DE102017218302A1 - Valve means for controlling an exhaust gas flow - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Ventileinrichtung zum Steuern eines Abgasstroms in einer Strömungsanordnung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt, wobei in der Strömungsanordnung ein erster Strömungsweg durch die Ventileinrichtung mit mindestens einem zweiten Strömungsweg und mindestens einem dritten Strömungsweg fluid verbindbar ist, und zwei Ventilplatten der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von der Abgastemperatur relativ zueinander bewegt werden können, so dass die Strömung des Abgases aus dem ersten in den zweiten und dritten Strömungsweg gesteuert werden kann.

Figure DE102017218302A1_0000
A valve device is provided for controlling an exhaust gas flow in a flow arrangement in the exhaust tract of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein in the flow arrangement a first flow path through the valve device with at least one second flow path and at least one third flow path is fluid, and two valve plates of the valve device in dependence can be moved relative to each other from the exhaust gas temperature, so that the flow of the exhaust gas from the first to the second and third flow paths can be controlled.
Figure DE102017218302A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit mindestens zwei Ventilplatten, die Öffnungen aufweisen, über die in einer bestimmten Stellung fluide Verbindungen zwischen mehreren Strömungswegen in einem Abgastrakt einer Brennkraftmaschine bereitgestellt werden können.The invention relates to a valve device having at least two valve plates which have openings through which fluid connections between a plurality of flow paths in an exhaust gas tract of an internal combustion engine can be provided in a specific position.

Zum Reduzieren der Stickoxidmenge im Abgas von modernen Brennkraftmaschinen werden häufig Abgasnachbehandlungseinrichtungen wie Stickoxidspeicherkatalysatoren (lean NOx trap, LNT) und Katalysatoren zur selektiven katalytischen Reduktion (selective catalytic reduction, SCR) verwendet. Bei der Verwendung von LNT besteht das bekannte Problem, das diese nur innerhalb eines bestimmten Temperaturfensters effektiv funktionieren, d.h. die Umwandlung von Stickstoff effizient funktioniert. Wird eine bestimmte Temperatur überschritten (d.h. die maximale Funktionstemperatur des LNT), wird der LNT uneffektiv und kann der LNT unter Beeinträchtigung seiner katalytischen Funktion einer vorzeitigen thermischen Alterung unterworfen werden. Dabei ist es in diesen Temperaturbereichen sinnvoll, zur Reduktion von Stickoxiden gleich einen SCR zu verwenden, der oberhalb einer bestimmten Temperatur effektiver funktioniert als ein LNT.In order to reduce the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas of modern internal combustion engines exhaust gas aftertreatment devices such as lean NOx trap (LNT) and selective catalytic reduction (SCR) catalysts are often used. When using LNT, the known problem is that they only function effectively within a certain temperature window, i. The conversion of nitrogen works efficiently. When a certain temperature is exceeded (i.e., the maximum operating temperature of the LNT), the LNT becomes ineffective and may be subject to premature thermal aging to the LNT, impairing its catalytic function. It is useful in these temperature ranges to use for the reduction of nitrogen oxides equal to a SCR that works more effective than a LNT above a certain temperature.

Damit besteht die Aufgabe, den Abgasstrom im Abgastrakt in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases zu steuern.Thus, there is the task of controlling the exhaust gas flow in the exhaust gas tract as a function of the temperature of the exhaust gas.

Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen.This object is achieved by a valve device with the features of claim 1. Further advantageous embodiments and embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and claims, the figures and the embodiments.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung zum Steuern eines Abgasstroms in einer Strömungsanordnung im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei in der Strömungsanordnung ein erster Strömungsweg durch die Ventileinrichtung mit mindestens einem zweiten Strömungsweg und mindestens einem dritten Strömungsweg fluid verbindbar ist, wobei die Strömungswege zylindrisch ausgebildet sind und der zweite Strömungsweg in radialer Richtung außerhalb des dritten Strömungsweges angeordnet ist. Dabei weist die regelbare Ventileinrichtung mindestens eine erste Ventilplatte in Form einer runden Scheibe mit mindestens einem inneren Bereich und mindestens einem in radialer Richtung an den inneren Bereich anschließenden äußeren Bereich auf, wobei der innere und äußere Bereich jeweils mindestens eine Öffnung aufweisen, und die Öffnungen des inneren und äußeren Bereichs versetzt zueinander angeordnet sind. Weiterhin weist die regelbare Ventileinrichtung mindestens eine zweite Ventilplatte in Form einer runden Scheibe mit mindestens einem inneren Bereich und mindestens einem in radialer Richtung an den inneren Bereich anschließenden äußeren Bereich aufweist, wobei der innere und äußere Bereich jeweils mindestens eine Öffnung aufweisen, und die Öffnungen des inneren und äußeren Bereichs nicht versetzt zueinander angeordnet sind. Weiterhin weisen die Öffnungen der ersten Ventilplatte und die korrespondierenden Öffnungen der zweiten Ventilplatte die gleiche Größe auf. Weiterhin sind die erste und zweite Ventilplatte relativ zueinander in Rotationsrichtung beweglich.A first aspect of the invention relates to a valve device for controlling an exhaust flow in a flow arrangement in the exhaust tract of an internal combustion engine of a motor vehicle, wherein in the flow arrangement, a first flow path through the valve means with at least one second flow path and at least one third flow path is fluidly connectable, wherein the flow paths are cylindrical are formed and the second flow path is arranged in the radial direction outside of the third flow path. In this case, the controllable valve device has at least one first valve plate in the form of a round disc with at least one inner region and at least one outer region adjoining the inner region in the radial direction, the inner and outer regions each having at least one opening, and the openings of the inner and outer regions are arranged offset from one another. Furthermore, the controllable valve device has at least one second valve plate in the form of a round disc with at least one inner region and at least one outer region adjoining the inner region in the radial direction, the inner and outer regions each having at least one opening, and the openings of the inner and outer regions are not offset from one another. Furthermore, the openings of the first valve plate and the corresponding openings of the second valve plate have the same size. Furthermore, the first and second valve plate are movable relative to each other in the rotational direction.

Die Ventileinrichtung weist demnach einen ersten Strömungsweg auf, der sich in zwei Strömungswege teilt, und wobei der Strom eines Fluids aus dem ersten Strömungsweg in den zweiten und/oder dritten Strömungsweg durch die Ventileinrichtung steuerbar ist.The valve device accordingly has a first flow path which divides into two flow paths, and wherein the flow of a fluid from the first flow path into the second and / or third flow path through the valve device is controllable.

Die Erfindung ist vorteilhaft, weil sie eine Einrichtung zum Steuern des Abgasstroms bereitstellt, die ein effizientes Nutzen der Temperatur des Abgases ermöglicht. Weiterhin ist vorteilhaft, dass sich die Ventileinrichtung platzökonomisch anordnen lässt. Vorteilhaft ist auch, dass sich die Ventilplatten mit geringem Energieaufwand zueinander verstellen lassen, da die notwendige Rotation zueinander gering sein kann. Zudem ist die Ventileinrichtung kostenökonomisch günstig herstellbar.The invention is advantageous because it provides a means for controlling the flow of exhaust gas, which enables efficient use of the temperature of the exhaust gas. Furthermore, it is advantageous that the valve device can be arranged in a space-economical manner. It is also advantageous that the valve plates can be adjusted to each other with little energy expenditure, since the necessary rotation can be mutually small. In addition, the valve device is inexpensive to produce economically.

