DE60117448T2

DE60117448T2 - Venturi-Bypass eines Abgasrückführungssystems

Info

Publication number: DE60117448T2
Application number: DE60117448T
Authority: DE
Inventors: James J. Peoria Faletti
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: DE60117448D1; EP1213467B1; US20020069862A1; EP1213467A3; US6408833B1; EP1213467A2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abgasrückzirkulationssysteme in einem Verbrennungsmotor und insbesondere auf ein Bypass- bzw. Überleitungssystem für eine Venturi-Einleitungsanordnung in solchen Abgasrückzirkulationssystemen.
Technischer Hintergrund
Ein Abgasrückzirkulationssystem (AGR-System) wird verwendet, um die Erzeugung von nicht wünschenswerten Verunreinigungsgasen und Partikelstoffen im Betrieb von Verbrennungsmotoren zu steuern. Solche Systeme haben sich als insbesondere nützlich bei Verbrennungsmotoren erwiesen, die in Motorfahrzeugen verwendet werden, wie beispielsweise Bussen, leichten Lastwägen und anderen auf der Straße fahrenden Maschinen. Abgasrückzirkulationssysteme zirkulieren in erster Linie die Abgasnebenprodukte in die Einlassluftversorgung des Verbrennungsmotors zurück. Das Abgas, welches wieder in den Motorzylinder eingeleitet wird, reduziert die Konzentration des Sauerstoffes darin, was wiederum die maximale Verbrennungstemperatur innerhalb des Zylinders verringert und die chemische Reaktion des Verbrennungsvorgangs verlangsamt, was die Bildung von Stickoxiden (NOx) verringert. Weiterhin enthalten die Abgase typischerweise unverbrannte Kohlenwasserstoffe, die bei der erneuten Einleitung in den Motorzylinder verwandt werden, was weiter die Emissionen von Abgasnebenprodukten reduziert, die sonst als nicht wünschenswerte Verunreinigungen aus dem Verbrennungsmotor ausgestoßen werden würden.
Wenn man eine Abgasrückzirkulation in einem turboaufgeladenen Dieselmotor verwendet, wird das zurück zu zirkulierende Abgas vorzugsweise stromaufwärts der durch Abgas angetriebenen Turbine entfernt, die mit dem Turbolader assoziiert ist. Bei vielen Abgasrückzirkulationsanwendungen wird das Abgas direkt aus der Auslasssammelleitung abgeleitet. Genauso wird das rückzirkulierten Abgas vorzugsweise wieder in den Einlassluftstrom stromabwärts des Kompressors und des Luft-Luft-Nachkühlers (ATAAC = air to air aftercooler) eingeleitet. Das erneute Einleiten des Abgases stromabwärts des Kompressors und des Luft-Luft-Nachkühlers wird aufgrund von Überlegungen bezüglich der Zuverlässigkeit und der Instandhaltbarkeit bevorzugt, die auftreten, wenn die Abgase durch den Kompressor und/oder den Luft-Luft-Nachkühler laufen. Ein Beispiel eines solchen Abgasrückzirkulationssystems wird in dem US-Patent 5 802 846 (Baily) offenbart, welches der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zueigen ist.
