DE2454512A1

DE2454512A1 - Abgasrueckfuehreinrichtung fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2454512A1
Application number: DE19742454512
Authority: DE
Inventors: Mark H Suter
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-12-03
Filing date: 1974-11-16
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3885538A; GB1460955A; JPS5085718A; CA1033239A; DE2454512C3; DE2454512B2

Description

Abgasrückführeinrichtung für Verbrennungsmotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführeinrichtung für Verbrennungsmotoren mit einem Vergaser, dessen Ansaugkanal einen Venturiabschnitt und eine Drosselklappe aufweist und wobei eine Verbindung zwischen dem Auspuffrohr und dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, die über ein vom Ansaugrohr-Unterdruck beaufschlagtes Steuerventil steuerbar ist und wobei eine vom Verbrennungsmotor getriebene Luftpumpe vorgesehen ist, die mit zunehmender Drehzahl Luft mit zunehmendem Druck unmittelbar hinter den Auslaßventilen in die Auslaßleitungen führt.

Versuche mit Abgasrückführeinrichtungen haben gezeigt, daß das Betriebsverhalten eines Verbrennungsmotors durch eine Abgasrückführung am ge- . ringsten beeinträchtigt wird, wenn die Abgasrückführung einen festen Prozentsatz der Luftströmung durch den Verbrennungsmotor beträgt. Da die Luftströmung durch einen Verbrennungsmotor abhängig von der Drehzahl und der Belastung des Verbrennungsmotors ist, sollte eine Abgasrückführeinrichtung in Abhängigkeit von diesen beiden Größen gesteuert werden.

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Sitz der Gesellschaft: Köln ■ Registergericht Köln, HRB 84 - Vorsitzender des Aufsichtsrates: Hans Schaberger

Vorstand: Robert A, Lutz, Vorsitzender · Horst Bergemann · Franz J. Bohr - Waldemar Ebers · Charles W. Flynn · Wilhelm Inden · Alfred Langer

Stellvertretend : Paul A. Guckel ■ Hans-Joachim Lehmann

« St.

Es sind bereits Abgasrückführeinrichtung en für Verbrennungsmotoren etwa der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, bei denen die Abgasrückführung sowohl in Abhängigkeit von dem von der Drehzahl beeinflußten Venturi-Unterdruck als auch von dem von der Belastung beeinflußten Ansaugrohr-Unterdruck gesteuert wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasrückführeinrichtung für Verbrennungsmotoren zu schaffen, die ,wie eingangs erwähnt, mit einer vom Verbrennungsmotor getriebenen Luftpumpe versehen sind, die mit zunehmender Drehzahl Luft mit zunehmendem Druch unmittelbar hinter den Auslaßventilen in die Auslaßleitungen führt, um unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyd zu Wasser und Kohlendioxyd zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Abgasrückführeinrichtung soll hierbei in einfacher Weise in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung des Verbrennungsmotors gesteuert werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Abgasrückführeinrichtung der eingangs genannten Art die in den Patentansprüchen aufgezeigten Merkmale aufweist.

Die Erfindung wird anhand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch Teile eines Verbrennungsmotors und eines Vergasers mit der erfindungsgemäßen Abgasrückführung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2_r2 in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einer bekannten vom Verbrennungsmotor getriebenen Luftpumpe, die

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Luft unmittelbar hinter deh Auslaßventilen in die Auslaßleitungen führt. .

In Fig. 1 ist ein Teil 10 eines Fallstrom-Vierfachvergasers gezeigt. Der Vergaserteil 10 weist einen Lufteinlaßteil 12, einen Hauptteil 14 und einen Drosselklappenteil 16 auf. Der Vergaserteil 10 weist hierbei sich durch alle drei Bauteile erstreckende Ansaugkanäle 18 auf, die mit Venturiabschnitten 22 und mit über Drösselklappenwellen 25 drehbar gelagerten Drosselklappen 24 versehen sind. Das obere Ende 20 der Ansaugkanäle 18 ist hierbei mit dem Reinluftraumes eines herkömmlichen Luftfilters (nicht gezeigt) verbunden und nimmt bekannte Ver Stärkung sventuriteile 23 auf, in denen die Haupttreib stoff düsen (nicht gezeigt) angeordnet sind.

