DE69621793T2

DE69621793T2 - Abgasrezirkulationssystem für brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69621793T2
Application number: DE69621793T
Authority: DE
Inventors: Silveer Baert; Edward Beckman; Jan Dekker; Lein Sturm; Petrus Verbeek
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: EP0820560B1; US6003316A; EP0820560A1; DE69621793D1; JPH11503507A; WO1996032583A1; NL1000119C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solcher Verbrennungsmotor ist in der Deutschen Offenlegungsschrift 4 319 380 offenbart und kann sowohl für einen Diesel- oder einen Ottomotor verwendet werden.
Abgasrezirkulation (EGR) ist eine bekannte Technik, um insbesondere die NOx Emission von Verbrennungsmotoren zu reduzieren. Im Fall von EGR werden einige der Abgase zu dem Einlass des Motors zurückgeführt. Besonders im Fall von turboaufgeladenen Motoren (mit einem Turbokompressor versehene Motoren) und turboaufgeladenen Motoren mit Zwischenkühlung (oder Ladeluftkühlung; Kühlung der komprimierten Einlassluft) kann dies auf einer Anzahl von verschiedenen Wegen gemacht werden. Die bekanntesten sind:
a) Rückführung von Abgas von stromabwärts der Turbine nach stromaufwärts des Kompressors,
b) Rückführung von stromaufwärts der Turbine nach stromabwärts des Kompressors und
c) Rückführung von stromaufwärts der Turbine nach stromaufwärts des Kompressors.
Ein Vorteil der Konstruktionsform b) ist es, dass keine Verunreinigung des Kompressors und des Ladeluftkühlers, der fakultativ diesem nachgeschaltet angeschlossen ist, auftreten kann.
Ein Problem im Fall von Abgasrezirkulation ist die Messung der Menge des Abgases im Einlasstrakt. Dies bestimmt die Emission des jeweiligen Verbrennungsmotors. Um den NOX Ausstoß zu begrenzen, muss ausreichend Abgas rezirkuliert werden. Auf der anderen Seite hat eine übermäßig große Zufügung zur Folge, dass die Leistung des Verbrennungsmotors in Mitleidenschaft gezogen wird, falls dies auf Kosten der Luftmenge geht. Mit einem übermäßigen Abgasrezirkulationsstrom steigt ebenfalls die Partikelemission. Zusätzlich wird durch die Implementierung eines Abgasrezirkulaitonsstroms über die Zweigpunkte ein Pumpverlust produziert, der den Wirkungsgrad in Mitleidenschaft zieht.
Als eine Folge des Wirkungsgradverlustes gibt es gegenwärtig kaum Abgasrezirkulationssysteme, die die Abgasrezirkulation im Hoch/Maximumlastbereich beeinflussen können. Um in diesem Bereich Abgasrezirkulation zu generieren, wird ziemlich oft von einem Gegendruckventil im Abgassystem Gebrauch gemacht. Im Allgemeinen führt dies zu einem signifikanten Anstieg des Kraftstoffverbrauchs.
Tatsächlich werden Abgasrezirkulationssysteme häufig in leichteren Dieselmotoren verwendet. Als Folge von den Abgasemissions-Testmethoden für diese Kategorie von Motoren, bei denen sich die Belastung bei niedriger und moderater Motorenlast befindet, ist es möglich mit Abgasrezirkulation bei niedriger und moderater Motorenlast zurechtzukommen. In diesem Fall ist auch "Austausch-" Abgasrezirkulation ebenfalls mit eingeschlossen; etwas Einlassluft wird mit Abgasrezirkulationsgas ausgetauscht. Im Fall von niedriger/moderater Last produziert dies grundsätzlich keine wesentliche Verschlechterung im Leistungsverhalten, weil selbst nach dem Austausch ein adäquater Luftüberschuss vorhanden ist. In diesen Systemen ist grundsätzlich möglich, sich mit der Anbringung eines einfachen Drosselventils (zwischen dem Kompressor und dem Ort der Abgasrezirkulationseinführung) zu begnügen, um den erforderlichen Abgasrezirkulationsstrom zu beeinflussen.
