DE202016100737U1

DE202016100737U1 - Exhaust gas temperature regulation in a bypass duct of an exhaust gas recirculation system

Info

Publication number: DE202016100737U1
Application number: DE202016100737.2U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2026-02-13

Abstract

Abgasrückführungssystem (1) in einem Kraftfahrzeug zum Leiten von Abgas aus einem Abgastrakt (4) in einen Ansaugtrakt (5) eines Kraftfahrzeugs, das einen Kanal (2) mit einer Kühlereinrichtung und einen Bypasskanal (3) aufweist, bei der der Bypasskanal (3) in radialer Richtung von einer Doppelwand mit einem Hohlraum (12) begrenzt wird, der mit verschiedenen fluiden Medien zur Steuerung der Temperatur des Bypasskanals (3) befüllbar ist.Exhaust gas recirculation system (1) in a motor vehicle for directing exhaust gas from an exhaust tract (4) into an intake tract (5) of a motor vehicle having a duct (2) with a radiator and a bypass duct (3), in which the bypass duct (3) is limited in the radial direction by a double wall with a cavity (12) which can be filled with various fluid media for controlling the temperature of the bypass channel (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführungssystem mit einer Kühlereinrichtung und einem Bypasskanal, der von einer Doppelwand mit Hohlraum umgeben ist, der zur Temperaturregelung des Bypasskanals mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt werden kann.The invention relates to an exhaust gas recirculation system with a cooler device and a bypass channel which is surrounded by a double wall with a cavity, which can be filled for temperature control of the bypass channel with a gas or a liquid.

Brennkraftmaschinen erfordern nach dem Starten ein schnelles Erwärmen, um einen geringen Kraftstoffverbrauch zu ermöglichen und Schadstoff-Emissionen gering zu halten. Das Rezirkulieren von Abgas, auch Abgasrückführung (AGR) genannt, ist ein effizientes Mittel, um das Erwärmen der Brennkraftmaschine nach dem Start zu unterstützen. Dabei wird das Abgas vom Abgastrakt mittels eines Abgasrückführungssystems (AGR-System) durch dieses hindurch in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet. Das AGR-System weist typischerweise eine Kühlereinrichtung zum Kühlen des Abgases auf. Diese Kühlereinrichtung muss nicht immer notwendigerweise betrieben werden, z. B. wenn das Abgas seine Temperatur behalten soll. Dies ist besonders im Zeitraum nach dem Starten der Brennkraftmaschine der Fall. Allerdings stellt die Kühlereinrichtung, auch wenn sie nicht betrieben wird, eine thermische Masse dar, die Temperatur vom Abgas aufnimmt. Darum ist herkömmlicherweise ein Bypasskanal im AGR-System angeordnet, mit dem Abgas an der Kühlereinrichtung vorbei geleitet werden kann. Der Bypasskanal stellt eine geringere thermische Masse dar als die Kühlereinrichtung, so dass das Abgas beim Leiten durch den Bypasskanal weniger Wärme abgibt. Unter Startbedingungen, wenn die Wandungen des Bypasskanals noch kalt sind, gibt das Abgas jedoch auch Wärme an das Material des Bypasskanals ab.Internal combustion engines require rapid heating after starting to allow low fuel consumption and to minimize emissions of pollutants. The recirculation of exhaust gas, also called exhaust gas recirculation (EGR), is an efficient means of assisting the warm-up of the engine after start-up. In this case, the exhaust gas from the exhaust system by means of an exhaust gas recirculation system (EGR system) is passed through this into the intake tract of the internal combustion engine. The EGR system typically includes a cooler for cooling the exhaust gas. This cooler does not necessarily always have to be operated, e.g. B. if the exhaust gas should keep its temperature. This is the case especially in the period after starting the internal combustion engine. However, the cooler, even when not operated, is a thermal mass that receives temperature from the exhaust gas. Therefore, a bypass channel is conventionally arranged in the EGR system, with the exhaust gas can be passed to the cooler device over. The bypass channel represents a lower thermal mass than the cooler, so that the exhaust gas emits less heat when passing through the bypass channel. However, under start conditions, when the walls of the bypass passage are still cold, the exhaust also gives off heat to the material of the bypass passage.

Mit zunehmender Betriebsdauer der Brennkraftmaschine kann das AGR-System und damit auch das Gehäuse des Bypasskanals durch Abgas stark erwärmt werden, so dass es wünschenswert ist, eine Kühlung zu applizieren, um das Gehäuse vor zu starker Erwärmung zu schützen. Damit bestehen in Abhängigkeit vom Betriebszustand verschiedene Anforderungen an eine Gestaltung des Bypasskanals. Unter Startbedingungen macht es mehr Sinn, den Bypasskanal thermisch zu isolieren, um einen Wärmeverlust an die Umwelt einzuschränken. Bei zunehmender Betriebsdauer wird aber in der Regel immer mehr Wärme des Abgases auch auf das Material des Bypasskanals übertragen, auch wenn es durch die Kühlereinrichtung und nicht direkt durch den Bypasskanal strömt. Es besteht damit die Aufgabe, eine thermische Isolierung für den Bypasskanal bereitzustellen, die auch als thermischer Schutz für das Material des Bypasskanals genutzt werden kann.With increasing operating time of the internal combustion engine, the EGR system and thus the housing of the bypass channel can be strongly heated by exhaust gas, so that it is desirable to apply a cooling to protect the housing from excessive heating. Thus, depending on the operating condition different requirements for a design of the bypass channel. Under start conditions, it makes more sense to thermally isolate the bypass channel to limit heat loss to the environment. As the operating time increases, however, more and more heat of the exhaust gas is generally transferred to the material of the bypass duct, even if it flows through the radiator and not directly through the bypass duct. It is therefore the object to provide a thermal insulation for the bypass channel, which can also be used as thermal protection for the material of the bypass channel.

