DE2802095B2 - Abgas-Rückführanordnung für eine Viertakt-Brennkraftmaschine - Google Patents

Abgas-Rückführanordnung für eine Viertakt-Brennkraftmaschine

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgas-Rückführanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art
Bei einer solchen, in der DE-OS JJ 03 933 beschriebenen Abgas-Rückführanordiung werden mit Hilfe der nockenbetätigten Ventile die Za.,atzbrennkammern jeweils zweier Zylinder beim Expansionshub des einen Zylinders und beim Ansaughub des anderen Zylinders miteinander verbunden, um die Abgase aus der Zusatzbrennkammer des einen Zylinders in die Zusatzbrennkammer des jeweils anderen Zylinders tu überführen. Zuvor werden die Abgase jeweils in dem Abgasexpansionsverteiler expandiert und abgekühlt Obwohl durch diese durch die jeweilige Stellung des Kolbens innerhalb eines Zylinders gesteuerte Überführung von Abgasen von einem Zylinder zu jeweils einem « anderen Zylinder die Rauchbildung und auch die unerwünschte Beeinflussung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine vermindert werden können, sind diese beim Hochleistungsbetrieb der Brennkraftmaschine nicht auszuschließen. χ
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgas-Rückführanordnung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die Abgas-Rückführung beim Hochlastbetrieb der Brennkraftmaschine unterbunden wird.
BpJ einer Abgas-Rückführanordnung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst
Mit Hilfe der Steuerventileinrichtung in dem Abgasexpansionsverteiler kann der Austausch von Abgasen zwischen jeweils zwei einander zugeordneten Zylindern über den Abgasexpansionsverteiler gesteuert werden, wobei vorzugsweise bei Hochlastbetrieb über etwa V4 der Höchstleistung die Verbindung zwischen zwei einander zugeordneten Zylindern durch den Abgasexpansionsverteiler hindurch vollständig unterbunden wird, so daß also keine Abgas-Rückführung b*:i einem Hochlastbetrieb der Brennkraftmaschine stattfindet.
Dadurch ist bei diesem eine Rauchentwicklung und such eine Verminderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu verhindern.
Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung ist ein Drehklappenventil in dem Abgasexpansionsverteiler an einer solchen Stelle angeordnet, daß die vorhandenen Zylinder der Brennkraftmaschine in zwei Gruppen unterteilt werden, wobei die einander zugeordneten Zylinder, zwischen denen eine Abgas-Rückführung stattfindet, jeweils einen Zylinder aus jeder der Gruppen umfassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt:
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Zylinder C'ner Brennkraftmaschine und ein Ausführungsbeispiel der Abgas-Rückführungsanordnung,
Fig.2 eine Draufsicht auf einen Querschnitt der Abgas-Rückführungsanordnung und
Fig.3 einen Schwenkhebel zur Steuerung eines Steuerventils für die Abgasrückführung.
Fig.1 zeigt einen Zylinderblock 1 mit z.B. vier Zylindern Nr. 1 bis 4 einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung und mit Zusatzbrennkammern. Ein Kolben 3 befindet sich in jedem Zylinder 2. Ein Zylinderkopf 4 ist mit einer Zusatzbrennkammer 7 versehen, die über einen Durchgang 6 mit der Hauptbrennkammer 5 verbunden ist Ferner ist eine Einspritzdüse 8 zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Zusatzbrennkammer 7 im Zylinderkopf voi gesehen.
Eine Abgasleitung 9 ist mit der Hauptbrennkammer 5 über ein Auslaßventil 10 verbunden, das von einem herkömmlichen Nockenmechanismus so gesteuert wird, daß es sich bei einem Ausstoßhub im Bereich von 50°-10° Kurbelwinkel vor dem unteren Totpunkt öffnet
Ein Abgasexpansionsverteiler 11 ist an der Wand Aa des Zylinderkopfes 4 vorgesehen. Der Abgasexpansionsverteiler U ist über getrennte Auslässe 12 mit der Zusatzbrennkammer 7 eines jeden Zylinder Nr. 1—4 gemäß F i g. 1 und 2 verbunden.
