DE4331509C2 - Vorrichtung zur Schadstoffminderung beim Betrieb mehrzylindriger Brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur Schadstoffminderung beim Betrieb mehrzylindriger Brennkraftmaschinen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schad­ stoffminderung beim Betrieb mehrzylindriger Brenn­ kraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.
Die Schadstoffemissionen von Dieselmotoren sind in erster Linie durch den Gehalt von NOx bestimmt. Um den Gehalt an NOx zu mindern, wird gekühltes Abgas in die Luftzufuhr des Dieselmotors rückgeführt. Annä­ hernd kann man feststellen, daß 20% Abgasrückführung den NOx-Wert zur Hälfte mindert. Die Minderung des NOx kann als eine Folge der erhöhten CO2-Anteile in der Verbrennungsluft mit Abgasrückführung gesehen werden. Nachteilig ist jedoch, daß mit zunehmender Ab­ gasrückführrate auch der Rußanteil im Abgas zunimmt, wobei das rußbeladene rückgeführte Abgas zu erhöh­ tem Verschleiß im Dieselmotor führt und der Abgas­ kühler nach kurzer Betriebszeit verschmutzt.
Aus der DE-OS 24 54 829 ist eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein zur Abgasauf­ nahme bestimmter Zylinder ein höheres Verdichtungs­ verhältnis als die anderen Zylinder der Brennkraftma­ schine aufweist, mit seiner Auslaßleitung an die Einlaß­ leitung der übrigen Zylinder angeschlossen ist und nur beim Start der Brennkraftmaschine eine Antriebswir­ kung hat. Beim Start wird ein Absperrventil in einer Auslaßleitung geschlossen, so daß der Zylinder mit ho­ hem Verdichtungsverhältnis die aus den anderen Zylin­ dern ausströmenden Gase aufnimmt und zündet. Bei normalem Betrieb der Brennkraftmaschine nimmt der Zylinder mit der erhöhten Verdichtung einen Teil der Abgase der anderen Zylinder auf, dosiert diese und kühlt sie ab. Diese Vorrichtung zur Abgasrückführung ist konstruktiv aufwendig und daher in der Herstellung teuer.
Aus der DE 39 30 243 A1 ist eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Luftansaug- und Abgas­ sammelsystem bekannt, die ebenfalls eine Abgasrück­ führvorrichtung zur Reduktion der Schadstoffemission aufweist. Zum Betrieb der Brennkraftmaschine mit Ab­ gasturbolader und Ladeeluftkühler weist die Abgas­ rückführvorrichtung einen Abgasverteiler auf, von dem eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entspre­ chende Anzahl von Endrohren abzweigt. Der Abgasver­ teiler ist an das Abgasrohr eines Zylinders angeschlos­ sen, während die Abgasrohre der übrigen Zylinder mit einem Abgassammelrohr verbunden sind. Die Endrohre des Abgasverteilers münden jeweils in Zylinderansaug­ rohre unmittelbar vor dem Einlaßventil der Zylinder. Das Problem zunehmender Rußkonzentration im rück­ geführten Abgas und die daraus folgenden Nachteile für die Brennkraftmaschine und deren Emissionen besteht bei dieser bekannten Abgasrückführung weiter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Schadstoffminderung beim Betrieb mehr­ zylindriger Brennkraftmaschinen mit geringem kon­ struktiven Aufwand und geringem NO- und Rußanteil im Abgas zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ein­ richtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schad­ stoffminderung werden mehrzylindrige Brennkraftma­ schinen verbrennungstechnisch in eine Anzahl erster und zweiter Zylinder getrennt. Die zweiten Zylinder sind zur minimalen Partikelemission ohne Rücksicht auf die NO-Emission im Abgas nur mit Frischluft versorgt. Das Abgas aus diesen zweiten Zylindern wird über eine Abgasrückführvorrichtung einem Ansaugsammelrohr für die ersten Zylinder zugeführt, die auf niedrige NO Emission ausgelegt sind.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung emittiert ein mehrzylindriger Dieselmotor insgesamt nur wenig NO und die Rußanteile im rückgeführten Abgas sind kon­ stant auf einem so niedrigen Wert gehalten, daß der Verschleiß des Dieselmotors und die Verschmutzung von Kühlern durch das rückgeführte Abgas gering ist.
Vorzugsweise ist in der Abgasrückführvorrichtung ein Rußfilter enthalten, um die Belastung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung aus Verschleiß und Ver­ schmutzung weiter zu verringern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient ein Ladeluft­ kühler hinter einem Verdichter im Ansaugsammelrohr für die ersten Zylinder auch zur Kühlung des rückge­ führten Abgases aus den zweiten Zylindern.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung werden die rückgeführten Abgase in einem Kühler in der Abgasrückführvorrichtung ge­ kühlt und stromabwärts des Ladeluftkühlers in das An­ saugsammelrohr für die ersten Zylinder geführt. Der Ladeluftkühler bleibt so von den Rußanteilen im Abgas frei und die thermische Belastung aus verdichteter Frischluft und heißen Abgasen ist auf zwei räumlich getrennte Kühler verteilt.
