DE2539185B2 - Dosiersteuerung fuer die abgas-rezirkulationsstroemung eines verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiersteuerung für die Abgas-Rezirkulazionsströmung eines Verbrennungsmotors mit einem Motorabgase dem Motor-Ansaugkrümmer zuführenden Kanal, mit in Strömungsrichtung sich im Querschnitt ändernden beweglichen und mit festen Ventilteilen, die in dem Kanal angeordnet und so eingestellt sind, daß sie mit Hilfe von Federbauteilen normalerweise den Kanal verschließen, um die Rezirkulationsströmung zu unterbrechen, wobei Betätigungseinrichtungen mit den beweglichen Ventilteilen verbunden sind und in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors die Ventilteile in unterschiedliche offene, kreisringförmige Strömungsquerschnitte freigebende Stellungen bewegen.
Bekannte Dosiersteuerungen dieser Art (DT-OS

jo 23 18 481) dienen zur Rückführung eines Teils der Motor-Abgase durch den Motor hindurch, um d^:e Emission von Oxyden von Stickstoff zusteuern. Diese bekannten Einrichtungen weisen allgemein Kegelventile oder Drosselklappenventile auf, die in Abhängigkeit

J5 von bestimmten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors betätigbar sind, um die Gasströmung zu ermöglichen oder zu blockieren. Die Betätigungseinrichtungen sprechen auf den Druck in Strömungsrichtung vor dem Ventil an und halten den Druck in diesem Bereich Konstant. Allgemein erfolgt die Strömung an den offenen Ventilen vorbei mit unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeiten, so daß sich üblicherweise keine maximale Strömung durch den Querschnitt ergibt. Die maximale Strömungsrate, die durch ein Dosierelement erfolgen kann, wird jedoch erzielt, wenn eine Gasgeschwindigkeit im Schallgeschwindigkeitsbereich erzielt wird. Bei derartigen Kegelventilen und Drosseiklappenventilen ergibt sich jedoch nur bei großen Druckunterschieden, d. h. bei

so großen Eingangs/Ausgangs-Druckverhältnissen bei höheren Vakuumkräften eine Strömung im Schallgeschwindigkeitsbereich, die entsprechend konstant ist. Dies ist jedoch praktisch nicht ausnutzbar, weil bei höheren Vakuumwerten nur geringe Abgasmengen zurückgeführt werden sollen. Bei einer Schallgeschwindigkeitsströmung ist die Strömungsrate direkt proportional zum Strömungsquerschnitt und es ist lediglich eine Druckmessung für die Dosierung der Strömungsrate erforderlich, während bei unter der Schallgeschwin-

bo digkeit liegenden Strömungsgeschwindigkeiten zwei Druckmessungen und eine darauffolgende nichtlineare Strömungsberechnung durchgeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dosiersieuerung der eingangs genannten Art zu

hl schaffen, die eine genaue und reproduzierbare Dosierung der Abgasströmung ermöglicht und bei der diese genaue Dosierung im wesentlichen über den gesamten Motor-Einlaß-Betriebsbereich von hohen Werten des

Vakuums bis herunter auf nahezu auf Atmosphäreiidruck liegende Werte aufrechterhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die festen Ventilteile der stromaufwärtige Teil einer Schallgeschwindigkeitsströmungsdüse mi; einem durch die beweglichen Ventilteile gebild'if.en Düsenzapfen sind, daß die Düse und der Düsenzapfen so geformt und bemessen sind, daß sie in den offenen Stellungen der Ventilteile zunächst einen konvergierenden Strömungsquerschnitt zwischen der Düse und dem Düsenzapfen definieren, auf den ein graduell divergierender Strömungsquerschnitt zwischen der Düse und dem Düsenzapfen folgt, und daß sie der Strömung durch die Düse die Schallgeschwindigkeit im wesentlichen über den gesamten Betriebsbereich des Ansaugkrümmervakuums erteilen.

