DE3501067C2

DE3501067C2 -

Info

Publication number: DE3501067C2
Application number: DE3501067A
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. 7053 Kernen De Bachschmid; Michael Dr.-Ing. 7050 Waiblingen De Grohn; Gernot Dipl.-Ing. 7012 Fellbach De Hertweck; Mario 7056 Weinstadt De Muerwald
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-01-15
Filing date: 1985-01-15
Publication date: 1987-07-23
Also published as: DE3501067A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit Kraftstoffein spritzung und Abgasrückführung, insbesondere für eine luft verdichtende Einspritzbrennkraftmaschine, mit einem eine Reinluftseite, einen Mischkanal und ein Verteilervolumen aufweisenden Luftführungsgehäuse, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an intake system for a Multi-cylinder internal combustion engine with fuel spraying and exhaust gas recirculation, especially for air compression injection engine, with a one Clean air side, a mixing duct and a distributor volume having air duct housing, according to the preamble of Claim 1.

Aus der DE-PS 33 24 343 ist ein derartiges Ansaugsystem mit einem Luftführungsgehäuse bekannt, bei dem die die Luftströmung von der Reinluftseite steuernde Luftsteuer klappe unter Verwendung einer Drossel in dem die Rein luftseite von der Mischstrecke trennenden Wandteil der Zwischenwand angeordnet ist. Die Ansaugluft in dem Luft führungsgehäuse wird unabhängig vom jeweiligen Lastwechsel stets über die Luftsteuerklappe am Anfang des Mischkanals und somit über die heiße Mischstrecke geführt. Es ergeben sich in bestimmten Motorlastbereichen und insbesondere bei Vollast starke Strömungsverluste durch thermische und strömungsmechanische Drosselung.From DE-PS 33 24 343 such an intake system known with an air duct housing, in which the Air flow controlling air flow from the clean air side fold using a throttle in which the rein part of the wall separating the air from the mixing section Partition is arranged. The intake air in the air guide housing becomes independent of the respective load change always via the air control flap at the beginning of the mixing duct and thus led over the hot mixing section. Surrender it themselves in certain engine load ranges and especially at Full load strong flow losses due to thermal and fluidic throttling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil durch einfache Maßnahmen unter Beibehaltung einer kompakten Bauweise im Ansaugsystem zu begegnen.The invention has for its object this Disadvantage through simple measures while maintaining to meet a compact design in the intake system.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is performed in a generic device by the in the indicator of claim 1 specified features solved.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß die Ansaugluft in dem Luftführungsgehäuse bei Lastwechsel von Teillast mit Abgasrückführung auf Vollast ohne Abgas rückführung nicht mehr gezwungen wird, von der Reinluft seite über den Mischkanal und die heiße Mischstrecke in das Verteilervolumen zu strömen, wodurch sich starke Strömungsverluste durch thermische und strömungsmechanische Drosselung ergeben. Die Ansaugluft kann von der Reinluft seite direkt in das Verteilervolumen durch die geöffnete großflächige Luftsteuerklappe strömen. Durch die direkte Verbindung wird insbesondere bei instationären Motorbetriebs verhältnissen die CO- und Schwarzrauchemission vermindert. Lediglich eine relativ kleine Teilmenge der Ansaugluft strömt über die feste Drossel in den Mischkanal und kühlt die Mischstrecke.The measures according to the invention ensure that the intake air in the air duct housing when the load changes from partial load with exhaust gas recirculation to full load without exhaust gas recirculation is no longer forced by the clean air side over the mixing channel and the hot mixing section in to flow the manifold volume, creating strong Flow losses due to thermal and fluid mechanical Throttling result. The intake air can be from the clean air side directly into the distributor volume through the open flow large air control flap. By direct Connection is particularly in unsteady engine operation reduced CO and black smoke emissions. Only a relatively small part of the intake air flows through the fixed throttle into the mixing channel and cools the mixing section.

Aus der DE-OS 28 51 180 ist ein Luftführungsgehäuse mit einer Steuerklappe bekannt, die jedoch im Übergangsbereich zwischen dem die Ansaugluft führenden Strömungskanal und dem Mischkanal gelagert ist und als Abgasrückführklappe dient.From DE-OS 28 51 180 is an air duct housing a control flap known, but in the transition area between the flow channel leading the intake air and the mixing channel is stored and as an exhaust gas recirculation flap serves.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte Weiter bildungen angegeben. Advantageous further are in the subclaims education specified.

Durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 2 wird eine besonders gleichmäßige Luftverteilung auf die einzelnen Saugrohre erzielt.The features according to claim 2 make one special even air distribution over the individual intake manifolds achieved.

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. The fact that the mixing channel in the area of the mouth Exhaust gas recirculation line is designed as a Venturi tube, there is a high fresh air flow rate and a resulting high negative pressure for Increase in the exhaust gas recirculation rate when closed Air control flap.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigtThe object of the invention is based on a Drawing illustrated embodiment more closely explained. It shows

Fig. 1 das kompakte Luftführungsgehäuse in per spektivischer Ansicht und teilweise im Schnitt, FIG. 1, the compact air duct housing in via spectral tivi shear elevation and partly in section,

Fig. 2 einen Schnitt des Luftführungsgehäuses nach der Linie II-II in Fig. 3, Fig. 2 shows a section of the air guide housing according to the line II-II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Luftführungs gehäuse und Fig. 3 shows a cross section through the air duct housing and

Fig. 4 einen Schnitt des Luftführungsgehäuses nach der Linie IV-IV in Fig. 3. Fig. 4 shows a section of the air guide housing according to the line IV-IV in Fig. 3.

Das für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine mit Abgasrückführung vorgesehene Luftführungsgehäuse 1 im Ansaugsystem hat kastenähnliche kompakte Gestalt und ist dreiteilig ausgebildet, wobei der als Deckel ausge führte Gehäuseteil 1 a 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. The provided 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 formed in three parts, the housing part 1 a out as a cover contains an air filter 2 , the middle housing part 1 b downstream of the air filter 2 represents the clean air side 3 and the third housing part 1 c has a mixing channel 4 and a distributor volume 5 .

Zwischen dem Gehäuseteil 1 c und dem mittleren Gehäuse teil 1 b ist eine Zwischenwand 6 befestigt, die eine feste Drossel 7 und eine großflächige Luftsteuer klappe 8 enthält, von denen die feste Drossel 7 die Rein luftseite 3 mit dem Mischkanal 4 und von denen die Luft steuerklappe 8 die Reinluftseite 3 mit dem Verteiler volumen 5 direkt verbindet.Between the housing part 1 c and the middle housing part 1 b , an intermediate wall 6 is attached, which includes a fixed throttle 7 and a large-area 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 connects the clean air side 3 with the distributor volume 5 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 erstrecken den Mischstrecke des Mischkanals 4, während die in der Zwischenwand 6 oder im Gehäuseteil 1 c schwenkbar ge lagerte und durch ein Stellglied 9 verstellbare Luft steuerklappe 8 im oberen Bereich des Wandteiles der Zwischenwand 6 angeordnet ist, der das Verteiler volumen 5 begrenzt. Die Luftsteuerklappe 8 liegt - wie aus Fig. 4 ersichtlich ist - in Höhe der vier Ein laßöffnungen 10 a bis 10 d der zu den Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Saugrohre 11 a bis 11 d. Die Länge der den in Reihe angeordneten Einlaß öffnungen gegenüberliegenden Luftsteuerklappe 8 ent spricht mindestens dem Abstand der äußeren Einlaß öffnungen 10 a und 10 d.The fixed throttle 7 formed by an opening in the intermediate wall 6 is shown in FIGS. 1 and 4 at the bottom right in the intermediate wall 6 or at the beginning of the entire length of the housing part 1 c extend the mixing section of the mixing channel 4 , while the in the intermediate wall 6 or in the housing part 1 c pivotally mounted and adjustable by an actuator 9 air control flap 8 is arranged in the upper region of the wall part of the intermediate wall 6 , which limits the distributor volume 5 . The air control valve 8 is - as can be seen from Fig. 4 - at the level of the four inlet openings 10 a to 10 d of the intake pipes leading to the cylinders of the internal combustion engine 11 a to 11 d . The length of the air control flap 8 arranged in series opposite inlet openings corresponds at least to the distance between the outer inlet openings 10 a 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 Misch kanals 4 liegt (Fig. 2).The mixing channel 4 is connected via a connection point on the housing wall 12 of the housing part 1 c immediately downstream of the fixed throttle 7 with an exhaust gas recirculation line 13 , the mouth 14 of which is in a section of the mixing channel 4 designed as a Venturi tube 15 ( FIG. 2).

