DE19500472A1 - Verfahren zur Reduzierung der Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit Abgaskatalysator - Google Patents
Verfahren zur Reduzierung der Abgasemissionen eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit AbgaskatalysatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Ab
gasemissionen eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit
Abgaskatalysator und ein Abgassystem für derartige Motoren.
Beim Kaltstart eines Verbrennungsmotors gelangen auch bei An
wendung eines Abgaskatalysators in der ersten Minute sehr
hohe Emissionen ins Freie. Die hohen schädlichen Emissionen,
hauptsächlich HC, CO und NOx rühren aus der schlechten Ver
brennung und der hohen Reibung der noch kalten Motormassen
her, sowie aus schlechter, instabiler Aufbereitung des Kraft
stoff-Luft-Gemisches, das durch Kraftstoffüberschuß kompen
siert wird. Außerdem entstehen währen der Beschleunigungs
phase stark ausgeprägte Emissionsspitzen im unmittelbaren
Zusammenhang mit den Getriebeschaltungen, die naturgemäß zu
schnellen Last- und Drehzahländerungen führen. Weil in die
ser Phase die Gemischbildung ungeregelt ist, werden dynami
sche Mischfehler zwischen Kraftstoffzugabe und Luftdurchsatz
verursacht und die Temperaturverhältnisse in der Brennkammer,
insbesondere die Temperaturgradienten in der Brennkammerwän
den, sind starken transienten Änderungen unterworfen. Hier
durch werden innerhalb von Sekunden die Voraussetzungen für
hohe Emissionsspitzen von HC, NOx und CO geschaffen. Bei
spielsweise entsteht bei Belastungsbeginn eine HC-Spitze,
beim Erreichen der Schaltdrehzahl unter Vollast eine NOx-
Spitze und während der Schaltung eine CO-Spitze bei Überfet
tung oder eine NOx-Spitze bei abgemagertem Gemisch. Gleich
zeitig ist der Katalysator noch kalt und deshalb ineffektiv,
so daß die schädlichen Abgase unbehandelt entweichen, bis
sich der Katalysator ausreichend erhitzt hat.
Bei Dieselmotoren entstehen beim Start und bei der Abfahrt
beschleunigung zusätzlich starke Rauchentwicklung, Lärm und
Geruchsbelästigung.
Gute Katalysatoren sind etwa 50 sec nach Start des Motors
ausreichend effektiv, während die erste HC-Emissionsspitze
bereits 20 sec nach Start des Motors im CVS-Test entsteht,
wenn das Kraftfahrzeug abfährt und der Motor unter hoher Last
entsprechend beschleunigt wird.
Man hat versucht, durch elektrische Beheizung des Katalysa
tors den Zeitpunkt vorzuverlegen, zu dem der Katalysator
wirksam wird. Eine solche elektrische Beheizung ist teuer,
komplex, erfordert einen hohen elektrischen Energieeinsatz
und hat keinen Einfluß auf die Erzeugung der hohen Emissionen
im Motor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, möglichst kosten
günstig die Aufheizung der emissionsrelevanten Motorteile,
insbesondere der Brennraumwände, und der katalytisch be
schichteten Wirkungsflächen des Katalysators, zumindest bei
einer Teilfläche, vorzugsweise am Einlauf des Katalysators,
so zu beeinflussen, daß möglichst bereits beim Auftreten der
Abfahrtbeschleunigung die Motoremissionen reduziert sind und
der Katalysator effektiv arbeitet. Um dieses Ziel zu errei
chen sollen die Gastemperaturen in der Brennkammer und im
Katalysator schnellstens auf ein möglichst hohes Niveau ange
hoben werden. Eine weitere Aufgabe ist die Vermeidung der
Emissionsspitzen durch schnelle Last- und Drehzahländerungen
und durch instabile Gemischbildung.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß zumindest in der
Kaltstartphase in der Abgasleitung ein Rückstau erzeugt wird,
der einen Druckanstieg am Abgasauslaß des Motors von mehr als
0,5 bar erzeugt und daß der Motor bei schnellen Last- und
Drehzahländerungen zusätzlich belastet wird.
Durch den Rückstau werden Dichte und Temperatur der Abgase
erhöht und der Motor wird zu erhöhtem Kraftstoffumsatz ge
zwungen. Durch die verdichteten heißen Abgase wird der Wär
meübergang an die Wände der Motorbrennkammern und Abgaslei
tung und an die Wirkungsflächen des Katalysators erhöht.
Versuche haben ergeben, daß bis zu einem Staudruck von 0,5
bar nur eine geringe Verbesserung der Emissionswerte erzielt
wird und daß vorzugsweise der Staudruck über 1 bar angehoben
werden sollte.
Die zusätzliche Motorbelastung bei schnellen Last- und Dreh
zahländerungen kann z. B. durch entsprechenden Rückstau der
Abgase oder durch sonstige Motorbremsen erreicht werden und
erhält die Temperaturverhältnisse in den Brennkammern, ins
besondere die Temperaturgradienten in den Brennkammerwänden,
und reduziert das Entstehen von dynamischen Gemischfehlern.
Dadurch werden die sonst entstehenden Emissionsspitzen ver
mieden.
Wegen der Rückwirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen auf die
Abläufe in der Brennkammer, kann außerdem die Gemischbildung
zu einem früheren Zeitpunkt geregelt werden, wozu eine dem
Katalysator nachgeschaltete Sauerstoffsonde dienen kann.
Wegen der Verminderung des maximalen Drehmoments des Motors
sollte der Staudruck nur erzeugt werden, wenn Wärmebedarf
besteht, insbesondere während des ersten Zyklus in der ersten
Phase (Kaltstart) des US-amerikanischen FTP-75-Tests. Es
besteht deshalb eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß
der Abgasdruck so gesteuert wird, daß der Staudruck hoch ist,
wenn der Motor nicht mit Drehmoment belastet ist, und daß der
Staudruck abgebaut wird, wenn der Motor stark belastet ist.
Eine vorteilhafte Strategie für die Steuerung des Staudrucks
zur Verhinderung von starken Emissionsspitzen besteht darin,
daß insbesondere beim Wechsel der Getriebeübersetzung der
Staudruck
- - bei Leerlauf und Schiebebetrieb einen Höchstwert aufweist, der von der jeweiligen Systemtemperatur abhängt,
- - bei Beginn einer Drehmomentbelastung entsprechend dem Kehrwert des Drehmoments reduziert wird und beim Überschreiten der Hälfte des maximalen Drehmo ments ganz ausgeschaltet wird,
- - bei Beginn einer Drehmomentabnahme beim Unter schreiten der Hälfte des maximalen Drehmoments ent sprechend dem Kehrwert des Drehmoments aufgebaut wird und beim Erreichen oder Unterschreiten des Leerlaufdrehmoments seinen von der Systemtemperatur abhängigen Höchstwert einnimmt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens
besteht darin, daß der Abfluß aus dem Rückstau diskontinuier
lich erfolgt. Durch den diskontinuierlichen Abfluß wird das
Abgas taktweise den Katalysator mit besonders hoher Fließge
schwindigkeit durchströmen, so daß der Wärmeübergang auf die
katalytisch beschichteten Flächen besonders effektiv ist.
Vorzugsweise wird die zur Erzeugung des Rückstaus dienende
Einrichtung abgeschaltet, sobald der Abgaskatalysator gezün
det hat, um den Motor zu entlasten.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Rück
stau stromauf von einem dem Abgaskatalysator vorgeschalteten
kleiner dimensionierten Vorkatalysator erfolgt. Weil der
Vorkatalysator wegen seiner geringeren wirksamen Oberfläche
rascher auf Zündtemperatur aufgeheizt werden kann, kommt bei
ihm der Effekt der erfindungsgemäßen Maßnahmen noch rascher
zur Auswirkung.
Damit auf die zu erwärmenden, katalytisch beschichteten Flä
chen möglichst viel Warme übergeht, besteht eine weitere vor
teilhafte Maßnahme darin, daß das aus dem Rückstau abströmen
de heiße Abgas in dem rasch zu erwärmenden Katalysatorbereich
während einer steuerbaren Verweildauer festgehalten wird.
Dabei kann nach einer ersten Variante der rasch zu erwärmende
Katalysatorbereich den Vorkatalysator umfassen, es kann aber
auch von Vorteil sein, daß nach einer zweiten Variante der
rasch zu erwärmende Katalysatorbereich den Vorkatalysator und
den Abgaskatalysator umfaßt, wozu gegebenenfalls im Rück
staubereich ein Speichervolumen hilfreich sein kann.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt der
Abfluß aus dem Rückstau nach folgendem Zyklus:
- - Füllung des leeren, rasch zu erwärmenden Katalysa torbereichs aus dem Abgasrückstau,
- - Verweilen der heißen Abgase in diesem Katalysator bereich,
- - Entleeren dieses Katalysatorbereichs,
wobei vorzugsweise vor der Füllung des rasch zu erwärmenden
Katalysatorbereichs in diesem ein Unterdruck und während der
Befüllung ein Überdruck erzeugt wird. Dadurch wird die
Einströmgeschwindigkeit des Abgase s in den Abgaskatalysator
zusätzlich erhöht und durch die sog. Wärmedissipation wandelt
sich die Gasgeschwindigkeit in Wärme um, wobei nach einer
physikalischen Gesetzmäßigkeit eine Wärmeerhöhung bis um den
Faktor 1,4 bezogen auf die absolute Temperatur stattfindet.
Diese gasdynamischen Effekte werden möglich, wenn ausreichend
kurz öffnende und schließende Ventile für das Füllen und Ent
leeren des rasch zu erwärmenden Katalysatorbereichs verfügbar
sind und die Öffnungsdauer beim Befüllen so kurz bemessen
ist, daß die unter hoher Geschwindigkeit einströmenden und
sich im Katalysatorbereich stauenden Abgase am Rückfluß ge
hindert werden, und daß die Öffnungsdauer beim Entleeren so
kurz bemessen ist, daß die mit hoher Geschwindigkeit ausströ
menden Gase unter Bildung eines Unterdrucks am Rückfluß ge
hindert werden.
Um den Rückstau zu erzeugen, weist das Abgassystem zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Abgasleitung
mindestens ein frei betätigbares Ventil auf. Dieses Ventil
kann nach einer ersten Variante stromauf vom Katalysator an
geordnet sein, wodurch die Gasgeschwindigkeit im Katalysator
erhöht und dadurch der Wärmeübergang auf die Wirkungsflächen
des Katalysators verbessert wird. Nach einer zweiten Varian
te kann das Ventil stromab vom Katalysator angeordnet sein,
wodurch der Druck im Katalysator erhöht und ebenfalls der
Wärmeübergang verbessert wird.
Je besser der Wärmeübergang ist, desto größer ist der Tempe
raturgradient und umso höher ist bei gleichem Energieaufwand
die sich einstellende Temperatur der beaufschlagten Oberflä
che.
Durch die Taktsteuerung mittels Ventilen in der Abgasleitung
kann der Rückstau des Abgase s sehr präzise geregelt werden
durch das Verhältnis von Fließzeit zur Gesamtzeit.
Eine sehr einfache Verfahrensweise zur Beeinflussung der Wär
meproduktion des Motors entsprechend dem jeweils bestehenden
Bedarf besteht darin, daß bei einem in der Abgasleitung ange
ordneten, periodisch zwischen einer geöffneten und einer ge
schlossenen Stellung umschaltbaren Ventil, die Dauer der ge
öffneten Stellung und die Dauer der geschlossenen Stellung
derart aufeinander abgestimmt werden, daß sich ein konstan
ter, dem jeweiligen Wärmebedarf entsprechender Rückstau ge
genüber dem Motor ergibt.
Hierdurch kann mit einem einfachen, zwischen zwei Stellungen
umschaltbaren Ventil eine stufenlose Anpassung des Staudrucks
an den jeweiligen Betriebszustand erreicht werden, indem die
geschlossene Ventilstellung einen umso größeren zeitlichen
Anteil gegenüber der geöffneten Periode erhält, je größer der
Wärmebedarf ist.
Aus der DE-PS 31 03 098 ist es bekannt, zum Zwecke der Kabi
nenheizung einen Abgas-Wasser-Wärmetauscher am Einlaß des
Abgaszweiges mit einer zu- und abschaltbaren Drosselung zu
versehen, durch die Strömungsgeschwindigkeit im Abgaszweig
erhöht wird, um bei niedrigem Wärmeangebot des Motors, ins
besondere also bei Teillast bzw. im Leerlauf, den Wärmeüber
gang zu erhöhen und die Heizung ausreichend wirksam zu erhal
ten. Die Drosselung führt zwar zu einem Abgasrückstau, doch
wird dieser im Dauerbetrieb und in der Regel dann erzeugt,
wenn der Motor und ein gegebenenfalls vorhandener Katalysator
bereits ihre optimale Betriebstemperatur erreicht haben,
nicht aber gezielt in der Startphase des Motors, nachdem sich
die der bekannten Konstruktion zugrunde liegende Aufgaben
stellung wesentlich von dem mit der Erfindung zu lösenden
Problem unterscheidet.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß
sowohl stromauf, als auch stromab vom Abgaskatalysator ein
frei betätigbares Ventil angeordnet ist und daß die Öffnungs- und
Schließzeiten der beiden Ventile derart aufeinander ab
gestimmt sind, daß nach dem Schließen des stromauf gelegenen
Ventils durch kurzzeitiges Öffnen des stromab gelegenen Ven
tils vor dem Öffnen des stromauf gelegenen Ventils im Bereich
zwischen den Ventilen ein Unterdruck erzeugbar ist.
Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß
stromauf vom Abgaskatalysator ein kleiner dimensionierter
Vorkatalysator angeordnet ist, dabei kann der Vorkatalysator
in Reihe mit dem folgenden Hauptkatalysator geschaltet sein,
vorzugsweise ist aber der Vorkatalysator in einem zu- und
abschaltbaren Bypass zur Abgasleitung angeordnet, so daß der
Vorkatalysator einen höheren Strömungswiderstand erhalten
kann und dadurch die rasche Erwärmung weiter gefördert wird,
während ein im gesamten Betriebsbereich eingeschalteter Kata
lysator auf minimalen Druckverlust ausgelegt sein muß. Ein
weiterer Vorteil des Bypass-Betriebs des Vorkatalysators ist
in der Alterungssicherheit zu sehen, weil der Vorkatalysator
nur in der Startphase eingeschaltet ist und dadurch nicht den
hohen Belastungen durch die heißen Abgase bei Vollast ausge
setzt wird, was einen Hauptgrund für die Alterung von Kataly
satoren darstellt. In der mit den höchsten Emissionen bela
steten Startphase steht dadurch mittels des Vorkatalysators
ein praktisch alterungsfreier Katalysator zur Verfügung.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann im
Bypass stromauf und stromab vom Vorkatalysator und parallel
zum Bypass in der Abgasleitung jeweils ein frei betätigbares
Ventil angeordnet sein, so daß durch Schließen des Ventils in
der Abgasleitung das Abgas über den Bypass geleitet werden
kann, wobei dann die beiden im Bypass befindlichen Ventile
zur Erzeugung des Rückstaus bzw. der Wärmedissipation am Vor
katalysator in der oben erläuterten Weise einsetzbar sind.
Eine vorteilhafte Variante hierzu besteht darin, daß stromauf
vom Vorkatalysator im Bypass und stromab vom Bypass vor dem
Hauptkatalysator und parallel zum Bypass in der Abgasleitung
jeweils ein frei betätigbares Ventil angeordnet ist, weil
dadurch das den Abgasstrom über den Bypass leitende, parallel
zum Bypass angeordnete Ventil verfahrenstechnisch abgedichtet
wird und deshalb hohe Staudrücke ermöglicht.
Bei besonders effizienten Motoren kann die an sich bekannte
Anwendung von durch Motorabwärme geladenen Latentwärmespei
chern zur Wärmeabgabe an Wärmeverbraucher im Kraftfahrzeug
nicht realisiert werden, weil im Betrieb kein ausreichendes
Wärmeangebot zur Ladung des Latentwärmespeichers zur Verfü
gung steht. Ein Beispiel hierfür sind direkt einspritzende
Dieselmotoren unter 2 Liter Hubraum. Da die künftige Ent
wicklung in Richtung derartiger Motoren geht, kann hier Ab
hilfe mittels der vorstehend erläuterten Erfindung geschaffen
werden, um das Wärmeangebot des Motors zu erhöhen.
Es besteht deshalb eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung
der Erfindung darin, daß in die Abgasleitung ein Abgaswärme
tauscher einbezogen ist, so daß das erhöhte Wärmeangebot über
das Kühlwasser an die Brennkammerwandung zur Erhöhung der
Oberflächentemperatur abgegeben werden kann, sowie an das
Getriebe- bzw. Motoröl, wodurch Emissionen und Verbrauch re
duziert werden. Dabei ist es eine besonders zweckmäßige Wei
terbildung, wenn in den Kühlwasserkreislauf ein Latentwärme
speicher einbezogen ist, so daß durch einen Vorlaufbetrieb
des Kühlwasserkreislaufs, z. B. ausgelöst durch einen Türkon
takt, aus dem Latentwärmespeicher bereits vor dem Start des
Motors Wärme abgegeben wird.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht dar
in, daß dem Anlasser des Verbrennungsmotors eine Fernbetäti
gung zur Überbrückung des Zündschlosses zugeordnet ist, und
daß diese Überbrückung ein Zeitglied enthält, das nach Über
schreitung einer vorgegebenen Vorlauf zeit den Zündstrom un
terbricht. Dabei kann die Fernbetätigung vorteilhafterweise
mit dem Schloß der Fahrertür derart verbunden sein, daß bei
dessen Öffnung der Motor gestartet wird. Ein Vorlaufbetrieb
des Motors von etwa 30 sec in Verbindung mit dem erfindungs
gemäßen Rückstau der Abgase reicht beim Kaltstart aus, die
Emissionsspitzen beim Anfahren des Fahrzeugs zu vermeiden.
Diese Zeit von 30 sec verstreicht in der Regel, bis der Fah
rer nach dem Betätigen des Türschlosses im Fahrzeug Platz
genommen und die Startvorbereitungen abgeschlossen hat. So
fern der Fahrer nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne,
beispielsweise von 30 sec, nicht den Schlüssel ins Zündschloß
eingeführt und die Zündung eingeschaltet hat, wird der Vor
lauf durch Unterbrechung des über die Überbrückung fließenden
Zündstroms abgebrochen.
Zur Erzeugung eines effektiven Rückstaus ist eine wirksame
Drosselvorrichtung von besonderer Bedeutung. Bei bekannten
Drehklappenventilen können Druckverluste durch Leckage nicht
vermieden werden. Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestal
tung der Erfindung besteht deshalb bei einem Drosselventil
für das vorstehend erläuterte Abgassystem mit einem einen
Strömungskanal umschließenden Gehäuse und einer um eine den
Strömungsquerschnitt des Ventils durchquerende Drehachse ver
schwenkbaren Ventilklappe, wobei die Klappenfläche durch die
Drehachse in zwei Teilflächen unterteilt wird, darin, daß die
Ventilklappe in Schließstellung sich in einer die Drehachse
enthaltenden, quer zur Durchflußachse verlaufenden Schließ
ebene befindet und mit ihrem Rand in allen Stellungen all
seits in der Ebene der Klappe einen solchen Abstand vom Ge
häuse einhält, daß dieser von den während des Betriebs zu
erwartenden Wärmedehnungen nicht überwunden werden kann, daß
dem Umfangsbereich jeder Teilfläche am Gehäuse jeweils eine
bis an die Drehachse herangeführte Anschlagkante zugeordnet
ist, und daß diese Anschlagkanten auf unterschiedlichen Sei
ten der Ventilklappe angeordnet und dieser als stirnseitige
Abdichtung zugeordnet sind.
Mit einem derartigen Ventil kann wegen der Stirnflächendich
tung ein Staudruck von 5 bar erzeugt werden, wobei beider
seits der Drehachse der Ventilklappe vom Staudruck entgegen
gesetzt gerichtete Drehmomente erzeugt werden, so daß die
Klappe mit relativ geringen Kräften gesteuert werden kann.
Wegen der Rückwirkung der Stauvorrichtung auf den Brennstoff
verbrauch ist es zumindest bei Ottomotoren erstrebenswert,
die Funktion der Stauvorrichtung an den Wärmebedarf anzupas
sen, der bei niedriger Motorlast groß und bei hoher Motorlast
gering ist. Es ist also eine vorteilhafte Ausgestaltung des
Systems, in der Abgasleitung eine in Abhängigkeit vom Volu
menstrom degressiv regelbare Stauvorrichtung anzuordnen, wo
bei eine Ausführungsform darin besteht, das vorstehend
beschriebene Drosselventil so auszugestalten, daß die Dreh
achse die Ventilklappe außermittig durchquert und in zwei
unterschiedlich große Teilflächen derart aufteilt, daß bei
der Öffnungsbewegung die größere Klappenteilfläche in Strö
mungsrichtung bewegt wird, und daß eine das Ventil schließen
de Rückstellkraft derart über einen Hebel an der Drehklappe
angreift, daß der wirksame Hebelarm zwischen der Wirkungsli
nie der Rückstellkraft und der Drehachse der Klappe mit zu
nehmender Klappenöffnung abnimmt, und daß das resultierende
Drehmoment aus Rückstellkraft und wirksamem Hebelarm degres
siv ist.
Durch diese Ausgestaltung erzeugt der Staudruck bei geschlos
senem Ventil zwei entgegengesetzt gerichtete und unterschied
lich große Drehmomente an der Ventilklappe, wobei das resul
tierende Moment bestrebt ist, die Klappe zu öffnen. Durch
die Rückstellkraft wird die Klappe in Schließstellung gehal
ten, bis das aus dem Staudruck resultierende Drehmoment die
Rückstellkraft überwindet. Das in Schließrichtung wirkende
Drehmoment wird umso geringer, je weiter die Klappe geöffnet
ist, d. h. mit zunehmendem Massenstrom in der Abgasleitung
wird automatisch der Staudruck verringert.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin,
daß das Gehäuse aus einer von der Drehachse durchquerten
Rohrmuffe und zwei von dieser Rohrmuffe umschlossenen Rohr
abschnitten besteht, deren der Ventilklappe zugewandte Ränder
auf unterschiedlichen Seiten der Drehachse als Anschlagkante
für die Ventilklappe in einer parallel zur Ebene der in
Schließstellung befindlichen Ventilklappe verlaufenden Ebene
höchstens bis auf einen der halben Wandstärke der Ventilklap
pe entsprechenden Abstand vom Drehzentrum an die Drehachse
herangeführt sind und anschließend außerhalb des Schwenkbe
reichs der Ventilklappe verlaufen, wobei eine einfache Aus
gestaltung darin besteht, daß die der Ventilklappe zugewand
ten Ränder der Rohrabschnitte durch eine parallel zur Dreh
achse verlaufende Stufe in zwei in Durchströmrichtung des
Ventils versetzte Abschnitte unterteilt sind, die jeweils par
allel zur Ebene der in Schließstellung befindlichen Ventil
klappe verlaufen.
Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache und kostengün
stige Konstruktion, die auch unter schwierigen räumlichen
Verhältnissen relativ einfach montiert werden kann, weil das
Ventilgehäuse am Einbauort zusammengefügt werden kann und der
wesentliche Teil des Ventils aus der Rohrmuffe mit der darin
gelagerten Ventilklappe besteht. Sofern die anschließenden
Leitungsteile jeweils durch entsprechende Bearbeitung ihres
mit dem Ventil zu verbindenden Endes vorbereitet sind, müssen
nur noch diese Leitungsteile entsprechend ausgerichtet, in
die Rohrmuffe eingeschoben werden und mit dieser fest verbun
den werden.
Wenn die Bearbeitung der Rohrenden darauf beschränkt werden
soll, sie durch einen ebenen Schnitt zu trennen, und wenn
außerdem die Ventilklappe in geöffneter Ventilstellung völlig
aus dem Strömungsquerschnitt herausbewegt werden soll, kann
eine weitere erfindungsgemäße, als Drosselvorrichtung für das
erfindungsgemäße Verfahren geeignete Ventilvariante einge
setzt werden, die ein einen Strömungskanal umschließendes
Gehäuse, eine um eine außerhalb des Strömungsquerschnitts des
Ventils quer zur Durchflußrichtung angeordnete Achse ver
schwenkbaren Ventilklappe und einen außerhalb des Gehäuses
mit der Achse verbundenen Stellhebel aufweist. Die erfin
dungsgemäße Ausgestaltung besteht dabei darin, daß der Strö
mungskanal im Gehäuse von zwei mit Abstand koaxial zueinander
angeordneten Rohrabschnitten gebildet wird, die gemeinsam von
einem Klappengehäuse umschlossen werden, in dem die Ventil
klappe mit ihrer Achse derart angeordnet ist, daß sie in
Schließstellung in einer die Drehachse enthaltenden, quer zur
Durchflußrichtung verlaufenden Schließebene das in das Klap
pengehäuse ausmündende, eine ebene Ringfläche bildende Ende
des stromauf gelegenen Rohrabschnitts abdeckt, während sie in
der Öffnungsstellung aus dem Strömungsweg zwischen den beiden
Rohrabschnitten herausgeschwenkt ist, daß der Stellhebel mit
einem Kolben verbunden ist, der durch eine Rückstellkraft in
Richtung auf seine der Schließstellung der Klappe zugeordnete
Position belastet ist und in Richtung der Rückstellkraft mit
dem stromauf von der Klappe im Strömungskanal herrschenden
Gasdruck beaufschlagt ist, wobei die dem Gasdruck ausgesetzte
Kolbenfläche etwas kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt
des in Schließstellung von der Klappe abgedeckten Rohrab
schnitts, und daß die andere Kolbenfläche wahlweise einem die
Rückstellkraft überwindenden Druck aussetzbar ist.
Auf diese Weise wird auch bei einseitig gelagerter Klappe der
Staudruck an der geschlossenen Klappe zum größten Teil durch
eine aus dem Gasdruck abgeleitete Gegenkraft kompensiert, so
daß nur noch eine relativ geringe Zusatzkraft erforderlich
ist, um das Ventil dicht zu schließen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Kolben
in eine zwei Kammern eines Stellzylinders trennende Membran
einbezogen ist, daß ein die eine Kammer durchquerender und
aus dieser herausgeführter Stößel mit dem Stellhebel in Wirk
verbindung steht und mit dem Kolben verbunden ist, daß die
vom Stößel durchquerte Kammer mit einer Druckquelle verbind
bar und die andere Kammer mit dem Strömungskanal stromauf von
der Schließebene verbunden ist.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht darin,
daß die Rückstellkraft derart am Hebel angreift, daß der
wirksame Hebelarm zwischen der Wirkungslinie der Rückstell
kraft und der Drehachse der Ventilklappe mit zunehmender
Klappenöffnung abnimmt, und daß das resultierende Drehmoment
aus Rückstellkraft und wirksamem Hebelarm degressiv ist.
Bei Drehklappenventilen kann in der Regel eine gewisse aero
dynamische Instabilität nicht völlig vermieden werden. Eine
andere vorteilhafte Ausführungsform betrifft deshalb ein
Drosselventil ohne eine derartige, unerwünschte Nebenwirkung.
Das Ventil mit einem entgegen dem Abgasdruck durch eine Rück
stellkraft belasteten Ventilkörper ist dadurch gekennzeich
net, daß die einander zugeordneten Querschnitte von Ventilge
häuse und Ventilkörper unter Bildung eines Systems von Eng
pässen derart bemessen sind, daß mit zunehmender Ventilbewe
gung entgegen der Rückstellkraft die vom Staudruck beauf
schlagte Fläche des Ventilkörpers zunimmt.
Dabei sind vorzugsweise die Engpässe, der Querschnitt des
Ventilkörpers und die Rückstellkraft so aufeinander abge
stimmt, daß bei hohem Volumenstrom die vom Staudruck beauf
schlagte Fläche des Ventilkörpers mindestens so groß ist, daß
der zur Aufrechterhaltung dieser Öffnungsstellung erforderli
che Staudruck nicht größer ist als der zur Öffnung des Ven
tils erforderliche Staudruck.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Ventilgehäuse eine
in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers gerichtete Einström
öffnung mit im Vergleich zum Querschnitt des Ventilkörpers
geringem Querschnitt und eine Kammer zur Aufnahme des beweg
lichen Ventilkörpers mit einer unter Bildung eines Ringspalts
den Durchtritt des Ventilkörpers gestattenden Ausströmöffnung
auf, wobei sich die Einströmöffnung vorzugsweise am Ende ei
nes in die Ventilkammer ragenden, dünnwandigen Rohrstutzens
befindet.
Nach einer Variante weisen die Kammer im Ventilgehäuse und
die Ausströmöffnung den gleichen Querschnitt auf. Es kann
aber auch nach einer anderen Variante die Kammer im Ventil
gehäuse einen größeren Querschnitt aufweisen als die Aus
strömöffnung.
Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist der Ventilkörper
einen gleichbleibenden Querschnitt auf.
Vorzugsweise ist die Rückstellkraft abschaltbar, damit die
Drosselfunktion ausgeschaltet werden kann, wenn sie nicht
benötigt wird. Hierzu kann eine zur Erzeugung der Rückstell
kraft dienenden Ventilfeder auf einem in Wirkungsrichtung der
Feder verstellbaren Widerlager abgestützt sein.
Diese Ventile mit einem in der Ventilkammer linear bewegli
chen Ventilkörper sind für den Abgashauptstrang nicht sonder
lich geeignet, weil sie den Durchflußquerschnitt nicht voll
ständig freigeben können. Sie eignen sich deshalb insbeson
dere für Systeme, bei denen die Drosselwirkung in einem By
pass zum Hauptstrang erzeugt wird.
Anhand der nun folgenden Beschreibung der in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird
diese näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 das schematische Blockschaltbild eines Vierzy
linderverbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit
einem Abgaskatalysator in der Abgasleitung,
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Anordnung mit einem
Vorkatalysator in Bypassanordnung,
Fig. 3 eine Variante mit Turbolader und Abgaswärmetau
scher,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß ausge
bildetes, zur Staudruckerzeugung geeignetes Dreh
klappenventil senkrecht zur Drehachse,
Fig. 5 einen Querschnitt durch das in Fig. 4 gezeigte Ven
til in Richtung der Drehachse,
Fig. 6 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer degressiv wir
kenden Steuerung der Drehklappe,
Fig. 7 einen schematischen Querschnitt durch eine als Kol
benventil ausgebildete Stauvorrichtung in einer der
Schließstellung nahen Stellung,
Fig. 8 das Ventil nach Fig. 7 in einer Zwischenstellung,
Fig. 9 das Ventil nach den Fig. 7 und 8 nahe der maximalen
Öffnungsstellung,
Fig. 10 eine andere Ausführungsform eines Kolbenventils in
einer der Schließstellung nahen Stellung,
Fig. 11 eine Zwischenstellung des in Fig. 10 gezeigten Ven
tils,
Fig. 12 das Ventil nach den Fig. 10 und 11 in einer der
Öffnungsstellung nahen Stellung,
Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Variante eines Dreh
klappenventils mit einseitig gelagerter Drehklappe
und
Fig. 14 eine vergrößerte Darstellung der Vorrichtung zur
Kompensierung des Staudrucks dieses Ventils.
Bei einem Verbrennungsmotor 10 sind die Brennkammern 12 mit
einer Brennluftleitung 14 und einer Abgasleitung 16 verbun
den. Zur Reduzierung der schädlichen Emissionen ist in die
Abgasleitung 16 ein Abgaskatalysator 18 einbezogen, wobei
zwischen dem Motor 10 und dem Abgaskatalysator ein Ventil 20
angeordnet ist. Ein weiteres Ventil 22 ist in Fig. 1 stromab
vom Abgaskatalysator 18 dargestellt.
Für die einfachste Anordnung zur Realisierung der Erfindung
genügt die wahlweise Anordnung eines der Ventile 20 und 22.
Dabei kann das gewählte Ventil 20 oder 22 so eingestellt wer
den, daß stromauf vom gewählten Ventil ein Abgasstau auf
tritt, durch den Dichte und Temperatur der Abgase erhöht und
der Motor zu erhöhtem Kraftstoffumsatz gezwungen wird, so daß
der Wärmeübergang an die Wände der Motorbrennkammern 12 und
die katalytisch beschichteten Wirkungsflächen des Abgaskata
lysators erhöht wird.
Wird das Ventil 20 ausgewählt, so strömt das Abgas mit erhöh
ter Geschwindigkeit in den Abgaskatalysator 18 ein, wird das
Ventil 22 ausgewählt, herrscht im Abgaskatalysator erhöhter
Druck. In beiden Fällen wird der Wärmeübergang auf die Wir
kungsflächen verbessert.
Eine bessere Wirkungsweise läßt sich erzielen, wenn das je
weils ausgewählte Ventil nicht fest eingestellt wird und ei
nen kontinuierlichen Abfluß aus dem Staubereich zuläßt, son
dern wenn das Ventil taktweise geöffnet und geschlossen wird,
so daß eine zusätzliche Geschwindigkeitssteigerung beim Öff
nen des Ventils erreicht wird, die den Wärmeübergang weiter
verbessert.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die beiden Ventile 20
und 22 nicht wahlweise, sondern gemeinsam vorzusehen und da
bei eine Ventilsteuerung nach einem festgelegten Zyklus in
der Weise durchzuführen, daß bei nach dem Entleeren des Ab
gaskatalysators 18 geschlossenem Ventil 22 das Ventil 20 ge
öffnet wird, um den Abgaskatalysators 18 mit heißem, mit ho
her Geschwindigkeit aus dem Staubereich einströmendem Abgas
zu füllen, und dann so zeitig wieder geschlossen wird, daß
ein Überdruck im Abgaskatalysator entsteht mit gleichzeitig
erhöhter Temperatur und Dichte, worauf nach Ablauf einer vor
bestimmten Verweildauer das Ventil 22 zunächst geöffnet wird,
um den Abgaskatalysator 18 zu entleeren und dabei einen Un
terdruck zu erzeugen, und anschließend wieder geschlossen
wird. Hierauf wiederholt sich der Zyklus.
Bei dieser Verfahrensweise wird durch das taktweise Einströ
men des bereits durch den Stau in seiner Temperatur erhöhten
Abgase s in den Abgaskatalysator 18 die Wärmeabgabe an die
Wirkungsflächen durch Wärmedissipation und durch die erzwun
gene Verweildauer weiter verbessert.
In den Fig. 6 bis 14 werden Ventile gezeigt, die zur automa
tischen, degressiven Steuerung des Staudrucks geeignet sind.
Dabei sind die Ventilkonstruktionen nach den Fig. 7 bis 12
nicht geeignet, in geöffneter Stellung den vollen Durchström
querschnitt freizugeben. Die Anordnung solcher Ventile im
Abgas-Hauptstrang ist unerwünscht, andererseits weisen sie
den Vorteil aerodynamischer Stabilität auf. In Fig. 1 ist
deshalb in unterbrochenen Linien eine Einbauvariante für sol
che Ventile dargestellt, wobei angenommen wird, daß in diesem
Fall das Ventil 22 ein Absperrventil ist und ein automatisch
degressiv gesteuertes Drosselventil 22a hierzu im Bypass an
geordnet ist, so daß dieses Drosselventil 22a durchströmt
wird, wenn das Ventil 22 geschlossen ist, während der volle
Durchflußquerschnitt freigegeben wird, wenn das Ventil 22
geöffnet ist.
Die Fig. 2 zeigt einen zusätzlichen, kleineren Vorkatalysator
18a, der über einen Bypass 26 parallel zum Ventil 20 angeord
net ist, wobei stromauf vom Vorkatalysator 18a ein frei betä
tigbares Ventil 28 und stromab vom Vorkatalysator 18a ein
ebensolches Ventil 30 angeordnet ist.
Der Vorteil des Vorkatalysators 18a ist zunächst darin zu se
hen, daß wegen der geringeren Ausdehnung seiner Wirkflächen
diese vom Abgasstrom rascher auf die Zündtemperatur aufge
heizt werden können als die ausgedehnteren Wirkungsflächen
des Abgaskatalysators 18, so daß der Emissionsabbau früher
einsetzt. Außerdem wird der Vorkatalysator 18a nur in der
Startphase eingesetzt, bis der Abgaskatalysator 18 zündet, so
daß der Vorkatalysator, wie bereits geschildert, eine hohe
Alterungsbeständigkeit aufweist.
Der Vorkatalysator 18a kann in der gleichen Weise betrieben
werden, wie sie vorstehend für den Abgaskatalysator 18 be
schrieben wurde, wozu zunächst das Ventil 20 geschlossen und
das Ventil 22 geöffnet wird, worauf die Taktsteuerung am Vor
katalysator 18a durch die Ventile 28 und 30 erfolgt.
Eine Variante hierzu kann auch darin bestehen, daß das Ventil
30 in den Bereich zwischen der stromab vom Vorkatalysator 18a
befindlichen Einmündung des Bypass 26 in den Hauptstrang und
dem Hauptkatalysator 18 verlegt wird, so daß bei geschlosse
nen Ventilen 20 und 30 der Staudruck auf beiden Seiten des
Ventils 20 gleich ist und dieses Ventil somit verfahrenstech
nisch abgedichtet ist, was die Ausbildung eines hohen Stau
drucks fördert.
Es kann aber auch sinnvoll sein, zugleich den Vorkatalysator
18a und den nachfolgenden Abgaskatalysator 18 taktweise mit
dem heißen Abgas zu beaufschlagen. Bei dieser Betriebsweise
wird das Ventil 20 geschlossen und das Ventil 30 geöffnet,
während der Abgastakt durch die Ventile 28 und 22 bestimmt
wird. Wegen des verhältnismäßig großen Volumens zwischen den
Ventilen 28 und 22 kann es erforderlich sein, stromauf vom
Ventil 28 ein zusätzliches Speichervolumen für das rückge
staute Abgas vorzusehen, das schematisch bei 32 gezeigt ist.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante bei der das zur schnelleren
Aufheizung des Abgaskatalysators eingesetzte Verfahren zu
gleich auch an einem über einen Bypass 34 parallel zum Ventil
22 angeordneten Wärmetauscher 36 anwendbar ist, der im Bypass
34 zwischen Ventilen 38 und 40 eingeschlossen ist, die bei
geschlossenem Ventil 22 in gleicher Weise betätigbar sind,
wie es oben für die Ventilpaarungen 20 und 22 bzw. 28 und 30,
oder 28 und 22 beschrieben wurde. Dieser Wärmetauscher 36
kann mit Vorteil zum Laden eines Latentwärmespeichers 42 ein
gesetzt werden, der bereits vor dem Motorstart über das Kühl
wasser die Brennraumwände vorwärmen kann und so die mit dem
Kaltstart des Motors sonst verbundene hohe Emissionsspitze
drastisch reduziert.
Da durch die erfindungsgemäß Betriebsweise der Temperaturver
lust an der Turbine eines Abgasturboladers ausgeglichen wer
den kann, ist der Einsatz eines in Fig. 3 dargestellten Ab
gasturboladers 44 problemlos möglich.
Zur automatischen Erzeugung eines hohen Staudrucks von z. B. 5
bar mit degressiver Steuerung ist ein Ventil 24 geeignet, das
anhand der Fig. 4 bis 6 näher beschrieben wird.
Eine mit 50 bezeichnete rohrförmige Abgasleitung ist im Be
reich einer Rohrmuffe 52 getrennt, wobei die beiden vonein
ander getrennten Rohrabschnitte 54 und 56 einen die Einfügung
einer Ventilklappe 58 ermöglichenden Abstand voneinander auf
weisen. Diese Ventilklappe 58 kann als einfaches Stanzteil
ausgebildet sein und ist mit einer Drehachse 60 verbunden,
die in Lagern 62 und 64 an der Muffe 62 gelagert und auf ei
ner Seite zur Verbindung mit einem Stell- oder Steuerungsme
chanismus aus der Muffe 62 herausgeführt ist.
Die Rohrmuffe 52 und die in sie eingreifenden Rohrabschnitte
54 und 56 bilden zusammen das Ventilgehäuse 66.
Der aus der Muffe 52 herausgeführte Abschnitt der Drehachse
60 ist mit einem Bund 61 versehen, der als Widerlager für
eine die Drehachse umgebende Druckfeder 63 bildet, die einen
innerhalb des als lösbare Kappe ausgebildeten Lagers 64 an
geordneten und an der Achse 60 ausgebildeten Dichtungsflansch
65 dichtend gegen die Innenseite des Lagers 64 drückt.
Die Ventilklappe 58 hält ringsum einen so ausreichenden Ab
stand von der Innenwandung des Ventilgehäuses 66, daß dieser
die freie Beweglichkeit sichernde Abstand auch nicht durch
die im Betrieb unter Wärmeeinfluß zu erwartenden Maßänderun
gen überwunden werden kann.
Beim gezeigten Beispiel verläuft die Ventilklappe 58 in ihrer
Schließstellung senkrecht zur Durchflußrichtung bzw. Achse
der Muffe 52 und in dieser Schließstellung liegt die Ventil
klappe 58 in Schließrichtung an den ihr zugewandten Rändern
der beiden Rohrabschnitte 54 und 56 an. Damit die Ventil
klappe 58 diese Schließstellung unbehindert von den Rohrab
schnitten 54 und 56 erreichen kann, müssen diese im Bewe
gungsbereich der Ventilklappe 58 Ausnehmungen 70 bzw. 72 auf
weisen, die beim gezeigten Beispiel dadurch geschaffen sind,
daß die Ränder der Rohrabschnitte 54 und 56 auf der einen
bzw. anderen Seite der Drehachse 60 mit einem als Anschlag
kante 74 bzw. 76 dienenden Abschnitt an die Drehachse 60 her
angeführt sind und dabei - um in der Öffnungsstellung eine
zur Durchflußrichtung parallele Lage der Ventilklappe 58 zu
ermöglichen - mindestens einen der halben Dicke der Ventil
klappe 58 entsprechenden Abstand vom Drehzentrum einhalten.
Der jeweils anschließende Abschnitt 78 bzw. 80 ist unter Bil
dung einer Stufe soweit gegenüber der Anschlagkante 74 bzw.
76 zurückgesetzt, daß der Schwenkbereich der Ventilklappe 58
freigehalten wird, damit sich diese unbehindert zwischen
Schließ- und Öffnungsstellung bewegen kann.
Die Drehachse 60 ist derart außermittig im Strömungskanal an
geordnet, daß der entgegen dem Abgasdruck an der Anschlagkan
te 74 anliegende Teil der Ventilklappe 58 eine größere Fläche
aufweist als der in Richtung des Abgasdrucksdrucks an der
Anschlagkante 76 anliegende Teil, so daß der Abgasdruck ein
die Ventilklappe öffnendes Drehmoment erzeugt und die Ventil
klappe 58 nur durch eine diesem Drehmoment entgegengesetzt
wirksame Rückstellkraft in geschlossener Stellung gehalten
werden kann, bis das aus dem Abgasdruck resultierende Drehmo
ment die Rückstellkraft überwindet.
Die Drehachse 60 hat einen in Fig. 6 gezeigten, abgewinkelten
Endabschnitt, der einen Hebelarm 90 bildet. Am freien Ende
des Hebelarms 90, das weiter von der Achse 91 des Leitungs
abschnitts 50 entfernt ist als das den Hebelarm 90 tragende
Ende der Achse 60, greift eine die Ventilklappe 58 in
Schließstellung vorspannende Feder 92 an, die an einem
Schwenklager 94 abgestützt ist. Dabei ist die Anordnung so
getroffen, daß der wirksame Hebelarm zwischen der Drehachse
60 und der Wirkungslinie der Feder 92 mit zunehmender Öffnung
der außermittig gelagerten Ventilklappe 58 abnimmt, so daß
das resultierende Drehmoment aus Federkraft und wirksamem
Hebelarm degressiv ist.
Damit kann das Ventil als Stauvorrichtung in der Abgasleitung
von Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, um durch einen
Abgasrückstau bei Wärmebedarf eine erhöhte Wärmeabgabe des
Motors zu erreichen, wobei dieser verbrauchssteigernde Rück
stau mit zunehmendem Massenfluß automatisch reduziert wird.
Die bei geöffnetem Ventil im Abgasstrom liegende Drehklappe
weist eine gewisse aerodynamische Instabilität auf, welche
bei den nachfolgend anhand der Fig. 7 bis 12 beschriebenen
Ventilkonstruktionen vermieden wird, wobei allerdings in ge
öffneter Ventilstellung der Durchströmquerschnitt nicht voll
ständig freigegeben wird.
Die Fig. 7 bis 9 zeigen schematisch eine Ventilvariante 124a
mit einem Ventilgehäuse 130a mit einer Einströmöffnung 132 am
Ende eines Einströmkanals 134, einer hinter der Einströmöff
nung 132 angeordneten, im Querschnitt erweiterten Ventilkam
mer 136a und einer der Einströmöffnung 132 gegenüberliegenden
Ausströmöffnung 138a, deren Querschnitt dem der Ventilkammer
136a gleicht. Der Einströmkanal 134 ist in Form eines kurzen
Rohrstutzens 140 etwas in das Innere der Ventilkammer 136a
verlängert und bildet dort einen Sitz für einen Ventilkörper
142, der von einer Druckfeder 144 beaufschlagt entgegen der
Durchflußrichtung zwischen Einströmöffnung 134 und Ausström
öffnung 138a vorgespannt ist und unter der Wirkung der Feder
144 am Rohrstutzen 140 aufsitzt, sofern der Abgasdruck nicht
in der Lage ist, die Kraft der Feder 144 zu überwinden. Der
Querschnitt des Ventilkörpers 142 ist so bemessen, daß zwi
schen seinem Umfang und der Innenwandung der Ventilkammer
136a ein den Abfluß des Abgases ermöglichender Ringspalt 146a
besteht.
Wenn das Ventil 124a geschlossen ist, beaufschlagt der Druck
des Abgases auf dem Ventilkörper 142 nur eine Fläche, die dem
Querschnitt der Einströmöffnung 134 entspricht. Die Kraft
der bei geschlossenem Drosselventil 124a ihre größte Einbau
länge einnehmenden Druckfeder 144 und die in geschlossener
Ventilstellung vom Abgas beaufschlagte Fläche des Ventilkör
pers 142 bestimmen den Öffnungsdruck des Ventils 124a. So
bald sich das Ventil 124a öffnet, kann das Abgas über einen
mit dem Ventilhub zunehmenden Radialspalt 148 zu dem während
der Bewegung des Ventilkörpers 142 in der Ventilkammer 136a
gleichbleibenden, axial verlaufenden Ringspalt 146a strömen
und von dort seinen Weg durch die Abgasleitung 16 (Fig. 1)
fortsetzen, wobei sich der Druck im Radialspalt 148 in Abhän
gigkeit vom Hub des Ventilkörpers 142 ändert, d. h. mit zuneh
mender Entfernung des Ventilkörpers 142 vom Rohrstutzen 140
abnimmt, während der Druck im Ringspalt 146a unabhängig vom
Hub ist. Durch den Rohrstutzen 140 mit seiner relativ gerin
gen, dem Ventilkörper 142 gegenüberliegenden Stirnfläche wird
gewährleistet, daß in der Anfangsphase der Ventilöffnung der
Staudruck nur vom Querschnitt der Einströmöffnung 132 be
stimmt wird und nicht von der gesamten, dem Ventilkörper ge
genüberliegenden Querschnittsfläche der Ventilkammer.
Die Feder 144 befindet sich im Inneren eines Zylinders 152,
der an einer Stirnseite von einer Membran 153 abgeschlossen
wird, die einerseits mit der Wandung des Zylinders 152 und
andererseits mit einer Platte 155 am Ende eines Stößels 154
verbunden ist, an dessen anderem Ende sich der Ventilkörper
142 befindet. Die Feder 144 erstreckt sich zwischen der
Platte 155 und der Membran 153 gegenüberliegenden Stirnfläche
des Zylinders 152. Solange die Funktion des Ventils 124a
aufrechterhalten werden soll, wird der Ventilkörper 142 durch
die Feder 144 belastet. Soll die Wirkung des Drosselventils
124a bzw. des nachfolgend noch beschriebenen Ventils 124b
aufgehoben werden, wird über eine Leitung 156 der Zylinder
152 mit einem Vakuum verbunden, wodurch die Membran mit dem
Stößel 154 soweit in den Zylinder 152 zurückgezogen wird, daß
das Drosselventil frei durchströmt werden kann.
Die Fig. 8 zeigt die Stellung des Ventilkörpers 142 vor dem
Verlassen der Ventilkammer 136a. Wenn der Ventilkörper 142
die Ventilkammer 136a verläßt, wie dies in Fig. 9 gezeigt
ist, verschwindet der Ringspalt 146a und es entsteht ein an
derer Radialspalt 150 zwischen der Öffnungskante 157 der Ven
tilkammer 136a und dem Ventilkörper 142, der sich mit zuneh
mendem Ventilhub vergrößert.
Diese Ventilkonstruktion ist so abgestimmt, daß sich bei re
lativ geringem Ventilhub ein sanfter Übergang zwischen den
verschiedenen, sich degressiv zum Ventilhub verhaltenden
Staudruckwerten ergibt, obwohl die von der Druckfeder 144 er
zeugte Gegenkraft mit zunehmendem Ventilhub zunimmt.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen schematisch ein Drosselventil
124b mit einem Ventilgehäuse 130b, bei welchem der Einström
kanal 134 wieder in einem Rohrstutzen 140 ausmündet. Die
Ausströmöffnung 138b der Ventilkammer 136b wird von einer
ringförmigen Rippe 139 an der Wandung der Ventilkammer 136b
auf einen Querschnitt begrenzt, der nur geringfügig größer
ist als die entsprechende Abmessung des Ventilkörpers 142.
Wenn der Staudruck auf die von der Einströmöffnung 132 frei
gegebene Fläche des Ventilkörpers 142 den Gegendruck der Fe
der 144 überwindet, bildet sich ein Radialspalt 148, der mit
fortschreitender Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 142 zu
nimmt, wobei das Abgas über einen axial verlaufenden Ring
spalt 146b zwischen dem Ventilkörper 142 und der Wandung der
Ventilkammer 136b zur Ausströmöffnung 138b gelangen kann.
Diese Ausströmöffnung 138b wird aber bereits nach einem kur
zen Ventilhub vom Ventilkörper 142 erreicht und auf einen
gegenüber dem Ringspalt 146a wesentlich geringeren, ebenfalls
axial verlaufenden Ringspalt 146b verkleinert, wie dies in
Fig. 11 gezeigt ist. Erst wenn der Ventilkörper 142 den
Bereich der Rippe 139 verlassen hat (Fig. 12), bildet sich
ein sich mit fortschreitender Bewegung des Ventilkörpers 142
vergrößernder Radialspalt 150.
Diese Ventilkonstruktion verbindet mit einem größeren Ventil
hub einen scharfen Übergang von Hoch- auf Niederdruck durch
den Wechsel der Druckfläche vom Querschnitt der Einströmöff
nung 132 auf die Stirnfläche des Ventilkörpers 142.
In Fig. 13 ist ein Drehklappenventil 224 gezeigt, bei welchem
die Drehklappe einseitig gelagert ist. Dabei umschließt
statt der Rohrmuffe 52 (Fig. 5) ein Klappengehäuse 212 die
einander zugewandten Enden der beiden Rohrabschnitte 214 und
216, die jeweils in einer ebenen Ringfläche enden, wobei am
Ende des stromauf gelegenen Rohrabschnitts 214 in Schließ
stellung eine Ventilklappe 218 anliegt, deren Drehachse 220
radial außerhalb des Querschnittsbereichs der Rohrabschnitte
214 und 216 das Klappengehäuse durchquert, das in diesem Be
reich von einer zur Achse 220 parallelen Fläche 217 begrenzt
wird, während die gegenüberliegende Wandung 219 des Klappen
gehäuses 212 auf dieser Seite einen zu den Rohrabschnitten
214 und 216 konzentrischen, gewölbten Verlauf aufweisen kann.
Die Drehachse 220 ist außerhalb des Klappengehäuses 212 mit
einem Hebel 250 versehen, an dem ein Stößel 256 angreift, der
mit einem doppeltwirkenden Kolben 258 in einem Zylinder 260
fest verbunden ist. Der Kolben 258 ist in eine den Zylinder
260 in zwei Kammern 262 und 264 unterteilende Membran 266
einbezogen.
Die vom Stößel 256 durchquerte Kammer 262 steht über eine
Leitung 270 mit einer Druckquelle, die andere Kammer 264 über
eine Leitung 272 mit dem Rohrabschnitt 214 stromauf von der
Schließebene in Verbindung.
Eine Feder 268 greift einerseits am Hebel 250 und anderer
seits am Gehäuse 212 derart an, daß sie die Ventilklappe 218
in ihre geschlossene Stellung vorspannt, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß sich der wirksame Hebelarm zwischen der
Wirkungslinie der Federkraft und der Drehachse 220 verrin
gert, wenn sich der Hebel 250 von seiner der geschlossenen
Ventilstellung zugeordneten Stellung in seine der geöffneten
Ventilstellung zugeordnete Stellung bewegt, damit das resul
tierende Drehmoment aus Federkraft und Hebelarm degressiv
ist.
Der sich während der Schließbewegung des Ventils mit zuneh
mender Behinderung des freien Durchflusses stromauf der
Schließebene aufbauende Staudruck wirkt der Kraft der Feder
268 entgegen. Da aber dieser Staudruck über die Leitung 272
in der zum Schließen des Ventils erforderlichen Richtung auf
den Kolben 258 einwirkt, wegen der gegenüber dem Durchfluß
querschnitt des Rohrabschnitts 214 kleineren Oberfläche des
Kolbens 258 aber eine etwas geringere Kraft ausübt als der
direkt auf die geschlossene Ventilklappe 218 ausgeübte Stau
druck, reicht eine relativ geringe Kraft der Feder 268 aus,
um die Ventilklappe 218 in der geschlossenen Stellung zu hal
ten, so daß also eine relativ weiche Feder 268 eingesetzt
werden kann.
Wenn die Funktion dieses Drosselventils ausgeschaltet werden
soll, also die Ventilklappe 218 ständig in der geöffneten
Position gehalten werden soll, wird die Kammer 262 über die
Leitung 270 mit Druck beaufschlagt, um den Stößel 256 in den
Zylinder 260 zurückzuziehen.
Claims (42)
1. Verfahren zur Reduzierung der Abgasemissionen
eines Verbrennungsmotors (10) für Kraftfahrzeuge mit Abgaska
talysator (18), dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der
Kaltstartphase in der Abgasleitung (16) ein Rückstau erzeugt
wird, der einen Druckanstieg am Abgasauslaß des Motors (10)
von mehr als 0,5 bar erzeugt, und daß der Motor bei schnellen
Last- und Drehzahländerungen zusätzlich belastet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Rückstau einen Druckanstieg vom mindestens 1 bar
erzeugt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der Abfluß aus dem Rückstau diskon
tinuierlich erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Rückstau stromauf vom Abgaskatalysator (18) er
zeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung des Rück
staus dienende Einrichtung (20; 22; 28) abgeschaltet wird,
sobald der Abgaskatalysator (18) gezündet hat.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstau stromauf von
einem dem als Hauptkatalysator dienenden Abgaskatalysator
(18) vorgeschalteten, kleiner dimensionierten Vorkatalysator
(18a) erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche
4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Rückstau ab
strömende heiße Abgas in dem rasch zu erwärmenden Katalysa
torbereich (18; 18a; 18, 18a) während einer steuerbaren Ver
weildauer festgehalten wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der rasch zu erwärmende Katalysatorbe
reich den Vorkatalysator (18a) umfaßt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der rasch zu erwärmende Katalysatorbe
reich den Vorkatalysator (18a) und den Hauptkatalysator (18)
umfaßt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß der Abfluß aus dem Rückstau nach
folgendem Zyklus erfolgt:
- - Füllung des leeren, rasch zu erwärmenden Katalysa torbereichs aus dem Abgasrückstau,
- - Verweilen der heißen Abgase in diesem Katalysator bereich,
- - Entleeren dieses Katalysatorbereichs.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß vor der Füllung des rasch zu erwärmenden Kata
lysatorbereichs in diesem ein Unterdruck erzeugt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß mittels ausreichend kurz öffnen
der und schließender Ventile für das Füllen und Entleeren des
rasch zu erwärmenden Katalysatorbereichs die Öffnungsdauer
beim Befüllen so kurz bemessen ist, daß die unter hoher Ge
schwindigkeit einströmenden und sich im Katalysatorbereich
stauenden Abgase am Rückfluß gehindert werden, und daß die
Öffnungsdauer beim Entleeren so kurz bemessen ist, daß die
mit hoher Geschwindigkeit aus strömenden Gase unter Bildung
eines Unterdrucks am Rückfluß gehindert werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasdruck so ge
steuert wird, daß der Staudruck hoch ist, wenn der Motor
nicht belastet ist, und daß der Staudruck abgebaut wird, wenn
der Motor stark belastet ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß insbesondere beim Wechsel der Getriebeüberset
zung der Staudruck
- - bei Leerlauf und Schiebebetrieb einen Höchstwert aufweist, der von der jeweiligen Systemtemperatur abhängt,
- - bei Beginn einer Drehmomentbelastung entsprechend dem Kehrwert des Drehmoments reduziert wird und beim Überschreiten der Hälfte des maximalen Drehmo ments ganz ausgeschaltet wird,
- - bei Beginn einer Drehmomentabnahme beim Unter schreiten der Hälfte des maximalen Drehmoments ent sprechend dem Kehrwert des Drehmoments aufgebaut wird und beim Erreichen oder Unterschreiten des Leerlaufdrehmoments seinen von der Systemtemperatur abhängigen Höchstwert einnimmt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 13
oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem in der Abgas
leitung angeordneten, periodisch zwischen einer geöffneten
und einer geschlossenen Stellung umschaltbaren Ventil, die
Dauer der geöffneten Stellung und die Dauer der geschlossenen
Stellung derart aufeinander abgestimmt werden, daß sich ein
konstanter, dem jeweiligen Wärmebedarf entsprechender Rück
stau gegenüber dem Motor ergibt.
16. Abgassystem bei Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren
mit Abgaskatalysator (18) zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgaslei
tung (16) mindestens ein frei betätigbares Ventil (20; 22;
28, 30) angeordnet ist.
17. Abgassystem nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Ventil (20) stromauf vom Abgaskatalysator
(18) angeordnet ist.
18 Abgassystem nach den Ansprüchen 16 oder 17, da
durch gekennzeichnet, daß stromab vom Abgaskatalysator (18)
ein frei betätigbares Ventil (22) angeordnet ist.
19. Abgassystem nach den Ansprüchen 17 und 18, da
durch gekennzeichnet, daß Öffnungs- und Schließzeiten der
beiden Ventile (20, 22) derart aufeinander abgestimmt sind,
daß nach dem Schließen des stromauf gelegenen Ventils (20)
durch kurzzeitiges Öffnen des stromab gelegenen Ventils (22)
vor dem Öffnen des stromauf gelegenen Ventils (20) im Bereich
zwischen den Ventilen (20, 22) ein Unterdruck erzeugbar ist.
20. Abgassystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß stromauf vom als Hauptkatalysator
dienenden Abgaskatalysator (18) ein kleiner dimensionierter
Vorkatalysator (18a) angeordnet ist.
21. Abgassystem nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorkatalysator (18a) in Reihe mit dem fol
genden Hauptkatalysator (18) geschaltet ist.
22. Abgassystem nach Anspruch 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vorkatalysator (18a) in einem zu- und ab
schaltbaren Bypass (26) zur Abgasleitung (16) angeordnet ist.
23. Abgassystem nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Bypass (26) stromauf und stromab vom Vorka
talysator (18a) und parallel zum Bypass (26) in der Abgaslei
tung (16) jeweils ein frei betätigbares Ventil (28, 30, 20)
angeordnet ist.
24. Abgassystem nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß stromauf vom Vorkatalysator (18a) im Bypass
(26) und stromab vom Bypass (26) vor dem Hauptkatalysator
(18), sowie parallel zum Bypass (26) in der Abgasleitung
(16) jeweils ein frei betätigbares Ventil angeordnet ist.
25. Abgassystem nach einem der Ansprüche 16 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Abgasleitung (16) ein Ab
gas-Wärmetauscher (36) einbezogen ist.
26. Abgassystem nach Anspruch 25, dadurch gekenn
zeichnet, daß in den Kühlwasserkreislauf ein Latentwärmespei
cher (42) einbezogen ist.
27. Abgassystem nach einem der Ansprüche 16 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Anlasser des Verbrennungsmo
tors eine Fernbetätigung mit Überbrückung des Zündschlosses
zugeordnet ist, und daß diese Überbrückung ein Zeitglied ent
hält, das nach Überschreitung einer vorgegebenen Vorlaufzeit
den Zündstrom unterbricht.
28. Abgassystem nach Anspruch 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fernbetätigung mit dem Schloß der Fahrertür
derart verbunden ist, daß bei dessen Öffnung der Motor ge
startet wird.
29. Abgassystem bei Kraftfahrzeugverbrennungsmoto
ren mit Abgaskatalysator (18) zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgaslei
tung (16) eine in Abhängigkeit vom Volumenstrom degressiv
regelbare Stauvorrichtung (24; 124a; 124b; 224) angeordnet
ist.
30. Drosselventil für ein Abgassystem nach einem
der Ansprüche 16 bis 29, das mit einem einen Strömungskanal
umschließenden Gehäuse (66) und einer um eine den Strömungs
querschnitt des Ventils durchquerende Drehachse (60) ver
schwenkbaren Ventilklappe (58) versehen ist, wobei die Klap
penfläche durch die Drehachse (60) in zwei Teilflächen unter
teilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe in
Schließstellung sich in einer die Drehachse (60) enthalten
den, quer zur Durchflußachse verlaufenden Schließebene befin
det und mit ihrem Rand in allen Stellungen allseits in der
Ebene der Klappe (58) einen solchen Abstand vom Gehäuse (66)
einhält, daß dieser von den während des Betriebs zu erwarten
den Wärmedehnungen nicht überwunden werden kann, daß dem Um
fangsbereich jeder Teilfläche am Gehäuse (66) jeweils eine
bis an die Drehachse (60) herangeführte Anschlagkante (74,
76) zugeordnet ist, daß diese Anschlagkanten (74, 76) auf
unterschiedlichen Seiten der Ventilklappe (58) angeordnet und
dieser als stirnseitige Abdichtung zugeordnet sind.
31. Drosselventil nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehachse (60) die Ventilklappe außermittig
durchquert und daß eine Rückstellkraft (92) derart über einen
Hebel (90) an der Ventilklappe (58) angreift, daß der wirksa
me Hebelarm zwischen der Wirkungslinie der Rückstellkraft
(92) und der Drehachse (60) der Ventilklappe (59) mit zuneh
mender Klappenöffnung abnimmt, und daß das resultierende
Drehmoment aus Rückstellkraft und wirksamem Hebelarm degres
siv ist.
32. Drosselventil nach einem der Ansprüche 30 oder
31, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (66) aus einer
von der Drehachse (60) durchquerten Rohrmuffe (52) und zwei
von dieser Rohrmuffe umschlossenen Rohrabschnitten (54, 56)
besteht, deren der Ventilklappe (58) zugewandte Ränder auf
unterschiedlichen Seiten der Drehachse (60) als Anschlagkante
(74, 76) für die Ventilklappe (58) in einer parallel zur Ebe
ne der in Schließstellung befindlichen Ventilklappe verlau
fenden Ebene höchstens bis auf einen der halben Wandstärke
der Ventilklappe (58) entsprechenden Abstand vom Drehzentrum
an die Drehachse (60) herangeführt sind und anschließend au
ßerhalb des Schwenkbereichs der Ventilklappe (58) verlaufen.
33. Drosselventil nach Anspruch 32, dadurch gekenn
zeichnet, daß die der Ventilklappe (58) zugewandten Ränder
der Rohrabschnitte (54, 56) durch eine parallel zur Drehachse
(60) verlaufende Stufe in zwei in Durchströmrichtung des Ven
tils versetzte Abschnitte (74, 78; 76, 80) unterteilt sind,
die jeweils parallel zur Ebene der in Schließstellung befind
lichen Ventilklappe (58) verlaufen.
34. Drosselventil für ein Abgassystem nach einem
der Ansprüche 16 bis 29, das mit einem einen Strömungskanal
umschließenden Gehäuse (212, 214, 216) und einer um eine außerhalb
des Strömungsquerschnitts des Ventils (224) quer zur
Durchflußrichtung angeordnete und mit einem Stellhebel (250)
verbundene Achse (220) verschwenkbaren Ventilklappe (218)
versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal
im Gehäuse von zwei mit Abstand koaxial zueinander angeord
neten Rohrabschnitten (214, 216) gebildet wird, die gemeinsam
von einem Klappengehäuse (212) umschlossen werden, in dem die
Ventilklappe (218) mit ihrer Achse (220) derart angeordnet
ist, daß sie in Schließstellung in einer die Drehachse (220)
enthaltenden, quer zur Durchflußrichtung verlaufenden
Schließebene das in das Klappengehäuse (212) ausmündende,
eine ebene Ringfläche bildende Ende des stromauf gelegenen
Rohrabschnitts (214) abdeckt, während sie in der Öffnungs
stellung aus dem Strömungsweg zwischen den beiden Rohrab
schnitten herausgeschwenkt ist, daß der Stellhebel (250) mit
einem Kolben (258) verbunden ist, der durch eine Rückstell
kraft (268) in Richtung auf seine der Schließstellung der
Klappe (218) zugeordnete Position belastet ist und in Rich
tung der Rückstellkraft (268) mit dem stromauf von der Klappe
(218) im Strömungskanal herrschenden Gasdruck beaufschlagt
ist, wobei die dem Gasdruck ausgesetzte Kolbenfläche etwas
kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt des in Schließstel
lung von der Klappe (218) abgedeckten Rohrabschnitts (214),
und daß die andere Kolbenfläche wahlweise einem die Rück
stellkraft (268) überwindenden Druck aussetzbar ist.
35. Drosselventil nach Anspruch 34, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kolben (258) in eine zwei Kammern (262,
264) eines Stellzylinders (260) trennende Membran (266) ein
bezogen ist, daß ein die eine Kammer (262) durchquerender und
aus dieser herausgeführter Stößel (256) mit dem Stellhebel
(250) in Wirkverbindung steht und mit dem Kolben (258) ver
bunden ist, daß die vom Stößel (256) durchquerte Kammer (262)
mit einer Druckquelle verbindbar und die andere Kammer (264)
mit dem Strömungskanal stromauf von der Schließebene verbun
den ist.
36. Drosselventil nach Anspruch 35, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückstellkraft (268) derart am Hebel (250)
angreift, daß der wirksame Hebelarm zwischen der Wirkungsli
nie der Rückstellkraft (268) und der Drehachse (220) der Ven
tilklappe (218) mit zunehmender Klappenöffnung abnimmt, und
daß das resultierende Drehmoment aus Rückstellkraft (268) und
wirksamem Hebelarm degressiv ist.
37. Drosselventil für ein Abgassystem nach einem
der Ansprüche 16 bis 29 mit einem entgegen dem Abgasdruck
durch eine Rückstellkraft belasteten Ventilkörper, dadurch
gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten Querschnitte
von Ventilgehäuse (130a, 130b) und Ventilkörper (142) unter
Bildung eines Systems von Engpässen (146a, 146b, 148, 150)
derart bemessen sind, daß mit zunehmender Ventilbewegung ent
gegen der Rückstellkraft (144) die vom Staudruck be
aufschlagte Fläche des Ventilkörpers (142) zunimmt.
38. Drosselventil nach Anspruch 37, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Engpässe (146a, 146b, 148, 150), der Quer
schnitt des Ventilkörpers (142) und die Rückstellkraft (144)
so aufeinander abgestimmt sind, daß bei hohem Volumenstrom
die vom Staudruck beaufschlagte Fläche des Ventilkörpers
(142) mindestens so groß ist, daß der zur Aufrechterhaltung
dieser Öffnungsstellung erforderliche Staudruck nicht größer
ist als der zur Öffnung des Ventils erforderliche Staudruck.
39. Drosselventil nach einem der Ansprüche 37 oder
38, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (130a;
130b) eine in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (142) ge
richtete Einströmöffnung (132) mit im Vergleich zum Quer
schnitt des Ventilkörpers (142) geringem Querschnitt und eine
Kammer (136a; 136b) zur Aufnahme des beweglichen Ventilkör
pers (142) mit einer unter Bildung eines Ringspalts (146a;
146b) den Durchtritt des Ventilkörpers (142) gestattenden
Ausströmöffnung (138a; 138b) aufweist.
40. Drosselventil nach Anspruch 39, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich die Einströmöffnung (132) am Ende eines in
die Ventilkammer (136a; 136b) ragenden, dünnwandigen Rohr
stutzens (40) befindet.
41. Drosselventil nach einem der Ansprüche 37 bis
40, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft (144) ab
schaltbar ist.
42. Drosselventil nach Anspruch 41, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine zur Erzeugung der Rückstellkraft dienende
Ventilfeder (144) auf einem in Wirkungsrichtung der Feder
verstellbaren Widerlager (152) abgestützt ist.
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