DE102008048912B4 - Exhaust system and exhaust valve for controlling a volume flow of exhaust gas and a method for controlling a volume flow - Google Patents

Exhaust system and exhaust valve for controlling a volume flow of exhaust gas and a method for controlling a volume flow Download PDF

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Abstract

Abgasventil (24) zur Steuerung eines Volumenstroms von Abgas, das zu einer Verbrennungskraftmaschine (12) zurückgeführt werden soll, mit einem Gehäuse (36), das einen Abgaseinlass (40), einen Abgasauslass (42) und einen Rückführauslass (44) aufweist, und einem Ventilelement (46), das verstellbar ist, wodurch die Öffnungsquerschnitte des Abgasauslasses (42) und des Rückführauslasses (44) geändert werden können,wobei das Ventilelement (46) relativ zum Abgaseinlass (40), zum Abgasauslass (42) und zum Rückführauslass (44) so angeordnet ist, dass das Ventilelement (46) eine erste Stellung einnehmen kann, in der der Rückführauslass (44) vollständig geschlossen ist, während der Abgasauslass (42) vollständig geöffnet ist, sowie eine zweite Stellung, in der der Rückführauslass (44) teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) weiterhin vollständig geöffnet ist, und eine dritte Stellung, in der der Rückführauslass (44) mindestens teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) teilweise geschlossen ist,dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (46) eine zweiflügelige Ventilklappe (48) ist, die sich um eine Drehachse (50) drehen kann und der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Rückführauslass (44) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Rückführauslasses (44) kleiner ist als der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Abgasauslass (42) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Abgasauslasses (42), wenn sich das Ventilelement (46) in der ersten Stellung befindet.Exhaust gas valve (24) for controlling a volume flow of exhaust gas that is to be returned to an internal combustion engine (12), having a housing (36) which has an exhaust gas inlet (40), an exhaust gas outlet (42) and a recirculation outlet (44), and a valve element (46) which is adjustable, whereby the opening cross-sections of the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet (44) can be changed, the valve element (46) relative to the exhaust gas inlet (40), the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet ( 44) is arranged so that the valve element (46) can assume a first position in which the recirculation outlet (44) is completely closed while the exhaust gas outlet (42) is fully open, and a second position in which the recirculation outlet (44 ) is partially open, while the exhaust outlet (42) is still fully open, and a third position in which the recirculation outlet (44) is at least partially open, while the exhaust outlet (42) is part is partially closed, characterized in that the valve element (46) is a two-wing valve flap (48) which can rotate about an axis of rotation (50) and the distance between the edge of the valve wing, which is assigned to the return outlet (44), and the closest edge of the recirculation outlet (44) is smaller than the distance between the edge of the valve wing associated with the exhaust gas outlet (42) and the closest edge of the exhaust gas outlet (42) when the valve element (46) is in the first position .

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage mit einem Abgasventil zur Steuerung eines Volumenstroms von Abgas, das zu einer Verbrennungskraftmaschine zurückgeführt werden soll, und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Volumenstroms.The invention relates to an exhaust system with an exhaust valve for controlling a volume flow of exhaust gas that is to be returned to an internal combustion engine, and a method for controlling such a volume flow.

Es ist allgemein bekannt, dass es bei bestimmten Betriebszuständen vorteilhaft ist, einer Verbrennungskraftmaschine einen Teil des erzeugten Abgases wieder zuzuführen, indem es vom Abgasstrang abgezweigt und dem Ansaugstrang zugeführt wird. Zu diesem Zweck weisen die Abgasanlagen einer solchen, mit Abgasrückführung ausgestatteten Verbrennungskraftmaschine eine Abgasrückführungsvorrichtung auf, mit der ein Teil des Abgases in eine Verbrennungskraftmaschine zurückgeführt wird. Die Abgasrückführung erfolgt über eine Rückführleitung, die von einer Abgasleitung abzweigt, und ein Abgasventil, das den Volumenstrom von Abgas durch die Rückführleitung steuert. Das Problem bei den bekannten Abgasrückführungsvorrichtungen besteht darin, dass die dabei verwendeten Abgasventile eine steil verlaufende Kennlinie aufweisen, also einen starken Anstieg des freigegebenen Strömungsquerschnitts bei kleinen Öffnungswinkeln, wodurch die Steuerung des Volumenstroms von Abgas erschwert wird.It is generally known that in certain operating states it is advantageous to feed part of the generated exhaust gas back to an internal combustion engine by branching it off from the exhaust line and feeding it to the intake line. For this purpose, the exhaust systems of such an internal combustion engine equipped with exhaust gas recirculation have an exhaust gas recirculation device with which part of the exhaust gas is returned to an internal combustion engine. The exhaust gas recirculation takes place via a return line, which branches off from an exhaust gas line, and an exhaust gas valve, which controls the volume flow of exhaust gas through the return line. The problem with the known exhaust gas recirculation devices is that the exhaust valves used have a steep characteristic curve, i.e. a sharp increase in the released flow cross-section at small opening angles, which makes it difficult to control the volume flow of exhaust gas.

Dabei ist aus der WO 2008/ 024 609 A1 ein Abgasventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt geworden. Aus der WO 2003/ 085 252 A2 und der EP 0 926 334 A2 sind weitere Abgasventile bekannt.An exhaust gas valve according to the preamble of claim 1 has become known from WO 2008/024 609 A1. From WO 2003/085 252 A2 and the EP 0 926 334 A2 further exhaust valves are known.

Ferner zeigt die DE 10 2005 012 842 A1 ein Luftansaugventil, das als Klappenventil ausgeführt ist.Furthermore, the DE 10 2005 012 842 A1 an air intake valve designed as a flap valve.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abgasventil mit einer Kennlinie zur verbesserten Steuerung eines Volumenstroms von Abgas zu schaffen, sowie eine Abgasanlage mit einem solchen Abgasventil und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Volumenstroms.The object of the invention is to create an exhaust valve with a characteristic curve for improved control of a volume flow of exhaust gas, as well as an exhaust system with such an exhaust valve and a method for controlling such a volume flow.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Abgasventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Kennlinie eines solchen Abgasventils verläuft flacher, da in der zweiten Stellung der Rückführauslass teilweise geöffnet wird, während der Abgasauslass noch vollständig geöffnet ist. Dies ermöglicht eine verbesserte Steuerung des Volumenstroms. Es ist selbstverständlich, dass, insbesondere bei einem kontinuierlich verstellbaren Abgasventil, eine Vielzahl von Stellungen des Ventilelements für beispielsweise die zweite, oben genannte Stellung möglich sind, wobei der Abgasauslass in diesen Stellungen jeweils vollständig geöffnet ist, während der Rückführauslass unterschiedlich weit geöffnet ist. Dies gilt insbesondere auch für die dritte Ventilstellung.The object of the invention is achieved by an exhaust valve according to claim 1. The characteristic curve of such an exhaust valve is flatter, since in the second position the recirculation outlet is partially opened while the exhaust outlet is still fully open. This enables an improved control of the volume flow. It goes without saying that, in particular in the case of a continuously adjustable exhaust gas valve, a plurality of positions of the valve element are possible for the second, above-mentioned position, for example, the exhaust gas outlet being fully open in each of these positions, while the recirculation outlet is open to different extents. This also applies in particular to the third valve position.

Dadurch, dass das Ventilelement erfindungsgemäß eine zweiflügelige Ventilklappe ist, die sich um eine Drehachse drehen kann, wird eine einfache Bauweise des Abgasventils und eine Steuerung des Ventilelements über den Drehwinkel der Ventilklappe ermöglicht.Because the valve element according to the invention is a two-wing valve flap which can rotate about an axis of rotation, a simple design of the exhaust gas valve and control of the valve element via the angle of rotation of the valve flap is made possible.

