WO2005028847A1 - Brennkraftmaschine für kraftfahrzeuge - Google Patents

Brennkraftmaschine für kraftfahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
WO2005028847A1
WO2005028847A1 PCT/EP2004/009335 EP2004009335W WO2005028847A1 WO 2005028847 A1 WO2005028847 A1 WO 2005028847A1 EP 2004009335 W EP2004009335 W EP 2004009335W WO 2005028847 A1 WO2005028847 A1 WO 2005028847A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coolant
exhaust gas
internal combustion
combustion engine
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/009335
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Bender
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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 Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
Publication of WO2005028847A1 publication Critical patent/WO2005028847A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • 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
    • F02M26/25—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses
    • F02M26/26—Layout, e.g. schematics with coolers having bypasses characterised by details of the bypass valve
    • 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
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • 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
    • F02M26/33—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 controlling the temperature of the recirculated gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00—Measuring
    • F01P2025/08—Temperature
    • F01P2025/50—Temperature using two or more temperature sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08—Cabin heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • an internal combustion engine which has an exhaust gas recirculation line and an exhaust gas / coolant heat exchanger.
  • a valve controls a volume flow of the exhaust gas supplied to a combustion of the internal combustion engine via the exhaust gas recirculation line.
  • the exhaust gas / coolant heat exchanger is switched into a coolant circuit of the internal combustion engine and coolant flows continuously through it. Heat is transferred from the exhaust gas to the coolant in the exhaust gas / coolant heat exchanger.
  • the object of the invention is to prevent cooling of the exhaust gas at specific operating points of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine according to the invention is characterized by a valve which controls the flow of coolant through the exhaust gas / coolant heat exchanger as a function of temperature. Depending on the switching state of the valve, coolant flows through the exhaust gas / coolant heat exchanger or does not flow through it.
  • the valve is in the coolant lines or in the housing of the exhaust gas / coolant heat exchanger can be arranged. The valve switches from a predeterminable coolant temperature.
  • the valve is designed as a 3/2-way valve. At a coolant temperature below the switching point of the 3/2 way valve, the exhaust gas / coolant heat exchanger is not flowed through with coolant. From a predeterminable temperature, the 3/2-way valve switches the exhaust gas / coolant heat exchanger into the coolant flow.
  • the valve is designed as a switching valve.
  • the switching valve blocks the flow through the exhaust gas / coolant heat exchanger. As of a certain coolant temperature, the switching valve opens so that the exhaust gas / coolant heat exchanger is connected in parallel to the coolant flow.
  • the valve is designed as a self-switching thermostatic valve.
  • Self-switching valves have a bimetal spring, a wax cartridge or a temperature-sensitive element such as a memory pen.
  • the valve forms a structural unit with the exhaust gas / coolant heat exchanger.
  • the valve is integrated in the housing of the exhaust gas / coolant heat exchanger.
  • the exhaust gas / coolant heat exchanger and the valve can be completely pre-assembled. This ensures easy installation.
  • the elimination of a coolant line between the exhaust gas / coolant heat exchanger and the valve and the elimination of an independent housing for the valve make this embodiment a space-saving solution.
  • the valve remains in an open position when a switching device fails.
  • the valve is designed so that if the switching device fails, for example as an electromagnet or as Wax cartridge is designed, the exhaust gas / coolant heat exchanger is generally flowed through with coolant. This design ensures that the exhaust emissions of the internal combustion engine do not increase when the valve fails.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of the internal combustion engine according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 Identical components in FIGS. 1 to 3 are identified below with the same reference symbols.
  • the schematic representation in Fig.l shows an internal combustion engine 1, which has a coolant circuit and a line system for gas routing.
  • the direction of flow of a coolant in the coolant circuit and the direction of the gas flow are each indicated by an arrow at different points.
  • the coolant circuit comprises a plurality of sub-circuits, a heating circuit 11, a cooling circuit 13, a small cooling circuit 19 and a large cooling circuit 20.
  • further sub-circuits for example with a charge air, fuel or oil cooler, can also be arranged.
  • the coolant circulating in the coolant circuit flows from the coolant pump 10 through the assemblies described below.
  • the coolant pump 10 which is connected to a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 or an electric drive, circulates the coolant in the coolant circuit.
  • the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 generates a high proportion of excess thermal energy by burning a gas-air mixture in addition to mechanically usable energy.
