DE2632187A1

DE2632187A1 - Abgasrueckfuehranlage fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2632187A1
Application number: DE19762632187
Authority: DE
Inventors: Syuniti Aoyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-07-17
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1977-02-03
Also published as: CA1055338A; JPS54904Y2; JPS5213320U; US4048968A; GB1544095A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DiPL-ING.

H. KlNKELDEY

DR-TNG.

2632187 ^W· STOCKMAlR

DR-ΐΝα- *«=iCAi.rs>«

K. SCHUMANN

DR ftfcR ΝΑΓ. ■ OPL-PKYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING

G. BEZOLD

DR RB=I NAT.- OtHL-Oa*

8 MÜNCHEN

MAXIMIUANSTRASSE Λ3

16. Juli 1976 P 10 670

Nissan Motor Company, Limited

No. 2, Takara-maciii:, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Abgasrückführanlage für einen Verbrennungsmotor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer Ansaugleitung, die ein hierin schwenkbar angebrachtes Drosselventil aufweist. Allgemein bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung an einer Anlage zum Einspeisen von Abgasen in die Ansaugleitung; diese Anlage wird im folgenden Abgasrückführanlage (EGR-Anlage) genannt, und weist der Art nach ein erstes und ein zweites EGR-Steuerventil auf, die hintereinander in einer EGR-Leitung angeordnet sind, und weist ferner eine Leitungseinrichtung auf, die eine Verbindung von der EGR-Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil und einer unterdruckkammer

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einer Unterdruckbetätigungseinrichtung des zweiten EGR-Steuerventils herstellt; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine EGR-Anlage dieser Art, die verbessert ist, um zu verhindern, daß die Leitungseinrichtung von Feststoffen in den Motorabgasen, die durch sie strömen, verstopft wird.

Es ist bekannter Stand der Technik, daß Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführanlagen (EGR-Anlagen) ausgestattet sind, die Motorabgase in die Ansaugleitung einführen, um die Verbrennungstemperatur der verbrennbaren Gemische in den Motoren abzusenken und um die Erzeugung von Stickoxiden (NOx) zu verringern, die die Umgebungsluft verschmutzen.

Es ist nötig, daß die Menge an Motorabgasen, die in die Ansaugleitung eingebracht wird, genau geregelt wird, wenn man dem stabilen Lauf des Motors ebenso wie der Verringerung der Erzeugung von Stickoxiden die zukommende Beachtung schenkt. Zu diesem Zweck weist die EGR-Anlage ein EGR-Steuerventil auf, das in einer EGR-Leitung angeordnet ist, die eine Verbindung zwischen der Auspuffleitung und der Ansaugleitung herstellt, um die Menge der Motorabgase, die in die Ansaugleitung eingebracht werden, bei einem vorher festgelegten Verhältnis zur Luftmenge, die in die Ansaugleitung eingesaugt wird, zu bemessen. Allerdings kann das EGR-Steuerventil nicht die Menge der Motorabgase, die hierbei bemessen wird, davor schützen, vom Druckunterschied der Teile der EGR-Leitung stromaufwärts und stromabwärts des EGR-Steuerventils verändert zu werden. Es gibt daher

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eine EGR-Anlage, die der Art nach ein zweites EGR-Steuerventil aufweist, das in der EGR-Leitung stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil angeordnet ist und das dazu dient,, die obengenannte Unzulänglichkeit des ersten Steuerventils .abzustellen· Die EGR-Anlage dieser Art ist ferner mit einer Leitungseinrichtung versehen, um eine Verbindung zwischen der unterdruckkammer einer Unterdruckbetätigungseinrichtung des zweiten EGß-Steüer*- ventils xtnd der EGR-Leitung an einer Stelle zwischen dem ersten und dem zweiten ;EGR-Steuerventil vorzusehen, um den Druck zwischen diesen beiden in der .EGR-Leitung .auf die Unterdruckkammer zu übertragen. Allerdings weist die "bekannte Anlage dieser Art den Nachteil :auf, daß die Leitungsei.nr.icht.ung von den Motorabgasen., die durch sie strömen,, verstopft wird, und als Ergebnis hiervon wird das zweite EGR-Steuerventil nicht zufriedenstellend betätigt. Es .ist somit der bekannten EGR-Anlage nicht gelungen, die Menge der Motorabgase, die in die Ansaugleitung eingebracht werden, auf einen angemessenen oder gewünschten Wert auszuregeln.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine verbesserte EGR-Anlage der obenerwähnten Art vorzusehen, wobei durch das Vorsehen einer Luftpumpe zum Einbringen von .Luft in die ."Le.i-fc.ungs.ein*- richtung diese davor geschützt wird, von den Motorabgasen verstopft zu werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Abgasrückführanlage der eingangs genannten Gattung gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine Abgasrückführleitung (EGR-Leitung) zum Einspeisen von Motorabgasen in die Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselventil,

