EP1030050B1 - Abgasrückführsystem - Google Patents

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EP1030050B1
EP1030050B1 EP00102114A EP00102114A EP1030050B1 EP 1030050 B1 EP1030050 B1 EP 1030050B1 EP 00102114 A EP00102114 A EP 00102114A EP 00102114 A EP00102114 A EP 00102114A EP 1030050 B1 EP1030050 B1 EP 1030050B1
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EP
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exhaust gas
cooling device
gas recirculation
cooler
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EP1030050B2 (de
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Bernhard Dipl.-Ing. Klipfel
Alan-Keith Pelczyk
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Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Original Assignee
Siebe Automotive Deutschland GmbH
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    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
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    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers

Definitions

  • the technical field to which the invention relates relates in the broadest sense to automotive engineering and Narrower internal combustion engines, where one Exhaust gas recirculation in the air supply system of the Internal combustion engine takes place.
  • An arrangement according to the preamble of claim 1 is known known from DE 197 33 964 A1 and essentially has one Cooling device through which the exhaust gases flow, one Bypass line, which bypasses the cooling device, and a Valve arrangement on, by means of which the exhaust gases optionally through the cooling device or the bypass line are routed.
  • the technical problem (object) of the invention consists in a further improvement of the emission values as well as the Fuel consumption of an internal combustion engine in connection with exhaust gas recirculation and a constructive one Simplification of the exhaust gas recirculation system.
  • This task is performed by the exhaust gas recirculation system according to the Claim 1 solved.
  • bypass line there is a bypass line, the one Bypasses cooling device for the recirculated exhaust gas, whereby before a switch is arranged in the cooling device, the inlet of which is connected to an exhaust gas recirculation line.
  • This switch has two passages, one with the Cooling device and the other with the bypass line connected is. This is such that the exhaust gases alternatively through the cooling device or the bypass line are flowable.
  • the switch is an integral part of the Cooling device and consists of exactly one bypass valve or exactly one bypass flap that exists in the Branch arranged in front of the cooling device and bypass line is and in a first operating position, the cooling device and in a second operating position the bypass line closes.
  • the invention is based on the knowledge that the Return of the exhaust gases is not always cheap Results. In particular, it was recognized that in the Warm-up phase the temperature of the exhaust gases is too low to to achieve the desired success. According to the invention therefore a switch is provided in front of the cooling device so that in the warm-up phase, the exhaust gas around the cooling device be passed into the air supply system without cooling can get, which in the warm-up phase better Emission values and cheaper fuel consumption can be achieved. If the exhaust gases then in normal operation have a temperature at which cooling improves would lead to results, the switch is switched, so that the exhaust gases flow through the cooler and then accordingly get cooled into the air supply system.
  • Fig. 1 shows an exhaust gas recirculation system with the schematic Representation of a four-cylinder internal combustion engine 1 with a Exhaust pipe system 2 and an air supply or Air intake system 3, which an air flow meter 4 and has a throttle 5.
  • Essential part of the Exhaust gas recirculation system has an exhaust gas recirculation line 6 an exhaust gas recirculation valve 7 and a cooler 10. Die Exhaust gas recirculation line 6 opens into the air supply system 3, such as this can be seen in FIG. 1. It is controlled Exhaust gas recirculation via the exhaust gas recirculation valve 7. Another Description of the principle is not necessary here as this is well known to the person skilled in the art.
  • a bypass line 17 bypassing the cooler 10, which is by a Bypass valve 18 is controlled in Fig. 1 as by the cooler 10 spatially separated valve shown.
  • the cooler 10 shown in FIGS. 2 and 3 has one Inlet 11 and an outlet 12, each for the supply and the discharge of the coolant. There is also an inlet 13 provided for the supply of the exhaust gas according to a Arrow 14. The cooler also has an outlet 15 either cooled or not according to arrow 16 cooled exhaust gas is released.
  • the cooler 10 bypasses the Bypass line 17.
  • In the inlet area of the cooler according to Embodiment of FIG. 2 is integrated into the cooler Valve 18 is provided. 3 a flap 19 is provided.
  • This valve 18 or the Flap 19 form a switch as bypass organs through which appropriate setting the exhaust either by the Cooler flows or is passed through the bypass line 17.
  • the valve 18 and the flap 19 are with a control member 20 connected.
  • valve 18 or the flap 19 is controlled as a switch by one not shown in FIGS. 2 and 3, but shown in FIG. 1 electronic control system 8. This is either dependent the temperature of the recirculated exhaust gas or load-dependent, speed-dependent or by others Motor parameters that are detected by a sensor. If in the warm-up phase the exhaust gases a relatively low temperature have, the exhaust gases through the bypass line 17th passed and get into the air supply system of the Internal combustion engine. When the engine warmed up is, flow through the exhaust gases with the corresponding position of the Soak the cooler and get into it with cooling Air supply system.
  • the control of the valve 18 or the flap 19 in the Position shown in dashed lines for the warm-up phase preferably takes place against the force of the spring 21 Positive or negative pressure, preferably by negative pressure, or electric or otherwise.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Das technische Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, betrifft im weitesten Sinne die Kraftfahrzeugtechnik und im engeren Sinne Brennkraftmaschinen, bei denen eine Abgasrückführung in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine erfolgt.
