SE510614C2 - Valve device for internal combustion engine with exhaust return - Google Patents

Valve device for internal combustion engine with exhaust return

Info

Publication number
SE510614C2
SE510614C2 SE9704850A SE9704850A SE510614C2 SE 510614 C2 SE510614 C2 SE 510614C2 SE 9704850 A SE9704850 A SE 9704850A SE 9704850 A SE9704850 A SE 9704850A SE 510614 C2 SE510614 C2 SE 510614C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
valve
exhaust
engine
return line
cylinder
Prior art date
Application number
SE9704850A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9704850L (en
SE9704850D0 (en
Inventor
Ulf Lundqvist
Original Assignee
Scania Cv Ab
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 Scania Cv Ab filed Critical Scania Cv Ab
Priority to SE9704850A priority Critical patent/SE9704850L/en
Publication of SE9704850D0 publication Critical patent/SE9704850D0/en
Priority to PCT/SE1998/002376 priority patent/WO1999035391A1/en
Priority to DE19882115T priority patent/DE19882115T1/en
Publication of SE510614C2 publication Critical patent/SE510614C2/en
Publication of SE9704850L publication Critical patent/SE9704850L/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
    • 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
    • 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
    • F02M26/41—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to the engine, e.g. to cylinder heads, liners, spark plugs or manifolds; characterised by the arrangement of the recirculation passage in relation to specially adapted combustion chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

A device in a cylinder head for a combustion engine incorporates at least one exhaust valve (4) in an exhaust duct (5), and a recirculation line (9) for recirculating exhaust gases back to the engine's inlet system. One end (12) of the recirculation line (9) is situated adjacent to the exhaust valve (4) and is closable there by the exhaust valve, and the exhaust valve (4) is arranged to open the recirculation line (9) before opening the exhaust duct (5), so that the pressure in the cylinder (2) during the latter's expansion stroke can be used for exhaust gas transfer to the engine's inlet system. The device makes it possible for exhaust gases to be fed back to the engine's inlet even in cases where the engine is supercharged and the pressure in the engine's inlet system is normally higher than the pressure in the exhaust system, without requiring special pressure increasing devices.

Description

15 20 25 30 510 614 med denna lösning är att det fordras någon form av tryckhöjande anordning eftersom avgasema återleds till en punkt med normalt högre tryck än det tryck som råder i avgassystemets avgassamlare. 510 614 with this solution is that some form of pressure raising device is required since the exhaust gases are returned to a point with normally higher pressure than the pressure prevailing in the exhaust system of the exhaust system.

Det är tidigare känt att utnyttja ett separat överladdningsaggregat för att åstadkomma denna höjning av avgasemas tryck, exempelvis genom WO 96/18030 och WO 96/ 18031.It is previously known to use a separate supercharger assembly to effect this increase in exhaust gas pressure, for example by WO 96/18030 and WO 96/18031.

En nackdel med dessa lösningar är behovet av det extra överladdningsaggregatet eller annat tryckhöj ande organ, vilket gör lösningarna både dyrbara och utrymmeskrävande.A disadvantage of these solutions is the need for the extra supercharger or other pressure-increasing means, which makes the solutions both expensive and space-consuming.

Som känd teknik med avseende på föreliggande uppfinning må även nämnas US 4 422 430, som visar hur avgaser återleds till inloppet vid en fyrtakts ottomotor i avsikt att förbättra blandningen mellan luft och bränsle som inleds i en cylinder. 1 detta fall återleds avgaser från en cylinder via en direktledning till inloppet för en annan cylinder vars arbetstakt är förskjuten 360 vevaxelgrader. Således leds avgaser från en cylinder som befinner sig i expansionstakt till inloppet för en cylinder som befinner sig i insugningstakt. De återledda avgaserna åstadkommer en turbulens i aktuell inloppsluft som befrämjar en effektiv blandning av bränsle och luft, varvid dessutom de varma återledda avgaserna är avsedda att ytterligare förbättra bränslets förångning, Även om syftet inte är att återleda avgaser i det ovan angivna syftet, medför denna lösning ändock att det sker en återledning av avgaser. Denna återledning medger dock ej att avgasåterföringen kan styras på önskat sätt, och speciellt inte vid en överladdad motor.As a prior art with respect to the present invention, mention may also be made of U.S. Pat. In this case, exhaust gases from one cylinder are returned via a direct line to the inlet of another cylinder whose working rate is shifted 360 crankshaft degrees. Thus, exhaust gases are led from a cylinder which is at an expansion rate to the inlet of a cylinder which is at an intake rate. The returned exhaust gases create a turbulence in the current inlet air which promotes an efficient mixture of fuel and air, whereby in addition the hot returned exhaust gases are intended to further improve the evaporation of the fuel. Although the purpose is not to return exhaust gases for the above purpose, this solution however, that there is a return of exhaust gases. However, this return does not allow the exhaust gas recirculation to be controlled in the desired way, and especially not with an overcharged engine.