Indem erfindungsgemäß in der ersten Stellung der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Rückführauslass zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Rückführauslasses kleiner ist als der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Abgasauslass zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Abgasauslasses wird eine einfache Bauweise des Abgasventils und eine einfache Überführung des Ventilelements aus der ersten in die zweite Stellung ermöglicht.In that according to the invention in the first position the distance between the edge of the valve wing, which is assigned to the return outlet, and the nearest edge of the return outlet is smaller than the distance between the edge of the valve wing, which is assigned to the exhaust outlet, and the nearest edge of the exhaust outlet allows a simple design of the exhaust valve and a simple transfer of the valve element from the first to the second position.

Vorzugsweise ist der Rückführauslass in der dritten Stellung vollständig geöffnet. Auf diese Weise verläuft die Kennlinie des Abgasventils auch dann abgeflacht, wenn sich das Abgasventil in der dritten Stellung befindet.The return outlet is preferably fully open in the third position. In this way, the characteristic curve of the exhaust valve is also flattened when the exhaust valve is in the third position.

Im Gehäuse kann mindestens ein Dichtanschlag für das Ventilelement in der ersten Stellung vorgesehen sein, wodurch der Rückführauslass in der ersten Stellung des Ventilelements abgedichtet wird.At least one sealing stop for the valve element in the first position can be provided in the housing, whereby the return outlet is sealed in the first position of the valve element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Ventilelement eine vierte Stellung einnehmen, in der der Abgasauslass vollständig geschlossen ist. Dies ermöglicht, den gesamten Abgasstrom in den Rückführauslass zu lenken, und ist für eine Wirkung als Motorbremse vorteilhaft, wobei gleichzeitig kein Kraftstoff in der Verbrennungskraftmaschine verbrannt wird.According to a preferred embodiment of the invention, the valve element can assume a fourth position in which the exhaust gas outlet is completely closed. This makes it possible to direct the entire exhaust gas flow into the recirculation outlet and is advantageous for acting as an engine brake, while at the same time no fuel is burned in the internal combustion engine.

Vorzugsweise ist im Gehäuse mindestens ein Dichtanschlag für das Ventilelement in der vierten Stellung vorgesehen. Der Dichtanschlag ermöglicht es, den Abgasauslass in dieser Stellung abzudichten.At least one sealing stop for the valve element in the fourth position is preferably provided in the housing. The sealing stop enables the exhaust outlet to be sealed in this position.

Beispielsweise ist der Abgaseinlass zwischen dem Abgasauslass und dem Rückführauslass angeordnet, wodurch eine einfache Bauweise des Abgasventils ermöglicht wird.For example, the exhaust gas inlet is arranged between the exhaust gas outlet and the recirculation outlet, which enables a simple design of the exhaust gas valve.

Der Abgaseinlass kann mittig zwischen dem Rückführauslass und dem Abgasauslass angeordnet sein. Somit ergibt sich eine symmetrische Anordnung der Ventilanschlüsse.The exhaust gas inlet can be arranged centrally between the recirculation outlet and the exhaust gas outlet. This results in a symmetrical arrangement of the valve connections.

Der Abgaseinlass kann auch asymmetrisch zwischen dem Rückführauslass und dem Abgasauslass angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft für eine kompakte Ausführung des Abgasventils.The exhaust gas inlet can also be asymmetrical between the recirculation outlet and the Be arranged exhaust outlet. This is advantageous for a compact design of the exhaust valve.

Vorzugsweise ist der Rückführauslass näher am Abgaseinlass angeordnet als der Abgasauslass. Eine solche Anordnung ist beispielsweise für den Einbau in eine Abgasanlage von Vorteil.The recirculation outlet is preferably arranged closer to the exhaust gas inlet than the exhaust gas outlet. Such an arrangement is advantageous, for example, for installation in an exhaust system.

Gemäß einer der bevorzugten Ausführungsform unterscheidet sich der Winkel zwischen dem Rückführauslass und dem Abgasauslass von einem Wert von 180°. Die relative Anordnung von Ventilelement, Abgaseinlass, Abgasauslass und Rückführauslass kann auf diese Weise durch den Winkel zwischen Rückführauslass und Abgasauslass modifiziert werden.According to one of the preferred embodiments, the angle between the recirculation outlet and the exhaust gas outlet differs from a value of 180 °. The relative arrangement of the valve element, exhaust gas inlet, exhaust gas outlet and recirculation outlet can be modified in this way by the angle between recirculation outlet and exhaust gas outlet.

Benachbart zum Abgasauslass und/oder Rückführauslass kann eine gekrümmte Dichtfläche vorgesehen sein, die mit dem Ventilflügel zusammenwirkt, der dem Abgasauslass bzw. Rückführauslass zugeordnet ist, und deren Krümmungsmittelpunkt etwa mit der Drehachse der Ventilklappe zusammenfällt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass auch bei einer Drehbewegung der Ventilklappe eine Abdichtung zwischen Ventilflügel und Dichtfläche besteht.Adjacent to the exhaust gas outlet and / or recirculation outlet, a curved sealing surface can be provided which interacts with the valve wing that is assigned to the exhaust gas outlet or recirculation outlet and whose center of curvature coincides approximately with the axis of rotation of the valve flap. This ensures that there is a seal between the valve wing and the sealing surface even when the valve flap rotates.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Abgasauslass, der Rückführauslass und die Position der Drehachse der Ventilklappe nicht entlang einer Geraden angeordnet. Eine solche Anordnung vereinfacht die Bauweise des Abgasventils.In a preferred embodiment, the exhaust gas outlet, the recirculation outlet and the position of the axis of rotation of the valve flap are not arranged along a straight line. Such an arrangement simplifies the construction of the exhaust valve.

Es ist möglich, dass die beiden Flügel der Ventilklappe zueinander geneigt angeordnet sind, insbesondere in einem Winkel zwischen 45° und 120°. Eine solche Ventilklappe erhöht die Anordnungsmöglichkeiten der Ventilanschlüsse.It is possible that the two wings of the valve flap are arranged inclined to one another, in particular at an angle between 45 ° and 120 °. Such a valve flap increases the possibilities for arranging the valve connections.

Vorzugsweise ist auf einer vom Abgaseinlass abgewandten Seite der Ventilklappe kein Gasfluss zwischen Rückführauslass und Abgasauslass möglich, wodurch die Steuerung des Volumenstroms verbessert wird.Preferably, on a side of the valve flap facing away from the exhaust gas inlet, no gas flow is possible between the recirculation outlet and the exhaust gas outlet, as a result of which the control of the volume flow is improved.

Das Gehäuse kann eine Ventilkammer aufweisen, die in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse der Ventilklappe allgemein rechteckig ist, wodurch eine kompakte Bauweise der Ventilkammer ermöglicht wird.The housing can have a valve chamber which is generally rectangular in a section perpendicular to the axis of rotation of the valve flap, whereby a compact construction of the valve chamber is made possible.

Das Gehäuse kann auch eine Ventilkammer aufweisen, die in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse der Ventilklappe allgemein kreisförmig ist. Somit können die Seitenflächen der Ventilkammer die Funktion einer Dichtfläche für die Ventilklappe übernehmen.The housing may also have a valve chamber that is generally circular in a section perpendicular to the axis of rotation of the valve flap. Thus, the side surfaces of the valve chamber can take over the function of a sealing surface for the valve flap.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Abgasventil nach Art einer Rohrverzweigung ausgeführt. In dieser Ausführungsform reduziert sich der Bauraum des Abgasventils, da keine Ventilkammer benötigt wird.According to a further preferred embodiment, the exhaust valve is designed in the manner of a pipe branch. In this embodiment, the installation space of the exhaust valve is reduced, since no valve chamber is required.

Der Rückführauslass kann in einem Bereich von 0 bis 50 % der Höhe der Ventilklappe angeordnet sein, wodurch die Kennlinie des Abgasventils modifiziert werden kann.The return outlet can be arranged in a range from 0 to 50% of the height of the valve flap, whereby the characteristic curve of the exhaust valve can be modified.

Beispielsweise kann der Rückführauslass exzentrisch angeordnet sein, wodurch die Bauweise des Abgasventils besonders flexibel gestaltet werden kann.For example, the return outlet can be arranged eccentrically, as a result of which the design of the exhaust gas valve can be designed in a particularly flexible manner.

