DE3501067A1 - Intake system for a multicylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, especially for an air-compressing injection internal combustion engine - Google Patents

Intake system for a multicylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, especially for an air-compressing injection internal combustion engine

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Abstract

The invention relates to an intake system for a multicylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, in which a box-shaped air duct housing contains a mixing duct, in the mixing section of which, in partial load operation of the internal combustion engine, recirculated exhaust gas mixes with the combustion air emanating from the clean air side lying downstream of an air filter and flowing in by way of a fixed throttle, and the mixing section of which in full load operation is bypassed by a main portion of the combustion air, which portion passes directly from the clean air side, by way of an opened air control flap, into the distributor volume of the air duct housing, which distributor volume is connected to the intake pipes of the internal combustion engine.

Description

"Ansaugsystem für eine mehrzylindrige Brennkraft- "Intake system for a multi-cylinder internal combustion

maschine mit Kraftstoffeinspritzung und Abgasrückführung, insbesondere für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine" Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung und Abgasrückführung, insbesondere für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, mit einem Luftführungsgehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. machine with fuel injection and exhaust gas recirculation, in particular for an air-compressive injection internal combustion engine "The invention relates to on an intake system for a multi-cylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, especially for an air-compressing internal combustion engine, with an air guide housing according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 33 24 343 ist eine Ausführung bekannt, bei der im Luftführungsgehäuse die gesamte Ansaugluft von de. Reinluftseite stromab des Luftfilters über ein Luftdrosselventil in einen Mischkanal und schließlich in das Verteilervolumen gelangt. Bei Abgasrückführung soll die Mischstrecke in dem Luftführungsgehäuse eine gute Vermischung der zugeführten Abgase mit der Verbrennungsluft vor Eintritt in das Verteilervolumen bewirken.From DE-PS 33 24 343 an embodiment is known in which in the air duct housing the entire intake air from de. Clean air side downstream of the air filter via an air throttle valve enters a mixing channel and finally into the distribution volume. With exhaust gas recirculation the mixing section in the air duct housing should ensure good mixing of the supplied Cause exhaust gases with the combustion air before entering the distributor volume.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem Luftführungsgehäuse nach der DE-PS 33 24 343 eine verbesserte Ausführung unter Beibehaltung einer kompakten Bauweise im Ansaugsystem vorzusehen, die ab einer bestimmten Motorlast, bei der die hohe Abgasrückführrate vermindert und bei Vollast aufgehoben wird, eine Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrades mit einfachen Mitteln ermöglicht.The invention is based on the problem of the air guide housing according to DE-PS 33 24 343 an improved version while maintaining a compact Construction to be provided in the intake system from a certain engine load at which the high Exhaust gas recirculation rate is reduced and canceled at full load, an increase in the allows volumetric efficiency with simple means.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.To solve this problem are used in the characterizing part of the claim 1 specified features. The subclaims contain further advantageous developments specified.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß bei Lastwechsel von Teillast mit Abgasrückführung auf Vollast ohne Abgas rückführung die Ansaugluft in dem Lüftführungsgehäuse nicht mehr gezwungen wird, über das Luftdrosselventil am Anfang des Mischkanals und die heiße Mischstrecke zu strömen, wodurch sich starke Strömungsverluste durch thermische und strömungsmechanische Drosselung ergeben. Die Ansaugluft kann von der Reinlustseite direkt in das Verteilervolumen durch die geöffnete großflächige Luftsteuerklappe strömen. Durch die Umgehung wird insbesondere bei instationären Motorbetriebsverhältnissen die CO- und Schwarzrauchemission vermindert. Lediglich eine Teilmenge der Ansaugluft strömt üher die feste Drossel in den Mischkanal und kühlt die Mischstrecke.The measures according to the invention ensure that when there is a load change the intake air from partial load with exhaust gas recirculation to full load without exhaust gas recirculation in the ventilation guide housing is no longer forced via the air throttle valve at the beginning of the mixing channel and the hot mixing section to flow, creating strong Flow losses result from thermal and fluid mechanical throttling. The intake air can from the pure pleasure side directly into the distribution volume through the open large-area air control flap flow. In particular, bypassing in unsteady engine operating conditions, the CO and black smoke emissions are reduced. Only a subset of the intake air flows over the fixed throttle into the mixing duct and cools the mixing section.

