DE19901318A1 - Combustion air intake pipe section for diesel engines - Google Patents

Combustion air intake pipe section for diesel engines

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Abstract

Ein bekannter Brennluftansaugrohrabschnitt weist den Nachteil auf, daß eine extreme Verschmutzung eines Abgasrückführsteuerventils auftreten kann. DOLLAR A Hiergegen weist der neue Brennluftansaugrohrabschnitt die Merkmale auf, daß der Ansaugrohrabschnitt (1) als Gußgehäuse (7) ausgebildet ist und Aufnahmeausnehmungen (8, 9) aufweist, in die ein Abgasrückführeinleitungseinsatz (10) und ein Abgasrückführsteuerventileinsatz (11) eingesetzt und mittels Paßsitzabschnitten (12, 13) in den Aufnahmeausnehmungen (8, 9) gehalten sind. DOLLAR A Hierdurch ist eine gegen Schmutz geschützte Ausführung erreicht worden.A known combustion air intake pipe section has the disadvantage that extreme pollution of an exhaust gas recirculation control valve can occur. DOLLAR A In contrast, the new combustion air intake pipe section has the features that the intake pipe section (1) is designed as a cast housing (7) and has receiving recesses (8, 9) into which an exhaust gas recirculation introduction insert (10) and an exhaust gas recirculation control valve insert (11) are inserted and by means of snug fit sections (12, 13) are held in the receiving recesses (8, 9). DOLLAR A This has resulted in a design that is protected against dirt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennluftansaugrohrabschnitt für Dieselbrennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a combustion air intake pipe section for diesel engines according to the preamble of claim 1.

Das Prinzip eines solchen Brennluftansaugrohrabschnitts ist beispielsweise in der DE 30 23 652 C2 beschrieben. Es heißt dort: Ein Dieselmotor wird gewöhnlich im sog. Luftüberschußbetrieb betrieben, bei dem in die Verbrennungskammern des Motors mehr Luft eingesaugt wird, als tatsächlich für die Verbrennung des in die Kammern ein­ gespritzten Kraftstoffs notwendig ist. Dementsprechend beruht die Abgasrückführung bei einem Dieselmotor grundsätzlich darauf, zumindest einen Teil dieser überschüssigen Luft durch zurückgeführte Abgase zu ersetzen, um damit die Qualität der aus dem Mo­ tor abgegebenen Abgase zu verbessern und in den Abgasen den Anteil schädlicher Ver­ schmutzungsstoffe zu verringern. Demnach sollte eine Rückführungsabgasmenge gelie­ fert werden, die von der Menge der bei den bestehenden Betriebszuständen des Motors angesaugten überschüssigen Luft abhängt.The principle of such a combustion air intake pipe section is, for example, in FIG DE 30 23 652 C2 described. It says there: A diesel engine is usually used in the so-called Excess air operation operated in the combustion chambers of the engine more air is sucked in than actually burned into the chambers sprayed fuel is necessary. The exhaust gas recirculation is based accordingly in the case of a diesel engine, in principle, at least a part of this excess Replacing air with recirculated exhaust gases in order to ensure that the quality of the Mo exhaust gases and improve the proportion of harmful ver reduce pollution. Accordingly, a return exhaust gas quantity should be available be manufactured by the amount of the existing operating conditions of the engine suctioned excess air depends.

Allgemein ist der Anteil der angesaugten überschüssigen Luft um so größer, je geringer die Belastung des Dieselmotors ist, d. h. je höher die Belastung des Dieselmotors, um so geringer ist proportional zur Ansaugluft der Luftüberschuß. Ferner nimmt die in die Brennkammern des Motors eingeleitete Überschußluftmenge ab, wenn die Belastung des Motors ansteigt. Zur Abgasrückführung, bei der sich die Rückführungsabgasmenge entsprechend der Überschußluftmenge verändert, ist es daher notwendig, die Rückfüh­ rungsabgasmenge in der Weise zu steuern bzw. zu regeln, daß entsprechend einer Stei­ gerung der Motorbelastung das Abgasrückführungsverhältnis abnimmt (das als durch die Rückführungsabgasmenge zuzüglich der Ansaugluftmenge geteilte Rückführungsabgas­ menge definiert ist) und umgekehrt. In general, the proportion of the excess air sucked in is greater, the lower is the load on the diesel engine, d. H. the higher the load on the diesel engine, the more the excess air is less proportional to the intake air. Furthermore, the takes in the Combustion chambers of the engine discharged excess air when the load of the engine rises. For exhaust gas recirculation, in which the recirculation exhaust gas quantity changed according to the excess air volume, it is therefore necessary to recirculate Rungsabgasmenge to control or regulate in such a way that according to a Stei engine load decreases the exhaust gas recirculation ratio (which is due to the Return exhaust gas amount plus the intake air volume divided return exhaust gas quantity is defined) and vice versa.  

