DE2710189A1 - Brennkraftmaschine mit interner verbrennung - Google Patents

Brennkraftmaschine mit interner verbrennung

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DE2710189A1
DE2710189A1 DE19772710189 DE2710189A DE2710189A1 DE 2710189 A1 DE2710189 A1 DE 2710189A1 DE 19772710189 DE19772710189 DE 19772710189 DE 2710189 A DE2710189 A DE 2710189A DE 2710189 A1 DE2710189 A1 DE 2710189A1
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combustion engine
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exhaust
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DE19772710189
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Robert Happel
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/59—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor
    • F02M26/62—Systems for actuating EGR valves using positive pressure actuators; Check valves therefor in response to fuel pressure
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Description

-J-
Daimler-Benz Akt i enge sei ·. s'
Stut tgart-Untertürkhe i
Daim 11 196/6 'J. 3.77
Brennkraftmaschin· mit interner Verbrennung
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit interner Verbrennung, Abgasrückführung und hinsichtlich ihrer Ga β wege getrennter Ein- und Aus 1 a ßsy steine .
Bei bekannten Maschinen dieser Art erfolgt die Abgasrückführung Üblicherweise durch eine Querverbindung zwischen Auslaßkanal und EinlaOkanal, wobei die Querverbindung absteuerbar ist. Das rUckgeführte Abgas tritt dann zusammen mit dem Frischgas über den EinlaOkanal in den Brennraum der Maschine pin. Verunreinigungen des Abgases führen bei derartigen Systemen insbesondere in Verbindung mit sich niederschlagenden Kraftstoffpartikeln zu Anlagerungen im EinlaOkanal und am jeweiligen, dem Einlaß zugeordneten Gaswechselsteuerelement, mit der Wirkung, daß die freien Einlaßquerschnitte verringert werden und der Fiillungsgrad der Maschine verschlechtert wird. In dieser Richtung wirkt sich auch die durch die rückgeführten Abgase erreichte Auf· heizung des Einlaßsystemes aus.
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Daim 11 196/*»
Durch die Erfindung soll ein System zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen geschaffen werden, das die vorerwähnten Nachteile vermeidet.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dall die Brennkrartmaechine bei erfindungsgemäßer Ausgestaltung mit einem in den Gaswegen vom Einiaßsystem unabhängigen Abgasrück führ .system ausgestattet wird. Dies läßt sich einmal dadurch erreichen, daß ein gesondertes, vom Einlaß- und Auslaßsystem unabhängiges AbgasrückfUhrsyβtem vorgesehen wird. Eine erfinduxigsgeratfU besonders vorteilhafte Lösung, die zu einem insgesamt besonders einfachen Maschinenaufbau führt, besteht dabei darin, daß ein dem Auslaß.sys ι em der Maschine zugeordnetes Ab^asrückfUhrsystern vorgesehen wird· Dieses ist dabei zweckmäßigerweise in das Auslaßsystem integriert, wobei eine bevorzugte, sich durch große Einfachheit auszeichnende Lösung darin besteht, die Gasrückführung aus dem Auslaßkanal über das Auslaß-Steuerelement zu steuern. Dem Auslaß-Steuerelement kann hierzu eine Zusatzsteuerung zugeordnet sein, über die das Auslaß-Steuerelement überlagert zur Auslaßsteuerung im Hinblick auf die Abgasrückführung steuerbar ist.
Die Rückführung der Abgase erfolgt dabei bevorzugt im frühen Ansaugtaki, wofür der Schließpunkt des Auslaß-Steuerelementes entsprechend verlagerbar ist.
Eine einfache Möglichkeit zur Verlagerung des Schließzeitpunktes des Gaswechsel-Auslaß-Steuerelementes besteht bei oinem Ventil als Steuerelement darin, die Stützhöhe des Lagerbockes des Ventiles zu verstellen, was im Rahmen der Erfindung bevorzugt hydraulisch erfolgen kann. In die Versor-
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gung der hydraulischen Lagerbockverstellung 1st dabei zweckmäßige rve ine ein Über die Nockenwelle der Brennkraftmaschine betutigbares Sperrglied eingeschaltet, über das die Druckmittelzufuhr zum Lagerbock in fester Zuordnung zum Vontil-Betätlgungsnocken erfolgen kann.
Ferner kann erfindungegemäQ die Druckmittelzufuhr noch motordreh zahl abhang Ig bzw. lastabhängig gesteuert werden, wofür ia Versorgungeweg oincrehzahl- bzw. lastabhängig arbeitendes Steuerglied angeordnet wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeisplelee näher erJh'utert. Es zeigen:
Pig. 1 eine Schemadarstellung einer mit einer erfindungsgemäOen Abgasrückführung arbeitenden Brennkraftmaschine, und
Pig. 2 eine weitere Möglichkeit zur Betätigung des die Abgasrückführung steuernden Ventiles.
In der SchemadarsteJlung gemäß Fig. 1 ist im Schnitt der Zylinder 1 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gezeigt, in dem ein Kolben 2 angeordnet ist, der, wie durch den Pfeil 3 angedeutet, gerade in der Ansaugphase ist.