Ein vorteilhafter Ladeluftkühler ist gemäß der Erfin­ dung ein Kombinationskühler, der einen vorgeschalte­ ten Edelstahlkühler und einen nachgeschalteten Alumi­ niumkühler aufweist. Der vorgeschaltete Edelstahlküh­ ler ist besonders standfest gegen hohe Temperaturen und der Aluminiumkühler weist besonders günstige Wärmeübergangsbedingungen auf.
Besonderes günstige Verhältnisse von reduzierten Rußanteilen zu reduzierten NO-Anteilen im Abgas der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich mit einer im Querschnitt einstellbaren Verbindungsleitung zwischen dem Abgassystem der ersten Zylinder und der Abgas­ rückführvorrichtung von den zweiten Zylindern erzie­ len. Zur Erzielung möglichst geringer Rußanteile im Ab­ gas kann die Verbindungsleitung weit geöffnet und zur Erzielung möglichst geringer NOx-Anteile kann der Querschnitt der Verbindungsleitung verengt oder ge­ schlossen werden.
Eine besonders vorteilhafte Reduktion der Rußantei­ le im Abgas läßt sich gemäß der Erfindung durch eine erhöhte Differenz zwischen höherem Verdichterdruck und niedrigerem Abgasgegendruck in der Abgasrück­ führvorrichtung von den zweiten Zylindern erreichen. Um den Verdichterdruck vor den zweiten Zylindern und damit die Differenz zum konstanten Abgasgegendruck in der Abgasrückführvorrichtung zu erhöhen, wird vor­ geschlagen, im Ansaugsammelrohr zu den ersten NOx- optimierten Zylindern eine Drossel anzuordnen.
Gemäß einer Alternative kann die Reduktion der Rußanteile im Abgas durch erhöhte Druckdifferenz auch dadurch erreicht werden, daß die Mündung der Abgasrückführvorrichtung in das Ansaugsammelrohr zu den ersten Zylindern als Injektor ausgestaltet ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mündet die Abgasrückführvorrichtung der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung in das Luftansaugsystem für alle Zylinder der Brennkraftmaschine und dem Ansaugsam­ melrohr für die zweiten - auf minimale Partikelemis­ sion ausgelegten - Zylinder wird ein Gas- oder Benzin­ gemisch zugeführt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Dieselmo­ tors mit Abgasrückführung und einem Ladeluftkühler,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Dieselmo­ tors mit Abgasrückführung, einem Ladeluftkühler und einem Abgaskühler,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Brenn­ kraftmaschine mit Abgasrückführung, einem Ladeluft­ kühler und gemischtem Diesel-, Gas- oder Benzinbe­ trieb und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Dieselmo­ tors mit Abgasrückführung und einem Ladeluftkühler gemäß Fig. 1 mit einem Bypassventil zur Umgehung des Ladeluftkühlers.
Fig. 1: Ein Dieselmotor 1 weist Zylinder 2-7 auf. Über einen Verdichter 8 wird Luft angesaugt und in zwei getrennte Ansaugsammelrohre 9, 10 eingespeist. Das Ansaugsammelrohr 9 ist über Ansaugrohre mit ersten Zylindern 2-6 und das Ansaugsammelrohr 10 mit ei­ nem oder mehreren zweiten Zylindern 7 verbunden.
Ein Abgassystem 16 ist über Abgasrohre mit der Aus­ laßseite der ersten Zylinder 2-6 verbunden und enthält einen Rußfilter 22 und eine Abgasturbine 23.
Die Auslaßseite des zweiten Zylinders 7 steht mit einer Abgasrückführvorrichtung 24 in Verbindung. Die Abgasrückführvorrichtung 24 enthält einen Rußfilter 25 und mündet stromaufwärts eines Ladeluftkühlers 26 in das Ansaugsammelrohr 9.
Fig. 2: Identische Komponenten sind in den Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein zusätzlicher Kühler 27 für die Abgase aus dem zweiten Zylinder 7 ist in der Abgasrückführvorrichtung 24 enthalten. Die Ab­ gasrückführvorrichtung 24 mündet stromabwärts des Ladeluftkühlers 26 in das Ansaugsammelrohr 9 für die ersten Zylinder 2-6. Vom Verdichter 8 führt eine Lei­ tung 27 zum Ladeluftkühler 26, von dem die Ansaug­ sammelrohre 9, 10 abgehen.