Unterhalb der sich in ihrer Schließstellung befindlichen Drosselklappen 24 ist eine öffnung 26 zur Abnahme des Ansaugrohr-Unterdruckes vorgesehen.

Der Drosselklappenteil 16 des Vergaserteiles 10 ist hierbei über einen Zwischenflansch 32 mit dem Ansaugrohr 30 des Verbrennungsmotors verbunden. Das Ansaugrohr 30 weist eine Anzahl von vertikalen Ansaugleitungen 34 auf, die mit den unteren Enden der Ansaugkanäle 18 des Vergasers in Verbindung stehen. Die Ansaugleitungen 34 führen über abgewinkelte Abschnitte 36 zu den Einlaßventilen des Verbrennungsmotors. .

Das Auspuffrohr des Verbrennungsmotors ist bei 38 angedeutet und weist einen Querverbindungskanal 40 auf, dessen Lage insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist. Der Querverbindungskanal 40 führt Abgas von den Auspuffkrümmern 41 zu den Abschnitten 36 der Einlaßleitungen 34, um eine Gemischvorwärmung zu ermöglichen.

Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist der Zwischenflansch 32 US-586 / 12. November 1974 - 4 -

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einen Ausschnitt 42 auf, der über eine Bohrung 44 direkt mit dem Querverbindung skanal 40 verbunden ist. Der Ausschnitt 42 steht in Verbindung mit einem Kanal 46 und einem Kanal 48, der wieder über Bohrungen 50 mit den Einlaßleitungen 34 in Verbindung steht. Die beiden Kanäle 46 und 48 stehen hierbei über eine durch eine Ausnehmung 52 im Zwischenflansch 32 gebildete Kammer 54 miteinander in Verbindung, in der ein eine Verbindung zwischen den Kanälen 46 und 48 steuerndes Abgasrückführ-Steuerventil 56 angeordnet ist. Das Steuerventil 56 wird hierbei durch eine Druckfeder 7 3 in seiner geschlossenen Lage gehalten und kann durch ein Membranservo 58 in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung des Verbrennungsmotors geöffnet werden.

In Fig. 3 ist ein herkömmlicher Verbrennungsmotor in V-8 Anordnung gezeigt, wobei die Auslaßleitungen mit 60 bezeichnet sind. Eine am Verbrennungsmotor angeordnete Luftpumpe 61 wird vom Verbrennungsmotor über einen Keilriemen 62 angetrieben und führt Luft über entsprechende Luftver teilungsleitungen 63 und Einblasedüsen 64 in die Auslaßleitungen 60. Diese zusätzliche Luft reduziert unverbrannt in das Auspuffsystem gelangende Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyd zu Wasser bzw Kohlendioxyd. Gemäß der Erfindung weist die vom Verbrennungsmotor getriebene Luftpumpe 61 noch einen weiteren Auslaß 65 auf.

Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht das Membran servo 58 aus einem schalenförmigen Gehäuse 66, das durch eine flexible Membrane 67 in zwei Kammern 68 und 70 aufgeteilt ist. Die Kammer 68 ist hierbei eine Atmosphärendruckkammer, die über eine Bohrung 72 mit der Umgebungsatmosphäre verbunden ist. In der Atmosphärendruckkammer 68 ist eine leichte Druckfeder 73 angeordnet. Die Kammer 70 ist hierbei eine Differenzdruckkammer, die über einen ersten Einlaß 74 und eine Leitung 7 mit dem Auslaß 65 der Luftpumpe 61 und über einen zweiten Einlaß 7 6 und

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eine Leitung 78 mit der Öffnung 26 im Ansaugkanal 18 des Vergasers verbunden ist.

Beide Einlasse 74 und 76 sind mit Drosselstellen 80 und 82 versehen, wobei die Drosseistelle 82 einen geringeren Strömungsquerschnitt als die Drosselstelle 80 aufweist. Die Kammer 70 ist somit im wesentlichen eine Luftdruckkammer, in der der von der Luftpumpe 61 gelieferte Luftdruck durch den über die Drosselstelle 82 abgeschwächten Ansaugrohr-Unterdruck verringert wird.

Der untere Teil 84 des schalenförmig en Gehäuses 66 weist eine Öffnung 86 auf, die über einen flexiblen Rollbalg 88 abgedichtet ist. Der Rollbalg 88 ist hierbei mit einem Bauteil 90 verbunden, das in der Mitte der Membrane 67 befestigt ist. Das Bauteil 90 nimmt hierbei den Schaft 92 des Steuerventil es 56 auf. Der Schaft 92 erstreckt sich hierbei abgedichtet durch eine die Kammer 54 abdeckende Deckplatte 94 und einen das Gehäuse 66 tragenden. Bauteil Das Steuerventil 56 wird hierbei durch einen konischen Ventilteil 96 gebildet, der den Kanal 46 abschließt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Größeider Drosselstellen 80 und 82,In Verbindung mit der Fläche der Membrane 67 derart abgestimmt werden müssen, daß ein erwünschter Prozentsatz einer Abgasrückführung erzielt wird. Durch entsprechendes Verändern der Drosselstellen kann die Abgasrückführung mehr oder weniger abhängig vom Luftdruck oder Ansaugrohr-Unterdruck gemacht werden.

Funktionsweise

Im Leerlauf wird der Verbrennungsmotor einen hohen An saugrohr-Unterdruck und einen geringen Luftdruck der Luftpumpe aufweisen. Der sich

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daraus ergebende Differenzdruck in der Kammer 70 des Membran servos 58 wird so gering sein, daß die Feder 73 und der einwirkende Atmosphärendruck das Steuerventil 46 in seiner geschlossenen Lage hält und somit eine Abgasrückführung unterbindet.

Wird die Drosselklappe geöffnet, so wird die Belastung zunehmen und der An saugrohr-Unterdruck etwas abfallen, während die Drehzahl des Verbrennungsmotors zunimmt. Dementsprechend nimmt der von der Luftpumpe gelieferte Luftdruck zu und stellt nunmehr in der Differenzdruckkammer 70 einen durch den geringeren Ansaugrohr-Unterdruck abgeschwächten Differenzdruck ein , der jedoch höher als der in der Kammer 68 einwirkende Atmospährendruck ist, wodurch das Steuerventil 56 öffnet und eine Abgasrückführung ermöglicht.

Bei geringer Belastung und bei geringen Drehzahlen wird somit die Abgasrückführung verhältnismäßig gering sein, während sie bei größerer Belastung und höherer Drehzahl entsprechend zunimmt. Der auf das Steuerventil 56 einwirkende Differenzdruck zwischen dem von der Drehzahl beeinflußten Luftpumpendruck und dem von der Belastung beeinflußten Ansaugrohr-Unterdruck ermöglicht somit eine Steuerung der Abgasrückführung in der Weise, daß die Abgasrückführung einen bestimmten Prozentsatz der Luftströmung durch den Verbrennungsmotor umfaßt.

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Claims

Λ.

Patentansprüche 2 A 5 4 5 1

Abgasrückführ einrichtung für Verbrennungsmotoren mit einem Vergaser, dessen Ansaugkanal einen Venturiabschnitt und eine Drosselklappe aufweist und wobei eine Verbindung zwischen dem Auspuffrohr und dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, die über ein vom Ansaugrohr-Unterdruck beaufschlagtes Steuerventil steuerbar ist und wobei eine vom Verbrennungsmotor getriebene Luftpumpe vorgesehen ist, die mit zunehmender Drehzahl Luft mit zunehmendem Druck unmittelbar hinter den Auslaßventilen in die Auslaßleitungen führt, da du r c h g ekenn zeichnet, daß das die Verbindung (46, 48) zwischen dem Auspuffrohr (40) und dem Ansaugrohr (30) steuernde Steuerventil (56) ein durch Federdruck in seine Schließstellung und durch den entgegenwirkenden Differenzdruck zwischen An saugrohr-Unter druck und Luitpumpendruck in seine Öffnungsstellung bewegbares Ventilteil (96) ist.

Abgasrückführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (56) mit einem federbelasteten Membranservo (58) verbunden ist, das eine Atmosphärendruckkammer (68) und eine Differenz druckkammer (70) aufweist, in die ein erster Einlaß (74) von der Luftpumpe (61) und ein zweiter Einlaß (76) vom Ansaugrohr (34) führen und wobei in beiden Einlassen (74 und 76) Drosselstellen (80 bzw 8Z) vorgesehen sind. '

Abgasrückführ einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (82) im Einlaß (7 6) vom Ansaugrohr (34) einen geringeren Strömungsquerschnitt als die Drosselstelle (80) im Einlaß (74) von der Luftpumpe (61) aufweist.

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