Durch die Erfindung wird eine mit Schallgeschwindigkeitsströmung arbeitende Dosiereinrichtung geschaffen, die eine genaue und reproduzierbare Dosierung der Abgasströmung über den gesamten Movjrbetriebsbereich ermöglicht. Die Dosiersteuerung ermöglicht unterschiedliche Strömungsraten der Abgase, wie dies durch Änderungen des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors bedingt ist, wobei die Strömungsraten jedoch bei jeder offenen Stellung des Ventils konstant bleiben. Bei der erfindungsgemäßen Dosiersteuening werden durch die Relativbewegung zwischen der Düse und dem Düsenzapfen unterschiedliche kreisringförmige Strömungsquerschnitte zwischen der Düse und den Düsenzapfen bestimmt, wobei in jedem Fall die Schallgeschwindigkeitsströmung aufrechterhalten wird, so daß die Strömungsrate konstant bleibt.

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

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils der Ansaug-Abgaskrümmer eines Verbrennungsmotors, an denen in Vergaser mit einer Ausführungsform der Dosiersteuerung befestigt ist,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Pfeile 2-2 nach Fig. 1 bei Betrachtung in Richtung dieser Pfeile,

F i g. 3 eine Vergrößerung einer Einzelheit der F i g. 2, wobei Teile teilweise weggebrochen und im Schnitt dargestellt sind.

F i g. 1 zeigt einen Teil 10 einer Hälfte eines Vergasers mit zwei Lufttrichtern nach Art des bekannten Fallstromvergasers. Der Vergaser weist einen Lufteintrittsstutzen 12, einen Hauptkörper 14 und einen Drosselkörper 16 auf, die mit Hilfe nicht gezeigter Einrichtungen miteinander verbunden sind. Der Vergaser weist die üblichen Luft-Kraftstoff-Ansaugkanäle 18 auf, die an ihren oberen Enden 20 zur Frischluftzufuhr vom üblichen Luftfilter, das nicht gezeigt ist, offen sind. Die Ansaugkanäle 18 weisen die üblichen, einen festen Querschnitt aufweisenden Venturi-Rohre 22 auf, die mit Vorzerstäubern 24 zusammenwirken, durch die die Hauptmenge des Kraftstoffes angesaugt wird.

Die Strömung von Luft und Kraftstoff durch die Ansaugkanäle 18 wird durch zwei Drosselklappenventilplatten 26 gesteuert, die jeweils auf einer Welle 23 befestigt sind, die drehbar in den Scitenwänden des Vergaserkörpers befestigt sind.

Der Drosselklappenkörper 16 weist in der dargstellten Weise Flansche auf, damit er auf der Oberseite des Ansaugkrümmers 30 des Verbrennungsmotors befestigt werden kann, wobei ein Abstandselement 32 zwischen dem Drosselklappenkörper und dem Ansaugkrümmer angeordnet ist. Der Ansaugkrümnier 30 weist eine Anzahl von vertikalen Steigrohren oder Bohrungen 34 auf, die so ausgerichtet sind, daß sie mit den Auslaßenden der Vergaser-Ansaugkanäle 18 zusammenwirken. Die Steigrohre 34 erstrecken sich an ihren unteren Enden 36 unter rechten Winkein zur Zuführung

ίο des Gemisches aus der Ebene der Figur hinaus zu den Einlaßventilen des Verbrennungsmotors.

Der Abgaskrümmerteil des Zylinderkopfes des Motors ist teilweise bei 38 angedeutet und schließt einen Abgasüberführungskanal 40 ein. Dieser Überführungskanal führt von dem (nicht gezeigten) Abgaskrümmer auf einer Seite des Motors zur entgegengesetzten Seite über die Ansaugkrümmerleitungen 36. Hierdurch wird die übliche Vorwärmung unter dem Vergaser zur Verbesserung der Verdampfung des Luft-Kraftstoffgemisches erzielt.

Wie am besien aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist das Abstandsstück 32 eine schneckenförmige Ausnehmung 42 auf, die direkt mit dem Überführungskanal 40 über eine Bohrung 44 verbunden ist. Weiterhin ist mit der Ausnehmung 42 ein Kanal 46 verbunden, der abwechselnd gesperrt oder mit einem Mittelkanal 48 verbunder, werden kann. Der Kanal 48 steht mit den Steigrohren 34 über zwei öffnungen 50 in Verbindung. Auf einer Seite des Abstandsstückes 32 ist eine Ventilanordnung 32 befestigt, die die Verbindung zwischen den Kanälen 46 und 48 steuert.

Es ist wünschenswert, eine derartige Steuerung der Ventilanordnung 52 zu schaffen, die die Rezirkulation von Abgasen zu unerwünschten Zeitpunkten verhindert.

Beispielsweise ist die Abgasreinigung bei Motorleerlauf wenig wirkungsvoll, während bei vollständig geöffneter Drosselklappenstellung die maximale Leistung durch die verfügbare Sauerstoffmenge begrenzt ist. Zu diesen Zeiten sollte daher der Kanal 46 normalerweise

4(. geschlossen sein. Er sollte jedoch in Abhängigkeit von einer Laständerung geöffnet werden, so daß die Abgase am stärksten strömen, wenn die Abgasemissionen mit großer Wahrscheinlichkeit am stärksten sind.

Diese Eigenschaften werden durch die Ventilanordnung 52 erreicht, die vergrößert und deutlicher in F i g. 3 gezeigt ist. Diese Ventileinheit schließt einen oberen hutförmigen Teil 54, einen Mittelteil 56 und einen unteren Hauptventilkörperteil 58 ein, die alle miteinander auch nicht gezeigte Einrichtungen verbunden sind.

so Die mittleren und unteren Teile 56 und 58 bilden zusammen eine Gaskammer 60, die eine Abgas-Einlaßöffnung 62 aufweist. Diese Abgaseinlaßöffnung 62 ist über ein Rohr 64 mit dem KLanai 46 in dem Abstandsstück 32 verbunden.

In die Kammer 60 springt als einstückiges Teil des Körperteils 58 das offene Ende 66 eines einen veränderlichen Querschnitt aufweisenden konvergierend-divergierenden Schallgeschwindigkei'sströmungs-Dosierdüsen- und Ventilteils 68 vor. Diese Düsen

ho schließt den konvergierenden Teil 66, einen ringförmigen, einen minimalen Querschnitt definierenden Abschnitt 72, einen eine erste Diffusorstufe bildenden Abschnitt 74, der einen Teil des divergierenden Abschnittes bildet, und einen eine zweite Diffusorstufe

ni bildenden Abschnitt 76 ein. Der Abschnitt 76 ist mit Flanschen 78 zur Befestigung an der Seite des Abstandstückes 32 über den Kanal 48 in dei' dargestellten Weise ausgebildet. Mit dem konvergieren-

den Einlaßteil 66 wirkt ein in Axialrichtung bewegliches Ventilzapfen- oder Stopfenteil 80 mit bogenförmigen Oberflächen 82 zusammen, die etwa in der dargestellten Weise gebogen sind. Diese Oberflächen bilden zusammen mit den Düsenwänden ringförmige konvergierende und divergierende Strömungsquerschnitte 83 und 84, die in der dargestellten Weise über einen Drosselabschnitt

85 mit minimalem Querschnitt verbunden sind.

Das Ventilzapfenteil 80 ist an dem Ende einer Stange

86 befestigt, die in Axialrichtung in veränderlichem Ausmaß beweglich ist. Die Stange kann nach unten in eine Extremstellung bewegt werden, in der der Düsenzapfen 80 auf der Düse 68 aufsitzt und vollständig die Strömung durch die Düse sperrt. Die Stange 86 kann weiterhin nach oben in andere offene Stellungen bewegt werden, die es ermöglichen, daß sich ändernde Volumen des Abgases durch die Düse strömen. Die Stange 86 ist durch eine selbstschmierende und abdichtende Büchse 88 sowie durch eine öffnung 90 in einer ringförmigen Isolierscheibe 92 hindurch beweglich befestigt. Die Isolierscheibe verhindert, daß die hohe Temperatur von beispielsweise 650 bis 700° C der Abgase die Betätigungseinrichtung für die Stange 86 beschädigt. Die Betätigungseinrichtung ist in diesem Fall eine abrollende ringförmige flexible Membran 94. Die Außenränder der Membran sind zwischen dem oberen Körperteil 54 und der Isolierscheibe 92 befestigt. Der Mittelteil 95 der Membran ist zwischen ersten und zweiten schalenförmigen ringförmigen Halteteilen 96 und 98 befestigt, die in der dargestellten Weise an der Stange 86 befestigt sind. Die beiden Halteteile sind zusammen mit der Membran 94 in Axialrichtung in dem oberen Gehäuse 54 verschiebbar. Sie bilden den kolbenförmigen Teil eines Servomechanismus zur Betätigung des beweglichen Düsenzapfens 80. Eine Feder 100 spannt die Kolbenanordnung nach unten in Richtung auf die Düsenver schluß- oder Strömungsblockierungsstellung vor.

Die Membran 94 unterteilt das hohle Innere des oberen Körperteils 54 in eine Luftkammer 102 und eine Vakuumkammer 104. Die Luftkammer 102 ist zur Atmosphäre hin über ein nicht gezeigtes Loch belüftet. Die Vakuumkammer 104 kann abwechselnd mit einer Vakuumquelle oder mit atmosphärischer Luft über einen Anschluß 106 und ein Dreiwegventil 108 verbunden werden. Das Ventil weist Einlaßverbindungen zu einer Einlaßleitung 110 für atmosphärische Luft und für eine Vakuumeinlaßleitung 112 auf. Diese Vakuumeinlaßleitung 112 ist in der dargestellten Weise mit dem Hochgeschwindigkeitsabschnitt der Düse verbunden, so daß sie den sich ändernden Einlaßkrümmer-Vakuumwerten ausgesetzt ist.

Die speziellen Einzelheiten des Aufbaues des Ventils 108 sind nicht dargestellt, weil dieses Ventil in üblicher Weise aufgebaut ist, so daß es für ein Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist, Einzelheiten dieses Ventils zu beschreiben. Es dürfte ausreichen, anzugeben, daß das Ventil 108 in eine erste Stellung beweglich ist. in der Luft mit Atmosphärendruck von der Leitung 110 zu der Kammer 104 geführt ist, daß das Ventil 108 weiterhin in eine zweite Stellung beweglich ist, in der das Vakuum in der Leitung 112 von der Düse zur Kammer 104 geführt wird, um den Düsenzapfen 80 gegen die Kraft der F^:eder 100 zu bewegen, um den Düscn-Strömungsquerschnitt zu vergrößern, und daß das Ventil weiterhin eine dritte, die Nullstellung einnehmen kann, in der sowohl die Luft- als auch die Vakuumlcitung von dem Kinlaßanschluß 106 getrennt ist. Das Ventil 108 ist in diesem Fall elektrisch durch Leitungen 114 mit einer Steuereinrichtung verbunden, die schematisch bei 116 dargestellt ist Diese Steuereinrichtung kann auf vorgegebene Betriebsbedingungen des Motors, wie z. B. Beschleunigungen, Leerlauf usw., ansprechen, um das Ventil 108 zwischen den verschiedenen Stellungen zu verschieben.

Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung 116 mit einem an Bord des Fahrzeuges befindlichen Rechnet verbunden sein, der Signale an das Ventil 108 aussendet

to damit das Ventil die Düse schließt, wenn der Motoi leerläuft, oder mit weit offener Drosselklappe betrieber wird und keine Abgase-Rezierkulation erwünscht ist Das Ventil 108 würde dann so bewegt, daß es dei Kammer 104 Luft zuführt, damit die Feder 100 die Düsenöffnung vollständig schließen kann. In gleichet Weise würde es, wenn das Fahrzeug etwas beschleunig! wird und der Abgasemissionspegel größer wird wünschenswert sein, die Abgas-Rezirkulation propor tional zur Last zu vergrößern. Entsprechend würde eir Signal an das Ventil 108 ausgesandt, um die Vakuumver bindung von der Leitung 112 zur Kammer 104 zu öffner und den Düsenzapfer. 80 nach oben in eine Stellung >:i bewegen, die das gewünschte Strömungsvolume^r ergibt. Selbstverständlich könnten andere oder nicht elektrische Steuereinrichtungen zur Bewegung des Düsenzapfens vorgesehen sein. Bei bekannten Kon struktionen wurden die durch die Stellung des üblicher Drosselklappenventils gesteuerten Änderungen de: Ladedrucks als Quelle für ein Vakuum verwendet, dai sich mit der Last ändert, um das Abgas-Rezirkulations ventil zu betätigen. Mit der Bezugsziffer 188 isi schematisch ein Stellungswandler oder ein Rückfüh rungssignalelement bezeichnet. Dieses Element würde in diesem Fall die Stellung der Stange 86 wiedergeben während sich diese bewegt, und diese Informatior würde zur Steuereinrichtung 116 übermittelt. Es würder dann Korrektursignale an das Ventil 1108 ausgesandt, un es in die Null- oder andere Stellung zu bewegen, wie die; erforderlich ist, um ein Stoppen der Kolbenanordnunf in der Position sicherzustellen, die in Abhängigkeit vor dem Motorbetriebszustand zu dem Zeitpunkt erforder lieh sein würde.

Wie weiter oben ausgeführt wurde, bildet die Düse 6i zusammen mit dem Düsenzapfen 80 eine eine:

veränderlichen Querschnitt aufweisende konvergie rend-divergierendeStrömungs-Dosierventileinrichtung In diesem Fall sind die Eingangswinkel des konvergie renden Abschnittes und die Krümmung der Düsenzap fenoberflächen 82 so diemensioniert und ausgebildet

so daß sich Strömungsgeschwindigkeiten im Schallge schwindigkeitsbereich durch den ringförmigen Quer schnitt zwischen dem Düsenzapfen und der Düse übei im wesentlichen den gesamten Betriebsbereich vor Einlaßkrümmer-Vakuumwert-Änderungen ergeben Wenn daher der Motor läuft und ein Druckdifferentia zwischen dem Kanal 46 und dem Einlaßkrümme; ausbildet, vergrößert die eine Unterschallgeschwindig keit aufweisende Abgasströmung in dem konvergieren den Teil 66 der Düse ihre Geschwindigkeit auf einer

Wi Schallgeschwindigkeitswert am Hals oder an dem einet minimalen ringförmigen Querschnitt aufweisenden Tei 85 zwischen der Düse und dem Düsenzapfen.

Wie dies gut bekannt ist, ist für einen vorgegebener Strömungsquerschnitt die Strömung im Bereich vor

(.'■ Schallgeschwindigkeiten durch diesen Querschnitt kon slant. Durch sorgfältige Auslegung der Düsendiffusor winkel zur Vermeidung einer vorzeitigen Ablösung dci Strömung sowie einer Turbulenz und Wirbeln, die zi

Druck- und anderen Verlusten führen würden, kann eine Strömung mit Geschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeitsbereich über im wesentlichen den gesamten Betriebsbereich des Einlaßkrümmer-Vakuums aufrechterhalten werden. Das heißt, daß eine Schallgeschwindigkeitsströmung bei großem Ausgangs- zu Eingangsdruckverhältnis, wie z. B. bei einem Wert von 0,9 aufgrund eines wirkungsvollen Diffusorabschnittes aufrechterhalten werden kann. Dies steht im Gegensatz zur Verwendung eines Kegel- oder Drosselklappen-Dosierventils, bei denen ein Druckverhältnis von 0,5 erforderlich ist, um eine kritische oder Schallgeschwindigkeitsströmung zu erzielen, was unpraktisch ist.

Jede Bewegung des Düsenzapfens 80 ergibt selbstverständlich eine neue Strömungsrate durch den geänderten ringförmigen Querschnitt 85 zwischen dem Düsenzapfen und der Düse.

Da jedoch die Strömung aufgrund der Konstruktion der Düse und des Düsenzapfens auf Geschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeitsbereich bleibt, ist die Strömungsrate für jede Stellung konstant. Die gesamte Strömungsrate ändert sich daher direkt proportional zum Dosierquerschnitt und damit zur Stellung des Düsenzapfens, so daß sich eine sehr genaue und reproduzierbar einstellbare Dosiereinrichtung zur Messung der Strömung zu irgendeiner speziellen Zeit ergibt. Beispielsweise kann die erste Diffusorstufe eine Halbwinkeldivergenz von 6°, gemessen, gegenüber der Längsachse des Düsenzapfens aufweisen, während die Winkel der zweiten Diffusorstufe größer sein würden, beispielsweise einen Halbwinkel von 10° aufweisen würden, weil uie Strömungsgeschwindigkeit an diesem Punkt so weit verringert wurde, daß der größere Winkel kein Ablösen der Strömung hervorruft, was Turbulenzen ergeben würde. Daher kann eine maximale Druckrückgewinnung erzielt werden. Es ist jedoch verständlich, daß bei einer Düse mit Strömungsgeschwindigkeit im Schallgeschwindigkeitsbereich bei Verringerung des Druckes strömungsabwärts von der Düse die Schallgeschwindigkeit am Drosselabschnitt sich auf eine Überschallgeschwindigkeit strömungsabwärts von dem Drosselabschnitt vergrößert und daß die Druckwiedergewinnung mit Hilfe einer Stoßwelle erreicht wird, die die Strömungsgeschwindigkeit auf den Unterschallgeschwindigkeitsbereich verringert und den Druck im wesentlichen auf den gewünschten Druck vergrößert. Je niedriger der gewünschte Auslaßdruck ist, desto mehr wird die Stoßwelle strömungsabwärts nach unten bewegt, bevor die Vergrößerung des Druckes längs der Stoßwelle ausreicht, um den gewünschten Auslaßdruck zu erzielen.

Die Betriebsweise dürfte aus der vorstehenden Beschreibung und der Betrachtung der Zeichnung verständlich sein, so daß keine weiteren Einzelheiten hier aufgeführt werden sollen. Wenn der Motor bei Leerlaufdrehzahl betrieben wird, liefert die Steuereinrichtung 116 ein Signal an das Ventil 108 derart, daß Luft von der Leitung 110 in die Servokammer 104 geliefert wird, so daß die Feder 100 die Düse in der gewünschten Weise nahezu vollständig oder vollständig schließt, indem der Düsenzapfen 80 in die Auflagestellung bewegt wird. Wenn das Gaspedal des Fahrzeuges niedergedrückt wird, Hefen die Steuereinrichtung 116 ein weiteres Signal an das Ventil 108, um die Stellung des Ventils so lange zu verschieben, bis das Vakuum in der Leitung 112 der Kammer 104 zugeführt wird. Der Düsenzapfen 80 wird entsprechend nach oben in eine Stellung bewegt, bis der Rückführungsstellungswandler 118, der an der Stange 86 befestigt ist, ein Signal an die Steuereinrichtung 116 abgibt, das anzeigt, daß der Düsenzapfen die gewünschte Stellung erreicht hat. Das Ventil 108 bewegt sich dann in die Nullstellung. Wie weiter oben ausgeführt wurde, bleibt jedoch unabhängig von der von dem Düsenzapfen 80 eingenommenen Stellung die spezielle Abgasströmungsrate, die in dieser Position erreicht wird, konstant, solange der Düsenzapfen in dieser Stellung bleibt. Wenn sich die Last- oder Beschleunigungsanforderungen ändern, ändert sich auch die Abgas-Rezirkulations-Strömungsrate. Der Düsenzapfen 80 wird nach oben oder nach unten bewegt, je nachdem, um entsprechend den Dosierquerschnitt und damit die Strömungsrate durch die Düse zu ändern. Weil jedoch wiederum die Strömung Geschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeitsbereich beibehält, ist die Strömungsrate wiederholbar und genau meßbar.

Aus dem vorstehenden ist zu erkennen, daß mit der Erfindung eine sehr genaue Steuerung zur Dosierung der Strömung von Abgasen in den Einlaßkrümmer unabhängig von Änderungen des Dosierquerschnittes geschaffen wird, was zu einer genauen Steuerung der Abgasemission führt, die mit üblichen Abgas-Rezirkulationskonstruktionen unter Verwendung von Kegeloder Drosselklappenventilen mit ihren üblichen im Unterschallgeschwindigkeitsbereich liegenden Strömungsgeschwindigkeiten nicht erreicht werden kann. Die Gas-Massenströmungsrate bei der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ändert sich lediglich in Abhängigkeit von der Verschiebung des Dosier-Düsenzapfens und bleibt konstant, solange der Dosierquerschnitt gleich bleibt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dosiersteuerung für die Abgas-Rezirkulationsströmung eines Verbrennungsmotors mit einem Motorabgase dem Motor-Ansaugkrümmer zuführenden Kanal, mit in Strömungsrichtung sich im Querschnitt ändernden beweglichen und mit festen Ventilteilen, die in dem Kanal angeordnet und so eingestellt sind, daß sie mit Hilfe von Federbauteilen normalerweise den Kanal verschließen, um die Rezirkulationsströmung zu unterbrechen, wobei Betätigungseinrichtungen mit den beweglichen Ventilteilen verbunden sind und in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors die Ventilteile in unterschiedlich offene, kreisringförmige Strömungsquerschnitte freigebende Stellungen bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Ventilteile (83 bis 85) der stromaufwärtige Teil einer Schallgeschwindigkeitsströmungsdüse (74, 76, 83 bis 85) mit einem durch die beweglichen Ventilteile gebildeten Diisenzapfen (80) sind, daß die Düsen (74,76,83 bis 85) und der Düsenzapfen (80) so geformt und bemessen sind, daß sie in den offenen Stellungen der Ventilteile zunächst einen konvergierenden Strömungsquerschnitt zwischen der Düse und dem Düsenzapfen definieren, auf den ein graduell divergierender Strömungsquerschnitt zwischen der Düse und dem Düsenzapfen folgt, und daß sie der Strömung durch die Düse die Schallgeschwindigkeit im wesentlichen über den gesamten Betriebsbereich des Ansaugkrümmervakuums erteilen.

2. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzahl von konstanten Strömungswerten ergibt, die jeder offenen Stellung der Ventilteile unabhängig von Änderungen der Motordrehzahl und -belastung entsprechen.

3. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung auf das Ansaugkrümmervakuum benachbart zu den Ventilteilen ansprechende Einrichtungen (94) einschließt, um die Strömungsänderung proportional zu einer Änderung der Stellung der Ventilteile durchzuführen.

4. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenströmungsrate durch den Kanal sich lediglich als Funktion des Strömungsquerschnittes ändert, der durch die Stellung der Ventilteile bestimmt ist.

5. Dosiersteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Servomechanismus (94, 102, 104) einschließt, die eine bewegliche Kraftübertragungseinrichtung (94) umfaßt, die zeitweise in Abhängigkeit von und durch Änderungen des Wertes des Einlaßkrümmervakuums betätigt wird, das in einem Teil der Düse herrscht.

6. Dosiersteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Ein-Aus-Schalter (108) mit einem mit einem Teil der Düse verbundenen und auf Änderungen in diesem Bereich ansprechenden Vakuumeingang (112), einem Umgebungslufteingang (110) und einem mit dem Servomechanismus verbundenen Ausgang (106) und andere auf den M itorbetrieb ansprechende Einrichtungen einschließt, die den Schalter (108) in eine Stellung zum Verbinden des Vakuumeingangs mit dem Servomechanismus bringen, wobei die Ventilteile in eine mehr offene Stellung bewegt werden, oder die den Schalter in eine Stellung bewegen, in der der Umgebungslufteingar.g mit dem Servomechanismus verbunden wird, um die Ventilteile in eine geschlossene Stellung zu bewegen.

7. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die BetätigungseinricrKungen eine pneumatisch betätigte Servoeinrichtung einschließen.