  • a coolant flowing through the internal combustion engine 1 absorbs the excess heat and releases it to the environment via an air-liquid cooler 21.
  • the coolant stream emerging from the internal combustion engine 1 flows partly into a heating circuit 11 and partly into a cooling circuit 13.
  • a heat exchanger 12 is arranged downstream, which is used to heat a passenger compartment.
  • the heat exchanger 12 extracts thermal energy from the coolant and supplies it to the passenger compartment.
  • a 3/2-way valve 16 is arranged in the cooling circuit 13 and, depending on the temperature of the coolant flow, directs it to a control unit 18 either through an exhaust gas / coolant heat exchanger 7 or bypassing the exhaust gas / coolant heat exchanger 7.
  • the 3/2-way valve 16 is preferably designed as a self-switching thermostatic valve which has an expansion element or as an electrically controlled valve.
  • Exhaust gas / coolant heat exchangers 7 are used primarily in internal combustion engines which operate on the diesel principle. The combustion temperature and thus the NO x content of the exhaust gas are reduced by cooling the exhaust gas again supplied to the combustion. The exhaust gas flowing through the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 is cooled by the coolant flow.
  • control unit 18 Downstream of the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 and the 3/2-way valve 16 there is a control unit 18 which, depending on the coolant temperature, coolant in a large cooling circuit 20 via an air-liquid cooler 21 or via a small cooling circuit 19 bypassing the air Liquid cooler 21 leads back to the suction side of the coolant pump 10.
  • the control unit 18 can have an expansion element, which switches from the small cooling circuit 19 to the large cooling circuit 20 from a certain coolant temperature.
  • the control unit 18 can also be heatable or can be designed as an electrically controlled mixing valve.
  • An intake device comprises an intake duct 2 and an intake manifold 3, via which air or a gas-air mixture can be supplied to the internal combustion engine 1 for combustion.
  • the exhaust gases resulting from the combustion, which flow to the exhaust gas line 5, collect in an exhaust manifold 4.
  • Part of the exhaust gas flows via the exhaust gas line 5 into a silencer system, not shown, the other part flows into an exhaust gas recirculation duct 6 branching off the exhaust gas line 5, in which the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 is switched on.
  • an exhaust gas recirculation valve 9 for example electrically switched, is arranged in the exhaust gas recirculation line 6, via which a volume flow of the recirculated exhaust gas can be controlled.
  • the exhaust gas recirculation line 6 opens into the intake duct 2.
  • the coolant circulating in the cooling circuit 13 is cold, and the exhaust gas temperature takes on temperatures in the range from approximately 100 ° C. to 700 ° C., depending on the load condition.
  • Part of the exhaust gas expelled after combustion flows through the exhaust gas / coolant heat exchanger 7.
  • the 3/2-way valve 16 prevents coolant from flowing through the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 with coolant.
  • the 3/2-way valve 16 guides the entire coolant flow past the exhaust gas / coolant heat exchanger 7. Excessive cooling of the recirculated exhaust gas is thus avoided.
  • the control of the coolant flow through the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 is carried out by a switching valve 17.
  • This is preferably self-switching or electrical.
  • the switching valve 17 is closed due to the low coolant temperature.
  • the Exhaust gas / coolant The heat exchanger 7 is not flowed through with coolant and the recirculated exhaust gas is not cooled.
  • the switching valve 17 opens and switches the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 parallel to
  • Coolant flow 8 The coolant flow rate can be adjusted by coordinating line cross-sections and, if necessary, using throttles.
  • the switching valve 17 can be arranged in the supply or return line 14, 15 of the exhaust gas / coolant heat exchanger 7. In a further embodiment, the switching valve 17 can be integrated in the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 on the inlet or outlet side.
  • FIG. 3 shows an arrangement of the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 in the heating circuit 11.
  • a prerequisite for this arrangement is that the coolant always flows through the heating circuit 11, regardless of whether passenger compartment heating is required or not. This can be achieved by regulating the heat exchanger 12 on the air side to heat the passenger compartment or by regulating the water side with a bypass line bypassing the heat exchanger 12.
  • coolant flows into the heating circuit 11.
  • the coolant flows, bypassing the exhaust gas / coolant heat exchanger 7, into the heat exchanger 12 for heating the passenger compartment.
  • the 3/2-way valve switches the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 into the heating circuit 11 as soon as there is no longer any risk of paint clogging.
  • An arrangement of the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 in connection with a switching valve 17 according to FIG. 2 can be used accordingly in the heating circuit 11.
  • the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 can be arranged with a 3/2-way valve assigned according to FIG. 1 or with a switching valve 17 assigned according to FIG. 2 at any further point in the partial circuits.
  • the exhaust gas / coolant heat exchanger 7 is, for example, in the large cooling circuit 20, small cooling circuit 19 or before or after the coolant pump 10, etc. can be arranged.