In der Konstruktionsform entsprechend der Deutschen Offenlegungsschrift 4 319 380 wird ein regulierbares Gegendruckventil der Turbine nachgeschaltet angeordnet. Nachdem dieses Gegendruckventil weiter geschlossen ist wird der Gegendruck vor der Turbine ebenfalls ansteigen, wodurch (mehr) Abgas durch den Zweig in Richtung Einlass fließt. Nachdem Turbinenarbeit und Kompressorarbeit sich nicht ändern oder fast nicht ändern, als Folge dieser Konstruktionsform und mit Blick auf die übliche Kompressorcharakteristik, wird der (Frisch-) Luftstrom durch den Motor abfallen. Das ist "Austausch-" Abgasrezirkulation. Als eine Folge des konsequenterweise niedrigeren Luftüberschusses wird der Wirkungsgrad des Motors abfallen und die Rauchemission wird ansteigen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor vorzusehen, der einen hohen Wirkungsgrad hat, und bei dem ein kompliziertes Regelsystem unnötig ist, um die Menge des rezirkulierten Gases im Einlasstrakt zu kontrollieren.
Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor des oben genannten Typs erreicht mit den kennzeichnenden Merkmalen aus Anspruch 1. Er ist so konstruiert, dass, wenn der Abgasgegendruck ansteigt, als eine Folge die Arbeit, die durch die Turbine und den Kompressor geleistet wird, ansteigt. Die Folge daraus ist, dass die Kompressordrehzahl und der Druck im Einlasskrümmer ansteigen, wodurch die Abnahme des Luftstroms als einer Konsequenz auf den von dem Abgasrezirkulationsgas eingenommenen Platz minimiert oder eliminiert wird. In dieser Situation bleibt der Überschussluftfaktor auf einem guten Niveau, wodurch die Rauchemission nicht ansteigt und der Wirkungsgrad so gering wie möglich beeinträchtigt wird. Auf diese Art ist es nicht weiter nötig, ein Drosselventil der Turbine nachgeschaltet anzubringen. Der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors steigt als eine Folge an.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Europäische Patentanmeldung 0 454 943 eine Abgasturbine mit variabler Geometrie offenbart. Diese Turbine ist zwischen dem Abgas des Verbrennungsmotors und dem Katalysator angebracht. Die Intention dessen ist es, die Temperatur im Abgastrakt zu kontrollieren, in dem der Druck in diesem auf eine solche Weise variiert wird, dass der Katalysator so schnell wie möglich sich nach dem Kaltstart eines Verbrennungsmotors erwärmt. In dieser Veröffentlichung wird weder eine Rezirkulation von Abgas vorgeschlagen noch ein Regulierungssystem, um das Verhältnis zwischen dem rezirkulierten Abgas und dem Einlassgas zu kontrollieren. Es fehlt auch jede Anregung mit Bezug auf eine Beeinflussung der Pumpenarbeit des Kompressors. Die VGT- Turbine, die entsprechend der Erfindung verwendet wird, hat eine variable Geometrie, wodurch die Pumpenarbeit des mit diesem verbundenen Kompressors beeinflusst werden kann. Das heißt, dass mit ziemlich kleinen Abgasmengen durch die Turbine ein verhältnismäßig hoher Widerstand produziert werden kann, die somit eine verhältnismäßig große Pumpenarbeit produziert und einen verhältnismäßig niedrigen Widerstand mit zugehöriger verhältnismäßig niedrigerer Arbeit produzieren kann, wenn die Abgasmengen groß sind.
Als eine Folge ist es nicht mehr notwendig, dass Arbeit als eine Folge der Drosselung im Abgastrakt verloren wird und der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors in Mitleidenschaft gezogen wird.
Die Rückführung von Abgas von stromaufwärts der Turbine nach stromabwärts des Kompressors hat die wichtigen Vorteile, dass:
a) Kompressor und Ladeluftkühler nicht der Abgasrezirkulationsgas- Verunreinigung ausgesetzt werden und
b) der Massestrom durch den Kompressor und den Ladeluftkühler nicht ansteigt, wenn Abgasrezirkulation verwendet wird.