Der Begriff Strömungsweg bezeichnet eine Einrichtung, durch die ein Fluid strömen kann. Entsprechend der Anordnung im Abgastrakt sind als Strömungsweg vor allem der Abgastrakt bzw. Abgasleitungen zu verstehen. Der Begriff Strömungsanordnung bezeichnet dabei eine Anordnung von mehreren Strömungswegen.The term flow path refers to a device through which a fluid can flow. According to the arrangement in the exhaust tract are to be understood as a flow path especially the exhaust system or exhaust pipes. The term flow arrangement denotes an arrangement of a plurality of flow paths.

In Bezug auf die Öffnungen in verschiedenen Bereichen der Scheibe bedeutet der Begriff „versetzt angeordnet“, dass die Öffnungen sich nicht in einer Flucht befinden. Mit anderen Worten sind die Öffnungen des inneren Bereichs ausgehend vom Mittelpunkt einer kreisförmigen Fläche der scheibenförmigen Einrichtung entlang eines anderen Winkels angeordnet als die Öffnungen des äußeren Bereichs. Sind die Öffnungen nicht versetzt angeordnet, befinden sie sich in einer Flucht.With respect to the openings in different areas of the pane, the term "staggered" means that the openings are not in alignment. In other words, the openings of the inner area are arranged at a different angle from the center of a circular area of the disk-shaped device than the openings of the outer area. If the openings are not staggered, they are in alignment.

Vorzugsweise weisen die Ventilplatten in den inneren und äußeren Bereichen jeweils eine Vielzahl von Öffnungen auf, die einen gleichmäßigen Abstand voneinander aufweisen. Die miteinander korrespondierenden Öffnungen der beiden Ventilplatten sind, wie oben beschrieben, gleich groß, wobei die Öffnungen in den Ventilplatten unterschiedliche Größen zueinander aufweisen können.Preferably, the valve plates in the inner and outer regions each have a plurality of openings which are equidistant from one another. The mutually corresponding openings of the two valve plates are, as described above, the same size, wherein the openings in the valve plates may have different sizes to each other.

Bevorzugt sind bei der Ventileinrichtung in einem ersten Arbeitsmodus die Ventilplatten so eingestellt, dass die Öffnungen im äußeren Bereich der Ventilplatten einander mindestens teilweise überlappen und in einem zweiten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung die Ventilplatten so eingestellt sind, dass sich die Öffnungen im inneren Bereich der Ventilplatten einander mindestens teilweise überlappen. Auf diese Weise wird vorteilhaft bewirkt, dass im ersten Arbeitsmodus Abgas aus dem ersten in den zweiten Strömungsweg und im zweiten Arbeitsmodus Abgas aus dem ersten in den dritten Strömungsweg geleitet wird. Dabei sind bei Überlappen der Öffnungen im inneren Bereich die Öffnungen im äußeren Bereich vorzugsweise geschlossen, und bei Überlappen der Öffnungen im äußeren Bereich die Öffnungen im inneren Bereich vorzugsweise geschlossen. Besonders bevorzugt ist es deshalb, wenn im ersten Arbeitsmodus die Ventilplatten so eingestellt sind, dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten miteinander bündig angeordnet werden und die Öffnungen der inneren Bereiche einander verschließen, und im zweiten Arbeitsmodus die Ventilplatten so eingestellt sind, dass die Öffnungen der inneren Bereiche miteinander bündig angeordnet werden und die Öffnungen der äußeren Bereiche einander verschließen. Preferably, in the valve device in a first mode of operation, the valve plates are adjusted so that the openings in the outer region of the valve plates at least partially overlap each other and in a second mode of operation of the valve means the valve plates are adjusted so that the openings in the inner region of the valve plates at least partially overlap. In this way, it is advantageously effected that in the first operating mode, exhaust gas is passed from the first into the second flow path and in the second operating mode exhaust gas is passed from the first into the third flow path. In the case of overlapping of the openings in the inner area, the openings in the outer area are preferably closed, and in the case of overlapping of the openings in the outer area, the openings in the inner area are preferably closed. It is therefore particularly preferred if, in the first working mode, the valve plates are adjusted such that the openings of the outer regions of the two valve plates are flush with each other and the openings of the inner regions close each other, and in the second working mode, the valve plates are adjusted so that the Openings of the inner regions are flush with each other and the openings of the outer regions close each other.

Es ist auch möglich und ebenfalls bevorzugt, wenn bei der Ventileinrichtung in einem dritten Arbeitsmodus die Ventilplatten so eingestellt sind, dass die Öffnungen im inneren Bereich und im äußeren Bereich einander überlappen. In diesem Modus wird Abgas aus dem ersten Strömungsweg sowohl in der zweiten als auch in den dritten Strömungsweg geleitet. Das ist vorteilhaft in Situationen, in denen zur Temperatursteuerung im zweiten und/oder dritten Strömungsweg nur ein Teil des Abgases benötigt wird.It is also possible and also preferred if in the valve device in a third working mode, the valve plates are adjusted so that the openings in the inner region and in the outer region overlap each other. In this mode, exhaust gas is directed from the first flowpath in both the second and third flowpaths. This is advantageous in situations in which only a portion of the exhaust gas is needed for temperature control in the second and / or third flow path.

Vorzugsweise ist in der Ventileinrichtung mindestens eine Ventilplatte mit einem Aktuator verbunden. Dadurch wird ermöglicht, die betreffende Ventilplatte zu verstellen. Besonders bevorzugt ist der Aktuator in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases aktivierbar, um die Ventilplatte in Rotationsrichtung um einen vorgegebenen Winkel zu verstellen. Dadurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass bei Erreichen einer bestimmten Temperatur des Abgases, die zu hoch für eine Einrichtung im zweiten Strömungsweg ist, das Abgas an dieser vorbei über den dritten Strömungsweg geleitet werden kann. Der Aktuator muss dabei die zu verstellende Ventilplatte nicht um einen großen Weg bewegen, da bei einer ausreichend großen Anzahl an Löchern in den Ventilplatten bereits ein Verstellen der entsprechenden Ventilplatte um wenige Grad ausreichend ist.Preferably, at least one valve plate is connected to an actuator in the valve device. This makes it possible to adjust the valve plate in question. Particularly preferably, the actuator can be activated as a function of the temperature of the exhaust gas in order to adjust the valve plate in the direction of rotation by a predetermined angle. This advantageously makes it possible, when a certain temperature of the exhaust gas is reached, which is too high for a device in the second flow path, that the exhaust gas can be passed past it via the third flow path. The actuator does not have to move the valve plate to be adjusted by a great distance, since with a sufficiently large number of holes in the valve plates already an adjustment of the corresponding valve plate is sufficient by a few degrees.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Strömungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung, wobei der erste Strömungsweg einer Abgasleitung, der zweite Strömungsweg einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und der dritte Strömungsweg einem Bypass der Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeordnet sind.A second aspect of the invention relates to a flow arrangement with a valve device according to the invention, wherein the first flow path of an exhaust pipe, the second flow path of an exhaust aftertreatment device and the third flow path are associated with a bypass of the exhaust gas aftertreatment device.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.A third aspect of the invention relates to a motor vehicle with a valve device according to the invention.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Abgasstroms mittels einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung mit den Schritten:

  • - Bereitstellen der Ventileinrichtung, wobei die erste Ventilplatte unbeweglich in einem ersten Strömungsweg angeordnet ist und die zweite Ventilplatte relativ zur ersten Ventilplatte in Rotationsrichtung beweglich angeordnet ist, wobei die äußeren Bereiche der Ventilplatten einem zweiten Strömungsweg und die inneren Bereiche der Ventilplatten einem dritten Strömungsweg zugeordnet sind,
  • - Betreiben der Ventileinrichtung in einem ersten Arbeitsmodus, bei dem die erste und zweite Ventilplatte derart zueinander angeordnet sind, dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten einander mindestens teilweise überlappen und die Öffnungen der inneren Bereiche der beiden Ventilplatten durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden, solange die Abgastemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt,
  • - bei Erreichen des Schwellenwertes der Abgastemperatur Aktivieren des Aktuators, der die zweite Ventilplatte für einen zweiten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung um einen bestimmten Winkel verstellt, so dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden und die Öffnungen der inneren Bereiche einander mindestens teilweise überlappen,
  • - Aktivieren des Aktuators, um wieder den ersten Arbeitsmodus einzustellen, wenn der Schwellenwert wieder unterschritten wird.
A fourth aspect of the invention relates to a method for controlling an exhaust gas flow by means of a valve device according to the invention with the steps:
  • Providing the valve means, wherein the first valve plate is immovably disposed in a first flow path and the second valve plate is arranged to be movable relative to the first valve plate in the rotational direction, wherein the outer regions of the valve plates are associated with a second flow path and the inner portions of the valve plates are associated with a third flow path .
  • Operating the valve device in a first operating mode in which the first and second valve plates are arranged relative to one another such that the openings of the outer regions of the two valve plates at least partially overlap one another and the openings of the inner regions of the two valve plates through non-permeable sections of the respective other valve plate be covered as long as the exhaust gas temperature is below a predetermined threshold,
  • - Upon reaching the threshold temperature of the exhaust gas activating the actuator, which adjusts the second valve plate for a second operating mode of the valve means by a certain angle, so that the openings of the outer regions of the two valve plates are covered by non-permeable portions of the other valve plate and the openings of the inner areas at least partially overlap each other,
  • - Activation of the actuator to resume the first working mode when the threshold falls below again.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Vorteilen der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung. Der Schwellenwert der Temperatur entspricht einer Abgastemperatur, oberhalb der ein LNT nicht effizient funktionieren kann.The advantages of the method according to the invention in accordance with the advantages of the valve device according to the invention. The threshold value of the temperature corresponds to an exhaust gas temperature above which an LNT can not function efficiently.

Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem zusätzlichen dritten Arbeitsmodus die erste und zweite Ventilplatte zum Regulieren der Temperatur im zweiten und/oder dritten Strömungsweg so eingestellt, dass die Öffnungen der inneren Bereiche und der äußeren Bereiche der ersten und zweiten Ventilplatte einander teilweise überlappen.Preferably, in the method according to the invention in an additional third working mode, the first and second valve plates for regulating the temperature in the second and / or third Flow path adjusted so that the openings of the inner regions and the outer regions of the first and second valve plate partially overlap each other.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Abgastrakts einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.
  • 2 eine Darstellung einer Ausführungsform einer (a) ersten Ventilplatte und (b) zweiten Ventilplatte der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.
  • 3 eine Darstellung einer Anordnung einer Ausführungsform einer ersten Ventilplatte und zweiten Ventilplatte der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einem ersten Arbeitsmodus (a) und einem zweiten Arbeitsmodus (b) in Bezug auf eine Strömungsanordnung.
  • 4 eine Darstellung einer Anordnung einer ersten Ventilplatte und zweiten Ventilplatte der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung gemäß 2 in einem ersten Arbeitsmodus (a) und einem zweiten Arbeitsmodus (b).
  • 5 eine Darstellung des Verstellens der Ventilplatten gemäß 3 relativ zueinander in einen ersten Arbeitsmodus (a) und zweiten Arbeitsmodus (b) der Ventileinrichtung.
  • 6 eine Darstellung des Verstellens der Ventilplatten gemäß 4 in einen ersten Arbeitsmodus (a) und zweiten Arbeitsmodus (b) der Ventileinrichtung mittels eines Aktuators.
  • 7 eine Darstellung der Anordnung der Ventilplatten gemäß 4 in einem Abgastrakt in einem ersten Arbeitsmodus (a) und zweiten Arbeitsmodus (b) der Ventileinrichtung.
  • 8 ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:
  • 1 a schematic representation of an arrangement of an exhaust tract of an internal combustion engine with a valve device according to the invention.
  • 2 a representation of an embodiment of a (a) first valve plate and (b) second valve plate of the valve device according to the invention.
  • 3 a representation of an arrangement of an embodiment of a first valve plate and second valve plate of the valve device according to the invention in a first operating mode (a) and a second operating mode (b) with respect to a flow arrangement.
  • 4 an illustration of an arrangement of a first valve plate and second valve plate of the embodiment of the valve device according to the invention according to 2 in a first working mode (a) and a second working mode (b).
  • 5 an illustration of the adjustment of the valve plates according to 3 relative to one another in a first operating mode (a) and second operating mode (b) of the valve device.
  • 6 an illustration of the adjustment of the valve plates according to 4 in a first working mode (a) and second operating mode (b) of the valve device by means of an actuator.
  • 7 an illustration of the arrangement of the valve plates according to 4 in an exhaust tract in a first working mode (a) and second working mode (b) of the valve device.
  • 8th a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.

In 1 ist eine Anordnung 1 einer Brennkraftmaschine 2 mit einem Abgastrakt 3 mit einer Ausführungsform einer Strömungsanordnung 4 dargestellt. Die Strömungseinrichtung 4 umfasst den stromaufwärts von einer Ventileinrichtung 5 angeordneten Teil des Abgastrakts 3 als ersten Strömungsweg 6 sowie einen zweiten Strömungsweg 7 und einen dritten Strömungsweg 8. Der erste Strömungsweg 6 trifft auf die Ventileinrichtung 5, die eine fluide Verbindung zwischen dem ersten Strömungsweg 6 und einem zweiten Strömungsweg 7 sowie einem dritten Strömungsweg 8 steuert. Mit anderen Worten teilt sich der erste Strömungsweg 6 in den zweiten 7 und den dritten Strömungsweg 8, wobei die Ventileinrichtung 5 die Verbindungen zwischen den Strömungswegen steuert. Der zweite Strömungsweg 7 ist um den dritten Strömungsweg 8 herum angeordnet, so dass er den dritten Strömungsweg in radialer Richtung begrenzt. Dabei sind die besagten Strömungswege zylindrisch ausgeführt.In 1 is an arrangement 1 an internal combustion engine 2 with an exhaust tract 3 with an embodiment of a flow arrangement 4 shown. The flow device 4 includes the upstream of a valve device 5 arranged part of the exhaust tract 3 as the first flow path 6 and a second flow path 7 and a third flow path 8th , The first flow path 6 meets the valve device 5 providing a fluid connection between the first flow path 6 and a second flow path 7 and a third flow path 8th controls. In other words, the first flow path divides 6 in the second 7 and the third flow path 8th , wherein the valve means 5 controls the connections between the flow paths. The second flow path 7 is around the third flow path 8th arranged around so that it limits the third flow path in the radial direction. The said flow paths are cylindrical.