Es ist vorteilhaft, wenn der Rückführauslass eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweist. Die Kennlinie des Abgasventils kann über die Querschnittsform des Rückführauslasses beliebig beeinflusst werden.It is advantageous if the return outlet has a cross-sectional shape that deviates from the circular shape. The characteristic curve of the exhaust valve can be influenced as desired via the cross-sectional shape of the return outlet.

Der Rückführauslass kann eine Querschnittsform aufweisen, die in dem zuerst von dem Ventilelement freigegebenen Querschnitt mindestens eine abschnittsweise zumindest annähernd gerade Kontur hat. Dies erlaubt eine Abweichung vom kreisförmigen Querschnitt mit einfachen Mitteln und führt zu einem im Vergleich mit einer Kreisform geringeren Anstieg des freien Strömungsquerschnitts bei kleinen Öffnungswinkeln.The return outlet can have a cross-sectional shape which, in the cross-section initially released by the valve element, has at least one contour that is at least approximately straight in sections. This allows a deviation from the circular cross-section with simple means and leads to a smaller increase in the free flow cross-section at small opening angles compared with a circular shape.

Vorzugsweise weist die Querschnittsform zwei Geraden auf, die einander schneiden, und die Mittelachse dieser beiden Geraden ist senkrecht zur Drehachse der Ventilklappe. Auf diese Weise lässt sich die Kennlinie des Abgasventils über den Winkel zwischen den beiden Geraden verändern.The cross-sectional shape preferably has two straight lines which intersect one another, and the central axis of these two straight lines is perpendicular to the axis of rotation of the valve flap. In this way, the characteristic curve of the exhaust valve can be changed via the angle between the two straight lines.

Beispielsweise ist der Öffnungsquerschnitt des Abgasauslasses und/oder des Rückführauslasses durch einen vom Ventilelement freigegebenen Querschnitt des Abgasauslasses und/oder des Rückführauslasses bestimmt. Auf diese Weise wird der Öffnungsquerschnitt, das heißt die Fläche, durch die Abgas in den Abgasauslass oder Rückführauslass strömen kann, einerseits durch die geometrische Form des Querschnitts des Abgas- oder Rückführauslasses und andererseits durch das Ventilelement bestimmt.For example, the opening cross section of the exhaust gas outlet and / or of the return outlet is determined by a cross section of the exhaust gas outlet and / or of the return outlet released by the valve element. In this way, the opening cross section, i.e. the area through which exhaust gas can flow into the exhaust gas outlet or recirculation outlet, is determined on the one hand by the geometric shape of the cross section of the exhaust gas or recirculation outlet and on the other hand by the valve element.

In einer erfindungsgemäßen Abgasanlage, mit einem Abgasbehandlungsbauteil und einem Abgasventil, ist das Abgasventil vorzugsweise stromabwärts des Abgasbehandlungsbauteils angeordnet. Das Abgasventil wird nur von behandeltem Abgas durchströmt und somit geringer belastet.In an exhaust system according to the invention, with an exhaust gas treatment component and an exhaust gas valve, the exhaust gas valve is preferably arranged downstream of the exhaust gas treatment component. Only treated exhaust gas flows through the exhaust valve and is therefore less stressed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abgasbehandlungsbauteil einen Auslasstrichter auf und das Abgasventil ist an dem Auslasstrichter angeordnet. Dies ermöglicht, das Abgasventil platzsparend einzubauen.According to a preferred embodiment, the exhaust gas treatment component has a Outlet funnel on and the exhaust valve is arranged on the outlet funnel. This enables the exhaust valve to be installed in a space-saving manner.

Vorzugsweise ist das Abgasbehandlungsbauteil ein Dieselpartikelfilter, wodurch die Belastung des Abgasventils durch Partikel sinkt.The exhaust gas treatment component is preferably a diesel particulate filter, as a result of which the particle load on the exhaust gas valve is reduced.

Die Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren gemäß Anspruch 27 gelöst. Auf diese Weise lässt sich die Kennlinie des Abgasventils so verändern, dass die Steuerung des Volumenstroms verbessert wird. Insbesondere ist es möglich, einen flacheren Verlauf der Kennlinie des Abgasventils zu erhalten, also einen kleineren Anstieg des freigegebenen Strömungsquerschnitts bei kleinen Öffnungswinkeln.The object is also achieved by a method according to claim 27. In this way, the characteristic curve of the exhaust valve can be changed in such a way that the control of the volume flow is improved. In particular, it is possible to obtain a flatter course of the characteristic curve of the exhaust gas valve, that is to say a smaller increase in the released flow cross-section at small opening angles.

Vorzugsweise kann ein vierter Betriebszustand gewählt werden, in welchem der Abgasauslass vollständig geschlossen ist. Dies ermöglicht, den gesamten Abgasstrom in den Rückführauslass zu lenken.A fourth operating state can preferably be selected in which the exhaust gas outlet is completely closed. This enables the entire exhaust gas flow to be directed into the recirculation outlet.

Im dritten Betriebszustand kann der Rückführauslass vollständig geöffnet sein, wodurch die Kennlinie des Abgasventils auch im dritten Betriebszustand abgeflacht verläuft.In the third operating state, the recirculation outlet can be completely open, as a result of which the characteristic curve of the exhaust gas valve is also flattened in the third operating state.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben:

  • - 1 zeigt eine erfindungsgemäße Abgasanlage;
  • - 2 zeigt ein Abgasbehandlungsbauteil mit einem erfindungsgemäßen Abgasventil;
  • - 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasventils;
  • - 4 zeigt eine Kennlinie eines erfindungsgemäßen Abgasventils;
  • - 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasventils in der ersten Stellung und in einer Mittenstellung;
  • - 6 zeigt das Abgasventil aus 5 in der vierten Stellung und in einer Mittenstellung;
  • - 7 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasventils mit zueinander geneigten Flügeln der Ventilklappe;
  • - 8 zeigt eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasventils nach Art einer Rohrverzweigung;
  • - die 9a und 9b zeigen den Schnitt zweier Rückführauslässe gemäß der Schnittebene IX-IX in 3; und
  • - die 10a und 10b zeigen den Schnitt zweier Abgasventile gemäß der Schnittebene X-X in 3.
The invention is described below with reference to the accompanying drawings:
  • - 1 shows an exhaust system according to the invention;
  • - 2 shows an exhaust gas treatment component with an exhaust valve according to the invention;
  • - 3 shows a first embodiment of an exhaust valve according to the invention;
  • - 4th shows a characteristic curve of an exhaust valve according to the invention;
  • - 5 shows a second embodiment of an exhaust valve according to the invention in the first position and in a central position;
  • - 6th shows the exhaust valve 5 in the fourth position and in a central position;
  • - 7th shows a third embodiment of an exhaust valve according to the invention with mutually inclined wings of the valve flap;
  • - 8th shows a fourth embodiment of an exhaust valve according to the invention in the manner of a manifold;
  • - the 9a and 9b show the section of two return outlets according to the section plane IX-IX in 3 ; and
  • - the 10a and 10b show the section of two exhaust valves according to the section plane XX in 3 .

