DE2417001C3 - Einrichtung zur Rückführung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Rückführung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, bei welcher das Auspuffsystem und das Einlaßsystem der Maschine über eine von einem Regelventil beherrschte Leitung miteinander verbunden sind und das Stellglied des Regelventils abhängig vom im Einlaßsystem herrschenden Unterdruck über einen Druckverstärker membrangesteuert ist.

Die französische Patentschrift 21 36 284 zeigt eine Einrichtung zur Rückführung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, bei welcher das Auspuffsystem und das Einlaßsystem der Maschine über eine von einem Regelventil beherrschte Leitung miteinander verbunden sind und das Stellglied des Regelventils abhängig vom im Einlaßsystem herrschenden Unterdruck membrangesteuert ist Das Regelventil besitzt dabei eine erste und eine zweite Membran, die ein Gehäuse in drei Kammern unterteilen. Dabei steht die erste Kammer über Leitungen und eine Meßeinrichtung mit dem Auspuffsystem in Verbindung, während die zweite Kammer mit der Atmosphäre verbunden ist. In der dritten Kammer ist eine Feder gelagert, welche auf die diese Kammer nach oben begrenzende Membran einwirkt. Das Stellglied des Regelventils besitzt dabei einen hohlen Stößel, der mit der die zweite Kammer von der dritten Kammer trennenden Membran fest verbunden ist. Hierdurch hängt der auf diese Membran einwirkende Druck von dem Unterdruck in dem Einlaßsystem ab. I_n der von dem Regelventil beherrschten Leitung ist etwa Atmosphärendruck.

Wenn der in der ersten Kammer herrschende Druck größer als Atmosphärendruck ist, so baucht die diese Kammer nach unten abschließende Membran aus und verschließt die öffnung des mit dem Regelventil verbundenen hohlen Stößels. Auf diese Weise gelangt der in dem Einlaßsystem herrschende Unterdruck auf die zweite Membran zur Einwirkung, welche sich entgegen der in der dritten Kammer liegenden Feder nach unten bewegt und das Regelventil öffnet, so daß Auspuffgase in das Einlaßsystem eingesteuert werden.

Wenn hingegen der in der ersten Kammer herrschende Druck kleiner als der Atmosphärendruck ist, so gibt die erste Membran die öffnung des hohlen Stößels des Regelventils frei, mit der Folge, daß über eine in dem hohlen Stößel angeordnete Bohrung Atmosphärendruck aus der zweiten Kammer in die darunterliegende dritte Kammer eingesteuert wird. Die unter der Einwirkung der Druckfeder und des Atmosphärendrucks stehende zweite Membran wird somit nach oben bewegt, so daß das Stellglied des Regelventils in die Schließstellung übergeführt und somit die weitere Zufuhr von Auspuffgasen in das Einlaßsystem unterbunden wird. Die Bewegung des Stellgliedes dieses Regelventils wird also selbsttätig zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung derart geregelt, daß ein mehr oder weniger großer Unterdruck in der von dem Regelventil beherrschten Leitung erzeugt wird, um vor der Meßeinrichtung einen etwa dem Atmosphärendruck entsprechenden Druck aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig von dem auf diese Meßeinrichtung wirkenden Druck der Auspuffgase und dem Unterdruck in dem Einlaßsystem.

Bei dieser bekannten Einrichtung wird das Regelventil von dem Unterdruck in dem Einlaßsystem gesteuert. Dies hat zur Folge, daß bei großer Last, also bei großer Drosselöffnung, dieser Unterdruck viel zu klein wird und daher nicht in der Lage ist, die mit dem hohlen Stößel in Verbindung stehende Membran zu betätigen. Diese bekannte Einrichtung arbeitet somit allenfalls bei Schwachlast, keineswegs jedoch bei größeren Lasten, insbesondere Vollast, zufriedenstellend.

Die DT-OS 20 11 464 zeigt eine ähnliche Einrichtung mit einem Regelventil mit zwei Druckkammern, von welchen die eine Druckkammer über Kanäle mit dem Ansaugsystem dauernd verbunden ist, so daß in dieser Kammer der Ansaugdruck herrscht, während die andere Druckkammer über eine Leitung mit einer öffnung im Ansaugrohr im Bereich der Kante der Drosselklappe in ihrer Stellung bei Leerlauf verbunden ist. In der anderen Druckkammer ist eine Druckfeder gelagert, welche über zwei Membranen mit einem Ventilstößel verbunden ist, der die Zufuhr von

Auspuffgasen in diejenige Druckkammer regelt, die mit dem Ansaugsystem unmittelbar verbunden ist.