Im zweiten Strömungsweg 7 ist eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 9 angeordnet. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung ist besonders ein Stickoxidspeicherkatalysator 9 (LNT). Der dritte Strömungsweg 8 ist als Bypass des zweiten Strömungsweges 7 und damit des LNT 9 zu betrachten. Stromabwärts des LNT 9 werden der zweite 7 und der dritte Strömungsweg 8 wieder im Rahmen des Abgastrakts 3 weitergeführt. Weiter stromabwärts ist ein Partikelfilter 10 und stromabwärts davon ein Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) 11 angeordnet.In the second flow path 7 is an exhaust aftertreatment device 9 arranged. The exhaust aftertreatment device is particularly a nitrogen oxide storage catalyst 9 (LNT). The third flow path 8th is as a bypass of the second flow path 7 and with it the LNT 9 consider. Downstream of the LNT 9 become the second 7 and the third flowpath 8th again in the context of the exhaust tract 3 continued. Further downstream is a particulate filter 10 and downstream of it, a selective catalytic reduction (SCR) catalyst 11 arranged.

Besonders ist stromaufwärts der Ventileinrichtung 5 ein Temperatursensor 12 angeordnet. Weitere mögliche, in 1 nicht gezeigte Einrichtungen im Abgastrakt 3 umfassen Turbinen eines Abgasturboladers, Abgasrückführungsleitungen, weitere katalytische Einrichtungen, Zuführeinrichtungen für Reduktionsmittel sowie weitere Sensoren, z.B. Temperatursensoren, Drucksensoren und/oder Stickoxidsensoren.Especially, upstream of the valve device 5 a temperature sensor 12 arranged. Other possible, in 1 not shown facilities in the exhaust system 3 include turbines of an exhaust gas turbocharger, exhaust gas recirculation lines, other catalytic devices, supply means for reducing agents and other sensors, such as temperature sensors, pressure sensors and / or nitrogen oxide sensors.

Die Ventileinrichtung 5 ist am stromaufwärtigen Ende des zweiten 7 und dritten Strömungsweges 8 angeordnet. Die Ventileinrichtung 5 weist eine erste Ventilplatte 13 und eine zweite Ventilplatte 14 auf. Die Gestaltung der beiden Ventilplatten 13, 14 ist in 2 dargestellt. Beide Ventilplatten 13, 14 sind rund ausgeführt. Die erste Ventilplatte 13 weist einen inneren Bereich 131 und einen äußeren Bereich 132 auf. Die zweite Ventilplatte 14 weist einen inneren Bereich 141 und einen äußeren Bereich 142 auf.The valve device 5 is at the upstream end of the second 7 and third flow paths 8th arranged. The valve device 5 has a first valve plate 13 and a second valve plate 14 on. The design of the two valve plates 13 . 14 is in 2 shown. Both valve plates 13 . 14 are executed around. The first valve plate 13 has an inner area 131 and an outer area 132 on. The second valve plate 14 has an inner area 141 and an outer area 142 on.

Sowohl in den inneren Bereichen 131, 141 als auch in den äußeren Bereichen 132 und 142 der Ventilplatten 13, 14 ist eine Anzahl von gleichmäßig voneinander beabstandeten Öffnungen 15 angeordnet. In der in 2 dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung 5 sind die Öffnungen länglich ausgeführt, d.h. sie sind in radialer Richtung der Ventilplatten länger als breit. In 2 sind in radialer Richtung in den inneren Bereichen 131, 141 und in den äußeren Bereichen 132, 142 jeweils eine Öffnung 15 angeordnet. Es können aber mehrere Öffnungen 15 in radialer Richtung übereinander angeordnet sein. Wesentlich ist bei Ausführungsformen mit mehreren Öffnungen 15 in radialer Richtung, dass sich diese Öffnungen 15 im inneren bzw. äußeren Bereich in einer Flucht befinden, d.h. direkt übereinander angeordnet sind. Zwischen den Fluchten ist jeweils ein bestimmter Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Öffnungen vorgesehen, der so groß ist, dass bei einer Drehung der Ventilplatten 13, 14 relativ zueinander Öffnungen in einer Flucht der einen Ventilplatte durch das Material der anderen Ventilplatte verdeckt werden können.Both in the inner areas 131 . 141 as well as in the outer areas 132 and 142 the valve plates 13 . 14 is a number of equally spaced openings 15 arranged. In the in 2 illustrated embodiment of the valve device 5 the openings are elongated, ie they are longer than wide in the radial direction of the valve plates. In 2 are in the radial direction in the inner areas 131 . 141 and in the outer areas 132 . 142 one opening each 15 arranged. But there may be several openings 15 be arranged one above the other in the radial direction. It is essential in embodiments with multiple openings 15 in the radial direction, that these openings 15 in the inner or outer area are in alignment, ie are arranged directly above one another. Between the alignments in each case a certain distance in the circumferential direction between the openings is provided, which is so large that at a rotation of the valve plates 13 . 14 relative to each other openings in an alignment of a valve plate can be covered by the material of the other valve plate.

Wie in 2 dargestellt, sind bei der ersten Ventilplatte 13 die Öffnungen 15 des inneren Bereichs 131 mit den Öffnungen 15 des äußeren Bereiches 132 versetzt zueinander angeordnet (2a). Dabei sind die besagten Öffnungen 15 derart versetzt zueinander angeordnet, dass bei einem vollständigen Übereinstimmen der Öffnungen 15 in den äußeren Bereichen 132, 142 die Öffnungen im inneren Bereich 131 der ersten Ventilplatte 13 vom Material des inneren Bereichs 141 der zweiten Ventilplatte 14 abgedeckt werden. Dementsprechend sind die Öffnungen 15 des inneren Bereichs 132 und des äußeren Bereichs 142 der zweiten Ventilplatte 14 nicht versetzt zueinander angeordnet (2b). Ebenfalls werden mit dieser Anordnung bei einem vollständigen Übereinstimmen der Öffnungen 15 in den inneren Bereichen 131, 141 die Öffnungen 14 im äußeren Bereich 132 der ersten Ventilplatte 13 vom Material des äußeren Bereichs 142 der zweiten Ventilplatte 14 abgedeckt werden. Der Grad des Versatzes kann dabei in Abhängigkeit von der Anzahl der in Umfangsrichtung der Ventilplatten 13, 14 nebeneinander angeordneten Öffnungen 15 gestaltet werden. Es können natürlich auch umgekehrt die Öffnungen 15 der zweiten Ventilplatte 14 versetzt und die der ersten Ventilplatte 13 nicht versetzt zueinander angeordnet sein.As in 2 are shown at the first valve plate 13 the openings 15 of the inner area 131 with the openings 15 of the outer area 132 staggered to each other ( 2a) , These are the openings 15 arranged offset to one another such that at a complete coincidence of the openings 15 in the outer areas 132 . 142 the openings in the inner area 131 the first valve plate 13 from the material of the inner area 141 the second valve plate 14 be covered. Accordingly, the openings 15 of the inner area 132 and the outer area 142 the second valve plate 14 not staggered to each other ( 2 B) , Also, with this arrangement, with a complete match of the openings 15 in the inner areas 131 . 141 the openings 14 in the outer area 132 the first valve plate 13 from the material of the outer area 142 the second valve plate 14 be covered. The degree of offset can be dependent on the number of circumferentially of the valve plates 13 . 14 juxtaposed openings 15 be designed. Of course, the openings can also be reversed 15 the second valve plate 14 offset and the first valve plate 13 not be offset from each other.