Stand der Technik
Derartige Abgasrückführsysteme für Brennkraftmaschinen sowie die zugehörigen Abgasrückführ-Absperrorgane sind seit geraumer Zeit bekannt und bedürfen hier keiner besonderen Erläuterung. Im allgemeinen dient diese Abgasrückführung der Verbesserung der Emissionswerte, des Verbrauchs etc.
Eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 197 33 964 A1 bekannt und weist im wesentlichen eine Kühleinrichtung, die von den Abgasen durchströmt wird, eine Bypass-Leitung, welche die Kühleinrichtung umgeht, sowie eine Ventilanordnung auf, mittels derer die Abgase wahlweise durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung geführt werden.
Die nachveröffentlichte EP 0 987 427 A sowie die Druckschriften US 4,147,141 A und DE 197 33 964 A offenbaren ebenfalls Abgasrückführsysteme mit Bypass-Leitungen.
Darstellung der Erfindung
Das technische Problem (Aufgabe) der Erfindung besteht in einer weiteren Verbesserung der Emissionswerte sowie des Kraftstoffverbrauchs einer Brennkraftmaschine im Zusammenhang mit einer Abgasrückführung sowie einer konstruktiven Vereinfachung des Abgasrückführsystems.
Diese Aufgabe wird durch das Abgasrückführsystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere ist eine Bypass-Leitung vorhanden, die eine Kühleinrichtung für das rückgeführte Abgas umgeht, wobei vor der Kühleinrichtung eine Weiche angeordnet ist, deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist. Diese Weiche weist zwei Durchlässe auf, von denen einer mit der Kühleinrichtung und der andere mit der Bypass-Leitung verbunden ist. Dies ist derart vorgesehen, daß die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung strömbar sind. Die Weiche ist integraler Bestandteil der Kühleinrichtung und besteht aus genau einem Bypass-Ventil oder genau einer Bypass-Klappe besteht, das bzw. die in der Verzweigung vor Kühleinrichtung und Bypass-Leitung angeordnet ist und in einer ersten Betriebsstellung die Kühleinrichtung und in einer zweiten Betriebsstellung die Bypass-Leitung verschließt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Rückführung der Abgase nicht jederzeit zu günstigen Ergebnissen führt. Insbesondere wurde erkannt, daß in der Warmlaufphase die Temperatur der Abgase zu niedrig ist, um den angestrebten Erfolg zu erzielen. Erfindungsgemäß ist daher vor der Kühleinrichtung eine Weiche vorgesehen, damit in der Warmlaufphase das Abgas um die Kühleinrichtung herum geleitet werden, also ungekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen kann, wodurch in der Warmlaufphase bessere Emissionswerte und ein günstigerer Kraftstoffverbrauch erzielt werden können. Wenn die Abgase dann im Normalbetrieb eine Temperatur haben, bei der eine Kühlung zu besseren Ergebnissen führen würde, wird die Weiche umgeschaltet, so daß die Abgase den Kühler durchströmen und dann entsprechend gekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1
eine Prinzipskizze eines Abgasrückführsystems;
Fig. 2
eine Schnittansicht durch einen Kühler mit einem eine Weiche bildenden Bypass-Ventil; und
Fig. 3
eine andere Ausführungsform eines Kühlers mit einer Bypass-Klappe.
Fig. 1 zeigt ein Abgasrückführsystem mit der schematischen Darstellung einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasleitungssystem 2 und einem Luftzuführ- bzw. Luftansaugsystem 3, welches ein Luftströmungsmeßgerät 4 und eine Drossel 5 aufweist. Wesentliches Bestandteil des Abgasrückführsystems ist eine Abgasrückführleitung 6 mit einem Abgasrückführventil 7 und einem Kühler 10. Die Abgasrückführleitung 6 mündet in das Luftzuführsystem 3, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist. Gesteuert wird die Abgasrückführung über das Abgasrückführventil 7. Eine weitere Beschreibung des Prinzips ist hier nicht notwendig, da dies dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.
Eine den Kühler 10 umgehende Bypass-Leitung 17, die durch ein Bypass-Ventil 18 gesteuert ist, ist in Fig. 1 als vom Kühler 10 räumlich getrenntes Ventil dargestellt.
Der in Fig. 2 bzw. Fig. 3 dargestellte Kühler 10 weist einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12 auf, jeweils für die Zuführung und die Abführung des Kühlmittels. Außerdem ist ein Einlaß 13 vorgesehen für die Zuführung des Abgases entsprechend einem Pfeil 14. Der Kühler weist weiterhin einen Auslaß 15 auf, aus dem entsprechend dem Pfeil 16 entweder gekühltes oder nicht gekühltes Abgas abgegeben wird. Den Kühler 10 umgeht die Bypass-Leitung 17. Im Einlaßbereich des Kühlers gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 ist integriert in den Kühler ein Ventil 18 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine Klappe 19 vorgesehen. Dieses Ventil 18 bzw. die Klappe 19 bilden als Bypass-Organe eine Weiche, durch die bei entsprechender Einstellung das Abgas entweder durch den Kühler strömt oder durch die Bypass-Leitung 17 geleitet wird. Das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 sind mit einem Steuerorgan 20 verbunden. In diesem Steuerorgan drückt im Normalbetrieb eine Feder 21 das Ventil 18 gemäß Fig. 2 in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Normalbetriebsstellung, in der das Abgas durch den Kühler geleitet wird. In Fig. 3 ist die entsprechende Stellung der Klappe 19 ebenfalls in ausgezogenen Linien dargestellt. In der gestrichelten Betriebsstellung des Ventils 18 und der Klappe 19 gelangt das in den Einlaß 13 strömende Abgas in die Bypass-Leitung 17, umgeht also den Kühler 10 und gelangt ungekühlt in den Auslaß 15.
Gesteuert wird das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 als Weiche durch ein in Fig. 2 und 3 nicht, aber in Fig. 1 dargestelltes elektronisches Steuersystem 8. Dies erfolgt entweder abhängig von der Temperatur des rückgeführten Abgases oder lastabhängig, drehzahlabhängig oder durch andere Motorparameter, die durch einen Sensor erfaßt werden. Wenn in der Warmlaufphase die Abgase eine relativ niedrige Temperatur aufweisen, werden die Abgase durch die Bypass-Leitung 17 geleitet und gelangen ungekühlt in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine. Wenn die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, durchströmen die Abgase bei entsprechender Stellung der Weiche den Kühler und gelangen gezielt gekühlt in das Luftzufuhrsystem.
Die Steuerung des Ventils 18 bzw. der Klappe 19 in die gestrichelt dargestellte Stellung für die Warmlaufphase erfolgt bevorzugt gegen die Kraft der Feder 21 durch Überdruck oder Unterdruck, bevorzugt durch Unterdruck, oder elektrisch oder auf andere Weise.