Die Druckverhältnisse in diesen beiden Kammern relativ zueinander ändern sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsweise der Maschine. So ist der Druck in der mit dem Ansaugsystem über die Kanäle ständig in Verbindung stehenden Kammer größer als derjenige in der anderen Kammer, wenn die Maschine im Leerlauf odev bei unterster Teillast betrieben wird. Sorgt nun dafür, daß die die eine Druckkammer begrenzende Fläche der Membran kleiner ist als die die andsre Druckkammer begrenzende Fläche der Membran, so kann man durch geeignete Dimensionierung der auf die eine Membran wirkenden Feder erreichen, daß sich der Ventilstößel bei unterster Teillast gerade von seinem Ventilsitz abhebt. Mit wachsender Last nähern sich die beiden Druckwerte immer mehr so daß bei mittlerer Teillast Gleichheit der Druckwerte herrscht und das Ventil geöffnet ist. Bei oberer Teillast und Vollast nehmen dagegen die beiden praktisch identischen Druckwerte so stark ab, daß die Kraft der Feder überwiegt und das Ventil wieder schließt. Dabei handelt es sich bei den Druckwerten genaugenommen um Unterdrücke. Durch diese Einrichtung wird sichergestellt, daß über die Rückführleitung eine Abgasrückführung nur dann eintritt, wenn die Maschine mit mittlerer Teillast betrieben wird.

Bei dieser bekannten Einrichtung ist der negative Druck im Einlaßsystem als Steuerdruck lediglich abhängig von dem Druck im Einlaßsystem und keineswegs von der Leistung der Brennkraftmaschine. Deshalb bleibt dieses Regelventil sowohl bei Schwachlast (kleine Luftmenge) als auch bei hoher Leistung bzw. Vollast (große Luftmenge) im wesentlichen konstant geöffnet. Das Verhältnis der rückgeführten Auspuffgase ist also bei geringer Drehzahl bzw. Leistung größer, mit der Folge, daß die Brennkraftmaschine nur unzufriedenstellend arbeitet.

Die US-Patentschrift 27 22 927 zeigt ebenfalls eine Einrichtung dieser Art, bei welcher das Auspuffsystem und das Einlaßsystem der Maschine über eine von einem Regelventil beherrschten Leitung miteinander verbunden sind und das Stellglied des Regelventils abhängig von der Stellung der Drosselklappe membrangesteuert ist. Dabei steht ein mit der Drosselklappe verbundener, schwenkbarer Arm mit der Nadel eines Nadelventils in Verbindung, über welches nach Maßgabe der Stellung der Nadel und damit der Drosselklappe als solchen in die das Membran gesteuerte Regelventil beaufschlagende Steuerleitung Atmosphärendruck eingesteuert wird. Bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine wird die Drosselklappe in die Leerlaufstellung übergeführt, so daß ein ziemlich hohes Vakuum im Einlaßsystem erzeugt wird. Dieser Unterdruck wird in die unterhalb der Membran des Regelventils liegende Kammer eingesteuert; gleichzeitig wird aber die oberhalb dieser Membran liegende und über eine Leitung mit dem Nadelventil in Verbindung stehende Kammer über dieses Nadelventil mit der Atmosphäre verbunden. O'ie Folge davon ist, daß die Membran des Regelventils nach unten ausbaucht, so daß eine in der Rückführleitung der Auspuffgase angeordnete und die Verbindung mit dem Einlaßsystem herstellende Klappe in die Offenstellung überführt wird. Auf diese Weise werden die Auspuffgase in das Einlaßsystem eingeführt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird also die Menge der in das Regelventil eingesteuerten atmosphärischen Luft nach Maßgabe der Stellung der Drosselklappe im Einlaßsystem geregelt. Diese bekannte Einrichtung stellt aber insofern keine einwandfreie Regelung sicher, als sich die Lastverhältnisse (Unterdruck im Einlaßsysiem) ständig verändern und keineswegs der Leistung der Brennkraftmaschine entsprechen.

Die DT-OS 22 21 152 zeigt eine Einrichtung zur Rückführung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, bei welcher das Auspuffsystem und das Einlaßsystem der Maschine über eine von einem