In einem ersten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung 5 ist es vorgesehen, dass die Ventilplatten 13, 14 so eingestellt sind, dass die Öffnungen der äußeren Bereiche 132, 142 der Ventilplatten einander mindestens teilweise überlappen. Idealerweise überlappen dabei die besagten Öffnungen einander vollständig, d.h. sind bündig übereinander angeordnet. Gleichzeitig überlappen dabei die Öffnungen im inneren Bereich 131, 141 der Ventilplatten 13, 14 einander nicht, so dass sie einander verschließen (3a). Auf diese Weise wird Abgas durch die äußeren Bereiche der Ventileinrichtung 5 gelenkt und damit durch den zweiten Strömungsweg 7, d.h. durch den LNT (3c).In a first operating mode of the valve device 5 it is envisaged that the valve plates 13 . 14 are set so that the openings of the outer areas 132 . 142 the valve plates overlap each other at least partially. Ideally, said openings overlap each other completely, ie are arranged flush over one another. At the same time, the openings in the inner area overlap 131 . 141 the valve plates 13 . 14 not each other, so that they close each other ( 3a) , In this way, exhaust gas passes through the outer regions of the valve device 5 steered and thus through the second flow path 7 ie by the LNT ( 3c) ,

In einem zweiten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung 5 ist es vorgesehen, dass die Ventilplatten 13, 14 so eingestellt sind, dass die Öffnungen der inneren Bereiche 131, 141 der Ventilplatten einander mindestens teilweise überlappen. Idealerweise überlappen dabei die besagten Öffnungen einander vollständig, d.h. sind bündig übereinander angeordnet. Gleichzeitig überlappen dabei die Öffnungen der äußeren Bereiche 132, 142 der Ventilplatten 13, 14 einander nicht (3b). Auf diese Weise wird Abgas durch die inneren Bereiche der Ventileinrichtung 5 gelenkt und damit durch den dritten Strömungsweg 8, d.h. die Bypassleitung (3d).In a second operating mode of the valve device 5 it is envisaged that the valve plates 13 . 14 are set so that the openings of the inner areas 131 . 141 the valve plates overlap each other at least partially. Ideally, said openings overlap each other completely, ie are arranged flush over one another. At the same time overlap the openings of the outer areas 132 . 142 the valve plates 13 . 14 not each other ( 3b) , In this way, exhaust gas is passing through the inner portions of the valve device 5 steered and thus through the third flow path 8th , ie the bypass line ( 3d) ,

In der in 3 dargestellten Ausführungsform der Ventileinrichtung 5 sind die Öffnungen 15 rund ausgeführt. Dabei sind sowohl in den inneren 131, 141 als auch äußeren Bereichen 132, 142 mehrere Öffnungen 15 in radialer Richtung übereinander, dabei in einer Flucht, angeordnet. Alternativ könnte in radialer Richtung auch jeweils nur eine runde Öffnung 14 vorhanden sein. Weiterhin ist es möglich, dass in den inneren Bereich 131, 141 längliche Öffnungen 14 vorhanden sind und in den äußeren Bereichen 132, 142 runde Öffnungen 14, oder umgekehrt. Auch sind andere Formen der Öffnungen 15 möglich, insofern sie sich zum Steuern des Abgasstroms eignen.In the in 3 illustrated embodiment of the valve device 5 are the openings 15 executed around. Here are both in the inner 131 . 141 as well as outer areas 132 . 142 several openings 15 in the radial direction one above the other, while in alignment, arranged. Alternatively, only one round opening could be in the radial direction 14 to be available. Furthermore, it is possible that in the inner area 131 . 141 elongated openings 14 are present and in the outer areas 132 . 142 round openings 14 , or the other way around. Also, other forms of the openings 15 possible, insofar as they are suitable for controlling the exhaust gas flow.

In den 3 (Ventilplatten mit runden Öffnungen) und 4 (Ventilplatten mit länglichen Öffnungen) ist dargestellt, wie die Öffnungen 15 in den äußeren Bereichen 132, 142 übereinander bündig angeordnet sind, während die Öffnungen 15 in den inneren Bereichen 131, 141 einander verschließen (3a, 4a). Bei einer Rotation einer der Ventilplatten relativ zur anderen Ventilplatte um einen dem Grad des Versatzes entsprechenden Winkel werden die Öffnungen 14 in den inneren Bereichen 131, 141 übereinander bündig angeordnet, während die Öffnungen 14 in den äußeren Bereichen 132, 142 einander verschließen (3b, 4b).In the 3 (Valve plates with round openings) and 4 (Valve plates with elongated openings) is shown as the openings 15 in the outer areas 132 . 142 are arranged flush with each other, while the openings 15 in the inner areas 131 . 141 close each other ( 3a . 4a) , Upon rotation of one of the valve plates relative to the other valve plate by an angle corresponding to the degree of offset, the openings become 14 in the inner areas 131 . 141 arranged flush with each other while the openings 14 in the outer areas 132 . 142 close each other ( 3b . 4b) ,

In 5 ist das Ändern der Position der Ventilplatten 13, 14 zueinander durch Rotation mindestens einer der Ventilplatten relativ zur anderen dargestellt. Dabei ist die zweite Ventilplatte 14 die vordere, dem Betrachter zugewandte Ventilplatte, während die erste Ventilplatte 13 dahinter gelagert ist. Der im Bereich der Rotationsachse der zweiten Ventilplatte 14 eingezeichnete Doppelpfeil indiziert die Bewegung der zweiten Ventilplatte 14 relativ zur dahinter angeordneten ersten Ventilplatte 13. Die Bewegung der zweiten Ventilplatte 14 kann im Uhrzeigersinn und entgegen des Uhrzeigersinns relativ zur ersten Ventilplatte 13 erfolgen. Im gezeigten Beispiel beträgt der Winkel, um den die zweiten Ventilplatte 14 relativ zur ersten Ventilplatte 13 rotiert wird, 9°. Natürlich kann die erste Ventilplatte 13 auch relativ zur zweiten Ventilplatte 14 rotiert werden, wenn die zweite Ventilplatte 14 fest angeordnet und die erste Ventilplatte 13 beweglich ist. So sind vor dem Drehen der zweiten Ventilplatte 14 die Öffnungen 15 der äußeren Bereiche 132, 142 übereinander angeordnet und die Öffnungen 15 der inneren Bereiche 131, 141 verschlossen (5a), und nach dem Drehen der zweiten Ventilplatte 14 die Öffnungen 15 der äußeren Bereiche 132, 142 verschlossen und die Öffnungen 15 der inneren Bereiche 131, 141 geöffnet (5b).In 5 is changing the position of the valve plates 13 . 14 represented by rotation of at least one of the valve plates relative to the other. Here is the second valve plate 14 the front, the viewer facing valve plate, while the first valve plate 13 stored behind it. The in the region of the axis of rotation of the second valve plate 14 drawn double arrow indicates the movement of the second valve plate 14 relative to the first valve plate arranged behind it 13 , The movement of the second valve plate 14 can be clockwise and counterclockwise relative to the first valve plate 13 respectively. In the example shown, the angle to which the second valve plate 14 relative to the first valve plate 13 is rotated, 9 °. Of course, the first valve plate 13 also relative to the second valve plate 14 be rotated when the second valve plate 14 firmly arranged and the first valve plate 13 is mobile. So are before turning the second valve plate 14 the openings 15 the outer areas 132 . 142 arranged one above the other and the openings 15 the inner areas 131 . 141 locked ( 5a) , and after turning the second valve plate 14 the openings 15 the outer areas 132 . 142 closed and the openings 15 the inner areas 131 . 141 open ( 5b) ,