ein erstes Abgasrückfuhr-(EGR-)Steuerventil, das in der EGR-Leitung angeordnet ist,

eine erste Betätigungseinrichtung, die in Abhängigkeit vom Unterdruck betreibbar ist, der für die Luftmenge repräsentativ ist, die durch die Ansaugleitung gesaugt wird, um zu be- · wirken, daß das erste EGR-Steuerventil die Menge der Motorabgase bemißt, die unter einem vorher festgelegten Verhältnis zur Luftmenge in die Ansaugleitung eingebracht werden, ein zweites Abgasrückfuhr-(EGR-)Steuerventil, das in der EGR-Leitung stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil angeordnet ist,

eine zweite Betätigungseinrichtung, die in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselventil und in Abhängigkeit vom Druck in der EGR-Leitung zwischen dem ersten und zweiten EGR-Steuerventil betreibbar ist, um zu bewirken, daß das zweite EGR-Steuerventil den Druckunterschied von Teilen der EGR-Leitung stromaufwärts und stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil auf einem vorher festgelegten Wert hält,

eine Leitungseinrichtung zum Verbinden der EGR-Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil mit der zweiten Betätigungseinrichtung, und

eine Steuereinrichtung zum Begrenzen der Menge an Motorabgasen, die durch die Leitungseinrichtung strömen, um zu verhindern, daß diese von den Motorabgasen verstopft wird.

Diese und weitere Zielsetzungen und Vorteile der Erfindung
werden aus der nachfolgenden, eingehenden Beschreibung, die
anhand der beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, noch naher dargelegt. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine bekannte EGR-Anlage, und

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen EGR-Anlage.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Ansauganlage 10 und eine Auspuffanlage 12 eines Verbrennungsmotors .(nicht dargestellt) dargestellt, sowie eine bekannte Abgasrückführanlage (EGR-Anlage) 14, die mit Ansaug- und Auspuffanlage 10 und 12 in Wirkverbindung steht. Die Ansauganlage 10, die dargestellt ist, weist
eine Ansaugleitung 16 auf, die von der Umgebungsluft zu einer
Ansaugöffnung (nicht dargestellt) des Motors führt, der eine
Ansaugverrohrung aufweist, die einen Teil der Ansaugleitung 16 bildet. Die Ansaugleitung 16 weist eine Venturi- oder Drosseldüse 18 auf, die darin ausgebildet ist, sowie ein Drosselventil (nicht dargestellt), das hierin schwenkbar angeordnet ist. Die Venturidüse 18 kann die Düse eines Vergasers (nicht dargestellt) des Motors sein. Die Auspuffanlage 12, die dargestellt ist, weist eine Auspuffleitung 22 auf, die von einer Auslaßöffnung (nicht dargestellt) des Motors zur Umgebungsluft führt.

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Die EGR-Anlage 14 weist eine Abgasrückführleitung (EGR-Leitung) oder Verbindungsleitung 24 auf, die am einen Ende mit der Auspuffleitung 22 und am anderen Ende mit der Einlaßverrohrung 20 oder der Ansaugleitung 16 stromabwärts vom Drosselventil angeordnet ist und die Motorabgase in die Ansaugleitung 16 einleitet. Ein erstes Abgasrückführ-(EGR-) Steuerventil 26 ist in der EGR-Leitung 24 angeordnet und weist einen Ventilsitz 28 auf, der in der EGR-Leitung 24 ausgebildet ist und der beispielsweise die Form einer Ringschulter aufweist, die dorthinein ragt.; ferner weist das erste Ventil einen Ventilkörper 30 auf, der bezüglich des Ventilsitzes 28 beweglich angeordnet ist, um die wirksame Querschnittsfläche der EGR-Leitung 24 zu verändern und der beispielsweise die Form eines Kegels aufweist; das Ventil weist ferner einen Ventilschaft 31 auf, der sich vom Ventilkörper 30 aus der EGR-Leitung 24 nach draußen erstreckt. Eine erste Unterdruckbetätigungseinrichtung oder ein Servoantrieb 32 ist zur Betätigung des ersten EGR-Steuerventils 26 vorgesehen und weist ein Gehäuse 34 auf, in dessen Innerem eine erste und eine zweite Kammer 36 und 38 vorgesehen ist, sowie eine flexible Membran 40, die die Kammern 36 und 38 voneinander trennt. Die erste Kammer 36 steht mit der Umgebungsluft über eine Einlaßöffnung 42 in Verbindung, während die zweite Kammer 38 mit der Venturidüse 18 bzw. der Düseneinschnürung in der Ansaugleitung 16 über eine Leitungs- oder Verbindungseinrichtung 44 in Verbindung steht. Die Membran 40 steht mit dem Ventilschaft 31 in Wirkverbindung und ist in Abhängigkeit vom Unterdruck in

