DE2400083C2 - System zum Steuern des Durchflusses der Abgase von dem Abgassammelrohr in das Ansaugverteilerrohr einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

a) ein Regler (34) zum Steuern des Arbeitsdrucks des zu dem Regelventil (14) geleiteten Strömungsmittels vorgesehen ist,

b) daß ein Strömungsmittelsignalaufbau (12, 37) zum Erzeugen eines Strömungsmittelsignais für ilen Regler (34) als Funktion dar Durchflußmeiige von Gas durch die Brennkraftmaschine vorgesehen ist, und

c) daß eine auf den Unterdruck im Ansaugverteilerrohr (13) ansprechende, das Strömungsmittelsignal für den Regler (34) modifizierende Steuereinrichtung (50) vorgesehen ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungsmittelbetätigte Regelventil (14) ein bewegliches Ventilelement (24) enthält und einen strömungsmittelbetätigten Antrieb (18) zum Bewegen des Ventilelements (24) enthält und daß der strömungsmittelbetätigte Antrieb (18) durch den Druck betätigbar ist, der vom Ansaugverteilerrohr (13) über den Regler (34) erzeugt wird.

3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (34) eine Kammer (40) für ein Strömungsmittelsignal mit einer beweglichen Wand (41) aufweist, daß der Strömungsmittelsignalaufbau (12,37) das Strömungsmittelsignal zu einer Kammer (40) leitet, daß die Steuereinrichtung aus einem Signalsteuerventil (50) besteht, das mit dem Strömungsmittelsignalaufbau (12, 37) verbunden ist und auf die Druckbedingungen im Ansaugverteilerrohr (13) ansprechend betätigbar ist, wodurch die Höhe des zu der Kammer (40) geleiteten Strömungsmittelsignals modifizierbar ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalsteuerventil (50) zur gesteuerten Verbindung des Strömungsmittelsignalaufbaus (12, 37) zum Umgebungsdruck betätigbar ist, wodurch das zum Regler (34) übertragene Strömungssignal modifizierbar ist.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signalsteuerventil (50) ein Ventilelement (60) und einen Ventilsitz (56) aufweist, daß das Ventilelement (60) relativ zum Ventilsitz (56) bewegbar ist, um die Verbindung zwischen dem Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck und dem Strömungsmittelsignalaufbau (12,37) zu steuern, und daß ein Betätigungsteil (52) für das Ventilelement (60) vorgesehen ist, das auf den Druck im Ansaugverteilerrohr (13) anspricht, wodurch die Stellung des beweglichen Ventilelements (60) veränderbar ist.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (60) eine Oberfläche begrenzt, die zur Verbindung des Umgebungsdrucks mit dem Strömungsmittelaufbau (12, 37) als vorbestimmte Funktion des Druckes des Ansaugverteilerrohrs (13) ausgelegt ist.

7. System nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (60) des Signalsteuerventils (50) und der Ventilsitz (56) einander so zugeordnet sind, daß das strömungsmittelbetätigte Regelventil (14) daran gehindert ist. Abgas zurückzuleiten, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlaufbereich läuft, und daß die Auslegung der Fläche des Ventilelements (6) den Regler (34) als Teilfunktion des Druckes im Ansaugverteilerrohr (13) beeinflußt, wenn die Brennkraftmaschine in ihrem normalen Arbeitsbereich läuft

Die Erfindung betrifft ein System zum Steuern des Durchflusses der Abgase von dem Abgassammeirohr in das Ansaugverteilerrohr einer Brennkraftmaschine, mit einem strömungsmittelbetätigten Regelventil zum Steuern des Durchflusses aufgrund des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr.

Ein derartiges System zum Steuern des Durchflusses der Abgase von dem Abgassammeirohr in das Ansaugyerteilerrohr einer Brennkraftmaschine ist aus der DE-AS 19 44 357 bekannt. Dieses bekannte System weist ein strömungsmittelbetätigtes Regelventil zum Steuern des Durchflusses aufgrund des Unterdrucks im Ansaugverteiierrohr auf. Eine von einem Auspuffrohr abzweigende Rohrleitung verbindet ein Ventil mit dem Auspuffrohr. Dieses Ventil wird von einem durch Saugen betätigten Stellglied mit einer vorbelasteten Feder gesteuert, wobei die Membran dieses Stellglieds das Ventil öffnet, wenn der Saugdruck in der Ansaugsammelleitung über einem bestimmten Wert liegt. Die Membran schließt jedoch das Ventil bei einem darunterliegenden Ansaugdruck sowie bei Leerlauf. Dieses Ventil liegt in Reihe mit zwei weiteren Ventilen, von denen eines dazu dient, die Drehzahl festzustellen, wobei dieses Ventil mit einem weiteren Ventil mit veränderbarer öffnung verbunden ist. Dieses weitere Ventil steuert die rückgeführte Auspuffströmung, wenn die zwei anderen Ventile geöffnet sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Steuerung für das strömungsbetätigte Regelventil zum Steuern des rezirkulierten Abgases zu schaffen, wobei das Regelventil durch den Unterdruck im Ansaugverteilerrohr betätigt wird, welcher entsprechend dem im Venturi-Roh. des Vergasars vorhandenen Unterdrucks gesteuert wird, so daß das Ausmaß der Ventilöffnung entsprechend den Änderungen des Drukkes im Ansaugverteilerrohr abgewandelt wird, um einen gewünschten Volumenstrom des Abgases durch das Regelventil relativ zum Volumen der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine herbeizuführen, obwohl sich die Drücke im Ansaugverteilerrohr relativ /um Druck des ausgestoßenen Abgases ändern.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit ein System zum Steuern des Durchflusses der Abgase von dem Abgassammelrohr in das Ansaugverteilerrohr einer Brennkraftmaschine geschaffen, bei welchem eine von dem Venturi-Rohr des Vergasers abgehende Leitung für Unterdruck und ein Ventil vorhanden ist, das auf einen gegebenen Anstieg des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr anspricht, um das vom Unterdruckregler vom Venturi-Rohr erhaltene Unterdrucksignal abzuwandeln, wodurch der dem Antrieb für das Ventil zur Steuerung der

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Abgasrezirkulation zugeführte Unterdruck eine solche £röße erhält, daß die Durchflußöffnung des die Rezirkulation steuernden Ventiles beeinflußt wird, damit der Volumenslrom des Abgases durch das Vec.til im Verhältnis zur Ansaugluft ein Optimum für jede gegebene Betriebsbedingung des Motors darstellt

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Teildarstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Ventil zum Rückleiten des Abgases und ein Steuersystem für dasselbe zeigt

In der Zeichnung ist eine nicht vollständig dargestellte Brennkraftmaschine mit einem herkömmlichen Vergaser 10, mit einer Drosselklappe 11, einem Venturirohr 12 und einem Ansaugverteilerrohr 13 gezeigt Ein Regelventil 14 zum Steuern der Abgasrezirkuiation ist zum Steuern des Durchganges von Abgas vom Abgassammeirohr 15 des Motors zum Ansaugverteilerrohr 13 zur Rückleitung durch die Maschine vorgesehen.

Das Regelventil 14 enthält ein durch eine Platte 17 in obere und untere Kammern 20,21 geteiltes Gehäuse 16. Die obere Kammer 20 ist mittels einer flexiblen Membran 18 in obere und untere Kammerteile 20a, 20b geteilt. Die untere Kammer hat eine Einlaßöffnung 22 und eine Auslaßöffnung 23. Ein Ventilkörper 24 ist mittels eines Schaftes mit der Membran 18 verbunden. Der Schaft erstreckt sich durch eine passende öffnung in der Platte 17 und wird durch die Auslenkungen der Membran zum Schließen und öffnen der Einlaßöffnung 22 bewegt. Eine Feder 25 drückt den Ventilkörper 24 in eine die Einlaßöffnung verschließende Lage. Der Ventilkörper 24 wird von der Einlaßöffnung wegbewegt, wenn ein ausreichender Unterdruck in der oberen Kammer 20 erzeugt wird. Der Kammerteil 20Zj ist mit einer Entlüftungsöffnung 28 versehen, die ein Biegen der Membran 18 in bezug auf die Platte 17 ermöglicht, weil der untere Kammerabschnitt entlüftet wird und so, unabhängig von der Stellung der Membran, immer im wesentlichen Umgebungsdruck aufweist.

Ein das Ventil öffnender Unterdruck kann in dem Kammerteil 20a erzeugt werden, indem ein Strömungsmitteldurchgang zwischen dem Kammerteil 20a und dem Ansaugverteilerrohr 13 hergestellt wird. Dieser Strömungsmitteldurchlaß besteht aus einer Leitung 27, weiche das Ansaugverteilerrohr 13 und die Einlaßventilöffnung 33 eines Unterdruckreglers 34 verbindet, einer Kammer 35 des Unterdruckreglers und einer Leitung 36, welche die Kammer 35 und den Kammerteil 20a des Regelventils 14 verbindet.

Der Ausgang des Unterdruckreglers 34, der in der Leitung 36 auftritt, wird entsprechend dem Unterdruck in einer Leitung 37 gesteuert, welche das Venturirohr 12 des Vergasers mit dem Unterdruckregler verbindet. Es ist der Unterdruck am Venturirohr 12 im allgemeinen im Vergleich zum Unterdruck im Ansaugverteilerrohr klein. Jedoch bewirkt der dem Unterdruckregler zügeführte Unterdruck des Venturirohrs die Steuerung des Unterdrucks des Ansaugverteilerrohrs im Ausgang des Unterdruckreglers, d. h. in der Leitung 36, um einen das Regelventil betätigenden Unterdruck in der Kammer 20 mit einem gegebenen Vielfachen zu erzeugen, z. B. ungefahr das Zehnfache des Unterdrucks am Venturirohr, vorausgesetzt, daß ein solcher Unterdruck in dem Ansaugverteilerrohr vorhanden ist. Es genügt zu sagen, daß die Größe des in der Kammer 35 erzeugten Unterdrucks durch die Größe des Unterdrucks in einer mit dem Venturirohr 12 über die Leitung 37 verbundenen Kammer 40 des Unterdruckreglers 34 gesteuert wird. Die Kammer 40 enthält eine flexible Membran 41, deren laterale Bewegungen über ein Verbindungsstück 43 auf ein Membranventil 42 übertragen werden. Die Bewegung des Membranventils 42 durch die Membran 41 dient dazu, die Kammer 35 entweder mit dem Ansaugverteilerrohr über die Leitung 27 usw. zu verbinden oder mit der Umgebungsluft die in der Kammer zwischen den Membranen 41, 42 vorhanden ist, oder die Kammer 35 sowohl gegenüber der Umgebung als auch dem Unterdruck vom Ansaugverteilerrohr abzudichten. Diese Wirkung führt zu einem gesteuerten Unterdruck in der Kammer 35 und der Leitung 36 entsprechend dem Unterdruck in der Kammer 40, der die laterale Lage der Membran 41 beeinflußt

Es ist wünschenswert, daß der Grad der Öffnung des Regelventils 14 während Reisegeschwindigkeiten abgewandelt wird, um den Strom des Abgases zum Ansaugverteilerrohr zu steuern, um ein gewünschtes Verhältnis von Abgas zu Ansaugluft aufrechtzuerhalten. Während dieser Phase des Fahrens übersteigt der Unterdruck im Venturirohr 50 mm Hg und der Unterdruck im Ansaugverteilerrohr 203 mm Hg. Diese Bedingungen würden den Unterdruckregler 34 andernfalls veranlassen, einen Unterdruck in der Kammer 20 des Regelventils 14 zu erzeugen, damit das Ventil vollständig geöffnet wird. In diesem Fall würde der Volumenstrom des Abgases durch das Ventil durch Änderungen im Druckabfall durch das Ventil beeinflußt. Erfindunggemäß wird der Unterdruck zur Steuerung des Unterdruckreglers 34 jedesmal automatisch abgewandelt oder verringert, wenn der Unterdruck im Ansaugrohr über einen vorbestimmten Wert ansteigt, der die Reisedrehzahl des Motors anzeigt, um die Ventilöffnung entsprechend abzuwandeln, und dadurch das Volumen des durch das Regelventil 14 vom Abgassammeirohr zum Ansaugverteilerrohr durchgelassenen Abgases. Für diesen Zweck wird die Steuerung des Unterdruckreglers 34 durch eine Steuereinrichtung in Form eines Modulationsventils 50 abgewandelt.