1 zeigt eine erfindungsgemäße Abgasanlage 10 einer Verbrennungskraftmaschine 12 mit einem Abgasstrang 14, entlang dem mehrere Abgasanlagenbauteile, insbesondere Abgasbehandlungsbauteile 17, angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Abgasanlagenbauteile ein Turbolader 16, ein Katalysator 18, ein Dieselpartikelfilter 20 und ein Schalldämpfer 22. Stromabwärts der Abgasbehandlungsbauteile 17, insbesondere des Dieselpartikelfilters 20, ist ein Abgasventil 24 angeordnet, von dem ein Teil des Abgases (zwischen 0% und 100%) über eine Rückführleitung 26 zu einem Luftansaugkanal 28 der Verbrennungskraftmaschine 12 geleitet wird. Das Abgasventil 24 kann auch an einer anderen Stelle im Abgasstrang 14 eingebaut sein. Bei der gezeigten Abgasanlage 10 handelt es sich um ein Beispiel; es sind auch andere Ausführungsformen möglich, die sich u.a. hinsichtlich der Art, Anzahl und Anordnung der Abgasanlagenbauteile in der Abgasanlage 10 vom gezeigten Beispiel unterscheiden. 1 shows an exhaust system according to the invention 10 an internal combustion engine 12th with an exhaust line 14th , along which several exhaust system components, in particular exhaust gas treatment components 17th , are arranged. In the embodiment shown, the exhaust system components are a turbocharger 16 , a catalyst 18th , a diesel particulate filter 20th and a muffler 22nd . Downstream of the exhaust treatment components 17th , especially the diesel particulate filter 20th , is an exhaust valve 24 arranged, of which part of the exhaust gas (between 0% and 100%) via a return line 26th to an air intake duct 28 the internal combustion engine 12th is directed. The exhaust valve 24 can also be at another point in the exhaust system 14th be built in. With the exhaust system shown 10 it is an example; there are also other embodiments possible, which inter alia with regard to the type, number and arrangement of the exhaust system components in the exhaust system 10 differ from the example shown.

2 zeigt eine Ausführungsform der Abgasanlage 10, in der das Abgasventil 24 in einem Auslasstrichter 30 des Dieselpartikelfilters 20 angeordnet ist. Vom Abgasventil 24 führt der Abgasstrang 14 analog zu 1 weiter zum Schalldämpfer 22 und die Rückführleitung 26 zum Luftansaugkanal 28 der Verbrennungskraftmaschine 12. Das Abgasventil kann auch in einem Auslasstrichter eines anderen Abgasbehandlungsbauteils 17 angeordnet sein, beispielsweise in einem Auslasstrichter des Katalysators 18. 2 shows an embodiment of the exhaust system 10 , in which the exhaust valve 24 in an outlet funnel 30th of the diesel particulate filter 20th is arranged. From the exhaust valve 24 the exhaust system leads 14th analogous to 1 continue to the silencer 22nd and the return line 26th to the air intake duct 28 the internal combustion engine 12th . The exhaust valve can also be in an outlet funnel of another exhaust gas treatment component 17th be arranged, for example in an outlet funnel of the catalyst 18th .

3 zeigt eine erste Ausführungsform des Abgasventils 24. Das Abgasventil 24 weist ein Gehäuse 36 mit einer rechteckigen Ventilkammer 38 auf. In die Ventilkammer 38 münden ein Abgaseinlass 40, ein Abgasauslass 42 und ein Rückführauslass 44, wobei der Abgaseinlass 40 und der Abgasauslass 42 mit dem Abgasstrang 14 und der Rückführauslass 44 mit der Rückführleitung 26 verbunden ist. Es ist ein Ventilelement 46 vorgesehen, das hier durch eine zweiflügelige Ventilklappe 48 gebildet ist, die sich um eine Drehachse 50 drehen kann. 3 shows a first embodiment of the exhaust valve 24 . The exhaust valve 24 has a housing 36 with a rectangular valve chamber 38 on. In the valve chamber 38 open into an exhaust gas inlet 40 , an exhaust outlet 42 and a return outlet 44 , the exhaust gas inlet 40 and the exhaust outlet 42 with the exhaust system 14th and the return outlet 44 with the return line 26th connected is. It's a valve element 46 provided here by a two-wing valve flap 48 is formed around an axis of rotation 50 can turn.

Eine erste Stellung des Ventilelements 46 ist mit durchgezogener Linie gezeigt. In dieser Stellung ist der Rückführauslass 44 vollständig geschlossen, während der Abgasauslass 42 vollständig geöffnet ist. Es sind zwei Dichtanschläge 52 für das Ventilelement 46 in der ersten Stellung vorgesehen.A first position of the valve element 46 is shown with a solid line. The return outlet is in this position 44 completely closed while the exhaust outlet 42 is fully open. There are two sealing stops 52 for the valve element 46 provided in the first position.

In einer zweiten Stellung des Ventilelements 46 ist der Rückführauslass 44 teilweise geöffnet, während der Abgasauslass 42 weiterhin vollständig geöffnet ist. Die zweite Stellung des Ventilelements 46 wird erreicht, indem das Ventilelement 46 entgegen des Uhrzeigersinns aus der ersten Stellung heraus um einen beliebigen Winkel gedreht wird, solange die mit gestrichelter Linie gezeigte Stellung nicht überschritten wird.In a second position of the valve element 46 is the return outlet 44 partially open, during the exhaust outlet 42 is still fully open. The second position of the valve element 46 is achieved by the valve element 46 is rotated counterclockwise from the first position out by any angle, as long as the position shown with a dashed line is not exceeded.

Wird die Ventilklappe 48 aus der mit gestrichelter Linie gezeigten Stellung heraus entgegen des Uhrzeigersinns gedreht, so befindet sich das Ventilelement 46 in seiner dritten Stellung, in der der Rückführauslass 44 mindestens teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass 42 teilweise geschlossen ist.Will the valve flap 48 rotated counterclockwise from the position shown with the dashed line, the valve element is located 46 in its third position, in which the return outlet 44 is at least partially open while the exhaust outlet 42 is partially closed.

Die gepunktete Linie zeigt das Ventilelement 46 in seiner vierten Stellung, in der der Abgasauslass 42 vollständig geschlossen ist. Es sind zwei Dichtanschläge 56 vorgesehen, die das Ventilelement 46 in dieser Stellung abdichten. Die vierte Stellung ist vorgesehen für eine Wirkung der Abgasanlage 10 als Motorbremse, wobei gleichzeitig kein Kraftstoff in der Verbrennungskraftmaschine 12 verbrannt wird.The dotted line shows the valve element 46 in its fourth position, in which the exhaust outlet 42 is completely closed. There are two sealing stops 56 provided that the valve element 46 seal in this position. The fourth position is intended for the exhaust system to work 10 as an engine brake, at the same time no fuel in the internal combustion engine 12th is burned.

Benachbart zum Abgasauslass 42 ist eine gekrümmte Dichtfläche 54 vorgesehen, die mit dem rechten Ventilflügel der Ventilklappe 48, der dem Abgasauslass 42 zugeordnet ist, zusammenwirkt. Der Krümmungsmittelpunkt dieser Dichtfläche fällt mit der Drehachse 50 der Ventilklappe 48 zusammen, wodurch in der ersten bis zur zweiten Stellung der Ventilklappe 48 eine Abdichtung zwischen Ventilklappe 48 und Dichtfläche 54 gewährleistet ist. Die Dichtfläche 54 verhindert, dass die Ventilklappe 48 in geringfügig geöffneten Stellungen „hinterströmt“ wird, also sich zusätzlich zu dem eigentlichen Strömungsweg vom Abgaseinlass zum Rückführauslass ein zweiter, unkontrollierter Strömungsweg von der Seite des Abgasauslasses hinter der Ventilklappe 48 zum Rückführauslass 44 etabliert. Es ist auch möglich, dass weitere Dichtflächen benachbart zum Abgasauslass 42 und/oder Rückführauslass 44 vorgesehen sind, die weiteren Dichtflächen können insbesondere so angeordnet sein, dass zwischen Gehäuse 36 und der Ventilklappe 48 in jeder Stellung der Ventilklappe 48 eine Abdichtung besteht.Adjacent to the exhaust outlet 42 is a curved sealing surface 54 provided with the right valve wing of the valve flap 48 to the exhaust outlet 42 is assigned, cooperates. The center of curvature of this sealing surface coincides with the axis of rotation 50 the valve flap 48 together, whereby in the first to the second position of the valve flap 48 a seal between the valve flap 48 and sealing surface 54 is guaranteed. The sealing surface 54 prevents the valve flap 48 In slightly open positions, there is "flow behind", that is, in addition to the actual flow path from the exhaust gas inlet to the recirculation outlet, there is a second, uncontrolled flow path from the side of the exhaust gas outlet behind the valve flap 48 to the return outlet 44 established. It is also possible that further sealing surfaces are adjacent to the exhaust gas outlet 42 and / or return outlet 44 are provided, the further sealing surfaces can in particular be arranged so that between the housing 36 and the valve flap 48 in every position of the valve flap 48 there is a seal.

Das Verfahren zur Steuerung des Volumenstroms von Abgas, das zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeführt werden soll, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die in 3 gezeigte Ausführungsform beschrieben. Die Steuerung wählt in Abhängigkeit vom Abgasvolumenstrom, der zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeführt werden soll, einen der folgenden Betriebszustände.The method for controlling the volume flow of exhaust gas to the internal combustion engine 12th is to be traced back to, in the following with reference to the in 3 Shown embodiment described. The control selects depending on the exhaust gas volume flow to the internal combustion engine 12th is to be returned, one of the following operating states.

Soll kein Abgas zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeführt werden, so wird ein erster Betriebszustand gewählt, in dem der Rückführauslass 44 vollständig geschlossen und der Abgasauslass 42 vollständig geöffnet ist. Dieser Betriebszustand entspricht der ersten Stellung des Ventilelements 46 im Abgasventil 24.Should no exhaust gas to the internal combustion engine 12th are returned, a first operating state is selected in which the return outlet 44 completely closed and the exhaust outlet 42 is fully open. This operating state corresponds to the first position of the valve element 46 in the exhaust valve 24 .

Falls nur ein geringer Abgasvolumenstrom zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeführt werden soll, so wird ein zweiter Betriebszustand gewählt, in dem der Rückführauslass 44 teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass 42 weiterhin vollständig geöffnet ist. Dieser Betriebszustand entspricht der zweiten Stellung des Ventilelements 46 im Abgasventil 24; ein Teil des Abgases kann durch den teilweise geöffneten Öffnungsquerschnitt des Rückführauslasses 44 strömen, während der andere Teil des Abgases unbehindert durch den Abgasauslass 42 strömt.If only a small exhaust gas volume flow to the internal combustion engine 12th is to be returned, a second operating state is selected in which the return outlet 44 is partially open while the exhaust outlet 42 is still fully open. This operating state corresponds to the second position of the valve element 46 in the exhaust valve 24 ; Part of the exhaust gas can pass through the partially open opening cross-section of the return outlet 44 flow, while the other part of the exhaust gas unhindered through the exhaust outlet 42 flows.

Ein dritter Betriebszustand, in dem der Rückführauslass 44 mindestens teilweise geöffnet ist und der Abgasauslass 42 teilweise geschlossen ist, wird gewählt, wenn ein hoher Volumenstrom von Abgas zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeleitet werden soll. Da der Abgasauslass 42 teilweise geschlossen ist, erhöht sich der Volumenstrom durch den Rückführauslass 44. Es ist insbesondere möglich, dass der Rückführauslass 44 in diesem Betriebszustand vollständig geöffnet ist. Die entsprechende Stellung des Abgasventils 24 ist die dritte Stellung des Ventilelements 46.A third operating state in which the return outlet 44 is at least partially open and the exhaust outlet 42 is partially closed, is selected when a high volume flow of exhaust gas to the internal combustion engine 12th should be returned. As the exhaust outlet 42 is partially closed, the volume flow through the return outlet increases 44 . In particular, it is possible that the return outlet 44 is fully open in this operating state. The corresponding position of the exhaust valve 24 is the third position of the valve element 46 .

Der Grenzfall, dass der Abgasauslass 42 vollständig geschlossen ist, bildet einen vierten Betriebszustand. Der Volumenstrom von Abgas wird vollständig zum Rückführauslass geleitet. Die vierte Stellung des Ventilelements 46 im Abgasventil 24 entspricht diesem Betriebszustand. Dieser Betriebszustand ist beispielsweise für eine Wirkung der Abgasanlage 10 als Motorbremse vorgesehen, wobei gleichzeitig kein Kraftstoff in der Verbrennungskraftmaschine 12 verbrannt wird.The borderline case that the exhaust outlet 42 is completely closed, forms a fourth operating state. The volume flow of exhaust gas is completely directed to the recirculation outlet. The fourth position of the valve element 46 in the exhaust valve 24 corresponds to this operating state. This operating state is, for example, for an effect of the exhaust system 10 provided as an engine brake, at the same time no fuel in the internal combustion engine 12th is burned.

4 zeigt ein Diagramm des Volumenstroms V, der durch die Rückführleitung 26 zur Verbrennungskraftmaschine 12 zurückgeführt wird, in Abhängigkeit von einem Stellwinkel α des Abgasventils 24. Die gestrichelte Linie zeigt eine Kennlinie 32 eines Abgasventils nach dem Stand der Technik. Die durchgezogene Linie zeigt eine Kennlinie 34 eines erfindungsgemäßen Abgasventils 24. Die Kennlinie 34 verläuft flacher als die Kennlinie 32, insbesondere in einem Bereich bis zum Winkel α1, wodurch die Steuerung des Volumenstroms V weniger empfindlich gegen Abweichungen des Stellwinkels α des Abgasventils 24 ist und somit die Steuerung des Volumenstroms verbessert wird. 4th shows a diagram of the volume flow V passing through the return line 26th to the internal combustion engine 12th is returned, depending on an adjustment angle α of the exhaust valve 24 . The broken line shows a characteristic curve 32 a prior art exhaust valve. The solid line shows a characteristic curve 34 an exhaust valve according to the invention 24 . The characteristic 34 runs flatter than the characteristic 32 , in particular in a range up to the angle α 1 , which makes the control of the volume flow V less sensitive to deviations in the adjustment angle α of the exhaust valve 24 and thus the control of the volume flow is improved.

Die unterschiedlichen Ausführungsformen des Abgasventils 24 erlauben verschiedene Verläufe von Kennlinien, Die gezeigte Kennlinie 34 wurde als Beispiel gewählt, und es sind auch andere Verläufe von Kennlinien möglich.The different embodiments of the exhaust valve 24 allow different courses of characteristic curves, the characteristic curve shown 34 was used as Example chosen, and other courses of characteristic curves are also possible.

Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform des Abgasventils 24, wobei das Gehäuse 36 eine Ventilkammer 38 aufweist, die in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse 50 der Ventilklappe 48 allgemein kreisförmig ist. Die Wand der Ventilkammer 38 übernimmt in dieser Bauweise die Funktion der Dichtfläche 54.the 5 and 6th show a second embodiment of the exhaust valve 24 , with the housing 36 a valve chamber 38 has, in a section perpendicular to the axis of rotation 50 the valve flap 48 is generally circular. The wall of the valve chamber 38 takes on the function of the sealing surface in this design 54 .

Der Abgaseinlass 40 ist asymmetrisch zwischen dem Rückführauslass 44 und dem Abgasauslass 42 angeordnet, wobei der Rückführauslass 44 näher am Abgaseinlass 40 angeordnet ist als der Abgasauslass 42.The exhaust inlet 40 is asymmetrical between the return outlet 44 and the exhaust outlet 42 arranged, the return outlet 44 closer to the exhaust inlet 40 is arranged as the exhaust outlet 42 .

Der Winkel zwischen dem Rückführauslass 44 und dem Abgasauslass 42 ist kleiner als 180°. Somit liegen sich der Rückführauslass 44 und der Abgasauslass 42 nicht symmetrisch gegenüber. Aufgrund dieser Bauweise sind der Abgasauslass 42, der Rückführauslass 44 und die Position der Drehachse 50 der Ventilklappe 48 nicht entlang einer Geraden angeordnet.The angle between the return outlet 44 and the exhaust outlet 42 is less than 180 °. The return outlet is thus located 44 and the exhaust outlet 42 not symmetrical opposite. Due to this design, the exhaust outlet 42 , the return outlet 44 and the position of the axis of rotation 50 the valve flap 48 not arranged along a straight line.

5 zeigt das Abgasventil 24 mit dem Ventilelement 46 in der ersten Stellung des Ventilelements 46 mit durchgezogener Linie. Die Ventilklappe 48 liegt dabei an den Dichtanschlägen 52 an. Der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Rückführauslass 44 zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Rückführauslasses 44 ist kleiner als der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Abgasauslass 42 zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Abgasauslasses 42. In der mit gestrichelten Linien gezeigten Mittenstellung der Ventilklappe 48 sind der Abgasauslass 42 und der Rückführauslass 44 gleichzeitig vollständig geöffnet. 5 shows the exhaust valve 24 with the valve element 46 in the first position of the valve element 46 with a solid line. The valve flap 48 is due to the sealing stops 52 at. The distance between the edge of the valve wing leading to the return outlet 44 and the nearest edge of the return outlet 44 is smaller than the distance between the edge of the valve wing, the exhaust outlet 42 is assigned, and the nearest edge of the exhaust outlet 42 . In the middle position of the valve flap shown with dashed lines 48 are the exhaust outlet 42 and the return outlet 44 fully open at the same time.

Ein Drehen der Ventilklappe 48 um ihre Drehachse 50 aus der ersten Stellung um einen beliebigen Winkel bis zur Mittenstellung bringt die Ventilklappe 48 in ihre zweite Stellung. Der Rückführauslass 44 ist dabei teilweise geöffnet, während der Abgasauslass 42 noch vollständig geöffnet ist.A turning of the valve flap 48 around its axis of rotation 50 The valve flap moves from the first position by any angle up to the middle position 48 in their second position. The return outlet 44 is partially open while the exhaust outlet 42 is still fully open.

6 zeigt die Ventilklappe 48 mit gestrichelten Linien in ihrer Mittenstellung. Wird die Ventilklappe 48 über diese Mittenstellung hinaus weiter entgegen des Uhrzeigersinns verdreht, wie durch die Pfeile dargestellt, so nimmt die Ventilklappe 48 eine dritte Stellung ein, in der der Abgasauslass 42 teilweise geschlossen ist, während der Rückführauslass 44 vollständig geöffnet ist. Eine vierte Stellung der Ventilklappe 48, in der der Abgasauslass 42 vollständig geschlossen ist und der Rückführauslass 44 vollständig geöffnet ist, ist in 6 mit durchgezogener Linie gezeigt. Die Ventilklappe 48 liegt dabei an den Dichtanschlägen 56 an. 6th shows the valve flap 48 with dashed lines in their middle position. Will the valve flap 48 Turned further counterclockwise beyond this central position, as shown by the arrows, the valve flap takes up 48 a third position in which the exhaust gas outlet 42 is partially closed while the return outlet 44 is fully open. A fourth position of the valve flap 48 , in which the exhaust outlet 42 is completely closed and the return outlet 44 is fully open is in 6th shown with a solid line. The valve flap 48 is due to the sealing stops 56 at.

In keiner Stellung der Ventilklappe 48 ist ein Fluss von Abgas zwischen Rückführauslass 44 und Abgasauslass 42 auf der vom Abgaseinlass 40 abgewandten Seite der Ventilklappe 48 möglich.In no position of the valve flap 48 is a flow of exhaust gas between recirculation outlets 44 and exhaust outlet 42 on the from the exhaust inlet 40 remote side of the valve flap 48 possible.

7 zeigt eine dritte Ausführungsform des Abgasventils 24. Der Abgaseinlass 40 ist mittig zwischen dem Abgasauslass 42 und dem Rückführauslass 44 angeordnet. Der Abgasauslass 40, der Rückführauslass 44 und die Drehachse 50 der Ventilklappe 48 sind entlang einer Geraden angeordnet. Die beiden Flügel der Ventilklappe 48 sind um 110° zueinander geneigt angeordnet. 7th shows a third embodiment of the exhaust valve 24 . The exhaust inlet 40 is in the middle between the exhaust outlet 42 and the return outlet 44 arranged. The exhaust outlet 40 , the return outlet 44 and the axis of rotation 50 the valve flap 48 are arranged along a straight line. The two wings of the valve flap 48 are arranged at an angle of 110 ° to each other.

Die Ventilklappe 48 ist in einer ersten Stellung mit durchgezogener Linie gezeigt, in einer Mittenstellung mit gestrichelter Linie und in einer vierten Stellung mit gepunkteter Linie. Diese Stellungen sind analog zu den in 5 und 6 gezeigten Stellungen der Ventilklappe 48, und die Funktion des Abgasventils 24 entspricht der in den 5 und 6 gezeigten zweiten Ausführungsform des Abgasventils 24.The valve flap 48 is shown in a first position with a solid line, in a central position with a dashed line and in a fourth position with a dotted line. These positions are analogous to those in 5 and 6th positions of the valve flap shown 48 , and the function of the exhaust valve 24 corresponds to that in the 5 and 6th shown second embodiment of the exhaust valve 24 .

8 zeigt eine vierte Ausführungsform des Abgasventils 24, das nach Art einer Rohrverzweigung ausgeführt ist. Der Abgaseinlass 40 ist ebenso wie der Abgasauslass 42 durch das Rohr des Abgasstrangs 14 gebildet. Der Rückführauslass 44 wird durch das Rohr der Rückführleitung 26 gebildet. 8th shows a fourth embodiment of the exhaust valve 24 , which is designed in the manner of a pipe branch. The exhaust inlet 40 is just like the exhaust outlet 42 through the pipe of the exhaust system 14th educated. The return outlet 44 is through the pipe of the return line 26th educated.

In der Rohrverzweigung ist eine zweiflügelige Ventilklappe 48 vorgesehen, deren Flügel in einem Winkel von 90° zueinander geneigt angeordnet sind. Die Ventilklappe 48 ist mit der durchgezogenen Linie in der ersten Stellung gezeigt, mit gestrichelter Linie in einer zweiten Stellung und mit der gepunkteten Linie in einer dritten Stellung.There is a two-wing valve flap in the manifold 48 provided, the wings of which are arranged inclined to each other at an angle of 90 °. The valve flap 48 is shown with the solid line in the first position, with the dashed line in a second position and with the dotted line in a third position.

Die in 8 gezeigte Rohrverzweigung 58 ist symmetrisch aufgebaut, wobei der Abgaseinlass 40 mittig zwischen dem Abgasauslass 42 und dem Rückführauslass 44 angeordnet ist. Die Rohrverzweigung 58 kann natürlich auch asymmetrisch aufgebaut sein. Die Rückführleitung 26 kann beispielsweise von einem geraden Abgasstrang 14 abzweigen, bei dem Abgaseinlass 40 und Abgasauslass 42 entlang einer Geraden angeordnet sind.In the 8th shown pipe branch 58 is constructed symmetrically, with the exhaust gas inlet 40 in the middle between the exhaust outlet 42 and the return outlet 44 is arranged. The manifold 58 can of course also be constructed asymmetrically. The return line 26th can, for example, from a straight exhaust line 14th branch off at the exhaust gas inlet 40 and exhaust outlet 42 are arranged along a straight line.

Die 9a und 9b zeigen den Schnitt zweier Rückführauslässe 44 entlang der in 3 gezeigten Schnittebene IX-IX. In 9a ist ein kreisförmiger Querschnitt gezeigt, während in 9b eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform gezeigt ist. Diese Querschnittsform ähnelt einem Dreieck, wobei an den Seiten des Dreiecks der Querschnitt abschnittsweise eine annähernd gerade Kontur hat. Die Querschnittsform des Rückführauslasses 44 ist so im Abgasventil 24 angeordnet, dass eine Mittelachse 60 zwischen zwei der annähernd geraden Abschnitte des Querschnitts senkrecht zur Drehachse 50 der Ventilklappe 48 ist. Es können natürlich auch andere Querschnittsformen verwendet werden. Die von der Kreisform abweichenden Querschnittsformen können natürlich auch mit anderen Ausführungsformen des Abgasventils 24 verwendet werden. Auch der Abgasauslass oder der Abgaseinlass können von der Kreisform abweichende Querschnittsformen aufweisen.the 9a and 9b show the intersection of two return outlets 44 along the in 3 Section plane IX-IX shown. In 9a a circular cross-section is shown, while in 9b a cross-sectional shape deviating from the circular shape is shown. This cross-sectional shape is similar to a triangle, the cross-section having an approximately straight contour in sections on the sides of the triangle. The cross-sectional shape of the return outlet 44 is like that in the exhaust valve 24 arranged that a central axis 60 between two of the approximately straight sections of the cross section perpendicular to the axis of rotation 50 the valve flap 48 is. Of course, other cross-sectional shapes can also be used. The cross-sectional shapes deviating from the circular shape can of course also be used with other embodiments of the exhaust gas valve 24 be used. The exhaust gas outlet or the exhaust gas inlet can also have cross-sectional shapes that differ from the circular shape.

