DE2318481C2 - Regeleinrichtung für die Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Regeleinrichtung für die Abgasrückführung einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Eine Regeleinrichtung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 ist durch das DE-GM 71 41 493
bekannt.
Durch die Rückführung von Abgasen wird die Bildung von Stickoxiden während des Verbrennungsvorganges vermindert, wobei es im allgemeinen
erwünscht ist, die Abgase proportional zur zugeführten Verbrennungsluft rückzuführen.
Die Rückführung der Abgase folgt der Gleichung
Ql =
- Po)
K2 - K1
und
die rückgeführte Abgasmenge,
der Druck stromaufwärts des Regelventils,
der Druck zwischen Regelventil und Drosselklappe und
der Druck stromaufwärts des Regelventils,
der Druck zwischen Regelventil und Drosselklappe und
K2 Konstanten sind.
Die gesamte Abgasmenge folgt der Gleichung
Ql = K, ■ pn
worin A', eine Konstante ist.
Der Anteil der rückgerührten Abgase beträgt somit
worin K4 eine Konstante ist.
Wird nun po auf atmosphärischen Druck gehalten,
wie es bei der bekannten Bauart der Fall ist, so tritt bei den meisten Maschinen eine zu große Abgasrückführung
ein, da dann ein größerer Anteil der Abgase bei kleinen Drehzahlen in den Brennräumen verbleibt.
Andererseits weisen aber auch einige große Maschinen bei hohen Drehzahlen einen niedrigen Auslaßdruck auf
und würden dann einen größeren Durchlaßquerschnitt des Regelventils benötigen, um die erforderliche
Abgasmenge zurückzuführen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die proportionale Rückführung der Abgase mit größerer
Genauigkeit zu regein.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Druck im Bereich der Abgasrückführungsleitung stromaufwärts
des Ventilsitzes auf einen vom atmosphärischen Druck abweichenden Druck gehalten wird.
Wird hierbei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
der Druck im Bereich stromaufwärts des Ventilsitzes auf einen überatmosphärischen Wert gehalten, so wird bei
kleinen Drehzahlen ein kleinerer Teil der Abgase zurückgeführt, wobei der Anteil mit steigender Drehzahl
zunimmt, bis er dem vorgegebenen konstanten Verhältnis entspricht.
Wird andererseits der Druck in diesem Bereich auf
einen unteratmosphärischen Wert gehalten, so ergibt sich eine größere rückgeführte Abgasmenge, die sich
dann bei steigender Drehzahl bis auf das vorgegebene Verhältnis verringert.
Durch die als älteres Recht zu wertende DE-OS
23 04 435 ist zwar vorgeschlagen, die Drücke in den
jo Teilen beiderseits des Regelventils abzufühlen und so zu
regeln, daß der Abgasstrom so erfolgt, daß in beiden Teilen verhältnisgleiche Lastverluste eintreten. Damit
wird aber eine Verbesserung der proportionalen Rückführung der Abgase nicht erzielt.
j5 In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von Regeleinrichtungen nach der Erfindung dargestellt. Es
zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasquerkanal und
Abgasrürjkführungsleitungen,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1 im
Bereich des Vergasers und des Abgasquerkanals,
F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch eine Ausführungsform eines Regelventils der Regeleinrich-4r)
tung nach der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fi g. 4 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Regelventils,
Fig.5 einen Schnitt durch eine dri.te Ausführungsform eines Regelventils,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform eines Regelventils,
Fig. 7 einen Schnitt durch eine fünfte Ausführungsform eines Regelventils mit einem zugeordneten
Steuerventil,
F i g. 8 einen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform eines Regelventils und
Fig. 9 eine siebente Ausführungsform eines Regelventils.
Die Ansaugkanäle für eine Brennkraftmaschine sind
bo gemäß Fig. 1 und 2 in einem Ansaugsystem 10 ausgebildet, wobei zwei senkrechte primäre Steigrohre
12 und 14 und zwei senkrechte sekundäre Steigrohre 16 und 18 vorgesehen sind. Die Steigrohre 12 und 16
münden in eine obere horizontale Kammer 20, die in der Fig. 1 links gesehen mit zwei Querkanälen 22 und 24
und rechts in Fig. 1 gesehen mit zwei Querkanälen 26 und 28 verbunden sind. In gleicher Weise münden die
Steigrohre 14 und 18 in eine untere Kammer 30, die mit
Querkanalen 32 und 34 auf der einen Seite und Querkanälen 36 und 38 auf der anderen Seite verbunden
sind. Die Querkanäle führen zu den Einlaßöffnungen der
einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschinen.
