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Dokumentenidentifikation DE19809862A1 09.09.1999
Titel Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor
Anmelder Filterwerk Mann & Hummel GmbH, 71638 Ludwigsburg, DE
Erfinder Neuschwander, Helmut, 71636 Ludwigsburg, DE
Vertreter W. Aldag und Kollegen, 70190 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 07.03.1998
DE-Aktenzeichen 19809862
Offenlegungstag 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse F02M 25/07
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotot, bei der in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors rückgeführtes Abgas eingeleitet wird. Die Einleitungsstelle (3) enthält am Ansaugkanal einen Ringkanal (9), der um den rohrförmigen Ansaugkanal (1) herumgeführt ist und Öffnungen zum Ansaugrohr (1) aufweist, durch die das rückgeführte Abgas im wesentlichen radial einströmen kann. Im Ringkanal (9) sind Strömungskörper (6), Ringspalte (15; 16) oder ein Lochblech (12) angeordnet, durch die das Abgas in den Frischluftstrom im Ansaugrohr (1) einströmt.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Es ist beispielsweise aus der EP 0 128 299 A1 bekannt, daß zusätzliche Gasströme in den Ansaugkanal eines Verbrennungsmotors zur Bildung eines Gemischs mit der Ansaugluft hinter einer Drosselklappe eingeleitet werden. Die Menge des zusätzlichen Gasstromes wird über eine zweite Drosselklappe in dem Kanal für den zusätzlichen Gasstrom reguliert. Für eine einwandfrei Funktion der Anordnung spielt die Temperatur und der Strömungswiderstand des zusätzlichen Gasstromes an der Einleitungsstelle eine große Rolle.

Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor nach der eingangs angegebenen Art so fortzubilden, daß an der Einleitungsstelle des rückgeführten Abgases optimale Temperatur- und/oder Strömungsverhältnisse erreichbar sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise als Weiterbildung der gattungsgemäßen Art ausgeführt, bei der zur Rückführung von Abgasen in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe eine vorgebbare Menge von rückgeführtem Abgas eingeleitet ist. Erfindungsgemäß enthält die Einleitungsstelle am Ansaugkanal einen Ringkanal, der um den rohrförmigen Ansaugkanal herumgeführt ist und Öffnungen zum Ansaugkanal aufweist, durch die das rückgeführte Angas im wesentlichen radial einströmen kann.

Auf einfache Weise sind dabei im Ringkanal eine Anzahl Strömungskörper angeordnet, die sich im Ringkanal rotierend um die Achse des Ansaugkanals fortbewegen. Die Strömungskörper sind vorteilhaft als Zylinder oder als Rippen ausgeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Strömungskörper in vorgegebenen Abständen auf einem Kreiselement angeordnet, das um die Achse des Ansaugkanals rotiert.

Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform kann auf einfache Weise eine hohe Rückführquote des Abgases erreicht werden, da nur ein geringer Strömungswiderstand durch eine Umlenkung des Abgases auftritt. Durch die Rotationsbewegung der Zylinder wird ständig der Einströmungswinkel verändert, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des rückgeführten Abgases erreicht wird. Des weiteren wird das Gemisch zusätzlich verwirbelt um ein relativ homogenes Gemisch zu erzielen. Die Lagerstelle des Kreiselements als Rotationskörper kann hierbei sowohl außen im Ringkanal als auch im Zentrum liegen.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem nebengeordneten Anspruch 5 ist im Einströmbereich des rückgeführten Abgases ein Strömungskörper derart angeordnet, daß sich das rückgeführte Abgas in zwei Richtungen in den Ringkanal verzweigt. Bei dieser Variante kann das rückgeführte Abgas nahezu ohne Widerstand einströmen und die Herstellung dieser Vorrichtung ist relativ einfach, da nur zwei gleiche Teile spiegelbildlich verbaut werden müssen.

In vorteilhafter Weise kann der zuvor beschriebene Ringkanal derart in Richtung des Einströmbereichs versetzt sein, daß er im Einströmbereich breiter und am entgegengesetzten Ende schmäler ist. Zwischen dem Ringkanal und dem Ansaugrohr kann darüber hinaus auch ein Lochblech zur besseren Vermischung unter Inkaufnahme eines höheren Strömungswiderstandes angeordnet werden.