Es ist dabei vorgesehen, dass die erste Ventilplatte 13 im Abgastrakt fest angeordnet ist, und die zweiten Ventilplatte 14 so angeordnet ist, dass sie rotiert werden kann (6). Dabei kann ist die erste Ventilplatte 13 z.B. durch eine Schweißverbindung oder eine Schraubverbindung im Abgastrakt 3 am Eingang des LNT angeordnet. Dazu weist die erste Ventilplatte 13 z.B. Fortsätze auf, die zur Befestigung der ersten Ventilplatte 13 im Abgastrakt geeignet sind. Die zweite Ventilplatte 14 ist z.B. in einer Führung am äußeren Rand mit der ersten Ventilplatte 14 verbunden. Die zweite Ventilplatte weist einen Adapter 16 (durch den Kreis hervorgehoben) zum Verbinden mit einem Aktuator 17 auf.It is provided that the first valve plate 13 is fixedly arranged in the exhaust tract, and the second valve plate 14 is arranged so that it can be rotated ( 6 ). It can be the first valve plate 13 eg by a welded connection or a screw connection in the exhaust tract 3 arranged at the entrance of the LNT. For this purpose, the first valve plate 13 For example, extensions on which the attachment of the first valve plate 13 are suitable in the exhaust system. The second valve plate 14 is eg in a guide on the outer edge with the first valve plate 14 connected. The second valve plate has an adapter 16 (highlighted by the circle) for connecting to an actuator 17 on.

Durch den Aktuator 17 wird die zweite Ventilplatte 14 entsprechend den Anforderungen relativ zur ersten Ventilplatte 13 bewegt. Der Aktuator 17 erhält seine Steuerbefehle von einer Steuereinrichtung 18, die in Abhängigkeit der von dem Temperatursensor 12 ermittelten Abgastemperaturen die zweite Ventilplatte 14 so verstellt, dass das Abgas durch die inneren 131, 141 und/oder äußeren Bereiche 132, 142 der Ventilplatten in den zweiten bzw. dritten Strömungsweg geleitet wird. Dabei ist in 6a die Einstellung der Ventilplatten 13, 14 derart, dass Abgas durch die inneren Bereiche der Ventileinrichtung 5 strömen kann, und in 6b derart, dass Abgas durch den äußeren Bereich strömen kann.Through the actuator 17 becomes the second valve plate 14 according to the requirements relative to the first valve plate 13 emotional. The actuator 17 receives its control commands from a controller 18 depending on the temperature sensor 12 determined exhaust gas temperatures, the second valve plate 14 adjusted so that the exhaust gas through the inner 131 . 141 and / or outer areas 132 . 142 the valve plates in the second and third flow path is passed. It is in 6a the adjustment of the valve plates 13 . 14 such that exhaust gas passes through the interior regions of the valve device 5 can flow, and in 6b such that exhaust gas can flow through the outer area.

In 7 ist die Anordnung der Ventileinrichtung 5 in einer Strömungsanordnung 4 mit dem ersten 6, zweiten 7 und dritten Strömungsweg 8 dargestellt. In dem ersten Arbeitsmodus sind die Öffnungen 15 im äußeren Bereich geöffnet, so dass das Abgas aus dem ersten 6 durch den zweiten Strömungsweg 7 geleitet wird (7a), und im zweiten Arbeitsmodus die Öffnungen im inneren Bereich, so dass das Abgas aus dem ersten 6 durch den dritten Strömungsweg 8 geleitet wird (7b).In 7 is the arrangement of the valve device 5 in a flow arrangement 4 with the first 6, second 7 and third flow paths 8th shown. In the first working mode are the openings 15 opened in the outer area, so that the exhaust gas from the first 6 through the second flow path 7 is directed ( 7a) , and in the second working mode, the openings in the inner region, so that the exhaust gas from the first 6 through the third flow path 8th is directed ( 7b) ,

In einem weiteren, nicht illustrierten Arbeitsmodus können auch die Öffnungen 15 sowohl der äußeren Bereiche 132, 142 als auch der inneren Bereiche 131, 141 der Ventilplatten 13, 14 einander überlappen. In diesem Arbeitsmodus wird Abgas sowohl durch den zweiten Strömungsweg 7 als auch durch den dritten Strömungsweg 8 geleitet.In another, not illustrated working mode, the openings can also be used 15 both the outer areas 132 . 142 as well as the inner areas 131 . 141 the valve plates 13 . 14 overlap each other. In this working mode, exhaust gas is through both the second flowpath 7 as well as through the third flow path 8th directed.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Abgasstroms gemäß 5 mittels einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 5 wird in einem ersten Schritt S1 die Anordnung 1 mit der Ventileinrichtung 5 bereitgestellt, wobei die erste Ventilplatte 13 unbeweglich im ersten Strömungsweg 6 angeordnet ist und die zweite Ventilplatte 14 relativ zur ersten Ventilplatte 13 in Rotationsrichtung beweglich angeordnet ist.In one embodiment of the method according to the invention for controlling an exhaust gas flow according to 5 by means of a valve device according to the invention 5 will be in a first step S1 the order 1 with the valve device 5 provided, wherein the first valve plate 13 immovable in the first flow path 6 is arranged and the second valve plate 14 relative to the first valve plate 13 is arranged movably in the direction of rotation.

In einem zweiten Schritt S2 wird die Ventileinrichtung 5 in einem ersten Arbeitsmodus betrieben, bei dem die erste Ventilplatte 13 und zweite Ventilplatte 14 derart zueinander angeordnet sind, dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten 13, 14 einander mindestens teilweise überlappen und die Öffnungen der inneren Bereiche der beiden Ventilplatten 13, 14 durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden, solange die Abgastemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Die Temperatur wird dabei durch den Sensor 12 erfasst und an die Steuereinrichtung 18 übermittelt. Der Schwellenwert entspricht einer Temperatur, oberhalb der der LTN 9 nicht mehr effizient funktioniert. Dadurch wird Abgas aus dem ersten Strömungsweg 6 durch die Öffnungen der äußeren Bereiche in den zweiten Strömungsweg 7 und damit den LNT 9 geleitet.In a second step S2 becomes the valve device 5 operated in a first operating mode, wherein the first valve plate 13 and second valve plate 14 are arranged to each other such that the openings of the outer regions of the two valve plates 13 . 14 at least partially overlap each other and the openings of the inner regions of the two valve plates 13 . 14 be covered by non-permeable portions of the other valve plate, as long as the exhaust gas temperature is below a predetermined threshold. The temperature is measured by the sensor 12 recorded and sent to the controller 18 transmitted. The threshold corresponds to a temperature above that of the LTN 9 no longer works efficiently. This will exhaust from the first flow path 6 through the openings of the outer regions in the second flow path 7 and with it the LNT 9 directed.