ίο Regelventil beherrschte Leitung miteinander verbunden sind und das Stellglied des Regelventils abhängig vom im Einlaßsystem herrschenden Unterdruck über einen Druckverstärker membrangesteuert ist Wenn der mittels eines Verstärkers verstärkte Druck den Wert des Unterdruckes in dem Einlaßsystem erreicht hat, so ist die Verstärkerwirkung in Frage gestellt; dies ist also bei erhöhten Lasten der Brennkraftmaschine der Fall. Will man dies vermeiden, dann ist die Anordnung eines Vakuumbehälters unerläßlich. Dieser Vakuumbehälter muß aber — sofern er seinen Sinn und Zweck erfüllen soll — insofern vergleichsweise voluminös sein, als bei bestimmten Betriebsbedingungen der Unterdruck im Einlaßsystem ziemlich klein ist. Die Unterbringung eines derartigen, vergleichsweise großen Vakuumbehälters ist aber namentlich bei Personenkraftwagen aus Raumgründen unmöglich. Überdies bereitet das Aufladen eines derartigen Vakuumbehälters bei Personenkraftwagen Schwierigkeiten.
Hier setzt der Erfindungsgedanke ein. Aufgabe der Erfindung ist es also, diese bekannte Einrichtung so zu verbessern, daß unter Verzicht auf Vakuumbehälter in allen Lastbereichen der Brennkraftmaschine eine den jeweiligen Verhältnissen entsprechende, von den Druckverhältnissen im Einlaßsystem abhängige Rückführung der Auspuffgase in das Einlaßsystem gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckverstärker eine erste und eine zweite Membran besitzt, die ein Gehäuse in drei Kammern unterteilen, deren erste, von der ersten Membran begrenzt, mit einer Druckluftquelle Verbindung hat, die zweite Kammer mit der Atmosphäre verbunden ist und die von der zweiten Membran begrenzte dritte Kammer mit dem im Bereich eines im Ansaugsystem gelegenen Venturirohres herrschenden Unterdruck beaufschlagt ist, daß eine die erste und die zweite Kammer verbindende, die erste Membran mittels eines Ventilsitzes durchdringende Leitung von einem Ventilkörper beherrscht ist, dessen Betätigungsglied mit der zweiten Membran verbunden ist und daß der in der ersten Kammer herrschende Druck auf das Stellglied des Regelventils einzuwirken vermag.

Vorteilhaft ist dem Druckverstärker ein Druckwechselventil zugeordnet, welches in der einen Stellung die erste Kammer mit einer Kontrolldruckkammer des Regelventils verbindet, in der anderen Stellung hingegen die Verbindung dieser Kontrolldruckkammer mit dem Einlaßsystem im Bereich einer Drosselklappe herstellt.

Zweckmäßig ist das Druckwechselventil als über eine Membran gesteuertes Doppelsitzventil ausgebildet.

Nach einem den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildenden Merkmal bildet die von der Druckfedei beaufschlagte Membran mit dem Gehäuse des Druck

wechselventils eine die Druckfeder aufnehmende Kammer, welche über eine Leitung mit dem in unmittelbaren Bereich der Drosselklappe im Einlaßsy stern herrschenden Unterdruck beaufschlagbar ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet mit einem positiven Druck, also einem Überdruck, zur Steuerung der Kontrolldruckkammer des Regelventils. Hierdurch kann auf besondere Vakuumbehälter verzichtet werden. Darüber hinaus ist ',-ei allen nur denkbaren Betriebsverhältnissen der Brennkraftmaschine eine von den Verhältnissen im Einlaßsystem abhängige Rückführung der Auspuffgase in dieses Einlaßsystem gewährleistet.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigt in rein schematischer Weise

Fig.l eine Ansicht einer Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Rezyklierung der Auspuffgase,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Druckverstärker der erfindungsgemäßen Einrichtung und das Druckwechselventil,

Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch das Regelventil der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Regelventils,

Fig.5 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Brennkraftmaschine mit einer etwas abgewandelten Ausführungsform der Einrichtung zur Rezyklierung der Auspuffgase,

Fig.6 einen senkrechten Schnitt durch den Druckverstärker und das Regelventil in der Einrichtung nach Fig.5,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch das in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendete Druckwechselventil.

Die Ausführungsform nach den Fig.l bis 3 soll nunmehr im folgenden näher beschrieben werden.

Mit 1 ist die Brennkraftmaschine mit dem Ansaugstutzen 2 und dem Auspuffstutzen 3 bezeichnet. Das Brennstoff-Luftgemisch wird dabei in den Ansaugstutzen 2 über den Filter 4, ein Venturi-Rohr 5 in dem Vergaser und die Drosselklappe 6 eingeführt. Hingegen werden die Auspuffgase der Brennkraftmaschine 1 über den Auspuffstutzen 3 der Atmosphäre zugeführt. Dieser Auspuffstutzen 3 und der Ansaugstutzen 2 sind über eine Leitung 8 miteinander verbunden, wobei an einer vorteilhaften Stelle ein Kontrollventil 7 gelagert ist, so daß ein Teil der Auspuffgase in den Ansaugstutzen 2 wieder rezykliert, also zurückgeleitet wird. Das Gehäuse 51 dieses Kontrollventils 7 ist mit einem Kanal 52 oder Anschluß versehen, durch welchen die Auspuffgase hindurchströmen. Dieser Anschluß oder Kanal 52 ist mit einer Düse 54 ausgerüstet welche von einem Ventilverschlußglied 53 geöffnet oder verschlossen werden kann. Oberhalb des Gehäuses 51 ist ein weiteres Gehäuse 60 vorgesehen, in welchem zwei Membranen 58 und 59 unterschiedlicher Größe angeordnet sind. Diese beiden Membranen 58,59 bilden in diesem Gehäuse eine atmosphärische Druckkammer 55, eine kontrollierte Druckkammer 56 und eine atmosphärische Druckkammer 57, die in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Membranen 58 und 59 ist ein Stößel 61 angeordnet, der so ausgebildet ist, daß er die beiden Membranen 58 und 59 in einem konstanten Abstand voneinander hält In der atmosphärischen Druckkammer 57 ist eine Feder 62 gelagert, welche so ausgebildet ist, daß sie die Membran 59 in Richtung der kontrollierten Druckkammer 56 drückt.

Das Ventil 53 ist mit den beiden Membranen 58, 59 über einen Zapfen oder einen Stößel 64 verbunden, welcher sich durch eine Dichtung 63 des Ventilkörpers 51 hindurch erstreckt und so angeordnet ist, daß die feste Drossel 54 dann geöffnet wird, wenn ein positiver Druck in die kontrollierte Druckkammer 56 von dem nachstehend näher beschriebenen Druckverstärker 11 eingeleitet wird. Das Kontrollventil 7 kann auch so angeordnet werden, daß das Ventil 53 stromauf, also vor der festen Drossel 54 liegt. Eine derartige Anordnung zeigt die Fig.4 der Zeichnung. Die kontrollierte Druckkammer 56' wird dabei von einer Membran 65 und das Gehäuse 66 eingeschlossen, so daß das Ventil über diese Membran 65 geöffnet oder geschlossen wird.

Der Druckverstärker 11 ist so ausgebildet, daß nach

Maßgabe des negativen Druckes in dem Ansaugsystem ein positiver Druck in die kontrollierte Druckkammer 56 in dem Kontrollventil 7 eingesteuert wird. Zwischen dem Gehäuseteil 12 und einem weiteren Gehäuseteil 13 dieser Einheit 11 ist eine unter der Einwirkung einer Feder 14 stehende Membran 15 vorgesehen. Beide Gehäuseteile 12 und 13 werden über Schraubenbolzen miteinander verbunden, so daß eine kontrollierte Druckkammer 17 auf der Gehäuseteilseite 12 und eine atmosphärische Druckkammer 18 gebildet werden, welche mit der Atmosphäre an dem Gehäuseteil 13 verbunden ist.

In dem Gehäuseteil 12 ist eine Leitung 20 oder ein Kanal vorgesehen, welcher eine Düse 19 besitzt. Die Leitung 20 steht mit einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Luftpumpe 21 über eine Leitung 22 in Verbindung, so daß in die kontrollierte Druckkammer 17 ein positiver Druck eingesteuert wird. In dem Gehäuseteil 12 ist ferner eine Auslaßöffnung 23' vorgesehen, welche mit einer Einlaßöffnung 24' eines Druckventils 41 verbunden ist, welches im folgenden näher beschrieben werden wird. Dieses Ventil 41 steht ferner mit der kontrollierten Druckkammer 56 in dem Kontrollventil 7 über eine Leitung 71 in Verbindung, so daß ein von dem Druckverstärker 11 kontrollierter positiver Druck in das Kontrollventil 7 wahlweise eingesteuert wird. In der Membran 15 des Druckverstärkers 11 ist eine Bohrung 25 vorgesehen, in welcher auf der der atmosphärischen Druckkammer 18 nähergelegenen Seite eine kleine Luftöffnung 26 vorgesehen ist. Diese Luftöffnung 26 besitzt eine Entlüftungsbohrung 27 zur Entlüftung des positiven Druckes in die atmosphärische Druckkammer 18. Es ist ferner ein Kugelventil 29 angeordnet, welches von einer Feder 28 in dieser Bohrung 27 gehalten wird. Oberhalb des Gehäuseteiles 13 ist ein weiterer Gehäuseteil 33 vorgesehen, der mit dem Gehäuseteil 13 verbunden ist.

Es ist ferner eine unter Einwirkung einer Feder 31 stehende Membran 32 vorgesehen. Diese Membran 32 und der Gehäuseteil 33 bilden eine negative Druckkammer 35, in welche über die Leitung 36 ein negativer Druck eingesteuert wird. Die Leitung 36 bzw. der Kanal 36 ist in dem Gehäuseteil 33 angeordnet, der über die Leitung 37 bzw. den Kanal 37 mit dem Venturi-Rohr 5 des Vergasers in Verbindung steht Die Druckkraft der Feder 31 wird durch Verstellung der Schraube 38 verändert, so daß auf diese Weise die Lage der Membran 32 verändert werden kann. Mit der Unterseite der Membran 32 ist ein über eine Schraubenmutter 40 verbundener Stößel 39 vorgesehen, gegen weichen das Kugelventil 29 in der Entlüftungsöffnung 26 entgegen der Kraft der Feder 28 gedrückt wird, und zwai entsprechend den Stellungen der beiden Membranen 15 und 32. Die Druckkraft der entsprechenden Federn 14 und 31 sowie die Lage der Entlüftungsöffnung 26 werden in geeigneter Weise geregelt, so daß die

Entfernung zwischen diesen beiden Membranen 15 und 32 stets gleich ist. Wenn also der negative Druck in der negativen Druckkammer 35 des Druckverstärkers 11 vergleichsweise groß ist, wird die Membran entgegen der Kraft der Feder 31 angehoben, so daß sich der Stößel 39 von dem Kugelventil 29 löst. Die Folge davon ist, daß die kleine Luftöffnurig 27 von dem Kugelventil 29 geschlossen wird. Deshalb wird der Druck in der kontrollierten Druckkammer 17 durch die Luftpumpe 21 verstärkt, was zur Folge hat, daß die Membran 15 zusammen mit der Entlüftungsöffnung 26 angehoben wird. Wenn jedoch die Membran 15 zu sehr angehoben wird, so wird das Kugelventil 29 von dem Stößel 39 nach unten gedruckt, derart, daß der positive Druck in der kontrollierten Druckkammer 17 über die kleine Luftöffnung 27 abgebaut wird. Die Folge davon ist, daß der Druck in dieser kontrollierten Druckkammer 17 ebenfalls absinkt und auf diese Weise ein Absinken der Membran 15 zuläßt. Wenn sich diese Membran 15 zu sehr absenkt, so wird die kleine Entlüftungsöffnung 27 von dem Kugelventil 29 geschlossen, da ja dieses Kugelventil 29 von dem Stößel 39 nicht vorgeschoben wird. Durch Wiederholung der vorerwähnten Bewegungen verwandelt der Druckverstärker 11 den positiven Druck in der kontrollierten Druckkammer 17 in einem Maß. das proportional der Veränderung des negativen Druckes in der negativen Druckkammer 35 ist. Dies kann durch nachstehende mathematische Formel beschrieben werden:

^P< - ^P< <> = 1"V ^(P· - ^P">> = "^(P" - ^Ρ"·>
In dieser Formel bedeutet

Sa die Wirkfläche der Membran 32,

Se die Wirkfläche der Membran 15,

Pv der negative Druck in der negativen Druckkammer 35,

Pc der positive Druck in der kontrollierten Druckkammer 17,

Pw der ursprünglich eingestellte Wert des negativen Druckes in der negativen Druckkammer 35,

Pcd der ursprünglich eingestellte Wert des positiven Druckes in der kontrollierten Druckkammer 17,

X die Verschiebung der Membran 32,

Y die Verschiebung der Membran 15,

Ka die Federkonstante 31,

Kb die Federkonstante 14,

<x das proportionale konstante Verstärkungsverhältnis.

(Die Verschiebung des Diagramms erfolgt in der Weise, daß Af = y'xst.)

An dem Druckverstärker 11 ist ein Druckwechselventil 41 mit Schrauben 16 befestigt, so daß ein kontrollierter positiver Druck in dem Druckverstärker 11 wahlweise in das Kontrollventil 7 eingesteuert werden kann. Das Gehäuse 81 des Druckwechselventils 41 ist auf derjenigen Seite des Gehäuseteiles 12 des Druckverstärkers 11 angeordnet, die gegenüber der kontrollierten Druckkammer 17 steht. Die Kammer 82 in dem Gehäuse 81 steht mit der Auslaßöffnung 23' der kontrollierten Druckkammer 17 über einen Ventilsitz 83 in Verbindung. An einer dem Ventilsitz 83 gegenüberliegenden Stelle der Kammer 82 ist ein weiterer Ventilsitz 84 angeordnet, welcher über die Leitung 85 mit demjenigen Teil des Ansaugstutzen 2 verbunden ist, der stromab der Drosselklappe 6 liegt. In dem Gehäuse 81 ist ein Kanal 86 vorgesehen, der über die Leitung 71 mit der kontrollierten Druckkammer 56 verbunden ist, derart, daß die Kammer 82 stets mit der kontrollierten Druckkammer 56 in dem Kontrollventil in Verbindung steht. Auf der dem Druckverstärker 11 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 81 ist ein Gehäuse 91 gelagert, das mit einer Membran 89 ausgerüstet ist. Diese Membran 89 bildet eine atmosphärische Druckkammer 87 und eine negative Druckkammer 88, wobei ein wahlweise die Ventilsitze 83 und 84 schließendes Ventil 92 vorgesehen ist, welches mit der Membran 89 über einen Stößel 93 in Verbindung steht, der sich durch das Gehäuse 81 hindurch erstreckt. An denjenigen Teilen, an welchen der Stößel 93 durch das Gehäuse 81 hindurchgeführt ist, ist eine Dichtung 94 angeordnet. In der negativen Druckkammer 88 ist eine Feder 95 gelagert, welche so ausgebildet ist, daß sie die Membran 89 in Richtung der atmosphärischen Druckkammer drückt, wobei die Druckkraft der Feder 95 über eine Stellschraube % verändert werden kann. Die negative Druckkammer 88 in dem Druckwechselventil 41 steht mit demjenigen Teil des Ansaugstutzens 2 über eine Leitung 98 in Verbindung, welcher in unmittelbarer Nähe der Drosselklappe 6 liegt. Dabei ist ferner ein Solenoidventil 97 vorgesehen. Wenn der negative Druck in der negativen Druckkammer dieses Druckwechselventils 41 ansteigt, so wird ein positiver Druck in dem Druckverstärker 11 in das Kontrollventil 7 eingesteuert, während beim Abfall des negativen Druckes negativer Druck des Saugstutzens 2 in dieses Kontrollventil eingesteuert wird. Das Solenoidventil 97 arbeitet in der Weise, daß es wahlweise negativen Druck in den Saugstutzen 2 oder Atmosphärendruck in die negative Druckkammer des Druckwechselvenlils 41 einsteuert. Das Solenoidventil 97 besitzt eine Magnetspule 99 und einen Ventilkörper 100, der durch diese Magnetspule 99 betätigt wird. Die Magnetspule 99 erhält ein Kontrollsignal aber die Kontrollvorrichtung 101, welche der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Temperatur der Atmosphärenluft und anderen Faktoren entspricht.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Systems zur Rückführung der Auspuffgase soll nachstehend an Hand einer Situation beschrieben werden, in welcher das Solenoidventil 97 das Druckwechselventil 41 mit dem Saugstutzen 2 verbindet und die Brennkraftmaschine sich im Betriebszustand des Anlassens, Leerlaufes, der Beschleunigung und der Vollast befindet Unter diesen Betriebsbedingungen ist der negative Druck in der Nähe oder sogar unmittelbarer Nähe der Drosselklappe schwach, und ein derartiger negativer Druck wird über die Leitung 98 in die negative Druckkammer 88 des Druckwechselventils 41 eingeführt, wo er auf die Membran 89 nur sehr schwach einwirkt, so daß der Ventilsitz 83 das unter der stärkerer Kraft der Feder 95 stehende Ventil 92 schließt, wodurch die Leitung 85 mit der Leitung 71 in Verbindung gebracht wird. Infolgedessen wird auch der negativ« Druck im Ansaugstutzen 2 über die Leitung 85 in dit Kontrolldruckkammer 56 des Regelventils 7 einge steuert, so daß die feste Düse 54 von dem Ventil 5: geschlossen wird. Deshalb bleibt der Ventilsitz 83 ii dem Druckwechselventil 41 stets durch das Ventil 9; geschlossen, und zwar unabhängig von dem Druck ii der Kontrolldruckkammer 17 des Druckverstärkers 11 so daß eine weitere Druckmittelzufuhr in das Regelven til 7 unterbrochen wird. Die Folge davon ist, daß aucl keine Auspuffgase von dem Auspuffstutzen 3 zurück ii

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den Ansaugstutzen 2 wieder eingeführt werden.

Wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine so verändert wird, daß der Betriebszustand der Besen leunigung oder der konstanten Drehzahl erreicht ist, so wird der negative Druck um die Drosselklappe 6 herum bzw. in der Nähe dieser Drosselklappe 6 verstärkt, und der verstärkte negative Druck wird nunmehr über die Leitung 98 in die negative Druckkammer 88 des Druckwechselventils 41 eingesteuert, so daß die Membran 89 entgegen der Kraft der Feder 95 den Ventilsitz 84 und das Ventil 92 schließt. Auf diese Weise wird die kontrollierte Druckkammer 17 des Druckverstärkers 11 mit der Leitung 71 in Verbindung gebracht. Während dieser Zeit wird der kontrollierte, hohe und positive Druck in der kontrollierten Druckkammer 17 in die kontrollierte Druckkammer 56 des Kontrollventils 7 über das Druckwechselventil 41 und die Leitung 71 eingesteuert, da der negative Druck um das Vemuri-Rohr 5 in die negative Druckkammer 35 im Druckverstärker 11 eingeleitet wird und auch der positive Druck in der kontrollierten Druckkammer 17 proportional der Veränderung des negativen Druckes verstärkt wird. Auf diese Weise wirkt ein der Differenz der Wirkflächen der beiden Membrane 58 und 59 entsprechender Druck entgegen der Kraft der Feder 62 und öffnet die Düse 54 in dem Ventil 53. Die Folge davon ist, daß die Abgase über das Kontrollventil 7 von dem Abgasstutzen 3 in den Ansaugstutzen 2 eingeleitet werden. Da die Veränderung des negativen Druckes in der Saugleitung 2 den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine entspricht, entspricht auch die umgewälzte, also rezyklierte Menge der Abgase genau dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Während dieser Periode wird kein negativer Druck in den Einlaßstutzen 2 des Kontrollventils 7 eingesteuert, da ja der Ventilsitz 84 von dem Ventilverschlußglied 92 in dem Druckwechselventil 41 verschlossen wird.

Wenn die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine andere sind als die vorstehend erwähnten Betriebsbedingungen, d. h, wenn die entsprechenden Faktoren, z. B. die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, die Lufttemperatur und die Fahrzeuggeschwindigkeit einem Zustand entsprechen, in welchem eine Umwälzung, also Wiedereinführung der Abgase nicht erforderlich ist, arbeitet die Kontrollvorrichtung 101 in der Weise, daß in die Magnetspule 99 des Solenoidventils 97 ein Signal eingegeben wird, wodurch das Solenoidventil 97 eingeschaltet wird, das auf diese Weise die negative Druckkammer 88 des Druckwechselventils 41 mit der Atmosphäre verbindet, so daß der Ventilsitz 83 des Druckwechselventils 41 von dem Ventil geschlossen wird, welches von der Feder 95 durch die Membrane 89 und den Stößel 93 heruntergedrückt wird. Auf diese Weise verbindet das Druckwechselventil 41 stets das Kontrollventil 7 mit der Saugleitung 2, wobei die feste Düse 54 in dem Kontrollventil 7 von dem Ventil geschlossen gehalten wird, so daß keine Abgase in den Ansaugstutzen 2 wiedereingeführt werden.

Die F i g. 5 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend erläuterten Verwirklichungsform dadurch, daß der Druckverstärker 11 mit dem Kontrollventii 7 eine körperliche Einheit bildet während das Druckwechselventil 41 davon getrennt ist Der Verbindungsweg zwischen dem Einlaßstutzen 2, dem Druckwechselventil 41, dem Druckverstärker 11, der Luftpumpe 21, dem

Kontrollventil 7 und dem Solenoidventil 97 ist jedocl der gleiche wie bei der vorstehend erwähntei Verwirklichungsform. Zwischen beiden Ausführungs formen besteht Identität hinsichtlich der Art und Weise in welcher der negative Druck in dem Ansaugstutzen : von dem Druckverstärker 11 verstärkt wird und darin daß das Kontrollventil 7 von der Einwirkung dei verstärkten, positiven Druckes geöffnet wird. In dei Zeichnung werden die gleichen Teile der beider Ausführungsformen stets mit den gleichen Bezugszif fern bezeichnet. Wie bei der vorstehend angedeuteter Ausfuhrungsform besitzt der Druckverstärker 11 eine negative Druckkammer 35, eine atmosphärische Druckkammer 18, eine kontrollierte Druckkammer 17' unc eine Entlüftungsöffnung 26'. In dem der kontrollierter Druckkammer 17' gegenüberliegenden Teil der Entlüftungsöffnung 26' ist ein Kontrollventil 102 angeordnet mit welchem die Einsteuerung lediglich eines positiver Druckes von der kontrollierten Druckkammer 17' in die ^lüftungsöffnung 27' möglich ist. Das Ventil 53 in dem Kontrollventil 7 steht dabei mit der Membran 65' über den Stößel 64 in Verbindung, der sich durch die Dichtung 63 in dem Ventilgehäuse 51 und durch den unteren Teil der Entlüftungsöffnung 26' hindurch erstreckt, so daß dieses Ventil 53 nach Maßgabe des Verhaltens der Membranen 15' und 32' geöffnet und geschlossen wird. Das Druckwechselventil 41 ist von dem Druckverstärker 11 getrennt. Dabei ist ein Uoppelventil 92 vorgesehen, welches sich wahlweise gegen einen der beiden Ventilsitze 83 und 84 anlegt. uieses Doppelventil 92 wird über die Membran 89 von aem in der Kammer 88 herrschenden Unterdruck Detatigt. Die Leitung 85, welche den Ansaugstutzen 2 und die zur Luftpumpe 21 führende Leitung verbindet, stent wahlweise mit der kontrollierten Druckkammer w^eS °^ruckverstärkers 11 in Verbindung,
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform übt der Druckverstärker 11 nach dem vorstehend beschriebenen Mechanismus eine Verstärkungswirkung aus, so SS η ^AusP^uff8^ase in dem Auspuffstutzen in den t.nlaßstutzen 2 eingeführt werden; wenn jedoch der positive Druck in der Luftpumpe 21 in die kontrollierte druckkammer 17' eingesteuert wird, so wird in dem Uruckverstärker 11 über das Druckwechselventil 41 e ne passende Menge Medium positiven Druckes über me tntiuftungsbohrung 27 und das Kontrollventil 102 zur Atmosphäre hin entlüftet, so daß der positive Druck in aer kontroll.erten Druckkammer 17' gleich wird wie n?n^Je:Ü^ge ™^{θΚ der durch} Verstärkung der Veränderung des negativen Druckes um das Venturi-Rohr 5

H,^!T_D ^{erZeUgt Wird Hier}durch wird die feste Düse 54 «Sff ^B,^et£^lgUng ^{des Ve}"tils 53 in dem Kontrollventil 7 n™ iui " ^{Jedoch ein} negativer Druck stromab der de?n u^{Ppe 6} '" ^{die k}°ntrollierte Druckkammer 17' des Druckverstärkers 11 über das Druckwechselventil r>r,,^eul^{geSteuert wird}· ^{so wir}d in der kontrollierten Dnickkammer 17' insofern ein negativer Druck