Landscapes

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

Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, mit: einem Kühlmittelkreislauf, über den aus einer Kühlmittelaustrittsöffnung ausströmendes Kühlmittel zu einer Kühlmitteleintrittsöffnung zurückströmt; einer Abgasrückführvorrichtung, über die Abgas einer Verbrennung der Brennkraftmaschine (1) erneut zuführbar ist; und einem Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher (7), der in dem Kühlmittelkreislauf angeordnet und mit Kühlmittel durchströmt ist. Erfindungsgemäss ist bei der Brennkraftmaschine (1) ein Ventil (16,17) vorgesehen, das den Kühlmitteldurchfluss durch den Abgas/Kühlmittelwärmetauscher (7) temperaturabhängig steuert.

Description

Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Offenlegungsschrift DE 4240239 AI ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die eine Abgasrückführleitung und einen Abgas/Kühlmittelwärmetauscher aufweist. Ein Ventil steuert einen Volumenstrom des über die Abgasrückführleitung einer Verbrennung der Brennkraftmaschine zugeführten Abgases . Der Abgas/Kühlmittelwärmetauscher ist in einen Kuhlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine eingeschaltet und ständig mit Kühlmittel durchströmt. In dem Abgas/Kühlmittel - Wärmetauscher findet eine Wärmeübertragung vom Abgas auf das Kühlmittel statt .
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Kühlung des Abgases in bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine zu unterbinden.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich durch ein- Ventil aus, das den Kühlrnitteldurchfluss durch den Abgas/Kühlmittelwärmetauscher temperaturabhängig steuert. Je nach Schaltzustand des Ventils ist der Abgas/Kühlmittel- Wärmetauscher mit Kühlmittel durchströmt oder nicht durchströmt. Das Ventil ist in den Kühlmittelleitungen oder in dem Gehäuse des Abgas/Kühlmittelwärmetauscher anordenbar. Das Ventil schaltet ab einer vorbestimmbaren Kühlmitteltemperatur.
In Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil als 3/2- Wegeventil ausgeführt . Bei einer Kühlmitteltemperatur unterhalb des Schaltpunktes des 3/2 -Wegeventils ist der Abgas/Kühlmittelwärmetauscher nicht mit Kühlmittel durchströmt . Ab einer vorbestimmbaren Temperatur schaltet das 3/2-Wegeventil den Abgas/Kühlmittelwärmetauscher in den Kühlmittelstrom ein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil als Schaltventil ausgeführt. Das Schaltventil sperrt den Durchfluss durch den Abgas/Kühlmittelwärmetauscher. Ab einer bestimmten Kühlmitteltemperatur öffnet das Schaltventil, so dass der Abgas/Kühlmittelwärmetauscher parallel zum Kühlmittelstrom geschaltet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventil als selbstschaltendes Thermostatventil ausgeführt. Selbstschaltende Ventile weisen eine Bimetallfeder, eine Wachspatrone oder ein temperatursensitives Element wie z.B. eine Memory-Feder auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet das Ventil mit dem Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher eine Baueinheit. In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist das Ventil in dem Gehäuse des Abgas/Kühlmittelwärmetauschers integriert. Der Abgas/Kühlmittelwärmetauscher und das Ventil ist komplett vormontierbar. Damit ist eine einfache Montage gewährleistet. Durch den Entfall einer Kühlmittelleitung zwischen Abgas/Kühlmittelwärmetauscher und Ventil sowie durch Entfall eines eigenständigen Gehäuses für das Ventil ist diese Ausfuhrungsform eine bauraumsparende Lösung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung verbleibt das Ventil bei Versagen einer Schaltvorrichtung in einer Offenstellung. Das Ventil ist so ausgelegt, dass bei Versagen der Schaltvorrichtung, die z.B. als Elektromagnet oder als Wachspatrone ausgebildet ist, der Abgas/Kühlmittelwärmetauscher grundsätzlich mit Kühlmittel durchströmt ist. Mit dieser Auslegung ist gewährleistet, dass die Abgasemissionen der Brennkraftmaschine bei Ventil ersagen nicht ansteigen.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine .
Gleiche Bauteile in den Figuren 1 bis 3 sind im folgenden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die schematische Darstellung in Fig.l zeigt eine Brennkraftmaschine 1, die einen Kuhlmittelkreislauf sowie ein Leitungssystem zur Gasführung aufweist. Die Strömungsrichtung von einem Kühlmittel in dem Kuhlmittelkreislauf sowie die Richtung der Gasströmung ist an verschiedenen Stellen jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet . Der Kuhlmittelkreislauf umfasst mehrere Teilkreisläufe, einen Heizkreislauf 11, einen Kühlkreislauf 13, einen kleinen Kühlkreislauf 19 und einen großen Kühlkreislauf 20. In einer modifizierten Ausführung können auch weitere Teilkreisläufe, beispielsweise mit einem Ladeluft-, Kraftstoff - oder Ölkühler, angeordnet sein. Das im Kuhlmittelkreislauf zirkulierende Kühlmittel fließt ausgehend von der Kühlmittelpumpe 10 durch die im folgenden beschriebenen Baugruppen.
Die Kühlmittelpumpe 10, die in Wi kverbindung mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 oder einem elektrischen Antrieb steht, wälzt die Kühlflüssigkeit im Kuhlmittelkreislauf um.
Die in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine 1 erzeugt durch Verbrennung eines Gas-Luftgemisches neben mechanisch nutzbarer Energie einen hohen Anteil an überschüssiger Wärmeenergie. Um die Brennkraftmaschine 1 nicht zu überhitzen, nimmt ein das die Brennkraftmaschine 1 durchströmendes Kühlmittel die überschüssige Wärme auf und gibt diese über einen Luft- Flüssigkeitskühler.21 an die Umgebung ab.
Der aus der Brennkraftmaschine 1 austretende Kühlmittelstrom strömt teilweise in einen Heizkreislauf 11 und teilweise in einen Kühlkreislauf 13.
Im Heizkreislauf 11 ist stromabwärts ein Wärmetauscher 12 angeordnet, der zum Beheizen eines Passagierraumes dient. Bei Anforderung einer Passagierraumbeheizung entzieht der Wärmetauscher 12 dem Kühlmittel Wärmeenergie und führt diese dem Passagierraum zu.
Im Kühlkreislauf 13 ist ein 3/2-Wegeventil 16 angeordnet, das in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittelstroms diesen entweder durch einen Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 oder unter Umgehung des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 zu einer Steuereinheit 18 leitet. Das 3/2 -Wegeventil 16 ist vorzugsweise als selbstschaltendes Thermostatventil, das ein Dehnstoffelement aufweist, oder als elektrisch angesteuertes Ventil ausgeführt. Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 finden in vorwiegend nach dem Diesel Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen Anwendung. Durch die Kühlung des der Verbrennung erneut zugeführten Abgases verringert sich die Verbrennungstemperatur und damit der NOx-Gehalt des Abgases. Das durch den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 strömende Abgas ist durch den Kühlmittelstrom gekühlt .
Stromab des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 und des 3/2- Wegeventils 16 ist eine Steuereinheit 18 angeordnet, die in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur das Kühlmittel in einem großen Kühlkreislauf 20 über einen Luft- Flüssigkeitskühler 21 oder über einen kleinen Kühlkreislauf 19 unter Umgehung des Luft- Flüssigkeitskühler 21 zur Ansaugseite der Kühlmittelpumpe 10 zurückleitet. Die Steuereinheit 18 kann ein Dehnstoffelement aufweisen, das ab einer bestimmten Kühlmitteltemperatur vom kleinen Kühlkreislauf 19 auf den großen Kühlkreislauf 20 umschaltet. Alternativ kann die Steuereinheit 18 auch beheizbar oder als elektrisch angesteuertes Mischventil ausgeführt sein.
Eine Ansaugvorrichtung umfasst einen Ansaugkanal 2 und einen Ansaugkrümmer 3, über die Luft oder ein Gas- Luftgemisch der Brennkraftmaschine 1 zur Verbrennung zuführbar ist . In einem Abgaskrümmer 4 sammeln sich die durch die Verbrennung entstehenden Abgase, die zur Abgasleitung 5 strömen. Ein Teil des Abgases strömt über die Abgasleitung 5 in eine nicht gezeigte Schalldämpferanläge, der andere Teil strömt in einen von der Abgasleitung 5 abzweigenden Abgasrückführkanal 6 in dem der Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 eingeschaltet ist. Desweiteren ist in der Abgasrückführleitung 6 ein beispielsweise elektrisch geschaltetes Abgasrückführventil 9 angeordnet, über das ein Volumenstrom des rückgeführten Abgases steuerbar ist. Die Abgasrückführleitung 6 mündet in den Ansaugkanal 2. Von Interesse ist möglichst in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 1 eine Abgasführung, in