DE102011077685A1

DE102011077685A1 - Exhaust system for internal combustion engine mounted in motor vehicle, has exhaust gas guiding device which is provided with flow portion for changing the exhaust gas flowing-through cross-sectional area within the tubular units

Info

Publication number: DE102011077685A1
Application number: DE102011077685A
Authority: DE
Inventors: Boris MAZAR; Dr. Linde Matthias; Dr. Eder Andreas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20

Abstract

The exhaust system has a thermoelectric generator which is coupled to an exhaust line (2) and a coolant line (11). The generator is provided with several thermoelectric legs arranged between the tubular units. The exhaust gas guiding device (6) is provided with a flow portion for changing the exhaust gas flowing-through cross-sectional area within the tubular units by translational and rotational movement with respect to tubular units.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem thermoelektrischen Generator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an exhaust gas routing device for an internal combustion engine with a thermoelectric generator according to the preamble of claim 1.

Im Zuge der Energieeinsparung ist es bei mit Brennkraftmaschinen angetriebenen Fahrzeugen bereits bekannt geworden, thermoelektrische Generatoren im Abgasstrang vorzusehen, die thermische Energie in elektrische Energie umwandeln. Die so gewonnene elektrische Energie kann dann beispielsweise dem Bordnetz des Fahrzeugs zugeführt werden. Auf diese Weise kann eine Brennstoffersparnis erreicht werden, da die elektrische Energie nicht generatorisch mittels der Brennkraftmaschine bereitgestellt werden muss.In the course of saving energy, it is already known in internal combustion engine driven vehicles to provide thermoelectric generators in the exhaust system, convert the thermal energy into electrical energy. The electrical energy thus obtained can then be supplied, for example, the vehicle electrical system of the vehicle. In this way, a fuel economy can be achieved because the electrical energy does not have to be provided by the internal combustion engine as a generator.

Ein thermoelektrischer Generator kann zwischen einer Abgasleitung, welche von heißen Abgasen erhitzt wird, und einer Leitung zur Aufnahme von Kühlmittel angeordnet werden und besteht aus vielen einzelnen, thermoelektrischen Schenkelpaaren. Die Leistungsausbeute des thermoelektrischen Generators ist dann am besten, warm einzelne thermoelektrische Schenkelpaare des Generators jeweils eine ungefähr gleich hohe elektrische Leistung erbringen, wobei die Leistung eines einzelnen thermoelektrischen Schenkelpaars unter anderem eine Funktion der Temperaturdifferenz zwischen der heißen Seite und der kalten Seite des Schenkelpaars ist. An der Eintrittsseite, an der heißes Abgas in die Abgasführungsvorrichtung eintritt, ist die Abgastemperatur jedoch höher als an der Austrittsseite, da das Abgas während seines Durchtritts durch die Abgasführungsvorrichtung Wärme abgibt. Daher besteht von der Einlassseite zur Auslassseite ein Temperaturgradient, und das Potential des beschriebenen Generators wird nicht vollständig ausgeschöpft.A thermoelectric generator may be disposed between an exhaust pipe which is heated by hot exhaust gases and a conduit for receiving coolant, and consists of many individual thermoelectric leg pairs. The power output of the thermoelectric generator is best when individual thermoelectric pair of legs of the generator each provide approximately equal electrical power, with the performance of a single pair of thermoelectric legs inter alia being a function of the temperature difference between the hot side and the cold side of the leg pair. However, at the entrance side where hot exhaust gas enters the exhaust gas routing device, the exhaust gas temperature is higher than at the exit side since the exhaust gas gives off heat as it passes through the exhaust gas routing device. Therefore, there is a temperature gradient from the inlet side to the outlet side, and the potential of the described generator is not fully exhausted.

Die effektive Temperaturdifferenz zwischen dem heißen und dem kalten Ende eines thermoelektrischen Schenkelpaars hängt nicht nur von der Temperatur des Gases, sondern unter anderem auch von der effektiven Wärmeübertragung vom Gas auf das heiße Ende des thermoelektrischen Schenkelpaars ab. Die Wärmeübertragung ist unter anderem eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Mit steigender Strömungsgeschwindigkeit des Gases steigt auch die Wärmeübertragung auf das heiße Ende eines Schenkelpaares. Damit alle Schenkelpaare möglichst eine gleich hohe Leistung erreichen, kann die in Strömungsrichtung abnehmende Gastemperatur somit durch eine Erhöhung der Gasströmungsgeschwindigkeit kompensiert werden.The effective temperature difference between the hot and cold ends of a thermoelectric pair of legs depends not only on the temperature of the gas, but also on the effective heat transfer from the gas to the hot end of the thermoelectric pair of legs. The heat transfer is, among other things, a function of the flow rate of the gas. As the flow rate of the gas increases, so does the heat transfer to the hot end of a leg pair. So that all pairs of legs reach as high an output as possible, the gas temperature decreasing in the flow direction can thus be compensated by increasing the gas flow rate.

Anhand der DE 10 2009 020 424 A1 , welche auf die Anmelderin zurückgeht, ist eine Abgasführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bekannt geworden, welche eine das Abgas mit in Strömungsrichtung zunehmender Strömungsgeschwindigkeit führende Einrichtung aufweist. Da der Abgasmassenstrom und die Abgastemperatur in einem Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs jedoch vom Betriebspunkt des Fahrzeugs abhängen, und ein Fahrzeug bei sehr unterschiedlichen Betriebspunkten eingesetzt wird, sind Abgasmassenstrom und Abgastemperatur starken Variationen unterworfen. Die anhand der DE 10 2009 020 424 A1 bekannt gewordene Abgasrückführungsvorrichtung ist also nicht auf alle Fahrzustände optimal abgestimmt.Based on DE 10 2009 020 424 A1 , which is based on the applicant, an exhaust gas routing device for an internal combustion engine has become known, which has a device carrying the exhaust gas with increasing flow rate in the flow direction. However, since the exhaust gas mass flow and the exhaust gas temperature in an exhaust tract of a motor vehicle depend on the operating point of the vehicle, and a vehicle is used at very different operating points, exhaust gas mass flow and exhaust gas temperature are subject to great variations. The known from DE 10 2009 020 424 A1 exhaust gas recirculation device is therefore not optimally tuned to all driving conditions.

Anhand der DE 10 2008 002 096 A1 ist eine Wärmeübertragungsvorrichtung bekannt geworden, welche in einer durchströmbaren Gasleitung – beispielsweise in einer Abgasleitung – einen Körper aufweist, wobei die Form des Körpers so gewählt ist, dass die für den Durchfluss von Abgas freigegebene Querschnittsfläche der Gasleitung in Strömungsrichtung abnimmt. Der Strömungsquerschnitt der Gasleitung ist zudem veränderbar. Zur Veränderung des Strömungsquerschnitts wird durch Betätigung einer Verstellvorrichtung, zum Beispiel eine Feder oder eine Exzenterwelle, eine Wand der Gasleitung mechanisch verschoben. Wird die bekannte Wärmeübertragungsvorrichtung in einem Abgasstrang eines Fahrzeugs eingesetzt, kann der Strömungsquerschnitt der Abgasleitung an verschiedene Betriebspunkte des Fahrzeugs angepasst werden. Auf diese Weise lässt sich bei verschiedenen Betriebspunkten eine verbesserte Leistung erreichen.Based on DE 10 2008 002 096 A1 a heat transfer device has become known, which has a body in a flow-through gas line, for example in an exhaust pipe, wherein the shape of the body is selected so that the released for the flow of exhaust gas cross-sectional area of the gas line decreases in the flow direction. The flow cross section of the gas line is also changeable. To change the flow cross-section, a wall of the gas line is mechanically displaced by actuation of an adjusting device, for example a spring or an eccentric shaft. If the known heat transfer device is used in an exhaust gas system of a vehicle, the flow cross section of the exhaust gas line can be adapted to different operating points of the vehicle. In this way, improved performance can be achieved at different operating points.

