EP2354520A2 - Kraftwagen mit einer Abgasanlage - Google Patents

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EP2354520A2
EP2354520A2 EP11000474A EP11000474A EP2354520A2 EP 2354520 A2 EP2354520 A2 EP 2354520A2 EP 11000474 A EP11000474 A EP 11000474A EP 11000474 A EP11000474 A EP 11000474A EP 2354520 A2 EP2354520 A2 EP 2354520A2
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
line
exhaust
condensate
gas recirculation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11000474A
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English (en)
French (fr)
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Inventor
Hubert Vollmer
Uwe Sailer
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.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP2354520A2 publication Critical patent/EP2354520A2/de
Publication of EP2354520A3 publication Critical patent/EP2354520A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle with an exhaust system according to the preamble of claims 1 and 2.
  • the exhaust gas recirculation can also reduce the specific fuel consumption in part-load operation. Due to the lower oxygen content of the mixture in the internal combustion engine, a throttle valve can remain open in part-load operation, so that back pressure losses at the throttle valve are avoided, which reduce the efficiency of the internal combustion engine.
  • a particularly good effect of the exhaust gas recirculation is achieved when the recirculated exhaust gas is cooled by means of an exhaust gas recirculation cooler, as it increases its density upon cooling of the exhaust gas. Since the combustion of hydrocarbons in addition to CO 2 also considerable amounts of water vapor, it may come to the condensation of the vapor in the cooling of the exhaust gas, whereby liquid water accumulates in the exhaust system.
  • a collecting container in which collects the condensed water.
  • the water can be discharged from the sump to the environment or be returned to the exhaust pipe.
  • An exhaust system with such a collecting container is from the US 4,055,158 known. In such an exhaust system flows in addition to the collected water and a considerable part of the recirculated exhaust gas through the drain line, so that the effect of exhaust gas recirculation is reduced.
  • the present invention thus has for its object to provide a motor vehicle according to the preamble of claims 1 and 2, which allows a particularly simple and effective removal of condensed water from recirculated exhaust gas.
  • the dynamic pressure at both ends of a condensate line for discharging condensed water from an exhaust gas recirculation line is substantially equal.
  • This pressure equality can be achieved by adapting various geometric parameters of the exhaust system, for example by a suitable choice of the flow cross-section of the condensate line in relation to the flow cross-section of the exhaust gas recirculation line or an exhaust pipe with which the condensate line is in communication.
  • the angle under which the condensate line in the exhaust pipe or the exhaust gas recirculation line opens affects the pressure conditions at the ends of the condensate line.
  • the exhaust system of the motor vehicle according to the invention has a closure means which closes the condensate line in a closed position and releases the condensate line in an open position.
  • a closure means can be briefly brought to the discharge of condensate in the open position and closed again after expiration of the condensate. Since the condensate line is open only for short periods in such an exhaust system, exhaust gas losses through the condensate line play no role. Also in this embodiment can be dispensed with complex steam traps or space-consuming collection container.
  • the closure means is designed as a flap. This is a mechanically particularly simple and compact embodiment that can be integrated into existing exhaust systems without significant changes.
  • closure means At the first end of the condensate line.
  • Such an arrangement is particularly streamlined and prevents back pressure losses in the exhaust pipe.
  • a control device is provided, by means of which the closure means at predetermined time intervals and / or when exceeding or falling below a predetermined amount of condensate in the exhaust system between the open and closed positions is movable.
  • the time-dependent control of the closure means is a particularly easy to implement variant, which ensures that condensed water is reliably removed from the exhaust system without additional sensors or the like are necessary. If a particularly reliable removal of the condensate is to be guaranteed, however, the amount of water accumulating in the exhaust gas recirculation line can also be detected and the closure means can be controlled as a function of the amount of water.
  • This embodiment is particularly suitable for exhaust systems with particularly high quality components.
  • connection region between the exhaust gas recirculation line and the condensate line is arranged in the installed position of the exhaust system at the lowest points of the exhaust gas recirculation line in the vehicle vertical direction. Condensed water accumulating in the exhaust gas recirculation line collects at this point solely by gravity and therefore can drain through the condensate line without active assistance.