Ein Wärmetauscher der fakultativ im Einlasstrakt angebracht ist, wie z. B. ein Ladeluftkühler, durch den Abgasrezirkulation ebenfalls passiert, wie im Stand der Technik verwendet, wird verhältnismäßig große Dimensionen haben in Folge der Abgasrezirkulations-Verunreinigung. Zusätzlich werden die Dimensionen weiter ansteigen, da der Massestrom als eine Folge auf die Zufügung von Abgas ansteigt.
Im Fall des Verbrennungsmotors entsprechend der vorliegenden Erfindung ist eine Kühlung des Abgases möglich in Folge einer Anbringung eines separaten Wärmetauschers in der Zweigleitung zwischen Abgastrakt und Einlasstrakt als eine Folge des verhältnismäßig hohen Drucks des Abgases in der Zweigleitung kann ein solcher Kühler eine verhältnismäßig kleine Größe aufweisen trotz der Tatsache, dass die verunreinigende Eigenschaft des Abgases in Betracht gezogen werden muss.
Der Verbrennungsmotor entsprechend der Erfindung löst zweckdienlicherweise das Problem des Gebrauchs mit Abgasrezirkulation, das insbesondere im Fall aufgeladener Motoren für hohe Beanspruchung existiert, die einen hohen Wirkungsgrad haben, das derart gestaltet ist, dass in dem (einem wesentlichen Teil des) Lastbereich der Abgaskrümmerdruck niedriger als der Einlasskrümmerdruck ist und in Folge dessen Abgasrezirkulation nicht bewirkt werden kann. Die Kombinierung eines Venturis und des Abgasdruckregulierungsmittels verhindert, dass der Wirkungsgrad des Motors wesentlich abfällt. Im Gegensatz zu früheren Vorschlägen, in denen z. B. ein Drosselventil im Einlasssystem angebracht ist, kann das Kraftstoffluftverhältnis schließlich optimal gehalten werden resultierend daraus, dass der (Frisch-) Luftstrom durch den Kompressor unverändert gehalten wird.
Als Folge, einen Venturi im Einlasstrakt anzubringen und den Auslass der Zweigleitung auf der Saugseite dieses Venturis anzuordnen, wird ein Nachteil des höheren Druckes, demzufolge das Gas im Einlasstrakt sich unter dem höheren Druck des Kompressors befindet, den das Abgas überwinden muss, um in der Lage zu sein in den Einlasstrakt einzutreten, teilweise beseitigt.
Als eine Folge kann angesichts einer bestimmten VGT-Turboladergeometrie ein viel größerer Abgasrezirkulationsbereich bewirkt werden. Der VGT-Turbolader stellt im Besonderen sicher, dass das Kraftstoffluftverhältnis fortlaufend auf einem guten Niveau gehalten wird (und die Ausgewogenheit des Druckes im Motor bleibt günstig), was zur Folge hat, dass der Anstieg des Kraftstoffverbrauchs minimal ist. Mit diesem System kann ein angemessener Abgasrezirkulationsstrom über einen wesentlichen Teil des Lastbereiches des Motors bewirkt werden, ohne Konzessionen bezüglich des gewünschten Kraflstoffluftverhältnisses und der ursprünglichen Ausgangsleistung des Motors zu machen. Als eine Folge kann die Vorrichtung ebenfalls in Motoren für "hohe Beanspruchung" über den gesamten Betriebsbereich verwendet werden.
Die Erfindung wird unten durch Bezugnahme auf einige beispielhafte in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen detaillierter erklärt. In den Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Verbrennungsmotors mit Abgasrezirkulation entsprechend der Erfindung, bei der eine VGT-Turbine verwendet wird;
Fig. 2 ist eine Variante von Fig. 1, bei der eine konventionelle Turbine mit einem Gegendruckventil verwendet wird;
Fig. 3 ist eine Ausführungsform, bei der zusätzlich zu einer konventionellen Turbine ein sogenanntes "waste gate" verwendet wird;
Fig. 4 ist ein Graph, der die Charakteristik der Regulierung einer VGT-Turbine zeigt;
Fig. 5 zeigt graphisch das Verhältnis zwischen der rückgeführten Abgasmenge und dem Kraftstoffluftverhältnis für den Fall einer Vorrichtung entsprechend dem Stand der Technik und einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung.