Wird eine nach der Lehre der bekannten Wärmeübertragungsvorrichtung ausgebildete Abgasführungsvorrichtung in einem Fahrzeug eingesetzt, ist in der Abgasleitung ein Körper angeordnet. Auch wenn der Strömungsquerschnitt durch Betätigung der Verstellvorrichtung maximiert wurde, ist aufgrund der Anwesenheit dieses Körpers ein Teil des Querschnitts der Abgasleitung prinzipiell nicht für den Durchfluss von Abgas nutzbar. Insbesondere wenn ein Fahrzeug bei Volllast betrieben wird, entsteht dadurch eine nachteilige Beschränkung des maximal durchsetzbaren Abgasmassenstroms.If a trained according to the teaching of the known heat transfer device exhaust gas guide device used in a vehicle, a body is arranged in the exhaust pipe. Even if the flow cross-section was maximized by actuation of the adjusting device, due to the presence of this body, a part of the cross-section of the exhaust pipe is in principle not usable for the flow of exhaust gas. In particular, when a vehicle is operated at full load, this creates a disadvantageous limitation of the maximum enforceable exhaust gas mass flow.

Da zudem zur Veränderung des Strömungsquerschnitts mechanische Verschiebungen einer Abgasleitungswand oder eines Abschnitts des in der Abgasleitung angeordneten Körpers herbeigeführt werden, muss zumindest ein Abschnitt der Abgasleitung oder des Körpers flexibel ausgebildet sein. Deshalb ist wenigstens ein Abschnitt der Gasleitung oder des Körpers nicht wunschgemäß robust und weist oft eine Schwachstelle auf. Mechanische Verschiebungen erzeugen auch einen hohen Verschleiß, was wiederum zu Wartungskosten führt. Da zudem eine Verstellvorrichtung im Abgastrakt verbaut werden muss, deren Betätigung mechanische Verschiebungen bewirkt, entstehen zusätzliche Kosten bei der Fahrzeugproduktion.In addition, since mechanical displacements of an exhaust pipe wall or of a portion of the body arranged in the exhaust pipe are brought about to change the flow cross section, at least a portion of the exhaust pipe or the body must be flexible. Therefore, at least a portion of the gas line or body is not as desired robust and often has a weak spot. Mechanical shifts also produce high wear, which in turn leads to maintenance costs. In addition, since an adjustment must be installed in the exhaust system, their operation mechanical displacements causes additional costs in vehicle production.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Führung von Abgas einer Brennkraftmaschine mit einem thermoelektrischen Generator bereitzustellen, die eine hohe Leistung gewährleistet, an den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine anpassbar ist, und die zudem im Vergleich zu einer bekannten Abgasführungsvorrichtung robuster, weniger verschleißanfällig und sowohl in der Produktion als auch bei der Wartung kostengünstiger ist.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a device for guiding exhaust gas of an internal combustion engine with a thermoelectric generator, which ensures a high power, is adaptable to the operating point of the internal combustion engine, and moreover robust compared with a known exhaust gas routing device, less susceptible to wear and less expensive in both production and maintenance.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf, vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.The invention has to solve this problem, the features specified in claim 1, advantageous embodiments thereof are described in the further claims.

Die Erfindung schafft eine Abgasführungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem thermoelektrischen Generator, der mit einem Abgasstrang und mit einer Kühlmittel führenden Leitung fluidisch verbunden ist, wobei der Generator eine Vielzahl von thermoelektrischen Schenkelpaaren aufweist, die zwischen einem vom Abgas erwärmten ersten Rohrkörper und einem vom Kühlmittel gekühlten und weitgehend konzentrisch zum ersten Rohrkörper angeordneten zweiten Rohrkörper angeordnet sind. Die Abgasführungsvorrichtung weist einen Strömungskörper auf, der zur Veränderung der vom Abgas durchströmbaren Querschnittsfläche innerhalb des ersten Rohrkörpers ausgebildet ist, wobei der Strömungskörper zur translatorischen und/oder rotatorischen Bewegung relativ zum ersten Rohrkörper zur Herbeiführung einer Veränderung der Querschnittsfläche ausgebildet ist.The invention provides an exhaust gas routing device for an internal combustion engine having a thermoelectric generator fluidly connected to an exhaust line and a coolant conduit, the generator having a plurality of thermoelectric pair legs disposed between a first tubular body heated by the exhaust and one cooled by the coolant and arranged substantially concentrically with the first tubular body arranged second tubular body. The exhaust gas routing device has a flow body, which is designed to change the cross-sectional area through which the exhaust gas can flow within the first tubular body, wherein the flow body is designed for translational and / or rotational movement relative to the first tubular body for effecting a change in the cross-sectional area.

Eine translatorische Bewegung des Strömungskörpers kann die Querschnittsfläche des ersten Rohrkörpers dadurch verändern, dass der zwischen der Außenmantelfläche des Strömungskörpers und der gegenüberliegenden Wand des ersten Rohrkörpers verbleibende Ringspaltraum bei unterschiedlicher translatorischer Lage des Strömungskörpers einen unterschiedlichen Querschnitt aufweist. Eine rotatorische Bewegung des Strömungskörpers kann die Querschnittsfläche dadurch verändern, dass bei unterschiedlicher Rotationslage des Strömungskörpers relativ zum ersten Rohrkörper unterschiedlich große Außenflächen des Strömungskörpers orthogonal zur Abgasströmungsrichtung stehen und damit unterschiedlich große Widerstandsflächen vom Abgas beaufschlagt werden.A translatory movement of the flow body can change the cross-sectional area of the first tubular body in that the annular gap space remaining between the outer lateral surface of the flow body and the opposite wall of the first tubular body has a different cross section for different translational positions of the flow body. A rotational movement of the flow body can change the cross-sectional area in that at different rotational position of the flow body relative to the first pipe body different sized outer surfaces of the flow body are orthogonal to the exhaust gas flow direction and thus different sized resistive surfaces are acted upon by the exhaust gas.

Zusätzlich oder alternativ zu den oben genannten Möglichkeiten der Veränderung der Querschnittsfläche können auch Durchlässe an Außenflächen des Strömungskörpers angebracht sein, durch die bei bestimmten Rotationslagen des Strömungskörpers Abgas eintreten kann. Bei einer solchen Ausführungsform ist der Strömungskörper bei bestimmten Rotationslagen partiell oder vollständig von Abgas durchströmbar. Die für Abgas maximal durchströmbare Querschnittsfläche ist damit, bei gleichem Durchmesser des ersten Rohrkörpers, größer als bei der bekannten Abgasführungsvorrichtung. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine bei hoher Last herrscht folglich ein niedrigerer Abgasgegendruck vor.In addition or as an alternative to the abovementioned possibilities of changing the cross-sectional area, it is also possible for passages to be attached to outer surfaces of the flow body through which exhaust gas may enter at certain rotational positions of the flow body. In such an embodiment, the flow body at certain rotational positions partially or completely flowed through by exhaust gas. The maximum cross-sectional area which can be flowed through for exhaust gas is thus greater, with the same diameter of the first tubular body, than in the known exhaust gas routing device. During operation of the internal combustion engine at high load, therefore, there is a lower exhaust back pressure.

