DE102013021662A1 - Charged internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine (1), insbesondere für ein Nutzfahrzeug, umfassend einen Motorblock (2), der mehrere Zylinder (3) enthält, eine Frischluftanlage (5) zum Zuführen von Frischluft zu den Zylindern (3), eine Abgasanlage (6) zum Abführen von Abgas von den Zylindern (3), eine Abgasrückführanlage (7) zur Abgasrückführung von der Abgasanlage (6) zur Frischluftanlage (5), einen Abgasturbolader (8), dessen Turbine (9) in der Abgasanlage (6) angeordnet ist und dessen Verdichter (10) in der Frischluftanlage (5) angeordnet ist, wobei eine Entnahmestelle (11) der Abgasrückführanlage (7) stromauf der Turbine (9) an der Abgasanlage (6) angeordnet ist, während eine Einleitstelle (12) der Abgasrückführanlage (7) stromab des Verdichters (10) an der Frischluftanlage (5) angeordnet ist. Eine verbesserte Gleichverteilung des rückgeführten Abgases auf die einzelnen Zylinder ergibt sich, wenn die Einleitstelle (12) eine Zumischeinrichtung (25) aufweist, die über wenigstens zwei in einer Längsrichtung (29) des Mischabschnitts (28) voneinander beabstandete Zumischöffnungen (27) rückgeführtes Abgas in einen Mischabschnitt (28) der Frischluftanlage (5) einleitet.The present invention relates to a supercharged internal combustion engine (1), in particular for a utility vehicle, comprising an engine block (2) containing a plurality of cylinders (3), a fresh air system (5) for supplying fresh air to the cylinders (3), an exhaust system ( 6) for discharging exhaust gas from the cylinders (3), an exhaust gas recirculation system (7) for exhaust gas recirculation from the exhaust system (6) to the fresh air system (5), an exhaust gas turbocharger (8), the turbine (9) arranged in the exhaust system (6) is and whose compressor (10) in the fresh air system (5) is arranged, wherein a removal point (11) of the exhaust gas recirculation system (7) upstream of the turbine (9) on the exhaust system (6) is arranged, while a discharge point (12) of the exhaust gas recirculation system (7) is arranged downstream of the compressor (10) on the fresh air system (5). An improved uniform distribution of the recirculated exhaust gas to the individual cylinders is obtained if the inlet point (12) has an admixing device (25) which recirculates exhaust gas via at least two admixing openings (27) spaced from one another in a longitudinal direction (29) of the mixing section (28) a mixing section (28) of the fresh air system (5) initiates.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine aufgeladene Brennkraftmaschine, die insbesondere für ein Nutzfahrzeug geeignet ist.The present invention relates to a supercharged internal combustion engine, which is particularly suitable for a commercial vehicle.
Eine Brennkraftmaschine umfasst in üblicher Weise einen Motorblock, der mehrere Zylinder enthält, eine Frischluftanlage zum Zuführen von Frischluft zu den Zylindern und eine Abgasanlage zum Abführen von Abgas von den Zylindern. Moderne Brennkraftmaschine sind außerdem mit einer Abgasrückführanlage ausgestattet, mit deren Hilfe Abgas von der Abgasanlage zur Frischluftanlage zurückgeführt werden kann. Eine Abgasrückführung, insbesondere eine extern, also außerhalb des Motorblocks erfolgende Abgasrückführung kann zur Reduzierung der Schadstoffemissionen und zur Verbesserung des energetischen Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine genutzt werden.An internal combustion engine conventionally includes an engine block including a plurality of cylinders, a fresh air system for supplying fresh air to the cylinders, and an exhaust system for exhausting exhaust from the cylinders. Modern internal combustion engine are also equipped with an exhaust gas recirculation system, with the aid of which exhaust gas can be returned from the exhaust system to the fresh air system. Exhaust gas recirculation, in particular an external, ie outside the engine block, exhaust gas recirculation can be used to reduce the pollutant emissions and to improve the energy efficiency of the internal combustion engine.
