DE10217626A1 - Device for recycling the exhaust gas of an internal combustion engine - Google Patents
Device for recycling the exhaust gas of an internal combustion engineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rückführung des Abgases einer Brennkraftmaschine mit einem in einem Ventilgehäuse angeordneten, den Durchlass von Abgas steuernden Abgasventil und mit mindestens einem der Kühlung des Ventilgehäuses dienenden, umlaufenden Kühlmittelkanal, durch den ein Kühlmittel hindurchleitbar ist. Der Kühlmittelkanal ist durch zwei quer zum Kanalverlauf zusammengesetzten Bauteile gebildet und begrenzt, von denen zumindest ein Bauteil auf einer Axialseite eine eingetiefte und zu dieser Axialseite offene Kanalrinne als Teil des Kühlmittelkanals aufweist und der andere Bauteil mit einer Axialfläche an die die offene Kanalrinne enthaltende Axialseite des einen Bauteils unter Komplettierung und Schließung des Kühlmittelkanals angesetzt ist.The invention relates to a device for recirculating the exhaust gas of an internal combustion engine with an exhaust valve which controls the passage of exhaust gas and is arranged in a valve housing and with at least one circumferential coolant channel which serves to cool the valve housing and through which a coolant can be passed. The coolant channel is formed and delimited by two components arranged transversely to the channel course, at least one component of which has a recessed channel groove on one axial side and part of the coolant channel that is open to this axial side, and the other component with an axial surface to the axial side of the channel channel that contains the open channel channel a component with the completion and closing of the coolant channel is attached.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rückführung des Abgases einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for recycling the exhaust gas an internal combustion engine with the features in the preamble of claim 1.
Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt (DE 199 20 520 A1), bei der das an einem Ende eine Antriebseinrichtung aufnehmende und am anderen Ende das Abgasventil enthaltende, einstückig durchgehende Ventilgehäuse einen inneren ringförmigen Kühlmittelkanal enthält, durch den ein Kühlmittel hindurchleitbar ist, das z. B. vom Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine abgezweigt wird. Dadurch kann das Ventilgehäuse gekühlt werden, wobei über diese Kühlung des Ventilgehäuses auch angrenzende Bestandteile des Abgasventils gekühlt werden können, z. B. der das Ventilglied betätigende Ventilschaft. Durch die Kühlung in diesem Bereich wird außerdem die dort vom zu steuernden Abgas eingetragene Wärme von der Antriebseinrichtung ferngehalten. Die Ausbildung des ringförmigen inneren Kühlmittelkanals im Ventilgehäuse ist allerdings mit vergleichsweise hohen Herstellkosten verbunden. So kann z. B. bei dessen Herstellung aus Druckguss der Kühlmittelkanal nur durch entsprechende Nachbearbeitung, z. B. Bohren und Verschließen durch Stopfen, gebildet werden. A device of this type is known (DE 199 20 520 A1), in which the one end receiving a drive device and the other at the end Exhaust valve containing one-piece through valve housing an inner contains annular coolant channel through which a coolant can be passed, the Z. B. is branched off from the coolant circuit of the internal combustion engine. This allows the valve housing to be cooled, with the cooling of the Valve housing also adjacent components of the exhaust valve are cooled can, e.g. B. the valve stem actuating the valve member. By cooling in In this area, the exhaust gas to be controlled is also entered there Keep heat away from the drive device. Training the annular inner coolant channel in the valve housing is however with comparatively high manufacturing costs. So z. B. at its Manufacture from die-cast the coolant channel only by appropriate Post-processing, e.g. B. drilling and closing by plug.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Rückführung des Abgases einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. The invention has for its object a device for recycling Exhaust gas to create an internal combustion engine of the type mentioned, the can be produced easily and inexpensively.
Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dadurch, dass der Kühlmittelkanal durch zwei quer zum Kanalverlauf zusammengesetzte Bauteile gebildet und begrenzt ist, lässt sich der Kühlmittelkanal einfach und kostengünstig verwirklichen, wobei z. B. eines der Bauteile, vorzugsweise z. B. das Ventilgehäuse, kostengünstig als Druckgussteil hergestellt werden kann. Hierbei lassen sich alle Teile, die den Kühlmittelkanal und auch die Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr betreffen, druckgussgerecht und so gestalten, dass diese alle bei der Formgebung dieses einen Bauteils, z. B. des Ventilgehäuses, gleich mit geformt werden. The object is in a device of the type mentioned according to the Invention solved by the features in claim 1. More beneficial Features of the invention and configurations result from the Dependent claims. The fact that the coolant channel through two across Compound components are formed and limited, the Realize coolant channel easily and inexpensively, z. B. one of the Components, preferably z. B. the valve housing, inexpensive as a die-cast part can be manufactured. Here, all the parts that make up the coolant channel and also relate to the coolant supply and coolant discharge, suitable for die casting and design so that they all shape this one component, z. B. of the valve housing, can be shaped at the same time.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Further details and advantages of the invention result from the following description.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Hinweis auf die Ansprüche darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. The full wording of the claims above is for avoidance only unnecessary repetitions not reproduced, but instead only referred to by reference to the claims, however, all these claim characteristics as express at this point and disclosed to be essential to the invention. All are in the Features mentioned above and following, as well as the features that can be inferred solely from the drawings are further components of the Invention, even if not particularly emphasized and in particular are not mentioned in the claims.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: The invention is based on one shown in the drawings Embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt eines Teils eines Abgasrückführventiles, Fig. 1 shows a schematic vertical section of a portion of an exhaust gas recirculation valve,
Fig. 2 einen schematischen senkrechten Schnitt des Abgasrückrückführventiles in Fig. 1 in einer demgegenüber anderen Schnittebene. Fig. 2 is a schematic vertical section of the exhaust gas recirculation valve in Fig. 1 in a different sectional plane.
In Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 10 gezeigt, die zur Rückführung des Abgases einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine dient und nachfolgend auch als Abgasrückführventil bezeichnet ist. Dieses weist ein Ventilgehäuse 11 auf, in dem ein Abgasventil 12 angeordnet ist, das den Durchlass von Abgas durch das Ventilgehäuse 11 steuert. Das Abgasventil 12 weist einen Ventilteller 13 am unteren Ende eines Ventilschaftes 14 auf, an dem eine im Detail nicht weiter gezeigte Antriebseinrichtung 15 zur Betätigung des Ventiltellers 13 in Richtung der Längsmittelachse des Ventilschaftes 14 in Öffnungsstellung, d. h. nach unten, bzw. in Schließstellung, d. h. nach oben, angreift. Am unteren Ende des Ventilgehäuses 11 ist in dieses ein Ventilsitzring 16 eingesetzt, der eine Ventilsitzfläche 17 aufweist, an der der Ventilteller 13 in der Schließstellung mit einer zugeordneten tellerseitigen Fläche anliegt. In dieser Gestaltung stellt das Abgasventil 12 ein Hubventil dar. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Abgasventil 12 anders ausgebildet, z. B. als Schieberventil, und hierbei z. B. als Drehschieberventil, od. dgl.. Jede andere Ventilart kommt als Abgasventil 12 genauso gut in Betracht. In Fig. 1 and 2, a device 10 is shown, which serves an internal combustion engine, not shown, for recirculating the exhaust gas and is also referred to as exhaust gas recirculation valve. This has a valve housing 11 , in which an exhaust gas valve 12 is arranged, which controls the passage of exhaust gas through the valve housing 11 . The exhaust valve 12 has a valve plate 13 at the lower end of a valve stem 14 , on which a drive device 15 ( not shown in further detail) for actuating the valve plate 13 in the direction of the longitudinal central axis of the valve stem 14 in the open position, ie downward or in the closed position, ie up, attacks. At the lower end of the valve housing 11 in this a valve seat ring 16 is inserted, having a valve seat surface 17 against which the valve disc 13 rests in the closed position with an associated cup-side surface. In this design, the exhaust valve 12 is a lift valve. In another embodiment, not shown, the exhaust valve 12 is designed differently, for. B. as a slide valve, and here z. B. as a rotary slide valve, or the like .. Any other type of valve is equally suitable as an exhaust valve 12 .