Dadurch, daß der Mischkanal im Bereich der Mündung der Abgasrückführleitung als Venturirohr ausgebildet ist, ergibt sich eine hohe Frischluftströmungsgeschwindigkeit und ein sich daraus ergebender hoher Unterdruck zur Erhöhung der Abgasrückführrate - bei geschlossener Luftsteuerklappe.Because the mixing duct is in the area of the mouth of the exhaust gas recirculation line is designed as a Venturi tube, the result is a high fresh air flow rate and a resulting high negative pressure to increase the exhaust gas recirculation rate - with the air control flap closed.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 das kompakte Luftführungsgehäuse in perspektischer Ansicht und teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt des Luftführungsgehäuses nach der Linie II - II in Fig. 3 Fig. 3 einen Querschnitt durch das Luftführungsgehäuse Fig. 4 einen Schnitt des Luftführungsgehäuses nach der Linie IV-IV in Fig. 3 Das für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Abgas rückführung vorgesehene Luftführungsgehäuse 1 im Ansaugsystem hat kastenähnliche kompakte Gestalt und ist dreiteilig ausgebildet, wobei der als Deckel ausgeführte Gehäuseteil 1a ein Luftfilter 2 enthält, der mittlere Gehäuseteil 1 b stromab des Luftfilters 2 die Reinluftseite 3 darstellt und der dritte Gehäuseteil 1 c einen Mischkanal 4 und ein Verteilervolumen 5 aufweist. Zwischen dem Gehäuseteil 1 c und dem mittleren Gehäuseteil 1 b ist eine Zwischenwand 6 befestigt, die eine feste Drossel 7 und eine großflächige Luftsteuerklappe 8 enthält, von denen die feste Drossel 7 die Reinluftseite 3 mit dem Mischkanal 4 und von denen die Luftsteuerklappe 8 die Reinluftseite 3 mit dem Verteilervolumen 5 direkt verbindet.The object of the invention is illustrated by means of one in the drawing Embodiment explained in more detail. It shows Fig. 1 the compact air guide housing in a perspective view and partially in section, FIG. 2 shows a section of the air guide housing along the line II-II in FIG. 3, FIG. 3 shows a cross section through the air guide housing Fig. 4 shows a section of the air guide housing along the line IV-IV in Fig. 3 Das intended for an air-compressing internal combustion engine with exhaust gas recirculation Air guide housing 1 in the intake system has a box-like compact shape and is designed in three parts, the housing part 1a designed as a cover being an air filter 2 contains the middle housing part 1 b downstream of the air filter 2, the clean air side 3 represents and the third housing part 1c has a mixing channel 4 and a distribution volume 5 has. Between the housing part 1 c and the middle housing part 1 b an intermediate wall 6 is attached, which has a fixed throttle 7 and a large area Contains air control flap 8, of which the fixed throttle 7, the clean air side 3 with the mixing duct 4 and of which the air control flap 8, the clean air side 3 with the Distribution volume 5 connects directly.

Die durch eine Öffnung in der Zwischenwand 6 gebildete feste Drossel 7 befindet sich gemäß Fig. 1 und 4 unten rechts in der Zwischenwand 6 bzw. am Anfang der sich über die gesamte Länge des Gehäuseteiles 1 c erstreckenden Mischstrecke des Mischkanals 4, während die in der Zwischenwand 6 oder im Gehäuseteil 1 c schwenkbar gelagerte und durch ein Stellglied 9 verstellbare Luftsteuerklappe 8 im oberen Bereich des Wandteiles der Zwischenwand 6 angeordnet ist, der das Verteilervolumen 5 begrenzt. Die Luftsteuerklappe 8 liegt - wie aus Fig. 4 ersichtlich ist - in Höhe der vier Einlaßöffnungen 1Oa bis 10 d der zu den Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Saugrohre 11a bis 11d.The fixed throttle formed by an opening in the intermediate wall 6 7 is located according to FIGS. 1 and 4 at the bottom right in the partition 6 or at the beginning the mixing section extending over the entire length of the housing part 1c of the mixing channel 4, while the pivotable in the partition 6 or in the housing part 1 c mounted and adjustable by an actuator 9 air control flap 8 in the upper area of the wall part of the intermediate wall 6 is arranged, which delimits the distributor volume 5. The air control flap 8 is - as can be seen from Fig. 4 - at the level of the four Inlet openings 10a to 10d leading to the cylinders of the internal combustion engine Suction pipes 11a to 11d.