Diese Aufgabe wird durch ein Abgasrückführungssystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und dem Ausführungsbeispiel. This object is achieved by an exhaust gas recirculation system having the features of the main claim. Further advantageous embodiments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and claims, the figures and the embodiment.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Abgasrückführungssystem in einem Kraftfahrzeug zum Leiten von Abgas aus einem Abgastrakt in einen Ansaugtrakt eines Kraftfahrzeugs, das einen Kanal mit einer Kühlereinrichtung und einen Bypasskanal aufweist, bei der der Bypasskanal in radialer Richtung von einer Doppelwand mit einem Hohlraum begrenzt wird, der mit verschiedenen fluiden Medien zur Steuerung der Temperatur des Bypasskanals befüllbar ist. A first aspect of the invention relates to an exhaust gas recirculation system in a motor vehicle for directing exhaust gas from an exhaust tract into an intake tract of a motor vehicle having a channel with a cooler device and a bypass channel, in which the bypass channel is bounded in the radial direction by a double wall with a cavity , which can be filled with various fluid media for controlling the temperature of the bypass channel.

Das System ist vorteilhaft, weil es in Abhängigkeit von der Betriebssituation sowohl eine thermische Isolation als auch ein Kühlen oder Heizen des Bypasskanals ermöglicht. Zur thermischen Isolation des Bypasskanals kann der Hohlraum zum Einschränken eines Wärmeverlustes des rückgeführten Abgases mit Gas gefüllt werden. Das Kühlen und Heizen des Bypasskanals ist von der Temperatur des fluiden Mediums, vorzugsweise einer Flüssigkeit und besonders eines flüssigen Kühlmittels, relativ zu der Temperatur des Abgases abhängig. Der Bypasskanal wird gekühlt, wenn das fluide Medium wärmer ist als das Abgas. Das Kühlen erfolgt vorteilhafterweise, um ein Überhitzen des Bypasskanals durch Abgaswärme zu vermeiden,. Weiterhin kann sowohl durch die thermische Isolation also auch durch das Heizen des Bypasskanals die Temperatur des Bypasskanals vorteilhafterweise derart geregelt werden, dass das Abgas möglichst wenig Wärme abgibt oder dem Abgas Wärme zugeführt wird. Zum Heizen des Bypasskanals weist das fluide Medium eine Temperatur auf, die höher ist als die Temperatur des Abgases. Das fluide Medium kann besonders zum Heizen verwendet werden, wenn es nach einer Aufnahme von Abgaswärme noch nicht abgekühlt und wärmer als kühles Abgas ist, das z. B. in der Startphase und in Phasen niedriger Last der Brennkraftmaschine entsteht. Das Abgas dabei erwärmt, wobei neben dem Entgegenwirken der Kondensatbildung der vorteilhafte Effekt bewirkt wird, dass die Brennkraftmaschine schneller eine vorteilhafte Temperatur erreicht bzw. nicht zu stark unter diese abkühlt. Weiterhin bewirkt thermisches Isolieren oder Heizen, dass vorteilhafterweise möglichst wenig im Abgas enthaltenes Wasser kondensiert, das während einer Betriebsphase, in der kein Abgas rückgeführt und ein Abgasrückführventil im AGR-System geschlossen ist, zu großen Tropfen agglomerieren könnte, die bei Öffnung des Abgasrückführventils in den Verdichter eines Turboladers geraten und durch Tropfenschlag Schäden verursachen können. Das AGR-System ist vorzugsweise ein Niederdruck-AGR-System, kann aber auch ein Hochdruck-AGR-System sein.The system is advantageous because it allows both thermal insulation and cooling or heating of the bypass channel depending on the operating situation. For thermal isolation of the bypass passage, the cavity for restricting heat loss of the recirculated exhaust gas may be filled with gas. The cooling and heating of the bypass channel is dependent on the temperature of the fluid medium, preferably a liquid and especially a liquid coolant, relative to the temperature of the exhaust gas. The bypass channel is cooled when the fluid medium is warmer than the exhaust gas. The cooling is advantageously carried out to avoid overheating of the bypass channel by exhaust heat. Furthermore, the temperature of the bypass channel can be advantageously controlled both by the thermal insulation and by the heating of the bypass channel so that the exhaust gas emits as little heat as possible or heat is supplied to the exhaust gas. For heating the bypass channel, the fluid medium has a temperature which is higher than the temperature of the exhaust gas. The fluid medium can be used especially for heating, if it is not cooled after receiving exhaust heat and warmer than cool exhaust gas, the z. B. in the starting phase and in phases of low load of the engine arises. The exhaust gas thereby heated, wherein in addition to counteracting the formation of condensation, the advantageous effect that the internal combustion engine reaches an advantageous temperature faster or does not cool too much below this. Furthermore, thermal insulation or heating, that advantageously condenses as little as possible contained in the exhaust water, which could agglomerate into large drops during an operating phase in which no exhaust gas recirculated and an exhaust gas recirculation valve in the EGR system is closed, which at opening of the exhaust gas recirculation valve in the Compressor of a turbocharger advised and may cause damage by drop impact. The EGR system is preferably a Low pressure EGR system, but can also be a high pressure EGR system.