Bei Erreichen des besagten Schwellenwertes der Abgastemperatur wird in einem dritten Schritt S3 nach einem Steuerbefehl von der Steuereinrichtung 18 der Aktuator 17 aktiviert, der die zweite Ventilplatte 14 für einen zweiten Arbeitsmodus der Strömungseinrichtung um einen bestimmten Winkel verstellt, so dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden und die Öffnungen der inneren Bereiche einander mindestens teilweise überlappen. Dadurch wird Abgas aus dem ersten Strömungsweg 6 durch die Öffnungen der inneren Bereiche in den dritten Strömungsweg 8 und damit durch den Bypass des LNT geleitet.Upon reaching said threshold value of the exhaust gas temperature is in a third step S3 after a control command from the control device 18 the actuator 17 activated, the second valve plate 14 adjusted for a second operating mode of the flow device by a certain angle, so that the openings of the outer regions of the two valve plates are covered by non-permeable portions of the respective other valve plate and the openings of the inner regions at least partially overlap. This will exhaust from the first flow path 6 through the openings of the inner regions in the third flow path 8th and thus passed through the bypass of the LNT.

Wenn der besagte Schwellenwert der Abgastemperatur wieder unterschritten wird, wird der Aktuator 16 wieder aktiviert, um die zweite Ventilplatte 14 in einem vierten Schritt S4 wieder um den bestimmten Winkel zurück zu verstellen, um wieder den ersten Arbeitsmodus einzustellen. Dadurch wird wieder Abgas durch den LNT geleitet.If the said threshold value of the exhaust gas temperature is fallen below again, the actuator becomes 16 re-activated to the second valve plate 14 in a fourth step S4 again to adjust the certain angle back to set the first working mode again. This will lead exhaust gas back through the LNT.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann auch Abgas durch sowohl den zweiten als auch dritten Strömungsweg geleitet werden, wenn die Ventilplatten so zueinander verstellt werden, dass die Öffnungen 14 sowohl des inneren als auch des äußeren Bereichs einander überlappen. Dabei wird entsprechend eines gemessenen Temperaturwertes des Abgases die zweite Ventilplatte 14 in Schritt S3 um einen solchen Winkel verstellt, dass Abgas sowohl durch in den zweiten 7 als auch dritten Strömungsweg 8 geleitet wird. Diese Ausführungsform des Verfahrens, die einem dritten Arbeitsmodus entspricht, kann je nach Bedarf an Abgas mit einer bestimmten Temperatur zusätzlich zu dem ersten und zweiten Arbeitsmodus angewendet werden.In another embodiment of the method, exhaust gas may also be passed through both the second and third flow paths when the valve plates are adjusted to each other such that the openings 14 Both of the inner and the outer region overlap each other. In this case, according to a measured temperature value of the exhaust gas, the second valve plate 14 in step S3 adjusted by such an angle that exhaust gas through both in the second 7 and third flow path 8th is directed. This embodiment of the method, which corresponds to a third mode of operation, may be applied to exhaust gas of a certain temperature in addition to the first and second modes of operation as needed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Anordnungarrangement
22
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33
Abgastraktexhaust tract
44
Strömungsanordnungflow arrangement
55
Ventileinrichtungvalve means
66
erster Strömungswegfirst flow path
77
zweiter Strömungswegsecond flow path
88th
dritter Strömungswegthird flow path
99
StickoxidspeicherkatalysatorNitrogen oxide storage catalyst
1010
Partikelfilterparticulate Filter
1111
Katalysator zur selektiven katalytischen ReduktionCatalyst for selective catalytic reduction
1212
Temperatursensortemperature sensor
1313
erste Ventilplattefirst valve plate
131131
innerer Bereich der ersten Ventilplatteinner area of the first valve plate
132132
äußerer Bereich der ersten Ventilplatteouter region of the first valve plate
1414
zweite Ventilplattesecond valve plate
141141
innerer Bereich der zweiten Ventilplatteinner area of the second valve plate
142142
äußerer Bereich der zweiten Ventilplatteouter region of the second valve plate
1515
Öffnungopening
1616
Adapteradapter
1717
Aktuatoractuator
1818
Steuereinrichtungcontrol device

Claims (11)