Da eine Veränderung der Querschnittsfläche lediglich durch eine translatorische und/oder rotatorische Bewegung des Strömungskörpers relativ zum ersten Rohrkörper herbeigeführt wird, müssen keine zusätzlichen Bauteile wie etwa eine Verstellvorrichtung zur mechanischen Verschiebung einer Leitungswand verbaut werden. Dies macht die Produktion der erfindungsgemäßen Abgasführungsvorrichtung günstiger. Da weder ein Abschnitt des ersten Rohrkörpers noch ein Abschnitt des Strömungskörpers mechanisch verschoben werden müssen, können der Strömungskörper und der erste Rohrkörper robuster gebaut werden, was die erfindungsgemäße Abgasführungsvorrichtung zudem weniger verschleißanfällig macht.Since a change in the cross-sectional area is brought about only by a translational and / or rotational movement of the flow body relative to the first tubular body, no additional components such as an adjusting device for mechanical displacement of a conduit wall must be installed. This makes the production of the exhaust gas routing device according to the invention cheaper. Since neither a portion of the first tubular body nor a portion of the flow body must be mechanically displaced, the flow body and the first tubular body can be made more robust, which also makes the exhaust gas routing device according to the invention less susceptible to wear.

Der Strömungskörper kann eine weitgehend kegelförmige oder kegelstumpfförmige Konfiguration aufweisen, und der den Kegelwinkel aufweisende Endbereich des Strömungskörpers kann in Richtung zu einer Abgaseintrittsseite des ersten Rohrkörpers hin ausgerichtet sein. Unter dem Kegelwinkel ist in beiden Fällen ein Winkel zwischen einer Mantellinie und der Kegelachse des Strömungskörpers zu verstehen.The flow body may have a substantially conical or frusto-conical configuration, and the cone angle-having end portion of the flow body may be oriented toward an exhaust gas inlet side of the first tube body. Under the cone angle is to be understood in both cases, an angle between a surface line and the cone axis of the flow body.

Durch die Konfiguration des Strömungskörpers und durch die Ausrichtung des den Kegelwinkel aufweisenden Endbereichs des Strömungskörpers zu einer Abgaseintrittsseite des ersten Rohrkörpers hin, steigt – wenn der Außendurchmesser des ersten Rohrkörpers weitgehend konstant ist – die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in Strömungsrichtung – von der Einlassseite der Abgasführungsvorrichtung zur Auslassseite hin – an. Die Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit ist auf einen in Strömungsrichtung des Abgases kleiner werdenden Ringspaltraum zwischen dem Strömungskörper und dem ersten Rohrkörper zurückzuführen. Auf diese Weise lässt sich der in Strömungsrichtung von Einlassseite des Abgases zur Auslassseite hin vorherrschende Abgastemperaturgradient durch eine Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit ausgleichen. Die Abgasführungsvorrichtung gibt damit eine höhere elektrische Leistung ab.As a result of the configuration of the flow body and the orientation of the conical-angle end region of the flow body toward an exhaust gas inlet side of the first tubular body, when the outer diameter of the first tubular body is substantially constant, the flow velocity of the exhaust gas in the flow direction increases from the inlet side of the exhaust gas routing device to the outlet side back to. The increase in the flow velocity is due to an annular gap between the flow body and the first tubular body, which becomes smaller in the flow direction of the exhaust gas. In this way, the exhaust gas temperature gradient prevailing in the flow direction from the inlet side of the exhaust gas to the outlet side can be compensated by an increase in the flow velocity. The exhaust gas routing device thus outputs a higher electrical power.

Gemäß einer Weiterbildung der Abgasführungsvorrichtung ist der Strömungskörper in Längsrichtung des ersten Rohrkörpers derart verlagerbar, dass die durchströmbare Querschnittsfläche zwischen der Innenmantelfläche des ersten Rohrkörpers und der Außenmantelfläche des Strömungskörpers in Abhängigkeit einer Einführtiefe des Strömungskörpers in den ersten Rohrkörper veränderbar ist.According to a development of the exhaust gas routing device, the flow body can be displaced in the longitudinal direction of the first tubular body in such a way that the cross-sectional area which can be flowed through between the inner circumferential surface of the first tubular body and the outer lateral surface of the flow body in dependence on an insertion depth of the flow body in the first tubular body is variable.

Der Strömungskörper kann zwischen überhaupt nicht, stückweise oder vollständig in den ersten Rohrkörper eingeführt variabel verlagert werden, wobei die Verlagerung stufenweise oder kontinuierlich erfolgen kann. Ist der Strömungskörper überhaupt nicht eingeführt, ist der zum Durchströmen freigegebene Querschnitt im ersten Rohrkörper maximiert. Diese Lage des Strömungskörpers ist beispielsweise vorteilhaft, wenn die Brennkraftmaschine bei Volllast betrieben wird.The flow body can not be variably displaced between any, piecewise or completely inserted into the first tubular body, wherein the displacement can be gradual or continuous. If the flow body is not introduced at all, the cross-section released in the flow through the first tubular body is maximized. This position of the flow body is advantageous, for example, when the internal combustion engine is operated at full load.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Strömungskörper mindestens einen verschließbaren Abgasdurchlass auf, der sich von der Außenhülle des Strömungskörpers bis zu dem Endbereich des Strömungskörpers erstreckt, welcher dem Endbereich gegenüberliegend angeordnet ist, welcher den Kegelwinkel aufweist.According to a preferred embodiment, the flow body has at least one closable exhaust gas passage which extends from the outer shell of the flow body to the end region of the flow body, which is arranged opposite the end region which has the cone angle.

Unter der Außenhülle des Strömungskörpers sind dabei die Außenmantelfläche und die Flächen im Endbereich des Strömungskörpers zu verstehen. Der Abgasdurchlass kann entweder bei der Fläche Im Endbereich, die im Bereich des Kegelwinkels angeordnet ist, oder an einer beliebigen Stelle auf der Außenmantelfläche beginnen. Der dem Endbereich, welcher den Kegelwinkel aufweist, gegenüberliegende Endbereich weist den Basiskreis des Kegels auf und liegt bezüglich der Abgasströmungsrichtung stromabwärts.Under the outer shell of the flow body are to be understood as the outer circumferential surface and the surfaces in the end region of the flow body. The exhaust gas passage may begin either at the area in the end area, which is arranged in the region of the cone angle, or at any point on the outer circumferential surface. The end portion opposite to the end portion having the cone angle has the base circle of the cone and is downstream with respect to the exhaust gas flow direction.

