DE2400029C2 - Abgasrezirkulationssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

a) daß ein einziges Ventil (14) zum Rezirkulieren von Abgas vorgesehen ist,

b) daß ein Druckregler (26) für Strömungsmittel zum Steuern des das einzige Ventil (14) betätigenden Arbeitsdrucks als verstärkte Funktion eines Strömungsmittelsignals entsprechend der Durchflußmenge von Gas durch die Brennkraftmaschine vorgesehen ist, und

c) daß ein Steuerventil (34) vorgesehen ist, das ungeachtet des der Durchflußmenge von Gas durch die Brennkraftmaschine entsprechenden Strömungsmittelsignals die Betätigung des einzigen Ventils (14) in dessen geschlossene Stellung entsprechend vorbestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bewirkt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (34) eine Strömungsmittelsignale erzeugende, mit der Ansaugluft der Brennkraftmaschine in Verbindung «-»ehende Einrichtung (11, 62, 63) zur Erzeugung zv/eier Strömungsmattelsignale aufweist, die in ihrer Gr'iße von der Drehzahl und Belastung der Brennkraftmaschine abhängig sind, und daß ein entsprechend den zweiten Strömungsmittelsignalen einer vorbestimmten Höhe bewegliches Steuerteil (47) vorgesehen ist, um die Betätigung des Ventils (14) in die geschlossene Stellung zu bewirken.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelsignale erzeugende Einrichtung eine Öffnung (63) in einer Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine, eine ein Drucksignal übertragende Leitung (62), die sich von der öffnung (63) erstreckt, und eine bewegliche Drossel (11) in der Luftansaugleitung aufweist, daß die Drossel (11) eine gegebene Drosselstellimg aufweist, in der die Öffnung (63) im wesentlichen mit Luft im wesentlichen bei Atmosphärendruck in Verbindung steht, und aus der Drosselstellung bewegbar ist, um die Öffnung (63) mit dem Druck in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine zu verbinden, und daß die Strömungsmittelsignale erzeugende Einrichtung (11, 62, 63) die Betätigung des Ventils (14) in die geschlossene Stellung bewirkt, wenn die Drossel (11) sich in der Drosselstellung befindet.

4. System nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (47) entsprechend den zweiten Strömungsmittelsignalen die Betätigung des Ventils (14) in die geschlossene Stellung bewirkt, wenn die Brennkraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl läuft.

5. System nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (47) zum Blockieren des Ausgangs für den Betätigungsdruck des Ventils (14) am Druckregler (26) und zur Verbindung des Ventils (14) mit Atmosphärendruck bewegbar ist, um das Ventil (14) entsprechend der Höhe der zweiten Strömungsmittelsignale in die geschlossene Stellung zu bewegen.

Die Erfindung betrifft ein Abgasrezirkulationssystem für eine Brennkraftmaschine, in welchem ein durch Strömungsmitteldruck betätigtes Ventil zum Rezirku-Keren von Abgas eine offene Stellung, in welcher sich Abgas der Brennkraftmaschine mit dem angesaugten Gas mischt, und eine geschlossene Stellung aufweist, wobei das Ventil den Abgasrezirkulationsfluß aufgrund ces Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr steuert.

Ein derartiges Abgasrezirkulationssystem für eine Brennkraftmaschine ist aus der DE-AS 19 44 357 bekannt. Bei diesem bekannten Abgasrezirkulationssystern kann das durch Strömungsmitteldruck betätigte Ventil zum Rezirkulieren von Abgas eine offene Stellung einnehmen, in weicher sich das Abgas der Brennkraftmaschine mit dem angesaugten Gas mischt und eine geschlossene Stellung einnehmen. Das Ventil steuert dabei den Abgasrezirkulationsfluß aufgrund des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr. Bei diesem bekannten System sind mit dem Strömungsmitteldruck betätigten Ventil weitere Ventile in Reihe geschaltet, die abhängig vom Unterschreiten eines bestimmten niedrigen Unterdruckpegels im Ansaugsystem bzw. Unterschreiten einer bestimmten Motordrehzahl die Rezirkulation von Abgas unterbrechen. Ein erstes mit dem genannten Ventil in Reihe geschaltetes Ventil wird dabei von einem durch Saugen betätigten Stellglied in Schließrichtung betätigt, während das weitere mit dem genannten Ventil in Reihe geschaltete Ventil lediglich unterhalb einer