einer für die Reduzierung der Emissionen erforderlichen Menge, vorzusehen. Nach dem Start der Brennkraftmaschine 1 ist das im Kühlkreislauf 13 zirkulierende Kühlmittel kalt, die Abgastemperatur nimmt in Abhängigkeit des Lastzustandes Temperaturen im Bereich von ca. 100°C bis 700°C an. Ein Teil des nach der Verbrennung ausgestoßenen Abgases strömt über den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7. Das 3/2-Wegeventil 16 verhindert bei kaltem Kühlmittel eine Durchströmung des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 mit Kühlmittel. Das 3/2- Wegeventil 16 führt den gesamten Kühlmittelstrom am Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 vorbei. Damit ist eine zu starke Abkühlung des rückgeführten Abgases vermieden. Eine Abkühlung des Abgases auf eine Temperatur von ca.<90°C führt zu Ausscheidung lackartiger Substanzen im folgenden Verlackung genannt. Diese Substanzen sind klebrig und schlagen sich in den mit rückgeführtem Abgas durchströmten Bauteilen, beispielsweise im Abgasrückführventil 9, nieder. Durch Verkleben ist die Funktion beweglicher Bauteile beeinträchtigt. Nachdem das Kühlmittel erwärmt, und eine zu starke Abkühlung des Abgases ausgeschlossen ist, leitet das 3/2 Wegeventil 16 den gesamten Kühlmittelstrom über den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7.
Neben der Vermeidung der Verlackung, führt ein Unterbleiben der Kühlung des rückgeführten Abgases, insbesondere nach einem Kaltstart, zu höheren Verbrennungstemperaturen bzw. höheren Abgastemperaturen. Die nachgeordneten Abgasreinigungs- komponenten wie Katalysator oder Dieselpartikelfilter kommen schneller auf Betriebstemperatur, so dass eine Abgasreinigung früher einsetzt.
In Fig. 2 übernimmt die Steuerung des KühlmittelStroms durch den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 ein Schaltventil 17. Dieses ist vorzugsweise selbstschaltend oder elektrisch ausgeführt. Nach einem Kaltstart ist das Schaltventil 17 aufgrund der niedrigen Kühlmitteltemperatur geschlossen. Der Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 ist nicht mit Kühlmittel durchströmt und das rückgeführte Abgas ist nicht gekühlt. Bei einer Kühlmitteltemperatur, ab der keine Verlackungsgefahr besteht, öffnet das Schaltventil 17 und schaltet den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 parallel zum
Kühlmittelstrom 8. Die Kühlmitteldurchflussmenge ist über eine Abstimmung von Leitungsquerschnitten und gegebenenfalls über Drosseln einstellbar. Das Schaltventil 17 ist in der Zu- oder Rückführleitung 14,15 des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 anordenbar. In weiterer Ausgestaltung kann das Schaltventil 17 ein- oder auslaßseitig in dem Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 integriert sein.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 im Heizkreislauf 11. Voraussetzung für diese Anordnung ist, dass das Kühlmittel immer den Heizkreislauf 11 durchströmt, unabhängig davon, ob eine Passagierraumheizung angefordert ist oder nicht. Dies ist durch eine luftseitige Regelung des Wärmetauschers 12 zur Beheizung des Passagierraums oder durch eine wasserseitige Regelung mit einer den Wärmetauscher 12 umgehenden Bypassleitung erzielbar. Nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine 1 strömt Kühlmittel in den Heizkreislauf 11. Das Kühlmittel strömt unter Umgehung des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 in den Wärmetauscher 12 zur Beheizung des Passagierraums. Das 3/2-Wegeventil schaltet den Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 in den Heizkreislauf 11 ein, sobald eine Verlackungsgefahr nicht mehr gegeben ist. Eine Anordnung des Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 in Verbindung mit einem Schaltventil 17 gemäß Fig. 2, ist im Heizkreislauf 11 entsprechend anwendbar.
In weiteren modifizierten Ausfuhrungsformen ist der Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher 7 mit einem gemäß Fig. 1 zugeordneten 3/2-Wegeventil oder mit einem gemäß Fig. 2 zugeordneten Schaltventil 17 an jeder weiteren Stelle der Teilkreisläufe anordenbar. Dabei ist der Abgas/Kühlmittel Wärmetauschers 7 beispielsweise im großen Kühlkreislauf 20, im kleinen Kühlkreislauf 19 oder vor bzw. nach der Kühlmittelpumpe 10 usw. anordenbar.