Für eine optimale Versorgung eines Dieselmotors ist, wie eingangs bereits dargelegt, die Abgasrückführung so zu wählen, daß der rückgeführte Abgasanteil im Vergleich zur Frischluftmenge abnimmt, wobei unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Steuerung sich der Abgasanteil annähernd direkt proportional zur Änderung des Stellglieds verhal­ ten sollte. Eine solche Proportionalität ist jedoch mit Rücksicht auf die insbesondere bei niedriger Motorbelastung sehr geringen Druckunterschiede unmöglich. Aus diesem Grunde ist es bei geringer Belastung schwierig, eine ausreichende Abgasrückführung zu gewährleisten.For an optimal supply of a diesel engine, as already explained at the beginning, the Select exhaust gas recirculation so that the recirculated exhaust gas fraction compared to Fresh air volume decreases, taking into account a simple control the proportion of exhaust gas is almost directly proportional to the change in the actuator should. Such a proportionality, however, is due to the particular in low engine load very small pressure differences impossible. For this Basically, it is difficult to ensure adequate exhaust gas recirculation at low loads guarantee.

Bei der in der DE 30 23 652 C2 gewählten Maßnahme werden zwei Ventile so mitein­ ander gekoppelt, daß bei Zunahme des Frischluftdurchsatzes die Abgasmenge abnimmt und umgekehrt. Die Wahl unterschiedlicher Ventile erlaubt eine gegenseitige mechani­ sche Kopplung, die eine außerordentlich kompakte Einheit ermöglicht.In the measure chosen in DE 30 23 652 C2, two valves are so together other coupled that the amount of exhaust gas decreases as the fresh air throughput increases and vice versa. The choice of different valves allows mutual mechani Coupling that enables an extremely compact unit.

Aus der DE 29 46 557 A1 hingegen ist ein anderer Lösungsweg bekannt, bei dem eine Drosselklappe im Luftansaugrohr angeordnet ist und ein Abgasrückführsteuerventil eine Abgasrückführeinleitung in das Luftansaugrohr steuert, wobei Drosselklappe und Steuer­ ventils von jeweils einer pneumatischen Stelleinrichtung betätigt werden sollen. Hierbei liegen Stelleinrichtungen und Steuerventil direkt im Ansaugrohr, d. h. sind extrem der Verschmutzung durch Brennluft- und Brennstoffschmutzpartikel sowie durch Blow-by Gase und Schmieröldämpfe, die durch die Kurbelgehäuseentlüftung in das Ansaugrohr eintreten, ausgesetzt.Another solution is known from DE 29 46 557 A1, in which one Throttle valve is arranged in the air intake pipe and an exhaust gas recirculation control valve Exhaust gas recirculation in the air intake pipe controls, throttle and control valve to be actuated by a pneumatic actuator. Here are actuators and control valve directly in the intake pipe, d. H. are extremely the Pollution from combustion air and fuel dirt particles as well as blow-by Gases and lubricating oil vapors that enter the intake manifold through the crankcase ventilation enter, exposed.

Aus der DE 43 38 192 A1 ist ein Steuerventil für Abgasrückführung bekannt, bei dem die Ventilstange zwei Ventilteller aufweist, die mit zwei Ventilsitzen zusammenwirken, gleichzeitig verstellt werden und die Ventilsitze öffnen und schließen und so die Verbin­ dung zwischen Abgaseinlaß und -auslaß steuern, wobei der Abgasauslaß direkt mit ei­ nem Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist.From DE 43 38 192 A1 a control valve for exhaust gas recirculation is known, in which the Valve rod has two valve plates that interact with two valve seats, can be adjusted at the same time and the valve seats open and close and so the connector Control between exhaust gas inlet and exhaust, the exhaust outlet directly with egg Nem air intake pipe of the internal combustion engine is connected.

