DE69130976T2 - Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abgasrückführungssystem für eine Brennkraftmaschine

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Kenji C/O Mazda Motor Corporation Aki-Gun Hiroshima-Ken Kashiyama
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor und insbesondere ein Abgasrückführungssystem (AGR), das so ausgelegt ist, daß es einen Teil der Abgase in eine Ansauganlage des Verbrennungsmotors zurückführt.
  • Verbrennungsmotoren, und insbesondere solche für Kraftfahrzeuge, sind ausgelegt, daß ein Teil der Abgase in die Ansauganlage zurückgeführt wird. Anders ausgedrückt, die Verbrennungsmotoren sind, wie z. B. in der japanischen Patentschrift Nr. 160,052/1984 dargelegt, mit einer sogenannten AGR-Anlage ausgestattet, die als Maßnahme gegen NOx (Maßnahme zur Verringerung von NOx, das einen gefährlichen Bestandteil der Abgase bildet) im Bereich geringer Last verwendet wird.
  • Als wirksames Mittel zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors ist die Einstellung eines hohen Wertes für das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors bekannt. Des weiteren ist ein aufgeladener Motor bekannt, bei dem ein Lader an einer Ansauganlage des Verbrennungsmotors angebracht ist, so daß eine hohe Leistung bei kleinem Hubvolumen abgegeben wird. Bei Verbrennungsmotoren in der Ausführung mit hohem Verdichtungsverhältnis oder als aufgeladener Motor besteht erstens das Problem, daß es im Bereich hoher Last vermutlich zum Klopfen kommt, und zweitens, daß es in dem Verbrennungsmotor bzw. in seiner Abgasanlage im Bereich hoher Last zu einer zunehmenden Temperaturbelastung kommt. Diese Probleme machen es schwierig, ein hohes Verdichtungsverhältnis einzustellen. Dies gilt insbesondere für aufgeladene Motoren.
  • Ein Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der JP-A-62-7943 bekannt. Aus dieser Veröffentlichung ist es jedoch nicht bekannt, einen Abgaskatalysator in der Abgasanlage anzuordnen. Des weiteren werden gemäß dieser Veröffentlichung AGR-Abschaltventile verwendet, die entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sind, so daß die Abgasrückführung nur über eine erste Leitung bei niedriger Last und eine zweite Leitung bei hoher Last erfolgt, wobei das System während einer kontinuierlichen Erhöhung der Last nicht flexibel reagiert.
  • Aus der FR-A-2 553 471 ist die Zwangskühlung mindestens eines Teils der Abgase bekannt. Diese Veröffentlichung enthält jedoch ebenfalls keinen Hinweis auf einen Abgaskatalysator.
  • Aus der JP-A-62-41941 ist ein Abgasrückführungssystem bekannt, das die Abgasrückführung nur bis zum Erreichen eines stabilen Zustands regelt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Abgasrückführungssystems (AGR) für einen Verbrennungsmotor, das so ausgelegt ist, daß es das Klopfverhalten bei Fahrbedingungen unter hoher Last verbessert und die Temperaturbelastung der Abgasanlage oder im Verbrennungsmotor verringert, wenn das Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors hoch ist, oder wenn der Verbrennungsmotor mit einem Lader versehen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
  • Die Anordnung erlaubt eine Zwangskühlung der in die Ansauganlage zurückzuführenden AGR-Gase durch den AGR-Kühler, so daß die gekühlten AGR-Gase eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweisen. Folglich kann die Rückführung der gekühlten AGR- Gase in die Ansauganlage im hohen Lastbereich den NOx-Ausstoß bei Fahrzuständen unter hoher Last durch Rückführung der gekühlten AGR-Gase in die Ansauganlage im Bereich hoher Last verringern, und ebenso kann die Klopffestigkeit bei gleichzeitiger Verringerung der Temperaturbelastung der Abgasanlage oder des Verbrennungsmotors verbessert werden. Durch die Anwendung der Abgasrückführung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Verbrennungsmotor mit hohem Verdichtungsverhältnis oder den aufgeladenen Verbrennungsmotor kann die Temperaturbelastung der Abgasanlage oder im Verbrennungsmotor reduziert werden, während gleichzeitig die Klopffestigkeit verbessert wird.