Eine aufgeladene Brennkraftmaschine wird auf einem erhöhten Druckniveau betrieben. Hierzu ist sie beispielsweise mit einem Abgasturbolader ausgestattet, dessen Turbine in der Abgasanlage angeordnet ist und dessen Verdichter in der Frischluftanlage angeordnet ist. Bei einer hochdruckseitigen Abgasrückführung ist eine Entnahmestelle der Abgasrückführanlage stromauf der Turbine an der Abgasanlage angeordnet, während eine Einleitstelle der Abgasrückführanlage stromab des Verdichters an der Frischluftanlage angeordnet ist.A supercharged internal combustion engine is operated at an elevated pressure level. For this purpose, it is equipped for example with an exhaust gas turbocharger whose turbine is arranged in the exhaust system and the compressor is arranged in the fresh air system. In a high-pressure side exhaust gas recirculation, a removal point of the exhaust gas recirculation system upstream of the turbine is arranged on the exhaust system, while a discharge point of the exhaust gas recirculation system is arranged downstream of the compressor to the fresh air system.
Damit das rückzuführende Abgas auch von der Abgasanlage zur Frischluftanlage strömen kann, ist ein entsprechendes Druckgefälle erforderlich. Ein derartiges Druckgefälle kann sich während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine während sogenannter Ansaughübe von Kolben ergeben, die sich in den Zylindern des Motorblocks bewegen. Hierdurch wird das rückgeführte Abgas stoßweise bzw. impulsweise angesaugt und in die Frischluftanlage eingebracht. Während die Ansaughübe der Kolben innerhalb der Frischluftanlage Unterdruckpulse generieren, die Abgas aus der Abgasrückführanlage ansaugen können, können zusätzlich oder alternativ die auf einen Expansionstakt bzw. -hub folgenden Ausschiebehübe der Kolben auf der Abgasseite Druckpulse erzeugen, die das Abgas in die Abgasrückführanlage hineintreiben.Thus, the recirculated exhaust gas can flow from the exhaust system to the fresh air system, a corresponding pressure gradient is required. Such a pressure gradient may arise during normal operation of the internal combustion engine during so-called intake strokes of pistons moving in the cylinders of the engine block. As a result, the recirculated exhaust gas is sucked intermittently or in pulses and introduced into the fresh air system. While the intake strokes of the pistons within the fresh air system generate vacuum pulses which can suck exhaust gas from the exhaust gas recirculation system, the exhaust strokes of the pistons following an expansion stroke or stroke can additionally or alternatively generate pressure pulses which drive the exhaust gas into the exhaust gas recirculation system.
Bei unzureichender Durchmischung zwischen dem rückgeführten Abgas und der Frischluft ergibt sich auch in den Brennräumen der Zylinder eine ungleichmäßige Verteilung des Gemischs aus Frischluft und rückgeführtem Abgas, was die angestrebten Ziele, nämlich Schadstoffreduktion und Wirkungsgradverbesserung, gefährdet.Inadequate mixing between the recirculated exhaust gas and the fresh air also results in the combustion chambers of the cylinder uneven distribution of the mixture of fresh air and recirculated exhaust gas, which jeopardizes the desired objectives, namely pollutant reduction and efficiency improvement.
Aus der
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit hochdruckseitiger Abgasrückführung eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich durch eine verbesserte Gleichverteilung der rückgeführten Abgase auf die einzelnen Zylinder auszeichnet.The present invention addresses the problem of providing a boosted internal combustion engine with high-pressure side exhaust gas recirculation an improved or at least another embodiment, which is characterized by an improved uniform distribution of the recirculated exhaust gases to the individual cylinders.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Einleitstelle der hochdruckseitigen Abgasrückführanlage mit einer Zumischeinrichtung auszustatten bzw. durch eine Zumischeinrichtung zu realisieren, wobei die Zumischeinrichtung über wenigstens zwei Zumischöffnungen rückgeführtes Abgas in einen Mischabschnitt der Frischluftanlage einleitet, wobei vorgesehen ist, dass die wenigstens zwei Zumischöffnungen in einer Längsrichtung des Mischabschnitts voneinander beabstandet sind. Durch diese Bauweise erfolgt die impulsartige Einleitung des rückgeführten Abgases über wenigstens zwei in der Strömungsrichtung der Frischluft voneinander beabstandete Zumischöffnungen, wodurch die Durchmischung des rückgeführten Abgases mit der Frischluftströmung verbessert ist. Insgesamt lässt sich dadurch die Gleichverteilung eines Gemischs aus rückgeführtem Abgas und Frischluft in den einzelnen Brennräumen des Motorblocks verbessern.The invention is based on the general idea to equip the discharge point of the high-pressure side exhaust gas recirculation system with a Zumischeinrichtung or to realize by a Zumischeinrichtung, the admixing device via at least two Zumischöffnungen recirculated exhaust gas into a mixing section of the fresh air system initiates, wherein it is provided that the at least two Zumischöffnungen are spaced apart in a longitudinal direction of the mixing section. By this construction, the pulse-like introduction of the recirculated exhaust gas via at least two in the flow direction of the fresh air spaced admixing takes place, whereby the mixing of the recirculated exhaust gas is improved with the fresh air flow. Overall, this makes it possible to improve the uniform distribution of a mixture of recirculated exhaust gas and fresh air in the individual combustion chambers of the engine block.