Auch hier kann eine extreme Verschmutzung auftreten, da die Ventilstange direkt in das Luftansaugrohr hineinragt.Extreme contamination can also occur here, since the valve rod is directly in the Air intake pipe protrudes.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Brennluftansaugrohrabschnitt für Dieselbrennkraftmaschinen derart zu gestalten, daß ein kostengünstiger konstruktiver Aufbau in Gußausführung und zusätzlich eine verbesserte, gegen Schmutz geschützte Ausführung erreicht werden.Proceeding from this, the object of the invention is to create a generic one Combustion air intake pipe section for diesel engines so that a  cost-effective structural design in cast design and additionally an improved, protection against dirt can be achieved.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkma­ le gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.This object is by the Merkma mentioned in the characterizing part of claim 1 le solved. Advantageous further developments are specified in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­ gend beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will follow described below.

Die Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische, geschnittene Darstellung eines Brennluftansaugrohrabschnitts und Fig. 1 is a schematic, sectional view of a combustion air intake pipe section and

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung. Fig. 2 is an exploded view.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines Brennluftansaugrohrabschnitts 1 für Dieselbrennkraftma­ schinen, mit einer den Luftdurchsatz drosselnden Luftklappe 2 und einer stromab davon bestehenden Abgasrückführeinleitung 3, die von einem Abgasrückführsteuerventil 4 kontrolliert wird, wobei Luftklappe 2 und Steuerventil 4 nach Maßgabe von Steuersigna­ len durch elektrische oder pneumatische Stelleinrichtungen 5, 6 betätigt werden. Fig. 1 shows a section of a combustion air intake pipe section 1 for diesel engines, with an air damper throttling air flap 2 and a downstream exhaust gas recirculation line 3 , which is controlled by an exhaust gas recirculation control valve 4 , air flap 2 and control valve 4 in accordance with control signals len by electrical or pneumatic actuators 5 , 6 are actuated.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß der Ansaugrohrabschnitt 1 als Gußgehäuse 7 ausgebildet ist und Aufnahmeausnehmungen 8, 9 aufweist, in die ein Abgasrückführein­ leitungseinsatz 10 und ein Abgasrückführsteuerventileinsatz 11 eingesetzt und mittels Paßsitzabschnitten 12, 13 in den Aufnahmeausnehmungen 8, 9 gehalten sind.According to the invention, it is now provided that the intake pipe section 1 is designed as a cast housing 7 and has receiving recesses 8 , 9 , into which an exhaust gas recirculation line insert 10 and an exhaust gas recirculation control valve insert 11 are inserted and held in the receiving recesses 8 , 9 by means of snug fit sections 12 , 13 .

Es ist ersichtlich, daß die Aufnahmeausnehmungen 8, 9 über einen Gehäusedurchbruch 14 miteinander verbunden sind, wobei der Gehäusedurchbruch 14 durch einen Einlei­ tungsabschnittskragen 15 des Abgasrückführeinleitungseinsatzes 10 gegenüber dem Brennluftansaugrohrabschnitt 1 verschlossen ist und der Einleitungsabschnitt einen Ab­ gaseinlauftrichter 16 bildet, der in einen in Brennluftströmungsrichtung in den Ansaug­ rohrabschnitt 1 ausmündenden Abgaseinleitungsabschnitt 17 übergeht.It can be seen that the receiving recesses 8 , 9 are connected to one another via a housing opening 14 , the housing opening 14 being closed off by an inlet section collar 15 of the exhaust gas recirculation insert 10 with respect to the combustion air intake pipe section 1 and the inlet section forming a gas inlet funnel 16 which in a direction of combustion air flow in the intake pipe section 1 merging exhaust gas introduction section 17 passes.

Desweiteren ist vorgesehen, daß die Aufnahmeausnehmung 9 für das Steuerventil 4 ei­ nen Gehäusedurchbruch 18 aufweist, der in einen Anschlußabschnitt 19 für eine nicht dargestellte Abgaszuführleitung übergeht und daß der Gehäusedurchbruch 18 von ei­ nem Einleitungsabschnittskragen 20 des Steuerventileinsatzes 11 verschlossen ist. Der Einleitungsabschnitt bildet einen Abgaseinlauftrichter 21, der in eine Ventilkammer 22 übergeht.Furthermore, it is provided that the receiving recess 9 for the control valve 4 has egg NEN breakthrough 18 , which merges into a connecting portion 19 for an exhaust gas supply line, not shown, and that the housing opening 18 is closed by egg nem section collar 20 of the control valve insert 11 . The introduction section forms an exhaust gas inlet funnel 21 which merges into a valve chamber 22 .

