DE4036537C1

DE4036537C1 - IC engine toxics reduction system - involves mixing off-gas from previous cycle to fresh air content

Info

Publication number: DE4036537C1
Application number: DE4036537A
Authority: DE
Inventors: Artur 7437 Westerheim De Krause
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1991-11-07
Anticipated expiration: 2010-11-17

Abstract

Exhuast return consists in mixing combustion off-gas from a previous cycle to the fresh air content of the cylinder. The off-gases from each combustion cycle should be fed whilst still at high pressure to an off-gas pressure chamber (7) for intermediate storage and subsequently mixed in part from this chamber to the fresh air charge of the cylinder so as to pre-compress this air. In a pref. four-stroke i.c. engine with camshaft controlled valves, the line connecting the cylinder (2) to the off-gas pressure chamber (7) is opened and closed by an additional outlet valve, also controlled by the camshaft. ADVANTAGE - Off-gas returned to same cylinder for secondary combustion of toxics and to boost air charge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasrückführung in einer Viertaktbrennkraftmaschine nach der Gattung des Patent anspruchs 1 und eine Viertaktbrennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 10.The invention relates to a method for exhaust gas recirculation in a four-stroke internal combustion engine according to the type of the patent claims 1 and a four-stroke internal combustion engine to carry out of the method according to claim 10.

Bei derartigen Verfahren zur Abgasrückführung in Viertakt brennkraftmaschinen werden die beim Verbrennungsvorgang entstehenden Verbrennungsabgase zumindest teilweise in den Verbrennungsraum zurückgeführt, einerseits um im Abgas noch vorhandene unverbrannte Brennstoffanteile und Rußpartikel (bspw. beim Dieselmotor) nachzuverbrennen und andererseits um den Verbren nungsvorgang im Hinblick auf eine Schadstoffreduzierung zu optimieren. Üblicherweise werden die zurückgeführten Ver brennungsabgase hierbei in die Frischluftzufuhrleitungen eingeleitet, von wo sie gemeinsam mit der Frischluft dem Verbrennungsraum zugeführt werden. Bei Hubkolbensaugmotoren wird die Zufuhr von Frischluft bzw. Frischluft-Brennstoff gemisch durch den durch die Kolbenbewegung entstehenden Unterdruck im Zylinder des Hubkolbens bewirkt. Dadurch, daß die rückgeführten Abgase in die Ansaugleitung geleitet werden, wird anstelle von reiner Frischluft oder Frischluft brennstoffgemisch nun ein Gemisch von Frischluft bzw. von Frischluft und Brennstoff und Abgas in den Zylinder ange saugt. Die für die Verbrennung zur Verfügung stehende ange saugte Frischluft ist daher um den Anteil an Verbrennungs abgasen verringert, wodurch die Leistung der Brennkraftma schine entsprechend vermindert wird.In such methods for exhaust gas recirculation in four strokes internal combustion engines become those during the combustion process resulting combustion exhaust gases at least partially in the Combustion chamber returned, on the one hand to still in the exhaust gas existing unburned fuel and soot particles afterburning (for example in the case of a diesel engine) and on the other hand for burning process with a view to reducing pollutants optimize. Usually the returned Ver combustion exhaust gases in the fresh air supply lines initiated from where they together with the fresh air the Combustion chamber are supplied. For reciprocating suction engines becomes the supply of fresh air or fresh air fuel mixture caused by the piston movement Negative pressure in the cylinder of the reciprocating piston causes. As a result of that the recirculated exhaust gases are led into the intake pipe instead of pure fresh air or fresh air fuel mixture is now a mixture of fresh air or Fresh air and fuel and exhaust gas in the cylinder sucks. The available for combustion sucked fresh air is therefore about the proportion of combustion exhaust gases reduced, which reduces the performance of the internal combustion engine machine is reduced accordingly.

Es ist zwar bekannt (DE-PS 31 38 332), Verbrennungsabgase nicht in die Frischluftzufuhrleitung, sondern direkt in den ansaugenden Zylinder zu leiten, hierbei wird jedoch das zu geführte Abgas aus der Abgasleitung eines anderen Zylinders entnommen, welches sich gerade im Ausschiebetakt befindet, so daß die Druckentlastung des Abgases zum überwiegenden Teil in die Abgasleitung erfolgt und in der Zufuhrleitung zum an saugenden Zylinder kein ausreichender Abgasdruck erzeugt wird. Es ist vielmehr damit zu rechnen, daß das schnell ausströmende Abgas Frischluft aus dem ansaugenden Zylinder absaugt, sofern nicht Rückschlagventile vorgesehen werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zwischen allen Zylindern lange Abgasleitungen erforderlich sind, die eine Reihe konstruktiver Probleme mit sich bringen. It is known (DE-PS 31 38 332), combustion exhaust gases not in the fresh air supply line, but directly in the ducting cylinder, but this will led exhaust gas from the exhaust pipe of another cylinder removed, which is currently in the extension cycle, so that the pressure relief of the exhaust gas for the most part in the exhaust pipe takes place and in the supply pipe to suction cylinder does not generate sufficient exhaust pressure becomes. Rather, it can be expected that this will be quick Flowing exhaust gas Fresh air from the intake cylinder aspirates unless check valves are provided. Another disadvantage is that between all Long exhaust pipe cylinders are required, one Bring a number of constructive problems.

Dieser Nachteil ist auch bei einem anderen bekannten Ver fahren zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen gegeben (DE-OS 31 37 454), welches die oben beschriebenen Druck probleme dadurch zu vermeiden versucht, daß in den Abgas leitungen zwischen den einzelnen Zylindern kurbelwellenge steuerte Drehschieber vorgesehen sind. Derartige Drehschieber sind darüber hinaus schwer abzudichten, zumal in der aggres siven und heißen Abgasatmosphäre.This disadvantage is also with another known Ver drive for exhaust gas recirculation in internal combustion engines (DE-OS 31 37 454), which the pressure described above trying to avoid problems in the exhaust lines between the individual cylinders crankshaft controlled rotary valve are provided. Such rotary valve are also difficult to seal, especially in the aggres sive and hot exhaust gas atmosphere.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Abgas rückführung in einer Viertaktbrennkraftmaschine anzugeben, wodurch eine wirkungsvolle, schadstoffreduzierende Abgasrückführung er möglicht wird.The invention has for its object a method for exhaust gas to specify feedback in a four-stroke internal combustion engine, whereby a effective, pollutant-reducing exhaust gas recirculation is possible.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung zum einen durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 und zum anderen durch die erfindungsgemäße Vier taktbrennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 10, die der Durchführung des Verfahrens dient, gelöst.This task is for a generic device on the one hand with the inventive method the characterizing features of claim 1 and on the other hand by the four according to the invention clock internal combustion engine according to claim 10, the Implementation of the procedure serves, solved.

