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    • 专利摘要:
    Die Erfindung beschreibt ein Luftansaugkanalsystem für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Sammeleinlaßkanal (1) in dem eine Kühlvorrichtung (5) integriert ist. Der Sammeleinlaßkanal (1) ist dazu in zwei getrennte Kanäle (14, 18) unterteilt, wovon ein erster im Normalbetrieb von Abgas durchströmt ist und ein zweiter von Luft durchströmt ist, wobei der im Normaltbetrieb Luft durchströmte Kanal (18) in der Warmlaufphase als Bypasskanal für einen Abgasstrom dienen kann. Der Aufbau dieses Luftansaugkanalsystems ist so gewählt, daß zwischen einer Unterschale (7) und einer Oberschale (8) ein Wärmetauscherelement (9) sowie eine Trennwand (15) angeordnet sind, so daß das gesamte Luftansaugkanalsystem mit Kühlvorrichtung (5) durch einfaches Aufeinadersetzen der Einzelteile montierbar ist. DOLLAR A Eine derartige Ausführung weist einen sehr geringen Bauraumbedarf auf sowie eine deutliche verringerte Teileanzahl im Vergleich zu anderen bekannten Systemen.
    公开号:DE102004025185A1
    申请号:DE102004025185
    申请日:2004-05-21
    公开日:2005-12-15
    发明作者:Hans-Jürgen Hüsges；Hans-Ulrich Kühnel
    申请人:Pierburg GmbH；
    IPC主号:F02M25-07
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Luftansaugkanalsystem für Verbrennungskraftmaschinenmit einem mehrteiligen Gehäuse,in dem ein Sammeleinlaßkanalund einzelne zu Zylindern der Verbrennungskraftmaschine führende Einzelansaugkanäle ausgebildet sind,wobei im Sammeleinlaßkanaleine Kühlvorrichtungzur Kühlungeines rückgeführten Abgasstromes angeordnetist.
    [0002] Einderartiges Luftansaugkanalystem, in dessen Sammeleinlaßkanal eineKühlvorrichtungintegriert ist, wird beispielsweise in der EP 1 048 839 B1 beschrieben.Der Sammeleinlaßkanalist in zwei getrennte Kanäleunterteilt, wobei in einem dieser Kanäle die Kühlvorrichtung angeordnet ist,welche von einem Abgasstrom durchströmbar ist. Am Gehäuse desSammeleinlaßkanalssind Kühlmittelzu- undabläufeausgebildet, so daß einvormontiertes Wärmetauscherelementin einen der zwei getrennten Kanäle,an welchem die Kühlmittelzu-und abläufe ausgebildetsind eingesetzt werden kann, so daß dieses zwischen dem eingesetztenWärmetauscherelementund einem Gehäusedes Sammeleinlaßkanals vonKühlmittelumströmtwird. Der Auslaß desAbgaskühlersist fluidisch mit dem luftdurchströmten Kanal des Sammeleinlaßkanalsverbunden, so daß sich hinterder Kühlvorrichtungder Luftstrom mit dem Abgasstrom vermischt.
    [0003] Nachteiligan einer derartigen Ausführungist es, daß einegleichmäßige Verteilungzwischen Luft- und Abgasstrom nicht zustande kommt, so daß unter Umständen dieverschiedenen Einzelansaugkanäle miteinem unterschiedlich hohen Anteil an Abgas beaufschlagt werden.Aufgrund der Anordnung des Einlasses des Abgasstromes zum Luftstromist mit einer deutlichen Strähnenbildungzu rechnen. Des weiteren ist der Aufbau des eingesetzten Wärmetauscherelementesals Rohrbündelwärmetauscherrelativ groß unddie Zugänglichkeitbei der Montage des Wärmetauscherele mentesim Einlaßkanalist schlecht, so daß einerhöhterMontage- und Herstellungsaufwand die Folge ist.
