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Die Erfindung betrifft eine Sekundärluftzuführung für eine Abgasvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Abgasvorrichtung, eine Verbrennungskraftmaschine sowie ein Kraftfahrzeug.
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Es ist bereits bekannt, dass es beim Verbrennungsmotor nötig ist, möglichst schnell die Arbeitstemperatur in der Abgasnachbehandlung zu erreichen, damit entsprechende Emissionen unterhalb von gesetzlich zugelassenen Werten liegen. Hierbei ist bereits vorgesehen, dass beispielsweise bei Otto-Motoren eine sekundäre Lufteinblasung auf der Auslassseite angeordnet ist. Wird die Verbrennungskraftmaschine „kalt“ gestartet, wird auf der Auslassseite Luft eingeblasen. Die ankommende und umsetzbare sekundäre Lufteinblasung ist im Wesentlichen von der Leistung einer entsprechenden Sekundärluftpumpe und der Leistungsabgabe des Motors abhängig.
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Die
DE 100 03 955 A1 offenbart eine Sekundärluftzuführung für die Auslasskanäle vierzylindriger Brennkraftmaschinen, welche einen Sekundärlufthauptkanal und einen Verteilerkanal umfasst und welche sich dadurch auszeichnet, dass bei zweiflutiger Ausbildung der Abgasleitung ein zentraler Sekundärlufthauptkanal durch eine Aussparung innerhalb der Zylinderkopfwandung gebildet und mit einem durch nutenförmige Vertiefungen in der Flanschfläche für den Anschluss der Abgasleitung bildenden Zylinderkopfseitenwandfläche dargestellten und seinerseits mit Einblasbohlen kommunizierenden Verteilerkanal in Verbindung steht.
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Die
DE 10 2018 216 278 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einer Auslasskanalanordnung mit zumindest einem von einem Brennraum ausgehenden Auslasskanal und zumindest einen in den Auslasskanal einmündenden Sekundärluftkanal, wobei zumindest ein Auslasskanal mit einer Kanalwand eine zu zumindest einem Auslasskanal hin offene Tasche bildet, in welche der Sekundärluftkanal einmündet, wobei die Tasche durch eine Ausbuchtung der Kanalwand von zumindest einem Auslasskanal gebildet ist, wobei zwischen der Ausbuchtung und der stromaufwärtigen Kanalwand von zumindest einem Auslasskanal zumindest eine Abrisskante ausgebildet ist.
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Gemäß der
EP 3 388 647 A1 ist eine Sekundärlufteinführungsvorrichtung vorgesehen, die so konfiguriert ist, dass sie Luft in eine Auslassöffnung einführt, die in einem Zylinderkopf eines Motors vorgesehen ist, indem sie einen Unterdruck in der Auslassöffnung verwendet. Ein Rückströmungsbegrenzungselement ist zwischen einem Reed-Ventil und der Auslassöffnung in einem Lufteinlasskanal vorgesehen und umfasst einen Plattenteil, der sich mit einer Erstreckungsrichtung des Lufteinlasskanals schneidet. Das Plattenteil hat einen Luftdurchlassbereich, in dem die durch den Lufteinlasskanal von einer Lufteinlasseinheit zur Abgasöffnung strömende Luft hindurchtreten kann, und einen Rückstromsperrbereich, in dem Abluft, die in einer Richtung strömt, in der sie direkt mit mindestens einem Ventilkörper des Lamellenventils kollidiert, von Abluft, die von der Abgasöffnung durch den Lufteinlasskanal zurückströmt, abgesperrt wird.
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In der
DE 199 44 010 A1 wird vorgeschlagen, dass ein Sekundärluftzufuhrkanal, der eine an einem Zylinderkopfdeckel vorgesehene Membranventilkammer und einen Abgaskanal eines Kurbelgehäuses verbindet, von einem Sekundärluftzufuhrkanal eines Zylinderkopfs, einem Sekundärluftzufuhrkanal eines Nockenhalters und einem Sekundärluftkanal eines Zylinderkopfdeckels gebildet ist. Der Sekundärluftzufuhrkanal ist rechtwinklig zu einer Dichtung ausgebildet und das Ende ist mit dem Sekundärabgaslufteinlassteil verbunden, das integral mit dem Kern des Abgaskanals ausgebildet wird, wenn der Zylinderkopf gegossen wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sekundärluftzuführung, eine Abgasvorrichtung, eine Verbrennungskraftmaschine sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen ein verbesserter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sekundärluftzuführung, eine Abgasvorrichtung, eine Verbrennungskraftmaschine sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Sekundärluftzuführung für eine Abgasvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Zuführkanal für Luft, wobei der Zuführkanal mit einer Auslassöffnung in einem Auslasskanal der Abgasvorrichtung mündet.
