig. 6, ist ein EGR-System ge mäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In Fig. 6 ist ein aus einem Kunststoffmaterial gebildeter Ansaugkrümmer 1 für eine Sechszylinderreihenbrennkraftmaschine (nicht dargestellt) gezeigt, bei welchem die zweite Ausführungsform der Erfindung verwirklicht ist. In gleicher Weise wie bei der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist der Einlaßkrümmer 1 aus ei nem faserverstärkten Kunststoffmaterial, wie in dem entsprechenden Abschnitt der ersten Ausführungsform beschrieben, geformt.

Ähnlich wie im Falle der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Kunststoffeinlaß krümmer 1, bei welchem die zweite Ausführungsform Anwendung findet, mit einem länglichen Sammelabschnitt 2 versehen, der sich entlang der Reihe der Zylinder des Motors erstreckt, wobei 6 Abzweigungen 2a sich von einer Seite des Sammelab schnittes 2 zu entsprechenden Einlaßabschnitten des Zylinderkopfes hin erstrecken und ein Einlaßabschnitt 2b, der einen stromaufwärtsliegenden Abschnitt des Sam melabschnittes 2 bildet, und ein Einlaßflansch 3, welcher integral mit dem Einlaßab schnitt 2b ausgebildet ist, zur Anbringung einer Drosselkammer "TC". Das Bezugszei chen 2c bezeichnet eine kreisförmige Einlaßöffnung, die in dem Einlaßflansch 3 gebil det ist, welche das Innere des Einlaßabschnittes 2b und der Drosselkammer "TC" verbindet. Die Abzweigungen 2a haben an ihren vorderen Enden integral ausgebilde te Anschlußflansche 2d, die mit dem Zylinderkopf verschraubt sind. Der Einlaßab schnitt 2b weist eine Passage 2e auf, deren Querschnittsfläche im wesentlichen über die gesamte Länge gleich ist. Die Querschnittsgestalt der Passage 2e wechselt ent lang des Verlaufes von dem Einlaßflansch 3 zu dem Sammelabschnitt 2 hin von einer Kreisgestalt zu einem flachen Rechteck.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Einlaßabschnitt 2b des Einlaßkrümmers 1 einstückig mit einem Montagesitz 4 ausgebildet, der geringfügig erhaben ausgebildet ist. Der Montagesitz 4 weist in seiner Mitte ein zylindrisches Loch 5 auf, das mit dem Inneren des Einlaßabschnittes 2b in Verbindung steht. Das zylindrische Loch 5 erstreckt sich in eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in welcher die Luft in dem Einlaßabschnitt 2b strömt.

In das zylindrische Loch 5 ist ein vorderes Ende 8a einer EGR-Leitung 8 eingesetzt. Das andere Ende der EGR-Leitung 8 ist mit einem Abgaskrümmer (nicht dargestellt) des Motors verbunden, so daß ein Teil des Abgases in dem Abgaskrümmer zu dem Einlaßabschnitt 2b durch die EGR-Leitung 8 geleitet wird. Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt, ist die EGR-Leitung 8 mit einem EGR-Ventil operativ verbunden.

Fig. 7 zeigt im Detail eine Befestigungsstruktur, durch welche ein vorderes Ende 8a der EGR-Leitung 8 fest in dem zylindrischen Loch 5 des Ansaugkrümmers 1 gehaltert ist. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist in der zylindrischen Bohrung 5 ein Kragenteil 50 aus Metall angeordnet, das den vorderen Endabschnitt der EGR-Leitung 8 umgibt, um dabei einen gewissen ringförmigen Zwischenraum 52 zu bilden. Der Außen durchmesser des Kragenteiles 50 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der zy lindrischen Bohrung 5, um dabei einen ringförmigen Zwischenraum 54 zu bilden. Das Kragenteil 50 weist ein hinsichtlich seines Durchmessers verringertes Vorderende 50a auf, das in inniger Anlage mit dem vorderen Ende 8a der EGR-Leitung 8 steht und mit dieser verschweißt ist. Das Bezugszeichen 50b bezeichnet einen abgestuften Ab schnitt, durch welchen das reduzierte vordere Ende 50a mit einem Hauptabschnitt des Kragenteiles 50 verbunden ist. Wie dargestellt ist, stehen das vordere Ende 8a der EGR-Leitung 8 und das des reduzierten vorderen Endes 50a in Strömungsver bindung miteinander. Das Kragenteil 50 hat an seinem hinteren Ende einen radial auswärts weisenden Flansch 50c, der an einer Befestigungsplatte 56 angeschweißt ist. Die Befestigungsplatte 56 ist mit einer kreisförmigen Öffnung 56a versehen, durch welche die EGR-Leitung 8 sich hindurch erstreckt. Wie gezeigt, ist der Durchmesser der kreisförmigen Öffnung 56a größer als der der EGR-Leitung 8, um dabei einen ringförmigen Zwischenraum zu bilden. Aufgrund der Ausbildung dieses ringförmigen Zwischenraumes steht der ringförmige Zwischenraum 52, der zwischen der EGR-Leitung und dem Kragenteil 54 gebildet ist, mit der Umgebungsluft in Verbindung.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die Montageplatte 56 an dem Montagesitz 4 des Einlaß krümmers 1 mittels zweier Gewindebolzen 58a und 58b befestigt.