Patentet visar hur inloppsventilernas ventilsäten är utformade med kanalöppningar som kan tillslutas av inloppsventilerna, vilket betyder att avgasåterföringen kan ske endast samtidigt med att inloppsventilen är öppen. Det betyder också att avgasåterföringskanalen är öppen under en relativt lång tid samtidigt som avgastrycket i den samverkande cylinder kommer variera från relativt högt tryck till relativt lågt tryck. Under den period som inloppstrycket är större än avgastrycket kommer således ingen avgasåterföring kunna ske.The patent shows how the valve seats of the inlet valves are designed with duct openings that can be closed by the inlet valves, which means that the exhaust gas return can take place only at the same time as the inlet valve is open. It also means that the exhaust gas return duct is open for a relatively long time at the same time as the exhaust pressure in the cooperating cylinder will vary from relatively high pressure to relatively low pressure. During the period when the inlet pressure is greater than the exhaust pressure, no exhaust gas recirculation will thus be possible.

UPPFINNINGENS ÄN DAMÃL Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att undanröja problemen med den kända tekniken vid utnyttjande av en lösning för avgasåterföring enligt short route alternativet 10 l5 20 25 510 614 vid en överladdad dieselmotor. Uppñnningen har således till ändamål att möjliggöra en effektiv avgasåterföring utan att utnyttja ett separat överladdningsaggregat eller annat tryckhöjande organ för de återledda avgasema.OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the present invention to obviate the problems of the prior art in utilizing an exhaust gas recirculation solution according to the short route alternative of a supercharged diesel engine. The purpose of the invention is thus to enable efficient exhaust gas recirculation without using a separate supercharger unit or other pressure-increasing means for the recirculated exhaust gases.

Enligt uppfinningen åstadkommes detta vid en anordning av inledningsvis nämnt slag genom att den utformas med de särdrag som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1.According to the invention, this is achieved in a device of the kind mentioned in the introduction by it being designed with the features stated in the characterizing part of claim 1.

Genom uppfinningen möjliggörs att det tryck som normalt råder i en cylinder under expansionstakten och/eller utblåsningstakten kan utnyttjas för att överföra avgaser till motorns inloppssystem även i de fall när inloppstrycket på grund av överladdning är relativt högt. Därigenom bottfaller behovet av att anordna en laddningskompressor eller liknande för inmatningen av EGR-gaserna, vilket förenklar och förbilligar installationen.The invention makes it possible that the pressure which normally prevails in a cylinder during the expansion rate and / or the exhaust rate can be used to transfer exhaust gases to the engine inlet system even in cases where the inlet pressure due to overcharging is relatively high. This eliminates the need to provide a charge compressor or the like for the supply of the EGR gases, which simplifies and cheapens the installation.

Ytterligare för uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av efterföljande beskrivningsexempel.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following descriptive examples.

RITNINGSBESKRIVNING En uppfinningen exernplifierande utföringsforrn ska nu närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, Därvid visar: Fig 1 ett cylinderhuvud för en motor med en avgasventil i ett helt stäng läge, Fig 2 ventilen i ett läge där en återföringsledning för avgaser är öppen, men där ordinarie avgaskanal är stängd, Fig 3 ventilen i ett läge där både återföringsledningen och ordinarie avgaskanal är öppna, och Fig 4 visar schematiskt delar av motorns in- och avgassystem. 10 15 20 25 510 614 BESKRIVNINGSEXEMPEL Fig 1 visar schematiskt ett cylinderhuvud 1 ingående i en förbränningsmotor av kolvmotortyp med ett flertal, i detta exempel, sex cylindrar. Motorn är en fynakts dieselmotor avsedd exempelvis för ett tyngre fordon såsom en lastbil eller en buss.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An exemplary embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a cylinder head for an engine with an exhaust valve in a completely closed position, Fig. 2 the valve in a position where an exhaust return line is open, but the regular exhaust duct is closed, Fig. 3 the valve in a position where both the return line and the regular exhaust duct are open, and Fig. 4 schematically shows parts of the engine's intake and exhaust system. 10 15 20 25 510 614 DESCRIPTION EXAMPLE Fig. 1 schematically shows a cylinder head 1 included in a piston engine type internal combustion engine with a number, in this example, of six cylinders. The engine is a fine-act diesel engine intended for example for a heavier vehicle such as a truck or a bus.