Im Ansaugsystem 10 ist ferner ein Abgasquerkanal 40 vorgesehen, der sich in Querrichtung von der linken
Seite des Ansaugsystems 10 unterhalb der Kammern 20 und 30 erstreckt und einen Teil der aus der
Brennkraftmaschine austretenden Abgase abführt.
Mit dem Ansaugsystem 10 ist eine Platte 42 verbunden, die Löcher 44 und 46 sowie 48 und 50
enthält, die mit den einzelnen Steigrohren des Ansaugsystems 10 fluchten.
An der Platte 42 ist ein Vergaser 52 befestigt, der primäre Drosselklappen enthaltende Saugkanäle 54 und
56 aufweist, die mit den Löchern 44 und 46 der Platte 42 fluchten.
Der Vergaser 52 hat ferner nicht dargestellte sekundäre Drosselklappen enthaltende Saugkanäle, die
zu den Löchern 48 und 50 der Platte 42 ausgerichtet liegen.
Eine Bohrung 58 im Ansaugsystem 10 ist nach oben gerichtet und verbindet den Abgasquerkanal 40 mit
einem ersten Teil 60 einer Abgasrückführungsleitung, der in der Platte 42 gebildet ist. Der erste Teil 60 der
Abgasrückführungsleitung ist über ein Regelventil 62 mit einem zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung
verbunden. Der zweite Teil der Abgasrückführungsleitung teilt sich in zwei Zweigleitungen 66 und 68.
die an die den primären Steigrohren zugeordneten Löcher 44 und 46 in der Platte 42 angeschlossen sinu.
In abgewandelter Weise können die beiden Teile 60 und 64 der Abgasrückführungsleitung auch einteilig mit
dem Ansaugsystem 10 hergestellt werden.
In F i g. 3 ist eine Ausführungsform eines Regelventils
62, das zwischen den beiden Teilen 60 und 64 der Abgasrückführungsleitung liegt, dargestellt. Es hat ein
Ventilgehäuse 70 mit einem Einlaß 72, der mit dem ersten Teil 60 d~r Abgasrückführungsleitung verbunden
ist, und einen Auslaß 74 zur Überleitung der abströmenden Abgase zum zweiten Teil 64 der
Abgasrückführungsleitung.
Koaxial zueinander ausgerichtet sind in dem Ventilgehäuse 70 Ventilsitze 76 und 78 gebildet, die den
Abgasstrom zwischen dem Einlaß 72 und dem Auslaß 74 regeln. Im Einlaß 72 ist eine Lochplatte 80 vorgesehen.
Mit den Ventilsitzen 76 und 78 arbeiten Ventilglieder 82 und 84 zusammen, um den Öffnungsquerschnitt zu
regeln. Die Bohrung 86, die dem Ventilsitz 76 zugeordnet ist, ist von kleinerem Durchmesser als die
öffnung 88, die dem Ventilsitz 78 zugeordnet ist, und das Ventilglied 82 ist kleiner im Durchmesser als das
Ventilglied 84 und kann durch die Bohrung 88 zur Erleichterung des Zusammenbaues hindurchgeführt
werden.
Die Ventilglieder 82 und 84 sind mit einem hohlen Schaft 90 verbunden oder an diesem gebildet. Der
Schaft 90 ist an seinem unteren Ende 92 offen und weist oberhalb des Ventilgliedes 84 Querlöcher 94 auf.
Das obere Ende des Schaftes 90 ist in einem zentralen Loch 96 einer Zwischenwand 98 geführt, die das
Ventilgehäuse 70 abschließt. Der Schaft 90 ist mit der oberen Halteplatte 100 eines nachgiebigen Metallbalges
102 verbunden.