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Es ist dabei vorgesehen, dass zwischen dem Zuführkanal und der Auslassöffnung eine geometrische Rückstellung als Luftleitelement ausgebildet ist, so dass die zugeführte Luft in Richtung eines Abgasstroms im Auslasskanal gelenkt ist.
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Insbesondere ist somit eine gezielte Entlastung der Auslassöffnung, welche auch als Einströmungsstelle bezeichnet werden kann, durch die geometrische Rückstellung realisiert. Hierdurch kann der Arbeitsbereich bei der gleichen Ausgestaltung der Sekundärluftzuführung der Verbrennungskraftmaschine erweitert werden. Alternativ kann beispielsweise die Sekundärluftpumpe von ihrer Dimension reduziert werden. Des Weiteren erfolgt eine Verbesserung des Ansprechsverhaltens in der Lufteinblasung, so dass beispielsweise auch die volle Leistung für einen Nutzer des Kraftfahrzeugs sofort abrufbar ist.
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Insbesondere löst somit die Erfindung das Problem, dass gegenüber dem Stand der Technik die Sekundärluft an der Auslassöffnung abgeschert wird. Durch die geometrische Rückstellung ist es nun ermöglicht, dass durch den entsprechenden Abgasstrom die Sekundärluft eingesaugt wird, wodurch die Sekundärluft zuverlässiger und besser in den Auslasskanal geführt ist.
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Es ist die geometrische Rückstellung rinnenartig ausgebildet. Insbesondere kann somit zuverlässig die zugeführte Luft in Richtung des Abgasstroms gelenkt werden. Ferner handelt es sich dabei um eine einfache Ausgestaltungsform, welche einfach erzeugt werden kann.
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Ferner ist die geometrische Rückstellung in Richtung des Abgasstroms verjüngt. Dadurch kann der Abgasstrom zuverlässig in den Auslasskanal geleitet werden und gleichzeitig die zugeführte Luft über die Verjüngung angesaugt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich die Auslassöffnung am verjüngten Ende der geometrischen Rückstellung befindet.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform erstreckt sich die geometrische Rückstellung über eine Biegung im Auslasskanal. Insbesondere ist somit die geometrische Rückstellung länglich ausgebildet und weist ebenfalls die Biegung auf, so dass zuverlässig der Abgasstrom innerhalb des Auslasskanals gelenkt werden kann.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Auslassöffnung hinter der Biegung ausgebildet ist. Somit kann eine zuverlässige Lenkung der zugeführten Luft in Richtung des Abgasstroms realisiert werden. Insbesondere kann dadurch die Leistung der Sekundärluftzuführung gesteigert werden.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die geometrische Rückstellung an die Biegung anschmiegt. Dadurch kann eine räumliche Ausnutzung sichergestellt werden, so dass sowohl zuverlässig der Abgasstrom geleitet werden kann, als auch die zugeführte Luft zuverlässig in den Abgasstrom eingebracht werden kann.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn eine Sekundärpumpe zum aktiven Zuführen von Luft in den Auslasskanal vorgesehen ist. Insbesondere wird somit die Luft über den Abgasstrom angesaugt und gleichzeitig aktiv über die Sekundärpumpe in den Abgasstrom hineingepumpt, wodurch eine verbesserte Leistung der Verbrennungskraftmaschine abgerufen werden kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Abgasvorrichtung mit einer Sekundärluftzuführung nach dem vorhergehenden Aspekt. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasvorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine nach dem vorhergehenden Aspekt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Sekundärluftzuführung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Abgasvorrichtung, der Verbrennungskraftmaschine sowie des Kraftfahrzeugs anzusehen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Ausführungsform einer Abgasvorrichtung mit einer Ausführungsform einer Sekundärluftzuführung;
- 2 eine weitere schematische Schnittansicht gemäß 1; und
- 3 eine schematische Perspektivansicht gemäß einer Ausführungsform einer Abgasvorrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Schnittansicht gemäß einer Ausführungsform einer Verbrennungskraftmaschine 10 für ein rein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug 36. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist eine Abgasvorrichtung 12 auf. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine 10 eine Sekundärluftzuführung 14 auf. Ferner ist insbesondere eine Ventilschaftführung 16 sowie ein Ventilsitz 18 gezeigt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Sekundärluftzuführung 14 zumindest einen Zuführkanal 20 für Luft 22 aufweist, wobei der Zuführkanal 20 mit einer Auslassöffnung 24 in einen Auslasskanal 26 der Abgasvorrichtung 12 mündet.