In den Fig. 1 bis 3 werden korrespondierende Teile mit korrespondierenden Bezugnummern versehen.
Der Verbrennungsmotor der nur schematisch dargestellt ist wird in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Er umfasst einen Auspuff 2 und einen Einlass 3. Verbunden mit dem Auspuff 2 ist ein Abgastrakt 4 und ein Einlass 3 ist mit dem Einlasstrakt S verbunden. In dem Abgastrakt 4 befindet sich eine sogenannten "VGT- Turbine" 6, das ist eine Turbine, deren Schaufelwinkel eingestellt werden kann, so dass die Pumpleistung nicht nur von der Menge des Gases abhängt, das durch den Abgastrakt hindurch fließt. Diese Turbine ist auf konventioneller Weise über eine Welle 8 mit einem Kompressor 7 im Einlasstrakt verbunden. Abgastrakt 4 und Einlasstrakt 5 sind in Stromrichtung vor der Turbine 6 und in Stromrichtung nach der Turbine 7 jeweils über eine Zweigleitung 9 verbunden. Dies dient, die Abgasrezirkulation zu beeinflussen.
Wahlweise nacheinander eingefügt werden in der hier gezeigten Ausführungsform ein Rückschlagventil 22, ein Wärmetauscher 13 und ein Steuerventil 14. Die Zweigleitung 9 tritt aus in die Saugseite 11 eines Venturis 10, dessen Hauptleitung mit 12 bezeichnet wird.
Ein Abblasventil 15 kann zwischen dem Venturi 10 und dem Kompressor 7 vorgesehen sein. Das Abblasventil 15 ist mit einem Kontrollsystem 23 verbunden. Ebenfalls mit diesem Kontrollsystem 23 verbunden ist ein Sensor für die Stellung des Gaspedals; dieser Sensor wird mit 28 bezeichnet.
In die Abgasrezirkulationsleitung oder den Abzweig 9 eingefügt ist ein Venturi 24 und der Druck in der Leitung 9 wird sowohl in der Kehle des Venturis als auch in Stromrichtung davor gemessen. Die aus diesen zwei Werten ermittelte Druckdifferenz kann im Kontrollsystem 23 in einen Massenstrom des Gases der Abgasrezirkulation umgewandelt werden. Ein Sensor, mit 26 bezeichnet, bestimmt die Positionen des Schwungrades des Motors. Ein Kontrollventil 14 wird durch das Kontrollsystem 23 eingestellt. Das gilt auch für den Steller 29, der die Position der Schaufeln in der VGT-Turbine einstellt. Eine Drucksonde, bezeichnet als 27, zeichnet den Druck im Einlasstrakt 5 auf. Dieser Wert wird an das Kontrollsystem 23 weitergeleitet. Ein Temperatursensor wird mit 25 bezeichnet.
Weiterhin reguliert das Kontrollsystem 23 die Kraftstoffeinspritzung und zusätzlich zu der Menge des Abgasrezirkulationsgases wahlweise dessen Temperatur. Dies ist durch die Betätigung eines Ventilators möglich, der nicht gezeigt ist. Die Signale, die von den oben beschriebenen Sensoren empfangen werden, werden in diesem Kontrollsystem verarbeitet. Die Menge des Kraftstoffs wird bestimmt, üblicherweise auf der Basis der Position 28 des Gaspedals, der Umdrehungszahl 26 und dem Einlassdruck 27.