Während des Betriebes wird der Druck in einem < Bereich 104 dicht stromab der öffnung in der
Lochplatte 80 über den hoh'en Schaft 90 einer Kammer 106 oberhalb des oberen Ventilsitzes 78 zugeleitet und
gelangt über Löcher 108 in der Zwischenwand 98 in das Innere des Balges 102. Die Außenfläche des Balges 102
ist dem Außenluftdruck ausgesetzt Bei einer Zunahme des Druckes in dem Bereich 104 dehnt sich der Balg 102
aus und hebt den Schaft 90 an, so daß sich die Ventilglieder 82 und 84 von ihren Ventilsitzen 76 bzw. 78
entfernen. Es werden dann Abgase aus dem ersten Teil 60 der Abgasrückführungsleitung durch das Loch in der
Lochplatte 80 durch den Ventilsitz 76, den hohlen Schaft
ίο 90, die Querlöcher 94, die Kammer 106 und den
Ventilsitz 78 zum zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung gesteuert Bei einer Abnahme des Druckes
in dem Bereich 104 zieht sich der Balg 102 zusammen, so daß sich der Schaft 90 nach unten bewegt und die
Ventilglieder 82 und 84 gegen ihre Ventilsitze 76 bzw. 78 bewegt werden, wodurch eine Verringerung der
rückgeleiteten Abgasmenge eintritt Das Regelventil 62a hält daher einen im wesentlichen konstanten Druck
im Bereich der Zone 104 dicht stromab der Öffnung in der Lochplatte 80 aufrecht.
Der Gegendruck der Abgase in dem Abgasquerkanal 40 bedingt einen Strom von Abgasen aus dem ersten
Teil 60 durch das Loch in der Lochplatte 80 zur Zone 104, in der im wesentlichen konstanter Druck herrscht,
so daß die Rückleitung der Abgase im wesentlichen proportional zur zugeführten Brennluft erfolgt.
Der Balg 102 kann so ausgelegt werden, daß er einen vorgegebenen Druck im Bereich 104 einhält. Wird in
dem Bereich 104 ein überatmosphärischer Druck
jo aufrechterhalten, is: der Balg 102 so auszulegen, daß er
die Ventilglieder 82 und 84 in Richtung auf die Ventilsitze 76 und 78 belastet. Wird jedoch in dem
Bereich 104 ein unteratmosphärischer Druck gewählt, so ist der Balg 102 so auszulegen, daß die Ventilglieder
J5 82 und 84 von ihren Ventilsitzen 76 bzw. 78 fort belastet
wird. Falls gewünscht, können Federn vorgesehen werden, die die dem Balg 102 eigene Elastizität
unterstützen.
Der Ventilsitz 76 und das zugeordnete Ventilglied 82
"i sind auf der Auslaßseite der Bohrung 86 vorgesehen,
während das Veintilglied 84 und der zugeordnete Ventilsitz 78 auf der Einlaßseite ihrer zugeordneten
Bohrung 88 liegen. Die obere Fläche des Ventilgliedes 84 und die untere Fläche des Ventilgliedes 82 sind daher
dem Druck im Bereich 104 ausgesetzt, während die untere Fläche des Ventilgliedes 84 und die obere Fläche
des Ventilgliedes 82 dem Druck im Auslaß 74 ausgesetzt sind. Die auf die Ventilglieder 82 und 84 einwirkenden
Gasdrücke sind daher ausgeglichen, so daß das
so Regelventil von den auf die Ventilglieder 82 und 84 einwirkenden Drücken unbeeinflußt arbeitet.
In F i g. 4 ist eine zweite Ausführungsform 62£>
des Regelventils dargestellt. Dieses hat ein Ventilgehäuse 110 mit einem Einlaß 112, der mit dem ersten Teil 60 der
)5 Abgasrückführungsleitung verbunden ist, und einen
Auslaß 114, der zur Ableitung der Abgase mit dem zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung verbunden
ist. Im Einlaß 112 ist eine Lochplatte 116 vorgesehen
und eine Zwischenwand H8 enthält zwei zueinander
ο koaxiale öffnungen 120 und iii, in deren Bereich zwei
nach oben gerichtete Ventilsitze 124 bzw. 126 gebildet sind. Ein Schaft 128 trägt Ventilglieder 130 und 132 und
erstreckt sich durch ein Loch 134 in einer Zwischenwand
136. Sein oberes Ende ist mit einer druckempfindliehen Membran 138 verbunden. Die öffnung 120 und
das zugeordnete Ventilglied 130 haben kleineren Durchmesser als die öffnung 122 und das zugeordnete
Ventilglied 132, so daß das Ventilglied 130 f"
leichteren Zusammenbau durch die Öffnung 122 hindurchgeführt werden kann.