Bevorzugt steht der Hohlraum in der Doppelwand des Bypasskanals über jeweils mindestens eine Öffnung in einer äußeren Wandung der Doppelwand mit einem ersten Strömungskreis und einem zweiten Strömungskreis in fluider Verbindung. Preferably, the cavity in the double wall of the bypass channel via at least one opening in an outer wall of the double wall with a first flow circuit and a second flow circuit in fluid communication.

Die Bezeichnung Strömungskreis bezieht sich auf eine Anordnung von Einrichtungen, in der ein fluides Medium, also ein Gas oder eine Flüssigkeit, strömen kann und das Strömen des Mediums geregelt wird. Es ist dabei nicht notwendig, dass der Strömungskreis einen geschlossenen Kreislauf des Mediums umfasst. Es können auch voneinander verschiedene Medien in einem Strömungskreis strömen. The term flow circuit refers to an arrangement of devices in which a fluid medium, ie a gas or a liquid, can flow and the flow of the medium is regulated. It is not necessary that the flow circuit comprises a closed circuit of the medium. It is also possible for different media to flow in a flow circuit.

Vorzugsweise weist in dem erfindungsgemäßen System der erste Strömungskreis mindestens eine erste Leitung mit mindestens einem ersten Ventil und mindestens eine zweite Leitung mit mindestens einem zweiten Ventil auf. Die Leitungen ermöglichen ein Füllen des Hohlraums mit Gas bzw. Evakuieren von Flüssigkeit aus dem Hohlraum, während dieser mit Gas gefüllt wird. Als Gas kann beispielsweise Luft oder ein anderes geeignetes Gas verwendet werden, und als Flüssigkeit Wasser oder eine andere, als Kühlflüssigkeit geeignete Flüssigkeit.In the system according to the invention, the first flow circuit preferably has at least one first line with at least one first valve and at least one second line with at least one second valve. The conduits allow the cavity to be filled with gas or evacuated from the cavity while it is being filled with gas. As the gas, for example, air or another suitable gas can be used, and as the liquid, water or another liquid suitable as the cooling liquid.

Weiterhin ist im ersten Strömungskreis des erfindungsgemäßen Systems vorzugsweise mindestens eine Pumpe angeordnet. Die Pumpe dient vorteilhaft zum Evakuieren der Flüssigkeit aus dem Hohlraum in der Doppelwand des Bypasskanals. Im zweiten Strömungskreis ist ebenfalls bevorzugt eine Pumpe angeordnet, die besonders zum Pumpen der Flüssigkeit in den Hohlraum dient.Furthermore, at least one pump is preferably arranged in the first flow circuit of the system according to the invention. The pump is advantageously used to evacuate the liquid from the cavity in the double wall of the bypass channel. In the second flow circuit, a pump is also preferably arranged, which serves particularly for pumping the liquid into the cavity.

Der erste Strömungskreis des erfindungsgemäßen Systems weist bevorzugt einen Behälter auf, in dem sich in einem ersten Teilbereich ein Gas und in einem zweiten Teilbereich eine Flüssigkeit befinden. Das Gas wird dabei zum Füllen des Hohlraums bereitgestellt, und die Flüssigkeit aus dem Hohlraum zugeleitet. Die Verwendung des Behälters ist vorteilhaft, weil beim Austausch von Flüssigkeit gegen Gas im Hohlraum in dem gemeinsamen Behälter praktisch überwacht werden kann, dass das eingeleitete Gasvolumen dem abgeleiteten Flüssigkeitsvolumen entspricht.The first flow circuit of the system according to the invention preferably has a container in which a gas is in a first portion and a liquid in a second portion. The gas is thereby provided to fill the cavity, and the liquid is supplied from the cavity. The use of the container is advantageous because when exchanging liquid for gas in the cavity in the common container can be practically monitored that the gas volume introduced corresponds to the derived liquid volume.

Es ist auch möglich, dass der erste Strömungskreis des erfindungsgemäßen Systems ein separates Gasreservoir aufweist. Das Gasreservoir ist idealerweise ein unter Druck stehender Gasbehälter, z. B. eine Druckluftflasche, wobei das bevorzugt verwendete Gas Luft ist. In dieser Ausführungsform weist der erste Strömungskreis ein separates erstes Flüssigkeitsreservoir auf. Das erste Flüssigkeitsreservoir dient zum Aufnehmen von einer aus dem Hohlraum evakuierten Flüssigkeit. Das erste Flüssigkeitsreservoir ist dabei vorzugsweise mit dem Gasreservoir in einer Einheit integriert. It is also possible that the first flow circuit of the system according to the invention has a separate gas reservoir. The gas reservoir is ideally a pressurized gas container, e.g. B. a compressed air cylinder, wherein the gas preferably used is air. In this embodiment, the first flow circuit has a separate first liquid reservoir. The first liquid reservoir is for receiving a liquid evacuated from the cavity. The first liquid reservoir is preferably integrated with the gas reservoir in a unit.