Ziel der Erfindung ist es weiterhin, die Frischluftmenge in den Verbrennungsräumen weiter zu erhöhen. Diesbezügliche erfindungsgemäße Ausgestaltungen für eine Viertaktbrennkraftmaschine sind in den Unteransprüchen dargelegt. The aim of the invention is also the Fresh air volume in the combustion chambers to increase further. Relevant configurations according to the invention for a Four-stroke internal combustion engines are set out in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasrückführung hat den Vorteil, daß zwischen den Zylin dern der Viertaktbrennkraftmaschine keine Abgasleitungen erforderlich sind, vielmehr wird durch die Zwischenspeiche rung des ausgestoßenen Abgases die gewünschte Abgasmenge demselben Zylinder wieder zugeführt, von welchem sie aus gestoßen wurden. Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei nur einen Zylinder aufweisenden Viertakt brennkraftmaschinen einsetzbar ist. Dadurch, daß die zwischen gespeicherte Abgasmenge in einer Druckkammer zwischenge speichert wird, ist es möglich, den bereits mit Frischluft gefüllten Zylinder zusätzlich mit Abgas zu füllen, so daß die Frischluftmenge durch den Abgasanteil nicht vermindert und die Leistung der Viertaktbrennkraftmaschine nicht verringert wird. Hierfür werden die in der Druckkammer zwischenge speicherten Verbrennungsabgase erst gegen oder nach Ende des Frischluftfüllungsvorganges dem Verbrennungsraum wieder zugeführt, wobei die vorhandene Frischluft vorverdichtet wird.The method for exhaust gas recirculation according to the invention has the advantage that between the Zylin the four-stroke engine no exhaust pipes are required, rather, through the intermediate spoke the desired amount of exhaust gas fed back to the same cylinder from which it was launched were pushed. This means that the invention Procedure even for a four-stroke engine with only one cylinder internal combustion engines can be used. Because the between stored amount of exhaust gas in a pressure chamber is stored, it is possible to use fresh air filled cylinder with additional exhaust gas, so that the Fresh air volume is not reduced by the exhaust gas content and the performance of the four-stroke engine is not reduced becomes. For this purpose, the intermediate in the pressure chamber stored combustion gases only towards or after the end of Fresh air filling process the combustion chamber again supplied, the existing fresh air pre-compressed becomes.

Der Zeitpunkt der Abgaszufuhr in den Zylinder aus der Druck kammer kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nockenwellengesteuert erfolgen, wobei die Brennkraftmaschine bevorzugt je Zylinder ein zusätzliches Auslaßventil aufweist, welches die Verbindung zwischen Zylinder und Druckkammer öffnet und schließt. Die Nockenwelle kann hierbei mit zwei Nocken ausgestattet sein, so daß dasselbe Ventil sowohl für die Be- als auch für die Entladung der Druckkammer dient. Durch diese Ausgestaltung ist eine sehr genaue Steuerung des Zufuhrzeit punkts der Abgase möglich. Zudem werden keine zusätzlichen Einrichtungen zur Steuerung benötigt.The timing of the exhaust in the cylinder from the pressure Chamber can according to a further embodiment of the invention are camshaft controlled, the Internal combustion engine prefers one additional cylinder Exhaust valve having the connection between The cylinder and pressure chamber open and close. The camshaft can be equipped with two cams, so that the same valve for both loading and unloading serves the pressure chamber. This configuration is a very precise control of the feed time points of the exhaust gases possible. In addition, no additional Control equipment required.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Druck in der Abgasdruckkammer regelbar. Hierdurch läßt sich einerseits ein unerwünschter Überdruck in der Abgasdruckkammer vermeiden und andererseits die dem Zylinder zuzuführende Abgasmenge bestimmen. Diese Regelung kann ent weder elektronisch oder bei Brennkraftmaschinen mit drossel klappengesteuerter Vergasereinrichtung auch in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung erfolgen.According to a further embodiment of the invention the pressure in the exhaust gas pressure chamber can be regulated. Hereby on the one hand, an undesirable overpressure in the Avoid the exhaust pressure chamber and the cylinder Determine the amount of exhaust gas to be supplied. This regulation can ent neither electronically nor in internal combustion engines with throttle flap-controlled carburetor device also depending from the throttle position.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Abgasdruckkammer gekühlt, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht und Überhitzungen vermieden werden können.According to a further embodiment of the invention the exhaust pressure chamber is cooled, whereby the efficiency of the internal combustion engine increases and overheating can be avoided.