Die Länge der den in Reihe angeordneten Einlaßöffnungen gegenüberliegenden Luftsteuerklappe 8 entspricht mindestens dem Abstand der äußeren Einlaßöffnungen 10a und 10 d.The length of the opposing inlet openings from the in-line Air control flap 8 corresponds at least to the distance between the outer inlet openings 10a and 10 d.

Der Mischkanal 4 ist über eine Anschlußstelle an der Gehäusewand 12 des Gehäuseteils 1 c unmittelbar stromab der festen Drossel 7 mit einer Abgasrückführ- leitung 13 verbunden, deren Mündung 14 in einem als Venturirohr 15 ausgebildeten Abschnitt des Mischkanales 4 liegt (Fig. 2).The mixing channel 4 is connected to the housing wall 12 via a connection point of the housing part 1 c immediately downstream of the fixed throttle 7 with an exhaust gas recirculation management 13 connected, the mouth 14 of which is formed as a Venturi tube 15 section of the mixing channel 4 is (Fig. 2).

Die den Mischkanal 4 nach oben hin begrenzende Wand 16 endet an einer Stelle 17 und bildet dort mit der stirnseitigen Gehäusewand 18 des Gehäuseteiles 1 c einen Überströmquerschnitt 19. Die Mischstrecke geht hier in das darüberliegende Verteilervolumen 5 über. Die Mischkanalwand 16 weist gemäß Fig. 4 eine Anformung 20 in Tropfenform auf, die ebenso wie die Eindrückung 21 in der stirnseitigen Gehäusewand 18 eine strömungsgünstige Umlenkung und eine gleichmäßige Verteilung des Luft-Abgas-Gemisches auf die einzelnen Zylinder bewirkt.The wall 16 delimiting the mixing channel 4 at the top ends at one Point 17 and forms there with the front housing wall 18 of the housing part 1 c an overflow cross-section 19. The mixing section goes into the one above Distribution volume 5 over. According to FIG. 4, the mixing channel wall 16 has a molding 20 in the form of drops, which, like the indentation 21 in the front housing wall 18 a streamlined deflection and a uniform distribution of the air-exhaust gas mixture causes on the individual cylinders.

Die nachfolgende Funktionsbeschreibung erläutert das Zusammenwirken der Luftsteuerklappe 8 und der Abgasrückführventilfunktion.The following functional description explains the interaction the air control flap 8 and the exhaust gas recirculation valve function.

Im Motorteillastbereich ist die Luftsteuerklappe 8 voll geschlossen. Der rückzuführende Abgasstrom wird über ein geöffnetes Abgasrückführventil 22 in der Abgasrückführleitung 13 dem Mischkanal 4 stromab der festen Drossel 7 zugeleitet und vermischt sich auf der Mischstrecke mit der angesaugten Verbrennungsluft, die von der Rohluftseite 23 über das Luftfilter 2 und die Reinluftseite 3 in den Mischkanal 4 einströmt. Nach guter Vermischung erreicht das Abgas-Luft-Gemisch das Verteilervolumen 5 und verteilt sich gleichmäßig auf die Saugrohre.In the partial engine load range, the air control flap 8 is fully closed. The exhaust gas flow to be recirculated is via an open exhaust gas recirculation valve 22 in the exhaust gas recirculation line 13 is fed to the mixing duct 4 downstream of the fixed throttle 7 and mixes on the mixing section with the intake combustion air, the from the raw air side 23 via the air filter 2 and the clean air side 3 into the mixing duct 4 flows in. After thorough mixing, the exhaust-air mixture reaches the distributor volume 5 and is evenly distributed over the suction pipes.