Die primäre Regulierung der Abgasrezirkulation findet statt, in dem die Statorschaufeln mit Hilfe des VGT-Stellers 29 eingestellt werden auf der Basis eines Kennfeldes, das den gewünschten Prozentsatz an rezirkulierten Abgas zeigt. Dieser Prozentsatz kann in dem Kennfeld als eine Funktion der Drehzahl, der Kraftstoffmenge und der Position des Gaspedals dargestellt werden. In diesem Fall wird eine Kombination aus "open 100p" und "closed 100p" verwendet. Die erste Einstellung erfolgt "open 100p" auf der Basis des Kennfeldes für die VGT- Stellerposition. Der Abgasrezirkulations-Prozentsatz wird dann "closed 100p" dargestellt auf der Basis der Bestimmung des Massenstroms durch den Venturi 24 und, falls dies notwendig ist, eingestellt. Zusätzlich kann das VGT-Kennfeld wieder justiert werden auf der Basis einer wiederholten Korrektur (lernende Regelung).
Zusätzlich zu der primären Regulierung der Abgasrezirkulation mittels der Statorschaufeln werden die Positionen des Kontrollventils 14 und des Abblasventils 15 "open 100p" reguliert als eine Funktion der Drehzahl, der Kraftstoffmenge und der Position des Gaspedals. In Abhängigkeit von der Ausführungsform des Wärmetauschers 13 kann die Abgasrezirkulations-Temperatur ebenfalls auf der oben spezifizierten Art und Weise reguliert werden.
Fig. 2 zeigt ein System, dass Fig. 1 entspricht. Jedoch hat im Gegensatz zu der Erfindung der Turbokompressor eine nicht veränderliche Geometrie. Die Turbine von diesem wird mit 16 bezeichnet. Die Verbindungswelle wird mit 18 bezeichnet, während der Einlasskompressor mit 17 bezeichnet wird.
Der Druck in dem Auslasstrakt 4 wird durch ein Gegendruckventil 21 reguliert. Dieses kann als ein Motorbremsventil ausgeführt sein. Im Gegensatz zu Fig. 1 wird in der hier gezeigten Ausführungsform der Massenstrom der Abgasrezirkulation nicht mittels eines Venturis bestimmt sondern mit Hilfe eines Sauerstoff (Konzentrations-) Sensor, der im Einlasstrakt eingefügt ist und in Fig. 2 mit 30 bezeichnet wird.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, in der, anstelle einer der Erfindung entsprechenden VGT, eine konventionelle Turbine verwendet wird, wie in Fig. 2 gezeigt. Anstelle eines Gegendruckventils 21 wird jedoch ein sogenanntes "waste gate" 19 in eine Beipassleitung 20 miteinbezogen. In dieser Ausführungsform wird die Menge von Abgasrezirkulationsgas mittels eines Sauerstoffsensors bestimmt, der im Abgastrakt 4 eingefügt, und der mit 32 bezeichnet wird. Eine bekannte Ausführungsform eines Sauerstoffsensors ist der UEGO-Sensor, der von NTK (Japan) hergestellt wird. Die Menge der Abgasrezirkulation wird in diesem Fall in dem Kontrollsystem 23 berechnet auf der Basis der Parameter umfassend die Kraftstoffmenge pro Motorumdrehung, den Druck im Einlasstrakt und die Temperatur im Einlasstrakt (Kohlenstoffbilanzmethode).
Ebenfalls ist es möglich, die Menge der Abgasrezirkulation zu messen unter Verwendung eines Ultraschall-Massenstrom-Sensors.