  • Anstelle des AGR-Kühlers kann eine Vielzahl von Rohren nebeneinander angeordnet und dadurch die äußere Abgasrückführungsleitung gebildet werden.
  • Diese Anordnung kann in ähnlicher Weise wie der AGR-Kühler die AGR-Gase beim Durchgang durch die äußere Abgasrückführungsleitung kühlen und die gekühlten AGR-Gase zurückführen.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der nun folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen offensichtlich.
  • Fig. 1 bis 4 betreffen die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; darin zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Übersicht des Verbrennungsmotors;
  • Fig. 2 eine graphische Darstellung der Steuerungsfunktionen für das Abgasrückführungssystem;
  • Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Pumpverlust und der Temperatur der AGR- Gase; und
  • Fig. 4 eine graphische Darstellung des Zylinderdrucks und der Kraftstofftemperatur in einem isochoren Zyklus;
  • Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Übersicht des Verbrennungsmotors gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Übersicht des Verbrennungsmotors gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • Erste Ausführungsform (Fig. 1 bis 4)
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Motorblock des Verbrennungsmotors, und der Motorblock 1 umfaßt einen Reihenvierzylinder-Saugmotor, der vier in Reihe angeordnete Zylinder 2 hat. Der hierin betrachtete Verbrennungsmotor hat ein Verdichtungsverhältnis von 12,5.
  • Das Bezugszeichen 3 steht für eine Ansauganlage des Verbrennungsmotors, und das Bezugszeichen 5 für einen gemeinsamen Ansaugkanal. An dem gemeinsamen Ansaugkanal 5 sind ein Luftfilter 6, ein Luftdurchsatzmesser 7 zum Erfassen einer angesaugten Luftmenge und eine Drosselklappe 8 in der genannten Reihenfolge beginnend bei der stromaufwärtigen Seite in Richtung zur stromabwärtigen Seite angeordnet. Das stromabwärtige Ende des gemeinsamen Ansaugkanals 5 ist mit einem Ausgleichsbehälter 9 verbunden, der sich wiederum in vier einzelne Ansaugkanäle 10 verzweigt, und ein stromabwärtiger Endabschnitt eines jeden der einzelnen Ansaugkanäle 10 verzweigt sich weiter in zwei Ansaugöffnungen 11 und 12 für den jeweiligen Zylinder 2.
  • Andererseits hat jeder der Zylinder 2 zwei Auslaßöffnungen 13 und 14, an denen der jeweilige einzelne Abgaskanal 15 angeschlossen ist.
  • Ein stromabwärtiges Ende des einzelnen Abgaskanals 15 von jedem Zylinder 2 wird in einem gemeinsamen Abgaskanal 16 zusammengefaßt, der wiederum mit einem Abgaskatalysator 17 ausgestattet ist.
  • Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Abgasrückführungseinheit (eine AGR-Einheit), über die die Ansauganlage 3 mit der Abgasanlage 4 verbunden ist, so daß ein Teil der Abgase in die Ansauganlage 3 zurückgeführt werden kann.
  • Die AGR-Einheit 20 hat eine Abgasrückführungsleitung 21, die außerhalb des Motorblocks 1 des Verbrennungsmotors angeordnet ist. Ein Ende der Abgasrückführungsleitung 21 ist mit der unmittelbar stromabwärtigen Seite des Abgaskatalysators 17 verbunden, und das andere Ende derselben ist mit dem einzelnen Ansaugkanal 10 verbunden. Außerdem hat die Abgasrückführungsleitung 21 ein erstes AGR-Abschaltventil 22, das an einer Zwischenposition angeordnet ist.