Der Abgasdurchlass wird durch translatorische und/oder rotatorische Bewegung des Strömungskörpers relativ zum ersten Rohrkörper teilweise oder vollständig geöffnet oder verschlossen. Ist der Abgasdurchlass teilweise oder vollständig geöffnet, kann ein Teil des den ersten Rohrkörper durchströmenden Abgases in den Strömungskörper eintreten und an dem stromabwärts legenden Endbereich wieder austreten. Der Basiskreis des Strömungskörpers ist vorzugsweise offen ausgebildet, damit Abgas ungehindert aus dem Strömungskörper austreten kann. Auf diese Weise lässt sich der für den Durchfluss von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt im ersten Rohrkörper gegenüber der bekannten Abgasführungsvorrichtung vergrößern.The exhaust gas passage is partially or completely opened or closed by translational and / or rotational movement of the flow body relative to the first tubular body. If the exhaust gas passage is partially or fully opened, part of the exhaust gas flowing through the first tubular body may enter the flow body and exit at the downstream end region. The base circle of the flow body is preferably designed to be open so that exhaust gas can escape from the flow body unhindered. In this way, the flow cross-section released in the first tubular body relative to the known exhaust-gas guiding device can be increased for the flow of exhaust gas.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Strömungskörper einen Außenkörper und einen form- und flächenkomplementär zum Außenkörper ausgebildeten und zumindest weitgehend innerhalb des Außenkörpers angeordneten Innenkörper auf, wobei sowohl der Innenkörper als auch der Außenkörper mindestens eine, die jeweilige Außenhülle durchsetzende erste Ausnehmung aufweisen, die mittels einer Relativbewegung der beiden Körper in zumindest teilweise Überdeckung zueinander bring bar sind, und beide Körper an einem Endbereich jeweils mindestens eine zweite, mit der ersten Ausnehmung in Fluidverbindung angeordnete Ausnehmung aufweisen.According to one embodiment of the invention, the flow body has an outer body and a shape and surface complementary to the outer body and at least substantially disposed within the outer body inner body, both the inner body and the outer body at least one, the respective outer shell passing through the first recess, by means of a relative movement of the two bodies in at least partially cover each other bring bar, and both bodies at an end region in each case at least one second, with the first recess arranged in fluid communication recess.

Wenn die ersten Ausnehmungen des Innenkörpers und des Außenkörpers teilweise oder vollständig miteinander in Überdeckung gebracht werden, kann Abgas in den Strömungskörper eintreten und durch den Strömungskörper fließen. Durch eine Ausgestaltung von Form und Zahl erster Ausnehmungen der Innenhülle sowie Form und Zahl erster Ausnehmungen der Außenhülle kann der Verlauf des freigegebenen Strömungsquerschnitts in Abhängigkeit der translatorischen und/oder rotatorischen Positionierung von Innenhülle und Außenhülle zudem spezifisch vorgegeben werden, indem eine sich in Abhängigkeit der Relativdrehstellung der Hüllen veränderbare Gesamtdurchtrittsfläche geschaffen wird.When the first recesses of the inner body and the outer body are partially or completely coincided with each other, exhaust gas may enter the flow body and flow through the flow body. Due to an embodiment of the shape and number of first recesses of the inner shell as well as the shape and number of first recesses of the outer shell, the course of the released flow cross section can also be specified as a function of the translational and / or rotational positioning of the inner shell and outer shell, by a function of the relative rotational position the envelope variable overall passage area is created.

Vorzugsweise erstreckt sich die erste Ausnehmung entlang der Außenhülle des Strömungskörpers und ist schlitzförmig ausgebildet, und Innenkörper und/oder Außenkörper sind um ihre jeweilige Längsmittelachse relativ zueinander drehbar angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform wird der schlitzförmige Abgasdurchlass des Strömungskörpers durch eine Rotationsbewegung des Innenkörpers und/oder Außenkörpers um seine Längsmittelachse geöffnet, vergrößert, verkleinert und geschlossen.Preferably, the first recess extends along the outer shell of the flow body and is slit-shaped, and inner body and / or outer body are arranged rotatable relative to each other about their respective longitudinal central axis. According to this embodiment, the slot-shaped exhaust gas passage of the flow body is opened, enlarged, reduced and closed by a rotational movement of the inner body and / or outer body about its longitudinal central axis.

Gemäß einer Weiterbildung der Abgasführungsvorrichtung ist der Strömungskörper zur Veränderung seines Kegelwinkels ausgebildet. Wird der Kegelwinkel des Strömungskörpers verändert, verändert sich auch der Querschnitt des zwischen dem Strömungskörper und der Außenwand des ersten Rohrkörpers verbleibenden Ringspaltraums und damit der für den Durchfluss von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt.According to a development of the exhaust gas routing device, the flow body is designed to change its cone angle. If the cone angle of the flow body is changed, the cross section of the annular gap space remaining between the flow body and the outer wall of the first tubular body and thus the flow cross section released for the flow of exhaust gas also changes.

Der Strömungskörper kann auch eine Außenmantelfläche mit elastisch verformbaren Flächenbereichen aufweisen. Die elastisch verformbaren Flächenbereiche lassen sich infolge einer gesteuerten Krafteinwirkung oder aufgrund einer infolge des Abgasdrucks im ersten Rohrkörper wirkenden Druckkraft durch eine elastische Formänderung erweitern, beispielsweise entgegen der Wirkung einer Federkraft.The flow body may also have an outer circumferential surface with elastically deformable surface areas. The elastically deformable surface areas can be expanded due to a controlled force or due to a pressure force acting as a result of the exhaust gas pressure in the first tubular body by an elastic deformation, for example, against the action of a spring force.

Der Strömungskörper kann auch eine Außenmantelfläche mit einander überlappenden Flächenbereichen aufweisen. Die überlappenden Flächenbereichen sind beispielsweise als starre Grundflächen ausgebildet. Zusätzlich können sich gegenüberliegende Flächenbereiche durch eine Feder verbunden sein. Wenn die Außenmantelfläche aufgrund einer gesteuerten Kraft oder einer infolge des Abgasdrucks wirkenden Druckkraft beaufschlagt wird, kann die Außenmantelfläche, entgegen der Wirkung einer Federkraft, vergrößert werden, wobei überlappende Flächenbereiche im Bezug zueinander verschoben werden und sich die überlappenden Bereiche verkleinern.The flow body may also have an outer circumferential surface with overlapping surface areas. The overlapping area areas are formed, for example, as rigid bases. In addition, opposing surface areas can by a spring be connected. When the outer circumferential surface is acted upon by a controlled force or a compressive force acting as a result of the exhaust pressure, the outer circumferential surface can be increased, against the action of a spring force, with overlapping surface portions being displaced with respect to each other and the overlapping portions decreasing.

Der Strömungskörper kann im Innenraum auch mit einer elastisch verformbaren Einrichtung versehen sein, deren Verformung zu einer Veränderung der durchströmbaren Querschnittsfläche führt. Die elastisch verformbare Einrichtung kann beispielsweise als Ballon ausgebildet sein, wobei auf die Außenwände des Ballons eine gesteuerte Kraft oder eine infolge des Abgasdrucks wirkende Druckkraft einwirken kann, wodurch sich das Volumen des Ballons und damit der für den Durchtritt von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt verändert.The flow body may also be provided in the interior with an elastically deformable device whose deformation leads to a change in the cross-sectional area through which it is possible to flow. The elastically deformable device may be formed, for example, as a balloon, wherein a controlled force or a pressure force acting as a result of the exhaust pressure acting on the outer walls of the balloon, thereby changing the volume of the balloon and thus released for the passage of exhaust flow cross-section.

Der Strömungskörper kann im Innenraum außerdem mit einer Verstelleinrichtung versehen sein, deren Betätigung zu einer Veränderung der durchströmbaren Querschnittsfläche führt. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise aus einer in Längsrichtung, bezüglich des Querschnitts des Strömungskörpers radial in der Mitte verlaufenden Hauptstange sowie aus Hilfsstangen aufgebaut sein, wobei die Hilfsstangen jeweils mittels eines ersten Gelenks an der Hauptstange und mittels eines zweiten Gelenks an der Innenwand des Strömungskörpers befestigt sind.The flow body may also be provided in the interior with an adjusting device whose operation leads to a change in the flow-through cross-sectional area. The adjusting device can be constructed, for example, from a main rod extending radially in the middle in the longitudinal direction, and from auxiliary rods, wherein the auxiliary rods are fastened to the main rod by means of a first joint and to the inner wall of the flow body by means of a second joint.

