DE3916466A1

DE3916466A1 - Vorrichtung zur abgasrueckfuehrung

Info

Publication number: DE3916466A1
Application number: DE3916466A
Authority: DE
Inventors: Hans-Guenther Dip Haldenwanger; Peter Dipl Ing Mineif
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1989-05-20
Filing date: 1989-05-20
Publication date: 1990-11-22
Anticipated expiration: 2009-05-21
Also published as: DE3916466C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abgasrückführung in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine, mit einer Abgasrückführleitung, die durch eine Wand des Saugrohres hindurchgeführt ist.

Als eine Maßnahme zur Absenkung der Stickstoffoxide in den Abgasemis sionen ist es bekannt, Abgas der Brennkraftmaschine wieder in die Brennräume zurückzuführen. Bewerkstelligt wird dies mittels einer Ab gasrückführleitung mit einem Steuerventil, wobei die Rückführleitung von der Abgasleitung ausgehend in das Saugrohr der Brennkraftmaschine einmündet. Insbesondere bei der Verwendung eines Kunststoff-Saugrohres können sich jedoch Probleme durch die hohen Abgastemperaturen ergeben, sofern man nicht eine aufwendige Abgaskühlung vorschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Vorrichtung so auszu bilden, daß bei geringem Aufwand relativ heiße Abgase rückführbar sind und daß eine gleichmäßige homogene Abgasverteilung im Saugrohr ermög licht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbil dungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Erfindungsgemäß ist somit die Abgasrückführleitung in das Saugrohr hineingeführt und wird innerhalb des Saugrohres durch die angesaugte Verbrennungsluft wirksam gekühlt. Dadurch wird die Beharrungstemperatur der das Abgas rückführenden Leitung im Saugrohrbereich wesentlich ab gesenkt. Durch die zusätzliche Verwendung einer Isolierbüchse in der Saugrohrwand werden somit schädliche Einflüsse auf die Saugrohrwand selbst bei einem Saugrohr aus einem duro- oder thermoplastischem Kunst stoff vermieden. Der fertigungstechnische Mehraufwand ist dabei relativ gering. Der innerhalb des Saugrohres liegende Abschnitt der Abgasrück führleitung sollte möglichst so geführt sein, daß er keinen wesent lichen Strömungswiderstand innerhalb des Saugrohres darstellt. Dieser Saugrohrabschnitt, dessen Länge mindestens 5 D der Rückführleitung be tragen sollte, kann entweder in Umfangsrichtung oder bevorzugt in der Strömungsrichtung der Verbrennungsluft an der Saugrohrwand entlang ge führt sein.

Bevorzugt kann gemäß Patentanspruch 2 die Abgasrückführleitung in eine Sammelleitung des Saugrohres eingeführt sein und sich dort nahezu über deren gesamte Länge erstrecken. Dies stellt insbesondere in Verbindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 eine gleichmäßige, homogene Verteilung des Abgases auf die Verbrennungsluft sicher, bewirkt eine gute Kühlung und vermeidet schädliche Strömungseinflüsse (Verwirbe lungen, Querschnittsverengungen ect.) im Saugrohr.

Besonders zweckmäßig ist innerhalb des Saugrohres zumindest ein weite res Lager für den einragenden Abschnitt der Abgasrückführleitung vorge sehen, um sowohl eine exakte Positionierung als auch eine schwingungs resistente Konstruktion sicherzustellen. Besonders zweckmäßig können die Isolierbüchsen aus hochtemperaturbeständiger Keramik hergestellt und mit den Wärmeübergang auf die Saugrohrwände vermindernden Ausnehmungen versehen sein. Die Ausnehmungen können bevorzugt parallel zur Strö mungsrichtung der Verbrennungsluft im Saugrohr ausgerichtete Längsnuten sein, die zudem umfangsmäßig versetzt zueinander liegen. Dadurch werden die Wärmeübergangsbrücken verlängert; zudem wird eine Durchströmung der Längsnuten mit kühlender Verbrennungsluft erzielt.

Die Längsnuten können gemäß Anspruch 7 durch Quernuten unterbrochen sein. Ferner kann eine verbesserte Durchströmung dieser Ausnehmungen durch eine aerodynamisch günstige Gestaltung der dazwischenliegenden Erhebungen erzielt werden.

Durch all diese Maßnahmen ist es möglich, in ausreichendem Maße Abgas der Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine zuzumischen, ohne die Wände des Saugrohres aus Kunststoff mechanisch oder thermisch zu überlasten, wobei zudem eine gleichmäßige Verteilung des Abgases auf die durchge setzte Verbrennungsluft bzw. bei einer mehrzylindrigen Brennkraftma schine zu allen Zylindern erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher beschrie ben. Die schematische Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Saugrohr für eine 4-Zylinder-Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Abgasrückführung und

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Abschnitt der innerhalb des Saugrohres verlaufenden Abgasrückführleitung mit aufgesetzter Isolierbüchse;

Fig. 3 abschnittsweise eine alternative Isolierbüchse mit Längs- und Quernuten, und

Fig. 4 abschnittsweise eine weitere, alternative Isolierbüchse mit noppenartigen Erhebungen am Außenumfang.

Das in Fig. 1 skizzenhaft dargestellte Saugrohr 10 einer Vier-Zylinder- Hubkolben-Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) setzt sich im wesent lichen aus einer Sammelleitung 12 mit daran angeformten vier Einzellei tungen 14, 16, 18, 20 zusammen. Die Einzelleitungen 14-20 weisen jeweils Anschlußflansche auf, mittels der das Saugrohr 10 an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine anschließbar ist. An die Sammelleitung 12 ange schlossen ist ein Klappenstutzen 22 mit einer willkürlich steuerbaren Drosselklappe 24, über die der Durchsatz an Verbrennungsluft für die Brennkraftmaschine steuerbar ist. Die Verbrennungsluft strömt über den Klappenstutzen 22 in die Sammelleitung 12 ein und wird von dort über die Einzelleitungen 14 bis 20 den Zylindern der Brennkraftmaschine zu geführt.