Fig. 4 zeigt graphisch die Charakteristik einer VGT-Druckaufladungs-Anordnung mit justierbaren Statorschaufeln. In diesem Fall existiert Leitung 9 nicht. Daher ist es offensichtlich, dass, wenn die Schaufeln auf die geschlossene Position hin eingestellt werden, sowohl der Druck im Abgastrakt als auch der Druck im Einlasstrakt ansteigt. Jedoch ist es wichtig, dass der Druck im Abgastrakt schneller ansteigt als der Druck im Einlasstrakt. Die Kombination der Saugtätigkeit der Venturimischvorrichtung 10 und dem Abfall des Druckes im Einlasstrakt in Bezug auf den Druck im Auslasstrakt ist in der Vorrichtung entsprechend der Erfindung ausreichend, um einen Abgasrezirkulationsstrom zu beeinflussen, der mit dem Schließen der Statorschaufeln der Turbine 6 ansteigt. Der gleichzeitige Anstieg des Druckes im Einlasstrakt ist wünschenswert und notwendig, um den (Frisch-) Luftstrom durch den Motor auf dem gewünschten Niveau zu halten. Es ist möglich, hier von einer "zusätzlichen" Abgasrezirkulation zu sprechen. Der normale Luftstrom durch den Motor wird aufrechterhalten und der Abgasrezirkulationsstrom wird dazu addiert. Folglich wird, im Gegensatz zu Konstruktionsformen entsprechend dem Stand der Technik, der gesamte Massenstrom durch den Motor ansteigen. Dieser Massenstrom ist proportional zu dem Druck im Einlasstrakt und umgekehrt proportional zu der Temperatur.
Als ein Ergebnis der Einfügung des Abblasventils 15 kann eine weitere Verfeinerung der Regulierung der Menge an Frischluft unabhängig von der Menge an rezirkuliertem Abgas innerhalb der gewünschten Bandbreite erreicht werden.
Abhängig von der Kombination des Motors und der VGT-Druckaufladungs- Anordnung und dem Lastpunkt können die folgenden Situationen z. B. auftreten:
- wenn das Abgasrezirkulations-Regulierungs-Ventil 14 geöffnet ist, beginnt sofort ein Abgasrezirkulationsstrom und die Menge an Frischluft durch den Kompressor 7 fällt ab. Dies ist unerwünscht. Der ursprüngliche Massenstrom kann wieder erreicht werden, in dem nun das Ventil 14 leicht geschlossen wird und die VGT-Turbine auf eine höhere Leistungsabgabe eingestellt wird.
- wenn das Abgasrezirkulations-Regulierungs-Ventil 14 geöffnet ist, steigen, möglicherweise in Kombination mit der Justierung der VGT-Turbine 6 auf eine höhere Leistungsabgabe, sowohl der Abgasrezirkulationsstrom als auch der Luftmassenstrom. Falls der Luftmassenstrom über eine gewünschte Bandbreite unter diesen Umständen ansteigt, kann er durch Öffnen des Abblasventils 15 reduziert werden.
Die Regulierung erfolgt z. B. wie folgt:
die primäre Regulierung erfolgt mit Hilfe der Statorschaufeln auf der Basis eines Charakteristik-Diagramms, von dem der gewünschte Rezirkulations-Prozentsatz (Abgasrezirkulation als eine Funktion von Drehzahl und Kraftstoffmenge) eingeschlossen wird. Dies erfolgt über eine Rückmeldung mit Hilfe eines Abgasrezirkulations-Mengen-Parameter, wie etwa dem oben beschriebenen Messventuri oder dem UEGO-Sensor.
Weiterhin wird von einem Kennfeld für die Position des Kontrollventils 14 und des Abblasventils 15 Gebrauch gemacht.
Aus dem Obenstehenden ist es offensichtlich, dass mit dem Abgasrezirkulationssystem entsprechend der Erfindung ein wesentlicher Abgasrezirkulationsstrom über einen großen Bereich des Motorkennfeldes beeinflusst werden kann, einschließlich des hohen und des maximalen Lastbereiches. Falls die VGT- Druckaufladungs-Anordnung oder die Konstruktionsform entsprechend Fig. 3 verwendet wird, wird dies nicht durch einen merklichen Anstieg des spezifischen Kraftstoffsverbrauchs oder einer Verschlechterung der Partikelemissionen begleitet. Diese Ausführungsform schließt "zusätzliche" Abgasrezirkulation mit ein. Fig. 5 erklärt das alles detaillierter. Auf der horizontalen Achse wird der Prozentsatz des rückgeführten Abgases gezeigt, während das Kraftstoff/Luft-Verhältnis vertikal aufgetragen ist. In diesem Graph wird die Verwendung eines Gegendruckventils und einer VGT durch zwei Linien angezeigt.