Bei herkömmlichen Abgasrückzirkulationssystemen, wie sie oben beschrieben werden, ist die aufgeladene und gekühlte Verbrennungsluft, die von dem Luft-Luft-Nachkühler transportiert bzw. hergeleitet wird, auf einem relativ hohen Druck als eine Folge der Aufladung durch den Turbolader. Da typischerweise das Abgas in den Verbrennungsluftstrom stromabwärts des Luft-Luft-Nachkühlers eingeleitet wird, werden herkömmliche Abgasrückzirkulationssysteme konfiguriert, um zu gestatten, dass das Abgas mit niedrigerem Druck sich mit der Verbrennungsluft mit höherem Druck vermischt, bevor der kombinierte Fluss in die Einlasssammelleitung eingeleitet wird. Solche Abgasrückzirkulationssysteme können eine Venturi-Anordnung aufweisen, die den Fluss des Abgases in den Fluss der Verbrennungsluft einleitet, der dort hindurch fließt. Eine wirkungsvolle Venturi-Anordnung ist ausgelegt, um Abgas von einer Abgassammelleitung mit niedrigerem Druck in eine Einlasssammelleitung mit höherem Druck "zu pumpen". Weil jedoch variierende Abgasrückzirkulationsraten über den Motordrehzahlbereich und Motorbelastungsbereich erforderlich sind, kann eine Venturi-Anordnung mit variabler Zumessöffnung bevorzugt sein. Eine solche Venturi-Anordnung mit variabler Zumessöffnung ist physisch schwierig und komplex auszulegen und herzustellen. Entsprechend werden Venturi-Systeme bevorzugt, die eine Venturi-Anordnung mit fester Zumessöffnung und eine Verbrennungsluftüberleitungsschaltung aufweisen. Die Bypass- bzw. Überleitungsschaltung (Überleitungskreislauf) besteht aus Rohrleitungen und einem Butterfly- bzw. Klap penventil in einem Verbrennungsluftflusspfad. Das Klappenventil wird steuerbar unter Verwendung einer elektronischen Steuervorrichtung betätigt, die verschiedene Parameter abfühlt, die mit dem Betrieb des Motors assoziiert sind. Eine Überleitungsschaltung kann übermäßig große Druckverluste in der Verbrennungsluftschaltung (Verbrennungsluftkreislauf) verhindern, die anderenfalls während Perioden von hohen Verbrennungsluftflussraten auftreten könnten, wie beispielsweise bei hohen Motordrehzahlen.
Bei einer Venturi-Anordnung, wie sie oben beschrieben wird, treten die maximale Flussgeschwindigkeit und der minimale Druck der Verbrennungsluft, die durch die Venturi-Anordnung fließt, innerhalb des Venturi-Einschnittes auf, der stromaufwärts von dem Expansionsabschnitt angeordnet ist. Das Klappenventil wird verwendet, um den Fluss der Verbrennungsluft zu dem Venturi-Einschnitt zu steuern, was wiederum die Flussgeschwindigkeit und den darin erzeugten Vakuumdruck beeinflusst. Durch Variieren des Vakuumsdruckes kann die Menge des Abgases, die in den Venturi-Einschnitt der Venturi-Anordnung eingeleitet wird, variiert werden. Jedoch können das Klappenventil und die elektronische Steuervorrichtung daher komplexes Verhalten zu dem Abgasrückzirkulationssystem hinzufügen, was die Wahrscheinlichkeit eines Versagens des Systems steigert und die Kosten vergrößert, die mit der Reparatur assoziiert sind.
JP 2000297799 A offenbart eine klein bemessene schnelle Abgasvorrichtung und eine Gasfüllvorrichtung, die sie verwendet, was kein Problem erzeugt, wie beispielsweise Geräusch und Ölverteilung, und zwar mit einer kleinen Vorrichtung und einem einfachen Aufbau der Vorrichtung, die automatisch und schnell auslässt und evakuiert. Die klein bemessene schnelle Abgasvorrichtung ist mit einer Ejektor- bzw. Auswurfvakuumpumpe versehen, deren Ansaugkammer mit einem Ansaugseitenpfad verbunden ist, weiter mit einem Düsenteil, der Betätigungsströmungsmittel in die Ansaugkammer sprüht, und zwar verbunden mit einem Einspeisungsseitenpfad, und mit einem Auslassteil, wo das aus dem Düsenteil ausgestoßene Betätigungsströmungsmittel das Gas in der Ansaugkammer ausstößt, wenn ein assozi ierter Fluss mit dem Auslassseitenpfad verbunden ist; weiter einen Bypass- bzw. Überleitungspfad, der den Ansaugseitenpfad mit dem Auslassseitenpfad verbindet; und ein Rückschlagventil, unterbrochen von dem Überleitungspfad und das Ventil öffnend, wenn der Druck des Ansaugseitenpfades einen vorgeschriebenen Druck oder mehr erreicht, um das Strömungsmittel von dem Ansaugseitenpfad zum Auslassseitenpfad zu übermitteln.