Das Ventilgehäuse 11 enthält oberhalb des Ventilsitzringes 16 einen Ventilraum 18, der mit einem Auslass 19 in Verbindung steht, über den bei geöffnetem Abgasventil 12 das in den Ventilraum 18 hineingelangende Abgas in Pfeilrichtung 20 austritt und von dort aus in üblicher Weise weitergeleitet wird. Die Zuführung des mittels des Abgasventils 12 zu steuernden Abgases erfolgt in den Zeichnungen von unten her in Pfeilrichtung 21 z. B. durch ein Gehäuse 22, das als Hohlkörper ausgebildet sein kann. Das Gehäuse 22 nimmt oben das Ventilgehäuse 11 mit Abgasventil 12 auf, wobei das Ventilgehäuse 11 und das Gehäuse 22 fest und dicht miteinander verbunden sind. Der Auslass 19 für das Abgas setzt sich bis in das Gehäuse 22 fort. The valve housing 11 contains, above the valve seat ring 16, a valve chamber 18 , which is connected to an outlet 19 , via which the exhaust gas entering the valve chamber 18 exits in the direction of the arrow 20 when the exhaust valve 12 is open and is passed on from there in the usual manner. The supply of the exhaust gas to be controlled by means of the exhaust valve 12 takes place in the drawings from below in the direction of arrow 21 z. B. by a housing 22 which may be formed as a hollow body. The housing 22 accommodates the valve housing 11 with the exhaust valve 12 at the top, the valve housing 11 and the housing 22 being firmly and tightly connected to one another. The outlet 19 for the exhaust gas continues into the housing 22 .
Die Vorrichtung 10 weist ferner einen der Kühlung des Ventilgehäuses 11 dienenden umlaufenden Kühlmittelkanal 30 im Inneren auf, durch den ein Kühlmittel, z. B. das Kühlwasser des Kühlkreislaufs der Brennkraftmaschine, hindurchleitbar ist. Bei bekannten Abgasrückführventilen, die mit einem inneren Kühlmittelkanal versehen sind, ist dieser Kanal als ringsum geschlossene Ringaussparung im Inneren des Ventilgehäuses 11 ausgebildet. Dies ist nur unter vergleichsweise hohen Herstellkosten für das Ventilgehäuse erreichbar und im übrigen aufwendig und kostenträchtig. Bei der Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist der Kühlmittelkanal 30 statt dessen durch zwei quer zum Verlauf des Kühlmittelkanals 30, d. h. in Fig. 1 und 2 in vertikaler Richtung, zusammengesetzte Bauteile gebildet und begrenzt, von denen zumindest ein Bauteil, der hier z. B. aus dem Ventilgehäuse 11 besteht, auf einer Axialseite 31 eine eingetiefte und zu dieser Axialseite 31 hin offene Kanalrinne 32 als Teil des Kühlmittelkanals 30 aufweist. Der andere Bauteil, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel z. B. aus dem Gehäuse 22 gebildet ist, ist mit einer zugeordneten Axialfläche 33 an die die offene Kanalrinne 32 enthaltende Axialseite 31 des einen Bauteils in Form des Ventilgehäuses 11 unter Komplettierung und Schließung des Kühlmittelkanals 30 angesetzt. Diese Axialfläche 33 des anderen Bauteils, das hier aus dem Gehäuse 22, z. B. in Form eines Hohlkörpers, gebildet ist, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel ebenflächig und vermag somit die Kanalrinne 32 unten auf Höhe der Axialseite 31 abzuschließen. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch die Axialfläche 33 mit einer eingetieften und zu dieser Axialfläche 33 offenen Kanalrinne versehen, die beim Zusammensetzen des Ventilgehäuses 11und des Gehäuses 22 derart, dass die Axialseite 31 an der Axialfläche 33 anliegt, die obere Kanalrinne 32 zur Bildung des Kühlmittelkanals 30 komplettiert. The device 10 also has a cooling coolant channel 30 serving for cooling the valve housing 11 inside, through which a coolant, for. B. the cooling water of the cooling circuit of the internal combustion engine can be passed through. In known exhaust gas recirculation valves, which are provided with an inner coolant channel, this channel is designed as an all-round closed ring recess in the interior of the valve housing 11 . This can only be achieved at a comparatively high manufacturing cost for the valve housing and, moreover, complex and costly. In the device 10 according to the invention, the coolant channel 30 is instead formed and limited by two transverse to the course of the coolant channel 30 , ie in Fig. 1 and 2 in the vertical direction, assembled components, of which at least one component, which here z. B. consists of the valve housing 11 , on an axial side 31 has a recessed and to this axial side 31 open channel groove 32 as part of the coolant channel 30 . The other component, the z. B. formed of the housing 22, to which the open channel trough 32 containing axial side 31 attached to an associated axial surface 33 of the one component in the form of the valve housing 11 by completing and closing the coolant channel 30th This axial surface 33 of the other component, which here from the housing 22 , for. B. in the form of a hollow body, is flat in the embodiment shown and thus can close the channel groove 32 below at the level of the axial side 31 . In another embodiment, not shown, the axial surface 33 is also provided with a recessed channel groove which is open toward this axial surface 33 and which, when the valve housing 11 and the housing 22 are assembled, such that the axial side 31 abuts the axial surface 33 , the upper channel groove 32 completed to form the coolant channel 30 .
Zwischen beiden Bauteilen, hier also dem Ventilgehäuse 11 einerseits und dem Gehäuse 22 andererseits, und daher zwischen der Axialseite 31 und der Axialfläche 33, ist eine Dichtung 34 angeordnet, z. B. eine Elastomerdichtung, eine Metallsickendichtung oder ein anderer, geeigneter Dichtungsring. Between the two components, here the valve housing 11 on the one hand and the housing 22 on the other hand, and therefore between the axial side 31 and the axial surface 33 , a seal 34 is arranged, for. B. an elastomer seal, a metal bead seal or another suitable sealing ring.
Der eine Bauteil, der hier aus dem Ventilgehäuse 11 besteht, kann einen mit dem Kühlmittelkanal 30 in Verbindung stehenden Abflusskanal 35 und/oder Zuflusskanal 36 enthalten, von denen zumindest einer in einem Stutzen enthalten ist, wie dies hier für den Abflusskanal 35 vorgesehen ist. Der andere Bauteil, der hier aus dem Gehäuse 22 gebildet ist, kann einen mit dem Kühlmittelkanal 30 in Verbindung stehenden Zuflusskanal 37 und/oder Abflusskanal, z. B. einen inneren, bis zur Kanalrinne 32 führenden Kanal aufweisen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel enthält das Gehäuse 22 lediglich einen inneren Zuflusskanal 37, der im Gehäusemantel etwa achsparallel verläuft und in den Zuflusskanal 36 des Ventilgehäuses 11 mündet. The one component, which here consists of the valve housing 11 , can contain an outflow channel 35 and / or inflow channel 36 which is connected to the coolant channel 30 , at least one of which is contained in a connecting piece, as is provided here for the outflow channel 35 . The other component, which is formed here, the housing 22 may be a in communication with the coolant channel 30 inlet channel 37 and / or discharge channel, for. B. have an inner, leading to the channel groove 32 channel. In the exemplary embodiment shown, the housing 22 only contains an inner inflow channel 37 , which runs approximately axially parallel in the housing jacket and opens into the inflow channel 36 of the valve housing 11 .