Von daher ist es offensichtlich, dass, falls ein Gegendruckventil in zufriedenstellender Weise verwendet wird, eine kleine Veränderung der rückgeführten Abgasmenge zu einem anerkennenswerten Effekt auf das Kraftstoff/Luft-Verhältnis führt.
Dies trifft nicht zu oder trifft zu einem sehr viel niedrigerem Ausmaß auf die VGT-Turbine zu, die entsprechend der Erfindung verwendet wird.
In den unten beschriebenen Beispielen werden die Kontrollsysteme für die Kraftstoffmenge und die Abgasrezirkulation mit einem Kontrollsystem 27 kombiniert. Es ist klar, dass sie auch getrennt voneinander sein können. In diesem Fall ist es notwendig, dass ein Signal von dem Kraftstoffkontrollsystem abrufbar ist, um die Abgasrezirkulation zu kontrollieren. Das "closed 100p" Regulierungssystem, das mit Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, kann ebenfalls unterbleiben.
Das oben beschriebene Kontrollsystem ist insbesondere geeignet für schwere Motoren, die während eines wesentlichen Teils ihrer Lebensdauer unter hoher Last verwendet werden.
Aus den begleitenden Beispielen heraus erscheint es klar, dass viele Modifikationen durch Kombination verschiedener Komponenten, die als solche im Stand der Technik bekannt sind, möglich sind, wobei es immer möglich ist, eine optimale Dosierung von Abgas in den Einlasstrakt in der oben beschriebenen Art und Weise zu beeinflussen. Solche Modifikationen fallen in den Anwendungsbereich der gegenwärtigen Erfindung wie in den angehängten Ansprüchen definiert.

Claims

1. Verbrennungsmotor für hohe Beanspruchung (1) vom Typ Diesel mit Abgasrezirkulation umfassend eine im Abgastrakt angebrachte und mit einem im Einlasstrakt (5) angebrachten Kompressor (7) verbundene Turbine (6), einen Zweig (9) gegenwärtig im Abgastrakt zwischen dem Auslass (2) des Verbrennungsmotors und der Turbine (6), wobei dieser Zweig über eine Saugleitung (11) eines Venturis (10) mit dem Einlasstrakt an einem Punkt zwischen dem Kompressor (7) und dem Einlass (3) des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei dieser Zweig die einzige Verbindung zwischen dem Einlasstrakt und dem Abgastrakt ist, und Abgasdruckregulierungsmittel, die im Abgastrakt dem Zweig (9) nachgeschaltet angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass

die Abgasdruckregulierungsmittel umfassen

die Turbine (6) mit variabler Geometrie (VGT), um einen wesentlichen Abgasrezirkulationsstrom über einen Bereiche des Moterkennfeldes, der den hohen und den maximalen Lastbereich einschließt, zu generieren, so dass falls der Auspuffgegendruck ansteigt als eine Folge die von der Turbine und dem Kompressor geleistete Arbeit ansteigt,

Mittel, um den Prozentsatz der Abgasrezirkulation zu überwachen, der bereitgestellt wird, um die Geometrie der Turbine über ein Kontrollsystem (23) einzustellen, falls dieser von dem gewünschten in dem Kennfeld gespeicherten Prozentsatz der Abgasrezirkulation abweicht.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Druckregulierungsmittel ein "waste gate" (19) umfassen.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Druckregulierungsmittel ein Drosselglied umfassen.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Druckregulierungsmittel ein Gegendruckventil umfassen, das der Turbine nachfolgend angebracht ist.

5. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Zweig einen Wärmetauscher (13) umfasst.

6. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Kontrollventil (14) in dem Zweig eingebaut ist.

7. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Abblaseventil (15) in dem Einlasstrakt angebracht ist.

8. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Einwegventil (22) in dem Zweig (9) angebracht ist, in der Art, dass ein Fluss in Richtung des Abgastraktes im Einlasstrakt verhindert wird.