DE1751655B1

DE1751655B1 - Ventil fuer die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751655B1
Application number: DE19681751655
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Dietrich; Oswald Dipl-Ing Hiemesch
Original assignee: Motoren Werke Mannheim AG
Current assignee: Caterpillar Energy Solutions GmbH
Priority date: 1968-07-04
Filing date: 1968-07-04
Publication date: 1971-11-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, insbesondere von selbstzündenden luftverdichtenden Brennkraftmaschinen für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen, das eine Verbindungsöffnung zwischen der Auslaßleitung und der Einlaßleitung beherrscht, und als Tellerventil ausgebildet ist, dessen Schaft in der Einlaßleitung, deren Strömungsachse schneidend, angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht vor allem darin sicherzustellen, daß das Mischventil auch unter der dauernden Einwirkung der heißen Abgase in der Schließstellung einwandfrei abdichtet. Hierzu muß besonders einer übermäßigen Erwärmung des Ventiltellers vorgebeugt werden, der sich sonst verziehen und daher in der Schließstellung nicht mehr gleichmäßig auf seiner Dichtfläche aufliegen würde.
Bei den bekannten Mischventilen der eingangs genannten Bauart befindet sich der Ventilteller bei geöffnetem Ventil auf der der Auslaßleitung zugewandten Seite der Ventilöffnung und wird daher allseitig von den heißen Abgasen umspült. Dadurch nimmt er deren Temperatur an, was zu den erwähnten Abdichtungsschwierigkeiten führt.
Im Gegensatz dazu befindet sich der Ventilteller gemäß der Erfindung auf der der Einlaßleitung zugewandten Seite der als Ventilsitz ausgebildeten Verbindungsöffnung.
Dadurch ergibt sich eine Lage des Ventiltellers im geöffneten Zustand, bei der dieser nicht mehr ausschließlich von den heißen Abgasen, sondern von einem erheblich kälteren Gemisch aus Ansaugluft und Abgas umspült und daher wesentlich kühler und damit verzugsfreier und dauerhafter als bei den bekannten Ausführungen bleibt.
Zur Verbesserung der Regeleigenschaften des Mischventils ist es erforderlich, daß öffnungsquerschnitt und Hub des Ventiltellers in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Vorteilhaft wird dieser Forderung dadurch entsprochen, daß in an sich bekannter Weise (USA.-Patentschrift 1803 145) der auf dem Ventilsitz aufliegende Ventilteller von einem sich an den Ventilsitz anschließenden Kragen umgeben ist und Kragen und Ventilteller zwischen sich einen Ventilspalt bilden und daß der Ringspalt zum Zwecke der Regelung der Abgaszumischung gleichzeitig und gleichsinnig mit dem Ventilhub änderbar ist.
Das Mischventil ist zweckmäßig mit im Wege des Ansaugluftstromes liegenden, die Durchmischung von Abgas und Ansaugluft fördernden Einrichtungen oder Einsätzen versehen, deren Bauart weiter unten näher beschrieben wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Außerdem zeigen die einzelnen Figuren der Zeichnung verschiedene Bauarten der erwähnten Einrichtungen, welche die Durchmischung von Abgas und Ansaugluft fördern.
F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch das Mischventil; F i g. 2 zeigt eine die Durchmischung fördernde Düse; F i g. 3 zeigt einen ebensolchen Einsatz; F i g. 4 zeigt eine Stirnansicht des Einsatzes gemäß F i g. 3; F i g. 5 und 6 zeigen weitere Formen solcher Einsätze.
Das Gehäuse 1 des Mischventils umschließt im wesentlichen zwei Räume der Einlaßleitung 2 und der Auslaßleitung 3, die über die Öffnung 4 miteinander verbunden sind. Das Tellerventil s dient als bewegliches Absperrglied und arbeitet mit dem Ventilsitz 6 zusammen. Der Schaft 7 des Tellerventils 5 liegt in der Einlaßleitung 2, und zwar so, daß er deren Längsachse schneidet. An dem Ventilsitz 6 ist ein Kragen 9 derart angebracht, daß er den Ventilteller 10 umgibt, wenn letzterer auf dem Ventilsitz 6 aufliegt. Ventilteller 10 und Kragen 9 bilden einen Ringspalt, der mit zunehmendem Ventilhub größer wird. Ventilsitz 6 und Ventilteller 10 liegen auf der der Einlaßleitung 2 zugewandten Seite der Verbindungsöffnung 4. Bei mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen fällt die Achse der nicht dargestellten Einlaßsammelleitung mit der Achse 8 zusammen. An der Öffnung 11 ist das ebenfalls nicht dargestellte Luftfilter und an der Öffnung 12 das erwähnte Einlaßsammelrohr, das zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führt, angeschlossen, so daß die Ansaugluft in Richtung des eingezeichneten Pfeiles strömt. Zur Verbesserung der Durchmischung des aus der Auslaßleitung 3 durch die Öffnung 4 in die Einlaßleitung 2 bei geöffnetem Ventil 5 gelangenden Abgases mit der Ansaugluft dienen verschiedene Einsätze. In F i g. 2 ist eine Düse 13 an der Austrittsöffnung 12 angebracht. In F i g. 1 dient das Rohr 14 demselben Zweck. Es kann, wie in der oberen Hälfte dargestellt, kurz vor den Öffnungen 11 und 12 enden oder an der Öffnung 11 angebracht sein. In dem Jetztgenannten Fall ermöglichen Löcher 15 das Eintreten von Abgas in den Ansaugluftstrom. In dem dargestellten Fall ist das Rohr 14 noch mit Öffnungen 16 versehen, die ebenfalls die Mischung von Ansaugluft und Abgas begünstigen. Zur Verbesserung des Mischeffektes können auch scheibenförmige Einsätze 17 dienen, die an Stützen 18 befestigt sind. Die scheibenförmigen Einsätze 17 können, wie in F i g. 3 gezeigt, mit gerader Abströmseite 19 ausgeführt sein, die senkrecht zur Achse 8 verläuft. Die Abströmseite kann auch rund (F i g. 5) oder spitz zulaufend ausgebildet sein. Die Zuströmseite 20 kann rund (F i g. 3 und 6) oder gerade (F i g. 5) sein. Die Seitenwände der Scheibe 17 verlaufen parallel zur Längsachse 8 des Einlaßsammelrohres bzw. des Teilstückes 2 desselben. Die Düse 13 verengt sich in Strömungsrichtung, die durch den eingezeichneten Pfeil veranschaulicht ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Ventil für die Zumischung von Abgas zur Ansaugluft von Brennkraftmaschinen, insbesondere von selbstzündenden luftverdichtenden Brennkraftmaschinen für den Betrieb mit zündunwilligen Kraftstoffen, das eine Verbindungsöffnung zwischen der Auslaßleitung und der Einlaßleitung beherrscht und als Tellerventil ausgebildet ist, dessen Schaft in der Einlaßleitung, deren Strömungsachse schneidend, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ventilteller (10) auf der der Einlaßleitung (2) zugewandten Seite der als Ventilsitz (6) ausgebildeten Verbindungsöffnung (4) befindet.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der auf dem Ventilsitz (6) aufliegende Ventilteller (10) von einem sich an den Ventilsitz anschließenden Kragen (9) umgeben ist und Kragen und Ventilteller zwischen sich einen Ringspalt bilden und daß der Ringspalt zum Zweck der Regelung der Abgaszumischung gleichzeitig und gleichsinnig mit dem Ventilhub veränderbar ist. -
3. Ventil nach Anspruch 1 mit Einrichtungen zur besseren Durchmischung von Abgas und Ansaugluft, die in einem Raum der Einlaßleitung gleichachsig zum Ansaugluftstrom angeordnet, rohrförmig ausgebildet und mit Öffnungen für den Übertritt des Abgases am Rohrumfang versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (14) entweder kurz vor den Eintrittsöffnungen Ansaugluft. in den--Raum-oder--kurz vor den Austrittsöffnungen (12) endet.
4. Ventil nach Anspruch 1 mit einer gleichachsig zum Ansaugluftstrom angeordneten, die Durchmischung von Abgas und Ansaugluft fördernden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer an der Austrittsöffnung (12) eines Raumes der Einlaßleitüng (2) angebrachten, sich in Strömungsrichtung verengenden Düse (13) besteht.
5. Ventil nach Anspruch 1 mit einem die Durchmischung von Abgas und Ansaugluft fördenden Einsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einer Scheibe (17) besteht, deren Seitenwände parallel zum Ansaugluftstrom verlaufen und deren Zuströmseite (20) halbrund geformt ist.
6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet;- -daß -die -Abströmseite-(19)- der-Scheibe- -(17) gerade ist und senkrecht zum Ansaugluftstrom verläuft.
7. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmseite (19) der Scheibe (17) spitz zulaufend ausgebildet ist.