Die erfindungsgemäße Viertaktbrennkraftmaschine, die der Durch führung des Verfahrens dient, weist eine in den Zylinder kopf integrierte und von Kühlkanälen umgebene Abgasdruck kammer zur Zwischenspeicherung der Verbrennungsabgase mit einem weiteren nockenwellengesteuerten Auslaßventil auf, welches eine Verbindungsleitung zwischen Zylinder und Ab gasdruckkammer öffnet und schließt. Die erfindungsgemäße Viertaktbrennkraftmaschine weist keine gravieren den Veränderungen gegenüber üblichen Brennkraftmaschinen auf, den das Vorsehen weiterer Ein- und Auslaßventile ist mittlerweile weitgehend gebräuchlich. Darüber hinaus ist lediglich eine geänderte Nockenwelle und ein um die Abgasdruckkammer er gänzter Zylinderkopf erforderlich. Eine Umstellung der Produktion ist daher einfach und mit geringem Kostenaufwand möglich.The four-stroke internal combustion engine according to the invention, the through is used to guide the process, has one in the cylinder Exhaust gas pressure integrated in the head and surrounded by cooling channels Chamber for the temporary storage of combustion gases with another camshaft-controlled exhaust valve, which is a connecting line between the cylinder and Ab gas pressure chamber opens and closes. The invention Four-stroke engine has no engrave the changes compared to conventional internal combustion engines the provision of further intake and exhaust valves is now largely in use. In addition, only one modified camshaft and he around the exhaust pressure chamber complete cylinder head required. A change of the Production is therefore simple and at low cost possible.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin dung, ist eine Frisch luftdruckkammer vorgesehen, die von einem Verdichter mit Luft versorgt wird, welche gegen oder nach Ende des Frischluft ansaugtaktes der Viertaktbrennkraftmaschine dem mit Frisch luft gefüllten Zylinder zusätzlich zugeführt wird. Durch diese Ausgestaltung wird die für den Verbrennungsvorgang zur Verfügung stehende Frischluftmenge durch Vorverdichtung weiter erhöht.After a further refinement of the Erfin dung is fresh Air pressure chamber provided by a compressor with air which is supplied towards or after the end of fresh air intake stroke of the four-stroke internal combustion engine with fresh air-filled cylinder is additionally fed. By this configuration is the one for the Amount of fresh air available for combustion further increased by pre-compression.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Merkmale weist jeder Zylinder der Viertaktbrennkraftmaschine mindestens ein weiteres nockenwellengesteuertes Einlaßventil auf, welches eine Verbindungsleitung zwischen Frischluftdruckkammer und Zylinder öffnet und schließt. Durch diese Ausgestaltung wird die Zufuhr der unter Druck stehenden zusätzlichen Frischluft auf geeignete Weise ermöglicht, wobei der Zuführzeitpunkt über die Nockenwelle exakt bestimmbar ist.According to a development of these features each cylinder of the four-stroke internal combustion engine has at least one another camshaft-controlled intake valve, which a connecting line between the fresh air pressure chamber and Cylinder opens and closes. This configuration will the supply of additional fresh air under pressure enabled in a suitable manner, the delivery time can be precisely determined via the camshaft.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind alle Zylinder aus einer gemeinsamen Frischluftdruck kammer mit Frischluft versorgbar. Hierdurch wird der kon struktive Aufwand verringert und gleiche Druckverhältnisse für alle Zylinder gewährleistet. According to a further embodiment of the invention are all cylinders from a common fresh air pressure chamber can be supplied with fresh air. This will make the con structural effort reduced and equal pressure ratios guaranteed for all cylinders.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Frischluftdruckkammer ein regelbares Ladedruck ventil auf. Hierdurch kann die zusätzlich zugeführte Frisch luftmenge dem Bedarf angepaßt werden. Das Ladedruckventil wird hierbei bevorzugt elektronisch oder bei Viertaktbrennkraftmaschinen mit drosselklappengesteuerter Vergasereinrichtung auch über die Drosselklappenstellung geregelt.According to a further embodiment of the invention the fresh air pressure chamber has a controllable boost pressure valve on. As a result, the freshly added can air volume to be adjusted to the need. The Boost pressure valve is preferably electronic or at Four-stroke internal combustion engines with throttle-controlled Carburetor device also via the throttle valve position regulated.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für die Frischluftzufuhr zum Verdichter und zu den Frischluftsaugleitungen eine gemeinsame Frischluftansaug leitung vorgesehen. Hierdurch ist eine einfache Messung der gesamten, einem Zylinder zur Verfügung gestellten Frischluft menge möglich, und zwar bevorzugt dadurch, daß die Drossel klappe und gegebenenfalls der Luftmengenmesser in der gemeinsamen Frischluftansaugleitung angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention is for the fresh air supply to the compressor and to the Fresh air suction lines have a common fresh air intake line provided. This is a simple measurement of total fresh air made available to a cylinder amount possible, preferably because the throttle flap and possibly the air flow meter in the common fresh air intake line are arranged.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Verdichter von einer mit diesem drehfest verbun denen, im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten Turbine angetrieben. Durch diese Ausgestaltung wird die im Abgas vorhandene Energie zur Aufladung der Brennkraftmaschine ausgenutzt. Im Gegensatz zu bekannten Abgasturboladern wird die vorverdichtete Frischluft jedoch nicht direkt dem Zylinder zugeführt, sondern, wie oben beschrieben, in der Frischluftdruckkammer zwischenge speichert. Dies hat den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Viertaktbrennkraftmaschine weiterhin als Saugmotor arbeitet und die Zylinder über die Frischluftleitungen Frischluft ansaugen und gegen oder nach Ende des Ansaugtaktes zusätzlich mit vor verdichteter Frischluft versorgt werden. Die bei bekannten Abgasturboladern auftretende Drehmomentschwäche im unteren Drehzahlbereich aufgrund der zu geringen Abgasgeschwindigkeit und der langen Luftwege ist bei der erfindungsgemäßen Viertaktbrenn kraftmaschine nicht vorhanden.According to a further embodiment of the invention the compressor is rotatably connected to it by one those arranged in the exhaust gas stream of the internal combustion engine Turbine driven. This configuration will the energy in the exhaust gas to charge the Internal combustion engine exploited. In contrast to known ones However, the pre-compressed fresh air becomes exhaust gas turbochargers not fed directly to the cylinder, but as above described in the fresh air pressure chamber saves. This has the advantage that the invention Four-stroke internal combustion engine continues to work as a naturally aspirated engine and that Suck in fresh air through the fresh air lines and towards or after the end of the intake stroke also with before compressed fresh air are supplied. The known ones Exhaust gas turbochargers torque weakness in the lower Speed range due to the low exhaust gas speed and the long airways is in the four-stroke combustion according to the invention engine not available.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Verdichter von einem mit diesem drehfest verbun denen in der Luftansaugleitung des Zylinders angeordneten Ladeluftläufer (Zellenrad) angetrieben. Auch bei dieser Ausge staltung treten keine Drehmomentschwächen im unteren Dreh zahlbereich auf. Der als Zellenrad ausgebildete Ladeluft läufer wird durch die vom Zylinder angesaugte Frischluft in Umdrehungen versetzt und bewegt dadurch den drehfest mit ihm verbundenen Verdichter. Der Verdichter saugt dadurch zu sätzlich Frischluft an, welche vorverdichtet und in der Frischluftdruckkammer so lange zwischengespeichert wird, bis gegen oder nach Ende des Ansaugtaktes das Einlaßventil zwischen Frischluftdruckkammer und Zylinder öffnet. Auch hierbei wird also eine unter Druck stehende Frischluftmenge dem Zylinder zusätzlich hinzugefügt und dadurch die Leistung der Viertaktbrennkraftmaschine erhöht.According to another embodiment of the invention the compressor is rotatably connected to it by one those arranged in the air intake line of the cylinder Charge air rotor (cellular wheel) driven. Even with this Ausge no torque weaknesses occur in the lower rotation number range on. The charge air designed as a cellular wheel The rotor is drawn in by the fresh air drawn in by the cylinder Staggered rotations and thereby moves the non-rotatably with it connected compressor. As a result, the compressor draws in fresh air, which is pre-compressed and in the Fresh air pressure chamber is temporarily stored until the inlet valve towards or after the end of the intake stroke between fresh air pressure chamber and cylinder opens. Also this means that there is a quantity of fresh air under pressure added to the cylinder and thereby the performance the four-stroke internal combustion engine increased.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Verdichter und Ladeluftläufer strömungsmäßig parallel zueinander angeordnet. Verdichter und Ladeluftläufer saugen dabei aus einer gemeinsamen Luftansaugleitung Frischluft an, wobei die Luftleitungen stromab des Verdichters und des Ladeluftläufers getrennt sind. Alle Zylinder werden hierbei bevorzugt über einen gemeinsamen Ladeluftläufer mit Frisch luft versorgt, so daß der Ladeluftläufer und mit ihm der Verdichter durch die abwechselnden Ansaugtakte der einzelnen Zylinder permanent in Umdrehung gehalten werden. Hierdurch werden nachteilige Druckwellen vermieden und eine gleich mäßige Befüllung der Zylinder aus der Saugleitung gewähr leistet.According to a further embodiment of the invention the compressor and charge air rotor are parallel in terms of flow arranged to each other. Suck the compressor and intercooler fresh air from a common air intake line, the air lines downstream of the compressor and the Intercooler are separated. All cylinders are here preferably via a common intercooler with Frisch air supplied so that the intercooler and with it the Compressor through the alternating intake cycles of the individual Cylinders are kept permanently in rotation. Hereby adverse pressure waves are avoided and the same Ensure moderate filling of the cylinders from the suction line accomplishes.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Verdichter dem Ladeluftläufer stömungsmäßig vorge schaltet, so daß der Verdichter gleichzeitig die Frischluft druckkammer und den Ladeluftläufer mit Frischluft versorgt. Hierdurch ergibt sich eine besonders hohe Verdichterdrehzahl und eine Vorverdichtung der vom Ladeluftläufer angesaugten Frischluft.According to another embodiment of the invention is the compressor of the charge air rotor in terms of flow switches so that the compressor simultaneously the fresh air pressure chamber and the charge air rotor supplied with fresh air. This results in a particularly high compressor speed and a pre-compression of those sucked in by the charge air rotor Fresh air.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind alle Leitungen im Hinblick auf Resonanzschwingungen optimiert. Hierdurch können beispielsweise durch die Kolben bewegung auftretende Druckwellen zusätzlich zur Füllung der Zylinder verwendet werden.According to a further embodiment of the invention are all lines with regard to resonance vibrations optimized. This allows, for example, the pistons pressure waves occurring in addition to filling the Cylinders are used.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt: An embodiment of the object of the invention is in shown in the drawing and is described below. It shows:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Viertaktbrennkraftmaschine mit Abgasdruckkammer und Frischluftdruckkammer in sche matischer Darstellung, Fig. 1 is a four-stroke internal combustion engine according to the invention with exhaust pressure chamber and the fresh air pressure chamber in specific matic representation,

Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in gemäß Linie II-II geschnit tener Darstellung, FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 in a representation according to line II-II, FIG.