Fig. 3: Identische Komponenten sind in den Fig. 1, 2 und 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Abgas­ rückführvorrichtung 24 mündet stromaufwärts des La­ deluftkühlers 26 in die Leitung 27. In das zweite Ansaug­ sammelrohr 10 zu dem zweiten Zylinder 7 wird über einen Vergaser oder eine Einspritzvorrichtung 28 aus einem Behälter 30 Gas oder Benzin unter Druck einer Pumpe 29 gefördert. Ein Rußfilter in der Abgasrück­ führvorrichtung 24 kann bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung entfallen.
Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen der Fig. 1, 2 und 3 kann von der Abgasrückführvorrichtung 24 zu dem Abgassystem 16 eine Verbindungsleitung (nicht dargestellt) führen, die vorzugsweise mit einem variabel einstellbaren Querschnitt ausgestattet ist, mit dem sich die Rückführrate in der Abgasrückführvorrichtung 24 steuern läßt.
Um den Rußanteil bereits bei der Verbrennung im zweiten Zylinder 7 gering zu halten, ist die Druckdiffe­ renz zwischen dem Druck vor Zylinder 7 und dem Ab­ gasgegendruck möglichst groß zu halten. Um diese gro­ ße Druckdifferenz zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Drossel (nicht dargestellt) in dem Ansaugsammelrohr 9 zu den ersten Zylindern 2-6 an­ zuordnen. Alternativ kann diese erhöhte Druckdifferenz auch mit einem Injektor (nicht dargestellt) erzielt wer­ den, der an der Mündung der Abgasrückführvorrich­ tung 24 in das Ansaugsammelrohr 9 angeordnet ist.
Im Betrieb wird der Brennkraftmaschine Luft mit er­ höhtem Druck aus dem Verdichter 8 zugeführt. Der Verdichter 8 wird von den Abgasen aus den ersten Zy­ lindern 2-6 über die Abgasturbine 23 angetrieben. Ab­ gas aus dem über Ansaugsammelrohr 10 ausschließlich mit Frischluft beaufschlagten zweiten Zylinder 7 wird dem Ansaugsammelrohr 9 für die ersten Zylinder 2-6 über eine Abgasrückführvorrichtung 24 mit Rußfilter 25 zugeführt. Der Rußanteil im Abgas des zweiten Zylin­ ders 7 steigt auf Grund der ausschließlichen Frischluft­ zufuhr zum Zylinder 7 nicht über einen niedrigeren Wert, während die NO-Anteile im Abgas der ersten Zylinder 2-6 durch die rückgeführten Abgase gering gehalten sind. Daneben besteht die Möglichkeit über unterschiedliche Verbrennungsabstimmung den NOx- und Rußanteil weiter zu optimieren (unterschiedliche Kolbenboden, Verdichtungsverhältnisse, Einspritzung etc.).
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfin­ dung wird der zweite Zylinder 7 mit Gas- oder Benzin betrieben und das aus dieser Verbrennung resultierende rußfreie Abgas des Zylinders 7 sowohl den mit Diesel betriebenen ersten Zylindern 2-6 als auch dem zweiten Zylinder 7 zugeführt. Die NO-Emission aller Zylinder 2-7 ist gleichmäßig niedrig.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform, bei der ein Bypassventil 34 in der Abgasrückführvorrichtung liegt, um den Ladeluftkühler 26 umgehen zu können, bringt besonders bei Teillastbetrieb Vorteile im Sinne der Auf­ gabenstellung.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Schadstoffminderung beim Betrieb mehrzylindriger Dieselbrennkraftmaschinen mit einem Ansaugsammelrohr (9), mit einem Abgassystem (16), das mit ersten Zylindern (2-6) verbunden ist, und mit einer Abgasrückführvorrichtung (24), die mit zweiten Zylindern (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ansaugsammelrohr (10) mit den zweiten Zylindern (7), das Ansaugsammelrohr (9) mit den ersten Zylindern (2-6) und die Abgasrückführvorrichtung (24) mit dem Ansaugsammelrohr (9) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abgasrückführvorrichtung (24) ein Rußfilter (25) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Ladeluftkühler (26) im Ansaug­ sammelrohr (9) enthalten ist, und die Abgasrück­ führvorrichtung (24) stromaufwärts des Ladeluft­ kühlers (26) in das Ansaugsammelrohr (9) mündet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abgasrückführvorrichtung (24) ei­ nen Abgaskühler aufweist und stromabwärts des Ladeluftkühlers (26) in das Ansaugsammelrohr (9) mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ladeluftkühler (26) ein Kombina­ tionskühler ist und einen vorgeschalteten Edel­ stahlkühler und einen nachgeschalteten Alumini­ umkühler enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Verbindungsleitung vorgesehen ist, die das Abgassystem (16) mit der Abgasrück­ führvorrichtung (24) verbindet und einen einstell­ baren Querschnitt aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Ansaugsammelrohr (9) eine Dros­ sel enthalten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abgasrückführvorrichtung (24) an der Mündung in das Ansaugsammelrohr (9) einen Injektor aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Ansaugsammelrohr (10) mit den zweiten Zylindern (7), das Ansaugsammel­ rohr (9) mit den ersten Zylindern (2-6), die Abgas­ rückführvorrichtung (24) mit einer Leitung (27) zu den Ansaugsammelrohren (9, 10) verbunden ist und in das zweite Ansaugsammelrohr (10) Gas oder Benzin über einen Vergaser oder eine Einspritzvor­ richtung (28) gefördert wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Ladeluftkühler (26) im Ansaug­ sammelrohr (9) enthalten ist und der Ladeluftküh­ ler (26) durch ein in der Abgasrückführvorrichtung (24) angeordnetes schaltbares Bypassventil (34) umgehbar ist.