Bezugnehmend auf Fig. 7 ist der Flansch 50c des Kragenteiles 50 in inniger Anlage zwischen den Montagesitz 4 und die Montageplatte 56 eingefügt. Ein Dichtring 58 ist zwischen dem Montagesitz 4 und der Montageplatte 56 angeordnet, um den ringför migen Spalt zu isolieren.

Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, ragt nach dem Zusammenbau das vordere Ende 8a der EGR-Leitung 8 geringfügig in den Innenraum des Einlaßabschnittes 2b über eine Innenwandung 2f des Einlaßabschnittes 2b hinein.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat das zylindrische Loch 5 ein abgefastes inneres Ende 5a, das das reduzierte vordere Ende 50a des Kragenteiles 50 umgibt. Demgemäß ist eine ringförmige Nut 60 um das reduzierte vordere Ende 50a des Kragenteiles 50 herum ausgebildet, welche einen allgemein trapezförmigen Querschnitt aufweist. So ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die ringförmige Nut 60 im wesentlichen durch das abgefaßte innere Ende 5a, den abgestuften Abschnitt 50b des Kragenteiles 50 und das reduzierte vordere Ende 50a desselben definiert. Jedoch kann, falls ge wünscht, die ringförmige Nut 60 verschiedene Gestalten als vorangehend beschrie ben annehmen, die beispielsweise die Gestalt eines halbkreisförmigen Querschnittes, die Gestalt eines rechteckförmigen Querschnittes, die Gestalt eines Zick-Zack-Querschnittes usw. aufweisen.

Fig. 8 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen einem Drosselventil 62 in der Drossel kammer "TC" und der zylindrischen Bohrung 5 des Montagesitzes 4. Wie aus dieser Zeichnung ersichtlich ist, ist das Drosselventil 62 ein Schmetterlingsventil, das zwei Flügel 62a und 62b und eine Schwenkwelle 62c aufweist, um welche die Flügel 62a und 62b schwenkbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Flügel 62a und 62b so angeordnet, daß diese im Uhrzeigersinn um einen bestimmten Winkel aus der dargestellten Position, im Falle, daß das Ventil 62 geöffnet werden soll, schwenkbar sind. Dies bedeutet, daß bei Bedarf der Flügel 62a sich stromauf wärts bewegt und der andere Flügel 62b sich stromabwärts bewegt. Es soll darauf hingewiesen werden, daß angenommen, daß die Flügel 62a und 62b in der vorange hend beschriebenen Weise angeordnet sind, das zylindrische Loch 5 in einer strom abwärts liegenden Position des Flügels 62a angeordnet ist. Mit anderen Worten, das zylindrische Loch 5 liegt stromabwärts eines der beiden Flügel 62a und 62b, welcher sich während der Betätigung des Ventiles 62 stromaufwärts bewegt. Dies liegt daran, da eine derartige Positionierung den Saugeffekt durch die zylinderische Bohrung 5 verbessert. Tatsächlich sind, wie aus Fig. 11 ersichtlich, die Wirbel, die hinter dem sich aufwärts bewegenden Flügel 62a liegen, kleiner sind als solche, die hinter dem sich abwärts bewegenden Flügel 62b liegen, ein größerer Luftstrom wird dabei in der stromabwärts liegenden Position des Flügels 62a erreicht.