schlossen wird. Bei diesem bekannten Abgasrezirkulationssystem sind somit drei in der Rezirkulationsleitung in Reihe geschaltete Ventile erforderlich, die unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Steuerung für ein Ventil für die Abgasrezirkulation zu schaffen, bei welcher die Unterdruckleitung zum Ventilantrieb zu einer höheren Druckquelle hin geöffnet ist, z. B. zur Umgebungsiuft, und ein Schließen des Ventils für die Abgasrezirkulation ansprechend auf einen Abfall des Unterdrucks unmittelbar stromauf der Drosselklappe des Vergasers veranlaßt, wenn die Drosseiklappe in Leerlauf- oder weit geöffneter Stellung ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Mit Hilfe des Abgasrezirkulationssystems nach der Erfindung wird erreicht, daß das einzige Ventil zur Abgasrezirkulation so schnell wie möglich entsprechend der Bewegung der Drosselklappe entweder in die weit geöffnete Stellung oder in die geschlossene Stellung oder Leerlaufstellung betätigt wird. Wenn die Drosselklappe bei dem erfindungsgemäßen System in ihre weit offene Stellung bewegt wird, fällt der Unterdruck im Ansaugrohr in einem Maße ab. daß das Ventil für die Abgasrezirkulation geschlossen wird. Wenn die Drosselklappe jedoch geschlossen und in Leerlaufstelliing ist.

ist der Unterdruck im Ansaugvcrteilerrohr sehr hoch und kann ein öffnen des Ventils für die Abgasrezirkulation sicher bewirken.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter-

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bildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Teildarstellung einer Brennkraftmaschine und eines Ventils zur Abgasrezirkulation und einer Steuerung für dasselbe zeigt.

In der Zeichnung umfaßt eine nicht vollständig dargestellte Brennkraftmaschine einen herkömmlichen Vergaser 10 mit einer Drosselklappe 11 und einem Venturirohr 12 und ein Ansaugverteiierro'nr 13. Ein Ventil zum Steuern der AbgasrezirkuJation ist zum Steuern des Durchflusses des Abgases vom Abgassammeirohr 15 des Motors zum Ansaugverteilerrohr 13 vorgesehen.

Das Ventil 14 umfaßt ein durch eine Platte 17 in obere und untere Kammern 20, 21 geteiltes Gehäuse 16. Die obere Kammer 20 ist durch eine flexible Membran 18 in obere und untere Kammerteile 20a, 206 geteilt Die untere Kammer 21 hat eine Einlaßöffnung 22 und eine Auslaßöffnung 23. Ein Ventilelement 24 ist mittels eines Schaftes mit der Membran 18 verbunden. Der Schaft erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung in der Platte 17 und wird durch die Auslenkungen eier Membran zum Schließen und öffnen der Einlaßöffnung 22 bewegt. Eine Feder 25 drückt das Ventilelement 24 normalerweise in eine die Einlaßöffnung schließende Stellung. Das Ventilelement 24 wird von der Öffnung wegbewegt, wenn ein genügender Unterdruck in dem oberen Kammerteil 20a erzeugt wird. Der untere Kammerteil 20ό ist mit einer Entlüftungsöffnung 28 versehen, so daß sich die Membran 18 in bezug auf die Platte 17 biegen kann, weil der untere Kammerteil 206 entlüftet ist und so, ungeachtet der Stellung der Membran, immer im wesentlichen Umgebungsdruck aufweist

Ein das Ventil öffnender Unterdruck kann in dem oberem Kammerteii 2öa durch Herstellen eines Strömungsmittel- oder Unterdruckdurchlasses zwischen dem Kammertei! 20a und dem Ansaugverteilerrohr 13 über einen Unterdruckregler 26 hergestellt werden. Dieser Durchlaß umfaßt eine Leitung 27, die das Innere des Ansaugverteilerrohrs und die Einlaßöffnung des Unterdruckreglers 26 verbindet, eine Kammer 32 des Unterdruckreglers, eine Leitung 33 von der Kammer 32 zu einem sekundären, den Unterdruck steuernden Ventil 34 und eine Leitung 35 vom Ventl 34 zur Kammer 20 des Ventils 14

Der Ausgang des Unterdruckreglers 26, der in der Leitung 33 auftritt, wird entsprechend dem Unterdruck am Venturirohr 12 des Vergasers 10 und in einer Leitung 36 gesteuert, welche das Venturirohr mit dem Unterdruckregler verbindet. Hierbei ist der Unterdruck am Venturirohr 12 im Vergleich zum Unterdruck im Ansaugverteilerrohr im allgemeinen klein. Der dem Unterdruckregler zugciührte Unterdruck des Venturirohr bewirkt jedoch die Regelung des von dem Ansaugverteilerrohr kommenden Unterdrucks im Ausgang des Unterdruckreglers in der Leitung 33, um einen, das Ventil betätigenden Unterdruck in der Kammer 20 bei einem gegebenen Vielfachen des Unterdrucks am Venturirohr zu schaffen, vorausgesetzt, daß ein solcher Unterdruck im Ansaugverteilerrohr vorhanden ist. Eine genauere Beschreibung des Unterdruckreglers 26 ist in der US-PS 31 25 111 zu finden. Es reicht zu sagen, daß die Größe des in der Kammer 32 erzeugten Unterdrucks durch die Größe des Unterdrucks in einer Kammer 40 des Unterdruckreglers 26 gesteuert wird, die über die Leitung 36 mit dem Venturirohr 12 verbunden ist, vorausgesetzt, daß in dem Ansaugverteilerrohr ein Unterdruck vorhanden ist. Die Kammer 40 enthält eine flexible Membran 41, deren laterale Bewegungen über ein Verbindungsstück 43 auf ein Membranventil 42 übertragen werden. Der Bereich zwischen den Membranen 4i, 42 ist zur Umgebung hin geöffnet, so daß die Membran 41 beim Ansteigen des Unterdrucks in der Kammer 40 nach oben ausgelenkt wird. Die Bewegung des Membranventils 42 durch die Membran 41 dient

ίο dazu, entweder die Kammer 32 über die Leitung 27 usw. mit dem Ansaugverteilerrohr oder mit der Umgebungsluft zu verbinden, die in dem Gehäuse zwischen den Membranen 41, 42 vorhanden ist, oder die Kammer 32 sowohl gegenüber der Umgebungsluft als auch gegenüber dem Unterdruck vom Ansaugverteilerrohr abzudichten und dadurch einen Unterdruck in der Kammer 32 und der Leitung 33 entsprechend einem Vielfachen des Unterdrucks in der Kammer 40 zu schaffen, welcher die Stellung der Membran 41 beeinflußt

Wenn sich die Drosselklappe 11 in Leerlaufstellung befindet wie es in der Zeichnung dargestellt ist und wobei sie das Ansaugrohr im wesentlichen verschließt, ist es, wie zuvor erwähnt wurde, wünschenswert, das Ventil 14 schnell zu schließen, um eine Rezirkulation von Abgas zu verhindern. Dies wird erfindungsgemäß durchgeführt, indem die Kammer 20 des Ventils 14 über das sekundäre, den Unterdruck regelnde Ventil 34 jedesmal mit der Umgebungsluft verbunden wird, wenn der Unterdruck unmittelbar oberhalb der Drosselklappe 11 ungefähr auf Atmosphärendruck absinkt was bei geschlossener Drosselklappe der Fall ist

Das Ventil 34 umfaßt ein Gehäuse mit einer starren Querwand 46 und einer quer verlaufenden Membran 47. Die Wand und die Membran wirken mit dem Gehäuse zur Bildung von Kammern 50, 51, 52 zusammen. Die Kammer 50 hat eine Einlaßöffnung 53, die durch einen sich nach unten erstreckenden Stutzen 54 gebildet wird, an weichen die Leitung 33 angeschlossen ist und eine zweite Einlaßöffnung 55 in der Querwand 46. Die öffnungen 53 und 55 werden abwechselnd durch ein Ventilelement 56 geschlossen, das an einem mit der Membran 4/ verbundenen Schaft 57 befestigt ist und von einer Öffnung zur anderen verschoben wird, wenn die Membran in entgegengesetzte Richtungen ausgdenkt wird.

