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Title:
EXHAUST-GAS RECIRCULATION SYSTEM FOR A MULTICYLINDERED INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/042311
Kind Code:
A1
Abstract:
An exhaust gas recirculation system, whereby the recirculation flow is regulated by means of arresting flaps (22) that are arranged in individual suction pipes (20) and the drive mechanism thereof is coupled by means of a drive shaft (2) so that said flaps can be actuated simultaneously. The arresting flaps (22) are used for quick disconnection and adjustment of the recirculated gas flow.

Inventors:
FAUSTMANN RUEDIGER (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/000015
Publication Date:
July 20, 2000
Filing Date:
January 03, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
FAUSTMANN RUEDIGER (DE)
International Classes:
F02B31/08; F02M26/38; (IPC1-7): F02M25/07
Foreign References:
EP0855502A21998-07-29
DE19622891A11997-12-11
EP0949414A21999-10-13
EP0942166A21999-09-15
DE4310839A11994-10-06
EP0701048A11996-03-13
DE19622891C21998-04-09
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 8 30 August 1996 (1996-08-30)
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige Brennkraft maschine mit einem Abgastrakt (14), in dem die Abgasleitungen aller Zylinder zusammengeführt sind, einem Luftsammler (16) mit mindestens einer Ansauglei tung (18,20) für jeden Zylinder, und einer Abgasrückführleitung (23), die einerseits an den Abgastrakt (14) angeschlossen ist und andererseits über einen Abgasrückführverteiler (24) in die einzelnen Ansaugleitungen (18,20) der Zylinder mündet, wobei nahe der Mündungen des Abgasrückführverteilers (24) in die Ansaugleitungen (18,20) mind. eine Sperrvorrich tung (22) zum Abtrennen der Ansaugleitungen (18,20) von der Abgasrückführleitung (23) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für jeden Zylinder eine eigene Sperrvorrichtung (22) vor handen ist, die Sperrvorrichtungen (22) zur gemeinsamen Betä tigung mechanisch gekoppelt und mit einem Stellantrieb ver bunden sind und in geschlossenem Zustand dicht schließen, so daß der rückgeführte Abgasstrom in die Ansaugleitungen (18,20) unter Verzicht auf weitere Regelventile allein durch Betätigung der Sperrvorrichtungen (22) einstellbar ist.
2. Abgasrückführanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stellantrieb einen Lagerückmeldungssensor aufweist.
3. Abgasrückführanlage nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Sperrvorrichtung als Sperrklappe (22) ausgeführt ist, deren Sitz von einem Ring gebildet wird, an dem die Sperrklappe (22) in geschlossenem Zustand dichtend anliegt.
4. Abgasrückführanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Sperrvorrichtung (22) in unmittelbarer Nähe zur zu gehörigen Brennkammer angeordnet ist.
5. Abgasrückführanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für jeden Zylinder zwei Ansaugleitungen (18,20) vorgese hen sind und der Abgasrückführverteiler (24) jeweils nur in eine Ansaugleitung (20) jedes Zylinders mündet.
6. Abgasrückführanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sperrvorrichtungen (22) und die Mündungen in die An saugleitung (18,20) in einem Flanschteil (5) liegen, das zwi schen dem Zylinderkopf und dem Luftsammler (16) angeordnet ist.
7. Abgasrückführanlage nach Anspruch 5 und Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die andere Ansaugleitung (18), in die der Abgasrückführ verteiler (24) nicht mündet, über eine ebenfalls im Flansch teil (5) angeordnete Klappe (4) verschließbar ist.
8. Abgasrückführanlage nach Anspruch 5 und Anspruch 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ansaugleitung (2D), in die der Abgasrückführverteiler (24) mündet, über eine ebenfalls im Flanschteil (5) angeord nete Klappe (4) verschließbar ist.
Description:
Beschreibung Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschi- ne Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführanlage für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei Brennkraftmaschinen sind Abgasrückführungssysteme be- kannt, um günstigere NOx-Emissionswerte zu erreichen. Dabei verbindet üblicherweise eine Abgasrückführleitung den Abga- strakt mit dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 196 22 891 C2 bekannt.

Die in den Ansaugtrakt rückgeführte Abgasmenge muß relativ genau eingestellt werden. Dabei erfolgt diese Einstellung ab- hängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine.

Dazu sitzt in der Abgasrückführleitung üblicherweise ein Re- gelventil. Die Abgasrückführleitung geht in einen Abgasrück- führverteiler über, der in den Ansaugkanal eines jeden Zylin- ders mündet. Um eine schnelle Abschaltung der Abgasrückfüh- rung zu ermöglichen, und eine Kommunikation der Gassäulen zwischen den Ansaugrohren über den Abgasrückführverteiler zu verhindern, müssen die einzelnen Verbindungen zum Abgasrück- führverteiler möglichst nahe an der Mündung in die Ansauglei- tungen der Zylinder verschlossen werden. Hierzu befinden sich üblicherweise Klappen zum Absperren nahe der Mündungen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Abgas- rückführanlage baulich zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Erfindungsgemäß wird auf das Regelventil in der Abgasrück- führleitung verzichtet, und es werden stattdessen die Sperr- vorrichtungen, die vorzugsweise als Sperrklappen ausgeführt sind, zum Einstellen der Abgasrückführrate verwendet. Dabei sind die Sperrvorrichtungen untereinander gekoppelt und mit einem mechanischen Stellantrieb verbunden.