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Frischluftanlage einen Frischluftverteiler aufweisen, der eine Einlassöffnung und für jeden Zylinder eine Auslassöffnung aufweist. Da der Frischluftverteiler nur eine einzige Einlassöffnung und mehrere Auslassöffnungen aufweist, ist zumindest eine Auslassöffnung proximal zur Einlassöffnung angeordnet, während zumindest eine andere Auslassöffnung distal zur Einlassöffnung angeordnet ist. Hierdurch ergeben sich innerhalb des Frischluftverteilers unterschiedlich lange Strömungswege von der Einlassöffnung zu den unterschiedlichen Auslassöffnungen. Um dem entgegenzuwirken, weist der Frischluftverteiler im Bereich der Einlassöffnung eine Trennwand auf, die einen direkten Strömungsweg von der Einlassöffnung zu wenigstens einer proximal zur Einlassöffnung angeordneten Auslassöffnung behindert. Hierdurch wird der Strömungsweg von der Einlassöffnung zu dieser wenigstens einen proximalen Auslassöffnung zwangsläufig verlängert, wodurch sich insgesamt die Strömungswege von der Einlassöffnung zu den verschiedenen Auslassöffnungen hinsichtlich ihrer Länge aneinander angleichen. Diese Maßnahme führt zu einer verbesserten Durchmischung des rückgeführten Abgases mit dem in der Frischluftanlage transportierten Gas, bei dem es sich bevorzugt um Frischluft oder um ein Frischluft-Kraftstoff-Gemisch handelt. Eine auf diese Weise verbesserte Durchmischung trägt auch zur Homogenisierung der Abgasrückführrate innerhalb der einzelnen Brennräume bei.According to an advantageous embodiment, the fresh air system may have a fresh air distributor, which has an inlet opening and an outlet opening for each cylinder. Since the fresh air distributor has only a single inlet opening and a plurality of outlet openings, at least one outlet opening is arranged proximal to the inlet opening, while at least one other outlet opening is arranged distally of the inlet opening. This results within the fresh air manifold different lengths of flow paths from the inlet opening to the different outlet openings. In order to counteract this, the fresh air distributor has, in the region of the inlet opening, a dividing wall which impedes a direct flow path from the inlet opening to at least one outlet opening arranged proximally to the inlet opening. As a result, the flow path from the inlet opening to this at least one proximal outlet opening is forcibly extended, as a result of which, overall, the flow paths from the inlet opening to the various outlet openings are aligned with respect to their length. This measure leads to improved mixing of the recirculated exhaust gas with the transported in the fresh air system gas, which is preferably fresh air or a fresh air-fuel mixture. An improved mixing in this way also contributes to the homogenization of the exhaust gas recirculation rate within the individual combustion chambers.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Zylinder des Motorblocks in zwei Zylindergruppen unterteilt sein. Beispielsweise können die Zylinder hierzu in zwei verschiedenen Zylinderbänken des Motorblocks angeordnet sein, beispielsweise bei einem V-Motor. Bei einem Reihenmotor sind die beiden Zylindergruppen dann zweckmäßig hintereinander angeordnet. Sofern zwei Zylindergruppen vorgesehen sind, kann die Abgasanlage mit zwei separaten Abgassammlern oder mit einem geteilten Abgassammler, der zwei Sammlerabschnitte aufweist, ausgestattet sein. Die zwei Abgassammler bzw. die zwei Sammlerabschnitte sind dann zweckmäßig separaten Hochdruckbereichen der Abgasanlage zugeordnet, um die Abgase der beiden Zylindergruppen separat zwei separaten Turbinen oder bevorzugt einer gemeinsamen Turbine zuführen zu können. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der eine zweiflutige Turbine verwendet wird, wobei die separaten Abgasströme den beiden Fluten der Turbine getrennt zugeführt werden, derart, dass je ein Abgasstrom zu genau einer Abgasflut führt. Demnach sind die beiden Hochdruckbereiche der Abgasanlage an jeweils eine der beiden Turbinenfluten angeschlossen. Die beiden Zylindergruppen sind zweckmäßig so gewählt, dass Druckpulse im Abgas innerhalb der jeweiligen Zylindergruppe möglichst synchron erfolgen, während die Druckpulse der einen Zylindergruppe asynchron zu den Druckpulsen der anderen Zylindergruppe auftreten. Hierdurch lassen sich störende Wechselwirkungen innerhalb der Abgasströme reduzieren.In another embodiment, the cylinders of the engine block may be divided into two groups of