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Es ist vorgesehen, dass zwischen dem Zuführkanal 20 und der Auslassöffnung 24 eine geometrische Rückstellung 28 als Luftleitelement ausgebildet ist, so dass die zugeführte Luft 22 in Richtung eines Abgasstroms 30 gelenkt ist. Der Abgasstrom 30 geht im vorliegenden Beispiel von dem Ventilsitz 18 aus in den Auslasskanal 26.
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Insbesondere ist gezeigt, dass die geometrische Rückstellung 28 rinnenartig ausgebildet ist. Ferner ist gezeigt, dass sich die geometrische Rückstellung 28 in Richtung des Abgasstroms 30 verjüngt.
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Die 1 zeigt weiterhin, dass sich die geometrische Rückstellung 28 über eine Biegung 32 im Auslasskanal 26 erstreckt, wobei die Auslassöffnung 24 ferner hinter der Biegung 32 ausgebildet ist. Ferner schmiegt sich die geometrische Rückstellung 28 an die Biegung 32 an.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Sekundärluftpumpe 34 zum aktiven Zuführen von Luft 22 in den Auslasskanal 26 vorgesehen ist. Die Sekundärluftpumpe 34 ist vorliegend rein schematisch dargestellt.
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Insbesondere zeigt somit die 1, dass eine gezielte Entlastung der Ausströmöffnung 24 durch die geometrische Rückstellung 28 vorgesehen ist. Dadurch kann der Arbeitsbereich der Verbrennungskraftmaschine 10 bei gleicher Hardware erweitert werden beziehungsweise ergibt sich eine Möglichkeit einer Reduzierung der Dimension der Sekundärluftpumpe 34. Ferner verbessert sich das Ansprechverhalten der Lufteinblasung, wodurch insbesondere die volle Leistung der Verbrennungskraftmaschine 10 sofort für einen Nutzer abrufbar ist.
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2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht der Verbrennungskraftmaschine 10. Vorliegend ist insbesondere eine Draufsicht auf die geometrische Rückstellung 28 gezeigt. Insbesondere ermöglicht die geometrische Rückstellung 28, dass aktiv die Luft 22 mit dem Abgasstrom 30 angesaugt wird.
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3 zeigt eine schematische Perspektivansicht gemäß einer Ausführungsform der Abgasvorrichtung 12. Vorliegend ist insbesondere eine jeweilige Draufsicht auf die geometrischen Rückstellungen 28 mit den Auslasskanälen 26 gezeigt.
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Insbesondere zeigen somit die 1 bis 3 eine Erweiterung des Arbeitsbereichs einer Lufteinblasung durch die geometrische Rückstellung 28 als Rinne zur Verbesserung des eingeblasenen Luftstroms.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Abgasvorrichtung
- 14
- Sekundärluftzuführung
- 16
- Ventilschaftführungen
- 18
- Ventilsitz
- 20
- Zuführkanal
- 22
- Luft
- 24
- Auslassöffnung
- 26
- Auslasskanal
- 28
- geometrische Rückstellung
- 30
- Abgasstrom
- 32
- Biegung
- 34
- Sekundärluftpumpe
- 36
- Kraftfahrzeug