DE69723070T2 - Abgasrückführventil für brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasrückführventil (ARV) für eine Brennkraftmaschine. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Abgasrückführventil zur Verhinderung des thermischen Effektes hoher Temperaturen des zirkulierenden Gases auf ein Ansaugrohr aus Kunststoff.
  • Stand der Technik
  • US-A 4475 525 beschreibt ein Abgasrückführventil, bestehend aus einem Ansaugrohr 4, befestigt an der Aussenwand eines Zylinderkopfes (1) mit einem ersten Flansch (3, 6; eine Seite der Dichtung 9) auf der einen Seite des besagten Ansaugrohres; und ein Abgasrückführungsventil 6, das das Abgas aus dem Verbrennungsraum des Motors durch einen Durchlass (Teil des Durchlasses 5), ausgeprägt in dem besagten Zylinderkopf, an das Ansaugrohr geleitet wird; dabei ist das besagte Abgasrückführungsventil an diesem besagten ersten Flansch durch einen Adapter befestigt, der einen zweiten Flansch (auf der anderen Seite der Dichtung 9) hat; dabei ist in gleichmässigem Abstand ein Spalt ausgeführt (durch die Dichtung 9) zwischen dem ersten Rand (das ist die Oberfläche) des besagten ersten Flansches und einem zweitem Rand des besagten Adapters (wobei berücksichtigt wird, dass die Oberfläche des Adapters, der zur Dichtung hinweist, ebenfalls einen Rand darstellt) wodurch der Wärmetransfer unterbrochen wird. Dabei liegen der erste Rand und der besagte Adapter und der besagte zweite Rand dem besagten ersten Rand gegenüber.
  • Abgas-Rückführsysteme dienen als Steuerungssysteme zur Reduzierung von Stickoxyden in Abgasen. Dabei wird ein Durchgang zwischen Ansaugrohr und dem Drosselventil am Ansaugrohr vorgesehen, durch den das Abgas zurückfliessen kann. Ein Abgasrückführventil oder ein Stromregelventil sorgen dafür, dass die richtige Menge des rezirkulierenden Gases zur Rückführung zur Verfügung steht. Im Allgemeinen wird ein Ansaugrohr aus Aluminiumguss verwendet.
  • Auch das Abgasrückführventil wird normalerweise aus Aluminiumguss gefertigt. Das ergibt ein höheres Gewicht des Motors mit entsprechend höherem Kraftstoffverbrauch.
  • Um dieses Problem zu lösen, wurde das Metall-Ansaugrohr durch ein solches aus Kunststoff in herkömmlicher Technik ersetzt.
  • Jedoch zeigt sich, wie aus 5 ersichtlich, dass der Adapter des Abgasrückführventils (20P) mit dem Abgasrückführventil (210P) unmittelbaren Kontakt mit dem Rahmen (10P) des Ansaugrohrs aus Kunststoff hat. Die Temperatur der sehr hoch erhitzten Abgase wird direkt auf den Kunststoffrahmen (10P) übertragen, was zu Verformung oder Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führen kann.
  • Im weiteren wird zur Lösung des Problems ein Abgasdurchlass installiert, der nahe der Aussenseite des Zylinderkopfes umgeleitet wird. Jedoch können verschiedene Teile nicht nahe am Abgasrohr mit seinen hohen Temperaturen installiert werden, weshalb der Motorraum entsprechend gross ausgestaltet sein muss.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Abgasrückführventil für Brennkraftmaschinen, welches die oben beschriebenen Probleme löst.
  • Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Abgasrückführventil für Brennkraftmaschinen, bei dem der thermische Einfluss der hoch erhitzten Abgase auf das Kunststoffansaugrohr verhindert wird. Dies wird durch die Einrichtungen gemäss Anspruch 1 erreicht.
  • Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Abgasrückführventil für Brennkraftmaschinen, bei dem der Motorinnenraum wirtschaftlich genutzt werden kann.
  • Um die oben beschriebenen Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, enthält das Abgasrückführventil ein Ansaugrohr, welches auf der Außenwand eines Zylinderkopfes montiert ist und einen ersten Flansch an dem einen Ende des Aussaugrohrs besitzt; sodann ein Abgasrückführventil zur Anlieferung von Abgasen, die aus der Verbrennungskammer des Motors stammen, an das Ansaugrohr; das Abgasrückführventil ist an dem ersten Flansch durch einen Adapter befestigt, der einen zweiten Flansch besitzt. Dabei gibt es einen Zwischenraum zwischen der ersten Kante des ersten Flansches und einer zweiten Kante des Adapters, wodurch der Wärmeaustausch unterbrochen wird; dabei stehen sich die erste Kante und der Adapter und die zweite Kante und die erste Kante jeweils gegenüber.
