EP1081368A1 - Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung - Google Patents

Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung Download PDF

Info

Publication number
EP1081368A1
EP1081368A1 EP99117367A EP99117367A EP1081368A1 EP 1081368 A1 EP1081368 A1 EP 1081368A1 EP 99117367 A EP99117367 A EP 99117367A EP 99117367 A EP99117367 A EP 99117367A EP 1081368 A1 EP1081368 A1 EP 1081368A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
exhaust gas
connection point
recirculation system
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP99117367A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz-Arnd Dr. Sommerhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to EP99117367A priority Critical patent/EP1081368A1/de
Publication of EP1081368A1 publication Critical patent/EP1081368A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/39—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with two or more EGR valves disposed in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/16—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system with EGR valves located at or near the connection to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas recirculation system for internal combustion engines, especially small turbo-charged diesel engines.
  • shut-off valve To improve dynamic behavior it is suggested in the Return line near the connection point to the exhaust manifold heat-resistant valve, especially shut-off valve. This can the volume upstream of a turbine integrated in the exhaust system closed stop valve can be reduced. With the shut-off valve closed the dynamic behavior of the internal combustion engine approaches that of one without exhaust gas recirculation. As a result, the Torque curve optimized over the speed.
  • shut-off valve is closed in full load operation.
  • Fig. 1 shows a schematic arrangement of the exhaust gas recirculation system on the Internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 1 is equipped with an air intake line 2 Air intake system connected. There is a compressor 5 in the air intake system arranged, which is driven by the turbine 4 arranged in the exhaust system becomes. In the exhaust system, there is a connection point 11 for the exhaust manifold 3 Return line 6 is provided, which at the junction 10 in the Air intake line 2 opens. Near this junction 10 is the throttle valve to regulate the return line 6 into the air intake line 2 Arranged mass flow of exhaust gas arranged. By arranging the Throttle valve 8 behind the exhaust gas cooler 7, the reliability of the control of the recirculated exhaust gas mass flow improved.
  • Fig. 2 shows the torque curve over the speed.
  • the solid line gives the torque curve for a small turbo charged Diesel internal combustion engine at full load with closed Shut-off valve 9 again, the dashed curve shows the torque curve at open shut-off valve 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