cylinders. For example, the cylinders may be arranged for this purpose in two different cylinder banks of the engine block, for example in a V-type engine. In an in-line engine, the two cylinder groups are then arranged expediently one behind the other. If two cylinder groups are provided, the exhaust system may be equipped with two separate exhaust manifolds or with a split exhaust manifold having two header sections. The two exhaust manifolds or the two collector sections are then expediently assigned to separate high-pressure regions of the exhaust system in order to be able to separately supply the exhaust gases of the two cylinder groups to two separate turbines or preferably to a common turbine. Preferred is an embodiment in which a twin-flow turbine is used, wherein the separate exhaust gas streams are supplied separately to the two floods of the turbine, such that each one exhaust gas flow leads to exactly one exhaust gas flow. Accordingly, the two high pressure areas of the exhaust system are connected to one of the two turbine floods. The two cylinder groups are expediently chosen such that pressure pulses in the exhaust gas within the respective cylinder group are as synchronized as possible, while the pressure pulses of one cylinder group occur asynchronously with the pressure pulses of the other cylinder group. As a result, disruptive interactions within the exhaust gas streams can be reduced.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung können beide Turbinenfluten jeweils über ein separates Wastegate gesteuert werden. Bei einem Wastegate handelt es sich um einen gesteuerten Bypass zur Umgehung eines Turbinenrads der jeweiligen Turbine. Durch öffnen des Bypasses bzw. des Wastegates sinkt die Druckdifferenz zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite des Turbinenrads, wodurch die Antriebsleistung des Turbinenrads entsprechend reduziert wird. Somit dient das Wastegate letztlich zur Leistungssteuerung der Turbine und somit des Abgasturboladers. Über die den beiden Turbinenfluten zugeordneten separaten Wastegates lassen sich somit die Drücke in den beiden separaten Hochdruckbereichen getrennt und unabhängig voneinander steuern.According to an advantageous development, both turbine flows can each be controlled via a separate wastegate. A wastegate is a controlled bypass for bypassing a turbine wheel of the respective turbine. By opening the bypass or the wastegate, the pressure difference between an inlet side and an outlet side of the turbine wheel decreases, whereby the drive power of the turbine wheel is reduced accordingly. Thus, the wastegate ultimately serves to control the power of the turbine and thus of the exhaust gas turbocharger. By means of the separate waste gates assigned to the two turbine flows, the pressures in the two separate high-pressure regions can thus be separated and controlled independently of one another.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Entnahmestelle der Abgasrückführanlage so an die Abgasanlage angeschlossen sein, dass sie nur einer Zylindergruppe zugeordnet ist. Beispielsweise ist die Entnahmestelle an einem der beiden Abgassammler bzw. an einem der beiden Sammlerabschnitte angeordnet. Ebenso kann die Entnahmestelle zwischen dem jeweiligen Abgassammler und der Turbine an einen der beiden Hochdruckbereiche der Abgasanlage angeschlossen sein. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass nur in dem einen Hochdruckbereich und somit nur in der einen Turbinenflut ein Druckabfall aufgrund der Abgasrückführung stattfindet, so dass der Hochdruck des anderen Hochdruckbereichs bzw. der anderen Turbinenflut zur Leistungserzeugung in der Turbine genutzt werden kann. Sofern die beiden Turbinenfluten innerhalb der Turbine ohnehin zwei unterschiedlichen Leistungsstufen zugeordnet sind, erfolgt die Entnahme des rückzuführenden Abgases zweckmäßig in einem der schwächeren Turbinenflut zugeordneten Bereich, so dass über die leistungsstärkere Turbinenflut nach wie vor die volle Leistung erzeugt werden kann.In another advantageous development, the removal point of the exhaust gas recirculation system can be connected to the exhaust system so that it is assigned to only one cylinder group. For example, the removal point is arranged on one of the two exhaust manifolds or on one of the two collector sections. Likewise, the removal point between the respective exhaust manifold and the turbine can be connected to one of the two high pressure areas of the exhaust system. By this measure, it is achieved that only in the one high-pressure region and thus only in one turbine surge, a pressure drop due to the exhaust gas recirculation takes place, so that the high pressure of the other high-pressure region or the other turbine flood can be used to generate power in the turbine. If the two turbine flows within the turbine are assigned to two different power levels anyway, the exhaust gas to be recirculated expediently takes place in a region assigned to the weaker turbine flow, so that full power can still be generated via the more powerful turbine flood.