DE-A-4 319 380 offenbart einen Motor mit einem Turbolader mit einer Ladeluftleitung und einer Rückleitung für einen Teil eines Abgasflusses. Eine Düsendiffusoreinheit ist in der Ladeluftleitung gelegen. Die Rückleitung öffnet sich in die Diffusoreinheit in dem Bereich einer Profileinschränkung. Eine Überleitung mit einem Steuerventil ist parallel zu der Diffusoreinheit gelegen. Ein Ladeluftkühler ist in Flussrichtung vor der Diffusoreinheit gelegen. Die Rückleitung enthält einen Abgaskühler und/oder ein Einweg-Ventil.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Verbrennungsmotor eine Verbrennungsluftversorgung, eine Auslasssammelleitung und eine Einlasssammelleitung auf. Eine Venturi-Anordnung weist einen Auslass auf, der mit der Einlasssammelleitung verbunden ist und in Verbindung mit ihr steht, einen Verbrennungslufteinlass, der mit der Verbrennungsluftversorgung verbunden ist und in Verbindung mit ihr steht, und einen Abgaseinlass, der mit der Auslasssammelleitung verbunden ist und in Verbindung damit steht. Eine Überleitungsströmungsmittelleitung ist mit der Verbrennungsluftversorgung verbunden und steht mit ihr in Verbindung und ist mit der Einlasssammelleitung verbunden und steht in Verbindung mit ihr, wodurch die Venturi-Anordnung umgangen wird. Ein Bypass- bzw. Überleitungsventil steuert den Fluss durch die Überleitungsströmungsmittelleitung, wobei das Überleitungsventil auf die Druckdifferenz auf gegenüberliegenden Seiten der Venturi- Anordnung anspricht.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Rückzirkulation von Abgas in einem Verbrennungsmotor auf, ein Abgasrückzirkulationssystem vorzusehen, welches eine Venturi-Anordnung aufweist, die einen Verbrennungslufteinlass, einen Abgaseinlass und einen Auslass besitzt, die Verbrennungsluft zu dem Verbrennungslufteinlass zu transportieren bzw. zu leiten; Abgas zu dem Abgaseinlass zu transportieren bzw. zu leiten, und selektiv den Fluss durch die Überleitung ansprechend auf einen Druckabfall an der Venturi-Anordnung zu steuern, wodurch der Druckabfall an der Venturi-Anordnung gesteuert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur, 1, veranschaulicht einen Verbrennungsmotor, der ein Ausführungsbeispiel eines Abgasrückzirkulationssystems mit Bypass bzw. Überleitung an einem Venturi-Element der vorliegenden Erfindung aufweist.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf die Zeichnung ist dort ein Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotors 10 gezeigt, der ein Ausführungsbeispiel eines Venturi-Bypass- bzw. Venturi-Überleitungssystems 12 der vorliegenden Erfindung aufweist. Der Verbrennungsmotor 10 weist auch eine Verbrennungsluftversorgung 14, eine Einlasssammelleitung 16, Auslasssammelleitungen 18 und 20 und eine Vielzahl von Verbrennungszylindern 22 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Motor 10 sechs Verbrennungszylinder 22 auf, kann jedoch mehr oder weniger Verbrennungszylinder 22 aufweisen, wie der Fachmann leicht erkennen wird.
Die Einlasssammelleitung 16 und die Auslasssammelleitungen 18, 20 sind jeweils strömungsmittelmäßig mit einer Vielzahl von Verbrennungszylindern 22 gekoppelt, wie schematisch von den Einlass- bzw. Auslassströmungsmit telleitungen 24 bzw. 26 gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Einlasssammelleitung 16 strömungsmittelmäßig mit jedem Verbrennungszylinder 22 gekoppelt. Es ist jedoch auch möglich, die Einlasssammelleitung 16 als eine geteilte oder mehrteilige Sammelleitung zu konfigurieren, wobei diese jeweils mit einer anderen Gruppe von Verbrennungszylindern assoziiert ist bzw. sind. Sowohl die Auslasssammelleitung 18 als auch die Auslasssammelleitung 20 ist mit einer Vielzahl von Verbrennungszylindern 22 gekoppelt und sie sind jeweils, wie gezeigt, mit drei unterschiedlichen Verbrennungszylindern 22 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, den Motor 10 mit einer einzigen Auslasssammelleitung oder mit mehr Auslasssammelleitungen und mit mehr oder weniger Verbrennungszylindern zu konfigurieren.