Ein Kühlwassermantel 11a ist an der Außenseite des AbgasexpansionsVerteilers 11 ausgebildet und steht mit einer Kühlwasserleitung 46 im Zylinderkopf 4 in Verbindung, um in diese Kühlwasser einzuleiten, so daß die Kühl'ing des durch den Abgasexpansionsverteiler 11 strömenden Abgases erheblich verstärkt wird. Die gleiche Wirkung laßt sich dadurch erzielen, daß anstelle des Kühlwassermantels Ha am Umfang des Abgasexpansionsverteilers ti ein Gebläse oder dcrgl. vorgesehen wird. Ein Ventil 13 ist in der Mitte des Auslaß 12 vorgesehen. Dieses Ventil wird durch eine Rückstellfeder 14 geschlossen und durch die Aufwärtsbewegung eines Stößelmechanismus 15 geöffnet Eine Nockenwelle 16 dreht sich mit der nicht gezeigten Kurbelwelle. Mehrere nicht gezeigte Nocken sind vorgesehen, um den konventionellen Ein- und Auslaßventilmechanismus zu betätigen und gleichzeitig wird der Stößelmechanismus 15 durch Nocken 17 und 18 nahe dem Ende des Expansionshubes in jedem Zylinder I —4, d. h. im Expansionshubbereich von 90° —50° Kurbelwinkel vor dem unteren Totpunkt des jeweiligen Kolbens 3, und in der letzten Hälfte des Ansaughubes, d. h. im Ansaughubbereich von 60°—20" Kurbelwinkel vor der unteren Totpunktlage des jeweiligen Kolbens 3 nach oben bewegt.
Eine Steuerventileinrichtung, des weiteren kurz Drehklappenventil 19 genannt, ist drehbar in einem einstückig mit dem Abgaseexpansionsverteiler 11
verbundenen Abschnitt 11 cgehalten. Das Drehklappenventil 19 befindet sich in der Mitte des Abgasexpansionsverteilers, Bei einer Drehung des Drehklappenventils 19 erfolgt ein öffnen oder Schließen eines inneren Durchlasses 116 im Abgasexpansionsverteiler. Am s äußeren Ende einer Drehwelle 19a ist ein Drehhebel 20 vorgesehen.
Eine Feder 21 drückt das Drehklappenventil 19 in Richtung auf den Abgasexpansionsverteiler U. Die Feder 21 befindet sich in einem Gehäuse 22, das an dem flanschartig ausgebildeten Ende des Abschnittes Hc so befestigt ist, daß der Ventilabschnitt gasdicht ist Der Drehhebel 20 ist mit einer Steuereinrichtung für die Brennkraftmaschine, z.B. dem Brennstoffsteuerhebel von einer nicht gezeigten Einspritzpumpe gekoppelt Bei dieser Ausbildung wird das Drehklappenventü 19 in seine schließende Richtung entsprechend der Bewegung des Breenstoffsteuerhebels bewegt, wenn die Brennkraftmaschinen-Belastung einen Wert von mehr als 3A der Höchstleistung erreicht
Arbeitsweise der Abgas-Rückführanordnung:
Bei der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit Selbstzündung und vier Zylindern Nr. 1 —4. Die Zündfolge ist 1,3, 4, 2. Bei einer solchen Viertakt-Brennkraftmaschine wird, wenn sich z. B. der Kolben im Zylinder Nr. 3 dem Ende seines Expansionshubes nähert, ein Teil des in der zugehörigen Zusatzbrennkammer verbleibenden Abgases in den Abgasexpansionsverteiler 11 Ober den Auslaß 12 ausgestoßen, da das Ventil 13 sich gegen die Kraft der Rückstellfeder 14 infolge der Aufwärtsbewegung des Nockens 18 und des Stößelmechanismus 15 nach oben bewegt Die Öffnung des Ventils 13 erfolgt im Bereich von 90° —50" Kurbelwinkel vor dem unteren Totpunkt Das in den Abgasexpansionsverteiler 11 eingeführte Abgas wird durch die Expansion, das im Wassermantel umlaufende Wasser und die Außenluft auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und gleichzeitig wird, weni ein anderer Kolben, z. B. der Kolben im Zylinder Nr. 2, sich in der letzten Hälfte seines Ansaughubes befindet, das Ventil 13 durch die anhebende Wirkung des Nockens 17 und des Stößelmechanismus 15 geöffnet, so daß das Abgas im Abgasexpansionsverteiler 11 in die Zusatzbrennkammer des Zylinders Nr. 2 Ober den Auslaß 12 gelangt Die öffnung des Ventils 13 am Zylinder Nr. 2 erfolgt im Bereich von 60° —20° vor dem unteren Totpunkt
Bei der beschriebenen Ausfühiungsform erfolgt bei einer Zündfolge von 1,3,4 und 2 die Abgasrückführung wiederholt in der folgenden Reihenfolge:
Abgas von Zylinder Nr. 1 in Zylinder Nr. 4,
Abgas von Zylinder Nr. 3 in Zylinder Nr. 2,
Abgas von Zylinder Nr. 4 in Zylinder Nr. 1 und
Abgas von Zylinder Nr. 2 in Zylinder Nr. 3.