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der Kammer 38 verformbar, um den Ventilkörper 30 hinsichtlich des Ventilsitzes 28 zu bewegen, um den Öffnungsgrad des ersten EGR-Steuerventils 26 zu verändern. Der Ventilkörper 30 ist im Verhältnis zum Ventilsitz 28 angeordnet, um den Öffnungsgrad des ersten EGR-Steuerventils 26 in Abhängigkeit zu einer Zunahme oder Abnahme des Unterdrucks in der Kammer 38 zu erhöhen oder zu verringern. Eine Feder 46 ist dazu vorgesehen, um die Membran 40 in einer Richtung zu drücken, in der der Öffnungsgrad des ersten EGR-Steuerventils 26 verringert wird.

Ein zweites Abgasrückführ-(EGR-)Steuerventil 48 ist in der EGR-Leitung 24 stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 angeordnet. Das zweite EGR-Steuerventil 48 dient dazu, daß verhindert wird, daß die Menge der Motorabgase, die.durch das erste EGR-Steuerventil 26 strömen, vom Unterschied der Drücke in den Abschnitten der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts geändert oder beeinträchtigt wird; dieser Druckunterschied hängt vom Betriebszustand des Motors wie beispielsweise von dessen Belastung oder dessen Drehzahl ab. Das zweite EGR-Steuerventil 48 weist einen Ventilsitz 50 auf, der in der EGR-Leitung 24 stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 angeordnet ist und der beispielsweise die Form einer Ringschultef aufweist, die in die EGR-Leitung 24 hineinragt; das zweite Ventil 48 weist ferner einen Ventilkörper 52 auf, der hinsichtlich des Ventilsitzes..50 beweglich angeordnet ist, um die wirksame Querschnittsfläche der EGR-Leitung 24 zu verändern und der beispielsweise die Form eines Kegels aufweist; ferner weist das

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Ventil 48 einen Ventilschaft 54 auf, der sich vom Ventilkörper 52 nach draußen aus der EGR-Leitung 24 hinaus erstreckt. Eine zweite Unterdruckbetätigungseinrichtung oder ein zweiter Servoantrieb 56 ist vorgesehen, um das zweite EGR-Steuerventil 48 zu betätigen; der Servoantrieb 56 weist ein Gehäuse auf, in dem eine erste und eine zweite Kammer 60 und 62 angeordnet ist, sowie eine flexible Membran 64, die die Kammern 60 und 62 voneinander trennt. Die erste Kammer 60 steht mit der Umgebungsluft über eine öffnung 66 in Verbindung, während die zweite Kammer 62 mit der EGR-Leitung 24 an einer Stelle neben der Einlaßverrohrung 20 über eine Verbindungs- oder Leitung seinrichtung 68 in Verbindung steht. Die Leitung 68 kann mit der Einlaßverrohrung 20 so verbunden werden, daß die zweite Kammer 62 direkt mit der Einlaßverrohrung 20 in Verbindung steht. Die Leitung 68 weist in ihrem Inneren eine erste und eine zweite Blende 70 und 72 auf, die an Stellen ausgebildet sind, die entsprechend in der Nähe der Enden der Leitung ausgebildet sind. Die Membran 64 steht mit dem Ventilschaft 54 in Wirkverbindung und ist in Abhängigkeit vom unterdruck in der zweiten Kammer 62 verformbar, um den Ventilkörper 52 hinsichtlich des Ventilsitzes 50 zu bewegen, um den Öffnungsgrad des zweiten EGR-Steuerventils 48 zu verändern. Der Ventilkörper ist bezüglich des Ventilsitzes 50 zum Verringern und Erhöhen des Öffnungsgrades des zweiten EGR-Steuerventils 48 in Abhängigkeit von einer Erhöhung und einer Verminderung des Unterdrucks in der Kammer 62 angeordnet. Eine Feder 74 ist vorgesehen, um die Membran 64 in eine Richtung zu drücken, in der der Öffnungsgrad des zweiten EGR-Steuerventils 48 erhöht wird.