Insbesondere bei kleinen Verbrennungskraftmaschinen mit von einer im Abgassystem angeordneten Turbine (4) angetriebenen Kompressor (5) führt die Anordnung einer Abgasrückführungsleitung (6) zu einer Vergrößerung des Volumens stromaufwärts der Turbine (4). Hierdurch wird das dynamische Verhalten verschlechtert bzw. der Drehmomentverlauf über der Drehzahl zu niedrigeren Drehmomentwerten hin verschoben. Zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens ist in die Abgasrückführungsleitung (6) nahe deren Anschlußstelle zum Abgaskrümmer (3) ein Absperrventil (9) vorgesehen, welches insbesondere bei Volllastbetrieb geschlossen ist, so daß eine erhebliche Verringerung des Volumens stromaufwärts der Turbine (4) erfolgt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführungssystem für Verbrennungsmotoren, insbesondere kleine turbogeladene Dieselmotoren.
Speziell bei kleinen Motoren mit entsprechend kleinen Abgassystemen führt die Anbringung der Abgasrückführungsleitung zu einer erheblichen Vergrößerung des Volumens des Abgassystems. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn in die Abgasrückführungsleitung für die zuverlässige Regelung des rückgeführten Abgasmassenstromes ein Regelventil nahe der Anschlußstelle zur Luftansaugleitung und hinter dem Abgaskühler angeordnet ist. Diese Anordnung bietet zwar den Vorteil einer kostengünstigen und zuverlässigen Regelung, hat jedoch zur Folge, daß eine Vergrößerung des Volumens der Abgasleitung um das Volumen der Rückführungsleitung zwischen Drosselventil und Anschlußstelle der Rückführungsleitung einschließlich Abgaskühler an den Abgaskrümmer vergrößert wird. Dies führt bei Volllastbetrieb zu einem verschlechterten dynamischen Verhalten bzw. zu einer Verringerung des Drehmomentes.
Zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens wird vorgeschlagen, in die Rückführungsleitung nahe der Anschlußstelle zum Abgaskrümmer ein hitzebeständiges Ventil, insbesondere Absperrventil, einzubauen. Hierdurch kann das Volumen stromaufwärts einer in das Abgassystem integrierten Turbine bei geschlossenem Ansperrventil verringert werden. Bei geschlossenem Absperrventil nähert sich das dynamische Verhalten der Verbrennungskraftmaschine dem einer ohne Abgasrückführung an. Hierdurch wird im Volllastbetrieb der Drehmomentverlauf über der Drehzahl optimiert.
Entsprechend ist im Volllastbetrieb das Absperrventil geschlossen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung des Abgasrückführungssystems an der Verbrennungskraftmaschine.
Die Verbrennungskraftmaschine 1 ist mit einer Luftansaugleitung 2 des Luftansaugsystems verbunden. Im Luftansaugsystem ist ein Kompressor 5 angeordnet, der von der im Abgassystem angeordneten Turbine 4 angetrieben wird. Im Abgassystem ist am Abgaskrümmer 3 eine Anschlußstelle 11 für die Rückführungsleitung 6 vorgesehen, welche an der Anschlußstelle 10 in die Luftansaugleitung 2 mündet. Nahe dieser Anschlußstelle 10 ist das Drosselventil zur Regelung des über die Rückführungsleitung 6 in die Luftansaugleitung 2 gelangenden Massenstromes an Abgas angeordnet. Durch die Anordnung des Drosselventiles 8 hinter dem Abgaskühler 7 wird die Zuverlässigkeit der Regelung des rückgeführten Abgasmassenstromes verbessert. Das zwischen der Turbine 4 und den Auslaßventilen der Verbrennungskraftmaschine 1 stromaufwärts der Turbine befindliche Volumen des Abgassystems ist um das Volumen der Rückführungsleitung zwischen den Anschlußstellen 11 und 10 bzw. bis zum Drosselventil 8 vergrößert. Ein in die Rückführungsleitung 6 integrierter Abgaskühler 7 führt ebenfalls zu einer Vergrößerung des Volumens stromaufwärts der Turbine 4. Im Volllastbetrieb wird dieses Volumen durch das Absperrventil 9 im geschlossenen Zustand erheblich verringert, nämlich auf das Volumen zwischen der Anschlußstelle 11 und dem Absperrventil 9.
Fig. 2 zeigt den Drehmomentverlauf über der Drehzahl. Die durchgezogene Linie gibt den Drehmomentverlauf für eine kleine turbogeladene Dieselverbrennungskraftmaschine bei Volllastbetrieb mit geschlossenem Absperrventil 9 wieder, die gestrichelte Kurve zeigt den Drehmomentverlauf bei geöffnetem Absperrventil 9. Durch das Schließen des Absperrventiles 9 wird insbesondere auch eine deutliche Verbesserung des maximalen Drehmomentes bei etwa 2.500 Umdrehungen erreicht.

Claims (3)

  1. Abgasrückführungssystem mit in die Rückführungsleitung (6) nahe der Anschlußstelle (10) zur Luftansaugleitung (2) eingebautem Drosselventil (8),
    dadurch gekennzeichnet, daß
       nahe der Anschlußstelle (11) zum Abgaskrümmer (3) ein wärmebeständiges Ventil (9) angeordnet ist.
  2. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
       als Ventil (9) ein Absperrventil angeordnet ist.
  3. Verfahren zur Steuerung eines Abgasrückführungssystems mit in die Rückführungsleitung (6) nahe der Anschlußstelle (10) zur Luftansaugleitung (2) eingebautem Drosselventil (8) und einem nahe der Anschlußstelle (11) zum Abgaskrümmer (3) eingebauten, wärmebeständigen Absperrventil (9),
    dadurch gekennzeichnet, daß
       im Volllastbetrieb das Absperrventil (9) geschlossen ist.
EP99117367A 1999-09-03 1999-09-03 Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung Ceased EP1081368A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99117367A EP1081368A1 (de) 1999-09-03 1999-09-03 Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99117367A EP1081368A1 (de) 1999-09-03 1999-09-03 Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1081368A1 true EP1081368A1 (de) 2001-03-07