Pig 1-3 visar därvid schematiskt ett cylinderhuvud 1 för en cylinder medan cylinderhuvudena för de övriga cylindrar-na har väsentligen samma utformning. Cylindem är i fig 2 schematiskt visad med hänvisningssiffran 2. I cylinderhuvudet 1 är på konventionellt sätt anordnat kamaxelstyrda inloppsventiler och avgasventiler för tillförsel av förbränningsluft respektive bortförsel av förbränningsgaser från cylindern 2. Ide bifogade ritningama visas därvid enbart en avgasventil 4 anordnad i en avgaskanal 5.Figures 1-3 schematically show a cylinder head 1 for one cylinder, while the cylinder heads for the other cylinders have substantially the same design. The cylinder is schematically shown in Fig. 2 with the reference numeral 2. In the cylinder head 1, camshaft-controlled inlet valves and exhaust valves for supplying combustion air and removal of combustion gases from the cylinder 2, respectively, are arranged in a conventional manner.

Avgasventilen 4 är utformad som en tallriksventil med ett vertikalt ventilskaft 6 vid vars ände är anordnad en ventiltallrik 7. Iövergången mellan ventilskaftet 6 och ventiltallriken 7 är ventilen 4 utforrnad med ett väsentligen cylindriskt parti 8.The exhaust valve 4 is designed as a poppet valve with a vertical valve stem 6 at the end of which a valve plate 7 is arranged. In the transition between the valve stem 6 and the valve plate 7, the valve 4 is formed with a substantially cylindrical portion 8.

I cylinderhuvudet 1 är även anordnad en återföringsledning 9 som är förbunden med motoms inloppssystem och genom vilken avgaser kan återföras från den aktuella cylindern till motoms inloppssystem för att på i sig känt sätt begränsa erníssionema.In the cylinder head 1 there is also arranged a return line 9 which is connected to the engine inlet system and through which exhaust gases can be returned from the cylinder in question to the engine inlet system in order to limit the emissions in a manner known per se.

I cylinderhuvudet 1 är vid avgaskanalens 5 mynning i motoms cylinder anordnat en ventilsätesring 10 mot vilken avgasventilen 4 är anordnad att täta i stängt läge och vid vilken även återföringsledningen 9 mynnar. Ventilsätesringen 10 är utformad med ett inre ringformat utrymme 11 som kommunicerar med och utgör del av återföringsledningen 9, och som är försedd med en öppning 12 som mynnar nedåt, mot cylindern och ventiltallrikens 7 ovansida. I området för ventilsätesringen 10 har således återföringsledningen 9 en utsträckning som är väsentligen vinkelrät i förhållande till ventiltallriken 7.In the cylinder head 1, at the mouth of the exhaust duct 5 in the cylinder of the engine, a valve seat ring 10 is arranged against which the exhaust valve 4 is arranged to seal in the closed position and at which also the return line 9 opens. The valve seat ring 10 is formed with an inner annular space 11 which communicates with and forms part of the return line 9, and which is provided with an opening 12 which opens downwards, towards the cylinder and the top of the valve plate 7. Thus, in the area of the valve seat ring 10, the return line 9 has an extension which is substantially perpendicular to the valve plate 7.