Die Ventilkammer 22 ist über eine Doppelventilanordnung 23 mit einer durch die Einlei­ tungsabschnittskragen 15 und 20 und den Paßsitzabschnitt 13 des Steuerventileinsatzes 11 abgeschlossenen Ausnahmeausnehmung 9 gebildeten Gehäusekammer 24 verbun­ den. Der Steuerventileinsatz 11 weist eine gegenüber der Gehäusekammer 24 abge­ schlossene Betätigungskammer 25 auf, die von der Stelleinrichtung 6 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist, wobei Stellstangen 26 und 27 der Doppelventilanordnung 23 und der Stelleinrichtung 6 jeweils in die Betätigungskammer 25 hineinragen und dort miteinander kontaktieren.The valve chamber 22 is connected via a double valve arrangement 23 to a housing recess 24 formed by the introduction section collar 15 and 20 and the snug section 13 of the control valve insert 11 closed recess 9 . The control valve insert 11 has a closed against the housing chamber 24 actuation chamber 25 , which is sealed from the actuator 6 against the atmosphere, with actuating rods 26 and 27 of the double valve assembly 23 and the actuator 6 each protrude into the actuation chamber 25 and contact them there.

In der Fig. 1 ist die Aufnahmeausnehmung 9 mit dem Steuerventileinsatz 11 parallel zum Brennluftansaugrohrabschnitt 1 angeordnet, wohingegen die Explosionsdarstellung nach Fig. 2 eine Anordnung unter einem rechten Winkel zum Ansaugrohrabschnitt 1 zeigt. Im übrigen entspricht die Ausführung der der Fig. 1 und ist mit gleicher Bezifferung der Bau­ teile versehen.In FIG. 1, the accommodation recess 9 is arranged with the control valve insert 11 parallel to the Brennluftansaugrohrabschnitt 1, the exploded view of 2 whereas in Fig. An arrangement at right angles to the Ansaugrohrabschnitt 1 shows. Otherwise, the design corresponds to that of FIG. 1 and is provided with the same numbering of the construction parts.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführung liegt ein als kostengünstige Gußkonstruktion mit vorteilhaft herstellbaren Einsätzen zusammensetzbarer Brennluftansaugrohrabschnitt 1 vor, bei dem Verschmutzung der Ventileinrichtung 23 weitestgehend ausgeschlossen ist, da diese durch die nachgeschaltete Gehäusekammer 24 und den in Strömungsrichtung austretenden Abgasstrom nicht mit der frischen Brennluft in Berührung kommen kann und somit auch nicht mit den Schutzpartikeln bzw. Öl- bzw. Verbrennungsrückständen. With the embodiment according to the invention there is a combustible air intake pipe section 1 which can be assembled as an inexpensive cast construction with advantageously producible inserts, in which contamination of the valve device 23 is largely ruled out, since this cannot come into contact with the fresh combustion air through the downstream housing chamber 24 and the exhaust gas stream emerging in the flow direction and therefore not with the protective particles or oil or combustion residues.

Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Ausführung eine verbesserte Gleich­ verteilung des rückgeführten Abgases auf die einzelnen Zylinder Brennkraftmaschine.In addition, the embodiment according to the invention enables an improved equal distribution of the recirculated exhaust gas to the individual cylinders of the internal combustion engine.

Claims (7)

1. Brennluftansaugrohrabschnitt für Dieselbrennkraftmaschinen, mit einer den Luftdurch­ satz drosselnden Luftklappe und einer stromab davon bestehenden Abgasrückführeinlei­ tung, die von einem Abgasrückführsteuerventil kontrolliert wird, wobei Luftklappe und Steuerventil nach Maßgabe von Steuersignalen durch elektrische oder pneumatische Stelleinrichtungen betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugrohrab­ schnitt (1) als Gußgehäuse (7) ausgebildet ist und Aufnahmeausnehmungen (8, 9) auf­ weist, in die ein Abgasrückführeinleitungseinsatz (10) und ein Abgasrückführsteuerventi­ leinsatz (11) eingesetzt und mittels Paßsitzabschnitten (12, 13) in den Aufnahmeaus­ nehmungen (8, 9) gehalten sind.1. Combustion air intake pipe section for diesel engines, with an air damper throttling air flap and a downstream thereof exhaust gas recirculation device, which is controlled by an exhaust gas recirculation control valve, the air flap and control valve being actuated according to control signals by electrical or pneumatic actuators, characterized in that the intake pipe section ( 1 ) is designed as a cast housing ( 7 ) and has receiving recesses ( 8 , 9 ) into which an exhaust gas recirculation insert ( 10 ) and an exhaust gas recirculation control insert ( 11 ) are inserted and by means of snug fit sections ( 12 , 13 ) in the receiving recesses ( 8 , 9 ) are held. 2. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme­ ausnehmungen (8, 9) über einen Gehäusedurchbruch (14) miteinander verbunden sind.2. intake pipe section according to claim 1, characterized in that the receiving recesses ( 8 , 9 ) via a housing opening ( 14 ) are interconnected. 3. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuse­ durchbruch (14) durch einen Einleitungsabschnittskragen (15) des Abgasrückführeinlei­ tungseinsatzes (10) gegenüber dem Brennluftansaugrohrabschnitt (1) verschlossen ist und der Einleitungsabschnitt einen Abgaseinlauftrichter (16) bildet, der in einen in Brenn­ luftströmungsrichtung in den Ansaugrohrabschnitt (1) ausmündenden Abgaseinleitungs­ abschnitt (17) übergeht.3. Intake pipe section according to claim 2, characterized in that the housing opening ( 14 ) through an introduction section collar ( 15 ) of the exhaust gas recirculation insert ( 10 ) is closed with respect to the combustion air intake pipe section ( 1 ) and the introduction section forms an exhaust gas inlet funnel ( 16 ) which into one in the combustion air flow direction in the intake pipe section ( 1 ) opening exhaust gas inlet section ( 17 ) passes. 4. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeaus­ nehmung (9) für das Steuerventil (4) einen Gehäusedurchbruch (18) aufweist, der in ei­ nen Anschlußabschnitt (19) für eine Abgaszuführleitung übergeht. 4. Intake pipe section according to claim 3, characterized in that the receiving recess ( 9 ) for the control valve ( 4 ) has a housing opening ( 18 ) which merges into a connecting section ( 19 ) for an exhaust gas supply line. 5. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuse­ durchbruch (18) von einem Einleitungsabschnittskragen (20) des Steuerventileinsatzes (11) verschlossen ist, wobei der Einleitungsabschnitt einen Abgaseinlauftrichter (21) bil­ det, der in eine Ventilkammer (22) übergeht.5. intake pipe section according to claim 4, characterized in that the housing opening ( 18 ) of an introduction section collar ( 20 ) of the control valve insert ( 11 ) is closed, wherein the introduction section an exhaust gas inlet funnel ( 21 ) bil det, which merges into a valve chamber ( 22 ) . 6. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (22) über eine Doppelventilanordnung (23) mit einer durch die Einleitungsabschnittskra­ gen (15 und 20) und den Paßsitzabschnitt (13) des Steuerventileinsatzes (11) abge­ schlossenen Ausnahmeausnehmung (9) gebildeten Gehäusekammer (24) verbunden ist.6. Intake pipe section according to claim 5, characterized in that the valve chamber ( 22 ) via a double valve arrangement ( 23 ) with a through the Einleitungsababschnittkra gene ( 15 and 20 ) and the snug portion ( 13 ) of the control valve insert ( 11 ) closed recess ( 9 ) formed housing chamber ( 24 ) is connected. 7. Ansaugrohrabschnitt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerventi­ leinsatz (11) eine gegenüber der Gehäusekammer (24) abgeschlossene Betätigungs­ kammer (25) aufweist, die von der Stelleinrichtung (6) gegenüber der Atmosphäre abge­ dichtet ist, wobei Stellstangen (26, 27) der Doppelventilanordnung (23) und der Stellein­ richtung (6) jeweils in die Betätigungskammer (25) hineinragen und dort miteinander kontaktieren.7. Intake pipe section according to claim 6, characterized in that the control valve insert ( 11 ) has an actuating chamber ( 25 ) which is closed with respect to the housing chamber ( 24 ) and is sealed off from the atmosphere by the actuating device ( 6 ), actuating rods ( 26 , 27 ) of the double valve arrangement ( 23 ) and the actuating device ( 6 ) each protrude into the actuating chamber ( 25 ) and contact them there.
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