  • a particularly secure discharge of condensation water can also be realized if this connection region is arranged in a knee of the exhaust gas recirculation line. At the lowest point of this knee, the water can collect without the risk of water drops being introduced into the internal combustion engine or a compressor.
  • This embodiment is particularly suitable if the condensate line is to be provided with a time-dependent controlled closing flap.
  • a connection region between the second end of the condensate line and the exhaust gas line in the flow direction of the exhaust gas is arranged behind a connection region between the exhaust gas recirculation line and the exhaust gas line. Water introduced into the exhaust gas line through the condensate line can safely be discharged through the exhaust line into the environment without the risk that water from the exhaust line is introduced back into the exhaust gas recirculation line.
  • a further closure means is provided, by means of which a partial flow cross-section of the exhaust gas cooler can be closed.
  • the temperature of the recirculated exhaust gas can be adjusted by changing the flow cross section of the exhaust gas cooler. It is particularly advantageous to prevent excessive cooling of the exhaust gas, which would lead to particularly strong condensation of water in the exhaust gas recirculation line.
  • a designated as a whole with 10 exhaust system for a motor vehicle includes an exhaust pipe 12, by means of which exhaust gas can be removed from an internal combustion engine, not shown in the figures of the motor vehicle.
  • an exhaust pipe 12 by means of which exhaust gas can be removed from an internal combustion engine, not shown in the figures of the motor vehicle.
  • a proportion of the exhaust gas is recirculated via an exhaust gas recirculation line 14 to an intake tract of the internal combustion engine.
  • the recycling of the substantially oxygen-free exhaust gas reduces the oxygen content of the combustion air in the internal combustion engine, whereby the combustion temperature is lowered and fewer nitrogen oxides are formed during the combustion.
  • an exhaust gas cooler 16 is provided in the exhaust gas recirculation line 14. This comprises two heat exchangers 18, 20, which are separated from each other by a partition wall 22 and can be flowed through in parallel by exhaust gas.
  • the exhaust system 10 has a condensate line 24, which connects the exhaust gas recirculation line 14 with the exhaust pipe 12.
  • a first end 26 of the condensate line opens into a connection region 28 in the exhaust gas recirculation line 14, which lies in the flow direction of the exhaust gas behind the exhaust gas cooler 16.
  • a second end 30 of the condensate line opens into a connection region 32 in the exhaust pipe 12, which lies in the flow direction of the exhaust gas behind a connection region 34 between the exhaust gas recirculation line 14 and the exhaust pipe 12.
  • connection region 28 lies at the lowest point in the exhaust gas recirculation line 14 in the vehicle vertical direction.
  • condensing water collects in the connection region 28 due to gravity.
  • the end 26 of the condensate line 24 is closed by a flap 35 which is articulated via a hinge 36 to a wall 38 of the exhaust gas recirculation line 14. Only when water accumulates in the region 28 of the exhaust gas recirculation line 14, the flap 35 is opened, so that the water can drain through the condensate line 24. From the condensate line 24, the water passes into the exhaust pipe 12 and is entrained by this flowing through the exhaust gas and released to the environment.
  • the flap 35 can also be opened periodically for short periods, so that no sensors for detecting condensed water are necessary.
  • Fig. 2 shows an alternative embodiment of a generally designated 10 'exhaust system.
  • the same components are provided with the same reference numerals as in the embodiment according to FIG Fig. 1 ,
  • a partial exhaust gas flow is removed from the exhaust pipe 12, cooled in an exhaust gas cooler 16 and returned via an exhaust gas recirculation line 14 to the engine.
  • a condensate line 24 ' is provided, by means of which condensed water from the exhaust gas recirculation line 14 can be discharged into the exhaust pipe 12.
  • the first end 26 of the condensate line 24 ' is connected in a connection region 28 with the exhaust gas recirculation line.