Ventilsätesríngen 10 har en inre diameter som är av samma storleksordning som ventilens 30 cylindriska parti 8 , varigenom dessa bildar ett ventilelement för avgaskanalen 5. 10 15 20 25 30 510 614 Fig 1 visar avgasventilen 4 i ett stängt läge vilket är detsamrna som dess översta läge. I detta läge anligger ventiltallriken 7 tätande mot ventilsätesringens öppning 12 för återföringsledningen 9 och samtidigt överlappar ventilsätesringen 10 åtminstone en del av ventilens cylindriska parti 8. Idetta läge är såväl återföringsledningen 9 som avgaskanalen 5 stängda av avgasventilen 4.The valve seat ring 10 has an inner diameter which is of the same order of magnitude as the cylindrical portion 8 of the valve 30, whereby these form a valve element for the exhaust duct 5. Fig. 1 shows the exhaust valve 4 in a closed position which is the same as its uppermost position . In this position the valve plate 7 abuts sealingly against the opening 12 of the valve seat ring for the return line 9 and at the same time the valve seat ring 10 overlaps at least a part of the cylindrical portion 8 of the valve. In this position both the return line 9 and the exhaust duct 5 are closed by the exhaust valve 4.

Fig 2 visar ett läge där ventilen 4 tryckts nedåt något relativt det i fig 1 visade läget.Fig. 2 shows a position where the valve 4 is pushed down slightly relative to the position shown in fi g 1.

Ventiltallrikens 7 anliggning mot ventilsätesringens öppning 12 har upphört och således har återföringsledningen 9 öppnat förbindelsen med motoms inloppssystem. Däremot överlappar fortfarande ventilsätesringen 10 det cylindriska partiet 8 och avgaskanalen 5 är således stängd.The abutment of the valve plate 7 against the opening 12 of the valve seat ring has ceased and thus the return line 9 has opened the connection with the inlet system of the engine. On the other hand, the valve seat ring 10 still overlaps the cylindrical portion 8 and the exhaust duct 5 is thus closed.

Fig 3 visar ett läge där ventilen 4 tryckts ytterligare nedåt. I detta läge överlappar ej längre ventilsätesringen 10 det cylindriska partiet 8. Således är nu även avgaskanalen 5 öppen och avgaser i cylindern kan strömma ut genom avgaskanalen 5 för vidareledning till turboaggregat, ljuddämpare och andra enheter i avgassystemet.Fig. 3 shows a position where the valve 4 is pushed further downwards. In this position, the valve seat ring 10 no longer overlaps the cylindrical portion 8. Thus, the exhaust duct 5 is now also open and exhaust gases in the cylinder can flow out through the exhaust duct 5 for forwarding to turbochargers, mufflers and other units in the exhaust system.

Fig 4 visar schematisk delar av motoms inloppssystem och avgassystem. Vardera av cylindramas återföringsledningar 9 är anslutna till en gemensam avgassamlare 20. Denna avgassarnlare 20 är enbart avsedd för de avgaser som ska återledas och är således skild från motoms ordinarie avgassmalare (ej visad) dit avgaser från avgaskanalema Sleds för vidareförsel i avgassystemet. Äterföringsledningarrias avgassarnlare 20 är via en första ledning 13 förbunden med en kylare 14 för de återförda avgaserna. Kylaren 14 är i sin tur via en andra ledning 15 förbunden med en inloppskamrnare 16 ingående i motoms inloppssystem och från vilken utsträcker sig inloppsgrenrör (ej visade) till respektive cylinder. Inloppskamrnaren 16 är via en tredje ledning 17 förbunden med ett överladdningsaggregat 18 i forrn av en kompressor ingående i en turboöverladdare. Den andra ledningen 15 för de återförda avgaserna ansluter således till en punkt nedströms överladdningsaggregatet 18, sett i inloppsluftens strömningsriktning. Vidare innefattar den andra ledningen 15 en egr-ventil 19 för reglering av de återförda avgasema. Egr- ventilen 19 styrs av ett elektriskt styrsystem 21 som erhåller erforderliga insignaler representerande erforderliga motorparametrar från härför avsedda givare (ej visade). 10 15 20 25 30 510 614 Det beskrivna arrangemanget är avsett att fungera enligt det följande.Fig. 4 shows schematically parts of the engine inlet system and exhaust system. Each of the return lines 9 of the cylinders is connected to a common exhaust collector 20. This exhaust collector 20 is only intended for the exhaust gases to be returned and is thus separate from the engine's ordinary exhaust grinder (not shown) where exhaust gases from the exhaust ducts are passed for transmission in the exhaust system. The exhaust gas collector 20 of the return lines is connected via a first line 13 to a cooler 14 for the returned exhaust gases. The cooler 14 is in turn connected via a second line 15 to an inlet chamber 16 included in the engine inlet system and from which inlet manifolds (not shown) extend to the respective cylinder. The inlet chamber 16 is connected via a third line 17 to a supercharger assembly 18 in the form of a compressor included in a turbocharger. The second line 15 for the returned exhaust gases thus connects to a point downstream of the supercharger assembly 18, seen in the flow direction of the inlet air. Furthermore, the second line 15 comprises an egr valve 19 for regulating the returned exhaust gases. The solenoid valve 19 is controlled by an electric control system 21 which receives the required input signals representing the required motor parameters from dedicated sensors (not shown). 10 15 20 25 30 510 614 The described arrangement is intended to operate as follows.