Claims (2)

  1. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Diesel- oder Ottomotor, mit einem Abgasrückführventil für die Rückführung von Abgasen in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine, wobei die Abgase eine Kühleinrichtung durchströmen, ferner mit einer Bypass-Leitung (17), die die Kühleinrichtung (10) umgeht, und einer Weiche (18; 19), deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist und die zwei Durchlässe aufweist, von denen einer mit der Kühleinrichtung (10) und von denen der andere mit der Bypass-Leitung (17) verbunden ist, derart, daß steuerbar die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung (10) oder die Bypass-Leitung (17) strömbar sind, wobei die Weiche (18; 19) für eine Betriebsstellung federgesteuert (21) und für die andere Betriebsstellung druckgesteuert ist, und durch eine Feder (21) in der Normalbetriebsstellung gehalten wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Weiche (18; 19) vor der Kühleinrichtung (10) angeordnet und integraler Bestandteil der Kühleinrichtung (10) ist und aus genau einem Bypass-Ventil (18) oder genau einer Bypass-Klappe (19) besteht, das bzw. die in der Verzweigung vor Kühleinrichtung (10) und Bypass-Leitung (17) angeordnet ist und in einer ersten Betriebsstellung die Kühleinrichtung (10) und in einer zweiten Betriebsstellung die Bypass-Leitung (17) verschließt.
  2. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Weiche durch eine elektronische Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Motor- und/oder Abgasparametern steuerbar ist.
EP00102114.6A 1999-02-16 2000-02-04 Abgasrückführsystem Expired - Lifetime EP1030050B2 (de)

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DE19906401 1999-02-16
DE19906401A DE19906401C1 (de) 1999-02-16 1999-02-16 Abgasrückführsystem

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EP1030050A1 EP1030050A1 (de) 2000-08-23
EP1030050B1 true EP1030050B1 (de) 2004-09-08
EP1030050B2 EP1030050B2 (de) 2016-09-14

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AT (1) ATE275691T1 (de)
DE (2) DE19906401C1 (de)
ES (1) ES2226620T5 (de)
PT (1) PT1030050E (de)

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