DE19906401C1

DE19906401C1 - Abgasrückführsystem

Info

Publication number: DE19906401C1
Application number: DE19906401A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Klipfel; Alan-Keith Pelczyk
Original assignee: Ranco Inc of Delaware
Current assignee: Ranco Inc of Delaware
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: EP1030050A1; EP1030050B2; ES2226620T3; ATE275691T1; ES2226620T5; PT1030050E; EP1030050B1; DE50007649D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführsystem, bei dem die Möglichkeit besteht, das rückgeführte Abgas durch Vorsehen einer den Kühler (10) umgehenden Bypass-Leitung (17) wahlweise gekühlt oder ungekühlt in das Luftzufuhrsystem (3) der Brennkraftmaschine (1) zu leiten, um gezielter das Abgas zur Verbesserung der Verbrennung bzw. der Emissionswerte bzw. des Kraftstoffverbrauchs zu nutzen.

Description

Die Erfindung betrifft im weitesten Sinne die Kraftfahrzeugtechnik und im engeren Sinne Brennkraftmaschinen, bei denen eine Abgasrückführung in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine erfolgt gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Abgasrückführsysteme für Brennkraftmaschinen sowie die zugehörigen Abgasrückführ-Absperrorgane sind seit geraumer Zeit bekannt und bedürfen hier keiner besonderen Erläuterung. Im allgemeinen dient diese Abgasrückführung der Verbesserung der Emissionswerte, des Verbrauchs etc.

Eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 197 33 964 A1 bekannt und weist im wesentlichen eine Kühleinrichtung, die von den Abgasen durchströmt wird, eine Bypass-Leitung, welche die Kühleinrichtung umgeht, sowie eine Ventilanordnung auf, mittels derer die Abgase wahlweise durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung geführt werden.

Das technische Problem (Aufgabe) der Erfindung besteht in einer weiteren Verbesserung der Emissionswerte sowie des Kraftstoffverbrauchs einer Brennkraftmaschine im Zusammenhang mit einer Abgasrückführung sowie einer konstruktiven Vereinfachung des Abgasrückführsystems.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Insbesondere ist eine Bypass-Leitung vorhanden, die eine Kühleinrichtung für das rückgeführte Abgas umgeht, wobei vor oder nach der Kühleinrichtung eine Weiche angeordnet ist, deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist. Diese Weiche weist zwei Durchlässe auf, von denen einer mit der Kühleinrichtung und der andere mit der Bypass-Leitung verbunden ist. Dies ist derart vorgesehen, daß die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung strömbar sind. Die Weiche ist integraler Bestandteil der Kühleinrichtung.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Rückführung der Abgase nicht jederzeit zu günstigen Ergebnissen führt. Insbesondere wurde erkannt, daß in der Warmlaufphase die Temperatur der Abgase zu niedrig ist, um den angestrebten Erfolg zu erzielen. Erfindungsgemäß ist daher vor oder nach der Kühleinrichtung eine Weiche vorgesehen, damit in der Warmlaufphase das Abgas um die Kühleinrichtung herum geleitet werden, also ungekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen kann, wodurch in der Warmlaufphase bessere Emissionswerte und ein günstigerer Kraftstoffverbrauch erzielt werden können. Wenn die Abgase dann im Normalbetrieb eine Temperatur haben, bei der eine Kühlung zu besseren Ergebnissen führen würde, wird die Weiche umgeschaltet, so daß die Abgase den Kühler durchströmen und dann entsprechend gekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Abgasrückführsystems,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch einen Kühler mit einem eine Weiche bildenden Bypass-Ventil und

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Kühlers mit einer Bypass-Klappe.

Fig. 1 zeigt ein Abgasrückführsystem mit der schematischen Darstellung einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasleitungssystem 2 und einem Luftzuführ- bzw. Luftansaugsystem 3, welches ein Luftströmungsmeßgerät 4 und eine Drossel 5 aufweist. Wesentliches Bestandteil des Abgasrückführsystems ist eine Abgasrückführleitung 6 mit einem Abgasrückführventil 7 und einem Kühler 10. Die Abgasrückführleitung 6 mündet in das Luftzuführsystem 3, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist. Gesteuert wird die Abgasrückführung über das Abgasrückführventil 7. Eine weitere Beschreibung des Prinzips ist hier nicht notwendig, da dies dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.

Eine den Kühler 10 umgehende Bypass-Leitung 17, die durch ein Bypass-Ventil 18 gesteuert ist, ist in Fig. 1 als vom Kühler 10 räumlich getrenntes Ventil dargestellt.

Der in Fig. 2 bzw. Fig. 3 dargestellte Kühler 10 weist einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12 auf, jeweils für die Zuführung und die Abführung des Kühlmittels. Außerdem ist ein Einlaß 13 vorgesehen für die Zuführung des Abgases entsprechend einem Pfeil 14. Der Kühler weist weiterhin einen Auslaß 15 auf, aus dem entsprechend dem Pfeil 16 entweder gekühltes oder nicht gekühltes Abgas abgegeben wird. Den Kühler 10 umgeht die Bypass-Leitung 17. Im Einlaßbereich des Kühlers gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 ist integriert in den Kühler ein Ventil 18 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine Klappe 19 vorgesehen. Dieses Ventil 18 bzw. die Klappe 19 bilden als Bypass-Organe eine Weiche, durch die bei entsprechender Einstellung das Abgas entweder durch den Kühler strömt oder durch die Bypass-Leitung 17 geleitet wird. Das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 sind mit einem Steuerorgan 20 verbunden. In diesem Steuerorgan drückt im Normalbetrieb eine Feder 21 das Ventil 18 gemäß Fig. 2 in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Normalbetriebsstellung, in der das Abgas durch den Kühler geleitet wird. In Fig. 3 ist die entsprechende Stellung der Klappe 19 ebenfalls in ausgezogenen Linien dargestellt. In der gestrichelten Betriebsstellung des Ventils 18 und der Klappe 19 gelangt das in den Einlaß 13 strömende Abgas in die Bypass-Leitung 17, umgeht also den Kühler 10 und gelangt ungekühlt in den Auslaß 15.

Gesteuert wird das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 als Weiche durch ein in Fig. 2 und 3 nicht, aber in Fig. 1 dargestelltes elektronisches Steuersystem 8. Dies erfolgt entweder abhängig von der Temperatur des rückgeführten Abgases oder lastabhängig, drehzahlabhängig oder durch andere Motorparameter, die durch einen Sensor erfaßt werden. Wenn in der Warmlaufphase die Abgase eine relativ niedrige Temperatur aufweisen, werden die Abgase durch die Bypass-Leitung 17 geleitet und gelangen ungekühlt in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine. Wenn die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, durchströmen die Abgase bei entsprechender Stellung der Weiche den Kühler und gelangen gezielt gekühlt in das Luftzufuhrsystem.

Die Steuerung des Ventils 18 bzw. der Klappe 19 in die gestrichelt dargestellte Stellung für die Warmlaufphase erfolgt bevorzugt gegen die Kraft der Feder 21 durch Überdruck oder Unterdruck, bevorzugt durch Unterdruck, oder elektrisch oder auf andere Weise.

Claims

1. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Diesel- oder Ottomotor, mit einem Abgasrückführventil für die Rückführung von Abgasen in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine, wobei die Abgase eine Kühleinrichtung durchströmen, ferner mit einer Bypass-Leitung (17), die die Kühleinrichtung (10) umgeht, und einer Weiche (18; 19), deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist und die zwei Durchlässe aufweist, von denen einer mit der Kühleinrichtung (10) und von denen der andere mit der Bypass-Leitung (17) verbunden ist, derart, daß steuerbar die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung (10) oder die Bypass-Leitung (17) strömbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche (18; 19) vor der Kühleinrichtung (10) angeordnet ist und integraler Bestandteil der Kühleinrichtung (10) ist.

2. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche von einem Bypass-Ventil (18) gebildet ist.

3. Abgasrückführsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche von einer Bypass-Klappe (19) gebildet ist.

4. Abgasrückführsystem nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Ventil (18) und die Bypass-Klappe (19) für eine Betriebsstellung federgesteuert (21) und für die andere Betriebsstellung druckgesteuert sind.

5. Abgasrückführsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypass-Ventil (18) oder die Bypass-Klappe (19) durch eine Feder (21) in der Normalbetriebsstellung gehalten werden.

6. Abgasrückführsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiche durch eine elektronische Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Motor- und/oder Abgasparametern steuerbar ist.