Die Vorrichtung zur Abgasrückführung weist eine Abgasrückführleitung 26 mit einem Steuerventil 28 bekannter Bauart auf. Die Abgasrückführlei tung 26 ist an das nicht dargestellte Abgassystem der Brennkraftma schine angeschlossen und ist andererseits durch die Stirnwand 30 der Sammelleitung 12 hindurch in das Saugrohr 10 fortgeführt. Der innerhalb des Saugrohres 10 liegende Abschnitt 32 der Abgasrückführleitung 26 er streckt sich nahezu über die gesamte Länge der Sammelleitung 12.

Während das Saugrohr 10 aus einem thermoplastischen Kunststoff herge stellt ist, besteht die Abgasrückführleitung 26 aus Metall. An der Ab gasrückführleitung 26 ist ein Isolierflansch 34 dicht befestigt, über den die Abgasrückführleitung 26 an der Stirnwand 30 des Saugrohres 10 befestigt ist. Im Durchtrittsbereich durch die Stirnwand 30 ist eine Isolierbüchse 36 eingesetzt. Eine weitere Isolierbüchse 36 gleicher Bauart ist zwischen einem an die Sammelleitung 12 angeformten Lager 38 und dem Abschnitt 32 der Abgasrückführleitung in dessen Endbereich an geordnet. Das Lager 38 ist ein an die Umfangswand der Sammelleitung 12 angeformtes Lagerauge.

Der Abschnitt 32 der Abgasrückführleitung 26 ist mit Ausströmöffnungen 40 versehen, welche (siehe die eingezeichneten Pfeile) ein gleichmäßi ges Ausströmen des rückgeführten Abgases über die gesamte Länge der Sammelleitung 12 sicherstellen. Die Ausströmöffnungen 40 liegen den dem Abschnitt 32 am nächsten liegenden Umfangsabschnitt der Sammelleitung 12 diametral gegenüber.

Wie insbesondere der Fig. 2 entnehmbar ist, die eine der Isolierbüchsen 36 in perspektivischer Darstellung zeigt, sind in die Isolierbüchsen 36 aus hochtemperaturfester Keramik sowohl an deren Außenumfang als auch an deren Innenumfang Längsnuten 42, 44 vorgesehen, die sich parallel zu dem Abschnitt 32 der Abgasrückführleitung 26 und im wesentlichen pa rallel zu der durch den Drosselklappenstutzen 22 einströmenden Verbren nungsluft erstrecken. Dadurch werden die Längsnuten 42, 44 von der kühlenden Verbrennungsluft ebenso wie der Abschnitt 32 der Abgasrück führleitung 26 umströmt. Die Längsnuten 42, 44 liegen umfangsmäßig ver setzt zueinander, um einen direkten Wärmeübergang von dem Abschnitt 32 durch die Isolierbüchsen 36 auf die Wände der Sammelleitung 12 zu ver meiden.

Anstelle der Längsnuten 42, 44 können auch andere, den Wärmeübergang be hindernde Ausnehmungen vorgesehen sein, z. B. Ringnuten, bohrungsartige Vertiefungen ect. Beispielsweise können die Isolierbüchsen 36′ (Fig. 3) durch Hinzufügung von Quernuten 46 mit einer schachbrettartigen Ober flächenstruktur mit zurückgesetzten Bereichen versehen sein, um die Wärmeübergangsbereiche weiter zu vermindern. Gemäß Fig. 4 können die Isolierbüchsen 36′′ am Außenumfang (auch ggf. am Innenumfang) mit nop penartigen Erhebungen 48 versehen sein, die zur besseren Umströmung mit kühlender Verbrennungsluft strömungsgünstig, z. B. oval, geformt sind. Es könnten jedoch auch kreisrunde, stachelförmige Erhebungen vorgesehen sein.

Auch der Flansch 34 zur Befestigung der Abgasrückführungsleitung 26 kann gegebenenfalls unter Zwischenfügung einer Isolierscheibe an der Stirnwand 30 des Saugrohres 10 befestigt werden, um auch hier den Wärmeübergang zu vermindern.

Claims

1. Vorrichtung zur Abgasrückführung in ein Saugrohr einer Brennkraft maschine, mit einer Abgasrückführleitung, die durch eine Wand des Saugrohres hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführleitung (26) innerhalb des Saugrohres (10) fortge führt ist und mittels zumindest einer Isolierbüchse (36) gegenüber der Saugrohrwand isoliert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab gasrückführleitung (26) über nahezu die gesamte Länge der Sammel leitung (12) des Saugrohres (10) geführt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Saugrohres (10) zumindest ein weiteres Lager (38) für den in das Saugrohr (10) ragenden Abschnitt (32) der Ab gasrückführleitung (26) vorgesehen ist, welches Lager ebenfalls eine Isolierbüchse (36) aufweist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierbüchsen (36) aus Keramik hergestellt sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierbüchsen (36) am Außen- und/oder Innenumfang Aus nehmungen (42, 44) zum verminderten Wärmeübergang aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus nehmungen Längsnuten (42, 44) sind, die umfangsmäßig versetzt zu einander liegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (42) durch Quernuten (46) unterbrochen sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (42, 44) begrenzende Erhe bungen (48) strömungsgünstig geformt sind.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Saugrohr (10) ragende Ab schnitt (32) der Abgasrückführleitung (26) über seine Länge mit radialen Ausströmöffnungen (40) versehen ist.