Vorzugsweise weist in dem System der zweite Strömungskreis mindestens eine dritte Leitung mit mindestens einem dritten Ventil und mindestens eine vierte Leitung mit mindestens einem vierten Ventil auf.In the system, the second flow circuit preferably has at least one third line with at least one third valve and at least one fourth line with at least one fourth valve.

Weiterhin weist der zweite Strömungskreis bevorzugt ein zweites Flüssigkeitsreservoir auf. Aus dem zweiten Flüssigkeitsreservoir kann eine Flüssigkeit über die dritte Leitung in den Hohlraum und aus dem Hohlraum über die vierte Leitung zurück in das zweite Flüssigkeitsreservoir strömen. Der zweite Strömungskreis ist damit ein geschlossener Strömungskreis. Der zweite Strömungskreis weist idealerweise ebenfalls eine Pumpe zum Erzeugen einer Strömung auf. Es ist möglich, dass das erste Flüssigkeitsreservoir mit dem zweiten Flüssigkeitsreservoir in Verbindung steht, um vorteilhaft während eines Füllens mit Gas aus dem Hohlraum evakuierte Flüssigkeit wieder dem zweiten Kreislauf zuzuführen.Furthermore, the second flow circuit preferably has a second liquid reservoir. From the second liquid reservoir, a liquid can flow via the third line into the cavity and out of the cavity via the fourth line back into the second liquid reservoir. The second flow circuit is thus a closed flow circuit. The second flow circuit ideally also has a pump for generating a flow. It is possible for the first liquid reservoir to communicate with the second liquid reservoir in order to advantageously feed liquid evacuated during the filling with gas back from the cavity to the second cycle.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem AGR-System gemäß der Erfindung.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle having an EGR system according to the invention.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Abgasanlage mit einem Abgasrückführungssystem (AGR-System) 1 a schematic representation of an exhaust system with an exhaust gas recirculation system (EGR system)

2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen AGR-Systems. 2 a schematic representation of an embodiment of the EGR system according to the invention.

3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens mittels eines Systems gemäß 2. 3 a flowchart of an embodiment of a method by means of a system according to 2 ,

4 ein Flussdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Verfahrens mittels eines Systems gemäß 2. 4 a flowchart of another embodiment of a method by means of a system according to 2 ,

Ein AGR-System 1 gemäß der Darstellung von 1 weist typischerweise einen Einlasskanal 2a, einen Kanal mit einer Kühlereinrichtung 2, einen Bypasskanal 3 und einen Auslasskanal 2b auf, durch die das Abgas geleitet werden kann. Durch das AGR-System 1 wird Abgas aus einem Abgastrakt 4 in einen Ansaugtrakt 5 geleitet. Das AGR-System 1 zweigt stromabwärts einer Abgasnachbehandlungsanlage 6, in der Katalysatoren beispielsweise wie Oxidationskatalysatoren, Drei-Wege-Katalysatoren oder Filter wie beispielsweise Dieselpartikelfilter angeordnet sind, vom Abgastrakt 4 ab. Das AGR-System 1 mündet stromaufwärts eines Verdichters 7 eines Abgasturboladers in den Ansaugtrakt 5. Der Strom von Abgas von dem AGR-System 1 in den Ansaugtrakt 5 wird mittels eines AGR-Ventils 8 geregelt. Über ein AGR-Bypass-Ventil 9 wird geregelt, ob oder zu welchem Teil Abgas durch die Kühlereinrichtung 2 oder den Bypasskanal 3 des AGR-Systems 1 strömt. Das AGR-System gemäß 1 ist ein Niederdruck-AGR-System. Alternativ kann das AGR-System auch ein Hochdruck-AGR-System sein.An EGR system 1 as shown by 1 typically has an inlet channel 2a , a channel with a cooler device 2 , a bypass channel 3 and an outlet channel 2 B on, through which the exhaust gas can be passed. Through the EGR system 1 becomes exhaust from an exhaust tract 4 in an intake tract 5 directed. The EGR system 1 branches downstream of an exhaust aftertreatment system 6 in the catalysts, for example, such as oxidation catalysts, three-way catalysts or filters such as diesel particulate filters are arranged from the exhaust tract 4 from. The EGR system 1 opens upstream of a compressor 7 an exhaust gas turbocharger in the intake 5 , The flow of exhaust gas from the EGR system 1 in the intake tract 5 is by means of an EGR valve 8th regulated. Via an EGR bypass valve 9 is regulated, whether or to which part of exhaust gas through the cooler device 2 or the bypass channel 3 of the EGR system 1 flows. The EGR system according to 1 is a low pressure EGR system. Alternatively, the EGR system may also be a high pressure EGR system.