EmffS*¹"¹ u^Su^{keine Luft in di}e Kammer 17 von der SliwW™¹? ^{27 aus}gehend durch das Kontroll- 7™ ν · ^"durchströmt, so daß die feste Düse 54 von

r Pm-Ti ^{S Kontro}»ventils /geschlossen wird,
hen L η ^dei\^Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben wird, wird der negative Druck in der Saugleitung. dar«Pii, ^Bet.^riebszustand der Brennkraftmaschine Dm IT" U¹¹⁰J" ^Druckverstärker in einen positiven d« 2 ^V^^rstarkt· ^der proportional dem absoluten Wert dabei f, ^{DrUCkeS ist Der} Druckverstärker besteht

aaoe. aus zwei Membranen und einem Entlüftungsme-

chanismus, wobei ein derartiger positiver Druck in eine kontrollierte Druckkammer des Kontrollvcntils eingesteuert wird, welches die Menge der umgewälzten, also wiedereingeführten Auspuffgase überwacht und das Öffnen des Kontrollventils bei einem hohen positiven Druck zuläßt, während gleichzeitig die Menge der umgewälzten Auspuffgase entsprechend dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine kontrolliert wird. Es stellen sich beim Öffnen des Kontrollventils selbst dann gar keine Probleme, wenn eine Feder mit einer starken Federkraft benutzt wird, welche im Schließsinne des Kontrollventils wirkt. Wenn gewünscht w;rd, daß das Konirollventil bei einer bestimmten Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine geschlossen wird, so wird negativer Druck in dem Einlaßstutzen in die kontrollier-

te Druckkammer des Kontrollventils eingesteucrl, se daß das Schließen des Kontrollventils durch einer derartigen negativen Druck und durch die Kraft dei Feder gewährleistet ist. Eine weitere Umwälzung, alsc Wiedereinführung der Auspuffgase wird selbsttätig unterbrochen, wenn die Brennkraftmaschine einer Betriebszustand erreicht hat. in welchem eine Rezirku lation oder Rezyklierung der Auspuffgase nich erwünscht ist. Obgleich Druckluft in der kontrolliertet

ίο Druckkammer des Druckverstärkers über die Entlüf tungsöffnung zur Atmosphäre entlüftet wird, tretet insofern keinerlei Probleme auf, als die Luftpumpe de Druckluftquelle eine hinreichend große Kapazitä besitzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Rückführung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, bei welcher das Auspuffsystem und das Einlaßsystem der Maschine über eine von einem Regelventil beherrschte Leitung miteinander verbunden sind und das Stellglied des Regelventils abhängig vom im Einlaßsystem herrschenden Unterdruck über einen Druckverstärker membrangesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverstärker (11) eine erste (15; 15') und eine zweite Membran (32; 32') besitzt, die ein Gehäuse (12,13,33) in drei Kammern (17, 18.. 35; 17', 18, 35) unterteilen, deren erste (17; 17'), von der ersten Membran (15; 15') begrenzt, mit einer Druckluftquelle (21) Verbindung hat, die zweite Kammer(18) mit der Atmosphäre verbunden ist und die von der zweiten Membran (32; 32') begrenzte dritte Kammer (35) mit dem im Bereich eines im Ansaugsystem (2) gelegenen Venturirohres (5) herrschenden Unterdruck beaufschlagt ist, daß eine die erste (17; 17') und die zweite Kammer (18) verbindende, die erste Membran (15; 15') mittels eines Ventilsitzes durchdringende Leitung (25) von einem Ventilkörper (29) beherrscht ist, dessen Betätigungsglied (39) mit der zweiten Membran (32; 32') verbunden ist und daß der in der ersten Kammer (17; 17') herrschende Druck auf das Stellglied (53) des Regelventils (7) einzuwirken vermag.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckverstärker (11) ein Druckwechselventil (41) zugeordnet ist, welches in der einen Stellung die erste Kammer (17) mit einer Kontrolldruckkammer (56) des Regelventils (7) verbindet, in der anderen Stellung hingegen die Verbindung dieser Kontrolldruckkammer (56) mit dem Einlaßsystem (2) im Bereich einer Drosselklappe (6) herstellt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dmckwechselventil (41) als über eine Membran (89) gesteuertes Doppelsitzventil (92) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Druckfeder (95) beaufschlagte Membran (89) mit dem Gehäuse (91) des Druckwechselventils (41) eine die Druckfeder (95) aufnehmende Kammer (88) bildet, welche über eine Leitung (98) mit dem im unmittelbaren Bereich der Drosselklappe (6) im Einlaßsystem herrschenden Unterdruck beaufschlagbar ist.