  • the second end 28 'of the condensate line extends here into an inner space 40 of the exhaust pipe 12, wherein an opening 42 of the condensate line 24' is directed opposite to a flow direction of the exhaust gas in the exhaust pipe 21 illustrated by the arrow 44.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 12 generates at the mouth 42 of the condensate line 24 'a dynamic pressure which corresponds approximately to the back pressure in the connection region 28 of the exhaust gas recirculation line 14 with the condensate line 24'. Since there is thus no pressure gradient over the course of the condensate line 24 ', no exhaust gas flows from the exhaust gas recirculation line 14 through the condensate line 24' back into the exhaust pipe 12. A flap for closing the condensate line 24 'can therefore be dispensed with here. Condensed water, however, can still run off into the exhaust pipe 12 solely through the action of gravity from the exhaust gas recirculation line 14 through the condensate line 24 '.
  • the exhaust system 10 'comprises a flap 46, by means of which the heat exchanger 20 can be closed, so that the recirculated exhaust gas flows only through the heat exchanger 18.
  • the flap 46 When the flap 46 is closed, therefore, the cooling capacity of the exhaust gas cooler 16 decreases.
  • the recirculated exhaust gas has a higher temperature after passage of the exhaust gas cooler, whereby the condensation of water from the recirculated exhaust gas is reduced. This can be done at low operating temperatures, for example in partial load operation the internal combustion engine, to avoid the accumulation of water in the exhaust gas recirculation line 14.
  • Such a flap 46 may also in the embodiment according to Fig. 1 Application and is there only for reasons of clarity not shown in the drawing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage (10, 10') mit einer Abgasleitung (12), mittels welcher Abgas von der Brennkraftmaschine abführbar ist, sowie einer Abgasrückführungsleitung (14), mittels welcher Abgas aus der Abgasleitung (12) zur Brennkraftmaschine rückführbar ist. In der Abgasrückführungsleitung (14) ist ein Abgaskühler (16) sowie eine Kondensatleitung (24, 24') zum Abführen von Kondensat aus dem rückgeführten Abgas vorgesehen, wobei die Kondensatleitung (24, 24') mit einem ersten Ende (26) in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Abgaskühler (16) mit der Abgasrückführungsleitung (14) und mit einem zweiten Ende (30, 30') mit der Abgasleitung (12) verbunden ist. Im Betrieb des Kraftwagens entspricht der Staudruck am ersten Ende (26) der Kondensatleitung (24') demjenigen am zweiten Ende (30') der Kondensatleitung (24'), so dass anfallendes Kondenswasser abgeführt werden kann, ohne dass Abgas aus der Abgasrückführungsleitung (14) in die Abgasleitung (12) zurückströmt. Alternativ kann ein Verschlussmittel (35) zum Verschließen der Kondensatleitung (24) vorgesehen sein. Beide Varianten ermöglichen ein einfaches Abführen von Kondenswasser, ohne dass aufwendige Kondensatableiter oder Sammelbehälter nötig sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einer Abgasanlage nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
  • Zur Reduzierung von Stickoxidemissionen weisen moderne Kraftwagen oftmals eine Abgasanlage mit Abgasrückführung auf. Eine anteilige Menge des von einer Brennkraftmaschine des Kraftwagens erzeugten Abgases wird in solchen Abgasanlagen der Ansaugluft der Brennkraftmaschine zugeführt. Das Gemisch aus Ansaugluft und Abgas besitzt einen niedrigeren Sauerstoffgehalt als die reine Ansaugluft, wodurch die Verbrennungstemperatur in der Brennkraftmaschine gesenkt wird. Durch die niedrigere Verbrennungstemperatur wird die Oxidation von Stickstoff während der Verbrennung vermindert, so dass weniger umweltschädliche Stickoxide entstehen.
  • Bei Ottomotoren kann durch die Abgasrückführung zudem eine Senkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs im Teillastbetrieb erreicht werden. Aufgrund des geringeren Sauerstoffgehalts des Gemisches in der Brennkraftmaschine kann im Teillastbetrieb eine Drosselklappe weiter geöffnet bleiben, so dass Staudruckverluste an der Drosselklappe vermieden werden, die den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine senken.