Fig. 3 ein Steuerdiagramm für die Abgasrückführung, Fig. 3 is a control map for exhaust gas recirculation,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Viertaktbrennkraftmaschine mit Frischluftdruckkammer in schematischer Darstellung, Fig. 4 is a four-stroke internal combustion engine according to the invention with fresh air pressure chamber in a schematic representation;

Fig. 5 ein Detail aus Fig. 4 in gemäß Linie V-V geschnittener Darstellung und Fig. 5 shows a detail of Fig. 4 in section along line VV and

Fig. 6 ein Steuerdiagramm der Frischluftaufladung. Fig. 6 is a control diagram of fresh air charging.

Die in Fig. 1 dargestellte Viertaktbrennkraftmaschine weist einen Motorzylinderkopf 1 mit vier Arbeitszylindern 2 sowie je Arbeitszylinder 2 zwei Einlaßöffnungen 3 und zwei Auslaß öffnungen 4 auf. Die zugehörigen Ein- und Auslaßventile sind selbst nicht dargestellt.The four-stroke internal combustion engine shown in Fig. 1 has an engine cylinder head 1 with four working cylinders 2 and two working ports 2 and two exhaust ports 4 for each working cylinder 2 . The associated intake and exhaust valves are themselves not shown.

Jeder der vier Arbeitszylinder 2 steht über eine Abgasleitung 5 mit dem Auspuffkrümmer 6 in Verbindung, an welchen sich eine gebräuchliche, nicht dargestellte Auspuffanlage an schließt. Neben diesem ersten Abgasweg steht jeder Arbeits zylinder 2 über die zweite Auslaßöffnung 4′ mit einer im Motorzylinderkopf 1 integrierten Abgasdruckkammer 7 in Ver bindung. Diese Abgasdruckkammer 7 steht andererseits über eine Abgasleitung 8, in welcher ein regelbares Druckventil 9 angeordnet ist, mit dem Auspuffkrümmer 6 in Verbindung. Each of the four working cylinders 2 is connected via an exhaust pipe 5 to the exhaust manifold 6 , to which a customary exhaust system, not shown, closes. In addition to this first exhaust gas path, each working cylinder 2 is connected via the second outlet opening 4 'to an exhaust gas pressure chamber 7 integrated in the engine cylinder head 1 . On the other hand, this exhaust gas pressure chamber 7 is connected to the exhaust manifold 6 via an exhaust gas line 8 , in which a controllable pressure valve 9 is arranged.

Desweiteren ist jeder Arbeitszylinder 2 über seine erste Einlaßöffnung 3 mit den Frischluftsaugleitungen 10 verbunden, welche sich zu einer gemeinsamen Frischluftsaugkammer 11 verbinden. Diese Frischluftsaugkammer 11 verjüngt sich stromauf der Ansaugströmung zu einer Frischluftansaugleitung 12, in welcher ein als Zellenrad ausgebildeter Ladeluftläufer 13 drehbar gelagert ist. Noch weiter stromauf ist in der Frischluftansaugleitung 12 ein als Turbine ausgebildeter und mit dem Ladeluftläufer 13 auf einer gemeinsamen Achse dreh fest verbundener Verdichter 14 angeordnet, dessen Saugseite stromaufwärts weisend ausgerichtet ist. Noch weiter strom aufwärts ist in der Frischluftansaugleitung 12 eine Drossel klappe 15 und ein Luftmengenmesser 16 angeordnet.Furthermore, each working cylinder 2 is connected via its first inlet opening 3 to the fresh air suction lines 10 , which connect to a common fresh air suction chamber 11 . This fresh air suction chamber 11 tapers upstream of the intake flow to a fresh air intake line 12 , in which a charge air rotor 13 designed as a cellular wheel is rotatably mounted. Even further upstream is a compressor 14 , which is designed as a turbine and is rotatably connected to the charge air rotor 13 on a common axis, the suction side of which is oriented upstream in the fresh air intake line 12 . Still further upstream, a throttle valve 15 and an air flow meter 16 are arranged in the fresh air intake line 12 .

Auf der Druckseite des Verdichters 14 zweigt eine Frischluft druckleitung 17 strömungsparallel zu den Frischluftsaug leitungen 10 ab, welche andererseits in eine Frischluftdruck kammer 18 mündet. Die Frischluftdruckkammer 18 ist ihrerseits über Frischluftleitungen 19 mit der zweiten Einlaßöffnung 3′ eines jeden Arbeitszylinders 2 verbunden.On the pressure side of the compressor 14 , a fresh air pressure line 17 branches parallel to the flow to the fresh air suction lines 10 , which on the other hand opens into a fresh air pressure chamber 18 . The fresh air pressure chamber 18 is in turn connected via fresh air lines 19 to the second inlet opening 3 'of each working cylinder 2 .

In Fig. 1 ist gestrichelt eine alternative Frischluftansaug leitung 12′ eingezeichnet, welche keinen Ladeluftläufer und keinen Verdichter aufweist, sondern lediglich eine Drossel klappe 15′ und einen Luftmengenmesser 16. Diese Darstellung bezieht sich auf eine erfindungsgemäße Variante, bei der lediglich die Abgasrückführung mit Saugluftvorverdichtung, nicht jedoch die Frischluftaufladung realisiert ist. In Fig. 1 an alternative fresh air intake line 12 'is shown in dashed lines, which has no charge air rotor and no compressor, but only a throttle valve 15 ' and an air flow meter 16th This illustration relates to a variant according to the invention, in which only the exhaust gas recirculation with suction air pre-compression, but not the fresh air charging, is implemented.

Zwischen Saugseite und Druckseite des Verdichters 14 ist eine über ein regelbares Ventil 21 verschließbare Bypass-Leitung 22 vorgesehen als Druckausgleichseinrichtung. Alternativ hierzu kann die Frischluftdruckkammer 18 ein regelbares Ladedruckventil (nicht dargestellt) aufweisen.Between the suction side and the pressure side of the compressor 14 , a bypass line 22, which can be closed by a controllable valve 21, is provided as a pressure compensation device. Alternatively, the fresh air pressure chamber 18 can have a controllable boost pressure valve (not shown).