Im Betrieb wird der Druck in einem Bereich 140 dicht stromab des Loches in der Lochplatte 116 durch ein
Loch 142 in der Zwischenwand 136 in eine Kammer 144 ·> unterhalb der Membran 138 geleitet. Die obere Fläche
der Membran 138 ist dem Außenluftdruck ausgesetzt. Bei einer Zunahme des Druckes im Bereich 140 wird die
Membran 138 gegen die Kraft einer Feder 146 angehoben und bewegt die Ventilglieder 130 und 132 κι
von ihren Ventilsitzen 124 fort, so daß eine erhöhte Rückleitung von Abgasen vom ersten Teil 60 der
Abgasrückführungsleitung durch den Einlaß 112, das Loch in der Lochplatte 116, den Bereich 140, die
Ventilsitze 124 und 126 und den Auslaß zum zweiten ir>
Teil 64 der Abgasrückführungsleitung erfolgt. Bei einer
Abnahme des Druckes im Bereich 140 drückt die Feder 146 die Membran 138 nach unten, so daß die
Ventilglieder 130 und 132 gegen ihre Ventilsitze 124 bzw. 126 bewegt werden, wodurch die rückgeleitete
Abgasmenge vermindert wird. Das Regelventil 626 hält im Bereich 140 einen im wesentlichen konstanten Druck
aufrecht.
Wie bereits beschrieben, kann das Regelventil den Druck im Bereich 140 auf überatmosphärischen Druck
halten, wobei dann die Feder 146 als Druckfeder auszubilden ist. Wird die Feder 146 jedoch als Zugfeder
ausgebildet oder wird die Feder 146 als Druckfeder auf die untere Fläche der Membran 138 einwirkend
angeordnet, so wird der Druck im Bereich 140 auf einen 3"
unteratmosphärischen Wert eingestellt. Die gleichen Abwandlungen können im übrigen auch bei den anderen
Ausführungsformen des Regelventils 62 vorgenommen werden.
Bei der zweiten Ausführungsform des Regelventils 3">
62Z> sind das Ventilglied 130 und der zugeordnete
Ventilsitz 134 an der Auslaßseite der öffnung 120 vorgesehen, während das Ventilglied 132 und der
zugeordnete Ventilsitz 136 an der Einlaßseite der öffnung 122 liegt. Die auf die Ventilglieder 130 und 132 ^
einwirkenden Drücke sind daher ausgeglichen, so daß auch bei dieser Ausführungsform das Regelventil 62fc im
wesentlichen von den auf die Ventilglieder 82 und 84 einwirkenden Kräften unbeeinflußt ist.
F i g. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform 62c des ·>■>
Regelventils. Dieses hat ein Ventilgehäuse 148 mit einem Einlaß 150, der mit dem ersten Teil 60 der
Abgasrückführungsleitung verbunden ist, und einen Auslaß 152, der mit dem zweiten Teil 64 der
Abgasrückführungsleitung verbunden ist. Im Einlaß 150 so ist eine Lochplatte 154 vorgesehen. Ferner ist an eine
öffnung 156 ein nach oben gerichteter Ventilsitz 158 im Bereich des Einlasses gebildet. Ein dem Ventilsitz 158
zugeordnetes Ventilglied 160 ist an einem Schaft 162 gebildet oder mit diesem verbunden, der in einer Buchse
164 geführt durch eine zentrale öffnung 166 in einer Zwischenwand 168 tritt und mit seinem oberen Ende mit
einer druckempfindlichen Membran 170 verbunden ist Die Membran 170 ist durch eine Feder 171 nach unten
belastet Der Druck in einem Bereich 172 dicht stromab ω der öffnung in der Lochplatte 154 wird über eine
öffnung 174 in der Zwischenwand 168 einer Kammer 176 unterhalb der Membran zugeleitet, während deren
obere Fläche dem Außenluftdruck ausgesetzt ist Die Membran 170 betätigt das Ventilglied 160, um in dem
Bereich 172 einen im wesentlichen konstanten Druck einzuhalten.
