AT520741A4

AT520741A4 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: AT520741A4
Application number: ATA50196/2018A
Authority: AT
Inventors: Keppl Gert; Thomas Obenaus Ing
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-07-15
Also published as: AT520741B1; DE102019105910A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (20) mit einem Gasverteiler (1), insbesondere einem AGR-Gasverteiler, wobei der Gasverteiler (1) zumindest einen Verteilerraum (5) aufweist, der mit zumindest einer Ladegaszuleitung (3) zur Zuführung von Ladegas in den Verteilerraum (5) und zumindest zwei Abführkanälen (4) zur Abführung des Ladegases aus dem Verteilerraum (5) verbunden ist. Aufgabe der Erfindung ist, einen Gasverteiler bereitzustellen, der eine möglichst gut einstellbare Aufteilung des Ladegases auf die Abführkanäle ermöglicht, ohne dabei einen zu großen Strömungswiderstand aufzuweisen. Dies wird dadurch gelöst, dass der Verteilerraum (5) über eine Verteileröffnung (12) mit den unmittelbar an die Verteileröffnung (12) anschließenden Abführkanälen (4) strömungsverbunden ist, wobei die Verteileröffnung (12) in eine der Anzahl an anschließenden Abführkanälen (4) entsprechenden Zahl an Bereichen (13) unterteilt ist und die Gesamtquerschnittsfläche der Verteileröffnung (12) zu gleichen Teilen auf die Bereiche (13) aufgeteilt ist, wobei jedem Abführkanal (4) ein Bereich zugeordnet ist.

Description

Z U S A M M E N F A S S U N G

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (20) mit einem Gasverteiler (1), insbesondere einem AGR-Gasverteiler, wobei der Gasverteiler (1) zumindest einen Verteilerraum (5) aufweist, der mit zumindest einer Ladegaszuleitung (3) zur Zuführung von Ladegas in den Verteilerraum (5) und zumindest zwei Abführkanälen (4) zur Abführung des Ladegases aus dem Verteilerraum (5) verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Gasverteiler bereitzustellen, der eine möglichst gut einstellbare Aufteilung des Ladegases auf die Abführkanäle ermöglicht, ohne dabei einen zu großen Strömungswiderstand aufzuweisen. Dies wird dadurch gelöst, dass der Verteilerraum (5) über eine Verteileröffnung (12) mit den unmittelbar an die Verteileröffnung (12) anschließenden Abführkanälen (4) strömungsverbunden ist, wobei die Verteileröffnung (12) in eine der Anzahl an anschließenden Abführkanälen (4) entsprechenden Zahl an Bereichen (13) unterteilt ist und die

Gesamtquerschnittsfläche der Verteileröffnung (12) zu gleichen Teilen auf die Bereiche (13) aufgeteilt ist, wobei jedem Abführkanal (4) ein Bereich zugeordnet ist.

Fig. 1 / 23

21943AT

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Gasverteiler, insbesondere einem AGR-Gasverteiler (Abgasrückführungs-Gasverteiler), wobei der Gasverteiler zumindest einen Verteilerraum aufweist, der mit zumindest einer Ladegaszuleitung zur Zuführung von Ladegas in den Verteilerraum und zumindest zwei Abführkanälen zur Abführung des Ladegases aus dem Verteilerraum verbunden ist.

Es ist eine bekannte Maßnahme, einen Teil der Abgase einer Brennkraftmaschine über eine Abgasrückführungsleitung (AGR-Leitung, bzw. „EGR für „Exhaust Gas Recirculation) zum Einlass, insbesondere zum Einlasssammler, zurückzuführen. Damit wird versucht, unter bestimmten Fahrbedingungen unerwünschte Motoremissionen (insbesondere Stickoxide bei Dieselmotoren) bzw. den Treibstoffverbrauch (insbesondere bei Otto-Motoren im Teillastbereich) zu verringern.

Um zu verhindern, dass durch AGR-Einrichtungen die Motorleistung einschließlich der Kraftstoffeffizienz und der Leistungsausgabe negativ beeinflusst werden, wird das rückgeführte Abgas mit Einlassluft geeignet gemischt und das AGR/LuftGemisch möglichst gleichmäßig auf jeden Zylinder der Brennkraftmaschine verteilt. Dazu ist es notwendig, eine geeignete AGR-Verteilung vorzusehen, die leicht und auf eine kosteneffektive Weise in eine bestehende Motorstruktur eingebunden werden kann.

Die US 2015/0020781 Al beschreibt dazu Gasmischer, welche auch als Verteiler wirken, wobei Leitplatten vorgesehen sind, welche das Ladegas über Abführkanäle verteilen. Jedoch ist die Aufteilung des Ladegases nicht optimal wählbar über alle Abführkanäle, da insbesondere die vom Einlass weiter entfernten Kanäle mit geringeren Gasmengen versorgt werden. In der Regel wird eine gleichmäßige Verteilung gewünscht.

In der KR 10 2007 0046570 Al wird ein Gasverteiler zur gleichmäßigen Verteilung von Ladegas für eine Brennkraftmaschine beschrieben, wobei in einem Verteilerraum eine als Barriere ausgebildete Lochplatte mit Löchern verschiedener Größe angeordnet ist. Dadurch wird das einströmende Ladegas auf definierte Art, / 23 über darunterliegende Abführkanäle, aufgeteilt. Nachteilig ist jedoch, dass diese Ausführung zu einem sehr großen Gaswiderstand für das Ladegas führt.

In der AT 002 434 Ul wird eine Verteilung des Ladegases über einen

Verteilerknoten beschrieben. Diese Ausführungsform weist einen geringeren Strömungswiderstand auf, nachteilig ist dabei jedoch, dass trotz der Strömungsberuhigung des Ladegases im Verteilerknoten die Abführkanäle stark unterschiedlich versorgt werden.

Aufgabe der Erfindung ist damit, eine Brennkraftmaschine mit einem Gasverteiler bereitzustellen, der eine möglichst gleichmäßige Aufteilung des Ladegases auf die Abführkanäle ermöglicht, ohne dabei einen zu großen Strömungswiderstand aufzuweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verteilerraum über eine Verteileröffnung mit den unmittelbar an die Verteileröffnung anschließenden Abführkanälen strömungsverbunden ist, wobei die Verteileröffnung in eine der Anzahl an anschließenden Abführkanälen entsprechenden Zahl an Bereichen unterteilt ist und die Gesamtquerschnittsfläche der Verteileröffnung zu gleichen Teilen auf die Bereiche aufgeteilt ist, wobei jedem Abführkanal ein Bereich zugeordnet ist.

Durch die gleiche Aufteilung der Gesamtquerschnittsfläche auf die Bereiche wird sichergestellt, dass kein Abführkanal mit mehr Ladegas versorgt wird als ein anderer. Gleichzeitig kann eine derartige Ausführungsform leicht hergestellt werden, da beispielsweise zuerst die Verteileröffnung geschaffen wird und nachträglich in Bereiche aufgeteilt wird. Diese Aufteilung kann beispielsweise durch Wände erfolgen, die die Verteileröffnung in die Bereiche unterteilt und diese untereinander abgrenzt. Die Verteileröffnung kann dabei kreisrund sein, aber auch jede andere Form besitzen. Die Anordnung im Verteilerraum ist besonders vorteilhaft, da sich das Ladegas im Verteilerraum vermischen, bzw. strömungsberuhigen kann. Damit wird die gleichmäßige Aufteilung sichergestellt und die Pulsationsabhängigkeit verringert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verteileröffnung als Verteilerstern ausgeführt. Als Verteilerstern wird dabei eine Anordnung verstanden, die mehrere Abführöffnungen aufweist, die durch im Wesentlichen radial um einen Mittelpunkt / 23 angeordnete, gerade Wände voneinander begrenzt sind. Dies stellt eine besonders kompakte und einfache Anordnung dar, wobei durch die symmetrische Anordnung der Wände zueinander eingestellt werden kann, dass die Abführkanäle gleichmäßig versorgt werden. Dabei kann im Fall von zwei Abführkanälen auch nur eine Wand vorgesehen sein, die die Verteileröffnung in zwei gleichgroße, vorzugsweise als Halbkreise ausgeführte Bereiche unterteilt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Wand oder die Wände konzentrisch in der Verteileröffnung angeordnet sind und so die Bereiche von innen nach außen voneinander abgegrenzt werden.

Als Abführkanal wird in diesem Sinne ein Strömungsweg für das Abführgas verstanden, welches einen Teil des Abgases vom Gasverteiler in Richtung eines Verbrennungsraumes abführt. Dieser kann unterschiedlich gestaltet sein, beispielsweise als Rohr, als gegossener Kanal oder als Leitung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verteilerraum zumindest eine Mantelfläche und zumindest eine Grundfläche aufweist, wobei die Ladegaszuleitung über eine in der Mantelfläche angeordnete Zuleitungsöffnung in den Verteilerraum mündet und die Verteileröffnung in der Grundfläche des Verteilerraums angeordnet ist. Die Mantelfläche ist am Rand der Grundfläche angeordnet und umgibt diese. Dabei kann beispielsweise noch eine zweite, vorzugsweise der ersten Grundfläche gegenüberliegende, Grundfläche vorgesehen sein und die Mantelfläche diese miteinander verbinden. Alternativ kann die Mantelfläche aber auch spitz oder stumpf zusammenlaufen, wodurch nur eine Grundfläche nötig ist. Durch die Anordnung der Verteileröffnung an einer Grundfläche wird sichergestellt, dass die Abführkanäle gleichmäßig versorgt werden. Durch eine derartige Ausführungsform lässt sich außerdem die Pulsationsabhängigkeit der Versorgung der Abführkanäle vermeiden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn drei Abführkanäle über die Verteileröffnung mit dem Verteilerraum verbunden sind. In diesem Fall können radial angeordnete Wände, welche die Bereiche voneinander abgrenzen, im Winkel von 120° zueinander stehen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Verteilerraum in Normalebenen einer Mittelachse eine im Wesentlichen punktsymmetrische Form aufweist und/oder eine um die Mittelachse im Wesentlichen rotationssymmetrische Form aufweist. Dabei ist bevorzugter Weise jeder Punkt der Mantelfläche des Verteilerraumes / 23 punktsymmetrisch in der Normalebene, besonders vorzugsweise drehsymmetrisch, in Bezug zu einer Mittelachse des Verteilerraumes ausgebildet. Durch diese symmetrische Form kann sich das Ladegas besonders gut mischen und die Weitergabe von Pulsationen kann weiter verhindert werden.

Vorteilhaft ist, wenn der Verteilerraum zumindest eine im Wesentlichen topf- oder schüsselartige Form mit einer Mantelfläche und zumindest eine Grundfläche aufweist. Durch eine topf- oder schüsselartige Form des Verteilerraumes wird das einströmende Ladegas zuerst im Raum verteilt, bevor es in die Abführkanäle geleitet wird. Dabei kommt es auch zu Zirkulationsströmen und einer dadurch gleichmäßigen Verteilung des Ladegases im Verteilerraum.

Die Mantelfläche des Verteilerraums hat vorzugsweise eine zylindrische Form, wobei dabei auch zylindrische Formen nicht nur mit kreisrunden sondern auch mit elliptischen oder ovalen Grundflächen gemeint sind. Die Mantelfläche kann aber auch durch eine Drehfläche, beispielsweise einen Kreiszylinder, Konus oder Torus gebildet sein. Dabei kann der Verteilerraum aber auch Vorsprünge oder Vertiefungen aufweisen.

Besonders vorteilhaft ist auch, wenn die Verteileröffnung zu den Abführkanälen führende Abführöffnungen aufweist, die drehsymmetrisch um die Mittelachse angeordnet sind. Beispielsweise können Abführöffnungen der Abführkanäle als Kreissegmente ausgeführt sein. Alternativ können auch Bohrungen drehsymmetrisch in der Grundfläche angeordnet sein. Mit Mittelachse wird dabei eine Achse verstanden, die bei Ausführungsformen mit nur einer Grundfläche durch dessen Mittelpunkt verläuft und sich im Wesentlichen normal zur Grundfläche des Verteilerraumes erstreckt, oder bei Ausführungsformen mit zwei Grundflächen durch die Mittelpunkte beider Grundflächen verläuft.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Mittelpunkt der Verteileröffnung auf einer Mittelachse des Verteilerraums liegt. Insbesondere, wenn der Verteilerraum eine der bereits beschriebenen Symmetrien entlang der Mittelachse aufweist, ist dies sinnvoll.

Vorteilhaft ist, wenn die Ladegaszuleitung so an der Mantelfläche des

Verteilerraums angeordnet ist, dass das Ladegas in einer im Wesentlichen normal zu einer Mittelachse des Verteilerraumes verlaufenden Richtung, vorzugsweise in / 23 radialer Richtung in den Verteilerraum einströmbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Ladegaszuleitung so an der Mantelfläche angeordnet ist, dass das zugeführte Ladegas exzentrisch zur Mittelachse in den Verteilerraum einströmt.

Dies verbessert die Strömung im Verteilerraum und es kann eine, beispielsweise zirkulierende, Hauptströmungsrichtung im Verteilerraum vorgegeben werden oder eine Entstehung einer besonders starken Hauptströmung bei geeigneter Anordnung bewusst verhindert werden.

Weiters kann vorgesehen sein, dass zumindest eine mit dem Verteilerraum über zumindest eine Zuleitungsöffnung verbundene Ladegaszuleitung im Wesentlichen normal zu einer Mittelachse des Verteilerraumes angeordnet ist. Dadurch wird die Verteilung des Ladegases im Verteilerraum weiter verbessert.

Weiters ist vorteilhaft, wenn die Ladegaszuleitung radial an der Mantelfläche des Verteilerraums angeordnet ist. Dies führt zu einer homogeneren Vermischung und Verteilung des Ladegases im Verteilerraum. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass die Ladegaszuleitung tangential an der Mantelfläche des Verteilerraumes erfolgt. Dadurch kann das Ladegas unregelmäßig im Verteilerraum verwirbelt werden.

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn sich die Ladegaszuleitung im Bereich der Zuleitungsöffnung verbreitert oder ihren Querschnitt vergrößert. Damit lässt sich eine Strömungsberuhigung erreichen, bevor das Ladegas in den Verteilerraum eintritt.

Besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen der Ladegaszuleitung und der

Verteileröffnung, vorzugsweise im Verteilerraum zwischen einer Zuleitungsöffnung der Ladegaszuleitung und der Verteileröffnung, besonders vorzugsweise abstehend von einer Grundfläche des Verteilerraumes, zumindest ein Umlenkelement angeordnet ist. Das Umlenkelement kann zu einer Umlenkung oder Verwirbelung der Ladegasströmungen führen und dadurch ungünstige Strömungen, die die Versorgungsverhältnisse zwischen den Abführkanälen verschieben, verhindern.

Das Umlenkelement kann beispielsweise in der Ladegaszuleitung angeordnet sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Umlenkelement im Verteilerraum angeordnet ist. Dadurch wird die Verwirbelung und Mischung besonders im Verteilerraum erreicht.

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Um einen noch besseren Effekt bei einem kompakt ausgeführten Umlenkelement zu erreich, kann vorgesehen sein, dass das Umlenkelement an jener Grundfläche des Verteilerraumes angeordnet ist, an der die Verteileröffnung angeordnet ist.

Zur Verhinderung ungewünschter direkter Strömungen von der Zuleitungsöffnung zur Verteileröffnung kann das Umlenkelement zwischen der Zuleitungsöffnung und der Verteileröffnung angeordnet werden.

Wenn vorgesehen ist, dass das Umlenkelement zumindest eine Leitfläche aufweist, mit der in den Verteilerraum einströmendes Ladegas in eine Richtung entlang einer Mantelfläche des Verteilerraums ablenkbar ist, wobei vorzugsweise die Leitfläche konvex zu einer Hauptströmungsrichtung des durch die Ladegaszuleitung in den Verteilerraum einströmende Ladegases ausgeführt ist, so kann damit eine effektive Umleitung des Ladegases bei trotzdem geringen Strömungswiderstand erreicht werden. Dabei sind diesen Richtungen entlang der Mantelfläche gemeint, dass sich die Strömung der Erstreckung der Mantelfläche folgend bewegt. Im Falle einer zylindrischen Mantelfläche sind dies beispielsweise kreisförmige Strömungen. Dabei ist nicht wesentlich, dass das gesamte einströmende Ladegas abgelenkt wird, es kann auch nur ein Teil abgelenkt oder nur ein Teil des abgelenkten Ladegases in Richtung entlang einer Mantelfläche abgelenkt werden.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Umlenkelement eine Höhenerstreckung aufweist, die zwischen 30% und 70%, vorzugsweise 50% einer Verteilerhöhe des Verteilerraumes beträgt, und/oder dass das Umlenkelement eine

Breitenerstreckung aufweist, die zwischen 75% und 120%, vorzugsweise 100% einer Zuleitungsbreite der Zuleitungsöffnung beträgt. Damit wird eine ausreichende Verwirbelung bzw. Umleitung durch das Umlenkelement erreicht. Dabei wird unter Breitenerstreckung die lichte Weite zwischen zwei gegenüberliegenden Kanten des Umlenkelements und unter Verteilerhöhe die lichte Höhe entlang der Mittelachse verstanden. Das Umlenkelement kann als wandartiges Element mit im Wesentlichen gleichbleibender Höhen- und Breitenerstreckung aufgeführt sein. Es kann aber auch entlang seiner Breitenerstreckung unterschiedliche Höhen oder entlang seiner Höhenerstreckung unterschiedliche Breitenerstreckungen aufweisen. Das Umlenkelement kann aber auch jede andere, unter Umständen mehrteilige Form, beispielsweise eine Rampenform oder eine Gitterform aufweisen. Es sind auch Öffnungen im Umlenkelement möglich.

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Der Gasverteiler kann dazu verwendet werden, nur zur Rezirkulation verwendetes Abgas auf mehrere Abführkanäle aufzuteilen. Dazu ist es vorteilhaft, wenn das Ladegas rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine ist. Die Teile des Abgases können nach deren Aufteilung mit Frischluft vermischt werden.

Der Gasverteiler kann aber auch dazu verwendet werden, ein bereits gemischtes Ladegas aufzuteilen. Dem entsprechend kann das Ladegas auch eine Mischung aus Abgas und Frischluft sein.

Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Abführkanal in eine zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine führende Ansaugleitung mündet, wobei vorzugsweise jeder Abführkanal in genau eine zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine führende Ansaugleitung mündet.

In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen, nicht einschränkenden Ausführungsvariante näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasverteilers 1 an einem Frischluftverteiler in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 2 den Gasverteiler 1 in einer Seitenansicht;

Fig. 3 den Gasverteiler 1 in einer Draufsicht;

Fig. 4 den Gasverteiler 1 in einem Schnitt gemäß einer Linie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5 den Gasverteiler 1 in einem Schnitt gemäß einer Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 den Gasverteiler 1 in einem Schnitt gemäß einer Linie VI-VI in Fig. 3;

Fig. 7 einen Teil der den Gasverteiler 1 beinhaltenden Gasführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 20 in einer schematischen Darstellung.

Die in den Figuren gezeigte Ausführungsform eines Gasverteilers 1 ist auf einem Frischluftverteiler 2 angeordnet (Fig. 1, 2, 3). Der Frischluftverteiler 2 ist aus zwei / 23

Mantelteilen zusammengesetzt. Der Gasverteiler 1 weist eine Ladegaszuleitung 3 in Form eines Rohrstückes, drei Abführkanäle 4 in Form von flachen Kanälen und einen dazwischen angeordneten zylindrischen Verteilerraum 5 auf. Eine an einer Grundfläche 10 des Verteilerraums 5 angeordnete Verteileröffnung 12, Teile der Ladegaszuleitung 3, des Verteilerraums 5 und der Abführkanäle 4 sind als gemeinsames Gehäuseteil einstückig ausgeführt. Die Abführkanäle 4 sind teilweise durch dieses gemeinsame Gehäuseteil und teilweise, auf der dem Frischluftverteiler 2 zugewandten Seite, durch den Mantel des Frischluftverteilers 2 begrenzt. Dies vermindert die Menge an verwendetem Mantelmaterial und stellt eine fertigungsgerechte, platzsparende Ausführung dar. Alternativ können auch der Frischluftverteiler 2 und die Abführkanäle 4 als eigenständige Bauteile ausgeführt werden. Die Anordnung der Abführkanäle 4 sollte vorzugsweise so geschehen, dass die Leitungslängen besagter Kanäle so gut als möglich gleiche Länge, bzw. gleiche Durchflusswiderstände haben. Dies unterstützt die entsprechende Gleichverteilung.

Die Abführkanäle 4 sind im stromabwärtigen Bereich teilweise durch zusätzliche Mantelteile 6, 6a begrenzt. Am stromabwärtigen Ende jedes Abführkanals 4 ist je eine Vermischungsöffnung 7 angeordnet, welche in je eine Ansaugleitung 8 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine 20 mündet. Dabei werden die drei Ansaugleitungen 8 mit dem durch die Vermischungsöffnungen 7 transportierten Ladegas und auch mit Frischluft durch den Frischluftverteiler 2 versorgt. Die Abführkanäle 4 verlaufen entlang der Oberflächen des Frischluftverteilers 2 und der jeweiligen Ansaugleitung 8.

Die Ladegaszuleitung 3 weist an seinem stromaufwärtigen Ende ein

Verbindungsglied 3a zur Verbindung mit einer Abgas führenden Leitung oder einem Ladegas führenden Rohr auf, welches den Gasverteiler 1 mit Ladegas versorgt. In der dargestellten Ausführungsform ist dies komprimiertes und gekühltes Abgas. Die Ladegaszuleitung 3 weist im Bereich des Verbindungsgliedes 3a einen zunächst runden Querschnitt auf, der sich dann aber weiter stromabwärts etwas abflacht und verbreitert. Sie vergrößert ihren Querschnitt im Bereich der Zuleitungsöffnung 9, und nimmt dabei eine im Wesentlichen viereckige Form mit abgerundeten Kanten an. Sie endet in einer Zuleitungsöffnung 9, welche in den Verteilungsraum 5 führt. Das Ladegas wird damit vom Verbindungsglied 3a zur Zuleitungsöffnung 9 geleitet und somit eine Hauptströmungsrichtung 16 des Ladegases definiert. Ein Teil der / 23

Ladegaszuleitung 3 und des Verteilerraums 5 wird durch einen Deckelteil 11 gebildet, der an seinen Rändern einen Flansch zur Abdichtung aufweist.

Die Ladegaszuleitung 3 mündet im Wesentlichen radial in Bezug auf eine Mittelachse 5a in den Verteilungsraum 5 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Längsmittelebene E der Ladegaszuleitung 3 um eine Exzentrizität e von der Mittelachse 5a beabstandet.

Der Verteilungsraum 5 weist im Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, nur die dem Frischluftverteiler 2 zugewandte Grundfläche 10 weist einen sich konisch nach Innen absenkenden, äußeren Außenring auf (Fig. 6). Darüber hinaus weist der Verteilerraum 5 eine flache, der Grundfläche 10 gegenüberliegenden weitere Grundfläche 28 und eine die Grundflächen 10, 28 verbindenden Mantelfläche 17 auf. Die Mantelfläche 17 ist in Normalebenen der Mittelachse 5a punktsymmetrisch. Sie ist darüber hinaus sogar rotationsymmetrisch entlang der Mittelachse 5a, welche sich durch die Mittelpunkte der Grundflächen 10, 28 erstrecken und normal zu diesen verläuft. Damit weist er eine im Wesentlichen topf- oder schüsselförmige Form auf, die sich entlang seiner Höhenerstreckung zuerst über einen kurzen Abschnitt konisch erweitert und dann einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist. Mittig an der Mantelfläche 17 des Zylinders ist die Zuleitungsöffnung 9 angeordnet, die eine im Wesentlichen rechteckige Form besitzt.

Im Zentrum der dem Frischluftverteiler 2 zugewandten Grundfläche 10 ist die Verteileröffnung 12 angeordnet, welche als Verteilerstern ausgeführt ist (Fig. 4, 5). In einer alternativen Ausführungsform kann an der gegenüberliegenden weiteren Grundfläche 28 ebenso eine weitere Verteileröffnung vorgesehen sein. Die Verteileröffnung 12 der Grundfläche 10 weist drei Bereiche 13 in Form von Öffnungen auf, die im Beispiel als gleich große und gleich geformte, 120° abdeckende Kreissegmente ausgeführt sind, wobei sie drehsymmetrisch um einen auf der Mittelachse 5a des Verteilerraumes 5 liegenden Mittelpunkt R der Verteileröffnung 12 angeordnet sind. Sie sind an den zueinander zeigenden Seiten über Sternwände 14 begrenzt. Damit beschreiben die Bereiche 13 zusammen die im Wesentlichen kreisförmige Verteileröffnung 12, welche durch die Sternwände 14 unterteilt wird. Der Mittelpunkt R liegt dabei in der Mittelebene 5a und stellt auch den Mittelpunkt der Grundfläche 10 dar. Eine solche Ausführungsform kann / 23 beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass zuerst diese kreisförmige Verteileröffnung 12 eingebohrt wird und nachträglich die Sternwände 14 angeordnet werden. Alternativ können die Sternwände 14 zusammen mit den umliegenden Teilen des Verteilerraumes 5 hergestellt werden. Jeder der Bereiche 13 als Öffnung führt zu je einem, zwischen dem Verteilerraum 5 und Frischluftverteiler 2 angeordneten Abführkanal 4.

Zwischen der Verteileröffnung 12 und der Zuleitungsöffnung 9 ist an der dem Frischluftverteiler 2 zugewandten Grundfläche 10 ein Umlenkelement 15 angeordnet, welches als Wand ausgeführt ist (Fig. 4). Es weist eine der Zuleitungsöffnung 9 zugewandte Leitfläche 31 auf, welche entlang seiner Breite gewölbt und in Bezug auf die Hauptströmungsrichtung 16 konvex und damit in Bezug zur Verteileröffnung 12 konkav ausgeführt ist. Die Wölbung beschreibt ein Kreissegment um den Mittelpunkt R, womit sich das Umlenkelement 15 konzentrisch zur kreisförmigen Öffnung verhält. Damit lenkt es aus der Zuleitungsöffnung 9 einströmendes Ladegas in mehrere Richtungen, darunter Richtungen 30 entlang der Mantelfläche 17. Darüber hinaus kommt es zu einer Umlenkung über das Umlenkelement 15 in Richtung der weiteren Grundfläche 28.

Das Umlenkelement 15 weist eine Breitenerstreckung 15b auf, welche 75% einer Zuleitungsbreite 9b der Zuleitungsöffnung 9 ausmacht. Das Umlenkelement 15 weist auch eine Höhenerstreckung 15h auf, welche etwa 40% einer Verteilerhöhe 5h des Verteilerraumes 5 ausmacht. Damit wird das hautsächlich in Hauptströmungsrichtung 16 eingeleitete Ladegas vom Umlenkelement 15 im Verteilerraum 5 in andere Richtungen umgeleitet und verwirbelt. So entsteht eine Strömung im Verteilerraum 5, die eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Ladegases im Verteilerraum 5 ermöglicht.

In Fig. 7 wird ein Teil einer Ausführungsform für eine Gasführung einer Brennkraftmaschine 20 dargestellt, in der der erfindungsgemäße Gasverteiler 1 verwendet werden kann. Dabei wird das Abgas einer Brennkraftmaschine 20 mit drei Zylindern über einen Abgassammler 23 von den Verbrennungsräumen gesammelt, teilweise über ein Abgasnachbehandlungssystem 21 abgeführt und teilweise rückgeführt. Die Rückführung erfolgt über einen Vorkühler 22, ein EGRVentil 24 zur Einstellung der rückgeführten Abgasmenge und einen weiteren Hochdruck-EGR-Kühler 25, bis das rückgeführte Abgas als Ladegas in den / 23

Gasverteiler 1 geführt wird. Das nicht rückgeführte Abgas treibt darüber hinaus einen Turbolader 26 an, der angesaugte Frischluft verdichtet. Diese komprimierte Frischluft wird über einen Frischluftkühler 27 ebenso gekühlt und in den Frischluftverteiler 2 geleitet, der die Frischluft ebenso in drei Teile aufteilt. Jedes der drei Teile des vom Gasverteiler 1 aufgeteilten Abgases wird wie in den anderen Figuren dargestellt mit je einem Teil der aufgeteilten Frischluft vermischt und in je einen Zylinder geleitet.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Brennkraftmaschine (20) mit einem Gasverteiler (1), insbesondere einem AGR-Gasverteiler, wobei der Gasverteiler (1) zumindest einen Verteilerraum (5) aufweist, der mit zumindest einer Ladegaszuleitung (3) zur Zuführung von Ladegas in den Verteilerraum (5) und zumindest zwei Abführkanälen (4) zur Abführung des Ladegases aus dem Verteilerraum (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerraum (5) über eine Verteileröffnung (12) mit den unmittelbar an die Verteileröffnung (12) anschließenden Abführkanälen (4) strömungsverbunden ist, wobei die Verteileröffnung (12) in eine der Anzahl an anschließenden Abführkanälen (4) entsprechenden Zahl an Bereichen (13) unterteilt ist und die Gesamtquerschnittsfläche der Verteileröffnung (12) zu gleichen Teilen auf die Bereiche (13) aufgeteilt ist, wobei jedem Abführkanal (4) ein Bereich zugeordnet ist.
2. Brennkraftmaschine (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerraum (5) zumindest eine Mantelfläche (17) und zumindest eine Grundfläche (10) aufweist, wobei die Ladegaszuleitung (3) über eine in der Mantelfläche (17) angeordnete Zuleitungsöffnung (9) in den Verteilerraum (5) mündet und die Verteileröffnung (12) in der Grundfläche (10) des Verteilerraums (5) angeordnet ist.
3. Gasverteiler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerraum (5) in Normalebenen einer Mittelachse (5a) eine im Wesentlichen punktsymmetrische Form aufweist und/oder eine um die Mittelachse (5a) im Wesentlichen rotationssymmetrische Form aufweist.
4. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt (R) der Verteileröffnung auf einer Mittelachse (5a) des Verteilerraums (5) liegt.
5. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladegaszuleitung (3) so an der Mantelfläche (15) des Verteilerraums (5) angeordnet ist, dass das Ladegas in einer im Wesentlichen normal zu einer Mittelachse des Verteilerraumes (5) verlaufenden Richtung, vorzugsweise in radialer Richtung in den Verteilerraum (5) einströmbar ist.

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6. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ladegaszuleitung (3) und der Verteileröffnung (12), vorzugsweise im Verteilerraum (5) zwischen einer Zuleitungsöffnung (9) der Ladegaszuleitung (3) und der Verteileröffnung (12), besonders vorzugsweise abstehend von einer Grundfläche (10) des Verteilerraumes (5), zumindest ein Umlenkelement (15) angeordnet ist.
7. Brennkraftmaschine (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (15) zumindest eine Leitfläche (31) aufweist, mit der in den Verteilerraum (5) einströmendes Ladegas in eine Richtung (30) entlang einer Mantelfläche (17) des Verteilerraums (5) ablenkbar ist, wobei vorzugsweise die Leitfläche (31) konvex zu einer Hauptströmungsrichtung (16) des durch die Ladegaszuleitung (3) in den Verteilerraum (5) einströmende Ladegases ausgeführt ist.
8. Brennkraftmaschine (20) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (15) eine Höhenerstreckung (15h) aufweist, die zwischen 30% und 70%, vorzugsweise 50% einer Verteilerhöhe (5h) des Verteilerraumes (5) beträgt, und/oder dass das Umlenkelement (15) eine Breitenerstreckung (15b) aufweist, die zwischen 75% und 120%, vorzugsweise 100 % einer Zuleitungsbreite (9b) der Zuleitungsöffnung (9) beträgt.
9. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Ladegas um rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine (20) oder eine Mischung aus Abgas und Frischluft handelt.
10. Brennkraftmaschine (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abführkanal (4) in eine zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine (20) führende Ansaugleitung (8) mündet, wobei vorzugsweise jeder Abführkanal (4) in genau eine zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine (20) führende Ansaugleitung (8) mündet.