    [0004] Daherist es Aufgabe der Erfindung ein Luftansaugkanalsystem mit einerKühlvorrichtungzur Verfügungzu stellen, bei der eine gute Vermischung des Abgasstroms mit demLuftstrom gewährleistet wirdsowie Montage- und Herstellkosten sowie -aufwand im Vergleich zubekannten Ausführungenreduziert werden. Des weiteren soll gewährleistet werden, daß zur schnellerenAufheizung der Verbrennungskraftmaschine in der Startphase das Abgasungekühltdem Luftstrom zu gemischt werden kann. Gleichzeitig soll eine Bauraum-und Bauteilereduzierung erreicht werden.
    [0005] DieseAufgabe wird dadurch gelöst,dass im Sammeleinlasskanal ein luftdurchströmter Kanal ausgebildet ist,in den zur Umgehung der Kühlvorrichtungder Abgasstrom zumischbar ist. Durch die lange Laufstrecke entstehteine gute Vermischung zwischen Luft- und Abgasstrom in der Warmlaufphasedes Motors, also bei Umgehung der Kühlvorrichtung, wobei eine schnelleAufheizung des Katalysators erfolgt, ohne einen zusätzlichenBypasskanal vorsehen zu müssen,so daß eineBauteilereduzierung die Folge ist und Herstell- und Montagekosten gesenktwerden.
    [0006] Ineiner bevorzugten Ausführungsformerstreckt sich ein Kühlabschnitt,der durch die Kühlvorrichtunggebildet ist, im wesentlichen überdie gesamte Lauflängedes Sammeleinlaßkanals.Somit steht eine großeStrecke zur Abgaskühlungnach der Warmlaufphase eines Verbrennungsmotors zur Verfügung, sodaß hoheTemperaturdifferenzen zwischen Ein- und Ausgang des Abgases erreichbar sind.
    [0007] Ineiner weiterführendenAusführungsform weistdas mehrteilige Gehäusedes Luftansaugkanalsystems zumindest eine Unterschale und eine Oberschaleauf, welche einen Außenmanteldes Sammeleinlaßkanalsbilden, wobei die Ober- oder die Unterschale einen Außenmantelder Kühlvorrichtungbildet. Hierdurch wird eine gute Zugänglichkeit bei der Montageder Kühlvorrichtunggewährleistet,wobei wiederum gleichzeitig der Montageaufwand durch die geringeBauteileanzahl reduziert wird.
    [0008] Ineiner bevorzugten Ausführungsformist zwischen der Oberschale und der Unterschale im Kühlabschnittdes Sammeleinlaßkanalseine Trennwand angeordnet, wel che den Sammeleinlaßkanal imQuerschnitt zur Durchströmungsrichtungin zwei getrennte Kanäleunterteilt. Somit strömtnach der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors der Luftstrom im erstenKanal und der Abgasstrom in diesen die Kühlvorrichtung bildenden zweitenKanal. Währendder Warmlaufphase wird dieser zweite Kanal nicht durchströmt und dererste Kanal wird von einem Abgas-Luftgemisch durchströmt. Dieshat zur Folge, daß inder Warmlaufphase eine gute thermische Trennung durch die Trennwandund den entstehenden Luftspalt durch den nicht durchströmten Kanal erreichtwird. Die Montage mit der zwischen Ober- und Unterschale eingesetztenTrennwand ist einfach durchzuführen.
    [0009] Ineiner weiterführendenAusführungsform istzwischen der Unterschale und der Trennwand ein Wärmetauscherelement angeordnet,welches den von Abgas durchströmtenKanal der Kühlvorrichtung voneinem KühlmitteldurchströmtenKanal im Querschnitt zur Durchströmungsrichtung trennt. Diesbedeutet, daß dasWärmetauscherelementso in dem Abgas durchströmtenKanal angeordnet wird, daß derKühlmittelstromzwischen der Unterschale und dem Wärmetauscherelement strömt, während das Abgaszwischen der Trennwand und dem Wärmetauscherelementströmt.
    [0010] Zurweiter verbesserten thermischen Trennung der beiden Gas führendenKanäleist die Trennwand aus einem wärmebeständigen Kunststoffhergestellt.
    [0011] Ineiner bevorzugten Ausführungsformweist das WärmetauscherelementRippen auf, die in den Abgas durchströmten Kanal ragen und im wesentlichenin Durchströmungsrichtungverlaufen, so daß eingleichbleibender Querschnitt gewährleistetist und somit Strömungsverlustevermieden werden, wobei gleichzeitig durch die Anordnung der Rippen derWärmeübergangzwischen dem Kühlmittelund dem Abgas verbessert wird.