Im folgenden werden die Vorteile des EGR-Systems gemäß der zweiten Ausführungs form beschrieben.

Erstens wird durch die Bereitstellung des Kragenteiles 50 in der zylindrischen Boh rung 5 des Einlaßkrümmers 1 die Innenwandung des zylindrischen Loches 5 effektiv von der Hitze, die von der EGR-Leitung 8 abgestrahlt wird, geschützt. So sind auf grund der Bereitstellung des Kragenteiles 50 zwei ringförmige Spalten 52 und 54 ge bildet zwischen der Innenwandung der zylindrischen Bohrung 5 und der EGR-Leitung 8, wobei die Zwischenräume 52 und 54 als hervorragende Wärmeisolationseinrich tungen fungieren. Demnach wird eine unerwünschte thermische Deformation der In nenwandung der zylindrischen Bohrung 5 verhindert oder zumindest vermindert.

Zweitens kann aufgrund der Bereitstellung der ringförmigen Nut 60 (siehe Fig. 7) das abgefaßte innere Ende 5a der zylindrischen Bohrung 5 effektiv von der Hitze, die von einem reduzierten vorderen Ende 50a des Kragenteiles 50 abgestrahlt wird, geschützt werden. In der Tat wird das reduzierte vordere Ende 50a sehr stark erhitzt, da es an der EGR-Leitung 8 angeschweißt ist. Die Bereitstellung des abgefaßten inneren En des 5a kann die Bildung einer scharfen Ecke der zylindrischen Bohrung 5, an welcher sich die Hitze sammelt, verhindern. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, wird während der Strö mung von Luft entlang der inneren Wandungen 2f in Richtung des Pfeiles "A" eine turbulente Strömungen nahe der ringförmigen Nut 60 erzeugt, wie dies durch Pfeile "tf" hervorgehoben ist. Diese können die Hitze der Wandung der Nut 60 und des re duzierten vorderen Endes 50a des Kragenteils 50 aufnehmen.

Drittens mischt sich, da das vordere Ende 8a der EGR-Leitung 8 in den Innenraum des Einlaßkrümmers hineinragt, das von dem Ende 8a abströmende EGR-Gas sofort und leicht mit der Ansaugluft, die in den Einlaßkrümmer 1 einströmt. Das hocherhitzte Abgas wird daran gehindert, direkt auf die Innenwandung 2f des Kunststoffeinlaß krümmers 1 zu blasen. Wenn, wie vorangehend beschrieben, die zylindrische Boh rung 5 stromabwärts des Flügels 62a, welcher sich während des Betriebs des Dros selventiles 62 stromaufwärts bewegt, angeordnet ist, wird ein größerer Luftstrom in dem Bereich, in welchem das vordere Ende 8a der EGR-Leitung 8 freiliegt, erreicht. Dieses unterstützt nicht nur den Kühleffekt bezüglich der Wandung der Nut 60 durch die turbulenten Strömungen "ft", sondern auch die Mischung des EGR-Gases und der Einlaßluft in dem Einlaßkrümmer 1.

Mit der Absicht, den Kühleffekt der obengenannten ringförmigen Nut 60 zu untersu chen, wurde seitens der Erfinder ein Experiment durchgeführt. Fig. 9 zeigt das Verfah ren des Experimentes und Fig. 10 zeigt das Ergebnis des Experimentes.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, wurde gemäß Experiment ein einfaches Testgerät vorge sehen, das einen Kunststoffeinlaßkrümmer 101 mit einem darin eingeformten zylindri schen Loch 105 verwendet und eine EGR-Gasleitung 106 mit einem Rohrabschnitt 108, der unter Abstand in dem zylindrischen Loch 105 aufgenommen ist. Wie bei der zweiten Ausführungsform ragt das vordere Ende des Leitungsabschnittes 108 gering fügig in den Innenraum des Kunststoffeinlaßkrümmers 101 hinein. Wie dargestellt, ist das innere Ende des zylindrischen Loches 105 im Bereich seiner diametral gegen überliegenden Abschnitte mit einem abgefaßten Abschnitt "a" und einem nicht abge faßten Abschnitt "b" jeweils versehen. Durch das Bezugszeichen "c" ist ein Abschnitt nahe eines äußeren Endes der zylindrischen Bohrung 105 bezeichnet. Der Abstand zwischen den Abschnitten "b" und "c" betrug in etwa 26 mm. Zur Durchführung des Experimentes wurde Einlaßluft dazu gezwungen, durch den Einlaßkrümmer 101 zu fließen, und EGR-Gas wurde in den Einlaßkrümmer 101 von dem Leitungsabschnitt 108 eingeleitet und die Temperatur in den drei Abschnitten "3a", "3b" und "3c" wurde gemessen. Das Ergebnis des Experimentes ist in dem Diagramm nach Fig. 10 darge stellt. Aus diesem Diagramm geht hervor, daß die Temperatur (100°C) des Abschnit tes "a" im Vergleich zu der Temperatur (125°C) des Abschnittes "b" sehr niedrig war. Dies belegt den durch die ringförmige Nut 60 erreichten Kühleffekt.