Die Verbrennungsluftversorgung 14 sieht eine Quelle für unter Druck gesetzte Verbrennungsluft für das Venturi-Überleitungssystems 12 vor, und schließlich auch für die Einlasssammelleitung 16. Die Verbrennungsluftversorgung 14 weist einen Turbolader 28 und einen Luft-Luft-Nachkühler 30 auf, wobei jeweils ein Teil davon schematisch zur Vereinfachung gezeigt ist. Der Turbolader 28 weist eine Turbine 32 und einen Kompressor 34 darin auf. Die Turbine wird in bekannter Weise durch das Abgas angetrieben, welches von den Auslasssammelleitungen 18 und 20 über die Strömungsmittelleitung 36 bzw. 38 aufgenommen wird. Die Turbine 32 ist mechanisch mit dem Kompressor 34 gekoppelt, wie beispielsweise durch eine Welle 40, um den Kompressor 34 anzutreiben. Der Kompressor 34 nimmt Umgebungsverbrennungsluft auf, wie vom Pfeil 42 angezeigt. Der Kompressor 34 komprimiert die Verbrennungsluft aus der Umgebung und gibt komprimierte Verbrennungsluft über die Strömungsmittelleitung 44 aus. Die komprimierte Verbrennungsluft ist auf einer erhöhten Temperatur als eine Folge der Arbeit, die auf sie während des Verdichtungsvorgangs innerhalb des Turboladers 28 ausgeübt wird. Die heiße Verbrennungsluft wird dann innerhalb des Luft-Luft-Nachkühlers 30 abgekühlt. Verbrauchtes Abgas aus der Turbine 32 wird aus dem Turbolader 28, wie vom Pfeil 46 gezeigt, zu der darauf folgenden Abgasverarbeitung geleitet, die einen (nicht gezeigten) Schalldämpfer aufweisen kann, und wird schließlich in die Umgebung ausgelassen.
Ein Abgasrückzirkulationssystem (AGR-System) 50 weist Strömungsmittelleitungen 52 und 54 jeweils von den Auslasssammelleitungen 18 und 20 auf. Abgasrückzirkulationsventile 56 und 58 sind in den Strömungsmittelleitungen 52 bzw. 54 vorgesehen, um den Fluss der Abgase aus den Auslasssammelleitungen 18 und 20 zu steuern. Die Flüsse aus den Abgasrückzirkulationsventilen 56 und 58 werden in einer einzigen Abgasrückzirkulationsströmungsmittelleitung 60 mit einem Abgasrückzirkulationskühler 62 darin zusammen geleitet.
Das Venturi-Überleitungssystem 12 nimmt gekühlte und komprimierte Verbrennungsluft über die Leitung 44 auf und nimmt auch Abgas über die Abgasrückzirkulationsströmungsmittelleitung 60 auf. Das Venturi-Überleitungssystem 12 vermischt steuerbar eine ausgewählte Menge an Abgas mit der gekühlten und komprimierten Verbrennungsluft und gibt die Mischung aus Luft und Abgas zu einer Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 aus, die strömungsmittelmäßig mit der Einlasssammelleitung 16 verbunden ist. Insbesondere weist ein Venturi-Überleitungssystem 12 eine Venturi-Anordnung 72 mit einem Auslass 74 auf, weiter einen Verbrennungslufteinlass 76 und einen Abgaseinlass 78. Der Verbrennungslufteinlass 76 ist mit der Verbrennungsluftversorgung 14 über die Strömungsmittelleitung 44 verbunden und in Verbindung damit. Der Abgaseinlass 78 ist mit den Auslasssammelleitungen 18 und 20 über die Abgasrückzirkulationsströmungsmittelleitung 60 verbunden und steht mit diesen in Verbindung. Der Auslass 74 ist mit der Einlasssammelleitung 16 über die Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 verbunden und steht damit in Verbindung.
