DE10329437A1

DE10329437A1 - Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10329437A1
Application number: DE10329437A
Authority: DE
Inventors: Armin Geist; Thomas Dipl.-Ing. Kaiser; Berndt Dipl.-Ing. Schütz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2003-07-01
Publication date: 2005-02-03
Also published as: EP1493914A1

Abstract

Es wird ein Abgasrückführventil (1) vorgeschlagen, mit einem Gehäuse (2) und einem über einen Verstellantrieb verstellbaren Ventilteil, welches einen in dem Gehäuse geführten Ventilschaft (7) aufweist, sowie mit zwei Einlassöffnungen (3, 4) und einer Auslassöffnung (5), welche im Innern des Gehäuses (2) miteinander verbindbar sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ventilschaft (7) mit einem Ventilteller (8) und einem daran ausgebildeten Kolben (9) in Verbindung steht, wobei der Kolben (9) in einer Geschlossen-Stellung des Abgasrückführventils (1) die Einlassöffnungen (3, 4) voneinander trennt. DOLLAR A Anwendung in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine insbesondere in V-Form mit Abgasrückführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 43 25 600 A1 ist eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Abgasturboladern bekannt, deren Abgasturbinen jeweils in einer separaten Abgasleitung angeordnet sind, wobei der Querschnitt jeder Abgasleitung stromab der Abgasturbine über ein Ventilelement in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist. Zur Reduzierung des Bauaufwandes sowie zur Reduzierung der Kräfte zur Betätigung des Ventilelements wird in der DE 43 25 600 A1 vorgeschlagen, die beiden Abgasleitungen stromab der Abgasturbinen in eine gemeinsame Sammelleitung übergehen zu lassen und das Ventilelement in einem im Bereich der Zusammenführung der beiden Abgasleitungen angeordneten, die Querschnitte der beiden Abgasleitungen nacheinander steuernden Drehschieber auszubilden.

Nachteilig bei der beschriebenen Brennkraftmaschine ist insbesondere, dass die Zylinderbänke und die Abgasleitungen durch den Drehschieber nicht vollständig voneinander getrennt werden, sondern dieser je nach Stellung nur eine der Abgasleitungen schließt, während in der jeweils offenen Abgasleitung Druckschwingungen auftreten können, welche sich in die jeweilige Zylinderbank fortsetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Abgasrückführventil für die Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine in V-Form, anzugeben, bei welcher das Abgas beiden Zylinderbänken entnommen wird, wobei die beiden Zylinderbänke und die Abgasleitungen bei einer Geschlossen-Stellung des Abgasrückführventils abgasseitig getrennt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Abgasrückführventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Abgasrückführventil zeichnet sich dabei dadurch aus, dass der Ventilschaft mit einem Ventilteller und einem daran ausgebildeten Kolben in Verbindung steht, wobei dieser Kolben in einer Geschlossen-Stellung des Abgasrückführventils die Einlassöffnungen voneinander trennt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abgasrückführventil in einer Offen-Stellung eine Verbindung der Abgasleitungen und der Zylinderbänke vorsieht.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Kolben in einem in einem Sockel des Abgasrückführventils ausgebildeten Zylinder geführt, wobei zwischen einer Wandung des Zylinders und dem Gehäuse zwei Rippen ausgebildet sind.

Vorteilhafterweise sind in dem Sockel zwei Kammern ausgebildet, die durch die Wandung des Zylinders, das Gehäuse und die Rippen begrenzt sind, und je eine der Einlassöffnungen mündet in eine der Kammern, wobei die Kammern in einer Abströmrichtung durch den Kolben abgeschlossen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Kolben und der Wandung des Zylinders ein Spalt ausgebildet, welcher so dimensioniert ist, dass die Kolbenbewegung gedämpft wird.

In noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Wandung des Zylinders eine Kante vorgesehen, welche Ablagerungen am Kolben abstreift.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und einem zugehörigen Beispiel näher erläutert. Dabei zeigen:
1A–1C verschiedene Ansichten eines Abgasrückführventils eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zur Anwendung in einer Brennkraftmaschine, und
2A–2E Schnitte in verschiedenen Ebenen durch das in 1A bis 1C dargestellte erfindungsgemäß ausgestaltete Abgasrückführventil.
Die 1A bis 1C zeigen verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäß ausgestalteten Abgasrückführventils 1.
In dem Abgasrückführventil 1 werden erfindungsgemäß zwei Abgasströme aus zwei Zylinderbänken einer Brennkraftmaschine in V-Bauweise zusammengeführt und in ein gemeinsames Saugrohr eingeleitet. Dabei müssen die Abgasströme bei geschlossenem Abgasrückführventil 1 getrennt sein. Die Druckpulsationen, welche durch das Öffnen der Auslassventile der einzelnen Zylinder in den Zylinderbänken entstehen, dürfen das Abgasrückführventil 1 nicht zum Schwingen bringen.
Bekannt sind Lösungen mit zwei Ventiltellern bzw. Schieberegler, welche einerseits eine aufwändige und damit fehleranfällige Bauweise aufweisen. Andererseits sind Abgasrückführventile 1 mit zwei Ventiltellern anfälliger gegenüber den Schwingungen der Abgasströme.
Das erfindungsgemäß ausgestaltete Abgasrückführventil 1 umfasst im wesentlichen ein gasführendes Gehäuse 2, welches zwei Einlassöffnungen 3, 4 und eine Auslassöffnung 5 aufweist. Die Einlassöffnungen 3 und 4 sind in 1A und 1C sichtbar, die Auslassöffnung 5 in 1A und 1B. Die Einlassöffnungen 3 und 4 sind in einem Sockel 12 des gasführenden Gehäuses 2 angeordnet. Die Auslassöffnung 5 kann zum besseren Anschluss an das nicht näher dargestellte Saugrohr stutzenförmig ausgebildet sein.
In 1C ist eine Aufsicht auf das Abgasrückführventil 1 dargestellt, bei welcher ein später näher beschriebener Ventilschaft 7 durch eine Ausnehmung 18 erkennbar ist. Ein nicht weiter dargestellter Ventilantrieb ist zumindest teilweise in der Ausnehmung 18 angeordnet und schließt diese gegenüber der Umgebung ab.
In den 2A bis 2E sind Schnitte entlang verschiedener Ebenen durch das in den 1A bis 1C dargestellte Abgasrückführventil 1 sowie ein Ausschnitt im Bereich E dargestellt.
2A zeigt einen Schnitt entlang der in 1B mit A-A bezeichneten Linie. In dem Gehäuse 2 ist eine Ventilanordnung 6 ausgebildet. Die Ventilanordnung 6 umfasst den bereits weiter oben erwähnten Ventilschaft 7, einen Ventilteller 8 und einen Kolben 9. Der Ventilschaft 7 ist dabei in einer Ausnehmung 10 geführt, welche in dem Gehäuse 2 ausgebildet ist. Der Ventilschaft 7 kann mit dem Ventilteller 8 einstückig ausgebildet oder als getrenntes Bauteil mit diesem formschlüssig verbunden sein. Der Ventilteller 8 ist Teil eines Kolbens 9, welcher hohl ausgebildet und in einem Zylinder 11 geführt ist. Auch der Kolben 9 kann als separates Bauteil oder einstückig mit dem Ventilteller 8 ausgebildet sein. Der Zylinder 11 ist in einem Sockel 12 des Abgasrückführventils 1 ausgebildet. In dem Gehäuse 2 ist abströmseitig des Kolbens 9 bzw. des Ventiltellers 8 ein ringförmiger Ventilsitz 20 ausgebildet, welcher so gestaltet ist, dass er im Dauerbetrieb des Abgasrückführventils 1 verschleißfrei bleibt und ein Kleben des Ventiltellers am Ventilsitz 20 verhindert wird.
Wie aus 2B bis 2D ersichtlich, weist das Gehäuse 2 zwei Rippen 13 auf, welche zwischen den Einlassöffnungen 3 und 4 ausgebildet sind und einen Innenraum 14 des Abgasrückführventils 1 in zwei Kammern 15 aufteilen. Befindet sich der Kolben 9 in der in 2A und 2B gezeigten Stellung, sind die beiden Kammern 15 voneinander getrennt.
Zur Verdeutlichung dienen die beiden in 2C und 2D dargestellten Schnitte. In 2C ist ein Schnitt zuströmseitig des Kolbens 9 durch den Sockel 12 des Abgasrückführventils 1 gelegt. Man erkennt die im Gehäuse 2 ausgebildeten Kammern 15, die die Kammern 15 trennenden Rippen 13 sowie die Wandung des Zylinders 11.
2D zeigt einen weiteren Schnitt durch das Gehäuse 2, welcher abströmseitig des in 2C dargestellten Schnitts durch das Abgasrückführventil 1 gelegt ist. Hierbei ist die Wandung des Zylinders 11 in Aufsicht zu sehen, die Kammern 15 sind jedoch immer noch durch den Kolben 9 voneinander getrennt.
Wird der Kolben 9 durch den weiter oben erwähnten, nicht weiter dargestellten Verstellantrieb in den Zylinder 11 hineingefahren, werden die beiden Kammern 15 miteinander verbunden, und Abgas aus beiden Abgasleitungen kann das Abgasrückführventil 1 durchströmen.
Ein zwischen dem Kolben 9 und dem Zylinder 11 ausgebildeter Spalt 16 ist dabei so dimensioniert, dass einerseits die Leckage ausreichend gering gehalten werden kann und andererseits einem Klemmen des Kolbens 9 im Zylinder 11 vorgebeugt werden kann. Über das Maß des Spalts 16 wird die Dämpfung des Ventiltellers 8 realisiert und eingestellt.
In 2E ist der in 2B mit E bezeichnete Ausschnitt vergrößert dargestellt. Eine Kante 17 des Zylinders 11 ist dabei so ausgebildet, dass der Kolben 9 bei seiner Bewegung daran entlang streift und Ablagerungen im Bereich des Kolbens 9, welche durch Partikel im Abgas verursacht werden können, abgestreift werden. Dadurch kann die Bildung von Verkrustungen, welche zum Verklemmen des Kolbens 9 im Zylinder 11 führen könnten, vermieden werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Abgasrückführventils 1 liegen insbesondere in der einfachen Realisierung der gleichzeitigen Regelung der Abgasrückführung und des Zusammenführens von zwei Abgasströmen, ohne dass bei abgeschalteter Abgasrückführung ein Überströmen möglich ist. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht durch den Kolben 9, Schwingungen des Ventiltellers 8 zu verhindern. Zusätzlich kann die Dämpfung über das Spiel des Kolbens 9 eingestellt werden.

Claims

Abgasrückführventil (1) mit einem Gehäuse (2) und einem über einen Verstellantrieb verstellbaren Ventilteil, das einen in dem Gehäuse (2) geführten Ventilschaft (7) aufweist, sowie zwei Einlassöffnungen (3, 4) und einer Auslassöffnung (5), welche im Innern des Gehäuses (2) miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschaft (7) mit einem Ventilteller (8) und einem daran ausgebildeten Kolben (9) in Verbindung steht, wobei der Kolben (9) in einer Geschlossen-Stellung des Abgasrückführventils (1) die Einlassöffnungen (3, 4) voneinander trennt.
Abgasrückführventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Geschlossen-Stellung des Abgasrückführventils (1) die Einlassöffnungen (3, 4) und die Auslassöffnung (5) voneinander getrennt sind.
Abgasrückführventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) in einem in einem Sockel (12) des Abgasrückführventils (1) ausgebildeten Zylinder (11) geführt ist.
Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) abströmseitig des Kolbens (9) ein Ventilsitz (20) vorgesehen ist.
Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Wandung (19) des Zylinders (11) und dem Gehäuse (2) zwei Rippen (13) ausgebildet sind.
Abgasrückführventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sockel (12) zwei Kammern (15) ausgebildet sind, die durch die Wandung (19) des Zylinders (11), das Gehäuse (2) und die Rippen (13) begrenzt sind.
Abgasrückführventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass je eine der Einlassöffnungen (3, 4) in eine der Kammern (15) einmündet.
Abgasrückführventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (15) in einer Abströmrichtung durch den Kolben (9) abgeschlossen sind.
Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9) durch den Verstellantrieb in den Zylinder (11) in Richtung auf die Einlassöffnungen (3, 4) verschiebbar ist.
Abgasrückführventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Offen-Stellung des Abgasrückführventils (1) die Einlassöffnungen (3, 4) und die Auslassöffnung (5) miteinander verbunden sind.
Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kolben (9) und der Wandung (19) des Zylinders (11) ein Spalt (16) ausgebildet ist.
Abgasrückführventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (19) des Zylinders (11) eine den Spalt (16) verengende Kante (17) aufweist.
Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (9), der Ventilteller (8) und der Ventilschaft (7) einstückig ausgebildet sind.