DE2318917B2 - Steuereinrichtung für Abgasrückführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Betrieb einer mit Abgasrückführung arbeitenden Brennkraftmaschine, mit einem Abgasrückführventil, welches in einer von der Auspuffleitung der Brennkraftmaschine abzweigenden und stromabwärts der willkürlich betätigbaren Drosselklappe in das Saugrohr mündenden Rückführleitung angeordnet ist und welches in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr durch ein pneumatisches Stellorgan steuerbar ist, das über eine in einem Verbindungsrohr geführte Ventilstange mit dem Ventilteil des Abgasrückführventils verbunden ist

Um die gesundheitsschädlichen Anteile im Abgas einer Brennkraftmaschine zu reduzieren, dient als sehr wirksame Maßnahme insbesondere zur Reduzierung der NOx-Anteile die Rückführung von bestimmten Abgasmengen. Die Zugabe eines nicht an der Verbrennung beteiligten Gases bewirkt eine Herabsetzung der Verbrennungstemperatur, so daß weniger Stickoxid entsteht Andererseits jedoch vermindert dieses Inertgas bei Vollast die Zylinderfüllung und verschlechtert den Rundlauf der Maschine bei niederen Drehzahlen, was sich besonders im Leerlauf auswirkt Um bei Vollast die maximale Leistung zu erhalten und im Leerlauf einen ruhigen Lauf zu garantieren, soll in diesen Bereichen keine Abgasrückführung stattfinden. Zudem ist beim Leerlauf die Abgasemission klein, da der Gasdurchsatz und die Zylinderfüllung klein sind, außerdem sind die Verbrennungstemperaturen niedriger und dementsprechend auch die Stickoxidemissionen. Im Teillastgebiet hingegen ist die Stickoxidemission besonders hoch und deshalb besonders gefährlich, weil im Stadtverkehr, für den die schärfsten Abgasbestimmungen gelten, hauptsächlich im Teillastbereich gefahren wird, wobei jedoch erwünscht ist, daß bei kurzzeitigem Vollastbetrieb, wie er beispielsweise beim Überholen auftritt, die Abgasrückführung nicht unterbrochen wird. Weniger streng sind die Vorschriften hingegen bei Überlandfahrt, bei der unter Vollast die maximale Leistung erforderlich ist und bei der die Häufung von giftigen Abgasen geringer ist

Ein Abgasrückführventil der eingangs genannten Art ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 20 34 930 bekannt Das Ventilschließglied des dort gezeigten Ventils wird in einer Buchse geführt und von einer am äußersten Ende des Ventilschließglieds angreifenden Membran betätigt Diese ist unter Einwirkung einer Feder und des im Saugrohr an der Drosselklappe herrschenden Saugrohrdrucks auslenkbar. Dabei wird das Schließglied voll der Temperatur des rückgeführten Abgases ausgesetzt und erfährt wärmebedingte Änderungen von Länge und Durchmesser. Das Führungsspiel zwischen Buchse und Schließglied muß deshalb groß

ίο genug sein, um die Verstellung des Schließgliedes nicht zu behindern. Dies bringt andererseits den Nachteil mit sich, daß das Schließglied und die sich anschließende Membran insbesondere durch das zwischen Schließglied und Buchse entweichende Abgas stark wärmebela-

is stet wird, was die Lebenserwartung des Ventils beeinträchtigt

Es ist weiterhin durch die deutsche Offenlegungsschrift 21 37 694 bekannt, mit Hilfe eines Abgasrückfühiventils auch Luftmengen zu steuern, die dem Saugrohr der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Hier erfolgt die Einleitung des rückgeführten Abgases stromaufwärts der Drosselklappe, was in nachteiliger Weise zur Verschmutzung der Drosselklappe bzw. des Vergasers führt Die Zusatzluft wird bei dieser bekannten Ausführung zugleich durch das die Abgasrückführmenge steuernde Ventilschließglied gesteuert derart daß bei geschlossener Abgasrückführleitung die zugemessene Zusatzluft das Führungsrohr des Abgasrückführventils durchströmt Diese Schaltstellung des Ventils ist nur bei Leerlaufbetrieb der zugehörigen Brennkraftmaschine wirksam, wo die Zufuhr der Zusatzluft den Rundlauf der Brennkraftmaschine verbessern bzw. während der Warmlaufphase die Leerlaufdrehzahi erhöhen soll.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Abgasrückführventil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unter Vermeidung der obengenannten Nachteile der bekannten Abgasrückführventile in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmarchine eine Kühlung des Abgasrückführventils in einfacher Weise mil geringem Aufwand erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist für eine Steuereinrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß die Drosselklappe durch eine die Leerlaufluftmenge

*5 bestimmende Luftbypaßleitung umgangen wird, in der ein Luftmengensteuerorgan und der nach außen abgeschlossene Innenraum eines im Durchmesser wesentlich größer als die Ventilstange ausgebildeten Verbindungsrohres angeordnet sind.

so Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß unabhängig von der Schaltstellung des Abgasrückführventils dosierte Zusatzluftmengen dem Saugrohr stromabwärts der Drosselklappe zugeführt werden. Eine Kühlung des Abgasrückführventils erfolgt somit insbesondere auch in den Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine, in denen durch hohe Abgasrückführmengen die Wärmebelastung des Ventils besonders hoch ist

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Das Ausführungsbeispiel besteht aus einem im Längsschnitt dargestellten Abgasrückführventil 1 und einer sehr vereinfacht dargestellten Brennkraftmaschinenanlage 2. In der Brennkraftmaschinenanlage wird die Verbrennungsluft über einen Filter 10 ein Luftmeßorgan 11 und eine im Saugrohr 12 angeordnete Drosselklappe 13 vom Motor 14 angesaugt Der im Saugrohr 12 herrschende Unterdruck hängt erstens von der Drehzahl des Motors und zweitens von der Stellung der Drosselklappe 13 ab.