Durch eine translatorische Verschiebung der Hauptstange in Längsrichtung des Strömungskörpers verändert sich der Winkel, mit welchem eine Hilfsstange von der Hauptstange zu der Innenfläche des Strömungskörpers verläuft, da sich das Gelenk, mit welchem eine Hilfsstange an der Innenfläche des Strömungskörpers befestigt ist, im Gegensatz zum Gelenk, mit welchem die Hilfsstange an der Hauptstange befestigt ist, infolge einer translatorischen Bewegung der Hauptstange in Längsrichtung des Strömungskörpers nicht verschiebt.By a translational displacement of the main rod in the longitudinal direction of the flow body, the angle at which an auxiliary rod from the main rod to the inner surface of the flow body, since the joint with which an auxiliary rod is fixed to the inner surface of the flow body, in contrast to the joint changes with which the auxiliary rod is attached to the main rod, does not shift due to a translational movement of the main rod in the longitudinal direction of the flow body.

Die von den Hilfsstangen auf die Innenfläche des Strömungskörpers ausgeübte Kraft verschiebt die vorzugsweise aus einem elastischen Material ausgebildeten Wände des Strömungskörpers radial nach außen. Damit vergrößert sich der Querschnitt des Innenraums des Strömungskörpers, und der Ringraum zwischen dem Strömungskörper und der Innenmantelfläche des ersten Leitungsrohrs wird kleiner. Auf diese Weise wird der für den Durchlass von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt im ersten Rohrkörper verändert.The force exerted by the auxiliary rods on the inner surface of the flow body displaces the walls of the flow body, which are preferably formed of an elastic material, radially outwardly. Thus, the cross section of the interior of the flow body increases, and the annular space between the flow body and the inner circumferential surface of the first conduit is smaller. In this way, the released for the passage of exhaust gas flow cross section in the first tubular body is changed.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. This shows in:

1 eine Darstellung eines Funktionsaufbaus eines Abgasrückführungsystems mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasführungsvorrichtung; 1 a representation of a functional structure of an exhaust gas recirculation system with an embodiment of the exhaust gas routing device according to the invention;

2 eine Schnittdarstellung durch eine Abgasführungsvorrichtung nach 1; 2 a sectional view through an exhaust gas routing device according to 1 ;

3 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch einen Strömungskörper in Längsrichtung; 3 an enlarged sectional view through a flow body in the longitudinal direction;

4 eine Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform eines Strömungskörpers in Querrichtung; 4 a sectional view through a first embodiment of a flow body in the transverse direction;

5 ein Teilbereich einer Schnittdarstellung durch eine zweite Ausführungsform eines Strömungskörpers in Querrichtung; und 5 a partial region of a sectional view through a second embodiment of a flow body in the transverse direction; and

6 eine Schnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform eines Strömungskörpers in Querrichtung. 6 a sectional view through a third embodiment of a flow body in the transverse direction.

1 der Zeichnung zeigt den Funktionsaufbau eines Abgasrückführungsystems 1 für eine Brennkraftmaschine 10 mit in einem Gehäuse 7 angeordneten Abgasführungsvorrichtungen 6. Die Brennkraftmaschine 10 weist einen Abgasstrang 2 und einen Ansaugstrang sowie eine Ankoppelstelle 9 auf, an der beim Betrieb der Brennkraftmaschine 10 ein Teil des Abgases zur späteren Abgasrückführung entnommen wird. 1 The drawing shows the functional structure of an exhaust gas recirculation system 1 for an internal combustion engine 10 with in a housing 7 arranged exhaust gas routing devices 6 , The internal combustion engine 10 has an exhaust line 2 and a Ansaugstrang and a coupling point 9 on, at the operation of the internal combustion engine 10 a part of the exhaust gas is removed for later exhaust gas recirculation.

Im Abgasstrang 2 ist eine Turbine 8' eines Turboladers 8 angeordnet, der einen Verdichter 8'' im Frischluftstrang 3 antreibt. Der Verdichter 8'' fördert Frischluft durch den Frischluftstrang 3 einem Ladeluftkühler 15 zu, von dem die Frischluft zur Brennkraftmaschine 10 gelangt. Das in der Brennkraftmaschine 10 entstehende Abgas wird über den Abgasstrang 2 ausgetragen.In the exhaust system 2 is a turbine 8th' a turbocharger 8th arranged, a compressor 8th'' in the fresh air line 3 drives. The compressor 8th'' Promotes fresh air through the fresh air line 3 a charge air cooler 15 to, from which the fresh air to the engine 10 arrives. That in the internal combustion engine 10 Exhaust gas is generated via the exhaust system 2 discharged.

Zur Kühlung besitzt die Brennkraftmaschine 10 einen Kühlmittelkreislauf 11. Das von der Brennkraftmaschine 10 aufgeheizte Kühlmittel wird von einer Kühlmittelpumpe 12 einem Wärmeübertrager 14 zugeführt und anschließend durch ein Mischventil 13 wieder der Brennkraftmaschine 10 zugeleitet.For cooling has the internal combustion engine 10 a coolant circuit 11 , That of the internal combustion engine 10 heated coolant is from a coolant pump 12 a heat exchanger 14 fed and then through a mixing valve 13 again the internal combustion engine 10 fed.

Der Abgasstrang 2 steht über eine Abgasleitung 4 mit dem Frischluftstrang 3 fluidisch in Verbindung, so dass zur Schadstoffbegrenzung Abgas in den Brennraum der Brennkraftmaschine 10 gefördert werden kann.The exhaust system 2 stands over an exhaust pipe 4 with the fresh air line 3 fluidly connected, so that the exhaust emission limitation exhaust gas into the combustion chamber of the internal combustion engine 10 can be promoted.

In einem Gehäuse 7 sind eine Vielzahl von Abgasführungsvorrichtungen 6 und ein Abgaskühler 5 angeordnet, der stromabwärts der Abgasführungsvorrichtungen 6 vorgesehen ist. Die Abgasführungsvorrichtungen 6 weisen thermoelektrische Schenkelpaare 18 auf, die einen thermoelektrischen Generator ausbilden.In a housing 7 are a variety of exhaust gas routing devices 6 and an exhaust gas cooler 5 disposed downstream of the exhaust gas routing devices 6 is provided. The exhaust gas routing devices 6 have thermoelectric pairs of legs 18 on, which form a thermoelectric generator.

2 der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine im Gehäuse 7 angeordnete Abgasführungsvorrichtung 6 nach der vorliegenden Erfindung. 2 The drawing shows a longitudinal section through a in the housing 7 arranged exhaust gas routing device 6 according to the present invention.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Abgasführungsvorrichtung 6 eine radial innen liegende erste Rohrleitung 16 auf, deren Innenraum 17 von Abgas aus dem Abgasrückführungssystem 1 der Brennkraftmaschine 10 durchströmt werden kann.In the illustrated embodiment, the exhaust gas routing device 6 a radially inner first pipeline 16 on, whose interior 17 exhaust gas from the exhaust gas recirculation system 1 the internal combustion engine 10 can be flowed through.