Die Venturi-Anordnung 72 weist in bekannter Weise, wobei sie hier nicht im Detail gezeigt ist, eine Venturi-Düse in Verbindung mit dem Verbrennungslufteinlass 76 auf. Die Venturi-Düse definiert einen Venturi-Einschnitt und endet dort. Die Venturi-Anordnung 72 definiert weiter einen Venturi-Abgasabschnitt, der sich verjüngt und in einem Einleitungsbereich endet, bei dem das Abgas aus dem Abgaseinlass 78 in den vorbeilaufenden Fluss der komprimierten Verbrennungsluft eingeleitet wird, die mit einer gesteigerten Geschwindigkeit und einem verringerten Druck durch den Einleitungsbereich läuft. Abhängig von dem Druck und von der Geschwindigkeit der komprimierten Verbrennungsluft kann die Menge des Abgases, die in den Fluss eingeleitet wird, steuerbar variiert werden. Die Venturi-Anordnung 72 kann auch einen Aufnahmeabschnitt definieren, der direkt stromabwärts von dem Einleitungsbereich positioniert ist. Der Aufnahmeabschnitt hat typischerweise eine Querschnittsfläche, die im Wesentlichen für eine vorbestimmte Distanz in der Richtung des Strömungsmittelflusses konstant bleibt, um dabei zu helfen, gleichförmig das eingeleitete Abgas in den Fluss der Verbrennungsluft einzumischen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erstreckt sich eine Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung 80 zwischen der Strömungsmittelleitung 44 und der Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 und definiert einen Überleitungspfad für Verbrennungsluft um die Venturi-Anordnung 72 herum. Ein Ventil 82 ist innerhalb der Überleitungsströmungsmittelleitung 80 positioniert und steuert den Fluss des Strömungsmittels, der an der Venturi-Anordnung 72 vorbeiläuft, von der Strömungsmittelleitung 44 zur Verbrennungsströmungsmittelleitung 70. Das Ventil 82 wird steuerbar betätigt, um die Überleitungsströmungsmittelleitung 80 ansprechend auf einen Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 zu öffnen und zu schließen. Gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Überleitungsventil 82 die Form eines Rückschlagventils, welches federvorgespannt ist und auf den Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 anspricht. Das Überleitungsventil 82 hat einen Einlass 84 auf der Turboladerseite des Ventils 82, wobei der Einlass 84 in Verbindung mit der Strömungsmittelleitung 44 durch die Bypass- bzw. Überleitung 80 ist. Das Überleitungsventil 82 hat einen Auslass 86 auf der Seite der Einlasssammelleitung des Ventils 82, wobei der Auslass 86 in Verbindung mit der Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 durch die Überleitungsströmungsmittelleitung 80 ist. Das Überleitungsventil 82 spricht auf die Druckdifferenz vom Einlass 84 zum Auslass 86 an, um selektiv zu öffnen, nachdem eine voreingestellte Differenz erreicht wurde. Das Ventil 82 wird dadurch steuerbar ansprechend auf den Druckabfall betätigt, um selektiv zu öffnen und zu schließen, um die Menge der Umgebungsluft zu steuern, die durch die Überleitungsströmungsmittelleitung 80 fließt, wodurch die Venturi-Anordnung 72 umgangen wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Während der Anwendung tritt eine Verbrennung innerhalb der Verbrennungszylinder 22 auf, die Abgas erzeugt, das in den Abgassammelleitungen 18 und 20 aufgenommen wird. Das Abgas wird zum Turbolader 28 über Strömungsmittelleitung 36 und 38 transportiert, um drehbar die Turbine 32 des Turboladers 24 anzutreiben. Die Turbine 32 treibt drehbar die Welle 40 und dadurch den Kompressor 34 an, der wiederum Verbrennungsluft komprimiert und komprimierte Verbrennungsluft über die Strömungsmittelleitung 44 ausgibt. Die heiße komprimierte Verbrennungsluft wird innerhalb des Luft-Luft-Nachkühlers 30 gekühlt und wird über die Leitung 44 zum Verbrennungslufteinlass 76 der Venturi-Anordnung 72 transportiert. Der Strömungsmitteldruck in der Strömungsmittelleitung 44 tritt auch in der Bypass- bzw. Überleitung 80 auf der Turboladerseite des Überleitungsventils 82 auf.