Die 10a und 10b zeigen den Schnitt zweier Abgasventile 24 entlang der in 3 gezeigten Schnittebene X-X. Die Stellung der Ventilklappe 48 entspricht dabei der in 3 mit gestrichelter Linie gezeigten Stellung. Der Rückführauslass 44 ist exzentrisch, im Wesentlichen auf der rechten Seite der Ventilklappe 48 angeordnet. In 10a ist ein Abgasventil 24 gezeigt, bei dem der Rückführauslass 44 mittig relativ zur Höhe der Ventilklappe 48 in Richtung der Drehachse 50 angeordnet ist. In 10b ist der Rückführauslass 44 in einem Bereich von 0 bis 50 % der Höhe der Ventilklappe 48 angeordnet.the 10a and 10b show the section of two exhaust valves 24 along the in 3 Section plane shown XX. The position of the valve flap 48 corresponds to the in 3 position shown with dashed line. The return outlet 44 is eccentric, essentially on the right side of the valve flap 48 arranged. In 10a is an exhaust valve 24 shown where the return outlet 44 centered relative to the height of the valve flap 48 in the direction of the axis of rotation 50 is arranged. In 10b is the return outlet 44 in a range from 0 to 50% of the height of the valve flap 48 arranged.

Der Öffnungsquerschnitt des Rückführauslasses 44, das heißt die Fläche, durch die Abgas in den Rückführauslass 44 strömen kann, ist einerseits durch die geometrische Form des Querschnitts des Rückführauslasses 44 und andererseits durch das Ventilelement 48 begrenzt. Somit wird der Öffnungsquerschnitt des Rückführauslasses 44 durch einen vom Ventilelement 48 freigegebenen Querschnitt des Rückführauslasses 44 bestimmt. Es ist keine weitere Reduzierung des Öffnungsquerschnitts vorgesehen, beispielsweise beim Anschluss des Abgasventils 24 an die Rückführleitung 26, wodurch eine kompakte Bauweise des Abgasventils 24 erreicht wird. Der Öffnungsquerschnitt des Abgasauslasses 42 wird auf analoge Weise bestimmt.The opening cross-section of the return outlet 44 , that is, the area through which the exhaust gas enters the recirculation outlet 44 can flow is on the one hand by the geometric shape of the cross section of the return outlet 44 and on the other hand by the valve element 48 limited. Thus, the opening cross section of the return outlet becomes 44 by one of the valve element 48 released cross section of the return outlet 44 certainly. There is no further reduction in the opening cross-section, for example when connecting the exhaust valve 24 to the return line 26th , creating a compact design of the exhaust valve 24 is achieved. The opening cross-section of the exhaust outlet 42 is determined in an analogous way.

Claims (29)