    [0012] Ineiner weiterführendenAusführungsform umgibtder KühlmitteldurchströmteKanal den Abgas durchströmtenKanal im Querschnitt mit Ausnahme des durch die Trennwand abgegrenztenBereiches vollständig,so daß wiederumeine Verbesserung des Wärmeübergangszwischen Kühlmittelund Abgas erreicht wird.
    [0013] Zusätzlich sindvorzugsweise an der Unterschale zumindest zwei Anschlußstutzenfür den Kühlmittelzulaufund den Kühlmittelablaufangeordnet, so daß für den Anschlusskeine zusätzlichen Bauteilemontiert werden müssen.
    [0014] Ineiner bevorzugten Ausführungsformweist die Trennwand am in Strömungsrichtunggelegenen Endbereich mehrere gleichmäßig verteilte Abgasaustrittsöffnungenauf, deren Enden in einem Winkel größer 90 Grad und kleiner 180Grad zur Luftströmungsrichtungangeordnet sind. Dies bedeutet, daß das Abgas entgegen des Luftstromeseingeleitet wird, wodurch eine sehr gute Vermischung des gekühlten Abgasesmit dem Luftstrom erreicht wird, und somit eine Strähnenbildungvermieden wird.
    [0015] Ineiner ersten Ausführungerfolgt die Abgaseinleitung zum Abgaskühler oder in den Sammeleinlaßkanal über zweigetrennte Anschlußstutzen, welche über einexternes Abgasumschaltventil ansteuerbar sind. Dies verringert dieBauteileanzahl am Sammeleinlaßkanalsystemselbst, so daß einehöhereFlexibilitätbezüglichdes Einbaus des Abgasumschaltventils erreicht wird.
    [0016] Ineiner hierzu alternativen Ausführungsform erfolgtdie Abgaseinleitung zum Abgaskühleroder in den Sammeleinlaßkanal über einenAnschlußstutzen,an welchem ein kombiniertes Abagsrückführ- und Umschaltventil angebrachtist, wobei die Ventilsitze dieses Ventils am Anschlußstutzenausgebildet sind. Somit wird die gesamte Bauteilanzahl verringert undeine Integration der einzelnen Bauteile erzielt. Eine Vormontageder gesamten Einheit mit Luftansaugkanalsystem, Abgaskühler sowieAbgasrückführung istmöglich.
    [0017] Ineiner hierzu wiederum alternativen Ausführungsform erfolgt die Abgasleitung über einenAnschlußstutzen,welcher in Strömungsrichtungder Ansaugluft vor dem Kühlabschnittangeordnet ist, wobei hinter dem Anschlußstutzen und vor der Kühlvorrichtungeine Schaltklappe angeordnet ist, über welche der Abgasstrom wahlweisein einen der beiden durch die erste Trennwand gebildeten Kanäle leitbarist und wobei im Sammeleinlaßkanaleine zweite Trennwand angeordnet ist, welche in Strömungsrichtungzwischen dem Anschlußstutzenund der Schaltklappe angeordnet ist und den Sammeleinlaßkanal imQuerschnitt in einen Abgas durchströmten Kanal und einen Luft durchströmten Kanalunterteilt. Bei einer derartigen Ausführung mit Schaltklappe entfallenmit Ausnahme des Stellgliedes fürdie Schaltklappe äußere Anbauteile,so daß einezusätzlicheBauraumredzierung erreicht wird. Des weiteren ist eine derartigeSchaltklappe in ihrer Funktion sehr sicher und kostengünstig herzustellen.
    [0018] Ineiner weiterführendenAusführungsform weistder Sammeleinlaßkanaleinen Luftverteilerabschnitt auf, in dem sich der Sammeleinlaßkanal inzumindest zwei getrennte Luftverteilerkanäle verzweigt, welche in derOber- und der Unterschale ausgebildet sind, wobei auch die dazwischenliegende Trennwand sowie das Wärmetauscherelementeine korrespondierende Verzweigung aufweisen und sich in die Luftverteilerkanäle erstrecken.Somit wird je nach Bauform des Motors eine deutlich längere Kühlstreckeund somit eine höheremöglichefahrbare Temperaturdifferenz erreicht. Der Montageaufwand erhöht sichdennoch nicht.