Wenn die Verbrennungsluft durch die Venturi-Anordnung 72 fließt, steigt ihre Geschwindigkeit und der Druck sinkt ab. Abgas aus den Abgassammelleitungen bzw. Auslasssammelleitungen 18 und 20, das in dem Abgasrückzirkulationskühler 62 gekühlt wurde, wird am Abgaseinlass 78 über die Strömungsmittelleitung 60 aufgenommen. Abhängig von dem Druck und der Geschwindigkeit der Verbrennungsluft, die durch die Venturi-Anordnung fließt, wird die Menge des Abgases variiert, die in den vorbeilaufenden Fluss der Verbrennungsluft eingeleitet wird. Die Mischung aus Verbrennungsluft und Abgas fließt von der Venturi-Anordnung 72 durch die Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 zur Einlasssammelleitung 16. Der Strömungsmitteldruck in der Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 tritt auch in der Bypass- bzw. Überleitung 78 auf der Einlasssammelleitungsseite des Überleitungs ventils 82 auf. Durch Veränderung des Ausmaßes, in dem das Überleitungsventil 82 geöffnet wird, kann die Menge der komprimierten Luft vom Turbolader 28, die an der Venturi-Anordnung 72 vorbeilaufen kann und direkt in die Einlasssammelleitung 16 fließen kann, genauso variiert werden. Das Überleitungsventil 82 ist mit einer voreingestellten Federvorspannung versehen, um eine gegebene Druckabfallgröße an der Venturi-Anordnung 72 zu gestatten. Wenn der Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 die voreingerichtete akzeptable Grenze überschreitet, beginnt das federvorgespannte Rückschlagüberleitungsventil 72 sich zu öffnen, was einen Überleitungsfluss von der Strömungsmittelleitung 44 zur Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 durch die Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung 80 gestattet. Der Verbrennungsluftfluss von der Strömungsmittelleitung 44 zur Verbrennungsströmungsmittelleitung 70 über die Überleitungsströmungsmittelleitung 80 begrenzt den Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 auf die voreingerichtete akzeptable Grenze für einen wirkungsvollen Betrieb des Abgasrückzirkulationssystems 50 und der Venturi-Anordnung 72 davon.
Beispielhaft und nicht einschränkend kann ein typisches Abgasrückzirkulationssystem mit fester Venturi-Anordnung bei einer niedrigen Motordrehzahl einen Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 von 8 kPa erfahren, was eine adäquate Abgasrückzirkulationseinleitung gestattet. Bei höheren Motordrehzahlen kann der Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 auf 28 kPa ansteigen. Die Steuerung des Abgasrückzirkulationsflusses zu erwünschten Pegeln bzw. Niveaus kann die Einstellung der Abgasrückzirkulationsventile 56 und 58 erfordern. Bei einem Venturi-Überleitungssystem 12 der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Überleitungsrückschlagventil 82 eingestellt sein, um den Druckabfall an der Venturi-Anordnung 72 beispielsweise auf 15 kPa zu begrenzen. Wenn der Druckabfall 15 kPa überschreitet, öffnet sich das Ventil 82 ausreichend, um einen Fluss durch die Überleitungsströmungsmittelleitung 80 zu gestatten und dem Druckabfall auf 15 kPa zu begrenzen.
Das Venturi-Überleitungssystem 12 der vorliegenden Erfindung gestattet, dass Abgas effektiv und steuerbar in einen Fluss von unter Druck gesetzter Verbrennungsluft über einen großen Bereich von Motorbetriebsdrehzahlen und Motorzuständen unter Verwendung einer festen Venturi-Anordnung eingeleitet wird. Die Einfachheit des Systems minimiert das Risiko eines Versagens und die Kosten der Reparatur. Somit sieht das Venturi-Überleitungssystem eine kompakte Konstruktion mit einem einfachen wirkungsvollen Betrieb vor.
Andere Aspekte, Ziele und Vorteile dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche gewonnen werden.