  • Eine besonders gute Wirkung der Abgasrückführung wird erreicht, wenn das rückgeführte Abgas mittels eines Abgasrückführungskühlers gekühlt wird, da sich beim Abkühlen des Abgases dessen Dichte erhöht. Da bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen neben CO2 auch beträchtliche Mengen von Wasserdampf entstehen, kann es bei der Kühlung des Abgases zur Kondensation des Dampfes kommen, wodurch sich flüssiges Wasser in der Abgasanlage ansammelt.
  • Wird die Ladeluft vor Eintritt in die Brennkraftmaschine noch verdichtet, so kann das kondensierte Wasser aus der Abgasrückführungsleitung in den Verdichter gelangen. Aufgrund der hohen Drehzahlen moderner Verdichter kann dies zur Korrosion oder zur vollständigen Zerstörung des Verdichters führen.
  • Um dies zu vermeiden, muss kondensiertes Wasser aus der Abgasrückführungsleitung entfernt werden. Aus der EP 1 548 269 A1 ist eine Abgasanlage bekannt, bei welcher mittels eines Kondensatableiters Wasser aus einem Abgasrückführungskühler der Abgasanlage abgetrennt wird. Solche Kondensatableiter sind aufwändig konstruiert, schwer und teuer in der Herstellung.
  • Alternativ zur Verwendung von Kondensatableitern kann in der Abgasrückführungsleitung auch ein Sammelbehälter vorgesehen sein, in dem sich das kondensierte Wasser sammelt. Über eine Ablaufleitung kann das Wasser aus dem Sammelbehälter an die Umgebung abgegeben werden oder in die Abgasleitung zurückgeführt werden. Eine Abgasanlage mit einem solchen Sammelbehälter ist aus der US 4 055 158 bekannt. Bei einer solchen Abgasanlage strömt neben dem gesammelten Wasser auch ein beträchtlicher Teil des rückzuführenden Abgases durch die Ablaufleitung, so dass die Wirkung der Abgasrückführung vermindert wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kraftwagen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 bereitzustellen, der eine besonders einfache und wirkungsvolle Entfernung von kondensiertem Wasser aus rückgeführtem Abgas ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist im Betrieb einer Abgasanlage eines solchen Kraftwagens der Staudruck an beiden Enden einer Kondensatleitung zum Abführen von kondensiertem Wasser aus einer Abgasrückführungsleitung im Wesentlichen gleich. Diese Druckgleichheit kann durch die Anpassung verschiedener geometrischer Parameter der Abgasanlage erzielt werden, so zum Beispiel durch geeignete Wahl des Strömungsquerschnitts der Kondensatleitung im Verhältnis zum Strömungsquerschnitt der Abgasrückführungsleitung bzw. einer Abgasleitung, mit der die Kondensatleitung in Verbindung steht. Auch der Winkel, unter dem die Kondensatleitung in die Abgasleitung oder die Abgasrückführungsleitung mündet, beeinflusst die Druckverhältnisse an den Enden der Kondensatleitung.