In 2 ist das erfindungsgemäße AGR-System 1 detailliert dargestellt. Das AGR-System 1 weist eine Kühlereinrichtung 2 und einen Bypasskanal 3 auf. Der Bypasskanal 3 wird in radialer Richtung von einer Doppelwand aus einer inneren Wandung 10 und einer äußeren Wandung 11 begrenzt. Die innere Wandung 10 hat eine zu einem Hohlraum 12 gewandte Innenseite 10a und eine zur Strömungsseite des Abgases gewandte Außenseite 10b. Die äußere Wandung 11 hat eine zum Hohlraum 12 gewandte Innenseite 11a und eine zur Umgebung, z. B. zu einem Gehäuse des Bypasskanals 3 oder des AGR-Systems 1, gewandte Außenseite 11b. Der Hohlraum 12 zwischen den Wandungen wird damit von der Innenseite 10a der inneren Wandung 10 und der Innenseite 11a der äußeren Wandung 11 begrenzt.In 2 is the EGR system according to the invention 1 shown in detail. The EGR system 1 has a cooler device 2 and a bypass channel 3 on. The bypass channel 3 is in the radial direction of a double wall of an inner wall 10 and an outer wall 11 limited. The inner wall 10 has one to a cavity 12 attentive inside 10a and an outside facing the flow side of the exhaust gas 10b , The outer wall 11 has one to the cavity 12 attentive inside 11a and one to the environment, for. B. to a housing of the bypass channel 3 or the EGR system 1 , on the outside 11b , The cavity 12 between the walls becomes so from the inside 10a the inner wall 10 and the inside 11a the outer wall 11 limited.

Der Hohlraum 12 ist über seine Außenwand 11 mit einer ersten Leitung 13 verbunden, über die ein Gas in den Hohlraum 12 eingeleitet werden kann. Die erste Leitung 13 weist ein Ventil 13a auf. Weiterhin ist der Hohlraum 12 über seine Außenwand 11 mit einer zweiten Leitung 14 verbunden, die ein zweites Ventil 14a aufweist. In der zweiten Leitung 14 ist eine Pumpe 15 angeordnet. Weiterhin ist der Hohlraum 12 über seine Außenwand 11 mit einer dritten Leitung 16 verbunden, die ein drittes Ventil 16a aufweist. Weiterhin ist der Hohlraum 12 über seine Außenwand 11 mit einer vierten Leitung 17 verbunden, die ein viertes Ventil 17a aufweist. Die erste 13 und die zweite Leitung 14 gehören zu einem ersten Strömungskreis, und die dritte 16 und die vierte Leitung 17 gehören zu einem zweiten Strömungskreis. Der Hohlraum 12 steht mit beiden Strömungskreisen in fluider Verbindung. Die Pfeile indizieren die Fließrichtung des Abgases.The cavity 12 is over his outer wall 11 with a first line 13 Connected via which a gas enters the cavity 12 can be initiated. The first line 13 has a valve 13a on. Furthermore, the cavity 12 over its outer wall 11 with a second line 14 connected, which is a second valve 14a having. In the second line 14 is a pump 15 arranged. Furthermore, the cavity 12 over its outer wall 11 with a third line 16 connected, which is a third valve 16a having. Furthermore, the cavity 12 over its outer wall 11 with a fourth line 17 connected, which is a fourth valve 17a having. The first 13 and the second line 14 belong to a first flow circle, and the third 16 and the fourth line 17 belong to a second flow circle. The cavity 12 is in fluid communication with both flow circuits. The arrows indicate the flow direction of the exhaust gas.

Im ersten Strömungskreis ist ein Behälter 18 angeordnet, in dem sich in einem ersten Teilbereich 18a ein Gas und in einem zweiten Teilbereich 18b eine Flüssigkeit befinden. Beim Austausch von Flüssigkeit gegen Gas im Hohlraum 12 kann in dem gemeinsamen Behälter sichergestellt werden, dass das eingeleitete Gasvolumen dem abgeleiteten Flüssigkeitsvolumen entspricht. Dabei kann das Gasanteil im gemeinsamen Behälter 18 jederzeit z. B. aus einem Druckluftbehälter ergänzt werden. Als Gas wird dementsprechend praktischerweise Luft verwendet, wobei auch ein anderes Gas verwendet werden kann. Als Flüssigkeit, die als Kühlflüssigkeit dient, kann praktischerweise Wasser verwendet werden, oder eine andere geeignete Flüssigkeit. Überschüssige Flüssigkeit kann aus dem Behälter 18 über eine separate Leitung abgeleitet werden, z. B. in den zweiten Strömungskreis.In the first flow circle is a container 18 arranged in which in a first subarea 18a a gas and in a second subarea 18b a liquid. When replacing liquid with gas in the cavity 12 can be ensured in the common container that the gas volume introduced corresponds to the derived liquid volume. In this case, the gas content in the common container 18 at any time z. B. be supplemented from a compressed air tank. Accordingly, as the gas, air is conveniently used, and another gas may be used. As the liquid serving as the cooling liquid, water may conveniently be used, or another suitable liquid. Excess liquid may leak from the container 18 be derived via a separate line, z. B. in the second flow circle.