Die Abgas-Rückführanordnung ist so ausgelegt, daß die Abgasrückführung von der Zusatzbrennkammer des einen Zylinders zu der Zusatzbrennkammer des anderen Zylinders erfolgt Daher wird im Vergleich zu der herkömmlichen Abgasrückführung eine verbesserte volumetrische Wirksamkeit in jedem Zylinder erhalten. Die hier beschriebene Abgas-Rückf*;irungsanordnung beeinflußt daher die Ausgangsleistung oJer die Rauchentwicklung unter Hochlastbetrieb nicht nachteilig. Erreicht die Belastung einen Wert von mehr als V.j der Höchstlast so dreht der Schwenkhebel 20 das Drehklt^penventil 19 in seine Schließrichtung entsprechend der Bewegung des Brennstoffsteuerhebels für die Einspritzpumpe, wodurch die Abgasrückführung in dem inneren Durchlaß 116 im Abgasexpznsionsverteiler 11 gesteuert wird. Während bei der bevorzugten Ausführungsform ein Drehklappenventil vorgesehen ist, läßt sich auch ein Steuerventil anderer Bauart verwenden, falls dieses die Größe der Abgasrückführung steuern kann. Dieses geschieht dabei durch eine zumindest teilweise Unterbrechung der Verbindung von zwei einander zugeordneten Zylindern über den Abgasexpansionsverteiler. Durch das Drehklappenventil innerhalb des Abgasexpansionsverteilers werden also die Zylinder in zwei Gruppen aufgeteilt, aus denen jeweils ein Zylinder der einen Gruppe einem aus der anderen Gmnpe zugeordnet ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprache;
1. Abgas-Rückführungsanordnung for eine mehrzyltndrige Viertaktbrennkraftmaschine mit Selbstzündung und Zusatzbrennkammern, in die in zeittaktmäßiger Folge Kraftstoff eingespritzt wird, mit einem Abgasexpansionsverteiler, der über getrennte Auslasse mit jeder Zusatzbrennkammer verbunden ist, mehreren nockenbetätigten Ventilen, ι ο von denen je eines jedem Auslaß zugeordnet ist, und die von einer gemeinsamen Nockenwelle so gesteuert sind, daß sie sich jeweils beim Expansionshub und beim Ansaughub der betreffenden Zylinder öffnen, gekennzeichnet durch eine Steuer- ts ventileinrichtung (19), die in dem Abgasexpansionsverteiler (11) angeordnet ist und die Menge der zu den Zusatzbrennkammern (7) zurückgeführten Abgase bei Hochlastbetrieb steuert
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet da^dieSteueryentaeinrichtung (19) gis ein Drehklappenventil ausgebildet ist, das an einer solchen Stelle des Abgasexpansionsverteilers (11) angeordnet ist, daß die vorhandenen Zylinder (Zylinder 1 bis 4) in zwei Gruppen aufgeteilt werden.
DE2802095A 1977-01-20 1978-01-18 Abgas-Rückführanordnung für eine Viertakt-Brennkraftmaschine Expired DE2802095C3 (de)

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