DE2353908A1

DE2353908A1 - Verbrennungskraftmaschine mit fremdzuendung

Info

Publication number: DE2353908A1
Application number: DE19732353908
Authority: DE
Inventors: Aladar O Simko
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-11-03
Filing date: 1973-10-27
Publication date: 1974-05-16
Also published as: AU5860173A; IT991976B; DE2353908C3; AU445977B2; US3776207A; GB1401103A; JPS4977031A; CA984247A; DE2353908B2

Description

Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung mit einer Einrichtung zur Einleitung eines Teiles der Abgase in die zu den Verbrennungsräumen der Verbrennungskraftmaschine strömende Luft.

Es ist bekannt, daß der Ausstoß an Nitro-Oxyden mit der Erhöhung der Brenntemperaturen der Verbrennungskraftmaschine undrnit den Drücken in den Brennkammern steigt. Es ist weiterhin bekannt, daß die Maximaltemperaturen dadurch verringert werden können, daß ein Teil der Abgase "wieder der Luft zugeführt wird, die in die Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine eintritt. '

Es hat sich nun herausgestellt, daß ein niedrigerer Anteil an NO_x erreicht werden kann, wenn ein konstanter Anteil der Abgase wieder dem Verbrennungsprozess zugeführt wird. Der Anteil kann beispielsweise 25 % betragen.

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Es ist nun wichtig, diesen Anteil während der gesamten Betriebsdauer des Motors aufrecht zu erhalten, einschließlich des Leerlaufes. Dadurch ist in der Regel ein großer Überwachungsaufwand notwendig, um die exakt vorgegebene Rate der Rückführabgase einzuhalten. Ergeben sich hier Abweichungen, so wird das erstrebte Ziel nicht erreicht oder aber die Verbrennungskraftmaschine neigt zu Fehlzündungen.

Entsprechend ist es das Ziel der Erfindung, eine Einrichtung vorzuschlagen, die es erlaubt, eine vorgegebene Menge der Abgase unter allen Umständen dem Verbrennungsprozess wieder zuzuführen, wobei die Einrichtung zur Einhaltung des vorgegebenen Anteiles der zugeleiteten Abgase unaufwendig und verläßlich ist.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß Leitungen vorgesehen sind, durch die die gesamten Abgase eines Teiles der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine dem Luftansaugsystem zuleitbar sind. Gemäß der Erfindung wird somit der Abgasanteil von einem oder von mehreren Zylindern dem Luftansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine wieder zugeleitet, während die anderen Zylinder direkt ihre Abgase in den Auspuff einleiten.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der nicht zum Ansaugsystem zuführbare Anteil der Abgase, gegebenenfalls über eine katalytische Einheit, einem Auspuffrohr zugeleitet werden.

Weiterhin ist möglich, daß die'dem Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbaren Abgase über eine Auspuffleitung und ein Rohr einem Leitventil zuströmen, wobei in einer Position des Leitventils die Abgase über eine Rückführleitung dem Luftansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbar sind und in der anderen Position des Luftleitventils über eine Abzweigleitung einem Rohr und schließlich dem Auspuffrohr zuströmen.

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Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß das Leitventil die Position zur Ableitung der Abgase in die Auspuffleitung bei geöffneter Drosselklappe im Lufteinlaßsystem der Verbrennungskraftmaschine einnimmt, während bei anderen Positionen der Drosselklappe das Leitventil ganz oder.teilweise die andere Position einnimmt. Dadurch wird erreicht, daß bei Vollastbetrieb eine Rückführung der Abgase nicht erfolgt, während bei anderen Betriebs zuständen ein festgelegter Anteil der Gesamtabgase der Verbrennungskraftmasdiine wieder dem* Verbrennungsprozess zugeführt werden können.

Findet eine Achtzylinder-Verbrennungskraftmaschine Verwendung, so werden vorzugsweise die Abgase von zwei Zylindern dem Ansaugsystem wieder zugeleitet.

Erfindungsgemäß kann weiterhin die Auspuffleitung, die zum Leitventil führt, mit einem Schalldämpfer versehen sein, wobei die gesamte Leitung zur Rückführung der Abgase in das Luftansaugsystem so ausgelegt ist, daß eine Dämpfung der Auspuffschwingungen erreichbar ist.

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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Rückführleitung zur Zuleitung der Abgase zum Luftansaugsyetem mit Kühlrippen versehen ist»

Die Erfindung wird an einem Ausführungebeispiel erläutert; in der einzigen Figur ist schexhatisch eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine dargestellt.

Beim dargestellten AusfÜhrungsbeiepiel ist der Motorblock insgesamt mit -10 bezeichnet. * ,

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Er besitzt zwei Zylinderreihen 12 und 14. Der Ansaugstutzen für die beiden Zylinderreihen ist mit 16 bzw 18 bezeichnet. Eine Verbindungsleitung verbindet die beiden Ansaugstutzen; die Verbindungsleitung trägt die Bezeichnung 20. Ander Verbindungsleitung befindet sich eine Lüfteinlaßöffnung 22, in der eine Drosselklappe 24 angeordnet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Zufuhr von Kraftstoff nicht über den Vergaser; vielmehr findet eine direkte Efcispritzung des Kraftstoffes statt.

Die Lufteinlaßöffnung 22 ist durch eine Leitung 26 mit ein,em etwas entfernter liegenden Luftfilter 28 verbunden. Der Luftfilter kann von üblicher Konstruktion sein; das Ansaugen der Verbrennungsluft erfolgt durch einen An eau grus s el 30 und die Filterung erfolgt durch einen üblichen Papierfilter in Ringform, der nicht näher gezeigt ist.