Grundsätzlich kann die hier vorgestellte Brennkraftmaschine in herkömmlicher Weise mit einem flüssigen Kraftstoff betrieben werden, der zweckmäßig in die Brennräume der Zylinder direkt eingespritzt wird. Alternativ ist jedoch auch eine Ausgestaltung der Brennkraftmaschine als Gasmotor möglich, bei dem der Kraftstoff gasförmig zu den Brennräumen gelangt. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffmischeinrichtung ausgestattet sein, über die der gasförmige Kraftstoff stromauf des Motorblocks in die Frischluftanlage eingeleitet wird. In diesem Fall erfolgt also keine Einbringung des Kraftstoffs unmittelbar in die Brennräume der Zylinder. Die Kraftstoffmischeinrichtung ist dabei zweckmäßig stromab des Verdichters und stromauf der Einleitstelle der Abgasrückführanlage an die Frischluftanlage angeschlossen. Auf diese Weise wird zunächst eine intensive Durchmischung des gasförmigen Kraftstoffs mit der über die Frischluftanlage zugeführten komprimierten Frischluft erreicht, so dass das rückgeführte Abgas anschließend in ein Gemisch aus Frischluft und Kraftstoff eingeleitet wird.In principle, the internal combustion engine presented here can be operated in a conventional manner with a liquid fuel which is expediently injected directly into the combustion chambers of the cylinders. Alternatively, however, an embodiment of the internal combustion engine as a gas engine is possible in which the fuel passes in gaseous form to the combustion chambers. According to an advantageous embodiment, the internal combustion engine can be equipped with a fuel mixing device, via which the gaseous fuel is introduced upstream of the engine block in the fresh air system. In this case, therefore, no introduction of the fuel takes place directly in the combustion chambers of the cylinder. The fuel mixing device is expediently connected downstream of the compressor and upstream of the discharge point of the exhaust gas recirculation system to the fresh air system. In this way, intensive mixing of the gaseous fuel with the compressed fresh air supplied via the fresh air system is initially achieved, so that the recirculated exhaust gas is subsequently introduced into a mixture of fresh air and fuel.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Zumischeinrichtung der Abgasrückführanlage genau zwei Zumischöffnungen aufweisen, die in der Längsrichtung des Mischabschnitts so weit voneinander beabstandet sind, dass ein von der einen Zumischöffnung zur anderen Zumischöffnung gemessenes Zumischvolumen des Mischabschnitts etwa einem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder entspricht. Zweckmäßig besitzen alle Zylinder des Motorblocks dasselbe effektive Zylindervolumen. Das Zumischvolumen entspricht somit im Wesentlichen dem jeweiligen effektiven Zylindervolumen eines Zylinders, wobei der Begriff „etwa” bzw. die Formulierung „im Wesentlichen” Abweichungen zwischen dem Zumischvolumen und dem effektiven Zylindervolumen von ±10% und vorzugsweise von ±5% umfassen sollen. Das effektive Zylindervolumen entspricht in der Regel etwa 90% des tatsächlichen geometrischen Zylindervolumens. In another advantageous embodiment, the admixing device of the exhaust gas recirculation system can have exactly two admixing openings, which are spaced so far apart in the longitudinal direction of the mixing section that an admixing volume of the mixing section measured from one admixing opening to another admixing opening corresponds approximately to an effective cylinder volume of one of the cylinders. Suitably, all cylinders of the engine block have the same effective cylinder volume. The admixing volume thus substantially corresponds to the respective effective cylinder volume of a cylinder, wherein the term "about" or the formulation "substantially" should include deviations between the admixing volume and the effective cylinder volume of ± 10% and preferably ± 5%. The effective cylinder volume usually corresponds to about 90% of the actual geometric cylinder volume.