In Fig. 2 ist der in der Frischluftansaugleitung 12 ange ordnete Ladeluftläufer 13 in einem vertikalen Schnitt dar gestellt. Hierbei ist zu erkennen, daß der als Zellenrad ausgebildete Ladeluftläufer 13 die gemeinsame Frischluftsaug kammer 11 der Arbeitszylinder 2 von der Frischluftansaug leitung 12 abtrennt, so daß der Ladeluftläufer 13 bei be stehender Druckdifferenz zwischen Frischluftsaugkammer 11 und Frischluftansaugleitung 12 in Umdrehungen versetzt wird. Die Frischluftströmung ist hier wie in Fig. 1 durch Pfeile 20 angedeutet. Pfeil 20′ kennzeichnet die Richtung der dadurch hervorgerufenen Umdrehung des Ladeluftläufers 13.In Fig. 2 is arranged in the fresh air intake line 12 charge air rotor 13 is in a vertical section. It can be seen that the designed as a bucket wheel charging air rotor 13 the common Frischluftsaug chamber 11 of the working cylinder 2 line from the Frischluftansaug separated 12 so that the charge air rotor 13 at be standing pressure difference between Frischluftsaugkammer 11 and Frischluftansaugleitung is set in rotation 12th The fresh air flow is indicated here by arrows 20 as in FIG. 1. Arrow 20 'indicates the direction of the resulting rotation of the charge air rotor 13th

Das in Fig. 3 dargestellte Steuerdiagramm zeigt die Öffnungs- und Schließpunkte der Ein- und Auslaßventile relativ zur Kolbenbewegung. Mit OT ist der obere, mit UT der untere Totpunkt bezeichnet. Das dargestellte Steuerdiagramm bezieht sich lediglich auf die Abgasrückführungsfunktion entsprechend der gestrichelten Darstellung in Fig. 1. Mit Eö ist der Öffnungszeitpunkt und mit Es der Schließzeitpunkt des Ein laßventils bezeichnet, mit Aö das Öffnen des Auslaßventils und mit As das Schließen des Auslaßventils. Mit AGö und AGs ist das Öffnen bzw. das Schließen des zusätzlichen Auslaß ventils gekennzeichnet, welches die Verbindung zwischen Arbeitszylinder 2 und Abgasdruckkammer 7 steuert. Mit AGö′ und AGs′ ist ein zweiter Öffnungs- und Schließzyklus des zu sätzlichen Auslaßventils gekennzeichnet, der gegenüber dem ersten Zyklus um eine Kurbelwellenumdrehung verschoben ist.The control diagram shown in Fig. 3 shows the opening and closing points of the intake and exhaust valves relative to the piston movement. OT is the top dead center and UT the bottom dead center. The control diagram shown relates only to the exhaust gas recirculation function according to the broken line in Fig. 1. With Eö the opening time and with Es the closing time of the inlet valve is designated, with Aö the opening of the exhaust valve and with As closing the exhaust valve. With AGö and AGs the opening or closing of the additional exhaust valve is marked, which controls the connection between the working cylinder 2 and exhaust gas pressure chamber 7 . With AGö 'and AGs' a second opening and closing cycle of the additional exhaust valve is marked, which is shifted by one crankshaft revolution compared to the first cycle.

Das gemäß dem Steuerdiagramm von Fig. 3 bei Eö öffnende Einlaßventil eines Arbeitszylinders 2 der Viertaktbrennkraft maschine bewirkt die Freigabe der Einlaßöffnung 3 des Ar beitszylinders 2, so daß bei Bewegung des im Arbeitszylinder 2 angeordneten Hubkolbens vom oberen Totpunkt OT zum unteren Totpunkt UT über die Frischluftsaugleitungen 10 durch den entstehenden Unterdruck Frischluft angesaugt wird. Während dieses Ansaugtaktes öffnet bei AGö das zweite Auslaßventil, so daß Abgas aus der Abgasdruckkammer 7 zusätzlich zu der angesaugten Frischluft in den Arbeitszylinder 2 gedrückt wird und die Frischluft vorverdichtet. Bei Es und AGs schließen das Einlaßventil und das zusätzliche Auslaßventil gleich zeitig, im dargestellten Beispiel kurz nach dem unteren Totpunkt UT. Im anschließenden Verdichtungstakt und im daran anschließenden Arbeitstakt bleiben alle Ventile geschlossen, bis bei Aö das erste Auslaßventil und bei AGö′ kurz danach das zweite Auslaßventil öffnen und das unter hohem Druck stehende Abgas einerseits in die Abgasdruckkammer 7 und andererseits in den Auspuffkrümmer 6 strömt. Bei AGs′ schließt das zweite Auslaßventil, während das erste Aus laßventil erst bei As, also nach dem oberen Totpunkt OT schließt.The the control diagram of Fig. 3 opening in accordance with EOE inlet valve of a working cylinder 2 of the four-stroke internal combustion engine causing the release of the inlet opening 3 of the Ar beitszylinders 2, so that upon movement of the arranged in the working cylinder 2 reciprocating piston from top dead center TDC to the bottom dead center UT on the Frischluftsaugleitungen 10 fresh air is sucked in by the resulting negative pressure. During this intake stroke, the second exhaust valve opens at AGö, so that exhaust gas from the exhaust gas pressure chamber 7 is pressed in addition to the fresh air drawn into the working cylinder 2 and the fresh air is pre-compressed. In Es and AGs, the inlet valve and the additional outlet valve close simultaneously, in the example shown shortly after bottom dead center UT. In the subsequent compression stroke and in the subsequent working stroke, all valves remain closed until at Aö the first exhaust valve and at AGö 'shortly thereafter open the second exhaust valve and the high-pressure exhaust gas flows on the one hand into the exhaust gas pressure chamber 7 and on the other hand into the exhaust manifold 6 . In AGs' closes the second exhaust valve, while the first off valve only closes at As, ie after top dead center OT.

Die dargestellten Schließ- und Öffnungszeiten der Ventile sind nur als Beispiele zu verstehen. Andere Schließ- und Öffnungszeiten sind ebenfalls möglich, insbesondere die Verlegung des Öffnungszeitpunktes AGö des zusätzlichen Auslaß ventils im Ansaugtakt hinter den unteren Totpunkt UT, um eine vollständige Füllung des Arbeitszylinders 2 mit Frisch luft zu gewährleisten. Ebenso ist es möglich, den Öffnungs zeitpunkt AGö′ des zweiten Auslaßventils vor den Öffnungs zeitpunkt des ersten Auslaßventils Aö zu legen, um einen höheren Abgasdruck in der Abgasdruckkammer 7 zu erreichen. Die Schließzeitpunkte der Auslaßventile sind dann jeweils entsprechend nach hinten zu verlegen.The closing and opening times of the valves shown are only examples. Other closing and opening times are also possible, in particular the relocation of the opening time AGö of the additional exhaust valve in the intake stroke behind the bottom dead center UT in order to ensure that the working cylinder 2 is completely filled with fresh air. It is also possible to place the opening time AGö 'of the second exhaust valve before the opening time of the first exhaust valve Aö in order to achieve a higher exhaust gas pressure in the exhaust gas pressure chamber 7 . The closing times of the exhaust valves must then be moved to the rear accordingly.