Die Kammer 51 ist durch die öffnung 60 zur Umgebung hin offen. Das Ventilelement 56 wird durch eine Druckfeder 61 zwischen der unteren Endwand der Kammer 52 und der Membran kontinuierlich nach oben gedruckt, um die öffnung 53 zu schließen. Die Kammer 52 ist über eine Leitung 62 mit dem Bereich des Vergasereinlas-^s unmittelbar vor der Drosselklappe 11 verbunden, wenn die Drosselklappe geschlossen ist. Die Leitung 62 ist über eine Öffnung 63 in der Wand des Einlasses des Vergasers angeschlossen. Die Öffnung 63 ist so angeordnet, daß sie sich vor der Drosselklappe befindet, wenn diese in ihrer geschlossenen Lage ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Kraft der Druckfeder 61 ist so bemessen, daß z. B. bei einem kleine" Unterdruck von 50 mm Hg oder dar-

unter im Bereich der öffnung 63 die Membran 47 durch die Feder nach oben bewegt wird, und das Ventilelement 56 die Öffnung 55 öffnet und die Öffriung 53 verschließt. Durch diesen Vorgang wird die Kammer 20a des Ventils 14 über die Leitung 35, die Öffnung 55, die

Kammer 51 und ü,s Öffnung 60 zur Atmosphäre hin entlüftet. Dadurch bewegt die Feder 25 den Ventilkörper 24 zur Einlaßöffnung 22, so daß das Ventil 14 schließt Jedesmal, wenn die Drosselklappe vollständig

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geschlossen wird:, fällt der Unterdruck unmittelbar oberhalb der Drosselklappe so auf den Punkt ab, der ein Schließen des Ventils 14 aufgrund der Tätigkeit des sekundären Ventils 34 verursacht.

V/enn der Unterdrück unmittelbar oberhalb der Drosselklappe 11 größer als 50 mm Hg ist, was bei Zwischenstellungen der Drosselklappe auftritt, drückt der Umgebungsdruck oberhalb der Membran 47 diese zum Zusammendrücken der Feder 61 nach unten, öffnet die Öffnung 53 und schgließt die Öffnung 55. Die Kammer 20 steht dann über die Leitung 35, die Kammer 50, die Öffnung 53 und die Leitung 33 mit dem Auslaß des Unterdruckreglers in Verbindung.

Wenn die Drosselklappe weit geöffnet ist, tritt ein geringer Unterdruck an der öffnung 63 auf. Jedoch ist derselbe niedrige Unterdruck sowohl in dem Ansaugverteilerrohr als auch den Leitungen 27,33 und 35 vorhanden. Dieser niedrige Unterdruck führt zu einem Schließen des Veniüs 14. Oleichzeiti¹⁷ wird iedoch das sekundäre Ventil 34 ebenfalls betätigt, um die Kammer 20 zur Umgebung hin zu entlüften.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, ein Rückschlagventil und einen Speicher in der Leitung 27 anzuordnen, so daß ein plötzlicher Abfall des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr 13 nicht unbedingt einen Verlust an Unterdruck in der Kammer 20 des Ventils 14 verursacht Die Wirkung eines Speichers, das Ventil 14 offen zu halten, wenn die Drosselklappe in eine weit geöffnete Stellung bewegt wird, würde durch Betätigung des sekundären Ventils 34 entsprechend einem niedrigen Unterdruck im Bereich der öffnung 63 annulliert werden.

Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung eine Steuerung für ein durch Unterdruck betätigtes Ventil zum Steuern der Abgasrezirkulation in einer Brennkraftmaschine geschaffen, wobei das Ventil durch Unterdruck vom Ansaugverteilerrohr betätigt wird, der durch einen Unterdruckregler entsprechend dem Unterdrucksignal am Venturirohr des Vergasers gesteuert wird, welcher eine Funktion der in den Motor angesaugten Luft ist Wenn der Unterdruck in der Ansaugleitung auf einen gegebenen Wert absinkt, wird das Ventil zum Steuern des Abgases geschlossen. Wenn die Drosselklappe geschlossen oder in Leerlaufstellung ist, entlüftet außerdem ein auf die Verringerung des Unterdrucks unmittelbar oberhalb der geschlossenen Drosselklappe ansprechendes Ventil das durch Unterdruck betätigte Ventil, um ein Schließen des Ventils zu veranlassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

24 OO 029 Patentansprüche:

1. Abgasrezirkulationssystem für eine Brennkraftmaschine, in welchem ein durch Strömungsmitteldruck betätigtes Ventil zum Rezirkulieren von Abgas eine offene Stellung, in welcher sich Abgas der Brennkraftmaschine mit dem angesaugten Gas mischt, und eine geschlossene Stellung aufweist, wobei das Ventil den Abgasrezirkulationsfluß aufgrund des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr steuert, dadurch gekennzeichnet,