DE60103047T2 - Apparatus for exhaust gas recirculation in an intake air flow - Google Patents

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Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückführen von Abgas in einen Ansaugluftstrom in einer Brennkraftmaschine.This invention relates to a device to return from Exhaust gas in an intake air stream in an internal combustion engine.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Eine herkömmliche Luftansaug- und Abgasrückführanordnung umfasst ein Gehäuse mit einem Ansaugkanal für Ansaugluft, ein Drosselventil mit einer Drosselklappe, die in dem Ansaugkanal so angeordnet ist, dass sie um eine Schwenkachse zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung drehbar ist, und eine Abgasrückführleitung, die mit dem Ansaugkanal stromab des Drosselventils in Verbindung steht, um Abgas in den durch den Ansaugkanal strömenden Luftstrom einzuführen.A conventional air intake and exhaust gas recirculation arrangement includes a housing with an intake duct for Intake air, a throttle valve with a throttle valve, which in the Intake channel is arranged so that it is about a pivot axis between an opening and closed position is rotatable, and an exhaust gas recirculation line, connected to the intake duct downstream of the throttle valve stands to introduce exhaust gas into the air flow flowing through the intake duct.

Es treten mehrere Probleme in Zusammenhang mit einer derartigen Luftansaug- und Abgasrückführanordnung auf:There are several issues related with such an air intake and Exhaust gas recirculation arrangement on:

Das Abgas sollte in den Ansaugluftstrom so eingeführt werden, dass es auf jeden Motorzylinder gleichmäßig verteilt wird. Wenn eine einzige Einlassstelle in dem Ansaugsystem zwischen dem Drosselventilgehäuse und den Einlassöffnungen am Zylinderkopf verwendet wird, ist es sehr wichtig, für eine gute Durchmischung des Abgases mit der Ansaugluft zu sorgen.The exhaust gas should flow into the intake air so introduced be that it is evenly distributed to each engine cylinder. When a only intake point in the intake system between the throttle valve body and the inlet openings is used on the cylinder head, it is very important for good Ensure that the exhaust gas is mixed with the intake air.

Das Abgas enthält viele Verbrennungsprodukte und Restsubstanzen, die aus der Brennkammer während des Verbrennungsprozesses abgeführt werden. Diese Bestandteile des Abgases führen bekanntlich zu Ablagerungen an den Gehäuseoberflächen, mit denen sie in Berührung kommen. Ablagerungen am Drosselventilgehäuse stellen eine ernsthafte Schwierigkeit insofern dar, als sie zu einem Steckenbleiben der Drosselklappe führen können. Bei elektronisch gesteuerten Drosselventilen stellen Ablagerungen auch insofern ein ernsthaftes Problem dar, als sie den Luftstrom vorbei an der Drosselklappe im Notlaufbetrieb sperren können. Für Motorsicherheitskonzepte stellt dies ein ernsthaftes Problem dar.The exhaust gas contains many combustion products and residual substances from the combustion chamber during the combustion process be dissipated. These components of the exhaust gas lead As is well known, deposits on the housing surfaces with which they come into contact. Deposits on the throttle valve housing pose a serious difficulty in that they become a The throttle valve can get stuck. With electronically controlled Throttle valves are also serious deposits Problem when they blocked the airflow past the throttle valve in the Can lock emergency operation. For engine safety concepts this is a serious problem.

Bei Betrieb der Brennkraftmaschine in kalter Umgebung ist es möglich, dass sich am Drosselventilgehäuse Eis bildet. Eis bildet sich, wenn in der Ansaugluft genügend Feuchtigkeit vorhanden ist, um an kalten Oberflächen zu kondensieren und sich dann in Eis zu verwandeln. Die Eisbildung beeinflusst den Luftstrom durch den Ansaugkanal in ähnlicher Weise wie Ablagerungen und beeinträchtigt daher den Betrieb der Brennkraftmaschine erheblich. Das Vereisen des Drosselventilgehäuses erfolgt dann, wenn die Oberflächen des Drosselventilgehäuses kalt sind und ausreichend Feuchtigkeit in der Ansaugluft vorhanden ist. Innerhalb des Luftverteilers kommt Feuchtigkeit sowohl aus dem Abgas wie auch aus dem vorbeiströmenden Gas im Kurbelkasten.When operating the internal combustion engine in a cold environment it is possible that is on the throttle valve body Ice forms. Ice forms when there is sufficient moisture in the intake air is present to condense and cool surfaces then turn into ice. Ice formation affects the air flow through the intake duct in a similar way Way as deposits and therefore affects the operation of the Internal combustion engine considerably. The throttle valve housing freezes then when the surfaces of the throttle valve body are cold and there is sufficient moisture in the intake air is. Moisture comes out of both inside the air distributor the exhaust gas as well as the gas flowing past in the crankcase.