Die in Fig. 4 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine weist keine Abgasdruckkammer auf, um die Wirkungsweise der Frischluftdruckkammer 118 zu verdeutlichen, kann aber ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Abgasrück führung kombiniert werden. Die Auslaßöffnungen 104 der im Motorzylinderkopf 101 angeordneten Arbeitszylinder 102 verbinden wiederum über nicht dargestellte Auslaßventile die Arbeitszylinder 102 mit dem schematisiert dargestellten Auspuffkrümmer 106. Jeder Arbeitszylinder 102 weist wie bei der ersten Variante zwei Einlaßöffnungen 103 auf, welche den Arbeitszylinder 102 einerseits mit Frischluftsaugleitungen 110 und einer gemeinsamen Frischluftsaugkammer 111 und andererseits über die zweite Einlaßöffnung 103′ mit der Frischluftdruckkammer 118 verbinden. Die gemeinsame Frisch luftsaugkammer 111 verjüngt sich wiederum stromauf der Saug strömung zu einer Frischluftansaugleitung 112, in welcher strömungsparallel und gegeneinander drehfest ein Ladeluft läufer 113 und ein Verdichter 114 auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert sind. Noch weiter stromauf ist in der Luftansaugleitung 112 wiederum eine Drosselklappe 115 und ein Luftmengenmesser 116 vorgesehen. Gestrichelt eingezeichnet ist eine Variante der Luftansaugleitung 112 ohne Luftmengen messer 116, wobei die Luftansaugleitung zu einem nicht dar gestellten Vergaser führt.The variant of the internal combustion engine according to the invention shown in FIG. 4 does not have an exhaust gas pressure chamber in order to illustrate the mode of operation of the fresh air pressure chamber 118 , but can also be combined with an exhaust gas recirculation system according to the invention. In turn, the outlet ports 104 of the disposed in the engine cylinder head 101 to connect the working cylinder 102 via non-illustrated exhaust the work cylinder 102 to the exhaust manifold shown schematically 106th As in the first variant, each working cylinder 102 has two inlet openings 103 , which connect the working cylinder 102 on the one hand to fresh air suction lines 110 and a common fresh air suction chamber 111 and on the other hand via the second inlet opening 103 'to the fresh air pressure chamber 118 . The common fresh air suction chamber 111 in turn tapers upstream of the suction flow to a fresh air intake line 112 , in which a charge air rotor 113 and a compressor 114 are rotatably mounted on a common axis in parallel with the flow and against one another in a rotationally fixed manner. A throttle valve 115 and an air flow meter 116 are again provided upstream in the air intake line 112 . A variant of the air intake line 112 without air flow meter 116 is shown in broken lines, the air intake line leading to a carburetor (not shown).

Stromab der Drosselklappe 115 teilt sich die Frischluftan saugleitung 112 in zwei parallele Abschnitte auf, wobei im ersten Abschnitt der Ladeluftläufer 113 und im zweiten Ab schnitt der Verdichter 114 mit seiner Saugseite stromauf weisend angeordnet ist. Auf der Druckseite des Verdichters 114 mündet der zweite Abschnitt der Frischluftansaugleitung 112 in die Frischluftdruckleitung 117, welche andererseits mit der Frischluftdruckkammer 118 verbunden ist. Zwischen Saug- und Druckseite des Verdichters 114 ist wiederum eine über ein regelbares Ventil 121 steuerbare By-pass-Leitung 122 vorgesehen. Alternativ kann auch hier die Frischluftdruck kammer 118 mit einem Ladedruckventil (nicht dargestellt) versehen sein.Downstream of the throttle valve 115 , the fresh air intake line 112 is divided into two parallel sections, the first section of the charge air rotor 113 and the second section of the compressor 114 being arranged with its suction side upstream. On the pressure side of the compressor 114 , the second section of the fresh air intake line 112 opens into the fresh air pressure line 117 , which on the other hand is connected to the fresh air pressure chamber 118 . Between the suction and pressure side of the compressor 114 there is in turn a by-pass line 122 which can be controlled via a controllable valve 121 . Alternatively, the fresh air pressure chamber 118 can also be provided with a boost pressure valve (not shown).

Fig. 5 zeigt wiederum als Detaildarstellung den als Zellenrad ausgebildeten Ladeluftläufer 113, welcher die Frischluftan saugleitung 112 gegen die gemeinsame Frischluftsaugkammer 111 abtrennt, so daß der Ladeluftläufer 113 durch die Druck differenz zwischen Frischluftsaugkammer 111 und Frischluft ansaugleitung 112 und die dadurch in Richtung der Pfeile 120 hervorgerufene Frischluftströmung in Umdrehungen versetzt wird. Fig. 5 again shows a detailed representation of the charge air rotor 113 designed as a cellular wheel, which separates the fresh air intake line 112 from the common fresh air suction chamber 111 , so that the charge air rotor 113 by the pressure difference between fresh air suction chamber 111 and fresh air intake line 112 and thereby in the direction of arrows 120 caused fresh air flow is set in revolutions.

Das in Fig. 6 dargestellte Steuerdiagramm gibt die Schließ- und Öffnungspunkte der Ein- und Auslaßventile relativ zur Kolbenbewegung an. Mit OT ist wiederum der obere und mit UT der untere Totpunkt des Hubkolbens gekennzeichnet. Bei Eö öffnet und bei Es schließt das erste Einlaßventil, während das zusätzliche zweite Einlaßventil bei ELö öffnet und bei ELs schließt. Bei Aö öffnet und bei As schließt das Auslaß ventil. In dem dargestellten Beispiel öffnet das erste Einlaß ventil kurz vor OT, das zweite Einlaßventil kurz vor UT, also gegen Ende des Ansaugtaktes. Das erste Einlaßventil schließt bei UT, das zweite Einlaßventil kurz nach UT, so daß eine zusätzliche Luftfüllung des Arbeitszylinders bei gleich zeitiger Ladedruckerhöhung bewirkt wird. Die Schließ- und Öffnungszeiten sind wiederum als Beispiel zu verstehen, insbesondere kann der Öffnungszeitpunkt des zweiten Einlaß ventils hinter den Schließzeitpunkt des ersten Einlaßventils verlegt werden.The control diagram shown in Fig. 6 indicates the closing and opening points of the intake and exhaust valves relative to the piston movement. The top dead center of the reciprocating piston is again identified by TDC and the bottom dead center by UT. At Eö opens and at Es the first inlet valve closes, while the additional second inlet valve opens at ELö and closes at ELs. At Aö opens and at As the exhaust valve closes. In the example shown, the first intake valve opens just before TDC, the second intake valve just before TDC, i.e. towards the end of the intake stroke. The first inlet valve closes at UT, the second inlet valve shortly after UT, so that an additional air filling of the working cylinder is effected while the boost pressure is increased at the same time. The closing and opening times are again to be understood as an example, in particular the opening time of the second inlet valve can be moved behind the closing time of the first inlet valve.

Entsprechend der kombinierten Funktion gemäß Fig. 1 mit Abgasrückführung und Frischluftaufladung sind auch die Steuerdiagramme von Fig. 6 und Fig. 3 zu kombinieren. Auf eine Darstellung wird aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.According to the combined function shown in FIG. 1 with exhaust gas recirculation and fresh air charge to be combined and the timing diagrams of FIG. 6 and FIG. 3. For the sake of clarity, there is no representation.