An den teilweise durch den Kolben 2 begrenzten, volumenvoränderllchen Brennraum k dor hier im Ausführungsbeispiel angesprochenen Vlertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine schließt der
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Daim 11
AunlaOkanal 5 ani wobei im Übergang vom Auslaßkanal 5 zum Brennraum Ί als Gaswechselsteuerelement ein Ventil 6 vorgesehen ist. Dem Ventil 6, das in üblicher Weise in Richtung auf seine Schließtage über eine Ventilfeder 7 belastet int, ist zur Betätigung ein Schwinghebel 8 zugeordnet, der über den Nocken 9 der Nockenwelle Io beaufschlagbar und auf einer Gelenkkugel 11 gelagert ist, die dem Lagerbock 12 zugeordnet und hydraulisch höhenverstellbar ist.
Die DruckflUi«sigkeitszu- und -abfuhr erfolgt dabei über eine Leitung 13, der ein Sperrglied i'4 zugeordnet ist, das bei schieberartiger Ausbildung über eine der Nockenwelle zugeordnete Nockenscheibe 15 steuerbar ist, so daß das Sperrglied lU in einem gegenüber dem BetMtigungsnocken 9 festliegenden Bereich angesteuert wird. Die Nockenscheibe 15 iet hierftlr im Aus führung s bei spie! über einen Winkelbereich von etwa 150 Grad hinterechnitten, so daß der als Sperrglied lA vorgesehene Schieber Über die ihn gegen die Nockenscheibe 15 belastende Feder 16* in seine Öffnungsstellung verschoben wird, wodurch die Leitung 13 über das Sperrglied λ** und die Leitung 16 an einen Druckmittelkreislauf angosdikweai wird» der hier durch die Pumpe 17 symbolisiert ist und der durch den Schmierkreislauf der Naschine gebildet sein kann. Entsprechend dem vorgesehenen Hinterschneidungabereich von bis zu 15° Grad Nockenwelle ergibt sich ein Öffnungsbereich von bis zu 300 Grad Kurbelwelle für das Ventil 6, wobei der Auslaß bevorzugt im Bereich von •twa 60 Grad vor dem unteren Totpunkt UT im Expansionstakt öffnet und spätestens im frühen Saugtakt, das heißt bei etwa 60 Grad nach dem oberen Totpunkt OT im Ansaugtakt schließt.
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27 1Q189
Der Ansteuerung des Lagerbockes 12 zur DruckmittelVersorgung und Höhenverstellung der Lagerung des Schwinghebels 8 über das Sperrglied 1*4 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, eine lastabhängige Ansteuerung überlagert sein, derart, daO Über ein weiteres, mit dem Fahrpedal 18 gekoppeltes Sperrglied 19 zumindest im höheren Lastbereich die DruckmittelVersorgung TUr die Höhenverstellung des Lagerpunktes des Schwinghebels 8 gegen den Vorratsbehälter 2o kurzgeschlossen wird.
Die erf indungsgeinäße Ansteuerung,bei der zumindest im unteren Lastbereich das Auslaßventil über den Ausschubtakt in den Ansaugtakt hinein offengehalten wird, so daß aus dem Auslaßkanal 5 Abgas rückgesaugt werden kann, erbringt eine Abgasrückführung ohne Beeinträchtigung des Ansaugsyetemes. Insbesondere werden auch besondere AbgasrückfUhrkanäle vermieden. Im höheren Last- und/oder Drehzahlbereich kann durch eine Ansteuerung der erfindungsgemäßen Art die Abgasrückführung in einfacher Weise unterbunden werden. Dadurch, daß die Pumpe 17 in ihrer Drehzahl von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist und synchron zu dieser in ihrem Förderdruck bzw. der Fördermenge schwankt, stellt sich bei der erfindungsgemäßen Lösung auch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine die Stützhöhe des Lagerbockes, und damit die Hubhöhe des Ventiles 6 sowie dessen Öffnungszeit ein.
Eine vorgeschilderte, last- oder drehzahlabhängige Ansteuerung des AbgasrückfUhrventiles ist unabhängig von der anhand der Fig. 1 geschilderten Abgasrückführung unter Umgehung des Einlaßsystemes auch dort möglich, wo ein Abgasriickführkanal 21 auf einen Einlaßkanal 22 ausmündet und wo der AbgasrückfUhrkanal 21 durch ein Ventil 23 absteuerbar
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ist, das druckmittelbetätigt ist. Durch den veranschaulichten Anschluß des Ventile» 23 an einen Druckmittelkreislauf wird dieses solange offengehalten, bis last- und/oder drehzahlabhängig ein Sperrglied 2k eine Querverbindung zwischen der Druckmittelzufuhrleitung 25 zum Ventil 23 und dem Vorratsbehälter 26 freigibt. Bei einer derartigen Anordnung ist also, wie dies wegen der Ausmündung auf den Einlaßkanal
22 möglich ist, der Abgasrückführkanal 21 mit dem Einlaßkanal 22 Über das Ventil 23 verbunden, bis bei höherer Last und/oder höherer Drehzahl die Druckmittelzufuhr zum Ventil
23 durch Öffnen des Sperrgliedes 2k unterbrochen und damit der Abgasrückführkanal 21 gegenüber dem Einlaßkanal 22 abgesteuert wird. Die Größe des Öffnungshubes des Ventiles ist dabei von der Höhe des Arbeitsdruckes des Druckmittels und damit - bei entsprechend drehzahlabhängig arbeitender, mit der Brennkraftmaschine gekuppelter Pumpe - von der Maschinendrehzahl abhängig, was erwünscht ist. In gleicher Weise ist dies, wie schon zu Fig. 1 gesagt, auch bei Ansteuerung des Ventiles mit aus dem Schnierkroisiauf der Maschine abgezweigtem Druckmittel der Fall.