Wenn der Luftverteiler stromab des Drosselventilgehäuses aus Kunststoff besteht, ist es erforderlich, die thermischen Belastungen so zu managen, dass der Kunststoff nicht beschädigt wird. Das Einführen von Abgas in den Ansaugluftstrom wirft insofern ein schwieriges Problem auf, als die Gase mit einer Temperatur zugeführt werden können, die oberhalb der für den Kunststoff zulässigen Temperatur liegt. Um Ablagerungen im Abgasrückführkreis zu vermeiden, ist es erforderlich, eine Gastemperatur oberhalb 350°C aufrechtzuerhalten. Die meisten Luftverteiler aus Kunststoff haben eine Temperaturgrenze von ungefähr 170°C. Daher sollte das Abgas so eingeführt werden, dass es den aus Kunststoff bestehenden Luftverteiler nicht schädigt.If the air distributor is downstream of the Throttle body is made of plastic, it is necessary to withstand the thermal loads to be managed so that the plastic is not damaged. Introducing Exhaust gas in the intake air flow therefore poses a difficult problem on than the gases can be supplied at a temperature that above that for the plastic allowed Temperature. It is to avoid deposits in the exhaust gas recirculation circuit required to maintain a gas temperature above 350 ° C. Most air distributors made of plastic have a temperature limit of approximately 170 ° C. Therefore the exhaust gas should be introduced like this be that it is not the plastic air manifold damaged.

Die folgenden Patentveröffentlichungen, die zumindest einige der oben geschilderten Probleme zu lösen suchen, sind bekanntgeworden:The following patent publications, who try to solve at least some of the problems outlined above, have become known:

EP 0 881 378 A3 beschreibt ein Verfahren zum Einführen von Abgas in der Weise, dass es in den Luftverteiler stromab des Drosselventilgehäuses durch tangentiale Öffnungen eingesaugt wird. Die tangentiale Zuführung resultiert in einer spiralförmigen Bewegung des einströmenden Gases, das eine gute Durchmischung mit der Ansaugluft erleichtern soll. EP 0 881 378 A3 describes a method for introducing exhaust gas in such a way that it is drawn into the air distributor downstream of the throttle valve housing through tangential openings. The tangential feed results in a spiral movement of the inflowing gas, which is intended to facilitate thorough mixing with the intake air.

US-A-4 697 569 beschreibt ein Verfahren zum Einführen von Abgas am Drosselventilgehäuse durch halbkreisförmige Ringöffnungen, um eine gute Durchmischung mit der Ansaugluft zu erleichern.US-A-4 697 569 describes a method for Introduce of exhaust gas on the throttle valve housing semicircular Ring openings to facilitate thorough mixing with the intake air.

US-A-4 461 150 beschreibt ein Verfahren zum Einführen von Abgas in den Luftverteiler stromab des Drosselventilgehäuses durch eine Anzahl symmetrisch angeordneter, schräg verlaufender Einlässe, um einen spiralförmigen Strömungsverlauf im Luftverteiler zu bilden. Ähnlich wie in der oben erwähnten EP 0 881 378 wird von einer derartigen spiralförmigen Gasströmung gesagt, dass sie für eine gute Durchmischung von Einlassluft und Abgas sorgt. Außerdem hat eine derartige spiralförmige Gasströmung den Zweck zu verhindern, dass das Abgas mit dem Drosselventilgehäuse in Kontakt kommt. Aus diesem Grund wird das Abgas in einen Bereich stromab der Drosselklappe zugeführt, um nicht in den Rückströmbereich im „Totraum" der Drosselklappe mitgerissen zu werden.US-A-4 461 150 describes a method for introducing exhaust gas into the air manifold downstream of the throttle valve housing through a number of symmetrically arranged, inclined inlets to form a spiral flow pattern in the air manifold. Similar to the one mentioned above EP 0 881 378 is said of such a spiral gas flow that it ensures a good mixing of inlet air and exhaust gas. In addition, such a spiral gas flow has the purpose of preventing the exhaust gas from coming into contact with the throttle valve housing. For this reason, the exhaust gas is fed into a region downstream of the throttle valve, in order not to be entrained into the backflow region in the “dead space” of the throttle valve.