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Eine Leitungs- oder Verbindungseinrichtung 76 ist vorgesehen, um am einen Ende mit der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 und mit dem anderen Ende mit der Leitung 68 zwischen der ersten und der zweiten Blende 70 und 72 in Verbindung zu stehen, und die Leitungseinrichtung 76 weist eine Blende 78 auf, die an einer Stelle in der Nähe der Verbindung zwischen der EGR-Leitung 24 und der Leitung 76 ausgebildet ist.

Die herkömmliche EGR-Anlage 14, die insoweit beschrieben wurde, wird betätigt wie folgt:

Der z.weiten Kammer 38 der ersten Unterdruckbetätigungseinrichtung 32 wird der Unterdruck im Venturiabschnitt 18 zugeführt, der repräsentativ für die Luftmenge ist, die durch die Ansaugleitung 16 während aller Betriebsbedingungen des Motors angesaugt wird. Die Membran 40 wird in eine Lage bewegt, in der der Unterschied zwischen dem Druck in der ersten Kammer und dem Unterdruck in der zweiten Kammer 38 von der Kraft der Feder 46 ausgeglichen ist. Die Membran 40 bewegt den Ventilkörper 30 hinsichtlich des Ventilsitzes 28 in eine Lage, die deren Lage entspricht, sodaß der Öffnungsgrad des ersten EGR-Steuerventils 26 in Übereinstimmung mit dem Unterdruck im Venturiabschnitt 18 eingestellt wird. Dementsprechend steuert oder be- " mißt das erste EGR-Steuerventil 26 den Strom der Motorgase, die durch dieses Ventil zum zweiten EGR-Ventil 48 hindurch strömen, auf ein vorher festgelegtes Verhältnis zum Luft-

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strom hin, der in den Motor eingesaugt wird.

Das erste EGR-Steuerventil 26 kann nicht verhindern, daß der Durchsatz der Motorabgase, die durch das Ventil strömen, in Übereinstimmung mit dem Druckunterschied der Abschnitte der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts des ersten EGR-Steuerventils 26 verändert wird, wenn der Öffnungsgrad des ersten Steuerventils 26 sich auf einem bestimmten Wert befindet. Eine derartige Unzulänglichkeit des ersten EGR-Steuerventils wird vom zweiten EGR-Steuerventil 48 behoben wie folgt: der zweiten Kammer 62 der zweiten Unterdruckbetätigungseinrichtung 56 wird über die Leitung 68 der Ansaugleitungsunterdruck in der EGR-Leitung 24 stromabwärts vom zweiten EGR-Steuerventil 48 oder in der Ansaugleitung 16 stromabwärts vom Drosselventil zugeführt. Der Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 wird über die Leitung 68 durch die Leitung 76 eingeführt, um den Druckunterschied der Abschnitte der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts des zweiten EGR-Steuerventils 48 aufzuheben oder zu verringern. Wenn der Druckunterschied der Abschnitte der EGR-Leitung 24 stromabwärts und stromaufwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 erhöht wird, dann wird der Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und zweiten EGR-Steuerventil 26 und 28 verringert, um das Vakuum in der Leitung und dementsprechend in der zweiten Kammer 62 zu erhöhen. Hieraus ergibt sich, daß die Membran 64 vom Druck in der ersten Kammer 60 bewegt wird, der den erhöhten Unterdruck in der