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Claims (16)

  1. Daimler-Benz Akt ien^e«·? U schart
    Stuttgart -UnterttirKhe \m
    27JU189
    Daim 11 196/4
    3-3.77
    Ansprüche
    Brennkraftmaschine ait interner Verbrennung, Abgasrückführung und hinsichtlich Ihrer Gaswe„ge getrennter Ein- und Auslaßsystcme, gekennzeichnet durch
    ein in den Guswegen vom Einlaßsystem unabhängiges Abgasrück TUh r .«*y s ten.
  2. 2. Rrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge· kennze i chnet , daΠ ein gesondertes, unabhängiges AbgasrückfUhrsystemfvorgesehen ist.
  3. T. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch g β kennze i chnet , daß Auslaßsystem und AbgasrückfUhrsys tem gesonderte Gaswechselsteuerelemente aufweisen.
  4. '«. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet , daß ein dem Auslaßsystem zugeordnetes AbgasrückfUhrsystem vorgesehen ist.
  5. 5· Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e kennze i chnet , daß das AbgasrUckfUhrsystem in das Auslaftsystem integriert ist.
    809837/0205
    ORIGINAL INSPECTED
    - 2 - Daim 11 196/k
    2710I8S
  6. 6. Brennkra ftmaschine nach Anspruch '» oder "3, dadurch gekennzeichnet , daß das Auslaßsystem und das AbgusrückfUhrsystern mit geneinsaneη Gaswechselsteuereienenten (Ventil 6) versehen sind.
  7. 7· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche k bis 6, gekennzeichnet durch die Rückführung des Abgas*»s aus dem Auslaßkanal (5) und Steuerung der Abgasrückführung über das Auslaß-Gasvechse!steuerelement (Ventil 6).
  8. 8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine lastabhängige Veränderung der Steuerzeit für das die Abgasrückführung steuernde Element.
  9. 9· Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Rückführung der Abgase im frühen Ansaugtakt.
  10. 10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließpunkt des AuslaQ-GaswechselSteuerelementes (Ventil 6) spätestens im Bereich dos Ansaugtaktes liegt.
  11. 11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet , daß der SchlieQpunkt des Auslaß-Gaswechselsteuerelementes (Ventil 6) im Bereich des frühen Ansaugtaktes liegt.
    809837/0205
    - 3 - Da im 11 196/4
  12. 12. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß-Gaswechselsteuerelement hinsichtlich seines Schließpunktes verstellbar ist.
  13. 13· Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der SchließzeJ^tpunkt des als Ventil (6) ausgebildeten Gasvechselsteucrelementes durch Verstellung der StUtzhöhe des Lagerbockes (12) des das VentiJ (6) beaufschlagenden Schwinghebels (8) veränderbar 1st.
  14. 1'». Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzei chne t , daß die Stützhöhe des Lagerbockes (12) hydraulisch verstellbar ist.
  15. 15. Brennkraftmaschin· nach einen oder mehreren der vorhergehenden Anspruch·, dadurch gekennzeichnet, daß im V«rsorgungsw«g (Leitungen 13, 16) für die hydraulische LagerbockabstUtzung ein Über die Nockenwelle (Io) der Brennkraftmaschine betätigbarββ Sperrglied [1Ik) angeordnet ist, über das die Druckmittelzufuhr zum Lagerbock (12) in fester Zuordnung zum Betätigungsnocken (9) des Schwinghebels (8) steuerbar ist.
  16. 16. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des hydraulischen Druckmittels von der Motordrehzahl abhängig ist.
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    -*>- Daim U 1 96/Ί
    17· Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeich net, daß die DruckmittelTersorgung für die Lagerbockverstellung lastabhängig absteuerbar ist.
    IB. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Druckmitte Ivorsorgung für die Lagerbockverntellung drehzahlabhängig absteuerbar ist.
    19· Brennkraftmaschine nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckmittel versorgungsweg. dem Über die Nockenwelle (to) betätigbaren Sperrglied (1*0 anströmsei tig vorgelagert^ein lastabhängig arbeitendes Steuerglied (19) angeordnet ist.
    2o. Brennkraftmaschine nach Anspruch 19· dadurch gekennzei chne t , daß das Steuerglied (19) mit den Fahrpedal (18) gekoppelt ist.
    809837/0205
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