    [0019] Eswird deutlich, daß einderartiges Luftansaugkanalsystem die Funktionen der Abgasrückführung, Dosierung,Kühlungund Umgehung der Kühlungim Sammeleinlassbereich in einer Baueinheit vereint, wobei eineeinfache Montierbarkeit und Herstellbarkeit vorhanden bleiben. Desweiteren wird eine deutliche Bauraumreduzierung im Vergleich zu bekanntenAusführungenerreicht. Die einzelnen Gehäuseteilesowie das Wärmetauscherelementkönnenim kostengünstigenund Wärmeunempfindlichen Druckgußverfahrenhergestellt werden.
    [0020] EinigeAusführungsbeispielesind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
    [0021] 1 zeigteine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Luftansaugkanalsystem,wobei die innen liegende Teile mit unterbrochenen Linien dargestelltsind.
    [0022] 2 zeigtin geschnittener Darstellung einen Schnitt entlang der Linie BBaus 1.
    [0023] 3 zeigteine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C der 1.
    [0024] 4 zeigteinen Schnitt entlang der Linie A-A der 1 in geschnittenerDarstellung.
    [0025] 5 zeigteine Seitenansicht einer zu 4 alternativenAbgaszuführungin den Sammeleinlaßkanalin geschnittener Darstellung.
    [0026] 6 zeigtwiederum eine Seitenansicht einer weiteren alternativen Abgaszuführung inden Sammeleinlaßkanalin geschnittener Darstellung.
    [0027] In 1 istein Sammeleinlaßkanal 1 eines Luftansaugkanalsystemsdargestellt, welcher einen Luftverteilerabschnitt 2 aufweist,in dem sich der Sammeleinlaßkanal 1 inzwei Luftverteilerkanäle 3, 4 verzweigt.Im Sammeleinlaßkanal 1 isteine Kühlvorrichtung 5 angeordnet,welche sich bis in die Luftverteilerkanäle 3, 4 erstrecktund so einen Kühlabschnitt 6 bildet.Der Sammeleinlaßkanal 1 wirddurch ein Gehäusegebildet, welches aus einer Unterschale 7 und einer Oberschale 8 besteht,wovon in 1 die Unterschale 7 zuerkennen ist, in der ein Wärmetauscherelement 9 angeordnetist, welches gemeinsam mit der Unterschale 7 die Kühlvorrichtung 5 bildet.
    [0028] Anden jeweiligen Enden der Luftverteilerkanäle 3 und 4 istein Flansch 10 angeordnet, über welchen die Luftverteilerkanäle 3, 4 mitdem übrigen Luftansaugkanalsystembeziehungsweise daran anschließendennicht dargestellten Einzelansaugkanälen verbunden werden kann.Entsprechend sind zur fluidischen Verbindung an den Enden der Luftverteilerkanäle 3, 4 Öffnungen 11 ausgebildet. Über eine Ansaugöffnung 12 kannsomit Luft beziehungsweise Abgas in den Sammeleinlaßkanal 1 strömen, wobei sichLuft- und Abgasstrom im Luftverteilerabschnitt 2 zu deneinzelnen Luftverteilerkanälen 3, 4 aufteilen und über dieLuftverteilerkanäle 3, 4 undden daran anschließendenAbschnitt des Luftansaugkanalsystems zu Zylindern der Verbrennungskraftmaschine strömen.
    [0029] WeitereEinzelheiten der 1 sind in den Schnittdarstellungengemäß der 2 bis 4 besserzu erkennen. So wird aus 2 deutlich, daß der Aufbaudes Sammeleinlaßkanals 1 derartist, daß indie Unterschale 7 das Wärmetauscherelement 9 eingelegtwird, welches Rippen 13 zum besseren Wärmeübergang aufweist, welche ineinen Abgas durchströmtenKanal 14 weisen, der zwischen dem Wärmetau scherelement 9 undeiner Trennwand 15 ausgebildet ist. Diese Rippen 13 verlaufenin Strömungsrichtung,um Druckverluste zu vermeiden.