Vor dem Zusammenbau der Vorrichtung 10 ist die offene Kanalrinne 32 zu der Seite des Ventilgehäuses 11 offen, die dem Ventilglied in Form des Ventiltellers 13 zugewandt und der Antriebseinrichtung 15 abgewandt ist, d. h. in Fig. 1 und 2 nach unten. Diese Kanalrinne 32 wird beim Zusammenbau durch die Axialfläche 33 des anderen Bauteils, der hier aus dem Gehäuse 22, z. B. Hohlkörper, gebildet ist, geschlossen. Dieses Gehäuse 22 enthält einen zylindrischen Innenraum 23, in den ein entsprechend bemessener koaxialer Abschnitt des Ventilgehäuses 11 eingreift, der darin dicht aufgenommen ist. Dieses Gehäuse 22, z. B. in Form eines Hohlkörpers, ist in vorteilhafter Weise Teil einer Kühleinrichtung, insbesondere eines Kühlers, der der Abkühlung des zugeführten Abgases dient. Mindestens ein Bauteil, insbesondere hier das Ventilgehäuse 11, ist aus einem Druckgussteil gebildet. Dies hat den Vorteil, dass hierbei die Kanalrinne 32, der Zuflusskanal 36, der Abflusskanal 35 mit Stutzen und die übrigen Bereiche des Abgasventils 12 kostengünstig und in einem Formgebungsprozess gebildet werden können. Before the assembly of the device 10 , the open channel groove 32 is open to the side of the valve housing 11 which faces the valve member in the form of the valve plate 13 and faces away from the drive device 15 , ie downwards in FIGS. 1 and 2. This channel groove 32 is during assembly by the axial surface 33 of the other component, which here from the housing 22 , for. B. hollow body is formed, closed. This housing 22 contains a cylindrical interior 23 , in which a correspondingly dimensioned coaxial section of the valve housing 11 engages, which is tightly accommodated therein. This housing 22 , for. B. in the form of a hollow body, is advantageously part of a cooling device, in particular a cooler, which serves to cool the supplied exhaust gas. At least one component, in particular the valve housing 11 here , is formed from a die-cast part. This has the advantage that the channel groove 32 , the inflow channel 36 , the outflow channel 35 with connecting piece and the other areas of the exhaust valve 12 can be formed inexpensively and in a molding process.
Es versteht sich, dass für die Zu- und Ableitung des Kühlmittels, z. B. Kühlwassers, in Abweichung von der gezeigten Ausgestaltung auch zwei am Ventilgehäuse 11 einstückig ausgebildete Stutzen oder integrierte Kanäle, an die Stutzen angeschlossen sind, vorgesehen sein können. Statt dessen können auch beim anderen Bauteil in Form des Gehäuses 22 zwei angegossene Stutzen oder zwei integrierte Kanäle für die Zufuhr und Abfuhr des Kühlmittels vorgesehen sein. It is understood that for the supply and discharge of the coolant, for. B. cooling water, in deviation from the embodiment shown, two on the valve housing 11 integrally formed nozzle or integrated channels to which the nozzle are connected can be provided. Instead, two molded nozzles or two integrated channels for the supply and discharge of the coolant can also be provided for the other component in the form of the housing 22 .
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die offene Kanalrinne 32 des Ventilgehäuses 11 zu der Seite des Ventilgehäuses 11 offen, die dem Ventilteller 13 abgewandt und der Antriebseinrichtung 15 zugewandt ist. In diesem Fall ist somit die Kanalrinne 32 bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 nach oben hin offen. Hierbei kann der andere, den Kühlmittelkanal 30 komplettierende und schließende Bauteil aus einem oberseitig aufgesetzten Deckel gebildet sein. Auch beim gezeigten Ausführungsbeispiel mit in Fig. 1 und 2 nach unten offener Kanalrinne 32 kann der den Kühlmittelkanal 30 komplettierende und schließende Bauteil anstelle des Gehäuses 22 aus einem unterseitig auf die Axialseite 31 aufgesetzten Deckel gebildet sein. In another exemplary embodiment, not shown, the open channel groove 32 of the valve housing 11 is open to the side of the valve housing 11 which faces away from the valve plate 13 and faces the drive device 15 . In this case, the channel groove 32 is thus open at the top in the illustration according to FIGS. 1 and 2. In this case, the other component, which completes and closes the coolant channel 30, can be formed from a cover placed on the top. In the exemplary embodiment shown with the channel groove 32 open at the bottom in FIGS. 1 and 2, the component that completes and closes the coolant channel 30 can be formed instead of the housing 22 from a cover placed on the underside of the axial side 31 .
Bei der Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist die den Kühlmittelkanal 30 enthaltende Kühleinrichtung integrierter Bestandteil des Abgasrückführventils und in besonders kostengünstiger und einfacher Weise bei der Gestaltung des Ventilgehäuses 11 gleich mit gebildet. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft bei der Herstellung des Ventilgehäuses 11 als Druckgussteil z. B. aus Metall oder auch aus Kunststoff, aus. In the device 10 according to the invention, the cooling device containing the coolant channel 30 is an integral part of the exhaust gas recirculation valve and is also formed in a particularly inexpensive and simple manner in the design of the valve housing 11 . This has a particularly advantageous effect in the manufacture of the valve housing 11 as a die-cast part, for. B. made of metal or plastic.
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