Claims

Patentansprüche
1. Brennkraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit - einem Kuhlmittelkreislauf, über den aus einer Kühlmittelaustrittsöffnung ausströmendes Kühlmittel zu einer Kühlmitteleintrittsöffnung zurückströmt, - einer Abgasrückführvorrichtung, über die Abgas einer Verbrennung der Brennkraftmaschine (1) erneut zuführbar ist und - einem Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher (7) , der in dem Kuhlmittelkreislauf angeordnet und mit Kühlmittel durchströmt ist d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Ventil (16,17) den Kühlmitteldurchfluss durch den Abgas/Kühlmittelwärmetauscher (7) temperaturabhängig steuert .
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ventil als 3/2-Wegeventil (16) ausgeführt ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ventil als Schaltventil (17) ausgeführt ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ventil (16,17) als selbstschaltendes Thermostatventil ausgeführt ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ventil (16,17) mit dem Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher (7) eine Baueinheit bildet.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Ventil (16,17) bei Versagen einer Schaltvorrichtung in einer Offenstellung verbleibt.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher (7) mit aus der Brennkraftmaschine (1) austretendem, ungekühltem Kühlmittel gespeist ist.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Abgas/Kühlmittel Wärmetauscher (7) über eine Abgasbypassleitung umgehbar ist .
PCT/EP2004/009335 2003-09-05 2004-08-20 Brennkraftmaschine für kraftfahrzeuge WO2005028847A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10340908A DE10340908A1 (de) 2003-09-05 2003-09-05 Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge
DE10340908.4 2003-09-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005028847A1 true WO2005028847A1 (de) 2005-03-31

Family

ID=34223358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/009335 WO2005028847A1 (de) 2003-09-05 2004-08-20 Brennkraftmaschine für kraftfahrzeuge

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10340908A1 (de)
WO (1) WO2005028847A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028126A1 (de) * 2009-07-30 2011-02-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Thermische Entdrosselung eines Verbrennungsmotors