Die den Mischkanal 4 nach oben hin begrenzende Wand 16 endet an einer Stelle 17 und bildet dort mit der stirnseitigen Gehäuse wand 18 des Gehäuseteiles 1 c einen Überströmquer schnitt 19. Die Mischstrecke geht hier in das darüber liegende 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 mixing channel 4 upwardly delimiting wall 16 ends at a point 17 and forms there with the front housing wall 18 of the housing part 1 c an overflow cross section 19th The mixing section merges into the distributor volume 5 above. The mixing duct wall 16 has, according to FIG. 4, an integrally formed part 20 in the shape of a drop, which, like the indentation 21 in the front housing wall 18, causes a streamlined deflection and a uniform distribution of the air-exhaust gas mixture over the individual cylinders.

Die nachfolgende Funktionsbeschreibung erläutert das Zusammenwirken der Luftsteuerklappe 8 und der Abgas rückführventilfunktion.The following functional description explains the interaction of the air control valve 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 Ab gasrückführleitung 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 engine part load range, the air control flap 8 is fully closed. The exhaust gas stream to be recirculated is fed via an open exhaust gas recirculation valve 22 in the gas recirculation line 13 to the mixing duct 4 downstream of the fixed throttle 7 and mixes on the mixing section with the combustion air drawn in, from the raw air side 23 via the air filter 2 and the clean air side 3 into the mixing duct 4 flows. After thorough mixing, the exhaust gas / air mixture reaches the distributor volume 5 and is distributed evenly over the intake manifolds.

Zur Verringerung der Abgasrückführrate im hohen Teil lastbereich wird die Luftsteuerklappe 8 geöffnet und mit zunehmender Teillast arbeitet das Abgasrückführ ventil 22 nur noch mit abnehmendem Öffnungsquerschnitt, um eine weitere kontinuierliche Absenkung der Abgas rückführung zu bewirken. Der Hauptteil der angesaugten Frischluft wird unter Umgehung des Mischkanals 4 von der Reinluftseite 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 opened and, with increasing partial load, the exhaust gas recirculation valve 22 only works with a decreasing opening cross section in order to bring about a further continuous reduction in the exhaust gas recirculation. The main part of the fresh air sucked in is passed bypassing the mixing duct 4 from the clean air side 3 directly into the distributor volume 5 and into the suction pipes.

Im Vollastbereich ist das Abgasrückführventil 22 voll geschlossen und die Luftsteuerklappe 8 voll geöffnet. Der Motor saugt nur Frischluft an.In the full load range, the exhaust gas recirculation valve 22 is fully closed and the air control flap 8 is fully open. 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 for internal combustion engines suitable with fewer or higher number of cylinders.

Claims

1.Intake system for a multi-cylinder internal combustion engine with fuel injection and exhaust gas recirculation, in particular for an air-compressing injection internal combustion engine, with an air duct housing having a clean air side, a mixing duct and a distributor volume in which an intermediate wall has the clean air side on the one hand and the elongated mixing duct connected to this clean air side on the other hand, in the exhaust gas flows in via an exhaust gas recirculation line with the exhaust gas recirculation valve open, and the distributor volume connected to it and connected to the cylinders of the internal combustion engine via intake manifolds is limited, and with an air control flap in the intermediate wall that controls the air flow from the clean air side, using a throttle between the clean air side and the mixing duct, characterized in that the air control flap ( 8 ) in the wall part ( 6 a) of the partition wall ( 6 a) separating the distributor volume ( 5 ) and the clean air side ( 9 ) 6 ) is integrated, which is kept closed at high exhaust gas recirculation quantities, and that the throttle ( 7 ) is designed as a fixed throttle.

2. Intake system according to claim 1, characterized in that the air control flap ( 8 ) in the wall part ( 6 a) is opposite the inlet openings of all suction pipes ( 11 a to 11 d) .

3. Intake system according to claims 1 and 2, characterized in that the air filter ( 2 ) is provided in the air guide housing ( 1 ) upstream of the clean air side ( 3 ).

4. Intake system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixing channel ( 4 ) in the region of the mouth ( 14 ) of the exhaust gas recirculation line ( 13 ) is designed as a Venturi tube ( 15 ).