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Zumischeinrichtung der Abgasrückführanlage mehr als zwei Zumischöffnungen aufweisen, wobei eine von dem in der Frischluftanlage transportierten Gas bzw. Gasgemisch zuerst angeströmte erste Zumischöffnung und eine von besagtem Gas bzw. Gasgemisch zuletzt angeströmte letzte Zumischöffnung am weitesten voneinander beabstandet sind. Dabei sind die erste Zumischöffnung und die letzte Zumischöffnung in der Längsrichtung des Mischabschnitts so weit voneinander beabstandet, dass ein von der ersten Zumischöffnung zur letzten Zumischöffnung gemessenes Zumischvolumen des Mischabschnitts etwa einem effektiven Zylindervolumen eines der Zylinder entspricht. Auch in diesem Fall werden Maßabweichungen zwischen dem Zumischvolumen und dem effektiven Zylindervolumen von maximal 10%, vorzugsweise von maximal 5%, toleriert.In an alternative embodiment, the admixing device of the exhaust gas recirculation system can have more than two admixing openings, wherein one of the transported in the fresh air system gas or gas mixture first flowed first admixing opening and one of said gas or gas mixture last flowed last admixing opening are furthest apart. In this case, the first admixing opening and the last admixing opening are spaced so far apart in the longitudinal direction of the mixing section that an admixing volume of the mixing section measured from the first admixing opening to the last admixing opening corresponds approximately to an effective cylinder volume of one of the cylinders. Also in this case, dimensional deviations between the admixing volume and the effective cylinder volume of not more than 10%, preferably of not more than 5%, are tolerated.
Durch eine Dimensionierung des Zumischvolumens derart, dass es etwa einem effektiven Zylindervolumen entspricht, wird erreicht, dass bei jedem Ansaugtakt maximal das Zumischvolumen angesaugt wird, so dass also immer ein Gemisch aus dem rückgeführten Abgas und dem über die Frischluftleitung transportierten Gas bzw. Gasgemisch angesaugt wird.By dimensioning the admixing volume such that it corresponds approximately to an effective cylinder volume, it is achieved that the admixing volume is maximally sucked in at each intake stroke, so that a mixture of the recirculated exhaust gas and the gas or gas mixture transported via the fresh air line is always sucked in ,
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann die Zumischeinrichtung einen Einlass für rückzuführendes Abgas aufweisen, der im Bereich der ersten Zumischöffnung oder bezüglich der Strömungsrichtung in der Frischluftanlage stromauf der ersten Zumischöffnung angeordnet ist. Somit besitzt das rückgeführte Abgas im Bereich der Zumischeinrichtung im Wesentlichen dieselbe Strömungsrichtung wie das in der Frischluftanlage transportierte Gas bzw. Gasgemisch.According to a particularly advantageous development, the admixing device can have an inlet for exhaust gas to be recirculated, which is arranged upstream of the first admixing opening in the region of the first admixing opening or, with respect to the flow direction, in the fresh air system. Thus, the recirculated exhaust gas in the region of the admixing device has substantially the same flow direction as the gas or gas mixture transported in the fresh air system.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Mischabschnitt der Frischluftanlage als geradliniges Rohr ausgestaltet sein, was die Erzielung einer homogenen Durchmischung zwischen rückgeführtem Abgas und dem Gas bzw. Gasgemisch der Frischluftanlage begünstigt. Zusätzlich oder alternativ kann die Zumischeinrichtung einen Rohrabschnitt aufweisen, der einen Einlass für rückzuführendes Abgas aufweist und der über die Zumischöffnungen an den Mischabschnitt angeschlossen ist. Insbesondere in Verbindung mit einem als geradliniges Rohr ausgestalteten Mischabschnitt ergibt sich durch diese Bauweise eine kompakte Bauform für die Einleitstelle.In another advantageous embodiment, the mixing section of the fresh air system can be designed as a straight pipe, which favors the achievement of a homogeneous mixing between recirculated exhaust gas and the gas or gas mixture of the fresh air system. Additionally or alternatively, the admixing device may have a pipe section which has an inlet for recirculating exhaust gas and which is connected via the admixing openings to the mixing section. In particular, in conjunction with a configured as a straight pipe mixing section results from this design a compact design for the discharge point.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend
Des Weiteren umfasst die hier gezeigte Frischluftanlage
Die Abgasanlage
Die Abgasrückführanlage
Entsprechend den
Die Zylinder
