DE2448151B2 - Einrichtung zur gesteuerten Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gesteuerten Abgasrückführung aus der Auspuffleitung in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Das Rückführen von vorbestimmten Abgasmengen aus der Auspuffleitung in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine im Teillastbetrieb wird zur Verringerung der schädlichen Stickoxidanteile in den Abgasen vorgenommen. Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art (DE-GM 71 41 493) soll auf konstruktiv vergleichsweise einfache Weise die Menge der rückgeführten Abgase proportional zur Drosselklappenstellung erfolgen, wobei im Leerlaufbetrieb und bei Vollast der Brennkraftmaschine keine Abgase in das Ansaugsystem eingeführt werden. In der Abgasrückführleitung ist ein Steuerventil angeordnet, dessen konisch ausgebildetes Ventilglied über einen Stößel mit einer Membran verbunden ist Eine von dieser federbelasteten Membran begrenzte Unterdruckkammer ist über eine Leitung an das Ansaugrohr der Vergaseranlage angeschlossen. Zur Erzielung der angestrebten Proportionalität der im Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine rückgeführten Abgasmengen zur Drosselklappenstellung ist die Mündung dieser Unterdruckleitung als länglicher Schlitz ausgebildet und im Schwenkbereich der Drosselklappe angeordnet Bei geschlossener (Leerlauf) und voll geöffneter Drosselklappe (Vollastbetrieb) ist der Unterdruck in der Kammer gering, so daß das Ventilglied durch die auf die Feder einwirkende Membran in seine Schließstellung gedrückt wird. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Steuereinrichtung liegt darin, daß ihre Empfindlichkeit mit dem Ansteigen der Motordrehzahl abnimmt während die Brennraumtemperatur und damit die Stickoxidanteile in den Abgasen zunehmen. Aufgrund der vergleichsweise geringen Konizität des Ventilgliedes erfolgt das öffnen und Schließen der Rückführleitung relativ plötzlich. Obgleich bei diesem bekannten Steuerventil die Unterdruckkammer mit der Membran über eine napfartige dünnwandige Halterung mit dem die Absperrorgane des Ventils aufweisenden Teil der Rückführleitung verbunden sind, welche die Funktion eines Wärmeisolators hat, lassen sich Temperaturauswirkungen der heißen Abgase auf die Druckverhältnisse in der Unterdruckkammer nicht vermeiden, weil z. B. der Ventilstößel ohne isolierende Zwischenlagen an der Membran befestigt ist Diese Temperatureinflüsse führen u. a. zu unerwünschten Nebenwirkungen im Ansprechverhalten des Steuerventils.

Bei einer anderen Steuereinrichtung für die Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine (DE-OS 20 34 930) enthält das in die Rückführleitung eingeschaltete Ventil ein Ventilglied von nahezu zylindrischer Form, das wie ein Verschlußstopfen wirkt und eine der öffnungsweite direkt proportionale Änderung der Durchsatzmenge nicht zuläßt Eine wärmeisolierende Befestigung der Membran ist nicht vorgesehen, so daß bei diesem Ventil ebenfalls eine erhebliche Beeinträchtigung des Ansprechverhaltens durch die von den Abgasen auf die Ventilglieder übertragene Wärme erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung der angegebenen Gattung mit einem auch bei höheren Drehzahlen hochempfindlichen und von Nebenwirkungen weitgehend freien Ansprechverhalten mit progressiver Wirkung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Durch die erfindungsgemäße Form des Ventilgliedes in Bezug auf die Größe seiner Hubbewegung wird erreicht, daß sich der Wirkungsbereich des Steuerventils vom Leerlauf bis zu höchsten Drehzahlen oder Belastungen der Brennkraftmaschine erstrecken kann. Das Vorsehen der Dichtungen und Scheiben aus wärmeisolierendem Material gewährleistet eine höchstmögliche Wärmeabschirmung der Unterdruckkammer

gegenüber den auf die Ventilteile von den heißen Abgasen übertragenen Wärmemengen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein Ausfühnngsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Abgas-Stetiereinrichtung schematisch im Längsschnitt,

F i g. 2 sc£cmatisch die Mündung der Unterdruckleitung in Bezug auf den Schwenkwinkel der Drosselklappe.

Bei der Einrichtung aach F i g. 1 führt eine Rückführleitung 1 von der — nicht dargestellten — Auspuffleitung einer Brennkraftmaschine über ein Ventil 2 und eine Leitung 3 zum Ansaugrohr 4 der Vergaseranlage. Das Ventil umfaßt ein Gehäuse 5 und eine Druckdose 6, die den Hub eines Ventilgliedes 7 steuert Das Gehäuse 5 hat zwei übereinanderliegende Kammein 8 und 9, zwischen denen ein Sitz IO für das Ventilglied 7 eingebaut ist. Die durch einen Gewindestopfen 11 verschlossene untere Kammer 8 steht über einen Anschluß 12 im Gehäuse 5 mit der Rückführleitung 1 in Strömungsverbindung. Die obere Kammer 9 ist durch einen Deckel 13 abgeschlossen, der ein Führungslager für einen Stößel 14 des Ventilgliedes 7 bildet, und steht mit der Leitung 3 über einen Anschluß 15 in Strömungsverbindung.

Die Druckdose 6 im oberen Teil des Ventils 2 ist durch eine Halterung 16 aus dünnem Blech mit dem Gehäuse 5 verschraubt Breite Ausschnitte in der Halterung 16 bewirken eine gute Wärmeableitung und eine Belüftung des Stößels 14. Unterhalb eines auf den oberen Rand der Halterung 16 aufgebördelten Deckels 18 ist eine elastische Membran 19 von großem Durchmesser und hoher Empfindlichkeit angeordnet die dem Ventilglied 7 eine Bewegung verleiht die größer als die nutzbare Höhe des Ventilgliedes ist Die an ihrem Außenumfang fest eingespannte elastische Membran 19 ist mittig mit dem Stößel 14 des Ventilgliedes verbunden. Eine vorgespannte Schraubenfeder 20 drückt die Membran 19 und das Ventilglied 7 in Richtung auf seine untere Schließstellung. Auf die Unterseite der elastischen Membran 19 wirkt wegen der Durchbrüche 17 Atmosphärendruck.

Das Ventilglied 7 hat einen unteren kegelstumpfförmigen Teil 21, der den Durchlaßquerschnitt dts Ventils 2 in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung der Brennkraftmaschine ändert Die Höhe des kegeistumpfförmigen Teils 21 ist kleiner als der maximale Hub des Ventilgliedes 7, damit der freie Strömungsquerschnitt des Sitzes bei maximaler öffnung des Ventilgliedes völlig frei ist Diese Höhe ist geringfügig g.ößer als der Durchmesser der großen Basis des Kegelstumpfteiles 21, die annähernd gleich dem dreifachen Durchmes

ser der kleinen Basis ist Eine obere Schulter 22 schließt den Sitz in der Sperrstellung des Ventilgliedes 7 ab.

Um die Membran 19 zusätzlich zur Kühlwirkung der Durchbrüche 17 der Halterung 16 wirksam gegen die Wärme der Auspuffgase zu isolieren, ist der Membranumfang zwischen zwei Asbestdichtungen 23 eingespannt die beiderseits dieser Membran vor dem Aufbördeln des Deckels 18 auf die Halterung 16 gelegt werden. Die Membran 19 ist am Stößel 14 durch zwei Teller 24,25 und Asbest-Zwischenscheiben 28 befestigt die durch eine Mutter 27 gegen einen Bund 26 am Stößel gepreßt werden.

Der Deckel 18 der Druckdose 6 hat einen Haubenteil 29, in den eine Unterdruckleitung 30 mündet Ein napfförmiger innerer Ansatz 31 am Haubenteil 29 dient zur Führung der Membranfeder 20 und als Begrenzungsanschlag für den oberen Teller 24 und damit für das Ventilglied 7. Der untere Anschlag des Ventilgliedes 7 besteht aus dem Sitz 10, an den sich in vollgeschlossener Stellung die obere Schulter 22 dieses Ventilgliedes 7 abstützt

Bei einer vereinfachten — nicht dargestellten — Ausführung kann der Innendurchmesser des Haubenteils 29 nur geringfügig größer als der Durchmesser der Rückführfeder 20 sein, so daß die innere Haubenwand die Führungsaufgabe des zentralen Ansatzes 31 übernimmt Der obere Anschlag für den Teller 24 und das Ventilglied 7 besteht dann aus der ebenen Zwischenwandzone zwischen dem Haubenteil 29 und dem Deckel 18.