    [0030] BeimZusammenbau wird die Trennwand 15 auf das Wärmetauscherelement 9 gelegt,wobei die jeweils äußeren Umfangsränder desWärmetauscherelementes 9 undder Trennwand 15 in entsprechende Ausnehmungen der Gehäuseoberschale 8 beziehungsweiseder Gehäuseunterschale 7 reichen,so daß dieseRänderzwischen Gehäuseoberschale 8 undGehäuseunterschale 7 eingeklemmt werden.Eine Befestigung dieser Teile untereinander kann beispielsweisedurch Kleben oder Schweißen aberauch durch einfachen Formschluß erreichtwerden.
    [0031] Desweiteren wird aus 2 deutlich, daß an derUnterschale 7 ein Kühlmittelanschlußstutzen 16 ausgebildetist, überden Kühlmittelin einen KühlmitteldurchströmtenKanal 17 fließenkann, welcher zwischen dem Wärmetauscherelement 9 undder Unterschale 7 beim Zusammensetzen der beiden Teile 7, 9 entsteht.Dieser umgibt den Abgas führendenKanal 14 von drei Seiten also von allen Seiten mit Ausnahmeder Seite, an der die Trennwand 15 angeordnet ist. Zwischender Oberschale 8 und der Trennwand 15 wird einweiterer Kanal 18 gebildet, welcher im Normalbetrieb alsonach der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine von einem Luftstrom durchströmt wird.Währendder Warmlaufphase des Verbrennungsmotors ist eine Kühlung desAbgases zur schnelleren Aufheizung des Katalysators nicht gewünscht, sodaß dergesamte Luft- und Abgasstrom überdiesen Kanal 18 geführtwird.
    [0032] In 3 istein in Strömungsrichtunggesehener Endbereich 19 des Kühlabschnitts 6 imSammeleinlaßkanal 1 dargestellt.An der Unterschale 7 ist hier ein Kühlmittelablauf in Form einesAblaufstutzens 20 ersichtlich über den das Kühlmittelin den weiteren Kühlkreislaufder Verbrennungsmaschine gelangt. Das Wärmetauscherelement 9 istan dieser Stelle so ausgebildet, daß sein Ende den Kühlmittel durchströmten Kanal 17 inStrömungsrichtunggesehen unmittelbar hinter dem Anschlußstutzen 16 zum Sammeleinlaßkanal 1 hinverschließt.Die Trennwand 15 weist in diesem Endbereich 19 mehrereAbgasaustrittsöffnungen 21 auf,die überdiesen Endbereich 19 gleichmäßig verteilt sind. Diese Abgasaustrittsöffnungen 21 sindso ausgeführt,daß ihreEnden 22 entgegen der Strömungsrichtung der Luft in den Luft durchströmten Kanal 18 weisen,so daß eine guteDurchmischung zwischen Abgasstrom und Luftstrom hinter dem Kühlabschnitt 6 erreichtwird. In Strömungsrichtungwird der Abgas führendeKanal 14 durch die Trennwand 15 verschlossen,da die Enden 22 der Abgasaustrittsöffnungen 21 einenWinkel von 90 – 180Grad zur Strömungsrichtungder Luft aufweisen und somit den Abgas führenden Kanal lediglich entgegender Strömungsrichtung öffnen.