  • Des weiteren hat die AGR-Einheit 20 eine zweite Abgasrückführungsleitung 23, die einen Bypass für das erste AGR- Abschaltventil 22 bildet. Die zweite Abgasrückführungsleitung 23 hat ein zweites AGR-Abschaltventil 24 und einen AGR-Kühler 25. Der AGR-Kühler 25 ist eine Ausführung für Wasserkühlung und ist an einer Zwischenposition in eine Kühlmittelleitung 26 für die Kühlung des Verbrennungsmotor eingeschaltet.
  • Das erste AGR-Abschaltventil 22 ist mit einem ersten Membran- Stellelement 27 gekoppelt, während das zweite AGR- Abschaltventil 24 mit einem zweiten Membran-Stellelement 28 gekoppelt ist. Ein Unterdruckraum des ersten Stellelements 27 steht mit dem Ausgleichsbehälter 9 über eine erste Druckleitung 29 in Verbindung, die wiederum mit einem ersten Magnetventil 30 vom elektromagnetischen Typ versehen ist. Ein Unterdruckraum des zweiten Stellelements 28 steht mit dem Ausgleichsbehälter 9 über eine zweite Druckleitung 31 in Verbin dung, die wiederum mit einem zweiten Magnetventil 32 versehen ist. Die Öffnungswinkel der ersten und zweiten Magnetventile 30 und 32 werden über ein Einschaltverhältnis gesteuert.
  • Das erste AGR-Abschaltventil 22 wird geöffnet, wenn das erste Magnetventil 30 öffnet und der Unterdruck zum ersten Stellelement 27 gelangt. Andererseits wird das zweite AGR- Abschaltventil 24 geschlossen, wenn das zweite Magnetventil 32 öffnet und der Unterdruck zum zweiten Stellelement 28 gelangt.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bezeichnet das Bezugszeichen 40 eine Steuereinheit, die z. B. aus einem Mikrocomputer mit CPU, ROM, RAM etc. in herkömmlicher Anordnung besteht.
  • In die Steuereinheit 40 werden ein Signal für die Menge einer Ansaugluft vom Luftdurchsatzmesser 7 sowie Signale von den Sensoren 41 und 42 eingegeben. Der Sensor 41 dient zur Erfassung eines Öffnungswinkels der Drosselklappe 8, d. h. einer Last. Der Sensor 42 dient zur Erfassung der Motordrehzahl.
  • Die Steuereinheit 40 erzeugt Steuersignale für das erste Magnetventil 30 und das zweite Magnetventil 32 und steuert somit die Öffnungswinkel des ersten AGR-Abschaltventils 22 und des zweiten AGR-Abschaltventils 24.
  • Fig. 2 zeigt die Steuerungsfunktionen für das erste AGR- Abschaltventil 22 und das zweite AGR-Abschaltventil 24. In Fig. 2 stellt die gestrichelte Linie das erste AGR- Abschaltventil 22 dar, während die durchgezogene Linie das zweite AGR-Abschaltventil 24 darstellt.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist sowohl das erste AGR- Abschaltventil 22 als auch das zweite AGR-Abschaltventil 24 innerhalb eines extrem niedrigen Lastbereichs geschlossen. Anders gesagt, die äußere Abgasrückführung (die äußere AGR) durch die erste Abgasrückführungsleitung 21 und die zweite Abgasrückführungsleitung 23 ist im extrem niedrigen Lastbereich unterbunden, wodurch eine stabile Verbrennung in diesem Bereich sichergestellt wird.
  • Andererseits ist in einem Bereich geringer Last das erste AGR-Abschaltventil 22 vollständig geöffnet, während das zweite AGR-Abschaltventil 24 vollständig geschlossen bleibt. Anders gesagt, die Abgasrückführung wird im Bereich geringer Last über die Abgasrückführungsleitung 21 vorgenommen, wobei das Problem eines Pumpverlusts auftreten kann. Da in die erste Abgasrückführungsleitung 21 kein AGR-Kühler eingebaut ist, werden AGR-Gase von relativ hoher Temperatur in die Ansauganlage 3 zurückgeführt.
  • Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Temperatur der AGR-Gase und eines Rückgangs des Pumpverlusts zeigt, wobei ein Rückführungsverhältnis der Abgase als Parameter dient. Da im Bereich geringer Last die Drosselung der Ansaugluft durch die Drosselklappe 8 groß ist, tritt der Pumpverlust eher bei einer höheren Rate auf. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Pumpverlust jedoch durch eine geringe Abgasrückführung in höherem Maß verringert werden, da die Temperatur der AGR-Gase höher wird. Es ist daher anzumerken, daß es wünschenswert ist, daß die AGR-Gase im Bereich geringer Last eine höhere Temperatur aufweisen.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt, wird andererseits im Bereich hoher Last der Öffnungswinkel des ersten AGR-Abschaltventils 22 mit zunehmender Last kleiner gemacht. Umgekehrt wird der Öffnungswinkel des zweiten AGR-Abschaltventils 24 größer gemacht. Anders gesagt, im Bereich hoher Last wird mit weiter zunehmender Last die Abgasrückführungsrate über die erste Abgasrückführungleitung 21 verringert, während die Abgasrückführungsrate über die zweite Abgasrückführungsleitung 23 erhöht wird. Dies bedeutet, daß die Rückführungsrate der im AGR-Kühler 25 gekühlten AGR-Gase mit zunehmender Last stärker gesteigert wird.
  • Weiter ist anzumerken, daß mit niedrigerer Temperatur oder größerer Menge der AGR-Gase die Verbrennungstemperatur sinkt.
  • Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen dem Zylinderdruck P und der Verbrennungstemperatur T zeigt. Die Bezugsgrößen TA, TTDC, ΔT und Tb sind durch die folgenden Formeln gegeben:
  • wobei TA die Temperatur zum Zeitpunkt des Beginns der Verdichtung ist;
  • TTDC die Temperatur am oberen Totpunkt der Verdichtung ist;
  • Tb die Temperatur nach der Verbrennung ist;
  • ε ein wirksames Verdichtungsverhältnis ist;
  • Cp eine spezifische Wärme bei konstantem Druck ist;
  • Cv eine spezifische Wärme bei konstantem Volumen ist;
  • AF ein Luft/Kraftstoffverhältnis ist;
  • der Index a für Umgebungsluft steht;
  • der Index e für Abgas (AGR) steht;
  • Q der gesamte Heizwert ist,
  • Q Ga (AF konstant) ist; und
  • G die Gasmasse ist.
  • Wie die obigen Formeln zeigen, wird die Verbrennungstemperatur niedriger, wenn die Temperatur der AGR-Gase verringert oder die Menge der AGR-Gase erhöht wird. Wenn die Verbrennungstemperatur verringert wird, geht die Wandtemperatur des Brennraums ebenfalls zurück, wodurch die thermische Belastung innerhalb des Verbrennungsmotors verringert wird. Außerdem ist die Temperatur der bei der Verbrennung entstehenden verbrannten Gase so niedrig, daß die auf die unverbrannten Gase einwirkende Strahlungswärme geringer ist, und die Temperatur der unverbrannten Gase vernachlässigt werden kann. Folglich kann die Klopffestigkeit verbessert werden. Außerdem führt die Verringerung der Verbrennungstemperatur zu einem Rückgang der Temperatur der Abgase, was unter dem Gesichtspunkt der Hitzebeständigkeit für Teile der Abgasanlage und aufgrund der geringeren Temperaturbelastung der Abgasanlage von Vorteil ist.