Das Modulationsventil 50 umfaßt ein Gehäuse 51 mit einer Membran 52, die sich quer dazu erstreckt und zwei Kammern 53 und 54 im Gehäuse bildet. Die Kammer 53 ist über eine Öffnung 55 zur Atmosphäre hin offen. Ein Ventilsitz 56 ist in der Kammer 53 angeordnet und mit der Leitung 37 zwischen einer Drosselstelle 57 in der Leitung und dem Unterdruckregler 34 verbunden. Ein kegliges Ventilelement 60 ist an der Membran 52 befestigt und wird beim Auslenken der Membran 52 axial bewegt. Das Ventilelement 60 kann durch die Membran 52 mehr oder weniger in den Ventilsitz 56 hineinbewegt werden, so daß eine Änderung der Durchflußöffnung, abhängig von dem Ausmaß des Einschiebens des Ventilelements 60 in den Ventilsitz und dem besonderen Umriß des Ventilelements, geschaffen wird. Wenn das Ventilelement 60 aus dem Ventilsitz 56 herausgezogen wird, wächst die Fläche der Durchflußöffnung und umgekehrt. Eine Druckfeder 61 drückt die Membran 52 und das Ventilelement 60 nach links, um den Ventilsitz 56 zu schließen. Wenn ein relativ großer Unterdruck im Ansaugverteilerrohr auftritt, bewegt der Umgebungsdruck die Membran 52 nach rechts und drückt die Druckfeder 61 zusammen, um die öffnung des Ventilsitzes 56 durch das Ventilelement 60 zu vergrößern. Dies ermöglicht einen größeren Strom von Atmosphärenluft durch das

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Ventil und in die Leitung 37, wodurch die Stärke des den Unterdruckregler 34 beeinflussenden Unterdrucksignals verringert wird. Dadurch wird das Regelventil 14 so gesteuert, daß es seine öffnung verringert, wodurch der Volumenstrom des Abgases durch das Regelventil im wesentlichen konstant bleibt, obwohl eine Vergrößerung des Druckabfalls zwischen dem Abgassammeirohr und dem Ansaugverteilerrohr stattgefunden hat.

Wenn der Unterdruck im Ansaugverteilerrohr abfällt, bewegt die Druckfeder 61 die Membran 52 und das Ventilelement 60 nach links und in den Ventilsitz 56, wodurch der Strom der Umgebungsluft durch das Ventil zur Leitung 37 verringert wird. Dadurch wird die Wirkung der in die Leitung 37 eingeblasenen Umgebungsluft verringert, und das Unterdrucksignal zum Unterdruckregler 34 wird verstärkt, und der Unterdruckregler erzeugt einen Unterdruckausgang, welcher die öffnung des Regelventils 14 vergrößert. So fließt im wesentlichen derselbe Volumenstrom von Abgas durch das Regelventil 14, obwohl der Druckabfall über das Regelventil verringert wurde.

Die Druckfeder 61 ist vorzugsweise so kalibriert, daß das Ventilelement 60 den Ventilsitz 56 verschließt, bis eim Unterdruck von ungefähr 203 mm Hg im Ansaugverteilerrohr auftritt. So wird der Unterdruck in der Kammer 40 des Unterdruckreglers 34 durch das Modulationsventil 50 nicht abgewandelt, ausgenommen, wenn der Unterdruck im Ansaugverteilerrohr einen vorbestimmten Wert erreicht.

Das Ventilelement 60 ist keglig dargestellt. Es kann jedoch auch irgendeine andere geeignete Ausbildung haben, um die Abschwächung des Unterdrucks vom Venturirohr in der Leitung 37 herbeizuführen, was den gewünschten Abgasstrom zum Ansaugverteilerrohr bei jeder gegebenen Lage der Membran 52 ergibt, wie sie durch Hen Grad des Unterdrucks in der Kammer 54 bestimmt wird.

Es versteht sich, daß das Modulationsventil 50 eine modulierte Steuerung des Stroms der Umgebungsluft in die Leitung 37 herbeiführt, was einen im wesentlichen optimalen Volumenstrom des Abgases vom Abgassammelrohr zum Ansaugverteilerrohr über einen wesentlichen .Änderungsbereich des Unterdrucks im Ansaugsammelrohr ergibt Die Durchflußmenge muß nicht unbedingt konstant sein und kann gesteigert werden, wenn die Belastung des Motors anwächst Die besondere Öffnung des Regelventils 14, die von der Betätigung des Unterdruckreglers 34 bei gegebenen Unterdrücken im Venturirohr und Ansaugverteilerrohr einer besonderen Motorauslenkung abhängt kann durch Versuche bestimmt werden, und die optimale Ventilöffnung kann erreicht werden, indem das Ventilelement 60 so geformt wird, daß für den Unterdruckregler 34 ein genauer Betriebsunterdruck erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

24 OO Patentansprüche:

1. System zum Steuern des Durchflusses der Abgase von dem Abgassammeirohr in das Ansaugverteilerrohr einer Brennkraftmaschine, mit einem strömungsmittelbetätigten Regelventil zum Steuern des Durchflusses aufgrund des Unterdrucks im Ansaugverteilerrohr, dadurch gekennzeichnet, daß