    [0033] In 4 istnun eine erstes Ausführungsbeispieldargestellt, wie eine Steuerung des Abgasstroms in den Kanal 14 oderin den Kanal 18 erfolgen kann. Dazu ist im Bereich hinterder Ansaugöffnungen 12 undeiner hier nicht dargestellten Abgaseinleitung eine Schaltklappe 23 angeordnet;welche über einein 1 dargestellte Stelleinheit 24 angesteuert wird.Im Bereich in Strömungsrichtungvor der Schaltklappe 23 ist eine zweite Trennwand 25 angeordnet, welchesich zwischen der Abgaseinleitung und der Schaltklappe 23 befindet,so daß derBereich des Sammeleinlaßkanals 1 vorder Schaltklappe 23 bereits in einen Abgas durchströmten Kanal 14 undeinen Luft durchströmtenKanal 18 getrennt ist. In der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine,in der keine Abgaskühlungerwünschtist, befindet sich die Schaltklappe 23 in der dargestelltenStellung. Entsprechend kann das Abgas nicht in den Bereich der Kühlvorrichtung 5 strömen, sondernwird in den dann von Luft und Abgas durchströmten Kanal 18 geleitet.Nach dem Aufheizen der Brennkraftmaschine wird die Schaltklappe 23 über dieStellvorrichtung 24 in die gestrichelt dargestellte Stellunggeschaltet, so daß derAbgasstrom direkt durch die Abgaskühlvorrichtung 5 geleitetwird und der Luftstrom getrennt davon durch den Kanal 18 fließt, so daß erst imEndbereich 19 des Kühlabschnittes 6 wiedereine Vermischung des Abgasstromes mit dem Luftstrom gemäß der Darstellungin 3 statt findet.
    [0034] In 5 isteine alternative Art der Abgaszuleitung dargestellt, wobei zwischendem eigentlichen Sammeleinlaßkanal 1 undeinem Drosselklappenstutzen 26 ein Zwischenstück 27 eingesetztist, welches zwei Anschlußstutzen 28, 29 für die Einleitung desAbgases aufweist. Dabei ist der erste Anschlußstutzen 28 fluidischmit dem Kanal 18 verbunden, während der zweite Anschlussstutzen 29 fluidischmit dem Abgas durchströmtenKanal 14 verbunden ist. Dazu ist auch hier die zweite Trennwand 25 indiesem Zwischenstückausgebildet, wobei diese kontinuierlich durch die erste Trennwand 15 fortgesetzt wird,so daß beiEinleitung in den zweiten Abgasanschluß stutzen 29 der Abgasstromimmer überdie Kühlvorrichtung 5 geleitetwird. Im Luft durchströmtenKanal 18 des Zwischenstücks 27 istzusätzlichein statischer Mischer 30 angeordnet, über den eine gute Vermischungzwischen Luftstrom und Abgasstrom erreicht wird. Selbstverständlich wäre es auchmöglich,die Abgaseinleitung unmittelbar an der Unterschale des Sammeleinlaßkanals 1 auszubilden,so daß einezweite Trennwand entfallen würde.
    [0035] In 6 isteine weitere alternative Ausführungsformder Abgaseinleitung dargestellt, wobei diese sich durch die Abgaseinleitunggemäß 5 dadurchunterscheidet, daß lediglichein Anschlußstutzen 28 zurEinleitung des Abgases vorhanden ist. Dieser Anschlußstutzen 28 weistdrei Ventilsitze 31 auf, die mit drei Ventilgliedern 32 zusammenwirken und auf einer Ventilstange 33 eines kombiniertenAbgasrückführ- undUmschaltventils 34 angeordnet sind, so daß je nachStellung des Ventils 34 Abgas in einen der Kanäle 14 oder 18 gelangt.Somit wird im Vergleich zu der Ausführung gemäß 5 in derzunächstein Abgasrückführventilbenötigtwürde und dannein Umschaltventil fürdie Zuleitung zu den beiden Anschlußstutzen 28 und 29 eineVentilvorrichtung und somit auch ein Stellglied eingespart. Auch imVergleich zur Ausführunggemäß 4,bei der die Schaltklappe 23 als Umschaltventil dient undim Bereich vor der Schaltklappe ein Abgasrückführventil angeordnet sein muß, werdenBauteile eingespart. Sowohl die Ausführung gemäß 5 als auchdie Ausführunggemäß 6 kannauch ohne das dargestellte Zwischenstück direkt an der Unterschale 7 desSammeleinlaßkanals 1 ausgebildetsein.