Reglering av avgasventilen 4 sker lämpligen på i sig känt sätt medels en kamaxel, vars profil är anpassad så att motorns avgasventiler och inloppsventiler öppnar och stänger vid lämpliga tidpunkter. Med fördel är kamaxelns profil utforrnad så att det ventilläge som visas i fig 2 intages i omedelbar anslutning till ventilläget enligt fig 3. I samband med att förbränning inträffari cylindern ökar trycket, och under det att cylinderutrymmet expanderar uträttar motorn arbete. Under denna takt är avgasventilen 4 helt stängd såsom visas i fig 1. I slutet av cylinderns expansionstakt öppnar avgasventilen 4 till det läge som visas i fig 2. Avgaser av relativt högt tryck kommer därigenom att strömma ut i återföringsledningen 9 vidare till avgassamlaren 20. Detta är illustrerat medelst pilar i fig 2. Även om trycket i motorns inloppssystem är högt på gnind av överladdning är avgasernas tryck vid denna tidpunkt ännu högre. Det höga trycket medför att det i avgassamlaren 20 kommer sarnlas avgaser med högre tryck än det som råder i inloppssystemet vid inloppskamrnaren 16.Control of the exhaust valve 4 suitably takes place in a manner known per se by means of a camshaft, the profile of which is adapted so that the engine's exhaust valves and inlet valves open and close at suitable times. Advantageously, the camshaft profile is designed so that the valve position shown in fi g 2 is assumed in immediate connection with the valve position according to fi g 3. In connection with combustion occurring in the cylinder, the pressure increases, and as the cylinder space expands, the engine performs work. During this rate, the exhaust valve 4 is completely closed as shown in fi g 1. At the end of the expansion rate of the cylinder, the exhaust valve 4 opens to the position shown in Fig. 2. Exhaust gases of relatively high pressure will thereby flow out into the return line 9 on to the exhaust collector 20. is illustrated by arrows in fi g 2. Even if the pressure in the engine inlet system is high due to overcharging, the exhaust gas pressure at this time is even higher. The high pressure means that exhaust gases with a higher pressure than those prevailing in the inlet system at the inlet chamber 16 will be collected in the exhaust gas collector 20.

I slutet av expansionstakten blir avgasernas tryck allt lägre.At the end of the rate of expansion, the exhaust gas pressure becomes lower and lower.