Family

ID=8238916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99117367A Ceased EP1081368A1 (de) 1999-09-03 1999-09-03 Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP1081368A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2369164A1 (de) * 2008-12-10 2011-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für verbrennungsmotor
FR2983526A1 (fr) * 2011-12-05 2013-06-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de recirculation d'air dans un moteur thermique
EP2706218A1 (de) * 2011-05-02 2014-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren zur steuerung des betriebs eines verbrennungsmotors
WO2015197993A1 (fr) * 2014-06-26 2015-12-30 Valeo Systemes De Controle Moteur Système moteur avec circuit de recirculation des gaz brûlés
US20200149490A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 GM Global Technology Operations LLC Vehicle system and a method of increasing efficiency of an engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5205265A (en) * 1991-03-28 1993-04-27 Mazda Motor Corporation Exhaust gas recirculation system
EP0585105A1 (de) * 1992-08-24 1994-03-02 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
US5682746A (en) * 1995-06-14 1997-11-04 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Exhaust gas return system for a turbo-charged internal combustion engine
EP0840000A1 (de) * 1996-10-24 1998-05-06 Isuzu Motors Limited Vorrichtung zur Abgasrückführung
WO1998041746A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-24 Scania Cv Aktiebolag (Publ) Method for controlling a combustion engine during starting and a combustion engine for implementing the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5205265A (en) * 1991-03-28 1993-04-27 Mazda Motor Corporation Exhaust gas recirculation system
EP0585105A1 (de) * 1992-08-24 1994-03-02 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
US5682746A (en) * 1995-06-14 1997-11-04 Man Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft Exhaust gas return system for a turbo-charged internal combustion engine
EP0840000A1 (de) * 1996-10-24 1998-05-06 Isuzu Motors Limited Vorrichtung zur Abgasrückführung
WO1998041746A1 (en) * 1997-03-14 1998-09-24 Scania Cv Aktiebolag (Publ) Method for controlling a combustion engine during starting and a combustion engine for implementing the method

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2369164A1 (de) * 2008-12-10 2011-09-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für verbrennungsmotor
EP2369164A4 (de) * 2008-12-10 2013-12-18 Toyota Motor Co Ltd Steuervorrichtung für verbrennungsmotor
EP2706218A1 (de) * 2011-05-02 2014-03-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Verfahren zur steuerung des betriebs eines verbrennungsmotors
EP2706218A4 (de) * 2011-05-02 2014-04-23 Toyota Motor Co Ltd Verfahren zur steuerung des betriebs eines verbrennungsmotors
FR2983526A1 (fr) * 2011-12-05 2013-06-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif de recirculation d'air dans un moteur thermique
EP2602467A1 (de) * 2011-12-05 2013-06-12 Peugeot Citroën Automobiles Sa Vorrichtung für die Luftzirkulation in einem Motor
WO2015197993A1 (fr) * 2014-06-26 2015-12-30 Valeo Systemes De Controle Moteur Système moteur avec circuit de recirculation des gaz brûlés
FR3022946A1 (fr) * 2014-06-26 2016-01-01 Valeo Sys Controle Moteur Sas Systeme moteur avec circuit de recirculation des gaz brules
US20200149490A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 GM Global Technology Operations LLC Vehicle system and a method of increasing efficiency of an engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1763627B1 (de) Brennkraftmaschine mit abgasnachbehandlung und verfahren zu deren betrieb
DE112005000486B4 (de) Steuervorrichtung für Ladevorrichtung mit Elektromotor
DE69801891T2 (de) Steuervorrichtung für abgasrückführungssystem in einer brennkraftmaschine
EP1138927A2 (de) Turboaufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE102014215736A1 (de) Verfahren und system zur aufladungssteuerung
DE10035375A1 (de) Abgasrückzirkulationssystem
EP0994245B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der abgasseitigen Bauteilbelastung von Brennkraftmaschinen
DE102005052708A1 (de) Reingaseinleitungsvorrichtung
EP0166869A1 (de) Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Abgasturboladern
DE102005024895A1 (de) Einlass- und Auslassvorrichtung für eine mehrzylindrige Kraftmaschine
DE19821792C2 (de) Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
EP0930423A3 (de) Vorrichtung zur Ladedruckregelung und Abgasrückführungsregelung bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor
EP1836381A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem den zylindern zugeordneten gasdruckbehälter und verfahren zum betrieb der brennkraftmaschine
EP1178192A3 (de) Vorrichtung zur Steuerung des Ladedrucks in einer Brennkraftmaschine
DE10329019A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Verdichter im Ansaugtrakt und Verfahren hierzu
DE102011077148A1 (de) Verbrennungsmotor
DE4235794C1 (de) Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine
EP1400670B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Abgasturboladers
DE69806506T2 (de) Turbolader mit in der turbine integriertem abgasrückführungsventil und abblaseventil
DE102018112292A1 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung über Abgasverdichter und Druckspeicher
EP1081368A1 (de) Abgasrückführungssystem und Verfahren zu seiner Steuerung
DE60309003T2 (de) Aufgeladener Verbrennungsmotor
DE10327442A1 (de) Brennkraftmaschine mit Abgasrückführeinrichtung und Verfahren hierzu
DE19906463C1 (de) Aufgeladener Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE102006053710A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Verdichter im Ansaugtrakt

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20010113

17Q First examination report despatched

Effective date: 20010228

AKX Designation fees paid

Free format text: DE FR GB

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20010731