  • Daher wird im Bereich hoher Last bei einer weiteren Lastzunahme der nachteilige Effekt des Pumpverlusts kleiner, während Probleme aufgrund der Temperaturbelastung im Verbrennungsmotor etc. auftreten können. Um die obengenannten Probleme zu lösen, wird mit größer werdender Last das Rückführungsverhältnis der AGR-Gase mit einer relativ hohen Temperatur reduziert, während das Rückführungsverhältnis der AGR- Gase mit relativ niedriger Temperatur erhöht wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Eintritt der AGR-Gase, d. h. eine Stelle, an der die Abgasrückführungsleitung 21 mit der Abgasanlage 4 verbunden ist, an der stromabwärtigen Seite des Abgaskatalysators 17 angeordnet, so daß die Abgase in die Abgasrückführungsleitung 21 eingeleitet werden, nachdem sie zu einem gewissen Grad durch die Abgasanlage 4 abgekühlt wurden. Durch diese Anordnung wird es möglich, daß die durch den AGR-Kühler 25 gekühlten AGR-Gase eine niedrigere Temperatur erreichen, wodurch die angestrebten Auswirkungen im Bereich hoher Last verbessert werden.
  • Der AGR-Kühler 25 kann mit Luft- oder Wasserkühlung arbeiten. Die Leitungslänge der zweiten Abgasrückführungsleitung 23 kann vergrößert werden, um dadurch die AGR-Gase beim Durchgang durch die verlängerte Abgasrückführungsleitung 23 zu kühlen, ohne einen AGR-Kühler an der zweiten Abgasrückführungsleitung 23 anzubringen. Außerdem können die Abgasrückführungsleitungen 23 aus vielen nebeneinander angeordneten Rohren bestehen, durch die die AGR-Gase gekühlt werden.
  • Fig. 5 und folgende beziehen sich auf die anderen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei bei diesen Ausführungsformen gleiche oder im wesentlichen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform versehen sind, und deren Beschreibung im Sinne einer kurzgefaßten Darlegung weggelassen wird. Der kennzeichnende Teil der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
  • Zweite Ausführungsform (Fig. 5)
  • Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft den aufgeladenen Verbrennungsmotor mit einem mechanischen Lader, der ein Verdichtungsverhältnis von 10 hat. Diese Ausführungsform ist mit einer Steuerung der Abgasrückführung wie oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben versehen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der gemeinsame Ansaugkanal 5 der Ansauganlage 3 mit einem Lader 50 an der stromaufwärtigen Seite und einem Ladeluftkühler 51 an der stromabwärtigen Seite versehen. Eine Antriebswelle 50a des Laders 50 ist mit einer Abtriebswelle 1a des Verbrennungsmotors über einen Riementrieb 52 verbunden, so daß der Lader 50 über den Abtrieb des Motors angetrieben wird.
  • Die Ansauganlage 3 hat eine Bypassleitung 53, die den Lader 50 und den Ladeluftkühler 51 umgeht. Die Bypassleitung 53 ist mit einem Entlastungsventil 55 versehen, das durch das Membran-Stellelement 54 betätigt wird. Der Druckraum des Stellelements 54 steht mit dem Ausgleichsbehälter 9 in Verbindung, wobei das Entlastungsventil 55 so angeordnet ist, daß es die Bypassleitung 53 freigibt, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Die zweite Abgasrückführungsleitung 23 der AGR-Einheit 20 ist mit dem gemeinsamen Ansaugkanal 5 verbunden, der zwischen die Drosselklappe 8 und den Lader 50 eingeschaltet ist. Die Stelle, an der die zweite Abgasrückführungsleitung 23 angeschlossen ist, kann zwischen dem Lader 50 und dem Ladeluftkühler 51 liegen.
  • Das erste AGR-Abschaltventil 22 ist so angeordnet, daß es geöffnet wird, wenn das erste Magnetventil 30 geöffnet wird und der Unterdruck an das erste Stellelement 27 gelangt, was der Funktionsweise der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Andererseits ist das zweite AGR- Abschaltventil 24 so angeordnet, daß es geöffnet wird, wenn das zweite Magnetventil 32 geöffnet wird und der Überdruck (Ladedruck) an das zweite Stellelement 28 gelangt.