Neben der Einsparung eines zusätzlichen Regelventils ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß die Abgasrückführregelung näher am Brennraum erfolgt, da das Totvolumen zwischen Regel- ventil, das ja jetzt von der Sperrvorrichtung gebildet ist, und den einzelnen Ansaugleitungen sehr klein ist.

Die bauliche Vereinfachung ist besonders groß, wenn in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die Mündungen des Ab- gasrückführverteilers und die Sperrklappen in einen Zwischen- flansch zwischen Zylinderkopf und Luftsammler liegen. Sind zwei Ansaugleitungen für jeden Zylinder vorgesehen, können in den Zwischenflansch auch noch Absperrklappen für die jeweils zweite Ansaugleitung vorgesehen werden. Das so erhaltene Bau- teil ermöglicht durch die thermische Entkopplung von Abgas- rückführverteiler und Luftsammler den Einsatz eines Kunst- stoffluftsammlers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den An- sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung und Fig. 2 eine Darstellung eines Zwischenflansches mit Sperr- klappen für die Abgasrückführung.

Die in Fig. 1 dargestellte Abgasrückführanlage befindet sich an einer Brennkraftmaschine 10, die ein Saugrohr 12 und einen Abgastrakt 14 hat. In diesem Abgastrakt 14 werden die Ab- gasströme der einzelnen Zylinder vereinigt. Das Saugrohr 12 mündet in einen Luftsammler 16, der in diesem Ausführungsbei- spiel wiederum über jeweils zwei Ansaugleitungen 18 und 20 mit jedem einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 10 ver- bunden ist.

Zwischen dem Abgastrakt 14 und den Ansaugleitungen 20 ist ei- ne Abgasrückführleitung 23 geführt, die über einen Abgasrück- führverteiler 24 in die einzelnen Ansaugleitungen 20 mündet.

Nahe jeder Mündung in die Ansaugleitung 20 sitzt eine Sperr- klappe 22. Die einzelnen Sperrklappen 22 der einzelnen Ansau- gleitungen 20 für die Zylinder der Brennkraftmaschine 10 sind über eine Welle 2 antriebsmäßig gekoppelt.

Das entsprechende Bauteil, in dem die Sperrklappen 22 ange- ordnet sind, ist in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein Flanschteil 5, das zwischen dem Zylinderkopf und dem Luftsammler 16 angeordnet ist. Wie zu sehen ist, mündet in jede Ansaugleitung 20 ein Kanal 25. In jedem Kanal 25 sitzt eine Sperrklappe 22. Alle Sperrklappen 22 sind über eine ge- meinsame Welle 2 gekoppelt, so daß sie von einem gemeinsamen Stellantrieb angetrieben werden können. Die Sperrklappen, die in der Darstellung der Fig. 2 in geschlossener Stellung ge- zeigt sind, dienen nicht nur zum Absperren des Kanals 25 und damit der Abgasrückführleitung 23, wie es für die Schnellab- schaltung üblich ist, sondern sind auch die Stellglieder zum Einstellen der Abgasrückführrate. Der am Anschlußflansch 3 der Welle 2 angebrachte Stellantrieb (nicht dargestellt) ist mit einer Lagerückmeldung versehen, so daß beim Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine die Stellung der Sperrklappen 22 und damit die Abgasrückführrate bestimmbar ist.

Wie in der Darstellung der Fig. 1 und 2 zu sehen ist, verfügt die Brennkraftmaschine 10 über zwei Ansaugleitungen 18 und 20

pro Zylinder. Die Abgasrückführung erfolgt dabei nur in eine Ansaugleitung 20. Es ist natürlich auch möglich, die Abgas- rückführung in beide Ansaugleitungen 18,20 vorzusehen. In der beschriebenen Ausführungsform ist jedoch die zweite An- saugleitung 18 mit einer Klappe 4 versehen, die zum Absperren der zweiten Ansaugleitung 18 dient. Dadurch kann je nach Be- triebsphase der Brennkraftmaschine die Ansaugluft durch eine oder zwei Ansaugleitungen geführt werden.

Dabei kann es auch vorteilhaft sein, den Abgasrückführvertei- ler 24 in die Ansaugleitung 18 münden zu lassen, die mit der Klappe 4 verschlossen werden kann. Dadurch kann je nach Stel- lung der Klappe 4 ein variabler Unterdruck in der Abgasrück- führleitung 23 erzeugt werden, wodurch die Abgasrückführrate weiter beeinflußt werden, insbesondere erhöht werden kann.

Natürlich kann anstelle der über eine durchgehende Welle ver- bundenen Sperrklappen 22 auch eine andere Sperrvorrichtung verwendet werden. Beispielsweise können Tellerventile oder die Antriebswellen von anders ausgestalteten Klappenventilen geeignet mechanisch miteinander gekoppelt werden.