In einer alternativen Ausführungsform kann das System auch ein separates Gasreservoir aufweisen, aus dem über die erste Leitung 13 ein Gas zum Einleiten in den Hohlraum 12 bereitgestellt werden kann. Das Gasreservoir ist dann idealerweise ein unter Druck stehender Gasbehälter, z. B. ein Druckluftbehälter wie eine Druckluftflasche. Ein separates erstes Flüssigkeitsreservoir zum Aufnehmen von einer über die zweite Leitung 14 aus dem Hohlraum 12 evakuierten Flüssigkeit ist dann in räumlicher Nähe zum Gasreservoir 19 ist angeordnet. In an alternative embodiment, the system may also include a separate gas reservoir from which via the first conduit 13 a gas for introduction into the cavity 12 can be provided. The gas reservoir is then ideally a pressurized gas container, eg. B. a compressed air tank such as a compressed air cylinder. A separate first fluid reservoir for receiving one via the second conduit 14 from the cavity 12 evacuated liquid is then in close proximity to the gas reservoir 19 is arranged.

Die Anbindung der zweiten Leitung an die Außenwand 11 ist an einer möglichst tief gelegenen Stelle des Bypasskanals 3 angeordnet, um die Ableitung von Flüssigkeit zu unterstützen, wenn Gas in den Hohlraum 12 eingeleitet wird. Die Volumina an eingeleitetem Gas und abgeleiteter Flüssigkeit entsprechen dabei einander. Über die zweite Leitung 14 kann auch das im Hohlraum 12 enthaltene Gas abgeleitet werden. The connection of the second line to the outer wall 11 is at the lowest possible position of the bypass channel 3 arranged to assist the discharge of liquid when gas enters the cavity 12 is initiated. The volumes of introduced gas and the discharged liquid correspond to each other. About the second line 14 can also do that in the cavity 12 contained gas are derived.

Wird in den Hohlraum 12 über die dritte Leitung 16 eine Flüssigkeit eingeleitet, entweicht das im Hohlraum 12 enthaltene Gas über dafür ein vorgesehenes Gasventil (nicht gezeigt) im Bereich des AGR-Systems 1 an die Umgebung. Alternativ kann das Gas auch über die zweite Leitung 14 in den Behälter 18 oder über die vierte Leitung 17 aus dem Hohlraum 12 abgeleitet werden, und an einer anderen Stelle an die Umgebung abgegeben werden.Will be in the cavity 12 over the third line 16 introduced a liquid that escapes in the cavity 12 contained gas via a dedicated gas valve (not shown) in the area of the EGR system 1 to the environment. Alternatively, the gas may also be via the second conduit 14 in the container 18 or via the fourth line 17 from the cavity 12 be diverted and delivered to another location to the environment.

Der zweite Strömungskreis weist ein zweites Flüssigkeitsreservoir 19 auf, aus dem eine Flüssigkeit über die dritte Leitung 16 in den Hohlraum 12 und in das aus dem Hohlraum 12 über die vierte Leitung 17 zurückströmen kann. Der Behälter 18 ist über eine fünfte Leitung 20 vom zweiten Teilbereich 18b mit dem zweiten Flüssigkeitsreservoir 19 verbunden, um Flüssigkeit aus dem ersten Strömungskreis in den zweiten Strömungskreis zurückzuführen. Ein fünftes Ventil 20a ist in der fünften Leitung 20 angeordnet, um den Flüssigkeitsstrom vom Teilbereich 18b zum zweiten Flüssigkeitsreservoir 19 zu steuern. In der Ausführungsform mit einem separaten ersten Flüssigkeitsreservoir kann dieses in gleicher Weise eine Verbindung zum zweiten Flüssigkeitsreservoir aufweisen. Der zweite Strömungskreis weist in der Leitung 16 weiterhin eine Pumpe 21 auf, um die Strömung der Flüssigkeit zu ermöglichen. Der zweite Strömungskreis kann weiterhin eine Kühlereinrichtung aufweisen, um aufgenommene Wärme aus der Flüssigkeit abzuleiten.The second flow circuit has a second liquid reservoir 19 on, from which a liquid over the third line 16 in the cavity 12 and in that from the cavity 12 over the fourth line 17 can flow back. The container 18 is about a fifth line 20 from the second subarea 18b with the second liquid reservoir 19 connected to return liquid from the first flow circuit in the second flow circle. A fifth valve 20a is in the fifth line 20 arranged to control the liquid flow from the sub-area 18b to the second liquid reservoir 19 to control. In the embodiment with a separate first liquid reservoir, the same can have a connection to the second liquid reservoir in the same way. The second flow circuit points in the line 16 continue a pump 21 on to allow the flow of the liquid. The second flow circuit can continue to a Have cooler device to dissipate absorbed heat from the liquid.