Eine Leitung 33 führt von der Unterdruckleitung 30 zu einer Mündungsbohrung 34, die im Saugrohr 4 im Schwenkbereich einer Drosselklappe 35 angeordnet ist. Diese Mündungsbohrung 34 ist in einem Winkel « zwischen 0 und 45° zur Mittelachse der Drosselklappenwelle 36 versetzt angeordnet Wie aus F i g. 2 ersichtlich, bietet diese Anordnung der Mündungsbohrung 34 bzw. Ο, den Vorteil gegenüber der bekannten Anordnung einer gleichgroßen öffnung O₂ quer zur Achse A der Welle 36, daß der wirksame Schwenkwinkel λ der Drosselklappe 35 wesentlich größer als der entsprechende Schwenkwinkel β gewählt werden kann. Daraus ergibt sich eine verbesserte Progressivität und Empfindlichkeit der Steuerung des Ventils 2.

Wie in F i g. 1 gestrichelt dargestellt, kann die Unterdruckleitung 37 statt im Schwenkbereich der Drosselklappe 36 auch im Venturiteil 38 des Lufttrichters ausmünden. Dabei wird der Unterdruck nicht in der Mündung des Mischrohres 39 das Ansaugrohr 4 zur Steuerung des Ventils 2 abgenommen, weil an dieser Stelle der Unterdruck durch das Einströmen und Verteilen des Kraftstoffes aus einer Kraftstoffleitung 40 gestört wird. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln eine ausreichende Empfindlichkeit der Steuerung der Abgasrückführung ohne Verstärker erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur gesteuerten Abgasrückführung aus der Auspuffleitung in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem in die Rückführlei- ■> tung eingeschalteten Ventil, dessen kegelstumpfförmiges Ventilglied über einen Schaft und zwei Membranteller mit der federbelasteten Membran einer Membrandose starr verbunden ist, deren eine Kammer vom Unterdruck im Saugrohr beaufschlagt ι ο ist und die durch eine mit Kühlluftöffnungen versehene Halterung am Ventilgehäuse befestigt ist, wobei die Membran an ihrem Umfang an der Halterung eingespannt ist und im Bereich zwischen Ventilgehäuse und Membran wärmeisolierendes r> Dichtungsmaterial vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Durchmesser des kegelstumpfförmigen Ventilgliedes (7) kleiner als die nutzbare Höhe und annähernd dreimal größer als der kleinere Durchmesser des Ventilgliedes ist, daß die Bewegungsweite der Membran (19) derart größer als die Höhe des Ventilgliedes ist, daß der vom Ventilglied in Öffnungsrichtung zurücklegbare Weg größer als die nutzbare Höhe des Ventilglieds ist, daß die Membran (19) an ihrem Umfang zwischen zwei Dichtungen (23) aus wärmeisolierendem Material eingespannt ist, die beiderseits der Membran zwischen einem die Unterdruckkammer (6) begrenzenden Deckel (18) und der Halterung (16) eingespannt sind, und daß jo zwischen den beiden Membrantellern (24, 25) zwei aus wärmeisolierendem Material bestehende Scheiben (28) zu beiden Seiten der Membran eingespannt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- r> zeichnet, daß am Deckel (18) der Unterdruckkammer (6) ein zentraler Führungsansatz (31) für die Membranfeder (20) angeordnet ist, der einen oberen Begrenzungsanschlag für die Membran (19) und damit eine Hubbegrenzung für das Ventilglied (7) <tn bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer (6) mit dem Ansaugrohr (4) über eine Leitung (30, 33) verbunden ist, deren Mündung (34) unmittelbar 4 stromauf der geschlossenen Drosselklappe (35) in einen Winkel λ zwischen 0 und 45° zur Schwenkachse (36) der Drosselklappe angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer (6) mit dem Venturiteil (38) eines Lufttrichters verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeisoliermaterial der Dichtungen (23) und der Scheiben (28) Asbest ist. «