  • Da entlang einer solcherart ausgelegten Kondensatleitung im Wesentlichen kein Druckgradient vorliegt, strömt nur wenig oder kein Abgas aus der Abgasrückführungsleitung über die Kondensatleitung zurück in die Abgasleitung. Lediglich Wasser, welches in einem Abgaskühler aus dem Abgas kondensiert, wird durch die Kondensatleitung aus der Abgasrückführungsleitung abgeführt und über die Abgasleitung an die Umwelt abgegeben, so dass empfindliche Komponenten der Abgasanlage vor Beschädigung durch flüssiges Wasser geschützt sind. Um ein zuverlässiges Abfließen des kondensierten Wassers zu unterstützen, ist es besonders zweckmäßig, die Geometrie der Kondensatleitung so zu gestalten, dass im Betrieb ein minimaler Abgasstrom von der Abgasrückführungsleitung durch die Kondensatleitung zur Abgasleitung strömt und anfallendes kondensiertes Wasser mitreißt. Auf bauraumaufwändige Sammelbehälter oder technisch komplexe Kondensatableiter kann verzichtet werden, so dass eine solche Abgasanlage bauraumsparend und kostengünstig ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform weist die Abgasanlage des erfindungsgemäßen Kraftwagens ein Verschlussmittel auf, welches in einer Schließstellung die Kondensatleitung verschließt und in einer Öffnungsstellung die Kondensatleitung freigibt. Ein solches Verschlussmittel kann kurzzeitig zur Ableitung von Kondensat in die Öffnungsstellung gebracht und nach Ablaufen des Kondensats wieder verschlossen werden. Da bei einer solchen Abgasanlage die Kondensatleitung nur für kurze Zeiträume geöffnet ist, spielen Abgasverluste durch die Kondensatleitung keine Rolle. Auch bei dieser Ausführungsform kann auf komplexe Kondensatableiter oder bauraumaufwändige Sammelbehälter verzichtet werden.
  • Vorzugsweise ist das Verschlussmittel als Klappe ausgelegt. Dies ist eine mechanisch besonders einfache und kompakte Ausführungsform, die ohne wesentliche Änderungen in bestehende Abgasanlagen integriert werden kann.
  • Es ist besonders zweckmäßig, das Verschlussmittel am ersten Ende der Kondensatleitung anzuordnen. Eine solche Anordnung ist besonders strömungsgünstig und verhindert Staudruckverluste in der Abgasleitung.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Verschlussmittel in vorgegebenen Zeitabständen und/oder bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorgegebenen Kondensatmenge in der Abgasanlage zwischen der Öffnungs- und Schließstellung bewegbar ist. Die zeitabhängige Steuerung des Verschlussmittels stellt eine besonders einfach zu implementierende Variante dar, die sicherstellt, dass kondensiertes Wasser zuverlässig aus der Abgasanlage abgeführt wird, ohne dass zusätzliche Sensoren oder dergleichen notwendig sind. Soll eine besonders zuverlässige Entfernung des Kondensats garantiert werden, kann jedoch auch die in der Abgasrückführungsleitung anfallende Wassermenge detektiert werden und das Verschlussmittel in Abhängigkeit der Wassermenge gesteuert werden. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere für Abgasanlagen mit besonders hochwertiger Komponenten.
  • Die im Folgenden geschilderten Aspekte der Erfindung können in Verbindung mit beiden eingangs geschilderten alternativen Varianten der Erfindung Anwendung finden.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn ein Verbindungsbereich zwischen der Abgasrückführungsleitung und der Kondensatleitung in Einbaulage der Abgasanlage an der in Fahrzeughochrichtung untersten Stellen der Abgasrückführungsleitung angeordnet ist. In der Abgasrückführungsleitung anfallendes kondensiertes Wasser sammelt sich allein der Schwerkraft folgend an dieser Stelle und kann daher ohne aktive Unterstützung durch die Kondensatleitung ablaufen.
  • Eine besonders sichere Ableitung von Kondenswasser kann ferner realisiert werden, wenn dieser Verbindungsbereich in einem Knie der Abgasrückführungsleitung angeordnet ist. Am tiefstgelegenen Punkt dieses Knies kann sich das Wasser sammeln, ohne dass die Gefahr besteht, dass Wassertropfen in die Brennkraftmaschine oder einen Verdichter eingetragen werden. Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere an, wenn die Kondensatleitung mit einer zeitabhängig gesteuerten Verschlussklappe versehen werden soll.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verbindungsbereich zwischen dem zweiten Ende der Kondensatleitung und der Abgasleitung in Strömungsrichtung des Abgases hinter einem Verbindungsbereich zwischen der Abgasrückführungsleitung und der Abgasleitung angeordnet. Durch die Kondensatleitung in die Abgasleitung eingebrachtes Wasser kann sicher durch die Abgasleitung in die Umwelt abgegeben werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Wasser aus der Abgasleitung wieder zurück in die Abgasrückführungsleitung eingebracht wird.