Ventileinrichtung (5) zum Steuern eines Abgasstroms in einer Strömungsanordnung (4) im Abgastrakt (3) einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, wobei in der Strömungsanordnung (4) ein erster Strömungsweg (6) durch die Ventileinrichtung (5) mit mindestens einem zweiten Strömungsweg (7) und mindestens einem dritten Strömungsweg (8) fluid verbindbar ist, wobei die Strömungswege (6, 7, 8) zylindrisch ausgebildet sind und der zweite Strömungsweg (7) in radialer Richtung außerhalb des dritten Strömungsweges (8) angeordnet ist, wobei die Ventileinrichtung (5) mindestens eine erste Ventilplatte (13) in Form einer runden Scheibe mit mindestens einem inneren Bereich (131) und mindestens einem in radialer Richtung an den inneren Bereich anschließenden äußeren Bereich (132) aufweist, wobei der innere (131) und äußere Bereich (132) jeweils mindestens eine Öffnung (15) aufweisen, und die Öffnungen (15) des inneren (131) und äußeren Bereichs (132) versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Ventileinrichtung (5) mindestens eine zweite Ventilplatte (14) in Form einer runden Scheibe mit mindestens einem inneren Bereich (141) und mindestens einem in radialer Richtung an den inneren Bereich anschließenden äußeren Bereich (142) aufweist, wobei der innere (141) und äußere Bereich (142) jeweils mindestens eine Öffnung (15) aufweisen, und die Öffnungen (15) des inneren (141) und äußeren Bereichs (142) nicht versetzt zueinander angeordnet sind, wobei die Öffnungen (15) der ersten Ventilplatte (13) und die korrespondierenden Öffnungen (15) der zweiten Ventilplatte (14) die gleiche Größe aufweisen, und wobei die erste (13) und zweite Ventilplatte (14) relativ zueinander in Rotationsrichtung beweglich sind.Valve device (5) for controlling an exhaust gas flow in a flow arrangement (4) in the exhaust tract (3) of an internal combustion engine (2) of a motor vehicle, wherein in the flow arrangement (4) a first flow path (6) through the valve device (5) with at least one second Flow path (7) and at least one third flow path (8) is fluidly connectable, wherein the flow paths (6, 7, 8) are cylindrical and the second flow path (7) in the radial direction outside of the third flow path (8) is arranged wherein the valve device (5) has at least one first valve plate (13) in the form of a round disc with at least one inner region (131) and at least one outer region (132) adjoining the inner region in the radial direction, wherein the inner (131) and outer region (132) each having at least one opening (15), and the openings (15) of the inner (131) and outer region (132) are arranged offset to one another, wherein the valve device (5) has at least one second valve plate (14) in the form of a round disc with at least one inner region (141) and at least one outer region (142) adjoining the inner region in the radial direction, wherein the inner (141) and outer region (142) each have at least one opening (15), and the openings (15) of the inner (141) and outer region (142) are not offset from one another, wherein the openings (15) of the first valve plate (13) and the corresponding openings (15) of the second valve plate (14) are the same size, and wherein the first (13) and second valve plates (14) are movable relative to each other in the direction of rotation. Ventileinrichtung (5) nach Anspruch 1, bei der die Ventilplatten (13, 14) jeweils eine Vielzahl von Öffnungen (15) aufweisen, die einen gleichmäßigen Abstand voneinander aufweisen.Valve device (5) after Claim 1 in that the valve plates (13, 14) each have a plurality of openings (15) which are equidistant from one another. Ventileinrichtung (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der in einem ersten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung (5) die Ventilplatten (13, 14) so eingestellt sind, dass die Öffnungen (15) der äußeren Bereiche der Ventilplatten (132, 142) einander mindestens teilweise überlappen und in einem zweiten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung (5) die Ventilplatten (13, 14) so eingestellt sind, dass die Öffnungen (15) der inneren Bereiche der Ventilplatten (131, 141) einander mindestens teilweise überlappen.Valve device (5) according to one of the preceding claims, wherein in a first operating mode of the valve device (5) the valve plates (13, 14) are adjusted so that the openings (15) of the outer regions of the valve plates (132, 142) at least partially overlap and in a second mode of operation of the valve means (5), the valve plates (13, 14) are adjusted so that the openings (15) of the inner portions of the valve plates (131, 141) overlap each other at least partially. Ventileinrichtung (5) nach Anspruch 3, bei der im ersten Arbeitsmodus die Ventilplatten (13, 14) so eingestellt sind, dass die Öffnungen (15) der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten (132, 142) miteinander bündig angeordnet werden und die Öffnungen der inneren Bereiche (131, 141) einander verschließen, und im zweiten Arbeitsmodus die Ventilplatten (13, 14) so eingestellt sind, dass die Öffnungen (15) der inneren Bereiche (131, 141) miteinander bündig angeordnet werden und die Öffnungen (15) der äußeren Bereiche (132, 142) einander verschließen.Valve device (5) after Claim 3 in which, in the first working mode, the valve plates (13, 14) are adjusted so that the openings (15) of the outer regions of the two valve plates (132, 142) are flush with each other and the openings of the inner regions (131, 141) are mutually aligned and in the second mode of operation the valve plates (13, 14) are adjusted so that the openings (15) of the inner regions (131, 141) are flush with each other and the openings (15) of the outer regions (132, 142) are mutually aligned close. Ventileinrichtung (5) nach Anspruch 3, bei der in einem dritten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung (5) die Ventilplatten (13, 14) so eingestellt sind, dass die Öffnungen der inneren Bereiche (131, 141) und äußeren Bereiche (132, 142) einander überlappen.Valve device (5) after Claim 3 in that, in a third mode of operation of the valve means (5), the valve plates (13, 14) are adjusted so that the openings of the inner regions (131, 141) and outer regions (132, 142) overlap one another. Ventileinrichtung (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der mindestens eine Ventilplatte (14) mit einem Aktuator (17) verbunden ist.Valve device (5) according to one of the preceding claims, wherein at least one valve plate (14) is connected to an actuator (17). Ventileinrichtung (5) nach Anspruch 5, bei der der Aktuator (17) in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgases aktivierbar ist, um die Ventilplatte (14) in Rotationsrichtung um einen vorgegebenen Winkel zu verstellen.Valve device (5) after Claim 5 in which the actuator (17) can be activated as a function of the temperature of the exhaust gas in order to adjust the valve plate (14) in the direction of rotation by a predetermined angle. Strömungsanordnung (4) mit einer Ventileinrichtung (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der der erste Strömungsweg (6) einer Abgasleitung (3), der dritte Strömungsweg (7) einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) und der dritte Strömungsweg (8) einem Bypass der Abgasnachbehandlungseinrichtung (9) zugeordnet sind.Flow arrangement (4) with a valve device (5) according to one of the preceding claims, in which the first flow path (6) of an exhaust pipe (3), the third flow path (7) of an exhaust aftertreatment device (9) and the third Flow path (8) are associated with a bypass of the exhaust aftertreatment device (9). Kraftfahrzeug mit einer Ventileinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7.Motor vehicle with a valve device according to one of Claims 1 - 7 , Verfahren zum Steuern eines Abgasstroms mittels einer Ventileinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-7, mit den Schritten: - Bereitstellen der Ventileinrichtung (5), wobei die erste Ventilplatte (13) unbeweglich im ersten Strömungsweg (6) angeordnet ist und die zweite Ventilplatte (14) relativ zur ersten Ventilplatte in Rotationsrichtung beweglich angeordnet ist, wobei die äußeren Bereiche der Ventilplatten (132, 142) einem zweiten Strömungsweg (7) und die inneren Bereiche der Ventilplatten (131, 141) einem dritten Strömungsweg (8) zugeordnet sind, - Betreiben der Ventileinrichtung (5) in einem ersten Arbeitsmodus, bei dem die erste (13) und zweite Ventilplatte (14) derart zueinander angeordnet sind, dass die Öffnungen (15) der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten (132, 142) einander mindestens teilweise überlappen und die Öffnungen (15) der inneren Bereiche der beiden Ventilplatten (131, 141) durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden, solange die Abgastemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt, - bei Erreichen des Schwellenwertes der Abgastemperatur Aktivieren des Aktuators (17), der die zweite Ventilplatte (14) für einen zweiten Arbeitsmodus der Ventileinrichtung (5) um einen bestimmten Winkel verstellt, so dass die Öffnungen der äußeren Bereiche der beiden Ventilplatten (132, 142) durch nichtdurchlässige Abschnitte der jeweils anderen Ventilplatte abgedeckt werden und die Öffnungen der inneren Bereiche (131, 141) einander mindestens teilweise überlappen, - Aktivieren des Aktuators (17), um wieder den ersten Arbeitsmodus einzustellen, wenn der Schwellenwert wieder unterschritten wird.Method for controlling an exhaust gas flow by means of a valve device according to one of the Claims 1 - 7 , comprising the steps of: - providing the valve means (5), wherein the first valve plate (13) is arranged immovably in the first flow path (6) and the second valve plate (14) is arranged to be movable relative to the first valve plate in the direction of rotation, the outer regions the valve plates (132, 142) are associated with a second flow path (7) and the inner regions of the valve plates (131, 141) are associated with a third flow path (8), operating the valve device (5) in a first operating mode, in which the first ( 13) and the second valve plate (14) are arranged relative to one another such that the openings (15) of the outer regions of the two valve plates (132, 142) at least partially overlap one another and the openings (15) of the inner regions of the two valve plates (131, 141 ) are covered by non-permeable sections of the other valve plate, as long as the exhaust gas temperature is below a predetermined threshold, - in reach activating the actuator (17), which adjusts the second valve plate (14) for a second operating mode of the valve device (5) by a certain angle, so that the openings of the outer regions of the two valve plates (132, 142) non-permeable portions of the other valve plate are covered and the openings of the inner regions (131, 141) at least partially overlap each other, - activating the actuator (17) to again set the first operating mode, when the threshold falls below again. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste (13) und zweite Ventilplatte (14) in einem zusätzlichen dritten Arbeitsmodus zum Regulieren der Temperatur im zweiten (7) und/oder dritten Strömungsweg (8) so eingestellt werden, dass die Öffnungen (15) der inneren Bereiche (131, 141) und der äußeren Bereiche (132, 142) der ersten (13) und zweiten Ventilplatte (14) einander teilweise überlappen.Method according to Claim 10 wherein the first (13) and second valve plates (14) are set in an additional third operating mode for regulating the temperature in the second (7) and / or third flow paths (8) such that the openings (15) of the inner regions (131 , 141) and the outer portions (132, 142) of the first (13) and second valve plate (14) partially overlap each other.
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