  • Die Verfahrensweisen zur Steuerung des ersten AGR- Abschaltventils 22 und des zweiten AGR-Abschaltventils 24 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, so daß eine Beschreibung derselben bei der folgenden Beschreibung weggelassen wird.
  • Die im AGR-Kühler 25 abgekühlten AGR-Gase werden des weiteren zur stromaufwärtigen Seite des Ladeluftkühlers 51 der Ansauganlage 3 rückgeführt, so daß dem Verbrennungsmotor AGR- Gase mit niedrigerer Temperatur zugeführt werden.
  • Dritte Ausführungsform (Fig. 6)
  • Diese Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft den Verbrennungsmotor mit einem Turbolader, wobei die Art der Steuerung der AGR, wie sie bei der ersten Ausführungsform verwendet wird, auf diese Ausführungsform angewendet wird.
  • Ein Turbolader 57 umfaßt eine Turbine 58, die an dem gemeinsamen Abgaskanal 16 angeordnet ist, einen Lader 59, der an dem gemeinsamen Ansaugkanal 5 angeordnet ist, und eine Verbindungswelle 60 für die Verbindung der Turbine 58 mit dem Lader 59.
  • Die Abgasanlage 4 ist mit einer Bypassleitung 61 versehen, die die Turbine 58 umgeht, und die Bypassleitung 61 ist wiederum mit einem Absperrventil 63 versehen, das durch ein Membran-Stellelement 62 ansteuerbar ist. Ein Druckraum des Stellelements 62 ist mit dem gemeinsamen Ansaugkanal 5 an der stromabwärtigen Seite des Laders 59 verbunden, und das Absperrventil 63 wird geöffnet, um die Abgase abzuführen, wenn der Ladedruck einen Wert größer als ein vorbestimmter Wert erreicht.
  • Die AGR-Einheit 20 ist über die erste Abgasrückführungsleitung 21 mit dem einzelnen Abgaskanal 15 verbunden, so daß die Abgase unmittelbar nach dem Auslaß aus dem Motor diesem wieder zugeführt werden können. Die zweite Abgasrückführungsleitung 23 ist unabhängig von der ersten Abgasrückführungsleitung 21, und ein Ende der zweiten Abgasrückführungsleitung 23 ist mit dem gemeinsamen Abgaskanal 16 an der stromabwärtigen Seite der Turbine 58 verbunden, während das andere Ende derselben mit dem gemeinsamen Ansaugkanal 5 an der stromaufwärtigen Seite des Laders 59 verbunden ist.
  • Wie bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erste AGR-Abschaltventil 22 geöffnet, wenn der Unterdruck der Ansaugluft an das erste Stellelement 27 gelangt. Das zweite AGR-Abschaltventil 24 wird geöffnet, wenn der Ladedruck an das zweite Stellelement 28 gelangt.
  • Die Verfahrensweisen zur Steuerung des ersten AGR- Abschaltventils 22 und des zweiten AGR-Abschaltventils 24 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, so daß eine Beschreibung derselben bei der folgenden Beschreibung weggelassen wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist, wie weiter oben beschrieben, die erste Abgasrückführungsleitung 21, die im Bereich geringer Last zu öffnen ist, mit dem einzelnen Abgaskanal 15 verbunden, so daß die Abgase mit hoher Temperatur unmittelbar nach dem Austritt aus dem Motorblock 1 in die Ansauganlage 3 rückgeführt werden können. Diese Anordnung kann eine Steigerung der Leistungsaufnahme des Laders 59 durch die AGR-Gase mit hoher Temperatur im Bereich niedriger Last vermeiden, so daß die Drehzahl des Laders 59 zunimmt und der Wirkungsgrad der Turbine erhöht wird.
  • Andererseits werden im Bereich hoher Last wie bei der weiter oben beschriebenen zweiten Ausführungsform die Abgase mit relativ niedriger Temperatur in die zweite Abgasrückführungsleitung 23 eingeleitet, und die Abgase werden dann durch den AGR-Kühler 25 gekühlt und anschließend in die Ansauganlage 3 zurückgeführt.
