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EP1030050A1 - Abgasrückführsystem - Google Patents

Abgasrückführsystem Download PDF

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EP1030050A1
EP1030050A1 EP00102114A EP00102114A EP1030050A1 EP 1030050 A1 EP1030050 A1 EP 1030050A1 EP 00102114 A EP00102114 A EP 00102114A EP 00102114 A EP00102114 A EP 00102114A EP 1030050 A1 EP1030050 A1 EP 1030050A1
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EP
European Patent Office
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exhaust gas
gas recirculation
cooler
cooling device
bypass
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EP00102114A
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English (en)
French (fr)
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EP1030050B2 (de
EP1030050B1 (de
Inventor
Bernhard Dipl.-Ing. Klipfel
Alan-Keith Pelczyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cooper Standard Automotive Deutschland GmbH
Original Assignee
Siebe Automotive Deutschland GmbH
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7897641&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1030050(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Publication of EP1030050A1 publication Critical patent/EP1030050A1/de
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • 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
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers

Definitions

  • the technical field to which the invention relates relates in the broadest sense to automotive engineering and Narrower engines, in which one Exhaust gas recirculation in the air supply system of the Internal combustion engine takes place.
  • An arrangement according to the preamble of claim 1 is known known from DE 197 33 964 A1 and has essentially one Cooling device through which the exhaust gases flow, one Bypass line, which bypasses the cooling device, and a Valve arrangement, by means of which the exhaust gases can be passed through the cooling device or the bypass line are routed.
  • the technical problem (object) of the invention consists in a further improvement of the emission values as well as the Fuel consumption of an internal combustion engine in connection with exhaust gas recirculation and a constructive one Simplification of the exhaust gas recirculation system.
  • This task is performed by the exhaust gas recirculation system according to the Claim 1 solved.
  • bypass line there is a bypass line, the one Bypasses the cooling device for the recirculated exhaust gas, before or a switch is arranged after the cooling device, whose inlet is connected to an exhaust gas recirculation line.
  • This switch has two passages, one with the cooling device and the other with the bypass line connected is. This is such that the exhaust gases alternatively through the cooling device or the bypass line are flowable.
  • the switch is an integral part of the Cooling device.
  • the invention is based on the knowledge that the Return of the exhaust gases is not always cheap Results. In particular, it was recognized that in the Warm-up phase the temperature of the exhaust gases is too low to to achieve the desired success. According to the invention therefore a switch before or after the cooling device provided so that the exhaust gas around the Cooling device are passed around, so uncooled in the Air supply system can enter, causing in the warm-up phase better emission values and a cheaper one Fuel consumption can be achieved. If the exhaust then have a temperature in normal operation at which a Cooling would lead to better results, the switch will switched so that the exhaust gases flow through the cooler and then get cooled in the air supply system.
  • Fig. 1 shows an exhaust gas recirculation system with the schematic Representation of a four-cylinder internal combustion engine 1 with a Exhaust pipe system 2 and an air supply or Air intake system 3, which an air flow meter 4 and has a throttle 5.
  • Essential part of the Exhaust gas recirculation system has an exhaust gas recirculation line 6 an exhaust gas recirculation valve 7 and a cooler 10. Die Exhaust gas recirculation line 6 opens into the air supply system 3, such as this can be seen in FIG. 1. It is controlled Exhaust gas recirculation via the exhaust gas recirculation valve 7. Another Description of the principle is not necessary here as this is well known to the person skilled in the art.
  • a bypass line 17 bypassing the cooler 10 through a Bypass valve 18 is controlled in Fig. 1 as by the cooler 10 spatially separated valve shown.
  • the cooler 10 shown in FIGS. 2 and 3 has one Inlet 11 and an outlet 12, each for the supply and the discharge of the coolant. There is also an inlet 13 provided for the supply of the exhaust gas according to a Arrow 14. The cooler also has an outlet 15 either cooled or not according to arrow 16 cooled exhaust gas is released.
  • the cooler 10 bypasses the Bypass line 17.
  • In the inlet area of the cooler according to the Embodiment of FIG. 2 is integrated in the cooler Valve 18 provided. 3 a flap 19 is provided.
  • This valve 18 or the Flap 19 form a switch as bypass organs through which appropriate setting the exhaust either by the Cooler flows or is passed through the bypass line 17.
  • the valve 18 and the flap 19 are with a control member 20 connected.
  • valve 18 or the flap 19 is controlled as a switch by one not shown in FIGS. 2 and 3, but shown in FIG. 1 electronic control system 8. This is either dependent the temperature of the recirculated exhaust gas or load-dependent, speed-dependent or by others Motor parameters that are detected by a sensor. If in the warm-up phase the exhaust gases a relatively low temperature have, the exhaust gases through the bypass line 17th passed and get into the air supply system of the Internal combustion engine. When the engine warmed up is, flow through the exhaust gases with the corresponding position of the Soak the cooler and get into it with cooling Air supply system.
  • the control of the valve 18 or the flap 19 in the Position shown in dashed lines for the warm-up phase is preferably carried out against the force of the spring 21 Positive or negative pressure, preferably by negative pressure, or electric or otherwise.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführsystem, bei dem die Möglichkeit besteht, das rückgeführte Abgas durch Vorsehen einer den Kühler (10) umgehenden Bypass-Leitung (17) wahlweise gekühlt oder ungekühlt in das Luftzufuhrsystem (3) der Brennkraftmaschine (1) zu leiten, um gezielter das Abgas zur Verbesserung der Verbrennung bzw. der Emissionswerte bzw. des Kraftstoffverbrauchs zu nutzen. Die hierfür vorgesehene Weiche (18) ist integraler Bestandteil der Kühleinrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Das technische Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, betrifft im weitesten Sinne die Kraftfahrzeugtechnik und im engeren Sinne Brennkraftmaschinen, bei denen eine Abgasrückführung in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine erfolgt.