Entsprechend der Ausführung des Bypasskanals 3 mit dem in der Doppelwand gebildeten Hohlraum 12 kann der Hohlraum mit einem Gas gefüllt werden, um den Bypasskanal 3 thermisch zu isolieren, wenn die Temperatur des Abgases möglichst bewahrt werden soll, besonders unter Startbedingungen, während der das Abgas die Brennkraftmaschine erwärmen soll. Zum Erfassen der aktuellen Temperatur von Abgas und Material des Bypasskanals 3 ist mindestens ein Temperatursensor (nicht gezeigt), praktischerweise eine Anzahl von Temperatursensoren, im Bereich des Bypasskanals 3 angeordnet. Die Temperatursensoren sind mit einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, die die Ventile und Pumpen der Strömungskreise entsprechend der Anforderungen steuert. Dabei wird in einem Verfahren zum Steuern der Temperatur des Bypasskanals 3 der Bypasskanals 3 thermisch isoliert, indem in einem ersten Schritt S1 das dritte 16a und das vierte Ventil 17a geschlossen werden. In einem zweiten Schritt S2 werden das erste 13a und das zweite Ventil 14a geöffnet. Es wird dabei davon ausgegangen, dass der Hohlraum zu Beginn des Verfahrens mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, oder zumindest ein Volumen an Flüssigkeit in dem Hohlraum 12 vorhanden ist. In einem dritten Schritt S3 wird die Flüssigkeit aus dem Hohlraum 12 über die zweite Leitung 14 abgeleitet und durch über die erste Leitung 13 zugeleitetes Gas ersetzt. Dabei wird das Ableiten der Flüssigkeit vor allem durch die Wirkung der Pumpe 15 bewirkt, und durch das eingeleitete Gas unterstützt, welches die Flüssigkeit verdrängt. Das Volumen der abgeleiteten Flüssigkeit entspricht dem des eingeleiteten Gases. In einem vierten Schritt werden das erste 13a und zweite Ventil 14a geschlossen. Der Hohlraum 12 ist nun vollständig mit Gas gefüllt. According to the design of the bypass channel 3 with the cavity formed in the double wall 12 The cavity can be filled with a gas to the bypass channel 3 thermally isolate when the temperature of the exhaust gas is to be preserved as possible, especially under starting conditions during which the exhaust gas is to heat the engine. For detecting the current temperature of exhaust gas and material of the bypass channel 3 is at least one temperature sensor (not shown), conveniently a number of temperature sensors, in the area of the bypass channel 3 arranged. The temperature sensors are connected to a control device (not shown) which controls the valves and pumps of the flow circuits according to the requirements. In this case, in a method for controlling the temperature of the bypass channel 3 the bypass channel 3 thermally isolated by the third in a first step S1 16a and the fourth valve 17a getting closed. In a second step S2, the first 13a and the second valve 14a open. It is assumed that the cavity is filled with a liquid at the beginning of the process, or at least a volume of liquid in the cavity 12 is available. In a third step S3, the liquid is removed from the cavity 12 over the second line 14 derived and through the first line 13 supplied gas replaced. The dissipation of the liquid is mainly due to the action of the pump 15 causes, and supported by the gas introduced, which displaces the liquid. The volume of the discharged liquid corresponds to that of the introduced gas. In a fourth step, the first 13a and second valve 14a closed. The cavity 12 is now completely filled with gas.

Soll der Bypasskanal 3 eher gekühlt werden, also Wärme vom Material des Bypasskanals 3 abgeführt werden, was beispielsweise zu einem Zeitpunkt nach der Startphase des Betriebs der Brennkraftmaschine der Fall sein kann, werden in dem Verfahren in einem fünften Schritt S5 das erste 13a und das zweite Ventil 14a geschlossen. In einem sechsten Schritt S6 werden das dritte 16a und das vierte Ventil 17a geöffnet. In einem siebten Schritt S7 wird das Gas aus dem Hohlraum 12 über ein Gasventil (nicht gezeigt) unter gleichzeitigem Füllen des Hohlraums 12 mit Flüssigkeit, die aus der dritten Leitung 16 in den Hohlraum 12 und weiter in die vierte Leitung 17 strömt und eine niedrigere Temperatur als das Abgas hat, evakuiert. Should the bypass channel 3 rather be cooled, so heat from the material of the bypass channel 3 be discharged, which may be the case, for example, at a time after the starting phase of the operation of the internal combustion engine, in the method in a fifth step S5, the first 13a and the second valve 14a closed. In a sixth step S6 become the third 16a and the fourth valve 17a open. In a seventh step S7, the gas is released from the cavity 12 via a gas valve (not shown) while simultaneously filling the cavity 12 with liquid coming from the third pipe 16 in the cavity 12 and on to the fourth line 17 flows and has a lower temperature than the exhaust gas evacuated.

In einer weiteren, späteren Betriebsphase, in der die Abgastemperaturen wieder niedriger sind, und der Bypasskanal 3 wieder thermisch isoliert werden soll, werden in den Schritten S1 bis S4 die Flüssigkeit wieder aus dem Hohlraum 12 abgeleitet und Gas in den Hohlraum 12 hineingeleitet.In a further, later operating phase, in which the exhaust gas temperatures are lower again, and the bypass channel 3 is to be thermally isolated again, the liquid in steps S1 to S4 again from the cavity 12 diverted and gas into the cavity 12 introduced therein.

