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EP 1 063 411 A2 |
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EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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27.12.2000 Patentblatt 2000/52 |
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Anmeldetag: 08.02.2000 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)7: F02M 25/07 |
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Benannte Erstreckungsstaaten: |
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AL LT LV MK RO SI |
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Priorität: |
26.06.1999 DE 19929449
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Anmelder: MAN NUTZFAHRZEUGE AG |
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80995 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Möller, Heribert, Dipl.-Ing.
91623 Sachsen (DE)
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Abgasrückführleitung für Brennkraftmaschinen |
(57) Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführleitung für Brennkraftmaschinen.
Bei der Abgasrückführung an Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge bereiten die Raumprobleme
Schwierigkeiten. Einerseits benötigt die Abgasrückführleitung zusätzlichen Bauraum
und andererseits bereiten die Temperaturprobleme in dem zusätzlich beengten Bauraum
Sorgen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen die Abgasrückführleitung in einem
der stirnseitigen Zylinderkopfe anzuordnen, derart, daß die Abgasrückführleitung den
Kühlwasserraum quer zur Längsrichtung der Brennkraftmaschine durchdringt. Das rückzuführende
Abgas gelangt also von der Abgasleitung durch die vom Kühlwasser umströmte Abgasrückführleitung
zur Ladeluftleitung. Dadurch wird eine eigene Abgasrückführleitung eingespart, das
Abgas wird gekühlt und es wird jegliche Abstrahlung von Wärme in den umgebenden Raum
vermieden, so daß evtl. Brandgefahr durch Wärmestau ausgeschlossen werden kann.
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[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführleitung für Brennkraftmaschinen
gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Um Teile des Abgases von der Abgasleitung in die Ladeluftleitung zurückzuführen ist
es üblich, eine Abgasrückführleitung vorzusehen, welche die Abgasleitung quer zur
Längsachse der Brennkraftmaschine vor einem der stirnseitigen Zylinderköpfe mit der
Ladeluftleitung verbindet. Eine derartige Lösung hat den Nachteil, daß an einer der
Stirnseiten der Brennkraftmaschine zusätzlicher Bauraum beansprucht ist. Ferner muß
die Abgasrückführleitung zur Vermeidung von Überhitzung benachbarter Bauteile isoliert
oder abgeschirmt werden. Dies erfordert einen erheblichen baulichen und kostenmäßigen
Aufwand.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den baulichen Mehraufwand einzusparen und
benachbarte Bauteile vor der Abstrahlung von Wärme zu schützen.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
[0005] Durch die Integration der Abgasrückführleitung in den Zylinderkopf wird baulicher
Mehraufwand eingespart, Wärmeabstrahlung gänzlich unterbunden und zugleich eine Vorkühlung
des rückzuführenden Abgases erreicht.
[0006] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Anspruch 2 zu entnehmen.
[0007] Durch die Integration der Absperrklappe in die Abgasrückführleitung wird eine raumsparende
Anordnung erzielt.
[0008] Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Abgasrückführleitung können den Ansprüchen
3 bis 6 entnommen werden.
[0009] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Abgasrückführleitung ist an Hand von
Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf mit stirnseitig in den Zylinderkopf integrierter
Abgasrückführleitung
- Fig. 2
- ein Detail aus Fig. 1 mit Rückschlagventil
- Fig. 3
- einen Schnitt III-III am stirnseitigen Ende des Zylinderkopfes mit Abgasrückführleitungen
[0010] Figur 1 stellt einen Zylinderkopf 1 mit Abgasrückführsystem in der Draufsicht dar.
Das Abgasrückführsystem wird im wesentlichen aus einer Abgasleitung 2, einem Rückschlagventil
3, einem Abgaskühler 4 und einer hier nicht dargestellten Ladeluftleitung gebildet.
Das rückzuführende Abgas durchläuft von der Abgasleitung 2 kommend zunächst eine Absperrklappe
5, strömt anschließend durch die Abgasrückführleitung 6 und gelangt bei auftretenden
Druckspitzen über das Rückschlagventil 3, und den Abgaskühler 4 in das Ladeluftrohr.
[0011] Erfindungsgemäß wird nun das Abgas vom Abgasrohr 2 zum Abgaskühler 4 durch eine Abgasrückführleitung
6 geführt, die in eine der Stirnseiten des Zylinderkopfes 1 derart integriert ist,
daß sie durch den Kühlwasserraum 7 geführt wird. Eine derartige Lösung hat mehrere
Vorteile. Zunächst wird eine Leitung eingespart, die an der Stirnseite des Zylinderkopfes
1 zusätzlichen Bauraum beanspruchen würde: Die Leitung würde in ihre Umgebung beträchtliche
Wärme abstrahlen, die beim Einbau in ein Fahrzeug zu Brandgefahr führt und isoliert
werden müßte. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin,
daß durch den Einbau in den Kühlwasserraum 7 eine spürbare Vorkühlung des Abgases
erreicht wird, so daß der eigentliche Abgaskühler 4 kleiner dimensioniert werden kann.