DE 4 420 247 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einführen von Abgas in den Luftverteiler stromab des Drosselventilgehäuses durch mehrere Öffnungen, die in einem kreisförmigen symmetrischen Muster um die Achse des Ansaugkanals herum angeordnet sind. Dieses Patent offenbart ferner ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die mehreren Öffnungen durch eine einzige ringförmige Öffnung ersetzt ist. Der Ansaugkanal umfasst einen Venturiabschnitt in dem Bereich, in den das Abgas durch die Öffnungen eingeführt wird. Solch ein Venturiabschnitt erzeugt eine höhere Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft, was die Durchmischung von Ansaugluft und rückgeführtem Abgas verbessern kann. Außerdem spricht dieses Patent von einer thermischen Isolierung zwischen dem Drosselventilgehäuse und dem Luftverteiler aus Kunststoff, um eine Schädigung des Luftverteilers zu vermeiden. DE 4 420 247 A1 describes a method for introducing exhaust gas into the air manifold downstream of the throttle valve housing through a plurality of openings arranged in a circular symmetrical pattern around the axis of the intake duct. This patent also discloses another embodiment in which the plurality of openings is replaced by a single annular opening. The intake duct includes a venturi section in the area into which the exhaust gas is introduced through the openings. Such a venturi section produces a higher flow rate of the intake air, which causes the intake air to mix and improve recirculated exhaust gas. This patent also speaks of thermal insulation between the throttle valve housing and the plastic air distributor in order to prevent damage to the air distributor.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Es ist ein Hauptziel dieser Erfindung, eine Vorrichtung zum Rückführen von Abgas in einen Ansaugluftstrom zu schaffen, bei der Ablagerungen und Eisbildung an den Oberflächen des Drosselventils und benachbarten Wänden des Ansaugkanals minimiert werden.It is a primary object of this invention a device for recycling To create exhaust gas in an intake airflow at the deposits and ice formation on the surfaces of the throttle valve and adjacent walls of the intake duct are minimized become.

Ein weiteres Ziel ist es, für eine gute Durchmischung von Ansaugluft und rückgeführtem Abgas zu sorgen.Another goal is for good Ensure mixing of intake air and recirculated exhaust gas.

Ein weiteres Ziel ist es, die Erwärmung des Drosselventilgehäuses des Drosselventils zu optimieren.Another goal is to heat the throttle valve body Optimize throttle valve.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 definiert. Weiterentwicklungen und Modifizierungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The invention is in the claim 1 defined. Further developments and modifications of the invention are in the dependent claims Are defined.

Entsprechend der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst der Ansaugkanal einen Krümmerabschnitt zwischen dem Drosselglied des Drosselventils und einem Abgaseinlass, um den Eintritt von Abgas in den Rückströmbereich stromab des Drosselgliedes zu verhindern.According to the device of the In the present invention, the intake duct includes an elbow section between the throttle element of the throttle valve and an exhaust gas inlet, for the entry of exhaust gas into the return flow area downstream of the throttle element to prevent.

Der Krümmerabschnitt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, Abgas in einen Bereich einzuführen, in dem keine Luftrückströmung erfolgt. Vielmehr wird das Abgas in einen Bereich des Luftstromes eingeführt, der unbehindert unmittelbar in den Luftverteiler einströmt. Dadurch, dass Abgas die Innenflächen des Drosselventilgehäuses und des Drosselgliedes (der Drosselklappe) nicht berühren kann, ist es möglich, zu verhindern, dass sich Ablagerungen in diesem Bereich bilden. Ferner enthält Abgas bekanntlich große Mengen an Feuchtigkeit, die bei Berührung mit kalten Flächen zur Eisbildung führt. Durch Verhindern, dass Abgas mit den Oberflächen des Drosselventils in Berührung gelangt, ist es somit ebenfalls möglich, die Gefahr von Eisbildung erheblich zu verringern.The manifold section of the present Invention enables It is to introduce exhaust gas in an area where there is no backflow of air. Rather, the exhaust gas is introduced into an area of the air flow that flows freely into the air distributor. Thereby, that exhaust the inner surfaces of the throttle valve body and the throttle element (the throttle valve) cannot touch, Is it possible, to prevent deposits from forming in this area. It also contains exhaust gas as is well known, great Amounts of moisture that are in contact with cold surfaces Ice formation leads. By preventing exhaust gas from contacting the surfaces of the throttle valve contact arrives, it is also possible to significantly increase the risk of ice formation to reduce.