    [0036] Nachdem Starten des Motors wird somit über die Ansaugöffnung 12 Luftin den Kanal 18 des Sammeleinlaßkanals 1 angesaugtund gegebenenfalls Abgas in den Kanal 18 des Sammeleinlaßkanals 1 angesaugt.Bei noch nicht aufgeheiztem Katalysator ist die Stellung des Ventils 23, 34 gemäß einem der 4 bis 6 so,daß dergesamte Abgasstrom ungekühltin den Kanal 18 strömtund hier der Luft beigemischt wird. Über den Luftverteilerabschnitt 2 gelangtdieses Abgas- Luftgemisch nun in die beiden Luftverteilerkanäle 3 und 4 undströmt über die Öffnungen 11 zuden Einzelansaugkanälenbeziehungsweise den Zylindern der Verbrennungskraftmaschine. NachAufheizen des Katalysators wird nun zur besseren Verbrennung eineKühlungdes Abgasstroms gewünscht,so daß dieentsprechende Stellung der Ventile 23, 34 so gewählt wird,daß derAbgasstrom durch die Kühlvorrichtung 5 alsoden Abgas durchströmtenKanal 14 fließt.Am Ende des Kühlabschnittes 6 gelangtdieser Abgasstrom überdie Abgasaustrittsöffnungen 21 wiederin den Luftstrom, wo er sich mit dem Luftstrom mischt. Die weitereFührung über die Öffnungenist entsprechend zur Warmlaufphase, in der der Luft durchströmte Kanal 18 auchals Bypasskanal fürdas Abgas dient.
    [0037] Eswird deutlich, daß einderartiges System einen sehr geringen Bauraumbedarf aufweist und durchseine gute Zugänglichkeitund Einfachheit im Aufbau kostengünstig herzustellen und zu montieren ist,wobei dennoch im Kühlbetriebeine gute Kühlung desAbgasstromes erreicht wird, aber trotz der Integration in den Sammeleinlaßkanal dieMöglichkeit zurUmgehung der Kühlvorrichtungin der Warmlaufphase gewährleistetist. Durch die Verwendung von kontinuierlich geregelten Schaltklappenbeziehungsweise Ventilen ist auch eine Mischsteuerung möglich.
    [0038] Änderungenim Aufbau des Luftansaugkanalsystems sind je nach Einsatz und Aufbaudes Verbrennungsmotors selbstverständlich möglich und nicht auf die Ausführungsbeispielebeschränkt.Auch Modifikationen in der Ausführungdes Wärmetauscherelementesbeziehungsweise der Abgasein- und auslässe aus dem Kühlabschnittsind denkbar, ohne den Schutzbereich des Hauptanspruchs zu verlassen.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Luftansaugkanalsystem für Verbrennungskraftmaschinenmit einem mehrteiligen Gehäuse,in dem ein Sammeleinlaßkanalund einzelne zu Zylindern der Verbrennungskraftmaschine führende Einzelansaugkanäle ausgebildetsind, wobei im Sammeleinlaßkanaleine Kühlvorrichtungzur Kühlungeines rückgeführten Abgasstromsangeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Sammeleinlasskanal(1) ein luftdurchströmterKanal (18) ausgebildet ist, in den zur Umgehung der Kühlvorrichtung(5) der Abgasstrom zumischbar ist.
    [2] Luftansaugkanalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß sichein Kühlabschnitt (6),der durch die Kühlvorrichtung(5) gebildet ist, im wesentlichen über die gesamte Lauflänge desSammeleinlaßkanals(1) erstreckt.
    [3] Luftansaugkanalsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, daß dasmehrteilige Gehäusedes Luftansaugkanalsystems zumindest eine Unterschale (7)und eine Oberschale (8) aufweist, welche einen Außenmanteldes Sammeleinlaßkanals (1)bilden, wobei die Oberschale (8) oder die Unterschale (7)einen Außenmantel(4) der Kühlvorrichtung(5) bildet.
    [4] Luftansaugkanalsystem nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß zwischender Oberschale (8) und der Unterschale (7) imKühlabschnitt(6) des Sammeleinlaßkanals (1)eine Trennwand (15) angeordnet ist, welche den Sammeleinlaßkanal (1)im Querschnitt zur Durchströmungsrichtungin zwei getrennte Kanäle(14, 18) unterteilt.
