DE4420247A1 - Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere mit Plastesaugrohren - Google Patents

Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere mit Plastesaugrohren

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Description

Die Erfindung betrifft eine Abgaszuführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbe­ sondere mit Plastesaugrohren gemäß dem Überbegriff des Hauptanspruches.
Vorbekannt ist es, zur Optimierung von Schadstoffausstoß und Kraftstoffverbrauch bei Otto- und Dieselverbrennungsmotoren Abgas in das Saugrohr zurückzuführen. Die Zuführung erfolgt vorteilhaft entsprechend der aus der DE-PS 34 13 419 vorbekannten Ausführung in einer Verengung des Ansaugtraktes über einen Ringschlitz bzw. mehrere Ringschlitzsegmente. Diese Ausführungsart sichert einen hohen Grad der Gleichverteilung des Abgases auf die einzelnen Zylindereinheiten.
Vorbekannt ist es durch die DE-AS 21 16 606 bei Ottomotoren, das Abgas über einen Zwischenflansch, angeordnet zwischen Vergaser und Saugrohr, dem Ansaugtrakt zuzu­ führen. Am Zwischenflansch ist ein über ein Gestänge betätigbares Abgasregelventil an­ gebaut.
Bei Ottomotoren mit einer Gemischbildung vor dem, auf die Zylinder verteilenden Saug­ rohr wird die Wärme des Abgases zur Verbesserung der Gemischaufbereitung durch Verdampfung von noch flüssigen Kraftstoffanteilen im Saugtrakt genutzt und dabei die Temperaturerhöhung durch die Abgaszuführung verringert.
Bei Verbrennungsmotoren mit einer zylindernahen Gemischbildung erfolgt die Kraft­ stoffeinspritzung in die Saugkanäle des Zylinderkopfes vor den Einlaßventilen oder direkt in den Zylinderraum. Der dadurch im Ansaugtrakt fehlende Kühleffekt durch das Fehlen von zu verdampfendem Kraftstoff vor und im Saugrohr ergibt eine stärker erwärmte Ladung als bei einer Gemischbildung im Ansaugtrakt.
Die bei hohen Abgaszuführungsraten erreichten Temperaturen der Abgase können im Bereich der Abgaszuführung bis zu 500°C betragen. Dies führt bei Plastesaugrohren von Verbrennungsmotoren zu Haltbarkeitsproblemen.
Vorbekannt ist es auch aus der Zeitschrift MTZ 54/1993/5. 150 ff., das Abgasrückfüh­ rungsventil mit seinem Mündungsflansch über eine Isolieranordnung seitlich an ein glasfaserverstärktes Kunststoffsaugrohr anzuschließen. Damit wird jedoch die angestrebte homogene Zumischung von Abgas nicht vollkommen erreicht.
Die Isolieranordnung besteht aus einem hochtemperaturfesten Gummiring und einem wärmeableitenden Messingring.
Auch ist bei gesonderter Anordnung des Abgasrückführungsventils auf eine wärme­ abführende Konstruktion zu achten, um eine Funktionsbeeinflussung durch wärmebe­ dingte Änderungen elektrischer Kenngrößen zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abgaszuführungseinrichtung für hohe Ab­ gaszuführungsraten angepaßt an Plastesaugrohre zu gestalten und dabei in ein grö­ ßeres Fertigmodul einzubeziehen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Abgaszuführungseinrichtung mit dem Drosselklappen- oder Zuführungsstutzen wärmeleitend verbunden oder zusammen mit dem Drosselklappen- oder Zuführungsstutzen einstückig, aus gut wärmeleitendem Material ausgeführt ist.
Durch diese grundsätzliche Ausführungsart, eine thermisch-funktionelle Gesamteinheit des Ansaugtraktes vor dem Plastesaugrohr zu bilden, einschließlich der in den Unter­ ansprüchen genannten Details gelingt es, die Temperaturen
  • - an der Übergangsfläche zum Plastesaugrohr und
  • - am Abgasrückführungsventil herabzusetzen
sowie
  • - eine Vorwärmung der angesaugten Ladung über größere, erwärmte Wandflächen zu unterstützen.
An Hand einer Zeichnung sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden. Es zeigt:
Fig. 1 eine Abgaszuführungseinrichtung mit Drosselklappenstutzen in einstückiger Ausführung, einschließlich dem Abgasrückführungs­ ventil im Längsschnitt.
Fig. 2 eine Abgaszuführungseinrichtung mit Drosselklappenstutzen in ge­ teilter Ausführung im Längsschnitt.
Am Plastesaugrohr 1 mit seinen zu den einzelnen Zylindern des Verbrennungsmotors führenden Saugrohren 12 ist eine Abgaszuführungseinrichtung 2 mit Drosselklappen­ stutzen 2D befestigt.
Das Plastesaugrohr 1 erhält über den Drosselklappenstutzen 2D; 3 und die Abgaszufüh­ rungseinrichtung 2 die Ansaugladung.
Vorzugsweise sind Abgaszuführungseinrichtung 2 und Drosselklappenstutzen 2D als ein Teil ausgeführt. Dabei verbindet ein Ringschlitz 4 oder Ringschlitzsegmente 4a stromab der Drosselklappe 31 den Abgaszuführungskanal 5 mit dem Querschnitt des Ansaug­ rohres. Abgaszuführungseinrichtung 2 und Drosselklappenstutzen 2D bilden eine wärme­ aufnehmende und wärmeabführende Einheit mit einer großen Außenfläche und einer speziellen Wärme an die Ansaugluft abgebenden Innenfläche. Mit AG ist die Zuführung des Abgases gekennzeichnet.
Dabei können Abgaszuführungseinrichtung 2 und Drosselklappenstutzen 3 zweiteilig ausgeführt, jedoch Wärme gut zwischeneinander übertragend verbunden sein, siehe Fig. 2.
An der Verbindungsfläche 11 zum Plastesaugrohr 1 kann zur Minderung des Wärme­ übergangs der Übergangsquerschnitt 21 der Abgaszuführeinrichtung 2 zur Verbindungs­ fläche zum Plastesaugrohr 1 gering dimensioniert sein. Der Dichtflansch 22 weist des­ halb auch zweckmäßigerweise einen hohen Außenflächenanteil auf. Zur Vergrößerung der Außenflächenanteils des Dichtflansches 22 kann dieser größer als die Verbindungs­ fläche 11, diese überragend, ausgeführt sein.
Zusätzlich ist eine wärmedämmende Schicht 23 an dem Dichtflansch 22 der Abgaszu­ führung 2 zur Verbindungsfläche zum Plastesaugrohr 1 hin angeordnet. Als Materialien der wärmedämmenden Schicht kommt Keramik, Silikonkunststoff oder ähnliches in Betracht. Diese Schicht kann fest oder ggf. lösbar aufgebracht sein, um die Montage zu erleichtern.
Alternativ wäre es denkbar, eine solche wärmedämmende Schicht beim Herstellen des Plastesaugrohres 1 auch an diesem zu befestigen, in dem ein wärmedämmendes Ver­ bindungsflächenteil in die Herstellungsform eingelegt wird, welches beim Spritzen mit dem Plastmaterial verbunden wird.
Ebenso ist es möglich, eine Verbindung mit einem wärmefesten Gummiring zu bewirken, der zwischen dem Saugrohr und Abgaszuführungseinrichtung 2 in einer Nutanordnung eingelegt und geklemmt wird, siehe Fig. 2.
Das Abgasrückführungsventil 7 steuert den effektiven Zuströmquerschnitt für das Abgas und ist in der Abgaszuführungseinrichtung 2 funktionell und auch wärmeabführend ein­ geordnet. Damit wird eine Funktionsbeeinflussung durch wärmebedingte Änderungen elektrischer Kenngrößen vermieden und gleichzeitig ein Funktions- und Fertigungsmodul mit folgenden Teilen für eine Vorfertigung möglich:
  • - Saugrohr
  • - Drosselklappenstutzen
  • - Abgaszuführungseinrichtung mit Abgasrückführungsventil.
Zur gleichmäßigen Verteilung des Abgases in den Ansaugstrom ist ein gleichmäßiger Ringschlitz 4 oder mehrere Ringschlitzsegmente 4a für die Abgaszuführung in die ven­ turiartige Verengung 6 des Ansaugrohres 3 notwendig. Der, den oder die Ringschlitze 4; 4a umgebende Zuführungskanal 5 muß einen vielfach größeren Querschnitt als der oder die Ringschlitze 4; 4a selbst aufweisen.
Ebenso ist auch eine mittige Zuführung von Abgas in das Saugrohr über eine zentrale venturiartige Einrichtung denkbar, jedoch wird dann der Ansaugquerschnitt geschmälert.