Cylinderns expansionstakt övergår sedan till en utblåsningstakt under det att resterande avgaseri cylindern 2 pumpas ut. Därvid har ventilen 4 intagit det i fig 3 visade läget. De från cylindern utströmmande avgaserna till återföringsledningen 9 respektive avgaskanalen 5 visas medelst pilar. Genom att återföringsledningens 9 öppning 12 är vänd mot avgasernas strömningsriktning ut ur cylindern bidrar stagnationstrycket till att förhindra att alltför stora avgasmängder strömmar baklänges ut från avgassamlaren under den korta period som trycket i avgassarnlaren 20 är högre än trycket i avgassystemet vid cylindern. En viss obetydlig mängd avgaser kommer dock att strömma baklänges genom återföringsledningen 9. Däremot kommer trycket i avgassamlaren 20 inte att reduceras så att det blir så lågt som trycket i inloppskammaren 16. Detta kan till viss del styras genom lärnplig dimensionering av återföringsledningama 9. Det är även möjligt att helt eliminera avgaserna att strömma baklänges genom återföringsledningen 9 genom att förse den med en backventil. 10 15 20 510 614 I slutet av utblåsningstakten och i början av cylindems inloppstakt stänger avgasventilen 4 förbindelsen med avgaskanalen 5 och i omedelbar anslutning stänger ventilen 4 även återföringsledningen 9. Därefter insuges/inblåses i cylindem inloppsluft från inloppssystemets inloppskamrnare 16 för förbränning i nästa motortakt. Denna inloppsluft innehåller återcirkulerade avgaser i en utsträckning som regleras av egr-ventilen 19. Återföringen av avgasema från de respektive cylindrarna sker enligt det beskrivna exemplet till en för samtliga cylindrar gemensam inloppskammare 16. I alternativa utföringsforrner kan återledning från en cylinder ske till inloppskanalen för en cylinder vars arbetstakt ligger förskjuten 360 vevaxelgrader. Detta medför att återledning kommer att ske till en cylinder som befinner sig under en inloppstakt, vilket ytterligare kan förbättra gynnsam strömning, men som i stället medför krav på fler egr-ventiler.The expansion rate of the cylinder then changes to an exhaust rate while the remaining exhaust gas cylinder 2 is pumped out. In this case, the valve 4 has assumed the position shown in fi g 3. The exhaust gases flowing out of the cylinder to the return line 9 and the exhaust duct 5, respectively, are shown by means of arrows. Because the opening 12 of the return line 9 faces the flow direction of the exhaust gases out of the cylinder, the stagnation pressure helps to prevent excessive amounts of exhaust gases flowing backwards out of the exhaust collector for the short period that the pressure in the exhaust manifold 20 is higher than the pressure in the exhaust system. However, a certain insignificant amount of exhaust gas will flow backwards through the return line 9. However, the pressure in the exhaust collector 20 will not be reduced so that it becomes as low as the pressure in the inlet chamber 16. This can to some extent be controlled by mandatory dimensioning of the return lines 9. also possible to completely eliminate the exhaust gases to flow backwards through the return line 9 by providing it with a non-return valve. At the end of the exhaust stroke and at the beginning of the cylinder inlet stroke, the exhaust valve 4 closes the connection with the exhaust duct 5 and in immediate connection the valve 4 also closes the return line 9. Thereafter, inlet air is sucked / blown into the cylinder This inlet air contains recirculated exhaust gases to an extent which is regulated by the egr valve 19. The exhaust gases from the respective cylinders are returned according to the described example to an inlet chamber 16 common to all cylinders. In alternative embodiments, return from a cylinder can take place to the inlet duct for a cylinder whose working speed is offset 360 degrees of crankshaft. This means that return will take place to a cylinder which is below an inlet rate, which can further improve favorable flow, but which instead entails demands for more egr valves.

I beskrivningsexemplet har visats en avgasventil 4 för en cylinder. I de fall motorn innefattar ett flertal avgasventiler, exempelvis två, för varje cylinder är det möjligt att förse varje avgasventil med anslutningar för återföringsledningar. Men det är även möjligt att bara förse den ena med återföringsledning. I enklare utföringsformer behöver inte motorns alla avgasventiler vara försedd med anslutningar för återföringsledningar.In the description example, an exhaust valve 4 for a cylinder has been shown. In cases where the engine includes several exhaust valves, for example two, for each cylinder it is possible to provide each exhaust valve with connections for return lines. But it is also possible to provide only one with a return line. In simpler embodiments, not all engine exhaust valves need to be fitted with return line connections.

Uppfinningen är mot bakrund av den inledningsvis presenterade problemställningen särskilt fördelaktig vid överladdade dieselmotorer, men kan med fördel även utnyttjas såväl vid icke överladdade motorer som vid andra typer av motorer.Against the background of the initially presented problem, the invention is particularly advantageous in the case of supercharged diesel engines, but can also be used to advantage both in the case of non-supercharged engines and in other types of engines.