Der Schaft 162 hat oben eine Verlängerung 178, die
mit einer zweiten Membran 180 verbunden ist. Die beaufschlagte Fläche der zweiten Membran 180
entspricht der Fläche des Ventilgliedes 160, die dem Druck im Auslaß 152 ausgesetzt ist, der über eine
öffnung 156 Zutritt hat. Der Druck im Auslaß 152 wird durch einen Kanal 182 im Schaft 162 einer Kammer 184
oberhalb der zweiten Membran 180 zugeleitet.
Der Neigung des Druckes im Auslaß 152, der das Ventilglied 160 nach unten bewegen will, steht also der
Druck in der Kammer 184, der auf die zweite Membran 180 einwirkt, entgegen, der das Ventilglied 160
anzuheben trachtet. Auch die Ausführungsform 62c des Regelventils ist daher von Änderungen im Ansaugvakuum
unbeeinflußt.
In Fig.6 ist eine vierte Ausführungsform 62t/ des
Regelventil« dargestellt, Dieses hat ein Ventilgehäuse 186 mit einem Einlaß 188, der mit dem ersten Teil 60 der
Abgasrückführungsleitung verbunden ist, und einem Auslaß 190, der mit dem zweiten Teil 64 der
Abgasrückführungsleitung verbunden ist. Eine Lochplatte 192 liegt im Einlaß 188 und eine dort vorgesehene
öffnung 194 hat einen nach unten gerichteten Ventilsitz 1%. Ein mit dem Ventilsitz 196 zusammenarbeitendes
Ventilglied 198 ist über einen Schaft 200 mit einer druckempfindlichen Membran 202 verbunden, die nach
oben durch eine Feder 204 belastet ist. Ein Rohr 206 verbindet eine Kammer 208 oberhalb der Membran 202
mit einem Bereich 210 zwischen dem Loch in der Lochplatte 192 und dem Ventilsitz 196. Die untere
Fläche der Membran 202 ist dem Außenluftdruck ausgesetzt. Auch das Regelventil 62c/ hält somit einen im
wesentlichen konstanten Druck im Bereich 210 aufrecht.
Ein Kolben 212 und eine Büchse 214 sind zwischen der Membran 202 und dem Ventilglied 198 starr
verbunden. Eine Stirnfläche 216 des Kolbens 212 und der Teil des Ventilgliedes 198, der einem über eine
öffnung 194 zugeleiteten Druck ausgesetzt ist, haben gleiche beaufschlagte Flächen, die beide vom Druck im
Auslaß 190 beaufschlagt sind. Der Kolben 212 hebt damit die Wirkung des Ansaugvakuums auf das
Ventilglied 198 auf.
F i g. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform 62e des Regelventils, das einen Ventilkörper 218 mit einem
Einlaß 220, der mit dem ersten Teil 60 der Abgasrückführungsleitung verbunden ist, und einen Auslaß 222
aufweist, der mit dem zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung verbunden ist Im Einlaß 220 ist eine
Lochplatte 224 vorgesehen und im Bereich eines Fittings auf der Auslaßseite ist um eine öffnung 227 ein
Ventilsitz 226 gebildet Dem Ventilsitz 226 ist ein Ventilglied 228 zugeordnet das über einen Schaft 230
mit einer druckempfindlichen Membran 232 verbunden isi.
Der Druck in einem Bereich 234 zwischen dem Loch in der Lochplatte 224 und dem Ventilsitz 226 wird Ober
ein Rohr 236 einer Kammer 238 unterhalb der Membran 240 zugeleitet, deren obere Fläche dem Außenluftdruck
ausgesetzt ist Die durch eine Feder 242 nach unten belastete Membran 240 wird bei einer Zunahme des
Druckes im Bereich 234 angehoben. Ein Steuerventil 244 ist über einen Stößel 246 mit der Membran 240
verbunden und steuert eine Auslaßöffnung 248, die in eine Unterdruckkammer 250 mündet Ein Fitting 252 an
der Unterdruckkammer 250 ist über Rohre 254 und 256 mit einer Unterdruckquelle verbunden, beispielsweise
mit dem Vergaser 52 stromab der Drosselklappen 258 oder mit dem Auslaß 222 des Regelventils. Ein zweiter
Fitting 260 an der Unterdruckkammer 250 ist über ein
Rohr 262 mit einer Kammer 264 oberhalb der Membran 232 verbunden.