Abgasventil (24) zur Steuerung eines Volumenstroms von Abgas, das zu einer Verbrennungskraftmaschine (12) zurückgeführt werden soll, mit einem Gehäuse (36), das einen Abgaseinlass (40), einen Abgasauslass (42) und einen Rückführauslass (44) aufweist, und einem Ventilelement (46), das verstellbar ist, wodurch die Öffnungsquerschnitte des Abgasauslasses (42) und des Rückführauslasses (44) geändert werden können, wobei das Ventilelement (46) relativ zum Abgaseinlass (40), zum Abgasauslass (42) und zum Rückführauslass (44) so angeordnet ist, dass das Ventilelement (46) eine erste Stellung einnehmen kann, in der der Rückführauslass (44) vollständig geschlossen ist, während der Abgasauslass (42) vollständig geöffnet ist, sowie eine zweite Stellung, in der der Rückführauslass (44) teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) weiterhin vollständig geöffnet ist, und eine dritte Stellung, in der der Rückführauslass (44) mindestens teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) teilweise geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (46) eine zweiflügelige Ventilklappe (48) ist, die sich um eine Drehachse (50) drehen kann und der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Rückführauslass (44) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Rückführauslasses (44) kleiner ist als der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Abgasauslass (42) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Abgasauslasses (42), wenn sich das Ventilelement (46) in der ersten Stellung befindet.Exhaust gas valve (24) for controlling a volume flow of exhaust gas that is to be returned to an internal combustion engine (12), having a housing (36) which has an exhaust gas inlet (40), an exhaust gas outlet (42) and a recirculation outlet (44), and a valve element (46) which is adjustable, whereby the opening cross-sections of the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet (44) can be changed, the valve element (46) relative to the exhaust gas inlet (40), the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet ( 44) is arranged so that the valve element (46) can assume a first position in which the recirculation outlet (44) is completely closed, while the exhaust gas outlet (42) is completely open, and a second position in which the recirculation outlet (44 ) is partially open while the exhaust gas outlet (42) is still fully open, and a third position in which the recirculation outlet (44) is at least partially open while the exhaust gas outlet (42) is te is partially closed, characterized in that the valve element (46) is a two-wing valve flap (48) which can rotate about an axis of rotation (50) and the distance between the edge of the valve wing, which is assigned to the return outlet (44), and the closest edge of the recirculation outlet (44) is smaller than the distance between the edge of the valve wing associated with the exhaust gas outlet (42) and the closest edge of the exhaust gas outlet (42) when the valve element (46) is in the first position . Abgasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) in der dritten Stellung vollständig geöffnet ist.Exhaust valve after Claim 1 , characterized in that the return outlet (44) is fully open in the third position. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (36) mindestens ein Dichtanschlag (52) für das Ventilelement (46) in der ersten Stellung vorgesehen ist.Exhaust gas valve according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sealing stop (52) is provided in the housing (36) for the valve element (46) in the first position. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (46) eine vierte Stellung einnehmen kann, in der der Abgasauslass (42) vollständig geschlossen ist.Exhaust gas valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (46) can assume a fourth position in which the exhaust gas outlet (42) is completely closed. Abgasventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (36) mindestens ein Dichtanschlag (56) für das Ventilelement (46) in der vierten Stellung vorgesehen ist.Exhaust valve after Claim 4 , characterized in that at least one sealing stop (56) for the valve element (46) in the fourth position is provided in the housing (36). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaseinlass (40) zwischen dem Abgasauslass (42) und dem Rückführauslass (44) angeordnet ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas inlet (40) is arranged between the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet (44). Abgasventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaseinlass (40) mittig zwischen dem Rückführauslass (44) und dem Abgasauslass (42) angeordnet ist.Exhaust valve after Claim 6 , characterized in that the exhaust gas inlet (40) is arranged centrally between the recirculation outlet (44) and the exhaust gas outlet (42). Abgasventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaseinlass (40) asymmetrisch zwischen dem Rückführauslass (44) und dem Abgasauslass (42) angeordnet ist.Exhaust valve after Claim 6 , characterized in that the exhaust gas inlet (40) is arranged asymmetrically between the recirculation outlet (44) and the exhaust gas outlet (42). Abgasventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) näher am Abgaseinlass (40) angeordnet ist als der Abgasauslass (42).Exhaust valve after Claim 8 , characterized in that the recirculation outlet (44) is arranged closer to the exhaust gas inlet (40) than the exhaust gas outlet (42). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Winkel zwischen dem Rückführauslass (44) und dem Abgasauslass (42) von einem Wert von 180° unterscheidet.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the Angle between the recirculation outlet (44) and the exhaust gas outlet (42) differs from a value of 180 °. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Abgasauslass (42) und/oder Rückführauslass (44) eine gekrümmte Dichtfläche (54) vorgesehen ist, die mit dem Ventilflügel zusammenwirkt, der dem Abgasauslass (42) bzw. Rückführauslass (44) zugeordnet ist, und deren Krümmungsmittelpunkt etwa mit der Drehachse (50) der Ventilklappe (48) zusammenfällt.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that adjacent to the exhaust gas outlet (42) and / or recirculation outlet (44) a curved sealing surface (54) is provided which interacts with the valve wing which connects the exhaust gas outlet (42) or recirculation outlet (44) ) is assigned, and the center of curvature coincides approximately with the axis of rotation (50) of the valve flap (48). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasauslass (42), der Rückführauslass (44) und die Position der Drehachse (50) der Ventilklappe (48) nicht entlang einer Geraden angeordnet sind.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust outlet (42), the return outlet (44) and the position of the axis of rotation (50) of the valve flap (48) are not arranged along a straight line. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Flügel der Ventilklappe (48) zueinander geneigt angeordnet sind, insbesondere in einem Winkel zwischen 45° und 120°.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the two wings of the valve flap (48) are arranged inclined to one another, in particular at an angle between 45 ° and 120 °. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer vom Abgaseinlass (40) abgewandten Seite der Ventilklappe (48) kein Gasfluss zwischen Rückführauslass (44) und Abgasauslass (42) möglich ist.Exhaust gas valve according to one of the preceding claims, characterized in that on a side of the valve flap (48) facing away from the exhaust gas inlet (40), no gas flow is possible between the recirculation outlet (44) and the exhaust gas outlet (42). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (36) eine Ventilkammer (38) aufweist, die in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse (50) der Ventilklappe (48) allgemein rechteckig ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (36) has a valve chamber (38) which is generally rectangular in a section perpendicular to the axis of rotation (50) of the valve flap (48). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (36) eine Ventilkammer (38) aufweist, die in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse (50) der Ventilklappe (48) allgemein kreisförmig ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (36) has a valve chamber (38) which is generally circular in a section perpendicular to the axis of rotation (50) of the valve flap (48). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es nach Art einer Rohrverzweigung (58) ausgeführt ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed in the manner of a pipe branch (58). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) in einem Bereich von 0 bis 50 % der Höhe der Ventilklappe (48) angeordnet ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the return outlet (44) is arranged in a range from 0 to 50% of the height of the valve flap (48). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) exzentrisch angeordnet ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the return outlet (44) is arranged eccentrically. Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweist.Exhaust gas valve according to one of the preceding claims, characterized in that the return outlet (44) has a cross-sectional shape deviating from the circular shape. Abgasventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführauslass (44) eine Querschnittsform aufweist, die in dem zuerst von dem Ventilelement (46) freigegebenen Querschnitt mindestens eine abschnittsweise zumindest annähernd gerade Kontur hat.Exhaust valve after Claim 20 , characterized in that the return outlet (44) has a cross-sectional shape which, in the cross-section initially released by the valve element (46), has at least one at least partially straight contour. Abgasventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform zwei Geraden aufweist, die einander schneiden, und dass die Mittelachse (60) dieser beiden Geraden senkrecht zur Drehachse (50) der Ventilklappe (48) ist.Exhaust valve after Claim 21 , characterized in that the cross-sectional shape has two straight lines which intersect one another, and that the central axis (60) of these two straight lines is perpendicular to the axis of rotation (50) of the valve flap (48). Abgasventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsquerschnitt des Abgasauslasses (42) und/oder des Rückführauslasses (44) durch einen vom Ventilelement (46) freigegebenen Querschnitt des Abgasauslasses (42) und/oder des Rückführauslasses (44) bestimmt ist.Exhaust valve according to one of the preceding claims, characterized in that the opening cross section of the exhaust gas outlet (42) and / or the return outlet (44) is determined by a cross section of the exhaust gas outlet (42) and / or the return outlet (44) released by the valve element (46) . Abgasanlage (10) mit einem Abgasbehandlungsbauteil (17) und einem Abgasventil (24) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasventil (24) stromabwärts des Abgasbehandlungsbauteils (17) angeordnet ist.Exhaust system (10) with an exhaust gas treatment component (17) and an exhaust gas valve (24) according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust gas valve (24) is arranged downstream of the exhaust gas treatment component (17). Abgasanlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasbehandlungsbauteil (17) einen Auslasstrichter (30) aufweist und dass das Abgasventil (24) an dem Auslasstrichter (30) angeordnet ist.Exhaust system after Claim 24 , characterized in that the exhaust gas treatment component (17) has an outlet funnel (30) and that the exhaust gas valve (24) is arranged on the outlet funnel (30). Abgasanlage nach einem der Ansprüche 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasbehandlungsbauteil (17) ein Dieselpartikelfilter (20) ist.Exhaust system according to one of the Claims 24 and 25th , characterized in that the exhaust gas treatment component (17) is a diesel particulate filter (20). Verfahren zur Steuerung eines Volumenstrom von Abgas, das zu einer Verbrennungskraftmaschine (12) zurückgeführt werden soll, wobei im Abgasstrang (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) ein Abgasventil (24) angeordnet ist, das ein Gehäuse (36) mit einem Abgaseinlass (40), einem Abgasauslass (42) und einem Rückführauslass (44) aufweist sowie einem Ventilelement (46), das verstellbar ist, wodurch die Öffnungsquerschnitte des Abgasauslasses (42) und des Rückführauslasses (44) geändert werden können, wobei das Ventilelement (46) eine zweiflügelige Ventilklappe (48) ist, die sich um eine Drehachse (50) drehen kann, wobei eine Steuerung in Abhängigkeit vom Abgasvolumenstrom, der zur Verbrennungskraftmaschine (12) zurückgeführt werden soll, zwischen einem ersten Betriebszustand, in welchem der Rückführauslass (44) vollständig geschlossen ist, während der Abgasauslass (42) vollständig geöffnet ist, einem zweiten Betriebszustand, in welchem der Rückführauslass (44) teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) weiterhin vollständig geöffnet ist, und einem dritten Betriebszustand wählt, in welchem der Rückführauslass (44) mindestens teilweise geöffnet ist, während der Abgasauslass (42) teilweise geschlossen ist, und wobei der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Rückführauslass (44) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Rückführauslasses (44) kleiner ist als der Abstand zwischen dem Rand des Ventilflügels, der dem Abgasauslass (42) zugeordnet ist, und dem nächstgelegenen Rand des Abgasauslasses (42), wenn sich das Ventilelement (46) im ersten Betriebszustand befindet.Method for controlling a volume flow of exhaust gas that is to be returned to an internal combustion engine (12), an exhaust gas valve (24) having a housing (36) with an exhaust gas inlet (40) being arranged in the exhaust gas line (14) of the internal combustion engine (12). , an exhaust gas outlet (42) and a recirculation outlet (44) and a valve element (46) which is adjustable, whereby the opening cross-sections of the exhaust gas outlet (42) and the recirculation outlet (44) can be changed, the valve element (46) having a two-winged Valve flap (48) which can rotate about an axis of rotation (50), with a control depending on the exhaust gas volume flow that is to be returned to the internal combustion engine (12) between a first operating state in which the Recirculation outlet (44) is completely closed while the exhaust gas outlet (42) is fully open, selects a second operating state in which the recirculation outlet (44) is partially open while the exhaust gas outlet (42) is still fully open, and a third operating state, in which the recirculation outlet (44) is at least partially open, while the exhaust gas outlet (42) is partially closed, and wherein the distance between the edge of the valve wing associated with the recirculation outlet (44) and the nearest edge of the recirculation outlet (44) is smaller than the distance between the edge of the valve wing which is assigned to the exhaust gas outlet (42) and the nearest edge of the exhaust gas outlet (42) when the valve element (46) is in the first operating state. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein vierter Betriebszustand gewählt werden kann, in welchem der Abgasauslass (42) vollständig geschlossen ist.Procedure according to Claim 27 , characterized in that a fourth operating state can be selected in which the exhaust gas outlet (42) is completely closed. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 und 28, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Betriebszustand der Rückführauslass (44) vollständig geöffnet ist.Method according to one of the Claims 27 and 28 , characterized in that in the third operating state the return outlet (44) is fully open.
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