  • Weiterhin ist der Zwischenraum zwischen der ersten und der zweiten Kante gleichmässig ausgeprägt.
  • Ausserdem hat der Zwischenraum eine Tiefe durch teilweisen Kontakt mit dem ersten und dem zweiten Flansch.
  • Weiterhin wird das Abgas vom Verbrennungsraum zum Abgasrückführventil durch einen Durchlass im Zylinderkopf geführt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden hiernach durch Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei sind:
  • 1 eine perspektivische Ansicht, die darstellt, wie das Abgasrückführventil an das Ansaugrohr angebaut ist;
  • 2 ist die Vorderansicht eines Abgasrückführventils, montiert, mit dem Ansaugrohr von 1;
  • 3 ist ein horizontaler Querschnitt eines Abgasrückführventils, befestigt an einem Zylinderkopf entlang der Linie 3-3 der 2;
  • 4 ist eine Grafik, die den Wärmeaustausch zwischen dem Ansaugrohr und dem Abgasrückführventil gemäss der vorliegenden Erfindung illustriert; und
  • 5 ist eine Vorderansicht eines Abgasrückführventils, montiert mit einem Ansaugrohr gemäss vorbekanntem Stand der Technik.
  • Beste Ausführungsformen für die Erfindung
  • 1 illustriert das Abgasrückführventil der vorliegenden Erfindung (200) und ein Ansaugventil (100) montiert mit dem Abgasrückführventil (200). Das Ansaugrohr (100) ist auf eine Sammelkammer (18) aus thermoplastischem Material aufgepresst. Ausserdem hat das Ansaugrohr (100) einen Rahmen (10), der am Zylinderkopf (400) aufgepresst ist. Ein erster Flansch (12) der mit einem zweiten Flansch des Abgasrückführventils montiert ist, welcher weiter unten illustriert wird, ist auf den Rahmen des Ansaugrohres (10) aufgepresst.
  • Das Abgasrückführventil (200) besteht aus dem eigentlichen Gehäuse (210) und einem Adapter (20), über den das Gehäuse (210) zum Motorzylinderkopf (400) durch einen Bolzen (nicht dargestellt) durch ein Loch (24) montiert ist. Ausserdem hat der Adapter (20) einen zweiten Flansch (22), durch den der Adapter auf dem Rahmen des Ansaugrohres (10) platziert werden kann. Hinzu kommt, dass der Adapter (20) aus Aluminium hergestellt ist.
  • Der Adapter (20) besitzt ausserdem einen Stutzen (27), der mit der Sammelkammer durch eine Abgasrückführleitung (26) verbunden ist. Auf der anderen Seite ist ein Stutzen (270) an dem Körper des Abgasrückführventils (210) ausgeprägt und mit dem Drosselventilgehäuse (nicht dargestellt) verbunden, welches an der Sammelkammer (18) durch ein Vakuumrohr (nicht dargestellt) verbunden ist.
  • die 2 und 3 zeigen das Abgasrückführventil, montiert mit dem Rahmen des Ansaugrohrs (10).
  • Der Rahmen (10) des Ansaugrohres (100) ist auf der Aussenwand des Zylinderkopfes (400) aufgesetzt. Um zu verhindern, dass das in den Zylinderkopf (400) eingesaugte Frischluftgemisch austreten kann, ist eine Dichtung (410) rund um den Durchlass (14) des Rahmens (10) vorgesehen. An der Aussenseite des Rahmens (10) ist der zweite Flansch (22) des Adapters (20) mit der zwischengeschalteten Dichtung (110) befestigt.
  • Gleichzeitig ist eine andere Dichtung (420) zwischen Zylinderkopf (400) und der inneren Oberfläche des Adapters (20) dazwischengeschaltet. Das Ansaugrohr (100) und der Adapter (20) werden auf den Zylinderkopf (400) durch einen Bolzen (nicht sichtbar) montiert, der in ein Loch (16a) des zweiten Flansches (22) und ein Loch (16) des ersten Flansches (12) eingelassen wird. Ein Abgasdurchlass (50), der im Zylinderkopf (400) ausgeformt ist, wird koaxial mit einem Durchlass (28) ausgeführt, der im Adapter (20) ausgeformt ist, um Abgas durch den Abgasdurchlass (50) zu erhalten.
  • Ein erster Rand (12E) des Flansches (12) wird von einer zweiten Kante (22E) des Abgasrückführventil-Adapters (20) abgesetzt. Der Zwischenraum oder Schlitz (40) wird in gleichem Abstand zwischen der ersten Kante (12E) und der zweiten Kante (22E) ausgeführt. In dem Ausführungsbeispiel ist das Maß des Schlitzes (40) drei bis fünf Millimeter. Daraus ergibt sich, dass der Schlitz (40) als Kanal ausgeführt ist, in dem eine Seite des Kanals mit einem zweiten Flansch (22) des Adapters (20) bedeckt ist. Die Luft kann sich frei im Inneren des Kanals oder des Schlitzes (40) bewegen.