Die linke Zylinderreihe 12 ist mit den Auspufföffnungen an eine Auspuffleitung 32 angeschlossen, wobei alle vier Auspuff Öffnungen in die Auspuffleitung 32 münden. Die Auspuffgase laufen sodann über eine katalytisch^ Einheit 34, ein Auspuffrohr 36 und einen Schalldämpfer 38.

Die Verbrennungsgase der rechten Zylinderreihe 14 münden zum Teil in eine Kurzauspuffleitung 40, die durch eine Leitung 42 mit dem Auspuffrohr 36 verbunden ist. Die restlichen zwei, vorne liegenden Zylinder sind an eine zusätzliche Auspuffleitung 44 angeschlossen, die über ein Rohr 46 und einen Schalldämpfer 48 zu einer Rückfuhrleitung 50 führt. Letztgenannte Leitung mündet in eine Leitung, durch die, unterhalb des Luftfilters 28, Frischluft der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Dabei ist die Anordnung vorzugsweise so vorgenommen, daß die Zufuhr der Abgase auf die Reinseite des Luftfilters erfolgt.

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Die Rückführleitung 50 besitzt Kühlrippen 51, die die Aufgabe haben, die rückgeführten Gase nach Möglichkeit abzukühlen. Der Zweck dieser Maßnahme ist bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu.-werden. Weiterhin ist die Länge der RüekfÜhrleitung 50 so gewählt, daß störende Schwingungen innerhalb des Systems vermieden werden.

Eine Abzweigleitung 52 der Leitung 42 führt weiterhin von der RüekfÜhrleitung 50 zum Auepuff sy stern. Im Anschlußbereich dieser Leitung befindet sich ein Leitventil 54, das so ausgelegt ist, daß das Rohr 46 wahlweise mit der RüekfÜhrleitung 50 oder aber mit der Abzweigleitung 52 verbunden werden kann. Das Leitventil 54 befindet sich normalerweise in der in der Figur gezeigten Position. Durch ein entsprechendes Gestänge, das im einzelnen nicht gezeigt ist, kann jedoch das Leitventil auch in die gestrichelt gezeichnete Position 56 bewegt werden. Das erfolgt durch eine Drehung des Leitventils 54 um etwa 90 . Die gestrichelt gezeichnete Position ist für die Betriebs zustände gedacht, in denen die Drosselklappe geöffnet ist. Bei diesen Betriebs zustanden ist eine Rückführung der Abgase nicht erwünscht.

Bei anderen B et riebe zu ständen wird jedoch der gesamte Abgasanteil der angeschlossenen zwei Zylinder dem Luftansaugsystem wieder zugeführt.

Es ist selbstverständlich, daß der Anteil der rückführbaren Gase je nach Verbrennungskraftmaschine gewählt werden kann. So beträgt er beispielsweise bei einer Sechszylinder-Maschine bei der Rückführung nur eines Zylinders 16, 7 %. Ein solcher Anteil wäre zwar für die Erreichung minimaler NO_x-Werte nicht ausreichend, es würde jedoch immerhin eine bedeutende Reduzierung des NO_x-Gehaltes erreicht werden können. Wichtig ist jedoch für die Anwendung der erfindungs gemäßen Einrichtung, daß eine absolut sichere Rückführung eines bestimmten Anteiles ohne einen großen technischen Aufwand möglich ist.

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Claims

Verbrennungskraftmaschine mit Fremdzündung mit einer Einrichtung zur Einleitung eines Teiles der Abgase in die zu den Verbrennungsräumen der Verbrennungskraftmaschine strömende Luft, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen vorgesehen sind, durch die die gesamten Abgase eines Teiles der Zylinder der Verbrennungskraftmaschine dem Luftansaugsystem zuleitbar sind.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht zum Ansaugsystem zurückführbare Anteil der Abgase, gegebenenfalls über eine katalytische Einheit (34), einem Auspuffrohr (36) zuleitbar ist.
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbaren Abgase über eine Auspuffleitung (44) und ein Rohr (46) einem Leitventil (54) zuströmen, wobei in einer Position des Leitventiles (54) die Abgase über eine Rückführleitung (50) dem Luftansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zuführbar und in der anderen Position des Leitventils (54) über eine Abzweigleitung (52) einem Rohr (42) und schließlich dem Auspuffrohr (36) zuführbar sind.
4. Verbrennungskraftmasdiine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitventil (54) die Position zur Ableitung der Abgase in die Auspuffleitung (36) bei geöffneter Drosselklappe (24) im Lufteinlaßsystem der Verbrennungskraftmaschine einnimmt, während bei anderen Positionen der Drosselklappe (24) das Leitventil ganz oder teilweise die andere Position einnimmt.

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5. ■ Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Acht-Zylinder-Verbrennungskraftmaschine die gesamten Abgase von zwei Zylindern dem Ansaug-, system zuleitbar sind.
6. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadu r ch ge kennzeich η et, daß die Rückführleitung (50) mit Kühlrippen (51) versehen ist. -
7. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auspuffleitung (44), die zum Leitventil (54) führt, mit einem Schalldämpfer (48) versehen ist, wobei die gesamte Leitung zur Rückführung der Abgase in das Luftansaugsystem so ausgelegt ist, daß eine Dämpfung der Auspuff schwingungen erreichbar

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