Während des Betriebes wird die Membran 240 gegen die Kraft der Feder 242 bei einer Zunahme des Druckes
im Bereich 234 angehoben und das Ventilglied 244 verringert die wirksame Fläche der Öffnung 248.
Hierdurch wird der Unterdruck in der Kammer 250 erhöht und die Membran 232 gegen die Kraft einer
Feder 266 angehoben. Dadurch wird das Ventilglied 228 des Regelventils von seinem Ventilsitz 226 entfernt, so
daß eine erhöhte Rückleitung von Abgasen eintritt. Bei einem Absinken des Druckes im Bereich 234 drückt die
Feder 242 die Membran 240 nach unten und das Steuerventil 244 gestattet einen erhöhten Strom durch
die Öffnung 248. Die hierdurch bewirkte Absenkung des Unterdrucks in der Kammer 250 wird in der Kammer
264 wirksam und die Feder 266 bewegt die Membran 232 nach unten, um das Ventilglied 228 gegen den
Ventilsitz 226 zu bewegen, wodurch eine Verringerung der rückgeleiteten Abgasmenge eintritt. Das Ventilglied
228 bewirkt also im wesentlichen ein Konstanthalten des Druckes im Bereich 234.
Falls gewünscht, kann ein weiteres Ventil 268, das auf Temperaturen oder andere Parameter der Brennkraftmaschine
oder des Fahrzeugs anspricht, zwischen den Rohren 256 und 256 eingegliedert werden, um das
Zuleiten des Unterdrucks zur Kammer 264 zu beeinflussen und damit zusätzliche Steuereinflüsse für
die Rückleitung der Abgase einzubringen.
Die Ausführungsform des Regelventils 62e kann auch so ausgelegt werden, daß das Ventilglied 228 den
Ventilsitz 226 verschließt und eine Rückleitung von Abgasen verhindert, wenn die Brennkraftmaschine mit
voll geöffneter Drosselklappe betrieben wird, also der durch das Rohr 256 übertragene Unterdruck sehr klein
ist.
Ferner kann eine zusätzliche Steuerfläche 269 am Ventilglied 244 des Steuerventils vorgesehen werden,
um die Steuerung des Unterdrucks in der Kammer 250 zu regeln. Ferner kann das Rohr 254 mit dem Fitting 260
und das Rohr 262 mit dem Fitting 252 verbunden werden, falls dies gewünscht ist.
F i g. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform 62/ des Regelventils, das in ähnlicher Weise arbeitet wie das
Regelventil nach der Ausführungsform 62e. Das Regelventil 62f hat ein Ventilgehäuse 270 mit einem
Einlaß 272. der mit dem ersten Teil 60 der Abgasrückführungsleitung
verbunden ist, und einen Auslaß 274, der mit dem zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung
verbunden ist. Im Einlaß 272 ist eine Lochplatte 276 vorgesehen und in diesem Bereich ist an einer öffnung
279 ein nach ur.teri gerichteter Ventilsitz 278 gebildet
Mit dem Ventilsitz 278 arbeitet ein Ventilglied 280 zusammen, das an einen hohlen Schaft 282 angegliedert
ist Der Schaft ist mit einer druckempfindlichen Membran 284 verbunden, die nach oben durch eine
Feder 286 belastet ist
Ein Kanal 288 fühlt den Druck in einem Bereich 290 zwischen dem Loch in der Lochplatte 276 und dem
Ventilsitz 278 ab und übermittelt diesen zu einer Kammer 292 oberhalb der Membran 294. Die untere
Fläche der Membran 294 unterliegt dem Außendruck. Die Membran 294 arbeitet gegen die Kraft einer Feder
296 in Abhängigkeit von Änderungen des Druckes, um so ein Steuerventil 298 einzustellen, das in dem hohlen
Schaft 282 angeordnet ist
Der Schaft 282 hat Querlöcher 300, die im Bereich einer Kammer 302 zwischen dem Ventilsitz 278 und dem
Auslaß 274 liegen und durch die das Ansaugvakuum aus der Kammer 302 über das Steuerventil 298 durch obere
Querlöcher 304 zu einer Kammer 306 unterhalb der Membran 284 übertragen wird. Im Betrieb wird bei
> zunehmendem Druck im Bereich 290 die Membran 294 nach unten gedrückt, um das Steuerventil 298 zu öffnen,
so daß das Ansaugvakuum über die Löcher 304 der Kammer 306 zugeleitet wird. Die Membran 284 wird
dann gegen die Kraft der Feder 286 nach unten bewegt,
ίο um das Ventil 280 von seinem Ventilsitz 278 fort zu
bewegen, so daß eine erhöhte Rückleitung der Abgase eintritt. Bei einem Absenken des Druckes hebt die Feder
2% die Membran 294, so daß das Steuerventil 298 geschlossen wird. Der Druck in der Kammer 306 erhöht
sich dann, da Luft durch einen Schlitz 308 am Außenurnfang des Schaftes des Ventügiiedes 298 aus
einer Außenluftdruck aufweisenden Kammer 310 zwischen den Membranen 294 und 284 zuströmt. Die
Membran 284 wird dann durch die Feder 286 nach oben bewegt und verstellt das Ventilglied 280 in Richtung auf
den Ventilsitz 278, wodurch eine Verringerung der rückgeleiteten Abgasmenge eintritt. In der Praxis
werden die Membranen 294 und 284 sich gemeinsam bewegen und der Druck im Bereich 290 auf einen
konstanten Druck eingehalten sein.