Am Außenumfang der ersten Rohrleitung 16 befindet sich eine Vielzahl von thermoelektrischen Schenkelpaaren 18 angeordnet, deren heiße Seite demnach der innen liegenden ersten Rohrleitung 16 zugeordnet ist. Die kalte Seite der thermoelektrischen Schenkelpaare 18 ist einer radial außen liegenden, zweiten Rohrleitung 19, die konzentrisch zur ersten Rohrleitung 16 angeordnet ist, zugeordnet. Es wird also die kalte Seite der Schenkelpaare 18 radial außen betrieben und die heiße Seite radial innen.On the outer circumference of the first pipeline 16 There is a large number of thermoelectric leg pairs 18 arranged, the hot side of which therefore the inner first pipe 16 assigned. The cold side of the thermoelectric leg pairs 18 is a radially outer, second pipeline 19 concentric with the first pipeline 16 is arranged assigned. So it's going to be the cold side of the thigh pairs 18 operated radially on the outside and the hot side radially inside.

Bei der dargestellten Ausführungsform bildet die innen liegende Rohrleitung 16 eine erste, vom Abgas erwärmte Fläche 20 aus, während die außen liegende Rohrleitung eine zweite, vom Kühlmittel gekühlte Fläche 21 ausbildet. Die thermoelektrischen Schenkelpaare 18 befinden sich zwischen der ersten Fläche 20 und der zweiten Fläche 21 angeordnet.In the illustrated embodiment, the inner pipe forms 16 a first surface heated by the exhaust gas 20 out, while the outer pipe a second, cooled by the coolant surface 21 formed. The thermoelectric leg pairs 18 are located between the first surface 20 and the second surface 21 arranged.

Konzentrisch zu den Rohrleitungen 16 und 19 befindet sich ein bei der dargestellten Ausführungsform kegelstumpfförmiger Strömungskörper 22 angeordnet, der den zum Durchfluss von Abgas freigegebenen Innenraum 17 der ersten Rohrleitung 16 in Strömungsrichtung (Pfeil A) des Abgases enger werden lässt. Der zum Durchfluss frei gegebene Innenraum 17 ist damit als Ringraum zwischen der Umfangsmantelfläche 23 des Strömungskörpers 22 und der innen liegenden erwärmten Fläche 20 der ersten Rohrleitung 16 ausgebildet.Concentric with the piping 16 and 19 is a frusto-conical flow body in the illustrated embodiment 22 arranged, the released for the flow of exhaust gas interior 17 the first pipeline 16 in the flow direction (arrow A) of the exhaust gas can be narrower. The interior released for flow 17 is thus as an annular space between the peripheral surface area 23 of the flow body 22 and the inside heated surface 20 the first pipeline 16 educated.

Damit nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in Strömungsrichtung (Pfeil A) von der Einlassseite 24 der Abgasführungsvorrichtung 6 in Richtung zur Auslassseite 25 hin zu und damit verbessert sich die Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und der mit der Fläche 20 in Kontakt stehenden heißen Seite der thermoelektrischen Schenkelpaare 18, so dass auch bei einer in Strömungsrichtung (Pfeil A) geringer werdenden Temperaturdifferenz zwischen dem Abgas und dem in der zweiten Rohrleitung 19 strömenden Kühlmittel die von den thermoelektrischen Schenkelpaaren 18 abgegebene elektrische Leistung verbessert werden kann.Thus, the flow velocity of the exhaust gas in the flow direction (arrow A) decreases from the inlet side 24 the exhaust gas routing device 6 towards the outlet side 25 Towards and thus improves the heat transfer between the exhaust and the with the surface 20 in contact hot side of the thermoelectric leg pairs 18 , so that even with a decreasing in the flow direction (arrow A) temperature difference between the exhaust gas and in the second pipe 19 flowing coolant from the thermoelectric leg pairs 18 delivered electrical power can be improved.

Im Bereich der Einlassseite 24 ist die Temperatur des Abgases hoch, und die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund des großen Strömungsquerschnitts niedrig, so dass eine ausreichende Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und der heißen Seite der thermoelektrischen Schenkelpaare 18 realisiert werden kann. Mit in Strömungsrichtung (Pfeil A) zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Abgases kann der negative Effekt eines steilen Temperaturgradienten im Abgas zwischen der Einlassseite 24 und der Auslaßseite 25 der Abgasführungsvorrichtung 6 kompensiert werden.In the area of the inlet side 24 For example, the temperature of the exhaust gas is high, and the flow velocity is low due to the large flow cross section, so that sufficient heat transfer between the exhaust gas and the hot side of the thermoelectric leg pairs 18 can be realized. With increasing flow velocity of the exhaust gas in the flow direction (arrow A), the negative effect of a steep temperature gradient in the exhaust gas between the inlet side 24 and the outlet side 25 the exhaust gas routing device 6 be compensated.

Die Abgasführungsvorrichtung 6 sorgt damit entlang ihrer Längsrichtung, die der Strömungsrichtung (Pfeil A) des Abgases entspricht, für eine gleichmäßig hohe elektrische Leistung des die thermoelektrischen Schenkelpaare 18 aufweisenden thermoelektrischen Generators.The exhaust gas routing device 6 thus ensures along its longitudinal direction, which corresponds to the flow direction (arrow A) of the exhaust gas, for a uniformly high electrical power of the thermoelectric leg pairs 18 having thermoelectric generator.

3 der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den im Innenraum 17 der ersten Rohrleitung 16 angeordneten Strömungskörper 22. 3 The drawing shows a longitudinal section through the interior 17 the first pipeline 16 arranged flow body 22 ,

Der kegelstumpfförmige Strömungskörper 22 ist doppelwandig ausgebildet. Er weist dazu zwei, nahezu gleiches Volumen und gleich Form besitzende, kegelstumpfförmig ausgebildete Konen 26, 27 auf, nämlich einen Innenkonus 26 und einen Auflenkonus 27. Die beiden Konen 26, 27 sind bezüglich ihrer Längsachse relativ zueinander verdrehbar. Der Innenkonus 26 weist zudem einen ersten Gasschlitz 28, und der zweite Konus 27 einen zweiten Gasschlitz 29 auf, wobei die beiden Schlitze, je nach Rotationslage der Konen 26, 27, einander teilweise, vollständig oder gar nicht überdecken.The frusto-conical flow body 22 is double-walled. He has two, almost the same volume and shape possessing, frustoconical cones 26 . 27 on, namely an inner cone 26 and a Auflenkonus 27 , The two cones 26 . 27 are rotatable relative to each other with respect to their longitudinal axis. The inner cone 26 also has a first gas slot 28 , and the second cone 27 a second gas slot 29 on, with the two slots, depending on the rotational position of the cones 26 . 27 to cover each other partially, completely or not at all.

Überdecken sich die beiden Gasschlitze 28, 29 teilweise oder vollständig, bilden sie einen Abgasdurchlass, und Abgas kann in den Strömungskörper 22 eintreten. Das Abgas strömt dann in Strömungsrichtung (Pfeil A) durch den Strömungskörper 22 hindurch und tritt bei einem bei den beiden Konen 26, 27 offen ausgebildeten Ende 30 wieder aus.Cover the two gas slots 28 . 29 partially or completely, they form an exhaust passage, and exhaust gas may enter the flow body 22 enter. The exhaust gas then flows in the flow direction (arrow A) through the flow body 22 through and occurs at one of the two cones 26 . 27 open ended end 30 out again.