Gemäß einer weiteren Alternative nach dem nebengeordneten Anspruch 8 ist der Ringkanal durch einen Zwischenraum zwischen einem Einsatz und dem Ansaugrohr gebildet und das rückgeführte Abgas wird durch einen Ringspalt am Ende des Zwischenraumes eingeleitet. Der Ringspalt und/oder der Ringkanal kann auch auf einfache Weise zwischen dem Einsatz und einem Zwischenstück im Ansaugrohr gebildet werden, wobei das Zwischenstück über entsprechende Dichtungen in das Ansaugrohr eingefügt ist.

Insbesondere um eine örtliche Temperaturübertragung bei dem relativ heißem Abgas im Ansaugrohr zu vermeiden, wird die Einleitungsstelle, wie zuvor beschrieben, räumlich getrennt insbesondere von der Drosselklappe im Ansaugrohr angeordnet und der Einsatz und/oder das Zwischenstück ist aus einem wärmeisolierenden Werkstoff, wie Glaskeramik, Keramik oder Porzellan geformt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ansaugkanal mit einer Einleitung von rückgeführtem Abgas über rotierende Zylinder;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Achse 1-1 nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Ansaugkanal mit einer Einleitung von rückgeführtem Abgas über einen verzweigenden Strömungskörper;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Achse I-I nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Ansaugkanal mit einer Einleitung von rückgeführtem Abgas über ein Lochblech;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Achse I-I;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Ansaugkanal mit einer Einleitung von rückgeführtem Abgas über einen Ringspalt und

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ringspaltes.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Ansaugrohr 1 eines Ansaugkanals für einen Verbrennungsmotor in der Nähe der hier nicht dargestellten Drosselklappe gezeigt. Im Ansaugkanal strömt Frischluft gemäß Pfeil 2 durch eine Einleitungsstelle 3 für rückgeführtes Abgas des Verbrennungsmotors und strömt dann als Gemisch gemäß Pfeil 4 weiter zum Zylinderblock des Verbrennungsmotors.

An der Einleitungsstelle 3 befindet sich ein rotierendes Kreiselement 5 mit Zylindern 6 in einem Ringkanal 9. Aus Fig. 2 ist anhand eines Schnittes 1-1 nach Fig. 1 eine genauere Ansicht zur Erläuterung der Funktion der Vorrichtung nach der Fig. 1 gezeigt. Hieraus ist erkennbar, daß das rückgeführte Abgas gemäß Pfeil 7 in die Einleitungsstelle 3 einströmt und sich als 7a und 7b um die jeweils vorhandenen Zylinder 6 verteilt. Die Zylinder 6 rotieren dabei gemäß Pfeil 8, so daß sich eine fortlaufende, durch die Rotation unterstützte, strömungswiderstandsarme Vermischung des rückgeführten Abgases mit der Frischluft im Ansaugrohr 1 einstellt, wodurch auch die Temperaturerhöhung an der Einleitungsstelle 3 gering gehalten werden kann.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und Fig. 4 trifft das rückgeführte Abgas gemäß der Pfeile 7, 7a und 7b an der Einleitungsstelle 3 auf einen Strömungskörper 10 der zu einer beidseitigen Verzweigung des Stromes 7 führt und dann seitlich in das Ansaugrohr 1 einströmt. Der Ringkanal 9 ist hier vom Zentrum des Ansaugrohres 1 versetzt, so daß sich nahe des Strömungskörpers 10 ein breiter Ringkanal 9 und am anderen Ende ein relativ schmaler Ringkanal ausbildet.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und Fig. 6 ist in Erweiterung des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 3 und 4 die Einleitungsstelle 3 mit dem Ringkanal 9 in einem Einsatz 11 ausgebildet, wobei hier das rückgeführte Abgas nach den Pfeilen 7a und 7b umgelenkt wird und durch ein Lochblech 12 in das Ansaugrohr 1 geleitet wird (Pfeile 13).

Ausführungsbeispiele nach Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die neben dem Einsatz 11 noch ein Zwischenstück 14 aufweist. Die Einleitungsstelle 3 für das rückgeführte Abgas wird hier durch einen Ringspalt 15 (Fig. 7) oder 16 (Fig. 8) gebildet, der sich an den jeweiligen Ringkanal 9 anschließt und durch den das Abgas in den Frischluftstrom im Ansaugrohr 1 eingeleitet werden kann.