Die Entnahmestelle
Beim hier gezeigten, bevorzugten Beispiel ist die Brennkraftmaschine
Bei der in
Bei der in
Auch bei der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015203554A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Arrangement for an internal combustion engine with a plurality of cylinders, exhaust gas turbocharger with exhaust gas pressure transducer, mixing tube and wastegate and method for operating and for designing such an arrangement |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140020382A1 (en) * | 2012-07-23 | 2014-01-23 | Rajkumar Subramanian | Mixer for dedicated exhaust gas recirculation systems |
CN106523166B (en) * | 2016-10-20 | 2019-06-11 | 哈尔滨工程大学 | LNG dual fuel engine bypass complementary combustion pressure charging system and its control method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69926609T2 (en) * | 1998-02-04 | 2006-06-14 | Volvo Lastvagnar Ab | Internal combustion engines ARRANGEMENT |
WO2007035972A2 (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine comprising dual-stage supercharging |
DE102006035183A1 (en) | 2006-07-29 | 2008-01-31 | Daimler Ag | Multi cylinder internal-combustion engine, has mixing device attached to return line, where mixing device discharges exhaust gas into suction manifold over openings, and arranged in axial direction of manifold at distance from one another |
DE60223229T2 (en) * | 2001-03-02 | 2008-08-14 | Volvo Lastvagnar Ab | DEVICE FOR SUPPLYING RECYCLED EXHAUST GAS |
DE102008046594A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Mahle International Gmbh | valve means |
US20100037601A1 (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-18 | Caterpillar Inc. | EGR system having multiple discharge locations |
US20120216530A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Paul Lloyd Flynn | Systems and methods for exhaust gas recirculation |
DE102012002948A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Man Truck & Bus Ag | Method for operating a self-igniting internal combustion engine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5947063A (en) * | 1997-11-18 | 1999-09-07 | Southwest Research Institute | Stoichiometric synthesis, exhaust, and natural-gas combustion engine |
JP2003262164A (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Denso Corp | Air intake device for internal combustion engine |
DE202011001400U1 (en) * | 2011-01-12 | 2011-06-01 | Tappe, Wolfgang, Dr., 38126 | Liquefied petroleum gas injection (LPG, LPG) for diesel engines |
-
2013
- 2013-12-19 DE DE102013021662.1A patent/DE102013021662A1/en not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-12-04 WO PCT/EP2014/003242 patent/WO2015090520A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69926609T2 (en) * | 1998-02-04 | 2006-06-14 | Volvo Lastvagnar Ab | Internal combustion engines ARRANGEMENT |
DE60223229T2 (en) * | 2001-03-02 | 2008-08-14 | Volvo Lastvagnar Ab | DEVICE FOR SUPPLYING RECYCLED EXHAUST GAS |
WO2007035972A2 (en) * | 2005-09-27 | 2007-04-05 | Avl List Gmbh | Internal combustion engine comprising dual-stage supercharging |
DE102006035183A1 (en) | 2006-07-29 | 2008-01-31 | Daimler Ag | Multi cylinder internal-combustion engine, has mixing device attached to return line, where mixing device discharges exhaust gas into suction manifold over openings, and arranged in axial direction of manifold at distance from one another |
DE102008046594A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | Mahle International Gmbh | valve means |
US20100037601A1 (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-18 | Caterpillar Inc. | EGR system having multiple discharge locations |
US20120216530A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Paul Lloyd Flynn | Systems and methods for exhaust gas recirculation |
DE102012002948A1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Man Truck & Bus Ag | Method for operating a self-igniting internal combustion engine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015203554A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Arrangement for an internal combustion engine with a plurality of cylinders, exhaust gas turbocharger with exhaust gas pressure transducer, mixing tube and wastegate and method for operating and for designing such an arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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