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007040141A (ja) 2005-08-02 2007-02-15 Toyota Motor Corp Ｅｇｒクーラシステム
DE102006037640B4 (de) * 2006-08-10 2020-08-27 Mahle International Gmbh Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug
GB2471514B (en) * 2009-07-03 2013-08-14 Ford Global Tech Llc Heat exchanging systems for motor vehicles
DE102009057802B4 (de) * 2009-12-10 2021-01-21 Volkswagen Ag Kühlkreislauf für eine Brennkraftmaschine
DE102016216282B4 (de) 2016-08-30 2020-11-12 Hanon Systems Vorrichtung zur gekühlten Abgasrückführung in einem Verbrennungsmotor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9421145U1 (de) * 1994-04-28 1995-05-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 88045 Friedrichshafen Dieselbrennkraftmaschine mit in einer Abgasrückführleitung angeordnetem Wärmetauscher für die Abgaskühlung
DE19633190A1 (de) * 1996-08-17 1998-02-19 Daimler Benz Ag Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine
EP1041268A2 (de) * 1999-03-30 2000-10-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine und Arbeitsverfahren einer Verbrennungskraftmaschine
EP1055813A2 (de) * 1999-05-27 2000-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführsystem
EP1170498A1 (de) * 2000-07-06 2002-01-09 Peugeot Citroen Automobiles SA Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
EP1270921A2 (de) * 1996-12-11 2003-01-02 Cummins Engine Company, Inc. System zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases in einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9421145U1 (de) * 1994-04-28 1995-05-04 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 88045 Friedrichshafen Dieselbrennkraftmaschine mit in einer Abgasrückführleitung angeordnetem Wärmetauscher für die Abgaskühlung
DE19633190A1 (de) * 1996-08-17 1998-02-19 Daimler Benz Ag Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine
EP1270921A2 (de) * 1996-12-11 2003-01-02 Cummins Engine Company, Inc. System zur Steuerung der Temperatur des rückgeführten Abgases in einer Brennkraftmaschine
EP1041268A2 (de) * 1999-03-30 2000-10-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine und Arbeitsverfahren einer Verbrennungskraftmaschine
EP1055813A2 (de) * 1999-05-27 2000-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführsystem
EP1170498A1 (de) * 2000-07-06 2002-01-09 Peugeot Citroen Automobiles SA Vorrichtung zur thermischen Regelung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028126A1 (de) * 2009-07-30 2011-02-17 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Thermische Entdrosselung eines Verbrennungsmotors
DE102009028126B4 (de) * 2009-07-30 2011-09-22 Ford Global Technologies, Llc Thermische Entdrosselung eines Verbrennungsmotors

Also Published As

Publication number Publication date
DE10340908A1 (de) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10025500B4 (de) Brennkraftmaschine mit Kühlkreislauf und einem an diesen angeschlossenen Heizungswärmetauscher
EP1948917B1 (de) Kreislaufsystem, mischorgan
DE10161851A1 (de) Kühlkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine
EP1857761B1 (de) Wärmeübertragungseinheit für Verbrennungskraftmaschinen
DE4435693A1 (de) Zusatzheizungs-Anordnung
DE102010035174A1 (de) Kühlsystem für ein Fahrzeug mit einem Abgasrückführungssystem und Verfahren zur Kühlung eines Fahrzeugs mit einem Abgasrückführungssystem
EP1923549B1 (de) Kühlsystem für ein Kraftfahrzeug
EP1055813B1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine mit einem Abgasrückführsystem
DE112018004425T5 (de) Aktives Aufheizsystem und Aufheizverfahren
DE19908088A1 (de) Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, für ein Fahrzeug mit einer Fahrgastraum-Heizvorrichtung
WO2005028847A1 (de) Brennkraftmaschine für kraftfahrzeuge
EP3377740B1 (de) Ladegaskühlkreis und verfahren zum temperieren von ladegas
DE102018202672B4 (de) Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
WO2008046490A1 (de) Kühlkreislauf für eine brennkraftmaschine
DE102008060224B4 (de) Öl-Abgas-Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine
EP1703115B1 (de) Thermostatventil mit integriertem AGR-Ventil
WO2009012897A1 (de) Vorrichtung zur kühlung von rückgeführtem abgas eines verbrennungsmotors
DE102007022859B4 (de) Anordnung von in Reihe geschalteten Heizungswärmeaustauschern in einem Kraftfahrzeug
DE19712479B4 (de) Kühleinrichtung für den Kraftstoff der Einspritzanlage von Verbrennungsmotoren
DE3607854C2 (de)
EP3717758B1 (de) Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung
DE102012019046A1 (de) Verbrennungskraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Verbrennungskraftmaschine
EP2307678A1 (de) Kühleinrichtung für eine kraftfahrzeug-brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben derselben
AT501385B1 (de) Brennkraftmaschine mit einem abgassystem
DE102008047535B4 (de) Abgaskühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG MD RU TJ TM AT BE BG CH CY DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase