DE19904622B4

DE19904622B4 - Steuerventil zur Rückführung von Abgas zum Frischgas einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19904622B4
Application number: DE19904622A
Authority: DE
Inventors: Clemens Bandel; Bodo Odendall; Wolfgang Mielich
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2019-02-06
Also published as: DE19904622A1

Abstract

Steuerventil zur Rückführung von Abgas zum Frischgas einer Brennkraftmaschine, gebildet aus einem frischgasseitigen ersten Ventilteil und einem abgasseitigen zweiten Ventilteil, welche jeweils eine Anzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen und je nach ihrer Stellung zueinander die Rückführung von Abgas zum Frischgas sperren oder freigeben, wobei sich an die Durchtrittsöffnungen (5) des frischgasseitigen ersten Ventilteils (4) ein erstes Leitungssystem (6) mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten voneinander getrennten Leitungen (7) für das rückgeführte Abgas anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchtrittsöffnungen (5') des abgasseitigen zweiten Ventilteils (4') ein zweites Leitungssystem (6') mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten voneinander getrennten Leitungen (7') für das Abgas vorgeschaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil zur Rückführung von Abgas zum Frischgas einer Brennkraftmaschine, gebildet aus einem frischgasseitigen ersten Ventilteil und einem abgasseitigen zweiten Ventilteil, welche jeweils eine Anzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen und je nach ihrer Stellung zueinander die Rückführung von Abgas zum Frischgas sperren oder freigeben, wobei sich an die Durchtrittsöffnungen des frischgasseitigen ersten Ventilteils ein erstes Leitungssystem mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten voneinander getrennten Leitungen für das rückgeführte Abgas anschließt.
Ein gattungsgemäßes Steuerventil ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 43 32 513 A1 bekannt. Dieses Steuerventil weist einem Flachsitz und einem mit diesem zusammenwirkenden verstellbaren Flachschieber auf. Der Flachsitz und der Flachschieber tragen jeweils eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen, die je nach Stellung des Flachschiebers geschlossen oder geöffnet sind.
Aus der DE 42 04 434 A1 ist ein Steuerventil für Abgasrückführung in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine bekannt, gebildet aus einem Ventilteil, das in einen Abgaskanal hineinragt und dort mit einem Ventilsitz zusammenwirkt und mit einer in einer Gehäusekammer angeordneten Versteileinrichtung verbunden ist, die in der Art wirkt, dass das Ventil bei unbetätigter Versteileinrichtung unter Federkraftwirkung geschlossen und bei betätigter entgegen der Federkraftwirkung geöffnet ist, bei dem der Ventilteil aus einem Flachschieber und einem mit diesem zusammenwirkenden Flachsitz einer Auslaßöffnung gebildet ist. Gemäß einer Ausführung des Steuerventils soll die Abgasrückführung zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine über Einzelabgasleitungen erfolgen. Für diesen Anwendungsfall weist der Flachschieber für jede Auslaßöffnung eine Schieberöffnung auf.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Steuerventil zu konzipieren, durch welches gewährleistet ist, daß auch auf der Abgasseite zwischen den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine keine Übersprecher auftreten, welche die Gemischaufbereitung beeinträchtigen. Zudem soll dieses Steuerventil auf einfache Weise realisierbar sein.
Gelöst wird die Aufgabe, indem den Durchtrittsöffnungen des abgasseitigen zweiten Ventilteils des Steuerventils ein zweites Leitungssystem vorgeschaltet ist, das den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnete und voneinander getrennte Leitungen für das Abgas aufweist. Dadurch kann es auch auf der Abgasseite des Steuerventils nicht zu Übersprechern zwischen den Abgasleitungen der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine kommen, was sich sowohl auf den Gaswechsel in den Brennräumen als auch auf die Abgasnachbehandlung positiv auswirkt. Zudem ist es auf diese Weise möglich, die diversen Zylinder mit unterschiedlichen Ladungen parallel zu betreiben.
Durch die vollständig voneinander getrennten Ansaugleitungen wird außerdem eine gleichmäßige Verteilung des rückgeführten Abgases zum Frischgas der einzelnen Zylinder sichergestellt, was die Verbrennung der Ladung in den Zylindern positiv beeinflußt.
Darüber hinaus ist dieses Steuerventil mit dem frischgasseitigen ersten Leitungssystem einfach und kostengünstig realisierbar.
Und in einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist den Durchtrittsöffnungen des abgasseitigen zweiten Ventilteils des Steuerventils ein zweites Leitungssystem vorgeschaltet, das mit den Zylindern der Brennkraftmaschine gruppenweise zugeordneten und voneinander getrennten Leitungen für das Abgas ausgestattet ist. Dadurch wird vermieden, daß es zwischen den zu einem ersten Abgaskrümmer zusammengefaßten Abgasleitungen einer ersten Gruppe und den zu einem zweiten bzw. weiteren Abgaskrümmer zusammengefaßten Abgasleitungen einer zweiten bzw. weiteren Gruppe zu Übersprechern kommt. Dabei sind die Gruppen vorzugsweise jeweils aus den Zylindern einer Bank der Brennkraftmaschine gebildet.
Zweckmäßig ist bei dem erfindungsgemäßen Steuerventil das eine der beiden Ventilteile feststehend und das andere der beiden Ventilteile beweglich ausgebildet, wobei das feststehende Ventilteil zum Beispiel als Ventilsitz und das bewegliche Ventilteil als Ventilplatte ausgebildet sein kann. Die beiden Ventilteile sollten gegeneinander drehbar oder verschiebbar sein.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Steuerventil in geschnittener, vereinfachter Darstellung;
2 eine entlang der Linie II-II geschnittene Ansicht der Abgasseite des Steuerventils aus 1; und
3 eine entlang der Linie III-III geschnittene Ansicht der Frischgasseite des Steuerventils aus 1.
Das in 1 dargestellte Steuerventil 1 zur Rückführung von Abgas zum Frischgas einer Brennkraftmaschine mit zwei in V-Form zueinander angeordneten Zylinderbänken zu je drei Zylindern, weist ein zweiteiliges im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2, 2' mit einem rundumlaufenden Verbindungsflansch 3 auf. Natürlich könnte das Steuerventil auch bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden, deren Zylinder in einer Reihe angeordnet sind.
Im Bereich des Verbindungsflansches 3 weist der frischgasseitige Teil des Gehäuses 2 ein daran angeformtes kreisrundes erstes Ventilteil 4 auf. Dieses erste Ventilteil 4 ist mit sechs Durchtrittsöffnungen 5 ausgestattet, die in gleichen Abständen bzw. gleichen Winkeln α von ca. 60 Grad über einen konzentrischen Kreisbogen verteilt angeordnet sind. Von dem ersten Ventilteil 4 geht in Richtung zur Frischgasseite A ein erstes Leitungssystem 6 aus, welches sechs voneinander getrennte symmetrisch ausgebildete Leitungen 7 aufweist, die jeweils einem der sechs Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Dazu sind die Leitungen 7 im Querschnitt etwa kreissegmentförmig ausgebildet und so angeordnet, daß sie jeweils einer der Durchtrittsöffnungen 5 des ersten feststehenden Ventilteils 4 zugeordnet sind.
Und im Bereich des Verbindungsflansches 3 nimmt der abgasseitige Teil des Gehäuses 2' ein zweites bewegliches Ventilteil 4' auf. Dieses zweite Ventilteil 4' ist auf einer konzentrischen Welle 8 drehbar gelagert. Zur Drehung des zweiten Ventilteils 4' ist die Welle 8 mit einem nicht näher gezeigten Stellmotor verbunden.
Das zweite Ventilteil 4' weist außerdem sechs gleichmäßig verteilte Durchtrittsöffnungen 5' auf, die in einer ersten Stellung des zweiten Ventilteils 4' mit den sechs Durchtrittsöffnungen 5 des ersten Ventilteils 4 fluchten und somit die Rückführung des Abgases von der Abgasseite B zur Frischgasseite A des Steuerventils 1 freigeben. Und in einer um einen Winkel β von ca. 30 Grad zur ersten Stellung verdrehten zweiten Stellung des zweiten Ventilteils 4' sind die gestrichelt dargestellten Durchtrittsöffnungen 5' des zweiten Ventilteils 4' gegenüber den Durchtrittsöffnungen 5 des ersten Ventilteils 4 so versetzt bzw. verdreht, daß der Durchgang für das Abgas gesperrt ist.
Von dem zweiten Ventilteil 4' erstreckt sich darüber hinaus zur Abgasseite B ein zweites Leitungssystem 6', welches zwei parallel zueinander angeordnete Leitungen 7' aufweist, die jeweils einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine – also einer Gruppe aus drei Zylindern – zugeordnet sind.
Alternativ wäre jedoch auch denkbar, daß das zweite Leitungssystem 6' sechs parallel zueinander angeordnete Leitungen 7' aufweist, die jeweils einem Zylinder der sechszylindrigen Brennkraftmaschine zugeordnet sind und die in der ersten Stellung des zweiten Ventilteils 4' mit den sechs Durchtrittsöffnungen 5' des zweiten Ventilteils 4' fluchten. Bei dieser Alternative ist sichergestellt, daß jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ausschließlich sein eigenes Abgas rückgeführt wird.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Steuerventils 1 ist sowohl frischgasseitig als auch abgasseitig kein Übersprechen zwischen den Ansaugleitungen und/oder Abgasleitungen der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine möglich.