Durch eine rotatorische Bewegung der Konen 28, 29 relativ zu der ersten Rohleitung 16 wird also die für einen Durchfluss von Abgas freigegebene Querschnittsfläche verändert. Wenn die Brennkraftmaschine 10 bei niedriger Last betrieben wird, ist der Durchlass im Strömungskörper 22 geschlossen. Wird die Last der Brennkraftmaschine erhöht, können die Konen 26, 27 relativ zueinander verdreht und die Abgasschlitze 28, 29 in teilweise oder vorständige Überdeckung gebracht werden, damit der Abgasgegendruck in der ersten Rohrleitung 16 verringert wird.By a rotational movement of the cones 28 . 29 relative to the first pipeline 16 Thus, the released for a flow of exhaust gas cross-sectional area is changed. When the internal combustion engine 10 operated at low load, the passage is in the flow body 22 closed. If the load of the internal combustion engine is increased, the cones 26 . 27 twisted relative to each other and the exhaust slots 28 . 29 be placed in partial or proper coverage, so that the exhaust back pressure in the first pipeline 16 is reduced.

4 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines in der ersten Rohrleitung 16 angeordneten Strömungskörpers 22 nach der vorliegenden Erfindung. 4 shows a cross section through a second embodiment of one in the first pipeline 16 arranged flow body 22 according to the present invention.

Die Außenmantelfläche 23 des in der 4 dargestellten Strömungskörpers 22 weist starre Metallflächen 34 und als Federn ausgebildete elastisch verformbare Flächenbereiche 31 auf, wobei die elastisch verformbaren Flächenbereiche 31 jeweils zwischen starren Metallflächen 34 angeordnet. The outer circumferential surface 23 in the 4 shown flow body 22 has rigid metal surfaces 34 and formed as springs elastically deformable surface areas 31 on, wherein the elastically deformable surface areas 31 each between rigid metal surfaces 34 arranged.

Infolge einer gesteuerten Kraft oder der aufgrund des im Innenraum 35 des Strömungskörpers 22 vorherrschenden Abgasdrucks wirkenden Druckkraft kann ein elastisch verformbarer Flächenbereich 31 entgegen der Wirkung der Federkraft der jeweiligen Feder elastisch verformt werden. Auf diese Weise werden die elastisch verformbaren Flächenbereiche 31 vergrößert. Somit wird der Querschnitt des Innenraums 35 des Strömungskörpers 22 auch vergrößert. Fließt weniger Abgas durch den Innenraum 35, können die elastisch verformbaren Flächenbereiche 31 wieder verkleinert werden. Auf diese Weise wird mit dieser Ausführungsform des Strömungskörpers der Strömungsquerschnitt der ersten Rohrleitung 16 verändert.As a result of a controlled force or because of the interior 35 of the flow body 22 prevailing exhaust pressure acting compressive force can be an elastically deformable surface area 31 be elastically deformed against the action of the spring force of the respective spring. In this way, the elastically deformable surface areas 31 increased. Thus, the cross section of the interior 35 of the flow body 22 also enlarged. Flows less exhaust gas through the interior 35 , the elastically deformable surface areas 31 be downsized again. In this way, with this embodiment of the flow body, the flow cross-section of the first pipeline 16 changed.

5 zeigt einen Teilbereich eines Querschnitts durch eine dritte Ausführungsform eines in der ersten Rohrleitung 16 angeordneten Strömungskörpers 22 nach der vorliegenden Erfindung. 5 shows a portion of a cross section through a third embodiment of one in the first pipeline 16 arranged flow body 22 according to the present invention.

An der Außenmantelfläche 36 des Strömungskörpers 22 sind bei dieser Ausführungsform überlappende Flächenbereiche 37 vorhanden. Im Innenraum 39 des Strömungskörpers 22 ist außerdem eine Feder 38 angeordnet. Aufgrund einer gesteuerten Kraft oder der infolge des Abgasdrucks wirkenden Druckkraft können, entgegen der Wirkung der Federkraft der Feder 38, einzelne Bereiche der Außenmantelfläche 36 bezüglich einer Querschnittsfläche radial nach außen gedrückt werden.On the outer surface 36 of the flow body 22 are overlapping surface areas in this embodiment 37 available. In the interior 39 of the flow body 22 is also a spring 38 arranged. Due to a controlled force or pressure force acting as a result of the exhaust pressure can, against the action of the spring force of the spring 38 , individual areas of the outer circumferential surface 36 be pressed radially outward with respect to a cross-sectional area.

Die überlappenden Flächenbereiche 37 verkleinern sich infolge dieser Verschiebungen, und der Querschnitt des Innenraums 39 vergrößert sich. Wenn der Abgasmassenstrom sinkt, können die überlappenden Flächenbereiche 37 der Außenmantelfläche wiederum vergrößert werden. Die Verschiebungen der Bereiche der Außenmantelfläche 36, die zu einer Vergrößerung, beziehungsweise zu einer Verkleinerung der überlappenden Flächenbereiche 37 führen, sind in 5 mit einem Doppelpfeil B angedeutet.The overlapping surface areas 37 shrink as a result of these shifts, and the cross section of the interior 39 increases. When the exhaust gas mass flow decreases, the overlapping surface areas 37 the outer circumferential surface are in turn increased. The displacements of the areas of the outer circumferential surface 36 , which leads to an enlargement, or to a reduction of the overlapping surface areas 37 lead, are in 5 indicated by a double arrow B.

6 zeigt einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines in der ersten Rohrleitung 16 angeordneten Strömungskörpers 22 nach der vorliegenden Erfindung. 6 shows a cross section through a fourth embodiment of one in the first pipeline 16 arranged flow body 22 according to the present invention.

Bei dieser Ausführungsform ist im Innenraum 41 des Strömungskörpers 22 eine Verstelleinrichtung 40 angeordnet, deren Betätigung zu einer Veränderung der für Abgas durchströmbaren Querschnittsfläche führt. Durch den Strömungskörper 22 verläuft in Längsrichtung eine Hauptstange 32. Bezüglich des Querschnitts durch den Strömungskörper 22 ist diese radial in der Mitte angeordnet. Mit der Hauptstange 32 sind jeweils mittels eines Gelenks 33 mehrere Hilfsstangen 43 verbunden. Das andere Ende einer Hilfsstange 43 ist jeweils mittels eines weiteren, nicht näher dargestellten Gelenks mit einem Bereich der Außenmantelfläche 42 des Strömungskörpers 22 verbunden.In this embodiment is in the interior 41 of the flow body 22 an adjusting device 40 arranged, the operation leads to a change in the exhaust gas flow cross-sectional area. Through the flow body 22 runs in the longitudinal direction of a main rod 32 , With respect to the cross section through the flow body 22 this is arranged radially in the middle. With the main bar 32 are each by means of a joint 33 several auxiliary rods 43 connected. The other end of an auxiliary rod 43 is in each case by means of another joint, not shown, with a region of the outer circumferential surface 42 of the flow body 22 connected.

Durch eine translatorische Verschiebung der Hauptstange 32 in Längsrichtung des Strömungskörpers 22 verändert sich der Winkel, mit welchem eine Hilfsstange 43 von der Hauptstange 32 zu der Außenmantelfläche 42 verläuft, da das Gelenk, mit welchem die Hilfsstange 43 an der Außenmantelfläche 42 befestigt ist, sich im Gegensatz zu dem Gelenk 33 infolge einer translatorischen Verschiebung der Hauptstange 32 nicht verschiebt.By translational displacement of the main rod 32 in the longitudinal direction of the flow body 22 the angle changes with which an auxiliary rod 43 from the main bar 32 to the outer circumferential surface 42 runs as the joint, with which the auxiliary rod 43 on the outer circumferential surface 42 is attached, in contrast to the joint 33 due to a translational displacement of the main rod 32 not moving.

