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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung der
Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, der insbesondere dazu bestimmt ist, ein
Kraftfahrzeug auszustatten.
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Die Normen bezüglich des Schadstoffausstoßes und des Verbrauchs der
Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen werden in allen Industrieländern
täglich strenger. Die Automobilindustrie ist daher heute damit beschäftigt,
technische Lösungen zu finden, um diese Auflagen zu erfüllen, ohne dass dies allzu
nachteilige Auswirkungen auf die Leistung der Motoren oder deren
Gestehungskosten hat.
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Eine bekannte Technik zur Reduktion der Stickoxide NOx, die mit den
unverbrannten Kohlenwasserstoffen HC und dem Kohlenmonoxid CO die wichtigsten
von den Verbrennungsmotoren ausgestoßenen Schadstoffe bilden, besteht
darin, einen Teil der Auspuffgase in die frischen Ansauggase zurückzuführen.
Diese Technik besteht somit darin, entsprechend den Betriebsbedingungen des
Motors eine vorbestimmte Menge von Auspuffgasen wieder in den
Ansaugkrümmer einzuspritzen. Diese Zufuhr von Auspuffgasen in die frischen Gase
bewirkt, dass der Anteil der letztgenannten in dem in die Brennkammer
eingeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch reduziert wird und somit die
Verbrennungstemperatur gesenkt wird, was eine Verringerung der Entstehung von NOx oder
Stickoxiden hervorruft.
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Das allgemein angewendete Verfahren ist die "externe Rückführung" der
Auspuffgase mit Hilfe eines EGR-Ventils (Abgasrückführungsventil), das eine
Leitung schließt oder öffnet, die den Auspuffkrümmer mit dem Ansaugkrümmer
verbindet. Das EGR-Ventil wird so gesteuert, dass die Menge der zur
Rückführung eingelassenen Auspuffgase entsprechend den Betriebsbedingungen des
Motors gesteuert wird.
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Es ist bekannt, diese Einspritzung der Auspuffgase durch den Ansaugkrümmer
unter Zwischenschaltung eines aufgesetzten rohrförmigen Leitungselements
vorzunehmen, wobei das letztgenannte eine Einspritzöffnung aufweist, die so
angepasst ist, dass sie eine homogene Verteilung der Auspuffgase im
Ansaugkrümmer gewährleistet. Derartige Vorrichtungen ermöglichen es, den Betrieb
des Motors zu optimieren, indem sie für eine gleichmäßige Verteilung der
Auspuffgase in jedem der Zylinder des Motors sorgen.
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Ein Beispiel für einen solchen Typ von Vorrichtung ist in dem vom Anmelder
eingereichten Dokument FR-A-2 719 870 beschrieben und dargestellt.
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Derartige Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, im Bereich des Anschlusses
des aufgesetzten rohrförmigen Leitungselements nicht vollkommen dicht zu
sein, da das letztgenannte einen Kragen aufweist, der zwischen der äußeren
Fläche des Ansaugkrümmers und einem am Ende des Rückführungskreislaufs
angeordneten Flansch eingespannt ist, wobei Fehler in der Ebenheit oder
Verformungen dieses Kragens unter der Einwirkung der Einspannkräfte zu einem
Entweichen von Gas in die Atmosphäre führen können.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine Perfektionierung der im
Dokument FR-2 719 870 beschriebenen Vorrichtung zur Rückführung der
Auspuffgase eines Verbrennungsmotors, die die obengenannten Nachteile
beseitigt, eine homogene Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer
gewährleistet und gleichzeitig einfach und wirtschaftlich in der Ausführung ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase eines
Verbrennungsmotors umfasst einen Kreislauf zur Rückführung der Auspuffgase
vom Auspuffkrümmer zum Ansaugkrümmer, umfassend an einem seiner Enden
ein rohrförmiges Leitungselement, das dazu bestimmt ist, in den
Ansaugkrümmer durch eine entsprechende Öffnung einzudringen, so dass es irr diesen
Krümmer vorragt, wobei das rohrförmige Leitungselement einen Kragen
umfasst, der dazu bestimmt ist, zwischen der äußeren Fläche des Krümmers und
einem fest mit dem Ende des Kreislaufs verbundenen Flansch eingespannt zu
werden.
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Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase
dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen eine Vorwölbung aufweist, die dazu
bestimmt ist, die Öffnung so zu umgeben, dass die Dichtigkeit der Vorrichtung
beim Befestigen des Flansches gewährleistet ist.
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Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Rückführung der Auspuffgase umfasst das rohrförmige Leitungselement einen
Einlass zum Einspritzen der Auspuffgase, der sich annähernd über die gesamte
Länge des Teils des rohrförmigen Leitungselements erstreckt, der in den
Ansaugkrümmer eingefügt ist.
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Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Rückführung der Auspuffgase wird das rohrförmige Leitungselement gebildet aus
einer Zusammenfügung von Teilen aus rostfreiem Blech, die miteinander
verschweißt sind.
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Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Rückführung der Auspuffgase wird das rohrförmige Leitungselement ausgehend von
einem rechteckigen rostfreien Blech gebildet, das in rohrförmige Form gebracht
wird, so dass es einen rohrförmigen Wandteil bildet, der auf annähernd einem
Viertel seines Umfangs offen ist, wobei der rohrförmige Wandteil an einem
axialen Ende eine Querwand und am anderen Ende eine den. Kragen bildende
Metallplatte aufnimmt, und wobei die Querwand und der Kragen durch Ziehen
gebildet und sodann an den rohrförmigen Wandteilen durch Schweißpunkte
angefügt werden.
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Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Rückführung der Auspuffgase umfasst der Kragen zwei Löcher zum Durchlass der
Schrauben zur Befestigung des Flansches am Krümmer und ein Element zur
Unverwechselbarmachung, das für die Ausrichtung des rohrförmigen
Leitungselements bei der Montage des letztgenannten sorgt.
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Gemäß einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Rückführung der Auspuffgase umfasst der Rückführungskreislauf ein Ventil zur
Regulierung der Auspuffgase, das am Ansaugkrümmer befestigt wird, wobei das
Ventil den Befestigungsflansch umfasst.
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Die Ziele, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung besser
verständlich, die als nicht erschöpfendes Beispiel gegeben wird und bei der auf die
beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
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- Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase ist;
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- Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der aufgesetzten rohrförmigen Leitung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Rückführung der Auspuffgase ist;
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- Fig. 3 eine Ansicht im Axialschnitt entlang der Linie III-III der in Fig. 2
dargestellten aufgesetzten rohrförmigen Leitung ist.
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Es sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente
dargestellt. Um die Betrachtung der Zeichnungen zu erleichtern, tragen gleiche
Elemente in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen.
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Fig. 1 stellt den Anschluss des Kreislaufs 2 zur Rückführung der Auspuffgase
eines Verbrennungsmotors, zum Beispiel eines Dieselmotors, mit dem
Ansaugkrümmer 1 des letztgenannten dar. Der Rückführungskreislauf 2 umfasst ein
Ventil 14 zur Regulierung der Auspuffgase, das es ermöglicht, den Durchsatz
der zurückgeführten Auspuffgase entsprechend den Betriebsbedingungen des
Motors einzustellen.
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Das Regulierungsventil 14 weist einen Flansch 10 auf, der mit Hilfe zweier
Befestigungsschrauben 15 seinen Anschluss an eine entsprechende Öffnung 9
des Ansaugkrümmers 1 ermöglicht, wobei die letztgenannte bei Motoren, die
mit einer solchen ausgestattet sind, stromabwärts von der Drosselklappe
angeordnet ist.
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Ein rohrförmiges Leitungselement 3 ist zwischen dem Flansch 10 und dem
Ansaugkrümmer 1 so aufgesetzt, dass die homogene Verteilung der Auspuffgase
im Ansaugkrümmer 1 gewährleistet ist. Dieses rohrförmige Leitungselement 3
erstreckt sich so, dass es durch die Öffnung 9 in das Innere des
Ansaugkrümmers 1 hinein vorspringt, und zwar annähernd senkrecht zur Längsachse des
letztgenannten, und umfasst einen Kragen 8, der zwischen den Flansch 10 und
den Ansaugkrümmer 1 zu liegen kommt, wobei der Kragen 8 zwei Löcher 13
zum Durchlass der Befestigungsschrauben 15 aufweist, um die Immobilisierung
des Leitungselements 3 in seiner Position zu ermöglichen.
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Wie genauer in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, die das rohrförmige Leitungselement
3 darstellen, ist der Kragen 8 durch Schweißen mit einem rohrförmigen
Wandelement 6 verbunden, wobei ein Ende des letztgenannten in einen
Bördelflansch 4 des Kragens 8 eingreift und das andere Ende des rohrförmigen
Wandelements 6 durch eine Querwand 7 verschlossen ist.
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Das so gebildete Leitungselement 3 weist einen Einlass 5 zur Einspritzung der
Auspuffgase auf, der durch eine Öffnung realisiert ist, die in dem rohrförmigen
Wandelement 6 über dessen gesamte Länge und über annähernd ein Vierteil
seines Umfangs gebildet ist. Dieser Einlass 5 ist so ausgerichtet, dass die
Auspuffgase annähernd in der gleichen Richtung eingespritzt werden, in der die
frischen Gase in den Ansaugkrümmer einströmen.
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Da die Positionierung des Leitungselements 3 durch die beiden Löcher 13 des
Kragens 8 zwei um 180º entgegengesetzte Montagepositionen bietet, weist der
letztgenannte ein Element zur Unverwechselbarmachung auf, das durch eine
Klaue 12 gebildet wird, die sich annähernd in einer Ebene erstreckt, die
senkrecht zur Ebene des Kragens 8 ist, so dass sie mit einem Rand des
Ansaugkrümmers 1 zusammenarbeitet, um nur eine einzige Möglichkeit der
Montage des Leitungselements 3 zu bieten.
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Der Kragen 8 des Leitungselements 3 weist darüber hinaus eine Vorwölbung 11
auf, die den Bördelflansch 4 umgibt, wobei diese Vorwölbung 11 in der Höhe
um etwa 1 mm von der Fläche des Kragens 8 vorragt, die dazu bestimmt ist, mit
dem Flansch 10 des Regulierungsventils 14 in Kontakt zu kommen.
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Das auf diese Weise definierte rohrförmige Leitungselement 3 ist leicht aus
rostfreiem Blech mit einer Dicke von 0,4 mm zu bilden, wobei der Kragen 8 und
die Querwand 7 direkt durch Ziehen hergestellt werden können und das
rohrförmige Leitungselement 6, in dem die dem Einlass 5 entsprechende Öffnung
vorgesehen ist, seinerseits rohrförmig vorgeformt wird und sodann an drei
regelmäßig verteilten Punkten an den Bördelflansch 4 und die Querwand 7
geschweißt wird.
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Die so gebildete Vorrichtung ermöglicht es auf einfache und wirtschaftliche
Weise, die Verteilung der zurückgeführten Auspuffgase im Ansaugkrümmer 1
zu optimieren und gleichzeitig ein Entweichen im Bereich der Verbindung
Flansch 10, Kragen 8 und Ansaugkrümmer 1 zu minimieren.
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Da der Kragen 8 zwischen dem Flansch 10 und dem Ansaugkrümmer 1 liegt,
kompensiert die durch die Vorwölbung 11 verursachte Überdicke die Fehler, die
üblicherweise die Ursache für das Entweichen sind, wie z. B. Fehler in der
Ebenheit der Oberfläche des Ansaugkrümmers 1, die dazu bestimmt ist, den
Kragen 8 aufzunehmen, oder Verformungen des Flansches 10 durch die Kräfte
infolge des Festziehens der Befestigungsschrauben 15. D. h. die Vorwölbung 11
verformt sich lokal unter den durch das Festziehen entstehenden Kräften und
ermöglicht es so, einen kontinuierlichen Kontakt zwischen dem Flansch 10,
dem Kragen 8 und dem Ansaugkrümmer 1 zu gewährleisten und auf diese
Weise eine vollkommene Dichtigkeit der Verbindung herzustellen.
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Darüber hinaus ermöglicht der Einlass 5, der sehr einfach zu bilden ist, eine
ausgezeichnete Verteilung der Auspuffgase im Ansaugkrümmer 1, wobei seine
Ausrichtung und seine Abmessungen so gewählt werden, dass die Auspuffgase
gleichmäßig in die verschiedenen Kanäle des Ansaugkrümmers 1 geleitet
werden, die die Zylinder des Motors speisen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung in keiner Weise auf die beschriebene und
dargestellte Ausführungsform beschränkt, die nur als Beispiel gegeben wurde.