Das Prinzip der Ladeluftaufladung besteht darin, daß durch die Zwangsbewegung des Ladeluftläufers 13, 113 der Verdichter 14, 114 ebenfalls in Drehung versetzt wird, woraus sich eine zusätzliche Saugleistung in die Frischluftdruckkammer 18, 118 ergibt, wo diese Frischluft solange zwischengespeichert wird, bis das entsprechende Einlaßventil öffnet. Bei den herrschen den Druckverhältnissen sind Umdrehungszahlen des Ladeluft läufers 13, 113 und damit des Verdichters 14, 114 in der Größenordnung von 100 000 Umdrehungen pro Minute zu erwarten. Aufgrund der gemeinsamen Luftansaugkammer 11, 111 aller Arbeitszylinder 2, 102 ist eine fortwährende Drehung des Ladeluftläufers 13, 113 und des Verdichters 14, 114 gewähr leistet, so daß vorteilhafterweise das Auftreten von Druck wellen zumindest verringert wird. Ebenso wird eine gleich mäßige und permanente Befüllung der Frischluftdruckkammer 18, 118 gewährleistet, so daß bereits bei geringen Drehzahlen den Zylindern 2, 102 eine zusätzliche Luftmenge zur Verfügung gestellt und damit die Motorleistung erhöht werden kann. Dasselbe gilt für die Variante gemäß Fig. 1.The principle of charge air charging is that the forced movement of the charge air rotor 13 , 113 also rotates the compressor 14 , 114 , which results in additional suction power in the fresh air pressure chamber 18 , 118 , where this fresh air is temporarily stored until the corresponding one Inlet valve opens. In the prevailing pressure conditions, the number of revolutions of the charge air rotor 13 , 113 and thus of the compressor 14 , 114 in the order of 100,000 revolutions per minute can be expected. Due to the common air intake chamber 11 , 111 of all working cylinders 2 , 102 , a continuous rotation of the charge air rotor 13 , 113 and the compressor 14 , 114 is guaranteed, so that advantageously the occurrence of pressure waves is at least reduced. Likewise, a uniform and permanent filling of the fresh air pressure chamber 18 , 118 is ensured, so that even at low speeds the cylinders 2 , 102 an additional amount of air is available and thus the engine power can be increased. The same applies to the variant according to FIG. 1.

Eine weitere, nicht dargestellte Variante besteht darin, anstelle eines Ladeluftläufers eine Abgasturbine im Abgasweg der Brennkraftmaschine vorzusehen, welche den Verdichter 14 bzw. 114 antreibt. Der Antrieb des Verdichters 14 bzw. 114 ist hierbei entsprechend bekannter Abgasturbolader vorge sehen, wobei jedoch die geförderte Luftmenge in der Frisch luftdruckkammer 18 bzw. 118 zwischengespeichert und der über die parallelen Frischluftansaugleitungen 12, 112 angesaugten Frischluft erst gegen oder nach Ende des Saughubs des jeweiligen Arbeitszylinders 2 bzw. 102 diesem hinzugefügt wird.Another variant, not shown, is to provide an exhaust gas turbine in the exhaust gas path of the internal combustion engine instead of a charge air rotor, which drives the compressor 14 or 114 . The drive of the compressor 14 or 114 is seen here according to known exhaust gas turbochargers, but the amount of air conveyed in the fresh air pressure chamber 18 or 118 is temporarily stored and the fresh air sucked in via the parallel fresh air intake lines 12 , 112 only towards or after the end of the suction stroke of the respective one Working cylinder 2 or 102 is added to this.

Die Bypass-Leitungen 22, 122 oder die wahlweise in der Frischluftdruckkammer 18 bzw. 118 vorgesehenen Ladedruck ventile dienen dazu, die zusätzlich hinzugefügte Frischluft menge zu regeln und insbesondere bei Lastwechsel einen schnellen Druckausgleich zu ermöglichen. Die Funktionen von Drosselklappe 15, 115 und Luftmengenmesser 16, 116 sind entsprechend bekannter Vorrichtungen, da die gesamte den Arbeitszylindern 2, 102 zugeführte Frischluftmenge erfaßt wird. Erforderlichenfalls können Luftmengenmesser, aber auch stromab des Ladeluftläufers 13, 113 und des Verdichters 14, 114 vorgesehen werden.The bypass lines 22 , 122 or the boost pressure valves optionally provided in the fresh air pressure chamber 18 or 118 serve to regulate the additionally added fresh air quantity and to enable rapid pressure equalization in particular when the load changes. The functions of throttle valve 15 , 115 and air flow meter 16 , 116 are corresponding to known devices, since the total amount of fresh air supplied to the working cylinders 2 , 102 is recorded. If necessary, air flow meters can also be provided downstream of the charge air rotor 13 , 113 and the compressor 14 , 114 .

Es ist auch möglich, den Ladeluftläufer 13 und den Verdichter 14 gemäß Fig. 1 ohne Frischluftdruckkammer 18 und zugehörige Verbindungsleitung 17 zu verwenden, da durch das Zusammen wirken mehrerer Zylinder über die gemeinsame Frischluftsaug kammer 11 auch hierbei schon eine Erhöhung der Frischluft ladung der einzelnen Zylinder 2 zu erwarten ist.It is also possible to use the charge air rotor 13 and the compressor 14 according to FIG. 1 without fresh air pressure chamber 18 and associated connecting line 17 , since through the interaction of several cylinders via the common fresh air suction chamber 11 , an increase in the fresh air charge of the individual cylinders is already achieved 2 is expected.

Die Frischluftdruckkammer 18, 118 kann ebenso wie die Abgas druckkammer 7 im Motorzylinderkopf 1, 101 integriert sein. Zur Steuerung der zusätzlichen Ein- und Auslaßventile kann jeweils die bereits vorhandene Nockenwelle verwendet werden, indem auf dieser zusätzliche Nocken vorgesehen sind, oder aber eine getrennte Nockenwelle mit entsprechender Nocken anordnung. Für die Steuerung des zusätzlichen Auslaßventils ist hierbei auf der Nockenwelle eine Doppelnocke erforder lich, da das zusätzliche Auslaßventil während einer Nocken wellenumdrehung zweimal öffnen und schließen muß, um beim ersten Zyklus die Abgasdruckkammer zu füllen und beim zweiten Zyklus das gespeicherte Abgas an den Arbeitszylinder wieder abzugeben. The fresh air pressure chamber 18 , 118 as well as the exhaust gas pressure chamber 7 can be integrated in the engine cylinder head 1 , 101 . To control the additional intake and exhaust valves, the existing camshaft can be used by providing additional cams on it, or a separate camshaft with a corresponding cam arrangement. For the control of the additional exhaust valve, a double cam is required on the camshaft since the additional exhaust valve has to open and close the shaft twice during a cam rotation in order to fill the exhaust gas pressure chamber in the first cycle and to release the stored exhaust gas to the working cylinder in the second cycle .