Claims (5)

1. Abgaszuführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesonders mit Plastsaug­ rohr (1) und Einspritzung in den Zylinderraum oder in die Saugkanäle des Zylinder­ kopfes, wobei in einem düsenförmigen, in Strömungsrichtung nach der Drosselklappe (31) folgenden Ansaugleitungsabschnitt im engsten Querschnitt (6) vorzugsweise ein Ringschlitz (4) oder Ringschlitzsegmente (4a) zum Zuführen von Abgas in den An­ saugtrakt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszuführungseinrichtung (2) mit dem Drosselklappen- oder Zuführungs­ stutzen (3) wärmeleitend verbunden oder zusammen mit dem Drosselklappen- oder Zuführungsstutzen (2D) einstückig aus gut wärmeleitendem Material ausgeführt ist.
2. Abgaszuführungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsquerschnitte (21) zur Verbindungsfläche (11) zum Plastsaugrohr (1) gering dimensioniert sind und einen hohen Außenflächenanteil aufweisen.
3. Abgaszuführungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmedämmende Schicht (23) an der Verbindungsfläche (11) zum Plastesaugrohr (1) angeordnet ist.
4. Abgaszuführungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückführungsventil (7) direkt eingeordnet ist.
5. Abgaszuführungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaszuführung (2) aus Keramik besteht.
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