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ITMI941368A IT1269973B (it) 1993-07-20 1994-06-30 Dispositivo per diminuire le sostanze nocive nel funzionamento di motori a combustione interna a piu' cilindri
US08/276,941 US5517976A (en) 1993-07-20 1994-07-19 Diesel engine equipped for reducing harmful substances in its operation
FR9409000A FR2708039B1 (fr) 1993-07-20 1994-07-20 Dispositif pour réduire l'émission de substances nocives lors du fonctionnement de moteurs à combustion interne polycylindres.
JP6168094A JPH0754715A (ja) 1993-07-20 1994-07-20 多気筒内燃機関の有害物質軽減装置
GB9414654A GB2280222B (en) 1993-07-20 1994-07-20 Apparatus for reducing pollutants in the operation of multi-cylinder internal combustion engines

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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502717C1 (de) * 1995-01-28 1996-05-30 Mtu Friedrichshafen Gmbh Aufgeladene, mehrzylindrische Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE19549801B4 (de) * 1995-03-31 2008-01-17 Behr Gmbh & Co. Kg Plattenwärmetauscher
DE19629015C2 (de) * 1996-07-18 1998-07-02 Mtu Friedrichshafen Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Kühlung eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine sowie deren Verwendung
US6003315A (en) * 1997-03-31 1999-12-21 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US5802846A (en) * 1997-03-31 1998-09-08 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US6216458B1 (en) 1997-03-31 2001-04-17 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
DE19756060C1 (de) * 1997-12-17 1998-12-17 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Abgas-Rückführungsvorrichtung
DE19838725C2 (de) * 1998-08-26 2000-05-31 Mtu Friedrichshafen Gmbh Mehrzylindrige Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen
AU2003291995A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-23 Behr Gmbh And Co. Kg Cooling device
CN102906411B (zh) * 2010-05-21 2014-11-12 丰田自动车株式会社 内燃机以及内燃机的控制装置
DE102011077148A1 (de) 2011-06-07 2012-12-13 Abb Turbo Systems Ag Verbrennungsmotor
KR20130068110A (ko) * 2011-12-15 2013-06-25 현대자동차주식회사 디젤-가솔린 혼합연소엔진의 청정 ｅｇｒ 시스템, 이를 적용한 디젤-가솔린혼합연소엔진 및 그 제어방법
KR101745021B1 (ko) * 2011-12-16 2017-06-09 현대자동차주식회사 가솔린/디젤 연료 혼합 압축 착화 연소 엔진의 이지알 제어 시스템 및 그 방법
EP3168450A1 (de) * 2015-11-12 2017-05-17 Winterthur Gas & Diesel Ltd. Verbrennungsmotor, verfahren zur reinigung der abgases aus einem verbrennungsmotor und verfahren zur umrüstung eines verbrennungsmotors
DE102016224641A1 (de) * 2016-12-09 2018-06-14 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgaspfad für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einem solchen Abgaspfad und Verfahren zum Agglomerieren von Rußpartikeln im Abgas einer Brennkraftmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454829A1 (de) * 1973-11-28 1975-06-05 Saviem Mehrzylindrige waermekraftmaschine
US4131095A (en) * 1976-03-19 1978-12-26 Nissan Motor Company, Ltd. Internal combustion engine operated on a reformed gas
US4249382A (en) * 1978-05-22 1981-02-10 Caterpillar Tractor Co. Exhaust gas recirculation system for turbo charged engines
DE3930243A1 (de) * 1989-09-11 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454829A1 (de) * 1973-11-28 1975-06-05 Saviem Mehrzylindrige waermekraftmaschine
US4131095A (en) * 1976-03-19 1978-12-26 Nissan Motor Company, Ltd. Internal combustion engine operated on a reformed gas
US4249382A (en) * 1978-05-22 1981-02-10 Caterpillar Tractor Co. Exhaust gas recirculation system for turbo charged engines
DE3930243A1 (de) * 1989-09-11 1991-03-14 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine

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