Claims

1. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer aus einem Kunststoff material gebildeten Einlaßleitungseinrichtung mit:
einer Verbindungsbasis, die an der Kunststoff-Einlaßleitungseinrichtung ausgebildet ist, wobei die Verbindungsbasis ein Abgaseinlaßloch (5) aufweist, das mit dem Inne ren der Einlaßleitungseinrichtung in Verbindung steht;
einem Abgasrückführventil (7), durch welches eine abgemessene Menge an Abgas, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, in das Innere der Kunststoff-Einlaßlei tungseinrichtung geführt wird; und
einer Kühlvorrichtung, die zwischen der Verbindungsbasis und dem Abgasrückführ ventil (7) angeordnet ist, wobei die Kühlvorrichtung voneinander getrennte erste und zweite Passagen aufweist, wobei die erste Passage eine Auslaßöffnung des Abgas rückführventiles (7) mit dem Abgaseinlaßloch (5) der Verbindungsbasis verbindet, die zweite Passage 50 geformt ist, daß diese die erste Passage umgibt und zur Durch strömung von einem Kühlmittel vorgesehen ist, wobei die erste Passage der Kühlvorrichtung einen Rohrabschnitt umfaßt, der sich durch das Abgaseinlaßloch (5) unter Bildung eines Zwischenraumes zwischen der Außenwandung des Rohrabschnittes und der Innenwandung des Abgaseinlaßloches (5) erstreckt.

2. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel Wasser ist.

3. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl vorrichtung ein vorderes und ein hinteres Gehäuseteil (11, 12) umfaßt, die miteinan der in solch einer Weise zusammengesetzt sind, daß die erste Passage sich sowohl durch das vordere als auch durch das hintere Gehäuseteil (11, 12) hindurch erstreckt.

4. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl vorrichtung mit einem mit einem Gewinde versehenen Bolzenloch (18) versehen ist, das von der zweiten Passage umgeben ist, wobei das mit einem Gewinde versehene Bolzenloch in sich einen Gewindebolzen aufnimmt zur Befestigung des Abgasrück führventiles (7) an der Kühlvorrichtung.

5. Abgasrückführsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit ei nem Gewinde versehene Bolzenloch auf seiner zu einer bestimmten Fläche der Kühl vorrichtung, an welcher das Abgasrückführventil angebracht wird, offenen Seite mit einer Senkbohrung (18a) versehen ist.

6. Abgasrückführsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Senkbohrung (18a) im wesentlichen dem Abstand gleicht zwischen der genannten Fläche und der zweiten Passage, entspricht.

7. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühl vorrichtung an der Verbindungsbasis mittels Gewindebolzen befestigt ist, wobei die Gewindebolzen sich durch eine Durchgangsbohrung erstrecken, die in der Kühlvor richtung ausgebildet ist und mit einem, mit einem Gewinde versehenen Bolzenloch, das in der Verbindungsbasis ausgebildet ist, in Eingriff stehen.

8. Abgasrückführsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung der Kühlvorrichtung ein Vorderende aufweist, das zu einer Flä che hin freiliegt, die von einer Fläche, mit welcher das Abgasrückführventil verbunden wird, zurückgesetzt ist.

9. Abgasrückführsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge windebolzenloch in der Verbindungsbasis durch eine Metall-Mutter gebildet ist, die in die Verbindungsbasis eingebettet ist, wobei die Metall-Mutter einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, zur Vergrößerung der Kontaktfläche mit der Kühlvorrichtung.

10. Abgasrückführsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver bindungsbasis mit einer wärmeisolierenden Nut in der Oberfläche, mit der die Kühl vorrichtung zu verbinden ist, versehen ist, wobei die wärmeisolierende Nut das Ab gaseinlaßloch (5) umgibt.

11. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Kunststoff-Einlaßleitungseinrichtung mit:
einer Verbindungsbasis, die an der Kunststoff-Einlaßleitungseinrichtung ausgebildet ist, wobei die Verbindungsbasis ein Abgaseinlaßloch (5) aufweist, das mit dem Inne ren der Einlaßleitungseinrichtung verbunden ist;
einem Abgasrückführventil (7), durch welches eine abgemessene Menge an Abgas, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, zurück in den Innenraum der Kunst stoff-Einlaßleitungseinrichtung geführt wird; und
einer Abgasrückführleitung mit ersten und zweiten Endabschnitten, wobei der erste Endabschnitt sich durch das Abgaseinlaßloch (5) erstreckt, und der zweite Endab schnitt mit einer Auslaßöffnung des Abgasrückführventils verbunden ist, wobei eine durch ein inneres Ende des Abgaseinlaßloches gebildete Öffnung größer ist als eine Öffnung, die von einem äußeren Abschnitt des Abgaseinlaßloches (5) gebildet ist.

12. Abgasrückführsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der er ste Abschnitt der Abgasrückführleitung in dem Abgaseinlaßloch (5) unter Einhaltung eines bestimmten Zwischenraumes zwischen einer Außenwandung des ersten En dabschnittes und einer Innenwandung des Abgaseinlaßloches (5) aufgenommen ist.

13. Abgasrückführsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kragenteil (50) aus einem Metallmaterial in jenem vorgegebenen Raum angeordnet ist, um den ersten Endabschnitt fest in dem Abgaseinlaßloch (5) zu halten, wobei das Kragenteil (50) einen hinsichtlich seines Durchmessers reduzierten ersten Endab schnitt aufweist, der an einem vorderen Ende des ersten Endabschnittes befestigt und mit diesem verschweißt ist.

14. Abgasrückführsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kragenteil (50) einen radial erweiterten zweiten Endabschnitt aufweist, der an einer Außenfläche der Verbindungsbasis befestigt ist.

15. Abgasrückführsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kragenteil (50) in dem vorgegebenen Raum in einer Weise aufgenommen ist, daß dieses sowohl einen ersten ringförmigen Zwischenraum zwischen einer Außenfläche des ersten Endabschnittes und einer Innenwandung des Kragenteiles (50) bildet, als auch einen zweiten Zwischenraum zwischen einer Außenfläche des Kragenteiles (50) und einer Innenwandung des Abgaseinlaßloches (5) bildet.

16. Abgasrückführsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der er sten ringförmige Zwischenraum zur Umgebungsluft hin freiliegt.

17. Abgasrückführsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorderes Ende des hinsichtlich seines Durchmessers reduzierten Endabschnittes des Kragenteiles (50) und des vorderen Endes des ersten Endabschnittes der Abgasrück führleitung ineinanderlaufen.

18. Abgasrückführsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die in einanderlaufenden Enden des Kragenteiles (50) und der Abgasrückführleitung in den Innenraum der Kunststoffeinlaßleitungseinrichtung über eine Innenwandung der Kunststoffeinlaßleitungseinrichtung hineinragen.

19. Abgasrückführsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab gaseinlaßloch (5) der Verbindungsbasis stromabwärts eines Flügels (62a) eines Drosselventiles angeordnet ist, der sich während eines Drosselventilöffnungsvorgan ges stromaufwärts bewegt.

20. Kühlvorrichtung zur Verwendung in einem Abgasrückführsystem mit einem vorderen Gehäuseteil (12), einem hinteren Gehäuseteil (11), einem Dichtteil (34); und
Bolzen zur Verbindung der vorderen und hinteren Gehäuseteile (12, 11), bei zwi schengefügtem Dichtteil (34), um hierbei eine Gehäuseeinheit zu bilden, wobei die Gehäuseeinheit voneinander getrennte erste und zweite Passagen aufweist, wobei die erste Passage dazu vorgesehen ist, das Abgas zur Abgasrückführung hindurchzu leiten, und die zweite Passage dazu ausgebildet ist, daß diese die erste Passage umgibt und zur Kühlmitteldurchströmung vorgesehen ist.