[0012] Die Kühlwirkung der Abgasrückführleitung 6 kann noch dadurch gesteigert werden, daß
sie abgasseitige Kühlrippen aufweist, welche die Abgasrückführleitung 6 in Längsrichtung
durchziehen und die zusammen mit dem Zylinderkopf 1 in Gießtechnik aus geführt werden
können.
[0013] Eine weitere Möglichkeit der Verbesserung der Kühlwirkung kann erreicht werden, wenn
man in die Abgasrückführleitung 6 einen Rohrbündelwärmetauscher integriert, der in
seiner Bauweise dem Abgaskühler 4 entspricht. Vorteilhafterweise wird auch die Absperrklappe
5 in den Zylinderkopf 1 und die Abgasrückführleitung 6 integriert. Mit der Absperrklappe
5 kann die Abgasrückführung unterbunden, oder zusätzlich mengenmäßig geregelt werden.
[0014] Ein Detail aus Figur 1 ist in Figur 2 gezeigt. Das Rückschlagventil 3 ist als ein
Flatterventil ausgebildet, welches öffnet, wenn über die Abgasrückführleitung 6 Abgasdruckspitzen
in der durch Pfeil angedeuteten Richtung auf eine Zunge 8 treffen. Das Rückschlagventil
3 kann vorteilhafterweise eine bauliche Einheit mit einer Dichtung 10 bilden, welche
zwischen Zylinderkopf 1 (Fig. 1) und dem Abgaskühler 4 angeordnet ist. Der Ausschlag
der Zunge 8 kann durch einen Anschlag 9 begrenzt werden, der wiederum einen Bestandteil
der Dichtung 10 bildet. Das Abgas strömt nach Passieren der Zunge 8 in den als Rohrbündelwärmetauscher
ausgebildeten Abgaskühler 4 und nach erfolgter Kühlung in die Ladeluftleitung.
[0015] Einen Schnitt III-III durchs stirnseitige Ende des Zylinderkopfes 1 stellt Figur
3 dar. Die Abgasrückführleitung 6 ist hier zweiflutig ausgeführt. Die beiden Abgasrückführleitungen
6a, 6b durchdringen den Kühlwasserraum 7. Das Abgas wird hier bereits vorgekühlt.
Eine Wärmeabstrahlung an die Umgebung ist vollkommen ausgeschlossen, eine Isolierung
ist somit nicht notwendig. Zum Absperren der Abgasrückführleitungen 6a, 6b ist eine
Absperrklappe 5 (Fig. 1) vorgesehen, welche durch den Stelltrieb 5a betätigbar ist.
1. Abgasrückführleitung für Brennkraftmaschinen welche eine Abgasleitung unter Zwischenschaltung
eines Abgaskühlers mit einer Ladeluftleitung verbindet und bei der eine Absperrklappe,
sowie ein Rückschlagventil zur Abgasrückführung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgasrückführleitung (6) in den Zylinderkopf (1) an der Stirnseite der Brennkraftmaschine
integriert ist, derart, daß die Abgasrückführleitung (6) einen Kühlwasserraum (7)
des Zylinderkopfes (1) quer zu seiner Längsrichtung durchdringt.
2. Abgasrückführleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das der Abgasleitung
(2) zugewandten Ende der Abgasrückführleitung (6) eine Absperrklappe (5) eingebaut
ist.
3. Abgasrückführleitung nach den Ansprüchen 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem
Übergangsbereich von der Abgasrückführleitung (6) zum Abgaskühler (4) ein in Richtung
des Abgaskühlers (4) öffnendes Rückschlagventil (3) vorgesehen ist.
4. Abgasrückführleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Abgasrückführleitung
(6) ein Rohrbündelwärmetauscher integriert ist.
5. Abgasrückführleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrückführleitung
(6) abgasseitig in Längsrichtung verlaufende und in Gießtechnik hergestellte Kühlrippen
aufweist.
6. Abgasrückführleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil
(3) Bestandteil einer Dichtung (10) zwischen Zylinderkopf (1) und Abgaskühler (4)
ist, wobei die Bewegung der Zunge (8) durch einen Anschlag (9) begrenzt wird der wiederum
eine bauliche Einheit mit der Dichtung (10) bildet.