  • Vorzugsweise ist ein weiteres Verschlussmittel vorgesehen, mittels welchem ein Teilströmungsquerschnitt des Abgaskühlers verschließbar ist. In Abhängigkeit von den Betriebs- und Umgebungsbedingungen der Brennkraftmaschine kann durch die Änderung des Strömungsquerschnitts des Abgaskühlers die Temperatur des rückgeführten Abgases eingestellt werden. Es ist dabei insbesondere vorteilhaft, eine zu starke Kühlung des Abgases zu verhindern, die zu besonders starker Kondensation von Wasser in der Abgasrückführungsleitung führen würde.
  • Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1:
    Eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Abgasanlage für einen erfindungsgemäßen Kraftwagen und
    Fig. 2:
    eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Abgasanlage für einen erfindungsgemäßen Kraftwagen.
  • Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Abgasanlage für einen Kraftwagen umfasst eine Abgasleitung 12, mittels welcher Abgas von einer in den Figuren nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftwagens abgeführt werden kann. Zur Verminderung von Stickoxidemissionen wird eine Anteilsmenge des Abgases über eine Abgasrückführungsleitung 14 zu einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Das Rückführen des im Wesentlichen sauerstofffreien Abgases vermindert den Sauerstoffgehalt der Verbrennungsluft in der Brennkraftmaschine, wodurch die Verbrennungstemperatur gesenkt wird und weniger Stickoxide während der Verbrennung entstehen.
  • Um die Dichte des rückgeführten Abgases zu erhöhen, ist in der Abgasrückführungsleitung 14 ein Abgaskühler 16 vorgesehen. Dieser umfasst zwei Wärmetauscher 18, 20, die durch eine Trennwand 22 voneinander abgetrennt sind und parallel von Abgas durchströmt werden können.
  • Durch das Abkühlen des Abgases im Abgaskühler 16 kann es zur Kondensation von im Abgas enthaltenen Wasserdampf kommen. Dies ist insbesondere dann schädlich, wenn das rückgeführte Abgas vor Eintritt in die Brennkraftmaschine noch einen Verdichter durchläuft. Ein solcher Verdichter kann durch Wassertropfen beschädigt werden.
  • Um kondensiertes Wasser aus dem rückgeführten Abgas abzutrennen, besitzt die Abgasanlage 10 eine Kondensatleitung 24, welche die Abgasrückführleitung 14 mit der Abgasleitung 12 verbindet. Ein erstes Ende 26 der Kondensatleitung mündet in einem Verbindungsbereich 28 in die Abgasrückführungsleitung 14, der in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Abgaskühler 16 liegt. Ein zweites Ende 30 der Kondensatleitung mündet in einem Verbindungsbereich 32 in die Abgasleitung 12, der in Strömungsrichtung des Abgases hinter einem Verbindungsbereich 34 zwischen der Abgasrückführungsleitung 14 und der Abgasleitung 12 liegt.
  • Der Verbindungsbereich 28 liegt in Einbaulage der Abgasanlage an der in Fahrzeughochrichtung z tiefsten Stelle der Abgasrückführungsleitung 14. Im Abgaskühler 16 kondensierendes Wasser sammelt sich also aufgrund der Schwerkraft im Verbindungsbereich 28.
  • Um ein Zurückströmen von rückgeführtem Abgas aus der Abgasrückführleitung 14 über die Kondensatleitung 24 in die Abgasleitung 12 zu verhindern, ist das Ende 26 der Kondensatleitung 24 durch eine Klappe 35 verschlossen, die über ein Scharnier 36 an einer Wandung 38 der Abgasrückführungsleitung 14 angelenkt ist. Erst wenn sich Wasser im Bereich 28 der Abgasrückführungsleitung 14 ansammelt, wird die Klappe 35 geöffnet, so dass das Wasser durch die Kondensatleitung 24 ablaufen kann. Aus der Kondensatleitung 24 tritt das Wasser in die Abgasleitung 12 über und wird vom diese durchströmenden Abgas mitgerissen und an die Umwelt abgegeben. Alternativ zum Öffnen der Klappe 35 in Abhängigkeit von Wasseransammlungen kann die Klappe 35 auch periodisch für kurze Zeiträume geöffnet werden, so dass keine Sensoren zum Detektieren von kondensiertem Wasser notwendig sind.
  • Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer im Ganzen mit 10' bezeichneten Abgasanlage. Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Auch in dieser Variante der Erfindung wird ein Teilabgasstrom aus der Abgasleitung 12 entnommen, in einem Abgaskühler 16 abgekühlt und über eine Abgasrückführungsleitung 14 zur Brennkraftmaschine zurückgeführt.
  • Wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist eine Kondensatleitung 24' vorgesehen, mittels welcher kondensiertes Wasser aus der Abgasrückführungsleitung 14 in die Abgasleitung 12 abgeführt werden kann.
  • Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist bei der Abgasanlage 10' keine Klappe zum Verschließen der Kondensatleitung 24' vorgesehen. Das Rückströmen von Abgas aus der Abgasrückführungsleitung 14 in die Abgasleitung 12 wird vielmehr durch die Gestaltung der Kondensatleitung 24' selbst verhindert.
  • Analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das erste Ende 26 der Kondensatleitung 24' in einem Verbindungsbereich 28 mit der Abgasrückführungsleitung verbunden. Das zweite Ende 28' der Kondensatleitung erstreckt sich hier jedoch in einen Innenraum 40 der Abgasleitung 12, wobei eine Mündung 42 der Kondensatleitung 24' einer durch den Pfeil 44 veranschaulichten Strömungsrichtung des Abgases in der Abgasleitung 21 entgegen gerichtet ist.
  • Das durch die Abgasleitung 12 strömende Abgas erzeugt an der Mündung 42 der Kondensatleitung 24' einen Staudruck, der in etwa dem Staudruck im Verbindungsbereich 28 der Abgasrückführungsleitung 14 mit der Kondensatleitung 24' entspricht. Da somit über den Verlauf der Kondensatleitung 24' kein Druckgradient vorliegt, strömt kein Abgas aus der Abgasrückführungsleitung 14 durch die Kondensatleitung 24' zurück in die Abgasleitung 12. Auf eine Klappe zum Verschließen der Kondensatleitung 24' kann hier also verzichtet werden. Kondensiertes Wasser kann jedoch noch immer allein durch die Wirkung der Schwerkraft aus der Abgasrückführungsleitung 14 durch die Kondensatleitung 24' in die Abgasleitung 12 ablaufen.
  • Die Abgasanlage 10' umfasst eine Klappe 46, mittels welcher der Wärmetauscher 20 verschlossen werden kann, so dass das rückgeführte Abgas nur durch den Wärmetauscher 18 strömt. Bei geschlossenere Klappe 46 sinkt daher die Kühlleistung des Abgaskühlers 16. Das rückgeführte Abgas besitzt nach Passage des Abgaskühlers eine höhere Temperatur, wodurch die Kondensation von Wasser aus dem rückgeführten Abgas verringert wird. Dies kann bei niedrigen Betriebstemperaturen, beispielsweise im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine, ausgenutzt werden, um die Ansammlung von Wasser in der Abgasrückführleitung 14 zu vermeiden. Eine solche Klappe 46 kann auch in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 Anwendung finden und ist dort lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in der Zeichnung dargestellt.

Claims (11)

  1. Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage (10'), die eine Abgasleitung (12) umfasst, mittels welcher Abgas von der Brennkraftmaschine abführbar ist, sowie eine Abgasrückführungsleitung (14) umfasst, mittels welcher Abgas aus der Abgasleitung (12) zur Brennkraftmaschine rückführbar ist, wobei in der Abgasrückführungsleitung (14) ein Abgaskühler (16) sowie eine Kondensatleitung (24') zum Abführen von Kondensat aus dem rückgeführten Abgas bereitgestellt ist, wobei die Kondensatleitung (24) mit einem ersten Ende (26) mit der Abgasrückführungsleitung (14) in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Abgaskühler (16) und mit einem zweiten Ende (30') mit der Abgasleitung (12) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Bauteile der Abgasanlage (10') so ausgelegt sind, dass im Betrieb der Abgasanlage (10') ein Staudruck am ersten Ende (26) der Kondensatleitung (24') im Wesentlichen gleich zu einem Staudruck am zweiten Ende (30') der Kondensatleitung (24') ist.