Alternativ kann der Bypasskanal 3 bei zu niedrigen Temperaturen auch geheizt werden, also Wärme dem Bypasskanal 3 zugeführt werden, die wiederrum auf das Abgas übertragen wird. Dabei wird die Flüssigkeit während oder nach einer Kühlphase des Bypasskanals 3 nicht gekühlt, sonders die aufgenommene Wärme wird verwendet, um das Abgas zu erwärmen. Dazu werden in dem Verfahren in einem fünften Schritt S5 das erste 13a und das zweite Ventil 14a geschlossen. In einem sechsten Schritt S6 werden das dritte 16a und das vierte Ventil 17a geöffnet. In einem siebten Schritt S7 wird das Gas aus dem Hohlraum 12 über ein Gasventil (nicht gezeigt) unter gleichzeitigem Füllen des Hohlraums 12 mit Flüssigkeit, die aus der dritten Leitung 16 in den Hohlraum 12 und weiter in die vierte Leitung 17 strömt und eine höhere Temperatur als das Abgas hat, evakuiert. Die Flüssigkeit kann z. B. wärmer als das Abgas sein, wenn die Flüssigkeit zuvor eine hohe Wärmemenge vom Abgas aufgenommen hat und in einer aktuellen Betriebsphase der Brennkraftmaschine kühles Abgas produziert wird.Alternatively, the bypass channel 3 if too low temperatures are also heated, so heat the bypass channel 3 are supplied, which in turn is transmitted to the exhaust gas. The liquid is during or after a cooling phase of the bypass channel 3 not cooled, but the absorbed heat is used to heat the exhaust gas. For this purpose, in the method in a fifth step S5, the first 13a and the second valve 14a closed. In a sixth step S6 become the third 16a and the fourth valve 17a open. In a seventh step S7, the gas is released from the cavity 12 via a gas valve (not shown) while simultaneously filling the cavity 12 with liquid coming from the third pipe 16 in the cavity 12 and on to the fourth line 17 flows and has a higher temperature than the exhaust gas evacuated. The liquid can z. B. warmer than the exhaust gas, if the liquid has previously taken a large amount of heat from the exhaust gas and in a current operating phase of the engine cool exhaust gas is produced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Abgasrückführungssystem Exhaust gas recirculation system
22: Kanal mit Kühlereinrichtung Channel with cooler
2a2a: Einlasskanal inlet channel
2b2 B: Auslasskanal exhaust port
33: Bypass-Kanal Bypass channel
44: Abgastrakt exhaust tract
55: Ansaugtrakt intake system
66: Abgasnachbehandlungseinrichtung exhaust treatment device
77: Verdichter compressor
88th: Abgasrückführungsventil Exhaust gas recirculation valve
99: Abgasrückführungs-Bypass-Ventil Exhaust gas recirculation bypass valve
1010: innere Wandung inner wall
10a10a: Innenseite der inneren Wandung Inside of the inner wall
10b10b: Außenseite der inneren Wandung Outside of the inner wall
1111: äußere Wandung outer wall
11a11a: Innenseite der äußeren Wandung Inside of the outer wall
11b11b: Außenseite der äußeren Wandung Outside of the outer wall
1212: Hohlraum cavity
1313: erste Leitung first line
13a13a: erstes Ventil first valve
1414: zweite Leitung second line
14a14a: zweites Ventil second valve
1515: Pumpe pump
1616: dritte Leitung third line
16a16a: drittes Ventil third valve
1717: vierte Leitung fourth line
17a17a: viertes Ventil fourth valve
1818: Behälter container
18a18a: erster Teilbereich des Behälters first portion of the container
18b18b: zweiter Teilbereich des Behälters second portion of the container
1919: zweites Flüssigkeitsreservoir second liquid reservoir
2020: fünfte Leitung fifth line
20a20a: fünftes Ventil fifth valve
2121: Pumpe pump

Claims

Exhaust gas recirculation system ( 1 ) in a motor vehicle for conducting exhaust gas from an exhaust gas tract (US Pat. 4 ) into an intake tract ( 5 ) of a motor vehicle having a channel ( 2 ) with a cooler device and a bypass channel ( 3 ), in which the bypass channel ( 3 ) in the radial direction of a double wall with a cavity ( 12 ) with different fluid media for controlling the temperature of the bypass channel ( 3 ) is fillable.

System ( 1 ) according to claim 1, wherein the cavity ( 10 ) via in each case at least one opening in an outer wall ( 11 ) the double wall is in fluid communication with a first flow circuit and a second flow circuit.

System ( 1 ) according to claim 2, wherein the first flow circuit comprises at least one first line ( 13 ) with at least one first valve ( 13a ) and at least one second line ( 14 ) with at least one second valve ( 14a ) having.

System ( 1 ) according to claim 2 or 3, wherein in the first and second flow circuit in each case at least one pump ( 15 respectively. 21 ) is arranged.

System ( 1 ) according to any one of claims 2-4, wherein the second flow circuit comprises at least one third conduit ( 16 ) with at least one third valve ( 16a ) and at least a fourth line ( 17 ) with at least one fourth valve ( 17a ) having.

System ( 1 ) according to any one of claims 2-5, wherein the first flow circuit comprises a container ( 18 ), in which in a first subregion ( 18a ) a gas and in a second subregion ( 18b ) are a liquid.

System ( 1 ) according to any one of claims 2-6, wherein the second flow circuit comprises a second liquid reservoir ( 19 ) having.

Motor vehicle with a system according to one of the preceding claims.