Claims

Steuerventil zur Rückführung von Abgas zum Frischgas einer Brennkraftmaschine, gebildet aus einem frischgasseitigen ersten Ventilteil und einem abgasseitigen zweiten Ventilteil, welche jeweils eine Anzahl von Durchtrittsöffnungen aufweisen und je nach ihrer Stellung zueinander die Rückführung von Abgas zum Frischgas sperren oder freigeben, wobei sich an die Durchtrittsöffnungen (5) des frischgasseitigen ersten Ventilteils (4) ein erstes Leitungssystem (6) mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten voneinander getrennten Leitungen (7) für das rückgeführte Abgas anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchtrittsöffnungen (5') des abgasseitigen zweiten Ventilteils (4') ein zweites Leitungssystem (6') mit den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten voneinander getrennten Leitungen (7') für das Abgas vorgeschaltet ist.
Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchtrittsöffnungen (5') des abgasseitigen zweiten Ventilteils (4') ein zweites Leitungssystem (6') mit den Zylindern der Brennkraftmaschine gruppenweise zugeordneten voneinander getrennten Leitungen (7') für das Abgas vorgeschaltet ist.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Ventilteile (4, 4') feststehend und das andere der beiden Ventilteile (4, 4') beweglich ausgebildet ist.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilteil (4) und das zweite Ventilteil (4') gegeneinander verdrehbar sind.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventilteil (4) und das zweite Ventilteil (4') gegeneinander verschiebbar sind.