Claims

Verbrennungsmotor (10), der Folgendes aufweist: eine Verbrennungsluftversorgung (14); eine Auslasssammelleitung (18, 20); eine Einlasssammelleitung (16); eine Venturi-Anordnung (72), die einen Auslass (74) aufweist, der mit der Einlasssammelleitung verbunden ist und in Verbindung damit steht, weiter einen Verbrennungslufteinlass (76), der mit der Verbrennungsluftversorgung verbunden ist und in Verbindung damit steht, und einen Abgaseinlass (78), der mit der Auslasssammelleitung verbunden ist und in Verbindung damit steht; eine Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung (80), die mit der Verbrennungsluftversorgung verbunden ist und damit in Verbindung steht, und die mit der Einlasssammelleitung verbunden ist und damit in Verbindung steht und die Venturi-Anordnung umgeht; und ein Überleitungsventil bzw. Bypass-Ventil (82), dass einen Fluss durch die Überleitungsströmungsmittelleitung steuert, wobei das Überleitungssteuerventil auf eine Druckdifferenz auf gegenüberliegenden Seiten der Venturi-Anordnung anspricht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei das Überleitungsventil (82) ein federvorgespanntes Rückschlagventil ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, wobei das federvorgespannte Rückschlagventil angeordnet ist, um sich ansprechend auf einen vergrößerten Druckabfall an der Venturi-Anordnung zu öffnen.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1-3, wobei die Verbrennungsluftversorgung (14) einen Abgasturbolader aufweist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Verbrennungsluftver sorgung (14) einen Turbolader (24) aufweist, der eine Turbine (32) in Verbindung mit dem Abgasfluss aus der Auslasssammelleitung und angetrieben von diesem Abgasfluss besitzt, und einen Kompressor (34), der durch die Turbine betrieben wird, wobei der Kompressor Verbrennungsluft zur Einlasssammelleitung liefert.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, der eine Strömungsmittelleitung (44) von dem Kompressor zu der Venturi-Anordnung aufweist, und wobei die Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung (80) mit der Strömungsmittelleitung von dem Kompressor verbunden ist und in Verbindung damit steht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 6, der eine Verbrennungsströmungsmittelleitung (70) von der Venturi-Anordnung zur Einlasssammelleitung aufweist, und wobei die Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung (80) mit der Verbrennungsströmungsmittelleitung verbunden ist und in Verbindung damit steht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, der einen Nachkühler (30) in der Strömungsmittelleitung von dem Kompressor aufweist.
Verfahren zur Rückzirkulation von Abgas in einem Verbrennungsmotor (10), welches folgende Schritte aufweist: Vorsehen eines Abgasrückzirkulationssystems, welches eine Venturi-Anordnung (72) mit einem Verbrennungslufteinlass (76), mit einem Abgaseinlass (78) und einem Auslass (74) aufweist; Leiten der Verbrennungsluft zu dem Verbrennungslufteinlass; Leiten des Abgases zu dem Abgaseinlass; Vorsehen einer Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung (80) zum Leiten von Verbrennungsluft um die Venturi-Anordnung (72) herum; und selektive Steuerung des Flusses durch die Überleitungsströmungsmittelleitung (80) ansprechend auf einen Druckabfall an der Venturi- Anordnung (72) und dadurch Steuerung eines Druckabfalls an der Venturi-Anordnung (72).
Verfahren nach Anspruch 9, welches aufweist, selektiv ein Bypass- bzw. Überleitungsventil (82) ansprechend auf einen Druckabfall an der Venturi-Anordnung zu betreiben.
Verfahren nach Anspruch 10, welches die Betätigung des Überleitungsventils (82) aufweist, um die Überleitungsströmungsmittelleitung ansprechend auf den Differenzdruck auf den gegenüberliegenden Seiten des Überleitungsventils zu öffnen und zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 10, welches aufweist, ein durch eine Feder betätigtes Rückschlagventil in der Bypass- bzw. Überleitungsströmungsmittelleitung (80) vorzusehen, und das Rückschlagventil zu betätigen, um die Überleitungsströmungsmittelleitung ansprechend auf den Differenzdruck auf gegenüberliegenden Seiten des Rückschlagventils zu öffnen und zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 9, welches aufweist, ein federvorgespanntes Ventil in der Überleitungsströmungsmittelleitung (80) vorzusehen und das federvorgespannten Rückschlagventil ansprechend auf einen Druckabfall an der Venturi-Anordnung (72) zu betätigen.