Die verbrannten Gase werden über einen Auspuff 15 abgeleitet, der fiber eine Abgasrückfflhrleitung 16 mit dem Saugrohr 12 stromab der Drosselklappe 13 verbunden ist Der Durchgang der Leitung 16 wird durch das Abgasrückführventil 1 gesteuert und zwar in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr 12.

Das Abgasrückführventil 1 arbeitet mit einer Membran 20, die mit der Membrandose 21 einen Unterdruckraum 22 begrenzt, der über eine Steue-Ieitung 23 mit dem Saugrohr 12 verbunden ist In der Unterdruckkammer 22 ist eine auf die Membran 20 wirkende Feder 24 angeordnet, die das Abgasrückführventil 1 bei Atmosphärendruck oder nur geringen Unterdrücken geschlossen hält Die andere Seite der Membran 20 ist über eine Bohrung 25 durch '5 Atmosphärendnick belastet Die Membran 20 ist über eine Ventilstange 26 mit dem beweglichen Ventilglied 27 verbunden, das mit einem Ventilsitz 28 zusammenwirkt Das bewegliche Ventilglied 27 ist topfförmig ausgebildet und in einem Hüllrohr 29 geführt das die Membrandose 21 mit einem Ventilkörper 30 verbindet Zur Abdichtung zwischen Membrandose 21 und Hüllrohr 29 dient eine elastische Dichtung 31.

Die Drosselklappe 13 im Saugrohr 12 ist durch eine Luftbypaßleitung 33 des Saugrohres umgangen, so daß bei geschlossener Drosselklappe 13 die Leerlaufluftmenge durch diesen Bypaß strömen muß. Die Leerlaufluftmenge und damit die Leerlaufdrehzahl wird durch ein willkürlich einstellbares Luftmengensteuerorgan 34 in der Luftbypaßleitung 33 eingestellt Diese Luftbypaßleitung 33 kreuzt das Verbindungsrohr 29 des Abgasrückführventils 1 und bewirkt dadurch eine Kühlung des vom beweglichen Venülteil 27, Verbindungsrohr 29 und Dichtelement 31 begrenzten Raumes. Die den durchströmenden Abgasen ausgesetzten Flächen des beweglichen Ventilteils 27, bzw. der Sitz 28 können jedoch trotzdem auf Temperaturen geregelt werden, die ein Ablagern von Abgasbestandteilen im Ventilschließbereich verhindern.

Um zu erreichen, daß in der Unterdruckkammer 22 ein von den eingangs genannten Lasten unterschiedlicher Druck herrscht, mündet die Steuerleitung 23 in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe 13 jedoch im unmittelbaren Bereich des gegen den Luftstrom sich bewegenden Drosselklappenteils 35 in das Saugrohr 12. Solange also die Drosselklappe 13 geschlossen ist herrscht etwa Atmosphärendruck in der Unterdruckkammer 22, so daß das Ventil geschlossen ist Sobald dann die Drosselklappe 13 mehr und mehr öffnet, steigt in Abhängigkeit von der Drehzahl auch der Unterdruck in diesem Teiliastbereich, wodurch das Abgasrückführventil 1 verhältnismäßig schnell öffnet Wenn dann die Drosselklappe 13 die der Vollast entsprechende Stellung einnimmt ist der Unterdruck wieder geringer geworden, da von der Saugrohreingangsseite her ein stärkerer Einfluß vorhanden ist Dieser Unterdruck ist nicht hoch genug das Ventil aufzuhalten, so daß es wieder schließt Auf diese Weise wird die gewünschte Steuerung der Abgasrückführung erreicht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung zum Betrieb einer mit Abgasrückführung arbeitenden Brennkraftmaschine, mit einem Abgasrückführventil, welches in einer von der Auspuffleitung der Brennkraftmaschine abzweigenden und stromabwärts der willkürlich betätigbaren Drosselklappe in das Saugrohr mündenden Rückführleitung angeordnet ist und welches in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr durch ein pneumatisches Stellorgan steuerbar ist, das über eine in einem Verbindungsrohr geführte Ventilstange mit dem Ventilteil des Abgasrückführventils verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (13) durch eine die Leerlaufluftmenge bestimmende Luftbypaßleitung (33) umgangen wird, in der ein Luftmengensteuerorgan (34) und ά?Γ nach außen abgeschlossene Innenraum eines im Durchmesser wesentlich größer als die Ventilstange (26) ausgebildeten Verbindungsrohres (29) angeordnet sind.