  • Im Bereich niedriger Drehzahlen und hoher Last, in dem das Auftreten von Klopfen besonders wahrscheinlich ist, hat diese Ausführungsform somit den Vorteil, daß die AGR-Gase niedriger Temperatur das Auftreten von Klopfen und einen Rückgang des Turbinenwirkungsgrads verhindern.

Claims (16)

1. Verbrennungsmotor (1), umfassend:
eine erste äußere Abgasrückführungsleitung (21), die mit der Abgasanlage (4) des Verbrennungsmotors (1) und einer Ansauganlage (3) desselben verbunden ist, um einen Teil der Abgase in die Ansauganlage (3) zurückzuführen,
eine zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23), die mit der Abgasanlage (4) des Verbrennungsmotors (1) und einer Ansauganlage (3) desselben verbunden ist, um einen Teil der Abgase in die Ansauganlage (3) zurückzuführen, während dieser Teil der Abgase zwangsläufig gekühlt wird,
eine erstes AGR-Abschaltventil (22), das an der ersten äußeren Abgasrückführungsleitung (21) angeordnet ist,
ein zweites AGR-Abschaltventil (24), das an der zweiten äußeren Abgasrückführungsleitung (23) angeordnet ist, und
einen ersten Lastdetektor (8, 41) zur Erfassung der Motorlast,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Verbrennungsmotor des weiteren folgendes umfaßt:
einen Abgaskatalysator (17), der an einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors angeordnet ist, wobei die zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23) mit der Abgasanlage (4) auf der stromabwärtigen Seite des Abgaskatalysators (17) verbunden ist,
deine Steuereinrichtung (27, 28) für die Abgasrückführung zur Steuerung des ersten AGR-Abschaltventils (22) und des zweiten AGR-Abschaltventils (24) auf der Basis des Lastzustandes des Motors, so daß das Rückführverhältnis der Abgase mit relativ hoher Temperatur reduziert wird, während das Rückführverhältnis der Abgase mit relativ niedriger Temperatur mit zunehmender Last erhöht wird.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, bei dem die erste Abgasrückführungsleitung (21) mit der Abgasanlage (4) auf der stromabwärtigen Seite des Abgaskatalysators (17) verbunden ist.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23) mit einem Abgaskühler versehen ist.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, bei dem der Abgaskühler (25) mit Wasserkühlung arbeitet.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, bei dem der Abgaskühler (25) mit Luftkühlung arbeitet.
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die erste äußere Abgasrückführungsleitung (21) mit einem stromabwärtigen Abschnitt der Abgasanlage (4) verbunden ist.
7. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verbrennungsmotor (1) ein Motor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis ist.
8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, bei dem der Verbrennungsmotor ein Motor mit einem in der Ansauganlage angeordneten Vorverdichter (50) ist.
9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, bei dem der Vorverdichter (50) ein mechanisches Bauteil ist, da er durch den Abtrieb des Motors angetrieben werden kann.
10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, bei dem der Vorverdichter (50) ein Turbolader des Typs ist, der durch die Abgase des Motors (1) angetrieben werden kann.
11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, bei dem die zweite äußere Abgasleitung (23) auf der stromabwärtigen Seite einer Turbine des Turboladers (57) angeschlossen ist.
12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, bei dem ein Ladeluftkühler (51) in der Ansauganlage des Motors auf der stromabwärtigen Seite des Vorverdichters (50) angeordnet ist.
13. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste äußere Abgasrückführungsleitung (21) aus nebeneinander angeordneten Rohren besteht.
14. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23) länger ist als die erste äußere Abgasrückführungsleitung (21).
15. Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23) aus nebeneinander angeordneten Rohren besteht.
16. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die zweite äußere Abgasrückführungsleitung (23) auf der stromaufwärtigen Seite des Ladeluftkühlers (51) angeschlossen ist.
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