Das Zwischenstück 14 und/oder der Einsatz 11 nach den Fig. 5 bis 8 kann beispielsweise aus einem wärmeisolierenden Werkstoff, wie Glaskeramik, Keramik oder Porzellan geformt und über Dichtungen 17 in das Ansaugrohr 1 eingefügt sein. Bezugszeichenliste 1 Ansaugrohr

2 Pfeil (Frischluft)

3 Einleitungsstelle

4 Pfeil (Gemisch)

5 Kreiselement

6 Zylinder

7 Pfeil (zurückgeführtes Abgas)

8 Pfeil (Rotation des Kreiselements)

9 Ringkanal

10 Strömungskörper

11 Einsatz

12 Lochblech

13 Pfeil (Strömung durch das Lochblech)

14 Zwischenstück

15 Ringspalt

16 Ringspalt

17 Dichtungen


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor, bei der
    1. - in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe eine vorgebbare Menge von rückgeführtem Abgas eingeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    2. - die Einleitungsstelle (3) am Ansaugkanal einen Ringkanal (9) enthält, der um den rohrförmigen Ansaugkanal (1) herumgeführt ist und Öffnungen zum Ansaugrohr (1) aufweist, durch die das rückgeführte Abgas im wesentlichen radial einströmen kann und daß
    3. - im Ringkanal (9) eine Anzahl Strömungskörper (6) angeordnet sind, die sich im Ringkanal (9) rotierend um die Achse des Ansaugrohrs (1) fortbewegen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - die Strömungskörper Zylinder (6) sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - die Strömungskörper Rippen sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - die Strömungskörper (6) in vorgegebenen Abständen auf einem Kreiselement (5) angeordnet sind, daß um die Achse des Ansaugrohres (1) rotiert.
  5. 5. Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor, bei der
    1. - in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe eine vorgebbare Menge von rückgeführtem Abgas eingeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    2. - die Einleitungsstelle (3) am Ansaugkanal einen Ringkanal (9) enthält, der um den rohrförmigen Ansaugkanal (1) herumgeführt ist und Öffnungen zum Ansaugrohr (1) aufweist, durch die das rückgeführte Abgas im wesentlichen radial einströmen kann und daß
    3. - im Einströmbereich des rückgeführten Abgases an der Einleitungsstelle (3) ein Strömungskörper (10) derart angeordnet ist, daß sich das rückgeführte Abgas in zwei Richtungen (7a, 7b) in den Ringkanal (9) verzweigt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - der Ringkanal (9) derart in Richtung des Einströmbereichs versetzt ist, daß er im Einströmbereich breiter und am entgegengesetzten Ende schmäler ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - zwischen dem Ringkanal (9) und dem Ansaugrohr (1) ein Lochblech (12) angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung zur Rückführung von Abgasen bei einem Verbrennungsmotor, bei der
    1. - in den Ansaugkanal des Verbrennungsmotors in Strömungsrichtung hinter einer Drosselklappe eine vorgebbare Menge von rückgeführtem Abgas eingeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    2. - die Einleitungsstelle (3) am Ansaugkanal einen Ringkanal (9) enthält, der um den rohrförmigen Ansaugkanal (1) herumgeführt ist und Öffnungen zum Ansaugkanal aufweist, durch die das rückgeführte Abgas im wesentlichen radial einströmen kann und daß
    3. - der Ringkanal (9) durch einen Zwischenraum zwischen einem Einsatz (11) und dem Ansaugrohr (1) gebildet ist und das rückgeführte Abgas durch einen Ringspalt (15;16) am Ende des Zwischenraumes einleitbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - der Ringspalt (9) und/oder der Ringkanal (15; 16) zwischen dem Einsatz (11) und einem Zwischenstück (14) im Ansaugrohr (1) gebildet ist, wobei das Zwischenstück (14) über entsprechende Dichtungen (17) in das Ansaugrohr (1) eingefügt ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
    1. - der Einsatz (11) und/oder das Zwischenstück (14) aus einem wärmeisolierenden Werkstoff, wie Glaskeramik, Keramik oder Porzellan geformt ist.






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