DE20023818U1 - System, for re-injection of exhaust gas into internal combustion engine, has control valve protruding into inlet flow channel, with obstruction placed downstream to create dynamic pressure and to induce radial flow - Google Patents
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Abstract
Description
Bei Verbrennungskraftmaschinen wird während der Ventilüberschneidung eine bestimmte Restgasmenge vom Brennraum ins Saugrohr geschoben. Beim sich daran anschließenden Ansaugvorgang wird dann zusätzlich zum Frischgemisch ein gewisser Anteil Restgas mit angesaugt. Die Größe des Restgasanteils ist durch die Ventilüberschneidung betriebspunktabhängig fest für einen ausgelegten Verbrennungsmotor vorgegeben. Eine Variation des Restgasanteiles ist entweder über eine äußere Abgasrückführung mit einem von der Motorsteuerung angesteuerten Abgasrückführventil oder über eine Nockenwellenverstellung möglich.at Internal combustion engines will during the valve overlap pushed a certain amount of residual gas from the combustion chamber into the intake manifold. At the follow it Intake process is then additional to the fresh mixture a certain proportion of residual gas sucked. The Size of residual gas content is determined by the valve overlap depending on the operating point for one designed internal combustion engine specified. A variation of the residual gas content is over either an external exhaust gas recirculation with a controlled by the engine control exhaust gas recirculation valve or over a camshaft adjustment possible.
Bis zu einem gewissen Grad kann sich ein steigender Restgasanteil positiv auf die Energieumsetzung und damit auf den Kraftstoffverbrauch einer Verbrennungskraftmaschine auswirken. Weiterhin führt eine Erhöhung des Restgasanteiles zu einer Reduzierung der maximalen Verbrennungstemperatur und als Folge davon zu einer Verringerung der sich einstellenden Stickoxidbildung. Gleichzeitig führt eine Erhöhung des Restgasanteiles jedoch ab einem bestimmten Maß zu einer unvollständigen Verbrennung, da weniger Frischluft zur Verfügung steht, damit zu einer Zunahme der Kohlenwasserstoffemissionen, des Kraftstoffverbrauches und einer sich einstellenden Laufunruhe der Verbrennungskraftmaschine.To To a certain extent, an increasing proportion of residual gas can be positive on the energy conversion and thus on the fuel consumption of an internal combustion engine impact. Continue leads an increase the residual gas content to a reduction in the maximum combustion temperature and, as a consequence, a reduction in self-adjusting Nitrogen oxide formation. At the same time leads a increase the residual gas content but from a certain extent to a incomplete Combustion, as less fresh air is available, thus becoming one Increase in hydrocarbon emissions, fuel consumption and a self-adjusting uneven running of the internal combustion engine.
Daher ist die sogenannte Gleichverteilung, d. h. die Anteilsverteilung zwischen Frischluft- und Restgasanteil im zugeführten Gasstrom auf der Saugseite einer Verbrennungskraftmaschine ein wichtiges Gütekriterium bei der Abgasrückführung an Verbrennungskraftmaschinen. Die Gleichverteilung charakterisiert die Gleichmäßigkeit der Abgasmenge, die jedem einzelnen Zylinder einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine zugeführt wird. Zur Zeit wird diese geforderte Gleichmäßigkeit der Abgasmenge durch eine ausreichend lange Mischstrecke erreicht, d. h. dem Abgas wird genug Zeit gegeben, sich mit dem Frischluftstrom zu vermischen.Therefore is the so-called equal distribution, d. H. the distribution of shares between fresh air and residual gas content in the supplied gas flow on the suction side an internal combustion engine an important quality criterion in the exhaust gas recirculation of internal combustion engines. The uniform distribution characterizes the uniformity of the amount of exhaust gas, the each individual cylinder is fed to a multi-cylinder internal combustion engine. At present, this required uniformity of the amount of exhaust gas through reached a sufficiently long mixing distance, d. H. the exhaust gas is enough time to mix with the fresh air stream.
Die
Mit
der aus der
Beiden vorgestellten Lösungen ist gemeinsam, dass mittels der Abgasrückführung in den engsten Querschnitt einer Venturidüse lediglich Abgas in einen Teilstrom des gesamten Frischluftstromes eingeleitet werden kann. Da die beiden Ströme im wesentlichen getrennt voneinander in Längsrichtung strömen, findet ein Impulsaustausch, der eine Mischung in Querrichtung begünstigen könnte, nicht statt. Um dennoch eine natürliche Mischung des Frischluftmassenstroms sowie des zurückgeführten Abgasmassenstroms zu erzielen, ist eine ausreichend lang bemessene Mischstrecke erforderlich, um die Einmischung zu gewährleisten. Dies bedeutet andererseits einen größeren Einbauraum für ein solches Abgasrückführsystem, der bei heutigen Verbrennungskraftmaschinen nicht zur Verfügung steht. Daher werden häufig Abstriche an der Gleichverteilung gemacht, was zu einer Verschlechterung der Abgaswerte der Verbrennungskraftmaschine führen kann.Both presented solutions is common that by means of exhaust gas recirculation in the narrowest cross-section a Venturi nozzle only exhaust gas in a partial flow of the entire fresh air flow can be initiated. Because the two streams are essentially separated flow from each other in the longitudinal direction, finds a momentum exchange, which favor a mixture in the transverse direction could, not happening. Nevertheless, it is a natural one Mixture of the fresh air mass flow and the recirculated exhaust gas mass flow To achieve this, a sufficiently long mixing section is required to to ensure the interference. On the other hand, this means a larger installation space for such Exhaust gas recirculation system, which is not available in today's internal combustion engines. Therefore are often smears made at the equal distribution, which leads to a worsening of the Exhaust emissions of the internal combustion engine can lead.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführsystem zu schaffen, wodurch eine gute Durchmischung des Luftmassenstroms und des zurückgeführten Abgasmassenstroms erreicht wird.The present invention has for its object to provide an exhaust gas recirculation system, whereby a good mixing of the air mass flow and the recirculated exhaust gas masses current is achieved.
Die Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind vor allem darin zu erblicken, dass nunmehr Abgasrückführungssysteme für Verbrennungskraftmaschinen mit geringsten Bauraumabmessungen in Bezug auf den Einbauraum an den Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Zwangsmischung des Frischluftmassenstromes und des Abgasstromes durch Erzeugung einer Radialströmungskomponente stellen sich Turbulenzen im freien Strömungsquerschnitt ein, d. h. es wird ein Impulsaustausch quer zur Strömungsrichtung der miteinander zu mischenden Fluidströme erzeugt, so dass die Wegstrecke, die eine natürliche Mischung der beiden Gasströme miteinander erfordern würde, drastisch abgekürzt werden kann. Damit kann die Mischstrecke, die das Bauvolumen von Abgasrückführsystemen bestimmt, erheblich herabgesetzt werden. Damit lassen sich solche Abgasrückführsysteme, die geringsten Platzbedarf haben, auch bei Verbrennungskraftmaschinen mit extrem beschränktem Einbauraum unterbringen. Die unmittelbar hinter dem Einleitungsbereich des Abgasvolumenstromes liegenden Radialströmungskomponenten erzeugenden Einbauten, bewirken eine Vermischung der Gasströme. Es wird ein Staudruck erzeugt, der sich einstellende Radialströmungskomponenten erzeugt. Einer Verschmutzung der die Turbulenzen erzeugenden Einbauten im freien Strömungsquerschnitt kann dadurch vorgebeugt werden, dass am Ende der Einbauten die gleichmäßig von der Innenwandung des strömungsführenden Rohres oder Kanals angeordnet sind, eine Öffnung vorgesehen ist. Diese Öffnung liegt in Strömungsrichtung und kann in einem ebenen Topfbereich des die Radialströmungskomponenten erzeugenden Einsatzelementes liegen; der ebene Topfbereich kann ebenso gut auch als kontinuierliche Querschnittsverengung konfiguriert sein, um eine Verschmutzung zu vermeiden und das sich nach Passage des Einsatzelementes zur Erzeugung der Radialströmungskomponenten einstellende unterschiedliche Druckprofil ausgleichen.The Advantages of the invention proposed solution are mainly to be seen in that now exhaust gas recirculation systems for internal combustion engines with smallest installation space dimensions in relation to the installation space at the Internal combustion engines can be used. By the inventively proposed compulsory mixture the fresh air mass flow and the exhaust gas flow through generation a radial flow component turbulence sets in the free flow cross-section, d. H. It is an exchange of momentum transverse to the flow direction of each other to be mixed fluid streams generates, so that the route, which is a natural mixture of the two gas flows would require drastically abbreviated can be. Thus, the mixing section, the volume of construction of Exhaust gas recirculation systems certainly, be significantly reduced. This can be such Exhaust gas recirculation systems, have the smallest footprint, even with internal combustion engines with extremely limited installation space accommodate. The immediately behind the discharge area of the Exhaust gas volume flow lying radial flow components generating internals, cause a mixing of the gas streams. It creates a dynamic pressure, the self-adjusting radial flow components generated. Pollution of the turbulence generating internals in the free flow cross-section can be prevented by the fact that at the end of the fixtures evenly from the inner wall of the flow-leading Pipe or channel are arranged, an opening is provided. This opening is located in the flow direction and may be in a planar well region of the radial flow component generating Insert element lie; the flat pot area may as well as well be configured as a continuous cross-sectional constriction to to avoid contamination and that after passage of the insert element for generating the radial flow components adjusting different pressure profile compensate.
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung lässt sich ein Abgasrückführungssystem auf engstem Bauraum und damit für Verbrennungskraftmaschinen mit beengtem Bauraum, interessantes System realisieren. Die Zwangsmischung macht eine in ausreichender Länge zu konfigurierende, eine natürliche Mischung der Gasströme ermöglichende Länge der Mischzone überflüssig; der erforderliche Platzbedarf wird erheblich reduziert. Es lässt sich nunmehr eine Gleichverteilung der Gasstromanteile Restgas und Frischluft erzielen, unter Verzicht auf eine lange Mischstrecke.With the proposed solution according to the invention can be an exhaust gas recirculation system in the smallest space and thus for Internal combustion engines with limited space, interesting system realize. The compulsory mixing makes a sufficiently long to be configured, a natural one Mixture of gas streams enabling length of Mixing zone superfluous; of the required space required is significantly reduced. It can be done now an equal distribution of the gas flow components residual gas and fresh air achieve, waiving a long mixing distance.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter erläutert.Based In the drawing, the invention will be explained in more detail below.
Es zeigt:It shows:
Aus
der Darstellung gemäß
Parallel
zur horizontalen Erstreckung eines Rohres
Anstelle
des hier in schematischer Konfiguration gezeigten Ventiltellers
Bezogen
auf die Symmetrieachse der Abgasrückführleitung des Strömungskanals
Am
Einbauelement
Das
topfförmig
konfigurierte Einbauelement
Der
durch das Turbulenzen- und Radialkomponenten
Die
am topfförmigen
Einbauelement
Anwendungsfallabhängig ist
der Abstand
Bei
der in
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsvariante
des topfförmigen
Einbauelements
Diese
Ausführungsvariante
geht aus der Darstellung gemäß
An
der Außenwandung
Aus
der Darstellung gemäß
Bei
dieser extrem strömungsgünstig ausgeführten Variante
sind analog zur in
Durch
den Einbau eines topfförmigen
Einbauelementes
Durch die Ausführungsvariante lässt sich eine lange Mischstrecke, innerhalb der sich die Gasströme auf natürlichem Wege durch Querdiffusion vermischen, vermeiden, wodurch sich ein Abgasrückführsystem gemäß der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Konfiguration wesentlich platzsparender, d. h. einbaufreundlicher konfigurieren lässt. Damit lassen sich Abgasrückführsysteme auch bei engsten an Verbrennungskraftmaschinen zur Verfügung stehenden Bauräumen unterbringen, da nunmehr aufgrund der induzierten Turbulenzen und erzeugten Radialströmungen eine Zwangsmischung der Fluidströme eintritt und die Abgasrückführsysteme nunmehr wesentlich kompakter bauen können.By the embodiment variant leaves one long mixing section, within which the gas flows on natural Avoid mixing paths by transverse diffusion, thereby avoiding one another Exhaust gas recirculation system according to the invention proposed Configuration significantly more space-saving, d. H. installation friendly can be configured. This allows exhaust gas recirculation systems even with the closest to internal combustion engines available installation spaces because now due to the induced turbulence and generated radial flows a forced mixing of the fluid streams entry and exhaust gas recirculation systems now build much more compact.
Abhängig von
anwendungsfallspezifischen Applikationsparametern kann die Gleichverteilung von
Frischluftanteil und Restgasanteil des austretenden gemischten Fluidmassenstromes
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20023818U DE20023818U1 (en) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | System, for re-injection of exhaust gas into internal combustion engine, has control valve protruding into inlet flow channel, with obstruction placed downstream to create dynamic pressure and to induce radial flow |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10042247A DE10042247C5 (en) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | Mixing unit for gas flows on an internal combustion engine |
DE20023818U DE20023818U1 (en) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | System, for re-injection of exhaust gas into internal combustion engine, has control valve protruding into inlet flow channel, with obstruction placed downstream to create dynamic pressure and to induce radial flow |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20023818U1 true DE20023818U1 (en) | 2006-06-14 |
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ID=36643443
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE20023818U Expired - Lifetime DE20023818U1 (en) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | System, for re-injection of exhaust gas into internal combustion engine, has control valve protruding into inlet flow channel, with obstruction placed downstream to create dynamic pressure and to induce radial flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2018206268A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Pierburg Gmbh | Control device for an internal combustion engine |
-
2000
- 2000-08-29 DE DE20023818U patent/DE20023818U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20060720 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20060724 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20061031 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20081111 |
|
R071 | Expiry of right |