Eine weitere Ausführungsform des Regelventils 62<g·
ist in F i g. 9 dargestellt. Dieses hat ein Ventilgehäuse 312 mit einer oberen Wand 314, einer Umfangswand 316
und einer unteren Wand 318, die eine Kammer 320 begrenzt. Das Ventilgehäuse 312 hat einen Einlaß 321 im
Bereich der Kammer 320, die mit dem ersten Teil 60 der Abgasrückführungsleitung verbunden ist. In dem Ventilgehäuse
312 ist ferner eine öffnung 322 gebildet. Ein Bereich 324 ist von dem ersten Teil 60 der
Abgasrückführungsleitung durch eine im Einlaß 321 angeordnete Lochplatte 326 getrennt. Das Ventilgehäuse
hat ferner einen Auslaß 328, der mit dem zweiten Teil 64 der Abgasrückführungsleitung verbunden ist. Auf der
Einlaßseite ist im Bereich einer öffnung 322 ein nach unten gerichteter Ventilsitz 330 gebildet.
Ein Ventilkopf 332 arbeitet mit dem Ventilsitz 330 zusammen und kann profiliert sein, um einen veränderlichen
Durchflußquerschnitt für die rückgeleiteten Abgase zu erhalten. Der Ventilkopf 332 ist auf einen
Schaft 334 aufgeschraubt und dadurch einstellbar. Der Schaft 334 erstreckt sich durch ein Loch 336 in der
oberen Wand 314 des Ventilgehäuses 312.
Ein Teil 338 hat in einem zentralen Teil 340 ein Loch
342, durch das der Schaft 334 hindurchtritt.
Ein Zwischenstück 344 hat einen ringförmigen nach unten konkaven Teller 346, der zwischen dem mittleren
Teil 340 und der oberen Wand 314 des Ventilgehäuses 312 liegt In dem Teller liegt eine Isolierscheibe 350 aus
Asbest um eine Wärmeableitung von den Abgasen zum Teil 338 zu verringern.
Das Zwischenstück 344 hat oberhalb des Tellers einen nach unten konkaven Napf 352 mit einer zentralen
Öffnung 354 zur Aufnahme des Schaftes 334. Der Schaft
ist in diesem Bereich von graphitierten Asbestdich tungsscheiben 356 umgeben, die auf einer Stahlscheibe
358 abgestützt sind, die an der Mündung des Napfes 350 des Zwischenstückes 344 liegt Auf diese Weise ist der
Schaft 334 geführt und ein Luftstrom in die Kammer 320 durch öffnungen 354 und 336 verringert
Der Teil 338 hat einen äußeren Kranz 360, der durch
drei nach außen und aufwärts gerichtete Speichen 362 getragen wird. Die Speichen 362 sind durch etwas
erhöhte Rippen 364 verstärkt und stellen einen geringen
Wärmeweg für die Wärmeableitung vom mittleren Teil 340 des Teils 338 zum Kranz 360 dar.