Stand der Technik
Derartige Abgasrückführsysteme für Brennkraftmaschinen sowie die zugehörigen Abgasrückführ-Absperrorgane sind seit geraumer Zeit bekannt und bedürfen hier keiner besonderen Erläuterung. Im allgemeinen dient diese Abgasrückführung der Verbesserung der Emissionswerte, des Verbrauchs etc.
Eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 197 33 964 A1 bekannt und weist im wesentlichen eine Kühleinrichtung, die von den Abgasen durchströmt wird, eine Bypass-Leitung, welche die Kühleinrichtung umgeht, sowie eine Ventilanordrung auf, mittels derer die Abgase wahlweise durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung geführt werden.
Darstellung der Erfindung
Das technische Problem (Aufgabe) der Erfindung besteht in einer weiteren Verbesserung der Emissionswerte sowie des Kraftstoffverbrauchs einer Brennkraftmaschine im Zusammenhang mit einer Abgasrückführung sowie einer konstruktiven Vereinfachung des Abgasrückführsystems.
Diese Aufgabe wird durch das Abgasrückführsystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere ist eine Bypass-Leitung vorhanden, die eine Kühleinrichtung für das rückgeführte Abgas umgeht, wobei vor oder nach der Kühleinrichtung eine Weiche angeordnet ist, deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist. Diese Weiche weist zwei Durchlässe auf, von denen einer mit der Kühleinrichtung und der andere mit der Bypass-Leitung verbunden ist. Dies ist derart vorgesehen, daß die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung oder die Bypass-Leitung strömbar sind. Die Weiche ist integraler Bestandteil der Kühleinrichtung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Rückführung der Abgase nicht jederzeit zu günstigen Ergebnissen führt. Insbesondere wurde erkannt, daß in der Warmlaufphase die Temperatur der Abgase zu niedrig ist, um den angestrebten Erfolg zu erzielen. Erfindungsgemäß ist daher vor oder nach der Kühleinrichtung eine Weiche vorgesehen, damit in der Warmlaufphase das Abgas um die Kühleinrichtung herum geleitet werden, also ungekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen kann, wodurch in der Warmlaufphase bessere Emissionswerte und ein günstigerer Kraftstoffverbrauch erzielt werden können. Wenn die Abgase dann im Normalbetrieb eine Temperatur haben, bei der eine Kühlung zu besseren Ergebnissen führen würde, wird die Weiche umgeschaltet, so daß die Abgase den Kühler durchströmen und dann entsprechend gekühlt in das Luftzufuhrsystem gelangen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1
eine Prinzipskizze eines Abgasrückführsystems;
Fig. 2
eine Schnittansicht durch einen Kühler mit einem eine Weiche bildenden Bypass-Ventil; und
Fig. 3
eine andere Ausführungsform eines Kühlers mit einer Bypass-Klappe.
Fig. 1 zeigt ein Abgasrückführsystem mit der schematischen Darstellung einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine 1 mit einem Abgasleitungssystem 2 und einem Luftzuführ- bzw. Luftansaugsystem 3, welches ein Luftströmungsmeßgerät 4 und eine Drossel 5 aufweist. Wesentliches Bestandteil des Abgasrückführsystems ist eine Abgasrückführleitung 6 mit einem Abgasrückführventil 7 und einem Kühler 10. Die Abgasrückführleitung 6 mündet in das Luftzuführsystem 3, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist. Gesteuert wird die Abgasrückführung über das Abgasrückführventil 7. Eine weitere Beschreibung des Prinzips ist hier nicht notwendig, da dies dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.
Eine den Kühler 10 umgehende Bypass-Leitung 17, die durch ein Bypass-Ventil 18 gesteuert ist, ist in Fig. 1 als vom Kühler 10 räumlich getrenntes Ventil dargestellt.
Der in Fig. 2 bzw. Fig. 3 dargestellte Kühler 10 weist einen Einlaß 11 und einen Auslaß 12 auf, jeweils für die Zuführung und die Abführung des Kühlmittels. Außerdem ist ein Einlaß 13 vorgesehen für die Zuführung des Abgases entsprechend einem Pfeil 14. Der Kühler weist weiterhin einen Auslaß 15 auf, aus dem entsprechend dem Pfeil 16 entweder gekühltes oder nicht gekühltes Abgas abgegeben wird. Den Kühler 10 umgeht die Bypass-Leitung 17. Im Einlaßbereich des Kühlers gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 ist integriert in den Kühler ein Ventil 18 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist eine Klappe 19 vorgesehen. Dieses Ventil 18 bzw. die Klappe 19 bilden als Bypass-Organe eine Weiche, durch die bei entsprechender Einstellung das Abgas entweder durch den Kühler strömt oder durch die Bypass-Leitung 17 geleitet wird. Das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 sind mit einem Steuerorgan 20 verbunden. In diesem Steuerorgan drückt im Normalbetrieb eine Feder 21 das Ventil 18 gemäß Fig. 2 in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Normalbetriebsstellung, in der das Abgas durch den Kühler geleitet wird. In Fig. 3 ist die entsprechende Stellung der Klappe 19 ebenfalls in ausgezogenen Linien dargestellt. In der gestrichelten Betriebsstellung des Ventils 18 und der Klappe 19 gelangt das in den Einlaß 13 strömende Abgas in die Bypass-Leitung 17, umgeht also den Kühler 10 und gelangt ungekühlt in den Auslaß 15.
Gesteuert wird das Ventil 18 bzw. die Klappe 19 als Weiche durch ein in Fig. 2 und 3 nicht, aber in Fig. 1 dargestelltes elektronisches Steuersystem 8. Dies erfolgt entweder abhängig von der Temperatur des rückgeführten Abgases oder lastabhängig, drehzahlabhängig oder durch andere Motorparameter, die durch einen Sensor erfaßt werden. Wenn in der Warmlaufphase die Abgase eine relativ niedrige Temperatur aufweisen, werden die Abgase durch die Bypass-Leitung 17 geleitet und gelangen ungekühlt in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine. Wenn die Brennkraftmaschine warmgelaufen ist, durchströmen die Abgase bei entsprechender Stellung der Weiche den Kühler und gelangen gezielt gekühlt in das Luftzufuhrsystem.
Die Steuerung des Ventils 18 bzw. der Klappe 19 in die gestrichelt dargestellte Stellung für die Warmlaufphase erfolgt bevorzugt gegen die Kraft der Feder 21 durch Überdruck oder Unterdruck, bevorzugt durch Unterdruck, oder elektrisch oder auf andere Weise.

Claims (6)

  1. Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Diesel- oder Ottomotor, mit einem Abgasrückführventil für die Rückführung von Abgasen in das Luftzufuhrsystem der Brennkraftmaschine, wobei die Abgase eine Kühleinrichtung durchströmen, ferner mit einer Bypass-Leitung (17), die die Kühleinrichtung (10) umgeht, und einer Weiche (18; 19), deren Einlaß mit einer Abgasrückführleitung verbunden ist und die zwei Durchlässe aufweist, von denen einer mit der Kühleinrichtung (10) und von denen der andere mit der Bypass-Leitung (17) verbunden ist, derart, daß steuerbar die Abgase alternativ durch die Kühleinrichtung (10) oder die Bypass-Leitung (17) strömbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Weiche (18; 19) vor der Kühleinrichtung (10) angeordnet ist und integraler Bestandteil der Kühleinrichtung (10) ist.
  2. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Weiche von einem Bypass-Ventil (18) gebildet ist.
  3. Abgasrückführsystem nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Weiche von einer Bypass-Klappe (19) gebildet ist.
  4. Abgasrückführsystem nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bypass-Ventil (18) und die Bypass-Klappe (19) für eine Betriebsstellung federgesteuert (21) und für die andere Betriebsstellung druckgesteuert sind.
  5. Abgasrückführsystem nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Bypass-Ventil (18) oder die Bypass-Klappe (19) durch eine Feder (21) in der Normalbetriebsstellung gehalten werden.
  6. Abgasrückführsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Weiche durch eine elektronische Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Motor- und/oder Abgasparametern steuerbar ist.
EP00102114.6A 1999-02-16 2000-02-04 Abgasrückführsystem Expired - Lifetime EP1030050B2 (de)

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DE19906401A DE19906401C1 (de) 1999-02-16 1999-02-16 Abgasrückführsystem
DE19906401 1999-02-16

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EP1030050A1 true EP1030050A1 (de) 2000-08-23
EP1030050B1 EP1030050B1 (de) 2004-09-08
EP1030050B2 EP1030050B2 (de) 2016-09-14

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AT (1) ATE275691T1 (de)
DE (2) DE19906401C1 (de)
ES (1) ES2226620T5 (de)
PT (1) PT1030050E (de)

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