  2. Kraftwagen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Strömungsquerschnitt der Kondensatleitung (24') im Verhältnis zu einem Strömungsquerschnitt der Abgasrückführungsleitung (14) und/oder ein Strömungsquerschnitt der Kondensatleitung (24') im Verhältnis zu einem Strömungsquerschnitt der Abgasleitung (12) und/oder ein Winkel einer Erstreckungsrichtung der Kondensatleitung (24') an deren Mündung (42) zu einer Erstreckungsrichtung der Abgasleitung (12) so gewählt ist, dass im Betrieb der Abgasanlage (10') ein Staudruck am ersten Ende (26) der Kondensatleitung (24') im Wesentlichen gleich zu einem Staudruck am zweiten Ende (30') der Kondensatleitung (24') ist.
  3. Kraftwagen mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage (10), die eine Abgasleitung (12) umfasst, mittels welcher Abgas von der Brennkraftmaschine abführbar ist, sowie eine Abgasrückführungsleitung (14) umfasst, mittels welcher Abgas aus der Abgasleitung (12) zur Brennkraftmaschine rückführbar ist, wobei in der Abgasrückführungsleitung (14) ein Abgaskühler (16) sowie eine Kondensatleitung (24) zum Abführen von Kondensat aus dem rückgeführten Abgas bereitgestellt ist, wobei die Kondensatleitung (24) mit einem ersten Ende (26) mit der Abgasrückführungsleitung (14) in Strömungsrichtung des Abgases hinter dem Abgaskühler (16) und mit einem zweiten Ende (30) mit der Abgasleitung (12) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Verschlussmittel (35) vorgesehen ist, welches in einer Schließstellung die Kondensatleitung (24) verschließt und in einer Öffnungsstellung die Kondensatleitung (24) freigibt.
  4. Kraftwagen nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verschlussmittel (35) als Klappe ausgebildet ist.
  5. Kraftwagen nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verschlussmittel (35) am ersten Ende (26) der Kondensatleitung (24) angeordnet ist.
  6. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    gekennzeichnet durch
    eine Steuereinrichtung, mittels welcher das Verschlussmittel (35) in vorgegebenen Zeitabständen und/oder bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorgegebenen Kondensatmenge in der Abgasanlage (10) zwischen der Öffnungs- und Schließstellung bewegbar ist.
  7. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Verbindungsbereich (28) zwischen der Abgasrückführungsleitung (14) und der Kondensatleitung (24, 24') in Einbaulage der Abgasanlage (10, 10') an der in Fahrzeughochrichtung untersten Stellen der Abgasrückführungsleitung (14) angeordnet ist.
  8. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Verbindungsbereich (32) zwischen der Abgasrückführungsleitung (14) und der Kondensatleitung (24, 24') in einem Knie der Abgasrückführungsleitung (14) angeordnet ist.
  9. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Ende (30, 30') der Kondensatleitung (24, 24') in Einbaulage der Abgasanlage (10, 10') in Fahrzeughochrichtung unterhalb des ersten Endes (26) der Kondensatleitung (24, 24') liegt.
  10. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Verbindungsbereich (32) zwischen dem zweiten Ende (30, 30') der Kondensatleitung (24, 24') und der Abgasleitung (12) in Strömungsrichtung des Abgases hinter einem Verbindungsbereich (34) zwischen der Abgasrückführungsleitung (14) und der Abgasleitung (12) angeordnet ist.
  11. Kraftwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    gekennzeichnet durch
    ein weiteres Verschlussmittel (46), mittels welchem ein Teilströmungsquerschnitt des Abgaskühlers (16) verschließbar ist.
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