Ein Deckel 366 hat einen Rand 368, der in dem Rand 360 des Teils 338 befestigt ist, wobei zugleich eine
Membran 370 zwischen den Rändern eingespannt ist, so daß eine Kammer 372 zwischen der Membran 370 und
dem Deckel 366 gebildet ist. Die Membran 370 ist mit dem Schaft 334 verbunden. Eine Feder 374 übt auf die
Membran 370 eine nach oben gerichtete Kraft aus, die im Sinne des Schließens des Ventilsitzes 330 durch den
Ventilkopf 332 wirkt.
Der Druck in einem Bereich 324 zwischen dem Ventilsitz 330 und dem Loch in der Lochplatte 326 wird
der Kammer 372 über einen Kanal 376 im Schaft 334 und eine Drosselöffnung 378 an dessen oberen Ende 380
zugeleitet. Bei einer Zunahme des Druckes in dem Bereich 324 wird die Membran 370 nach unten gedrückt
und entfernt das Ventilglied 332 von dem Ventilsitz 330, so daß eine erhöhte Abgasrückführung erfolgt. Bei einer
Abnahme des Druckes in dem Bereich 324 wird dagegen die Membran 370 angehoben und bewegt das
Ventilglied 332 auf den Ventilsitz 330 zu, wodurch eine Verringerung der rückgeleiteten Abgasmenge eintritt.
Das Regelventil 62g bewirkt somit ein Konstanthalten des-Druckes in dem Bereich 324.
Bei bestimmten Abstimmungen kann es zweckmäßig sein, eine sehr schwache Feder 374 zu verwenden, die
ein öffnen des Ventils bereits bei sehr niedrigem Gegendruck der Abgase ermöglicht, beispielsweise bei
254 mm WS. Eine derartige Ausbildung könnte jedoch ermöglichen, daß der Ventilkopf 332 das Loch 326
vorzeitig erreicht, wodurch die Rückleitung der Abgase unterbrochen würde. In diesem Falle kann es daher
erwünscht sein, eine zweite Feder 382 vorzusehen, die etwas Abstand von der Membran 370 hat und zur
Anlage gegen die Membran 370 gelangt, wenn der Ventilkopf 332 seine volle öffnung erreicht hat, also
beispielsweise bei einem Gegendruck der Abgase von etwa 760 mm WS. Die Feder 382 verringert das
Ansprechen der Membran 370 auf Erhöhungen des Gegendruckes, so daß der Ventilkopf 332 das Loch in
der Lochplatte 326 zur Unterbrechung der Rückleitung der Abgase eher schließen kann, wenn deren Rückdruck
einen Wert in der Größenordnung von 1930 - 2540 mm WS erreicht.
Die Feder 374 stütz» sich an einer Scheibe 384 ab, die
von dem Teil 338 über einen Teil 386 abgestützt ist. Eine Zunge 388 des Teils 386 erstreckt sich durch einen
Schlitz 390 in der Scheibe 384 und ist zurückgebogen, um das untere Ende der Feder 382 festzuhalten.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Regeleinrichtung für die Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführungsleitung,
die zwischen Auslaßkanal und Ansaugleitung einen Ventilsitz enthält, der mit einem den
Strom der Abgase regelnden Ventilglied zusammenarbeitet und wobei das Ventilglied durch eine
druckempfindliche Einrichtung zum Ventilsitz verstellbar ist und daß der Bereich der Abgasrückführungsleitung
stromaufwärts des Ventilsitzes mit einer Kammer der druckempfindlichen Einrichtung
verbunden ist, so daß bei Ansteigen des Drucks in dieser Kammer der Durchlaßquerschnitt des Ventils
erhöht, bei Sinken des Drucks dagegen verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck im Bereich (104; 140; 172; 210; 234; 290; 324) der Abgasrückführungsleitung (60, 64) stromaufwärts
des Ventilsitzes (76, 78; 124, 126; 156; 196; 226; 278; 330) auf einen vom atmosphärischen Druck
abweichenden Druck gehalten wird (F i g. 3 bis 9).
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Halten des Drucks im
Bereich der Abgasrückführungsleitung stromaufwärts des Ventilsitzes auf einen unteratmosphärischen
Wert das Ventilglied im Sinne des Vergrößerns des Durchflußquerschnitts des Ventilsitzes und
bei Halten auf einen überatmosphärischen Wert im Sinne des Verringerns des Durchflußquerschnitts
des Ventilsitzes belastet ist.
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