Zur Verringerung der Abgasrückführrate im hohen Teillastbereich wird die Luftsteuerklappe 8 geöffnet und mit zunehmender Teillast arbeitet das Abgasrückführventil 22 nur noch mit abnehmendem Öffnungsquerschnitt, um eine weitere kontinuierliche Absenkung der Abgasrückführung zu bewirken. Der Hauptteil der angesaugten Frischluft wird unter Umgehung des Mischkanals 4 von der Reinlu£tseite 3 direkt in das Verteilervolumen 5 und in die Saugrohre geleitet.To reduce the exhaust gas recirculation rate in the high partial load range the air control flap 8 is open and the exhaust gas recirculation valve works with increasing partial load 22 only with a decreasing opening cross-section in order to achieve a further continuous one To bring about lowering of the exhaust gas recirculation. The main part of the fresh air drawn in is bypassed the mixing channel 4 from the clean air side 3 directly into the distributor volume 5 and passed into the suction pipes.

Im Vollastbereich ist das Abgasrückführventil 22 voll geschlossen und die Luftsteuerklappe 8 voll geöffnet.In the full load range, the exhaust gas recirculation valve 22 is fully closed and the air control flap 8 is fully open.

Der Motor saugt nur Frischluft an.The engine only draws in fresh air.

Das Luftführungsgehäuse ist auch für Brennkraftmaschinen mit geringerer oder höherer Zylinderzahl geeignet.The air duct housing is also suitable for internal combustion engines with a lower or a higher number of cylinders.

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Claims (4)

Patentansprüche Ansaugsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung und Abgasrückführung, insbesondere für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, mit einem Luftführungsgehäuse, welches mit einer Luftsteuerklappe als Teil einer Zwischenwand versehen ist, die einerseits Wandteil für die Reinluftseite und andererseits Wandteil für einen mit dieser Reinluftseite verbundenen langgestreckten Mischkanal, in den Abgas über eine Abgasrückführleitung bei geöffnetem Abgasrückführventil einströmt, sowie ein sich an diesen anschließenden und mit den Zylindern der Brennkraftmaschine über Saugrohre in Verbindung stehenden Verteilervolumen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der das Verteilervolumen (5) begrenzende Wandteil (6a) die Luftsteuerklappe (8) enthält, die bei hohen Abgasrückführmengen geschlossen ist, und daß der Wandteil (6b) zwischen der Reinluftseite (3) und dem Mischkanal (4) eine feste Drossel (7) stromauf der in den Mischkanal (4) einmündenden Abgasrückführleitung (13) aufweist. Claims intake system for a multi-cylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, especially for an air-compressing one Injection internal combustion engine, with an air guide housing, which is equipped with an air control flap is provided as part of an intermediate wall, the one hand wall part for the clean air side and on the other hand wall part for an elongated one connected to this clean air side Mixing duct into the exhaust gas via an exhaust gas recirculation line when the exhaust gas recirculation valve is open flows in, as well as an adjoining this and with the cylinders of the internal combustion engine manifold volume connected via suction pipes is characterized by that the wall part (6a) delimiting the distribution volume (5) is the air control flap (8), which is closed at high exhaust gas recirculation quantities, and that the wall part (6b) between the clean air side (3) and the mixing duct (4) a fixed throttle (7) upstream of the exhaust gas recirculation line (13) opening into the mixing duct (4). 2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftsteuerklappe (8) im Wandteil (6a) den Einlaßöffnungen aller Saugrohre (liga bis lid) gegenüberliegt.2. Intake system according to claim 1, characterized in that the air control flap (8) in the wall part (6a) opposite the inlet openings of all suction pipes (liga to lid). 3. Ansaugsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftführungsgehäuse (1) stromauf der Reinluftseite (3) der Luftfilter (2) vorgesehen ist.3. Intake system according to claims 1 and 2, characterized in that that in the air duct housing (1) upstream of the clean air side (3) the air filter (2) is provided. 4. Ansaugsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkanal (4) im Bereich der Mündung (14) der Abgasrückführleitung (13) als Venturirohr (15) ausgebildet ist.4. An intake system according to claims 1 to 3, characterized in that that the mixing channel (4) in the area of the mouth (14) of the exhaust gas recirculation line (13) is designed as a venturi tube (15).
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