BezugszahlenlisteList of reference numbers

1, 101 Motorzylinderkopf
2, 102 Arbeitszylinder
3, 103 Einlaßöffnung
4, 104 Auslaßöffnung
5 Abgasleitung
6 Auspuffkrümmer
7 Abgasdruckkammer
8 Abgasleitung
9 Abgasdruckventil
10, 110 Frischluftsaugleitung
11, 111 Frischluftsaugkammer
12, 112 Frischluftansaugleitung
13 Ladeluftläufer
14, 114 Verdichter
15, 115 Drosselklappe
16, 116 Luftmengenmesser
17, 117 Frischluftdruckleitung
18, 118 Frischluftdruckkammer
19, 119 Frischluftleitung
20, 120 Strömungspfeil
21, 121 Ventil
22, 122 By-pass-Leitung
OT oberer Totpunkt
UT unterer Totpunkt
Aö, As Öffnungs- und Schließpunkt des Auslaßventils
Eö, Es Öffnungs- und Schließpunkt des Einlaßventils
AGö, AGs Öffnungs- und Schließpunkt des zusätzlichen Auslaßventils
ELö, ELs Öffnungs- und Schließpunkt des zusätzlichen Einlaßventils 1, 101 engine cylinder head
2, 102 working cylinders
3, 103 inlet opening
4, 104 exhaust port
5 exhaust pipe
6 exhaust manifolds
7 exhaust gas pressure chamber
8 exhaust pipe
9 Exhaust pressure valve
10, 110 fresh air suction line
11, 111 fresh air suction chamber
12, 112 fresh air intake line
13 intercooler
14, 114 compressors
15, 115 throttle valve
16, 116 air flow meter
17, 117 fresh air pressure line
18, 118 fresh air pressure chamber
19, 119 fresh air line
20, 120 flow arrow
21, 121 valve
22, 122 by-pass line
OT top dead center
UT bottom dead center
Aö, As opening and closing point of the exhaust valve
Eö, Es opening and closing point of the intake valve
AGö, AGs opening and closing point of the additional exhaust valve
ELö, ELs opening and closing point of the additional intake valve

Claims

1. A method for exhaust gas recirculation in a four-stroke internal combustion engine with camshaft-controlled on and off lassventillen, wherein the fresh air quantity of a cylinder combustion gases from an earlier combustion process are added, characterized in that the combustion gases under high pressure of each combustion process at least partially an exhaust gas pressure chamber ( 7 ) supplied, temporarily stored and then at least partially from the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) of the fresh air charge of a cylinder ( 2 ), these before compressing, are added.

2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the combustion exhaust gases from the exhaust pressure chamber ( 7 ) into the cylinder ( 2 ) towards the end of the fresh air filling process takes place in a reciprocating piston engine so near the bottom dead center.

3. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the combustion exhaust gases from the exhaust gas chamber ( 7 ) in the cylinder ( 2 ) takes place after finished fresh air filling process, so in a reciprocating internal combustion engine at or after bottom dead center.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the time of the exhaust gas supply from the pressure chamber ( 7 ) in the cylinder ( 2 ) is camshaft-controlled.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the exhaust gas supply from the cylinder ( 2 ) into the pressure chamber ( 7 ) is camshaft-controlled.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure in the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is adjustable.

7. The method according to claim 6, characterized in that the pressure in the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is electronically controlled.

8. The method according to claim 6 for exhaust gas recirculation in an internal combustion engine with a throttle valve-controlled carburetor, characterized in that the pressure in the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is regulated via the throttle valve position.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is cooled ge.

10. Four-stroke internal combustion engine with at least one nockenwel lencontrolled inlet and outlet valves for the supply of fresh air and the removal of the combustion gases via an exhaust pipe having a working cylinder for carrying out the method according to claim 1, characterized in that an exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is provided for intermediate storage of combustion gases and at least one further camshaft-controlled exhaust valve, which opens and closes a connecting line between the cylinder ( 2 ) and the exhaust gas pressure chamber ( 7 ).

11. Four-stroke internal combustion engine according to claim 10, characterized in that the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is integrated in the motor cylinder head ( 1 ) and is provided by cooling channels.

12. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 10 or 11, characterized in that the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is equipped with a controllable boost pressure valve ( 9 ) which relieves the pressure in the exhaust gas pressure chamber ( 7 ) when a setpoint is exceeded in the normal exhaust gas path.

13. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 10 to 12 with a plurality of cylinders, characterized in that a common exhaust gas pressure chamber ( 7 ) is provided for all cylinders ( 2 ).

14. Four-stroke internal combustion engine with at least one cam-controlled inlet and outlet valves for the supply of fresh air from an air intake line and the management of the combustion exhaust gases via an exhaust pipe having a working cylinder, in particular according to one of claims 10 to 13, characterized in that a fresh air pressure chamber ( 18 , 118 ) is provided, which is supplied with fresh air by a compressor ( 14 , 114 ), which pre-compressed fresh air is additionally supplied to the cylinder ( 2 ) filled with fresh air towards or after the end of the fresh air intake stroke of the four-stroke internal combustion engine.

15. Four-stroke internal combustion engine according to claim 14, characterized in that each cylinder ( 2 , 102 ) of the four-stroke internal combustion engine has at least one further nockenwellenge controlled inlet valve which has a connecting line ( 19 , 119 ) between the fresh air pressure chamber ( 18 , 118 ) and cylinder ( 2 , 102 ) opens and closes.

16. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 or 15 with a plurality of cylinders, characterized in that all cylinders ( 2 , 102 ) from a common fresh air pressure chamber ( 18 , 118 ) with pre-compressed fresh air can be supplied.

17. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 16, characterized in that the fresh air pressure chamber ( 18 , 118 ) has a controllable boost pressure valve.

18. Four-stroke internal combustion engine according to claim 17, characterized characterized in that the boost pressure valve electronically is adjustable.

19. Four-stroke internal combustion engine according to claim 17 with throttle flap-controlled carburetor device, characterized records that the boost valve over the throttle valves position is adjustable.

20. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 19, characterized in that a common fresh air intake line ( 12 , 112 ) is provided for the fresh air supply to the compressor ( 14 , 114 ) and to the fresh air suction line ( 10 , 110 ) of the cylinder.

21. Four-stroke internal combustion engine according to claim 20, characterized in that the throttle valve ( 15 , 115 ) and optionally the air flow meter ( 16 , 116 ) in the common fresh air intake line ( 12 , 112 ) are arranged.

22. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 21, characterized in that the pressure chamber ( 18 , 118 ) which supplies fresh air with the compressor ( 14 , 114 ) is driven by a turbine which is connected in a rotationally fixed manner in the exhaust gas path of the internal combustion engine.

23. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 21, characterized in that the compressor ( 14 , 114 ) driven by a rotatably connected thereto in the fresh air suction line ( 10 , 110 ) of the cylinder angeord Neten charge air rotor ( 13 , 113 ) (cellular wheel) becomes.

24. Four-stroke internal combustion engine according to claim 23, characterized in that the compressor ( 114 ) and charge air rotor ( 113 ) are arranged parallel to one another in terms of flow.

25. Four-stroke internal combustion engine according to claim 23, characterized in that the compressor ( 14 ) is upstream of the charge air rotor ( 13 ) and the compressor ( 14 ) simultaneously supplies the fresh air pressure chamber ( 18 ) and the charge air rotor ( 13 ) with fresh air.

26. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 23 to 25 with a plurality of cylinders, characterized in that the charge air rotor ( 13 , 113 ) in a common fresh air suction chamber ( 11 , 111 ) of all cylinders ( 2 ) is arranged.

27. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 26, characterized in that all lines ( 10 , 110 , 11 , 111 , 12 , 112 , 17 , 117 ) are optimized with regard to resonance vibrations.

28. Four-stroke internal combustion engine according to one of claims 14 to 27, characterized in that the compressor ( 14 , 114 ) can be short-circuited via a valve-controlled by-pass line ( 22 , 122 ).