Claims (7)

510 614 10 15 20 25 PATENTKRAV510 614 10 15 20 25 PATENT REQUIREMENTS 1. Ventilanordning vid ett cylinderhuvud för en förbränningsmotor innefattande åtminstone en avgasventil i en avgaskanal, vilken avgasventil är utformad som en tallriksventil med ett ventilskaft och ventiltallrik, samt en återföringsledning för återledning av avgaser till motoms inloppssystem kännetecknad av att återföringsledningens (9) inloppsände (12) mynnar invid avgasventilen (4), och där är tillslutbar av avgasventilen (4) när denna befinner sig i ett första axiellt läge, i vilket första axiella läge avgasventilen (4) även tillsluter avgaskanalen (5), att avgasventilen (4) mellan ventilskaftet (6) och ventiltallriken (7) är utformad med ett cylindriskt parti (8) med axiell utsträckning, vilket cylindriska parti (8) tillsammans med ett ventilsäte ( 10) utgör ventil som medger avgasventilen (4) att tillsluta avgaskanalen (5) även i ett andra axiellt läge, och att avgasventilens (4) cylindriska parti (8) och ventilsätet (10) är dimensionerade och så anordnade i förhållande till varandra och till placeringen av återföringsledningens (9) mynning, att vid avgasventilens (4) förflyttning från det första axiella läget till det andra axiella läget återföringsledningen (9) öppnas medan avgaskanalen (5) förblir stängd, varvid trycket i respektive cylinder (2) under dess expansionstakt kan utnyttjas för avgasöverföring till motoms inloppssystem.Valve device at a cylinder head for an internal combustion engine comprising at least one exhaust valve in an exhaust duct, which exhaust valve is designed as a poppet valve with a valve stem and valve plate, and a return line for returning exhaust gas to the engine inlet system characterized by the return line (9) ) opens next to the exhaust valve (4), and there is a closure of the exhaust valve (4) when it is in a first axial position, in which first axial position the exhaust valve (4) also closes the exhaust duct (5), that the exhaust valve (4) between the valve stem (6) and the valve plate (7) is formed with a cylindrical portion (8) with axial extension, which cylindrical portion (8) together with a valve seat (10) constitutes a valve which allows the exhaust valve (4) to close the exhaust duct (5) also in a second axial position, and that the cylindrical portion (8) of the exhaust valve (4) and the valve seat (10) are dimensioned and so arranged in relation to the and to the location of the mouth of the return line (9), that when the exhaust valve (4) moves from the first axial position to the second axial position the return line (9) is opened while the exhaust duct (5) remains closed, the pressure in the respective cylinder (2) during its rate of expansion can be used for exhaust gas transmission to the engine inlet system. 2. Ventilanordning enligt kravet 1 kännetecknar! av att återföringsledningens (9) inloppsände (12) mynnar i ventilsätet (10) för avgasventilen (4).Valve device according to Claim 1, characterized by! in that the inlet end (12) of the return line (9) opens into the valve seat (10) for the exhaust valve (4). 3. Ventilanordning enligt kraven 1 och 2 kännetecknad av att ventilsätet ( l0)är utformat med ett ringforrnat inre utrymme (11) som utgör del av återföringsledningen (9) samt att detta utryrnme (1 1) mynnar mot avgasventilens ventiltallrik (12).Valve device according to Claims 1 and 2, characterized in that the valve seat (10) is formed with an annular inner space (11) which forms part of the return line (9) and in that this space (1 1) opens towards the valve plate (12) of the exhaust valve. 4. Ventilanordning enligt kravet 1 kännetecknad av att återföringsledningens (9) utloppsände mynnar i en avgassarnlare (20) som via en de återförda avgasema reglerande 30 ventil (19) är förbunden med motoms inloppssystem. 510 614Valve device according to Claim 1, characterized in that the outlet end of the return line (9) opens into an exhaust manifold (20) which is connected to the inlet system of the engine via a valve (19) which regulates the returned exhaust gases. 510 614 5. Ventilanordning enligt kravet 4 kännetecknad av att en anslutning för de återförda avgaserna är anordnad nedströms, sett i strömningsriktningen för motorns inloppsluft, ett överladdningsaggregat (18) i motorns inloppssystem. 5Valve device according to claim 4, characterized in that a connection for the returned exhaust gases is arranged downstream, seen in the flow direction of the engine inlet air, an overcharging unit (18) in the engine inlet system. 5 6. Ventilanordning enligt kravet 4 kännetecknad av att en kylare (14) är anordnad mellan avgassamlaren (20) och den de återförda avgaserna reglerande ventilen (19).Valve device according to Claim 4, characterized in that a cooler (14) is arranged between the exhaust gas collector (20) and the valve (19) regulating the returned exhaust gases. 7. Ventilanordning enligt något av de föregående kraven vid en flercylindrig motor kännetecknad av att återföringsledningar (9) från ett flertal cylindrar är förbundna med 10 en gemensam avgassarnlare (20).Valve device according to one of the preceding claims in a cylindrical engine, characterized in that return lines (9) from a number of cylinders are connected to a common exhaust gas generator (20).
SE9704850A 1997-12-23 1997-12-23 Valve device for internal combustion engine with exhaust return SE9704850L (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704850A SE9704850L (en) 1997-12-23 1997-12-23 Valve device for internal combustion engine with exhaust return
PCT/SE1998/002376 WO1999035391A1 (en) 1997-12-23 1998-12-18 Valve arrangement for combustion engine with exhaust gas recirculation
DE19882115T DE19882115T1 (en) 1997-12-23 1998-12-18 Valve arrangement for an internal combustion engine with exhaust gas recirculation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9704850A SE9704850L (en) 1997-12-23 1997-12-23 Valve device for internal combustion engine with exhaust return