Vorzugsweise ist das Drosselglied unmittelbar benachbart zu einem stromaufwärtigen Ende des Krümmerabschnittes angeordnet, so dass sich der Rückströmbereich in den Krümmerabschnitt erstreckt. Außerdem ist der Abgaseinlass vorzugsweise unmittelbar benachbart zu einem stromabwärtigen Ende des Krümmerabschnittes angeordnet. Dies bietet die Möglichkeit, das einströmende heiße Abgas mit kühlerer Ansaugluft sobald wie möglich stromab des Drosselventils zu mischen, so dass die Mischdauer maximiert wird und dadurch die Wärme des Abgases gut verteilt wird, ehe es die Innenflächen des Luftverteilers erreicht. Es wurde ausgerechnet, dass für ein Abgas mit 350°C (höchste zu erwartende Temperatur), das in einen Ansaugluftstrom von 40°C (höchste zu erwartende Umgebungsluft) in einem Massenanteil von 30% Abgas (größte zu erwartende Menge des Abgases) eintritt, die Gesamtendtemperatur unter der Annahme perfekter Durchmischung 170°C betragen würde. 170°C ist die maximale Temperatur, die ein typischer Luftverteiler aus Kunststoff aushalten kann. Dadurch, dass der Krümmerabschnitt so nah wie möglich am Drosselventil angeordnet und das Gas so eingeführt wird, dass die Durchmischung maximiert wird, wird sichergestellt, dass das Abgas einen Luftverteiler aus Kunststoff nicht schädigen kann.The throttle element is preferably immediately adjacent an upstream end of the manifold section arranged so that the backflow area in the manifold section extends. Moreover the exhaust gas inlet is preferably immediately adjacent to one downstream end of the manifold section arranged. This offers the opportunity the inflowing name is Exhaust with cooler Intake air as soon as possible Mix downstream of the throttle valve so that the mixing time is maximized and thereby the heat of the exhaust gas is well distributed before it reaches the inner surfaces of the Air distributor reached. It was calculated that for an exhaust gas at 350 ° C (highest expected temperature), which in an intake air flow of 40 ° C (highest to expected ambient air) in a mass fraction of 30% exhaust gas (largest amount to be expected of the exhaust gas) occurs, assuming the total end temperature perfect mixing 170 ° C would be. Is 170 ° C the maximum temperature that a typical plastic air distributor can withstand can. In that the manifold section as close as possible arranged on the throttle valve and the gas is introduced so that mixing is maximized, it ensures that Exhaust gas cannot damage a plastic air distributor.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Krümmerabschnitt aus einem getrennten Gehäuseteil besteht, das zwischen das Dros selventilgehäuse und den Luftverteiler eingesetzt ist. Vorzugsweise sind das Gehäuseteile des Krümmerabschnittes und das Drosselventilgehäuse so miteinander verbunden, dass es zu einer optimalen Wärmeübertragung zwischen ihnen kommt. Somit wird Wärme aus dem Abgas dazu verwendet, das Gehäuseteil des Krümmerabschnittes zu erwärmen, welches Wärme an das Drosselventilgehäuse abgibt, um dessen Temperatur zu erhöhen.According to another training the invention provides that the manifold section from a separate housing part exists between the throttle valve housing and the air distributor is. The housing parts are preferably of the manifold section and the throttle valve body connected so that there is an optimal heat transfer comes between them. Thus, heat from the exhaust gas is used to the housing part of the manifold section heat, what warmth to the throttle valve body emits to raise its temperature.

Wie oben erwähnt, wird angenommen, dass die im Abgas vorhandene Feuchtigkeit die Hauptursache für ein Vereisen der Oberflächen des Drosselventilgehäuses ist. Es ist daher beabsichtigt, Wärme dem Drosselventilgehäuse nur dann zuzuführen, wenn sie benötigt wird. Die Wärmeträgheit des Krümmerabschnittes und des Drosselventilgehäuses sollten minimiert werden, so dass sie so rasch wie erforderlich erwärmt werden können, um Eisbildung zu verhindern. Das Niveau, auf das die Temperatur des Drosselventilgehäuses angehoben wird, muss sorgfältig überprüft werden, um sicherzustellen, dass es nicht zu hoch ist. Dies könnte durch den Einsatz einer geeigneten CFD-Analyse gemacht werden.As mentioned above, it is believed that the Moisture present in the exhaust gas is the main cause of icing of the surfaces of the throttle valve body is. It is therefore intended to heat the throttle body only to feed if she needed becomes. The thermal inertia of the elbow section and the throttle valve body should be minimized so that they are as soon as necessary heated can be to prevent ice formation. The level to which the temperature of the throttle valve body must be carefully checked, to make sure it's not too high. This could be due to the use of an appropriate CFD analysis.

Die optimale Wärmeübertragungsverbindung des Gehäuseteils des Krümmerabschnittes mit dem Drosselventilgehäuse wird vorgesehen, um die Erwärmung des Drosselventilgehäuses zu optimieren, und nicht so sehr, um die Temperatur des Gehäuseteils des Krümmerabschnittes zu reduzieren. Eine weitere Folge dieser optimalen Wärmeübertragung und minimalen Wärmeträgheit ist, dass bei einem Hot-Soak-Zustand das Drosselventilgehäuse mit der größtmöglichen Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur abkühlen kann.The optimal heat transfer connection of the housing part of the manifold section with the throttle valve body is provided to the warming of the throttle valve body to optimize, and not so much to the temperature of the housing part of the manifold section to reduce. Another consequence of this optimal heat transfer and minimal thermal inertia, that in a hot soak condition the throttle valve housing with the greatest possible Speed depending can cool down from the ambient temperature.

Zusammenfassend führen die vorliegende Erfindung und ihre Weiterbildungen zu folgenden Vorteilen:In summary, the present invention and their further training on the following advantages:

Der Krümmerabschnitt zwischen dem Drosselglied und dem Luftverteiler dient dazu, das Abgas so einzuführen, dass es nicht in den Luftrückströmbereich stromab des Drosselgliedes gelangt, um Ablagerungen und Eisbildung zu verhindern.The manifold section between the Throttle element and the air distributor serves to introduce the exhaust gas in such a way that it is not in the air backflow area arrives downstream of the throttling element to form deposits and ice to prevent.

Das Gehäuseteil des Krümmerabschnittes ist mit dem Drosselventilgehäuse so verbunden, dass Wärme vom Abgas auf das Drosselventilgehäuse übertragen wird, um Eisbildung zu vermeiden.The body part of the manifold section is connected to the throttle valve body in such a way that heat is transferred from the exhaust gas to the throttle valve body to prevent ice formation.

Das Gehäuseteil des Krümmerabschnittes und das Drosselventilgehäuse haben die niedrigstmögliche Wärmeträgheit, um die Hot-Soak-Temperatur und die Dauer zum Erwärmen des Drosselventilgehäuses zu verringern.The housing part of the manifold section and the throttle valve body have the lowest possible Inertia to the hot soak temperature and the time to warm the throttle body reduce.

Das Abgas wird in den Ansaugluftstrom so eingeführt, dass die Temperatur des Abgases während der Durchmischung mit frischer Ansaugluft ausreichend durchmischt wird, so dass es zu keiner Schädigung eines Luftverteilers aus Kunststoff kommt.The exhaust gas is in the intake air flow introduced so that the temperature of the exhaust gas during mixing with fresh intake air is mixed sufficiently so that it is too no damage an air distributor made of plastic.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels und der besten Ausführungsform, den beiliegenden Ansprüchen und beigefügten Zeichnungen hervor, in denen:These and other goals, characteristics and advantages of this invention will appear from the following detailed Description of the preferred embodiment and the best embodiment, the attached claims and attached Drawings in which:

1 eine schematische Schnittansicht eines Ansaugkanals der vorliegenden Erfindung ist; 1 Figure 3 is a schematic sectional view of an intake duct of the present invention;

2 eine schematische Schnittansicht in Richtung der Pfeile II-II in 1 ist. 2 is a schematic sectional view in the direction of arrows II-II in 1 is.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispielsdetailed Description of the preferred embodiment

Gemäß 1 ist ein Luftansaugkanal 2 vorgesehen, um Ansaugluft mehreren Zylindern einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) zuzuführen. Der Ansaugkanal 2 weist ein Drosselventilgehäuse 4 und einen Krümmerabschnitt 6 auf, der mit einem Luftverteiler 8 verbunden ist.According to 1 is an air intake duct 2 provided to supply intake air to a plurality of cylinders of an internal combustion engine (not shown). The intake duct 2 has a throttle valve housing 4 and a manifold section 6 on that with an air manifold 8th connected is.

Das Drosselventilgehäuse 4 enthält ein Drosselglied 10. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drosselventil 10 eine herkömmliche Drosselklappe, die um eine Achse 11 zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung drehbar ist, um den Strömungsdurchsatz des Luftansaugstromes zu steuern.The throttle valve body 4 contains a throttle element 10 , In the illustrated embodiment, the throttle valve 10 a conventional throttle valve that is about an axis 11 is rotatable between an open and closed position in order to control the flow rate of the air intake flow.

Eine Abgasrückführleitung 12, die Abgas von einer Abgasanlage (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine empfängt, endet in einem Abgaseinlass 14, der Abgas in den Ansaugkanal 2 einführt, um ihn mit dem Einlassstrom zu mischen.An exhaust gas recirculation line 12 that receives exhaust gas from an exhaust system (not shown) of the internal combustion engine ends in an exhaust gas inlet 14 , the exhaust gas into the intake duct 2 introduces to mix it with the inlet stream.

Im Betrieb strömt Ansaugluft durch den Ansaugkanal 2 am Drosselglied 10 vorbei. Hieraus resultiert ein Luftrückströmbereich 16 stromab des Drosselgliedes 10, dessen Ausmaß von der Winkelstellung des Drosselgliedes 10 abhängt.In operation, intake air flows through the intake duct 2 on the throttle element 10 past. This results in an air backflow area 16 downstream of the throttle element 10 whose extent depends on the angular position of the throttle element 10 depends.

Wie oben erläutert, wird der Krümmerabschnitt 6, bei dem es sich um einen 90° Krümmer handelt, dazu verwendet, dass in den Ansaugluftstrom eingeführtes Abgas den Rückströmbereich 16 nicht erreicht. Dessen ungeachtet wird das Abgas in den Einlassluftstrom an einer Stelle so nahe wie möglich an dem Drosselglied 10 und dem Rückströmbereich 16 eingeführt, um für eine gute Durchmischung von Ansaugluft und Abgas zu sorgen.As explained above, the manifold section 6 , which is a 90 ° elbow, uses the exhaust gas introduced into the intake air flow to the return flow area 16 not reached. Regardless, the exhaust gas in the intake airflow becomes as close as possible to the throttle member 10 and the backflow area 16 introduced to ensure a good mixing of intake air and exhaust gas.

Insbesondere ist das Drosselglied 10 unmittelbar benachbart zu dem stromaufwärtigen Ende des Krümmerabschnittes 6 angeordnet, so dass sich der Rückströmbereich 16 ins Innere des Krümmerabschnittes 6 erstreckt. Außerdem ist der Abgaseinlass 14 unmittelbar benachbart zu dem stromabwärtigen Ende 24 (angedeutet durch gestrichelte Linien) des Krümmerabschnittes 6 angeordnet.In particular, the throttle element 10 immediately adjacent to the upstream end of the manifold section 6 arranged so that the backflow area 16 inside the manifold section 6 extends. In addition, the exhaust gas inlet 14 immediately adjacent to the downstream end 24 (indicated by dashed lines) of the manifold section 6 arranged.

Wie in 2 dargestellt, besteht der Abgaseinlass 14 aus einer einzigen Öffnung, die so angeordnet ist, dass das Abgas in den Ansaugkanal tangential bezüglich der Umfangswand 20 des Ansaugkanals eingeführt wird, um für einen spiralförmigen Strömungsverlauf 22 des Abgases zu sorgen. Der tangentiale Eintritt des Abgases hilft dabei mit, sicherzustellen, dass das Abgas nicht in den „Hals" des Krümmerabschnittes aufwärts in den Rückströmbereich 16 wandert. Außerdem ist es wichtig, festzuhalten, dass der Abgaseinlass 14 das Abgas an einer Stelle einführt, an der der Ansaugluftstrom ungehindert verläuft, wie durch Pfeile 18 angedeutet ist.As in 2 shown, there is the exhaust gas inlet 14 from a single opening that is arranged so that the exhaust gas in the intake duct tangential to the peripheral wall 20 of the intake duct is inserted in order for a spiral flow 22 of the exhaust gas. The tangential entry of the exhaust gas helps to ensure that the exhaust gas does not go up into the "neck" of the manifold section into the backflow area 16 emigrated. It is also important to note that the exhaust gas inlet 14 introduces the exhaust gas at a point where the intake air flow is unimpeded, such as by arrows 18 is indicated.

Wenn auch das Drosselventilgehäuse 4 und der Krümmerabschnitt 6 einteilig ausgebildet werden könnten, werden sie vorzugsweise aus getrennten Gehäuseteilen hergestellt. Das Gehäuseteil des Krümmerabschnittes 6 ist mit dem Abgaseinlass 14 versehen, so dass das Abgas zum Erwärmen des Krümmerabschnittes 6 verwendet wird. Der Krümmerabschnitt 6 ist mit dem Drosselventilgehäuse 4 durch Flansche 26 verbunden, um für eine gute Wärmeübertragung zwischen ihnen zu sorgen. Das Drosselventilgehäuse 4 und der Krümmerabschnitt 6 sind aus einem Metall niedriger Wärmeträgheit, vorzugsweise aus Aluminiumformguss, hergestellt. Um die Wärmeübertragung zwischen dem Krümmerabschnitt 6 und dem Drosselventilgehäuse 4 zu verbessern, könnten thermisch leitende Dichtmittel (nicht gezeigt) innerhalb der Flansche 26 vorgesehen werden.If only the throttle valve housing 4 and the manifold section 6 could be formed in one piece, they are preferably made from separate housing parts. The body part of the manifold section 6 is with the exhaust gas inlet 14 provided so that the exhaust gas for heating the manifold section 6 is used. The manifold section 6 is with the throttle valve body 4 through flanges 26 connected to ensure good heat transfer between them. The throttle valve body 4 and the manifold section 6 are made of a metal with low thermal inertia, preferably cast aluminum. To heat transfer between the manifold section 6 and the throttle valve body 4 could improve thermally conductive sealants (not shown) within the flanges 26 be provided.

Als Folge dieser Konstruktion wird Wärme aus dem Abgas rasch an das Drosselventilgehäuse 4 abgegeben, um Eisbildung zu verhindern. Außerdem kann das Drosselventilgehäuse 4 bei Hot-Soak-Bedingungen mit der größtmöglichen Geschwindigkeit abkühlen.As a result of this construction, heat from the exhaust gas is rapidly supplied to the throttle valve body 4 released to prevent ice formation. In addition, the throttle valve body 4 cool down at the highest possible speed in hot soak conditions.

Wie in 1 dargestellt, ist der Krümmerabschnitt 6 mit dem Luftverteiler 8 durch Flansche 28 verbunden. Vorzugsweise besteht der Luftverteiler 8 aus Kunststoff. Die Flansche 28 könnten so ausgelegt werden, dass sie für eine thermische Isolierung zwischen dem Luftverteiler und dem Gehäuseteil des Krümmerabschnittes 6 sorgen. In jedem Fall sorgt die dargestellte Anordnung einschließlich des Drosselventilgehäuses 4, des Krümmerabschnittes 6 und des Abgaseinlasses 14 für eine gute Durchmischung von frischer Ansaugluft und Abgas, um eine Schädigung des Luftverteilers 8 zu vermeiden.As in 1 shown is the manifold section 6 with the air distributor 8th through flanges 28 connected. The air distributor is preferably present 8th made of plastic. The flanges 28 could be designed to provide thermal insulation between the air manifold and the body portion of the manifold section 6 to care. In any case, the arrangement shown includes the throttle valve housing 4 , the manifold section 6 and the exhaust gas inlet 14 for a good mixing of fresh intake air and exhaust gas in order to damage the air distributor 8th to avoid.

Claims (10)

Vorrichtung zum Rückführen von Abgas in einen Ansaugluftstrom in einer Brennkraftmaschine, mit einem Ansaugkanal (2) zum Zuführen von Ansaugluft zu einem Luftverteiler (8), einem Drosselventil mit einem Drosselglied (10), das in dem Ansaugkanal (2) so angeordnet ist, dass es zwischen einer Öffnungs- und Schließstellung bewegbar ist, wobei während des Betriebs ein Rückströmbereich (16) stromab des Drosselgliedes (10) vorhanden ist, und einer Abgasrückführleitung (12), die Abgas in den Ansaugkanal (2) durch einen Abgaseinlass (14) stromab des Drosselgliedes (10) einführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkanal (2) einen Krümmerabschnitt (6) zwischen dem Drosselglied (10) und dem Abgaseinlass (14) aufweist, um den Eintritt von Abgas in den Rückströmbereich (16) zu verhindern.Device for returning exhaust gas into an intake air flow in an internal combustion engine, with an intake duct ( 2 ) for supplying intake air to an air distributor (8), a throttle valve with a throttle element ( 10 ) in the intake duct ( 2 ) is arranged in such a way that it can be moved between an open and a closed position, with a backflow area () 16 ) downstream of the throttle element ( 10 ) is present, and an exhaust gas recirculation line ( 12 ), the exhaust gas in the intake duct ( 2 ) through an exhaust gas inlet ( 14 ) downstream of the throttle element ( 10 ), characterized in that the intake duct ( 2 ) a manifold section ( 6 ) between the throttle element ( 10 ) and the exhaust gas inlet ( 14 ) has the entry of exhaust gas into the backflow area ( 16 ) to prevent. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Krümmerabschnitt (6) einen 90°-Krümmer aufweist.The device of claim 1, wherein the manifold section ( 6 ) has a 90 ° elbow. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Drosselglied (10) unmittelbar benachbart zu einem stromaufwärtigen Ende des Krümmerabschnittes (6) angeordnet ist, so dass sich der Rückströmbereich (16) in den Krümmerabschnitt (6) erstreckt.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the throttle member ( 10 ) immediately adjacent to an upstream end of the manifold section ( 6 ) is arranged so that the backflow area ( 16 ) in the manifold section ( 6 ) extends. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Abgaseinlass (14) unmittelbar benachbart zu einem stromabwärtigen Ende des Krümmerabschnittes (6) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 3, wherein the exhaust gas inlet ( 14 ) immediately adjacent to a downstream end of the manifold section ( 6 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Abgaseinlass (14) ein Einlass mit einer einzigen Öffnung ist.Device according to one of the preceding claims, in which the exhaust gas inlet ( 14 ) is an inlet with a single opening. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Abgaseinlass (14) so angeordnet ist, dass er das Abgas in den Ansaugkanal (2) tangential zu einer Umfangswand (20) des Ansaugkanals (2) einführt, um einen spiralförmigen Abgasströmungsverlauf (22) zu erzeugen.Apparatus according to claim 5, wherein the exhaust gas inlet ( 14 ) is arranged so that it exhausts the exhaust gas ( 2 ) tangential to a peripheral wall ( 20 ) of the intake duct ( 2 ) introduces a spiral exhaust gas flow ( 22 ) to create. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Krümmerabschnitt (6) aus einem getrennten Gehäuseteil besteht, das zwischen ein Drosselventilgehäuse (4) und einen Luftverteiler (8) eingesetzt ist.Device according to one of the preceding claims, in which the elbow section ( 6 ) consists of a separate housing part, which is between a throttle valve housing ( 4 ) and an air distributor ( 8th ) is used. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Abgaseinlass (14) in dem Gehäuseteil des Krümmerabschnittes (6) angeordnet ist.Apparatus according to claim 7, wherein the exhaust gas inlet ( 14 ) in the housing part of the manifold section ( 6 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Gehäuseteil des Krümmerabschnitts (6) und das Drosselventilgehäuse (4) miteinander so verbunden sind, dass eine optimale Wärmeübertragung zwischen ihnen entsteht.Apparatus according to claim 8, wherein the housing part of the elbow section ( 6 ) and the throttle valve housing ( 4 ) are connected to each other in such a way that optimal heat transfer between them occurs. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der das Gehäuseteil des Krümmerabschnittes (6) und das Drosselventilgehäuse (4) eine minimale Wärmeträgheit haben.Apparatus according to claim 8 or 9, wherein the housing part of the elbow section ( 6 ) and the throttle valve housing ( 4 ) have minimal thermal inertia.
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