Die von den Hilfsstangen 43 auf die Außenmantelflächenbereiche 42 ausgeübte Kraft drückt die Außenmantelflächen 42 bezüglich des Querschnitts radial nach außen. Damit vergrößert sich der Querschnitt des Innenraums 41 des Strömungskörpers 22. Infolgedessen wird der in 2 dargestellte Ringraum 17 zwischen dem Strömungskörper 22 und der Innenmantelfläche des ersten Leitungsrohrs 16 kleiner, und der für den Durchfluss von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt sinkt.The from the auxiliary poles 43 on the outer circumferential surface areas 42 applied force presses the outer circumferential surfaces 42 with respect to the cross section radially outwards. This increases the cross section of the interior 41 of the flow body 22 , As a result, the in 2 illustrated annulus 17 between the flow body 22 and the inner circumferential surface of the first conduit 16 smaller, and released for the flow of exhaust gas flow cross-section decreases.

Wird die Hauptstange 33 in die Gegenrichtung verschoben, wird eine Zugkraft von den Hilfsstangen 43 auf die Außenmantelfläche 42 ausgeübt, und die Querschnittsfläche des Innenraums 42 des Strömungskörpers 22 verkleinert sich. infolgedessen steigt der für den Durchfluss von Abgas freigegebene Strömungsquerschnitt in der ersten Rohrleitung 16. Die radialen Verschiebungen der Außenmantelfläche 42 in beiden Richtungen sind in 6 mit einem Doppelpfeil C angedeutet. Will the main bar 33 shifted in the opposite direction, a pulling force from the auxiliary rods 43 on the outer surface 42 exercised, and the cross-sectional area of the interior 42 of the flow body 22 shrinks. As a result, the flow area released for the flow of exhaust gas increases in the first pipeline 16 , The radial displacements of the outer circumferential surface 42 in both directions are in 6 indicated by a double arrow C.

Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnungen verwiesen.With regard to features of the invention which are not explained in greater detail above, reference is expressly made to the claims and the drawings, moreover.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: AbgasrückführungssystemExhaust gas recirculation system
22: Abgasstrangexhaust gas line
33: FrischluftstrangFresh air train
44: Abgasleitungexhaust pipe
55: Abgaskühlerexhaust gas cooler
66: AbgasführungsvorrichtungExhaust gas routing device
77: Gehäusecasing
88th: Turboladerturbocharger
8'8th': Turbineturbine
8''8th'': Verdichtercompressor
9 9: Ankoppelstellecoupling point
1010: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
1111: KühlmittelkreislaufCoolant circuit
1212: KühlmittelpumpeCoolant pump
1313: Mischventilmixing valve
1414: WärmeübertragerHeat exchanger
1515: LadeluftkühlerIntercooler
1616: erste Rohrleitungfirst pipeline
1717: Innenrauminner space
1818: thermoelektrische Schenkelpaarethermoelectric leg pairs
1919: zweite Rohrleitungsecond pipeline
2020: erste Flächefirst surface
2121: zweite Flächesecond surface
2222: Strömungskörperflow body
2323: UmfangsmantelflächeCircumferential surface
2424: Einlassseiteinlet side
2525: Auslassseiteoutlet
2626: Innenkonusinner cone
2727: Außenkonusouter cone
2828: Gasschlitzgas slot
2929: Gasschlitzgas slot
3030: offenes Endeopen end
3131: elastischer Flächenbereichelastic surface area
3232: Hauptstangemain bar
3333: Gelenkjoint
3434: starre Metallflächerigid metal surface
3535: Innenrauminner space
3636: AußenmantelflächeOuter casing surface
3737: überlappender Flächenbereichoverlapping surface area
3838: Federfeather
3939: Innenrauminner space
4040: Verstelleinrichtungadjustment
4141: Innenrauminner space
4242: Flächenbereicharea
4343: Hilfsstangeauxiliary bar
AA: Pfeilarrow
BB: Doppelpfeildouble arrow
CC: Doppelpfeildouble arrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009020424 A1 [0005]
DE 102008002096 A1 [0006]

Claims

Exhaust gas routing device for an internal combustion engine ( 10 ) with a thermoelectric generator connected to an exhaust gas line ( 2 ) and with a coolant-carrying line ( 11 ) is fluidly connected, wherein the generator comprises a plurality of thermoelectric leg pairs ( 18 ), which between a first tube body heated by the exhaust gas ( 16 ) and one of the coolant cooled and substantially concentric with the first tubular body ( 16 ) arranged second tubular body ( 19 ) are arranged and the exhaust gas routing device ( 6 ) a flow body ( 22 ), which is adapted to change the cross-sectional area through which the exhaust gas can flow within the first tubular body ( 16 ), characterized in that the flow body ( 22 ) for translational and / or rotational movement relative to the first tubular body ( 16 ) is formed to bring about a change in the cross-sectional area.

Exhaust gas routing device according to claim 1, characterized in that the flow body ( 22 ) has a substantially conical configuration and the cone angle having end portion ( 24 ) of the flow body in the direction of an exhaust gas inlet side of the first tubular body ( 16 ) is aligned.

Exhaust gas routing device according to claim 1 or 2, characterized in that the flow body ( 22 ) in the longitudinal direction of the first tubular body ( 16 ) is displaceable such that the flow-through cross-sectional area between the inner circumferential surface ( 20 ) of the first tubular body ( 16 ) and the outer circumferential surface ( 23 ) of the flow body ( 22 ) as a function of an insertion depth of the flow body ( 22 ) in the first tubular body ( 16 ) is changeable.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) at least one closable exhaust gas passage ( 28 . 29 ) extending from the outer shell of the flow body ( 22 ) to the end area ( 25 ) of the flow body ( 22 ), which of the cone angle having end portion ( 24 ) is arranged opposite one another.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) an outer body ( 27 ) and a shape and surface complementary to the outer body ( 27 ), and at least substantially within the outer body ( 27 ) arranged inner body ( 26 ) and both bodies ( 26 . 27 ) at least one, the respective outer shell passing through the first recess ( 28 . 29 ), which by means of a relative movement of the body ( 26 . 27 ) can be brought to each other in at least partial overlap and both bodies ( 26 . 27 ) at an end region ( 25 ) at least one second, with the first recess ( 28 . 29 ) in fluid communication recess ( 3a ) exhibit.

Exhaust gas routing device according to claim 5, characterized in that the first recess ( 28 . 29 ) the outer shell ( 23 ) along and is slit-shaped, and inner body ( 26 ) and / or outer body ( 27 ) are arranged rotatable about their respective longitudinal central axis relative to each other.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) is designed to change its cone angle.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) an outer circumferential surface ( 23 ) with elastically deformable surface areas ( 31 ) having.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) an outer circumferential surface ( 23 ) with overlapping areas ( 37 ) having.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) in the interior ( 39 ) with an elastically deformable device ( 38 ), whose deformation leads to a change in the flow-through cross-sectional area.

Exhaust gas routing device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow body ( 22 ) in the interior ( 41 ) with an adjusting device ( 40 ), the operation of which leads to a change in the flow-through cross-sectional area.