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9704850D0 SE9704850D0 (en) 1997-12-23
SE510614C2 true SE510614C2 (en) 1999-06-07
SE9704850L SE9704850L (en) 1999-06-07

Family

ID=20409552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9704850A SE9704850L (en) 1997-12-23 1997-12-23 Valve device for internal combustion engine with exhaust return

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE19882115T1 (en)
SE (1) SE9704850L (en)
WO (1) WO1999035391A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010054206B4 (en) 2010-12-11 2018-09-06 Man Diesel & Turbo, Filial Af Man Diesel & Turbo Se, Tyskland Two-stroke large diesel engine, exhaust valve and cylinder head for it, as well as production, operation and use of an internal combustion engine
US10012153B2 (en) 2012-08-15 2018-07-03 General Electric Company System and method for engine control
US10221798B2 (en) 2015-12-01 2019-03-05 Ge Global Sourcing Llc Method and systems for airflow control

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5337232A (en) * 1976-09-17 1978-04-06 Toyota Motor Corp Recirculating device of exhaust gas for internal combustion engine
PL132358B1 (en) * 1980-11-28 1985-02-28 Osrodek Badawczorozwojowy Samochodow Malolitrazowych Bosmal Method of and apparatus for effecting turbulent flow and gasification of air-fuel mixture
EP0062131A1 (en) * 1981-04-07 1982-10-13 RENAULT VEHICULES INDUSTRIELS Société dite: Method and device to modify the performance of a supercharged piston engine

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999035391A1 (en) 1999-07-15
DE19882115T1 (en) 2000-01-13
SE9704850L (en) 1999-06-07
SE9704850D0 (en) 1997-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6422222B1 (en) Bi-turbocharger internal combustion engine with exhaust gas recycling
US7343742B2 (en) Exhaust turbocharger
US6216459B1 (en) Exhaust gas re-circulation arrangement
US6694735B2 (en) Internal combustion engine with an exhaust turbocharger and an exhaust-gas recirculation device
US6877492B1 (en) Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas recirculation device and method of operating same
SE509454C2 (en) Supercharged internal combustion engine with exhaust recirculation
US6237335B1 (en) Supercharged combustion engine, preferably of diesel type, provided with a device for exhaust gas feedback
SE518687C2 (en) Ways to control the charge pressure of a turbocharged internal combustion engine and such engine
US20140127002A1 (en) Multi-stage turbocharger arrangement
US4959961A (en) Supercharged internal combustion engine
SE521262C2 (en) Combustion engine with exhaust gas recirculation
JP2004092646A (en) Supercharging device for internal-combustion engine
US7584748B2 (en) Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
SE517844C2 (en) Combustion engine arrangement and procedure for reducing harmful emissions
US20090255251A1 (en) Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US7448368B2 (en) Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US6062027A (en) Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger
CN102498275A (en) Internal combustion engine with supercharger
SE468777B (en) TURBO DEVICE WITH A COMBUSTION ENGINE
SE521968C2 (en) Method and apparatus for exhaust gas recirculation in an internal combustion engine and such engine
US6230696B1 (en) Internal combustion engine, especially diesel-internal combustion engine
US10480366B2 (en) Throttled PCV system for an engine
US20030159443A1 (en) Two-stage supercharging on a V-engine
US6851415B2 (en) System for exhaust/crankcase gas recirculation
SE510614C2 (en) Valve device for internal combustion engine with exhaust return

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed