DE102005046221A1 - Regler für ein AGR-System - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine von einer Abgasleitung in eine Frischgasleitung, wobei die Brennkraftmaschine ein Einspritzsystem mit einem ein Regelelement aufweisenden mechanischen Regler aufweist, wobei das Regelelement lastabhängig verstellbar ist und die jeweilige Position zur Regelung der Rückführrate herangezogen wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen bereitgestellt, die bei einer mechanisch gesteuerten Brennkraftmaschine ohne elektronische Steuereinrichtung die Abgasrückführrate variabel regelt. Dies wird dadurch erreicht, dass an dem Reglert eine einen Steuerflüssigkeitsfluss steuernde Positionsaufnahmeeinrichtung angebaut ist, die mit einem Abgasrückführventil über eine Steuerleitung verbunden ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine von einer Abgasleitung in eine Frischgasleitung, wobei die Brennkraftmaschine ein Einspritzsystem mit einem ein Regelelement aufweisenden mechanischen Regler aufweist, wobei das Regelelement lastabhängig verstellbar ist und die jeweilige Position zur Regelung der Rückführrate herangezogen wird.
• Eine derartige Einrichtung ist aus der DE 10 2004 060842 A1 bekannt. Diese Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine weist eine Reiheneinspritzpumpe mit einem Regler auf, wobei der Regler über einen Reglerhebel beeinflussbar ist. An diesem Reglerhebel ist ein Bowdenzug befestigt, der in Abhängigkeit der Position des Reglerhebels ein Steuerventil zur Einstellung der Abgasrückführrate betätigt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen bereit zu stellen, die bei einer mechanisch gesteuerten Brennkraftmaschine ohne elektronische Steuereinrichtung die Abgasrückführrate variabel regelt.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an dem Regler eine einen Steuerflüssigkeitsfluss steuernde Positionsaufnahmeeinrichtung angebaut ist, die mit einem Abgasrückführsteuerventil über eine Steuerleitung verbunden ist. Diese Einrichtung hat gegenüber der Verstelleinrichtung mit einem Bowdenzug oder einem Gestänge den Vorteil, dass die Einspritzeinrichtung und das Abgasrückführsteuerventil vollkommen unabhängig voneinander und somit beispielsweise auch auf unterschiedlichen Brennkraftmaschinenseiten angeordnet sein können. Die Übertragung der Regelung über eine Steuerflüssigkeit ist zudem sehr genau und störunanfällig. Die Positionsaufnahmeeinrichtung ist direkt an den Regler anbaubar, wobei der Regler in dem Kurbelgehäuse oder einem mit dem Kurbelgehäuse verbundenen sonstigen Gehäuse, beispielsweise einem Rädergehäuse oder einem Riemengehäuse, angeordnet sein kann. Die Steuerflüssigkeit kann eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, oder aber auch Kühlöl oder Schmieröl sein. Diese Steuerflüssigkeit wird entsprechend der Verfügbarkeit ausgewählt und kann problemlos dem entsprechenden Kreislauf der Brennkraftmaschine entnommen werden.
• In Weiterbildung der Erfindung weist die Positionsaufnahmeeinrichtung einen stufenförmig abgesetzten Regelkolben auf, der in einem Regelzylinder in Abhängigkeit der Position des Regelelements in Form einer Regelstange verstellbar ist. Die Anzahl der stufenförmigen Absetzungen wird so gewählt, dass eine hinreichend fein unterteilte Regelung erfolgt. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, anstelle eines stufenförmig abgesetzten Regelkolbens einen kegelzylinderförmigen Regelkolben zu verwenden. Im vorliegenden Falle wirkt die Positionsaufnahmeeinrichtung mit der Regelstange der Einspritzvorrichtung zusammen, es ist aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, diese mit anderen Bauteilen des Reglers, die ein Maß für die der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge darstellen, zu verbinden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Regelkolben und die Regelstange über einen Hebel wirkverbunden. Dabei kann durch die entsprechende Ausbildung bzw. Lagerung des Hebels leicht ein Übersetzungsverhältnis eingestellt werden.
• In Weiterbildung der Erfindung weist das Abgasrückführsteuerventil ein Steuerteil und ein Stellteil auf. Diese Aufteilung hat den Vorteil, dass problemlos unterschiedliche Steuerteile und Stellteile, die beispielsweise für unterschiedliche Anwendungen oder auch für unterschiedlich ausgelegte Brennkraftmaschinen konzipiert sind, miteinander kombiniert werden können.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Steuerteil einen Steuerkolben auf, der in Abhängigkeit der zugeführten Menge der Steuerflüssigkeit verstellbar ist. Dabei ist der Steuerkolben so ausgelegt, dass die Steuerflüssigkeit über ein definiertes Spiel zwischen dem Steuerkolben und dem Steuerzylinder oder auch über eine Bohrung in dem Steuerkolben auf die der druckbeaufschlagten Seite des Steuerkolbens gegenüberliegenden druckfreien Seite des Steuerkolbens gelangt und von dort abgeleitet wird. Da die abgeführte Menge der Steuerflüssigkeit konstant ist, wird durch die Änderung der Zuflussmenge die angesprochene Regelung der Rückführrate erreicht.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung betätigt der Steuerkolben einen Stellkolben des Stellteils, wobei wiederum in weiterer Ausgestaltung der Stellkolben eine Ventileinrichtung des Abgasrückführsteuerventils trägt.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.
• Es zeigen:
• 1 eine Positionsaufnahmeeinrichtung und
• 2 das erfindungsgemäß ausgebildete Abgasrückführsteuerventil.
• Die in 1 dargestellte Positionsaufnahmeeinrichtung 1 wird direkt an den Regler des Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine angebaut. Dieser Regler ist bei in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eingesetzten Einzeleinspritzpumpen, deren Fördermenge über eine gemeinsame im Kurbelgehäuse angeordnete Regelstange verstellt wird, ebenfalls in dem Kurbelgehäuse, gegebenenfalls in einem von dem ölführenden Räumen abgetrennten Bereich, angeordnet. Die Regelstange ist in geeigneter Weise mit einem Hebel 2 verbunden, der an der Positionsaufnahmeeinrichtung 1 auf einer Achse 3 gelagert ist und von der Regelstange entsprechend den Pfeilen 4a, 4b bewegbar ist. Der Hebel 2 wirkt in der Positionsaufnahmeeinrichtung 1 mit einem stufenförmig ausgebildeten Regelkolben 5 zusammen, der in einem einen Teil der Positionsaufnahmeeinrichtung 1 bildenden Regelzylinder 6 bewegbar ist. Der Regelkolben 5 wird von einer Druckfeder 7 gegen das mit dem Regelkolben 5 zusammenwirkende Ende des Hebels 2 gedrückt. Die Federkraft der Druckfeder 7 stellt ein Kräftegleichgewicht zu der Kraft, die über den einen Teil des Reglers bildenden Drehzahlregler auf die Regelstange wirkt, her. Die Druckfeder 7 ist so ausgelegt, dass sie das Regelverhalten des mechanischen Reglers nicht beeinflusst, sondern sogar die sonst erforderliche Startfeder ersetzt. Zur Vermeidung eines Einflusses der Steuerflüssigkeit auf die Position des Regelkolbens 5 weist dieser eine Durchgangsbohrung 8 auf. Somit herrscht auf beiden Seiten des Regelkolbens 5 der gleiche Druck. Eine Steuerflüssigkeit, beispielsweise Öl aus dem Ölkreislauf oder Wasser aus dem Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine, wird über eine Zuführung 9 in den Regelzylinder 6 eingeleitet und auf der gegenüberliegenden Seite zu dem Zulauf 9 wird, entsprechend der Position des Regelkolbens 5, eine einstellbare Menge der Regelflüssigkeit in eine Auslassöffnung 12 in einer Steuerleitung 10, die mit einer Befestigungsschraube 11 mit der Auslassöffnung 12 verbunden ist, weitergeleitet. Die Steuerleitung 10 ist in geeigneter Weise an der Brennkraftmaschine verlegt und mit dem Abgasrückführsteuerventil 13 (2) verbunden.
• Das Abgasrückführsteuerventil 13 weist ein Steuerteil 14 und ein Stellteil 15 auf. Das Steuerteil 14 weist einen Steuerkolben 16 auf, der einen Stellkolben 17 des Stellteils 15 beherrscht. An dem Stellkolben 17 ist eine Ventileinrichtung 18a, 18b befestigt, die entsprechend der Position des Stellkolbens 17 eine bestimmte Menge Abgas von einem ersten Abgaseintritt 20 in einen Abgasaustritt 19 übertreten lässt. Dabei ist der Abgasaustritt 19 mit der Abgasrückführleitung verbunden, die das von der Abgasleitung über den Abgaseintritt 20 kommende Abgas in die mit der Abgasrückführleitung verbundene Frischgasleitung der Brennkraftmaschine einleitet.
• Der Stellkolben 17 wird von einer Stellfeder 21 gegen den Steuerkolben 16 gedrückt, der wiederum von einer Steuerfeder 22 gegen den Stellkolben 17 gedrückt wird. Die Stellfeder 21 und die Steuerfeder 22 sind so aufeinander abgestimmt, dass zusammen mit der eingeleiteten Steuerflüssigkeit eine definierte Verstellung des Stellkolbens 17 erfolgt. Dazu ist der Steuerkolben 16 entweder mit Spiel in dem Steuerzylinder 23 geführt oder aber der Steuerkolben 16 weist, wie der Regelkolben 5, eine Durchgangsbohrung 8a mit einem definierten Durchmesser auf, durch die eine definierte Menge Steuerflüssigkeit über eine Abführleitung 24 abgeführt wird. Sowohl die Durchgangsbohrung als auch die Abführleitung 24 können zur Festlegung der abgeführten Menge von Steuerflüssigkeit als Drossel ausgelegt sein. Bei abgesperrter Zufuhr von Steuerflüssigkeit ist die Ventileinrichtung 18a, 18b geschlossen und es wird kein Abgas rückgeführt. Der maximale Verstellweg des Steuerkolbens 16, und damit die maximale Öffnung der Ventileinrichtung 18a, 18b bei einer entsprechend großen Menge zugeführter Steuerflüssigkeit, wird von einem Wegbegrenzungsring 26 festgelegt. Um das Steuerteil 14 von dem Stellteil 15 flüssigkeitsdicht zu trennen, ist zwischen dem Steuerteil 14 und dem Stellteil 15, beispielsweise an dem stellkolbenseitigen Ende des Steuerkolbens 16, eine Membrane 25 angeordnet.

1

Positionsaufnahmeeinrichtung

2

Hebel

3

Achse

4a, 4b

Pfeile

5

Regelkolben

6

Regelzylinder

7

Druckfeder

8, 8a

Durchgangsbohrung

9

Zuführung

10

Steuerleitung

11

Befestigungsschraube

12

Auslassöffnung

13

Abgasrückführsteuerventil

14

Steuerteil

15

Stellteil

16

Steuerkolben

17

Stellkolben

18a, 18b

Ventileinrichtung

19

Abgasaustritt

20

Abgaseintritt

21

Stellfeder

22

Steuerfeder

23

Steuerzylinder

24

Abführleitung

25

Membrane

26

Wegbegrenzungsring

Claims (7)

1. Einrichtung zur Regelung der Rückführrate von Abgasen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine von einer Abgasleitung in eine Frischgasleitung, wobei die Brennkraftmaschine ein Einspritzsystem mit einem ein Regelelement aufweisenden mechanischen Regler aufweist, wobei das Regelelement lastabhängig verstellbar ist und die jeweilige Position zur Regelung der Rückführrate herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Regler eine einen Steuerflüssigkeitsfluss steuernde Positionsaufnahmeeinrichtung (1) angebaut ist, die mit einem Abgasrückführsteuerventil (13) über eine Steuerflüssigkeitsleitung (10) verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsaufnahmeinrichtung (1) einen stufenförmig abgesetzten Regelkolben (5) aufweist, der in einem Regelzylinder (6) in Abhängigkeit der Position des Regelelements in Form einer Regelstange verstellbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkolben (5) und die Regelstange über einen Hebel (2) wirkverbunden sind.
4. Einrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasrückführsteuerventil ein Steuerteil (14) und ein Stellteil (15) aufweist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (14) einen Steuerkolben (16) aufweist, der in Abhängigkeit der zugeführten Menge der Steuerflüssigkeit verstellbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (16) einen Stellkolben (17) des Stellteils (15) betätigt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (17) eine Ventileinrichtung (18a, 18b) des Abgasrückführsteuerventils (13) trägt.