  • Das Abgasrückführventil gemäß obiger Konstruktion funktioniert wie folgt. Heiße Abgase aus dem Verbrennungsraum (nicht dargestellt) des Motors strömen in den Durchlass (28) des Abgasrückführventil-Adapters (20) durch den Durchlass (50) der im Zylinderkopf (400) ausgeprägt ist. Die Wärme des sehr heißen Abgases im Durchlass (28) wird an den Aluminium-Adapter (20) abgegeben, und der Adapter erhitzt sich entsprechend. Jedoch ist es für die Temperatur des Adapters (20) nicht möglich, auf das Ansaugrohr (100) übertragen zu werden, weil der Schlitz (40) zwischen dem thermoplastischen Flansch (10) und dem Adapter (20) ausgeformt ist.
  • Andererseits wird ein im Gehäuse des Abgasrückführventils (210) ausgeprägter Durchlass (nicht dargestellt) durch ein Vakuum in der Sammelkammer (18) geöffnet. Dadurch strömt Abgas des Durchlasses (28) durch das Gehäuse des Abgasrückführventils (210) und fließt in den Durchlass (29) des Adapters (20). Das Gas des Durchlasses (29) strömt in den Sammelraum (18) durch das Rohr (26), um mit frischer Luft gemischt zu werden, die in die Sammelkammer (18) durch ein Drosselventil fließt (nicht dargestellt). Folglich strömt das gemischte Gas in den Verbrennungsraum (nicht dargestellt) durch das Ansaugrohr (100). Durch die Wärmeeigenschaften von CO2, das in dem Gasgemisch enthalten ist, wird die Höchsttemperatur des Verbrennungsgases gesenkt und dadurch der Anteil an Stickoxyden reduziert.
  • In der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird durch den vorbestimmten Abstand des Adapters des Abgasrückführventils zu dem aus Kunststoff hergestellten Ansaugrohr verhindert, dass das aus Kunststoff bestehende Ansaugrohr durch die Hitze des Abgases beeinträchtigt wird. Insbesondere wird dadurch Deformation vermieden und die Zuverlässigkeit des Motors gesteigert.
  • Dadurch, dass der Durchlass, durch den das Abgas vom Verbrennungsraum in das Abgasrückführventil geführt wird, im Zylinderkopf ausgeführt ist wird der Motor-Innenraum effizient genutzt, ist die Motor-Montage bequem und wird die Produktivität erhöht.
  • Da sowohl das Ansaugrohr als auch die Sammelkammer aus leichtgewichtigem Kunststoff hergestellt sind, ist das Gewicht des Motors leichter, wodurch der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.

Claims (5)

  1. Vorrichtung eines Abgasrückführungsventils, bestehend aus einem Ansaugrohr (100), welches auf der Außenwand eines Zylinderkopfes (400) montiert ist, und aus einem Abgasrückführungsventil (200) für die Zufuhr der Abgase aus dem Verbrennungsraum eines Motors zu dem Ansaugrohr (100), dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Ansaugrohr (100) aus einem thermoplastischem Material besteht und einen ersten Flansch (12) an einem Ende des Ansaugrohrs (100) besitzt und das besagte Abgasrückführungsventil (200) an dem besagtem ersten Flansch (12) durch einen Adapter (20) befestigt ist, der einen zweiten Flansch besitzt (22), in dem zur Unterbrechung des Wärmeaustausches ein Spalt zwischen dem ersten Rand (12E) des ersten Flansches (12) und dem ersten Rand (22E) des Adapters (20) vorgesehen ist, wobei besagter erster Rand (12E) dem besagten Adapter (20) und besagter zweiter Rand (22E) dem besagten ersten Rand (12E) gegenüber liegen.
  2. Die Vorrichtung eines Abgasrückführungsventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Spalt (40) in einem gleichen Abstand zwischen besagten ersten Rand (12E) und besagtem zweiten Rand (22E) ausgebildet ist.
  3. Die Vorrichtung eines Abgasrückführungsventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Spalt (40) als ein Kanal ausgebildet ist, bei dem ein Absatz des Kanals von dem besagten zweiten Flansch (22) des besagten Adapters (20) abgedeckt ist.
  4. Die Vorrichtung eines Abgasrückführungsventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte erste Flansch (12) aus besagtem thermoplastischem Material besteht.
  5. Die Vorrichtung eines Abgasrückführungsventils gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Adapter (20) aus Metall besteht.
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