DE2539185C3 - Dosiersteuerung für die Abgas-Rezirkulationsströmung eines Verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiersteuening 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 Beiätigungseinrichtungen 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 die Emission von Oxyden von Stickstoff zusteuern. Die;e bekannten Einrichtungen weisen allgemein Kegelvenii-Ie oder Drosselklappenventile auf, die in Abhängigkeit

3Ί 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

to 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 Drosselklappenventilen 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 Schallgeschwindigkeit liegenden Strömungsgeschwindigkeiten zwei Druckmessungen und eine darauffolgende nichtlineare Strömungsberechnung durchgeführt werden müssen.

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

h5 schaffen, die eine genaue und reproduzierbare Dosierung der Abgasströmung ermöglicht und bei der diese genaue Dosierung im wesentlichen über den gesamten Motor-Einlaß-Beixiebsbereich von hohen Werten des

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelö.< t, daß die festen Ventilteile der stromaufwärtige Teil einer Schallgeschwindigkeitsströmungsdüse mit einem durch die beweglichen Ventiiteile gebildeten 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 Belriebsbereich des Ansaugkrümmervakuums erteilen.

Durch die Erfindung wird eine mit Schallgeschwindigkeitsströmung arbeitende Dosiereinrichtung geschaffen, die eine genaue und reproduzierbare Dosierung der Abgasströmung über den gesamten Motorbe'riebsbereich ermöglicht Die Dosiersteuerung ermöglicht unterschiedliche Strömungsraten der Abgase, wie dies durch Änderungen des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors bedingt ist, wobei die Strömungsratfn jedoch bei jeder offenen Stellung des Ventils konstant bleiben. Bei der erfindungsgemäßen Dosiersteuerung werden durch die Relativbewegung zwischen der Düse und dem Düsenzapfen unterschiedliche kreisringfö" mige Strömungsquerschnitte zwischen der Düse und Jen Düsenzapfen bestimmt, wobei in jedem Fall die Schallgeschwindigkeitsströmung aufrechterhalaten 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,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Pfeile 2-2 nach Fig. 1 bei Betrachtung in Richtur.j; 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-Ansaugkanale 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 28 befestigt sind, die drehbar in den Seitenwänden 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 Ansaugkrümmer 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 Winkeln 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 Seile 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 besten aus F i g. 2 zu erkennen ist, weist das Abstandsstück 32 eine schneckenförmige Ausnehmung 42 auf, die direkt mit dem Überführungskana! 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 verbunden werden kann. Der Kanal 48 steht mit den Steigrohren 34 über zwei öffnungen 50 in Verbindung. Auf einer SeUt des Abstandsstückes 32 ist eine Ventilanordnung i2 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.

J5 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(i 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.

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 Kanal 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 Schallgeschwindigkeitsströmungs-Dosierdüsen- und Ventilteils 68 vor. Diese Düsen

wi 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

n, bildenden Abschnitt 76 ein. Der Abschnitt 76 ist mit Flanschen 78 zur Befestigung an der Seite des Abstandstückes 32 über den Kanal 48 in der 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 i.;i 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 ^pall 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 Feder 100 zu bewegen, um den Düsen-Strömungsquerschnitt zu vergrößern, und daß das Ventil weiterhin eine dritte, die Nullstellung einnehmen kann, in der sowohl die Luft- als auch die Vakuumleitung von dem Einlaßanschluß 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., ^r> ansprechen, um das Ventil 108 zwischen den verschiedenen Stellungen zu verschieben.

Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung 116 mil einem an Bord des Fahrzeuges befindlichen Rechner verbunden sein, der Signale an das Ventil 108 aussendet, damit das Ventil die Düse schließt, wenn der Motor leerläuft, oder mit weit offener Drosselklappe betrieben wird und keine Abgase-Rezierkulation erwünscht ist. Das Ventil 108 würde dann so bewegt, daß es der Kammer 104 Luft zuführt, damit die Feder 100 die Düsenöffnung vollständig schließen kann. In gleicher Weise würde es, wenn das Fahrzeug etwas beschleunig! wird und der Abgasemissionspegel größer wird, wünschenswert sein, die Abgas-Rezirkulation proportional zur Last zu vergrößern. Entsprechend würde ein Signal an das Ventil 108 ausgesandt, um die Vakuumverbindung von der Leitung 112 zur Kammer 104 zu öffner! und den Düsenzapfen 80 nach oben in eine Stellung /u bewegen, die das gewünschte Strömungsvolumen ergibt. Selbstverständlich könnten andere oder nichtelektrische Steuereinrichtungen zur Bewegung des Düsenzapfens vorgesehen sein. Bei bekannten Konstruktionen wurden die durch die Stellung des üblichen Drosselklappenventils gesteuerten Änderungen des Ladedrucks als Quelle für ein Vakuum verwendet, das sich mit der Last ändert, um das Abgas-Rezirkulationsventil zu betätigen. Mit der Bezugsziffer 188 ist schematisch ein Stellungswandler oder ein Rückführungssignalelement bezeichnet. Dieses Element würde in diesem Fall die Stellung der Stange 86 wiedergeben.

während sich diese bewegt, und diese Information würde zur Steuereinrichtung 116 übermittelt. Es würden dann Korrektursignale an das Ventil 108 ausgesandt, um es in die Null- oder andere Stellung zu bewegen, wie dies erforderlich ist, um ein Stoppen der Kolbenanordnung in der Position sicherzustellen, die in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand zu dem Zeitpunkt erforderlich sein würde.

Wie weiter oben ausgeführt wurde, bildet die Düse ί 8 zusammen mit dem Düsenzapfen 80 eine eine::

veränderlichen Querschnitt aufweisende konvergicrend-divergierende Strömungs-Dosierventileinrichtung In diesem Fall sind die Eingangswinkel des konvergierenden Abschnittes und die Krümmung der Düsen/ap fenoberflächen 82 so diemensioniert und ausgebildet daß sich Strömungsgeschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeitsbereich durch den ringförmigen Querschnitt zwischen dem Düsenzapfen und der Düse über im wesentlichen den gesamten Betriebsbereich von Einlaßkrümmer-Vakuumwert-Änderungen ergeben Wenn daher der Motor läuft und ein Druckdifferentia zwischen dem Kanal 46 und dem Einlaßkrümmei ausbildet, vergrößert die eine Unterschallgeschwindigkeit aufweisende Abgasströmung in dem konvergierenden Teil 66 der Düse ihre Geschwindigkeit auf einer

μ Schallgeschwindigkeitswert am Hals oder an dem einer 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

(λ Schallgeschwindigkeiten durch diesen Querschnitt kor stant Durch sorgfältige Auslegung der Düsendiffusor winkel zur Vermeidung einer vorzeitigen Ablösung dei Strömung sowie einer Turbulenz und Wirbeln, die zi

Druck- und anderen Verlusten führen wurden, 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 IZingangsdruckverhä'ltnis, wie z.B. bei einem Wert von 0,9 aufgrund eines wirkungsvollen Diffusorabschnittcs aufrechterhalten werden kann. Dies steht im Gegensatz zur Verwendung eines Kegel- oder Drosselklappen-Do sierventils, bei denen ein Druckverhälinis von 0,". 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 die 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 Einzelheilen 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

ίο Weise nahezu vollständig oder vollständig schließt, indem der Düsenzapfen 80 in die Auflagestellung bewegt wird. Wenn das Gaspedal des Fahrzeuges niedergedrückt wird, liefert 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 ar. 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 Diisenzapfen 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

so gleichbleibt

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 Schallgeschwin· digkeitsströmungsdüse (74, 76, 83 bis 85) mit einem durch die beweglichen Ventilteile gebildeten Düsenzapfen (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 dui ch 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 jedsr 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 Veniilteilen 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 Motorbetrieb ansprechende Einrichtungen einschließt, die den Sichalter (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 Umgebungslufteingang mit dem Servomechanismus verbunden wird, um die Ventilteile in eine geschlossene Stellung zu bewegen.

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