    [5] Luftansaugkanalsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß zwischender Unterschale (7) und der Trennwand (15) einWärmetauscherelement(9) angeordnet ist, welches den von Abgas durchströmten Kanal(18) der Kühlvorrichtung(5) von einem KühlmitteldurchströmtenKanal (17) im Querschnitt zur Durchströmungsrichtung trennt.
    [6] Luftansaugkanalsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurchgekennzeichnet, daß dieTrennwand (15) aus einem wärmebeständigen Kunststoff hergestellt ist.
    [7] Luftansaugkanalsystem nach Anspruch oder 6, dadurchgekennzeichnet, daß dasWärmetauscherelement(9) Rippen (13) aufweist, die in den Abgas durchströmten Kanal(14) ragen und im wesentlichen in Durchströmungsrichtungverlaufen.
    [8] Luftansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 4 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß der KühlmitteldurchströmteKanal (17) den Abgas durchströmten Kanal (18) imQuerschnitt mit Ausnahme des durch die Trennwand (15) abgegrenztenBereiches vollständigumgibt.
    [9] Luftansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 3 bis8, dadurch gekennzeichnet, daß ander Unterschale (7) zumindest zwei Anschlußstutzen (16, 20)für denKühlmittelzulaufund den Kühlmittelablaufangeordnet sind.
    [10] Luftansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 3 bis9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand(15) am in Strömungsrichtunggelegenen Endbereich (19) mehrere gleichmäßg verteilteAbgasaustrittsöffnungen(21) aufweist, deren Enden (22) in einem Winkelgrößer 90° und kleiner180° zur Luftdurchströmungsrichtungangeordnet sind.
    [11] Luftansaugkanalsystem nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß dieAbgaseinleitung zur Kühlvorrichtung(5) oder in den Sammeleinlaßkanal (1) über zweigetrennte Anschlußstutzen(28, 29) erfolgt, welche über ein externes Abgasumschaltventilansteuerbar sind.
    [12] Luftansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaseinleitungzur Kühlvorrichtung(5) oder in den Sammeleinlaßkanal (1) über eineneinzelnen Anschlußstutzen(28) erfolgt, an welchem ein kombiniertes Abgasrückführ- undumschaltventil (34) angebracht ist, wobei die Ventilsitze(31) des Ventils (34) am Anschlußstutzen(28) ausgebildet sind.
    [13] Luftansaugkanalsystem nach einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgaseinleitung über eineneinzelnen Anschlußstutzen(28) erfolgt, welcher in Strömungsrichtung der Ansaugluftvor dem Kühlabschnitt(6) angeordnet ist, wobei in Strömungsrichtung hinter dem Anschlußstutzen(28) und vor der Kühlvorrichtung(5) eine Schaltklappe (23) angeordnet ist, über welcheder Abgasstrom wahlweise in einen der beiden durch die erste Trennwand(15) gebildeten Kanäle(14, 18) leitbar ist und wobei im Sammeleinlaßkanal (1)eine zweite Trennwand (25) angeordnet ist, welche in Strömungsrichtungzwischen dem Anschlußstutzen (28)und der Schaltklappe (23) angeordnet ist und den Sammeleinlaßkanal (1)im Querschnitt in einen Abgas durchströmten Kanal (14) undeinen Luft durchströmtenKanal (18) unterteilt.
    [14] Luftansaugkanalsystem nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, daß derSammeleinlaßkanal(1) einen Luftverteilerabschnitt (2) aufweist,in dem sich der Sammeleinlaßkanal(1) in zumindest zwei getrennte Luftverteilerkanäle (3, 4)verzweigt, welche in der Oberschale (8) und der Unterschale(7) ausgebildet sind, wobei auch die dazwischen liegendeTrennwand (15) sowie das Wärmetauscherelement (9)eine korrespondierende Verzweigung aufweisen und sich in die Luftverteilerkanäle (3, 4)erstrecken.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004025185B4|2008-04-03|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-09-25| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-03-14| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20121201 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004025185A|DE102004025185B4|2004-05-21|2004-05-21|Luftansaugkanalsystem für Verbrennungskraftmaschinen|DE102004025185A| DE102004025185B4|2004-05-21|2004-05-21|Luftansaugkanalsystem für Verbrennungskraftmaschinen|
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