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zweiten Kammer 62 und die Kraft der Feder 74 überwindet, um den Ventilkörper 52 auf den Ventilsitz zuzubewegen. Dementsprechend wird der Öffnungsgrad des zweiten EGR-Steuerventils 48 verringert, um den Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 zu erhöhen, um zu verhindern, daß der Druckunterschied an den Abschnitten der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts vom ersten Steu-i: erventil 26 über einen vorher festgelegten Wert hinaus gesteigert wird. Wenn im Gegensatz hierzu der Druckunterschied der Abschnitte der EGR-Leitung 24 stromabwärts und stromaufwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 verringert wird, dann wird der Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 erhöht, um den Unterdruck in der Leitung 68 und in der zweiten Kammer 62 zu verringern. Hieraus ergibt sich, daß die Membran 68 vom verringerten Unterdruck in .der zweiten Kammer 62 bewegt wird, wobei sie den Druck in der ersten Kammer 60 und die Kraft der Feder 74 überwindet, um den Ventilkörper 52 vom Ventilsitz 50 wegzubewegen. Dementsprechend wird der Öffnungsgrad des zweiten EGR-Steuerventils 48 gesteigert, um den Druck in die EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 zu verringern, um zu verhindern, daß der Druckunterschied in den Abschnitten der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 unter einen vorher festgelegten Wert abgesenkt wird. Somit erhält das zweite EGR-Steuerventil 48 den Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 oder den Druckunterschied der

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Teile der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts vom zweiten EGR-Steuerventil 48 und demnach auch den Druckunterschied der Abschnitte der EGR-Leitung 24 stromaufwärts und stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil 26 auf einem vorher festgelegten Wert aufrecht,, um zu erwirken, daß die Menge der Motorabgase, die der Einlaßleitung 16 über die EGR-Leitung zugeführt wird, vom Druckunterschied zwischen den Motorabgasen in der Auspuffleitung 22 und dem unterdruck in der Einlaßleitung oder der Einlaßverrohrung unabhängig ist. Allerdings wird bei der bekannten EGR-Anlage 14 die Leitung 76 oder die Blende 78 von den Motorabgasen, die dort durchtreten, im Lauf der Gebrauchszeit verschmutzt und verstopft. Dies hindert das zweite EGR-Steuerventil 48 daran, in normaler Weise betätigt zu werden, und macht es dementsprechend unmöglich für das erste und das zweite EGR-Steuerventil 26 und 48, die Menge der Motorabgase, die in die Ansaugleitung 16 eingebracht werden, auf ein vorher festgelegtes zweckmäßiges oder erwünschtes Verhältnis zur Luftmenge auszusteuern bzw. auszuregeln, die in den Motor angesaugt wird. Wenn der Durchmesser oder die Querschnittsfläche der Blende 78 vergrößert wirdj. dann wird der Unterdruck in der zweiten Kammer 62 in übermäßiger Weise verringert, was es für das zweite EGR-Steuerventil 48 unmöglich macht, normal zu arbeiten. Es ist daher unerwünscht, die Abmessungen der Blende 78 zu verringern oder gar die Blende wegzulassen.

In Fig. 2 der Zeichnung ist die Änsaug- und Auspuffanlage eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) und eine bevorzugte Aus-

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führungsform einer verbesserten erfindungsgemäßen Abgasrückführanlage (EGR-Anlage) dargestellt, die mit Ansaug- und Auspuffanlage in Wirkverbindung steht. In Fig. 2 sind gleiche Komponenten und Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie sie auch in Fig. 1 verwendet wurden, und die Beschreibung gleicher Komponenten und Bestandteile ist aus Gründen der Einfachheit unterlassen. Die verbesserte EGR-Anlage, die allgemein mit dem Bezugszeichen 80 versehen ist, ist durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet. Die EGR-Anlage weist an der Stelle der Leitung 76 der EGR-Anlage, die in Fig. 1 dargestellt ist, eine Luftpumpe 82 auf, sowie eine erste und eine zweite Leitungs- bzw. Verbindungseinrichtung und .86. Die erste Leitungseinrichtung 84 ist mit einer darin befindlichen Blende 88 ausgebildet, die die Leitungseinrich·^ tung 84 in einen in Strömungsrichtung oberhalb gelegenen Abschnitt 90 und einen in Strömungsrichtung unterhalb gelegenen Abschnitt 92 aufteilt. Der unterhalb liegende Abschnitt 92 steht mit der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 in Verbindung, sowie mit dem einen Ende der zweiten Leitungseinrichtung 86= Die zweite Leitungseinrichtung 86 steht mit dem anderen Ende mit der Leitung 68 zwischen der ersten und der zweiten Blende 70 und 72 in Verbindung, und in ihrem Inneren ist eine Blende 94 ausgebildet. Die Luftpumpe 82 steht mit dem oberhalb gelegenen Abschnitt 90 zum Einspeisen von Luft in Verbindung, um die erste Leitungseinrichtung 84 mit Luft zu füllen, unr die Menge der Motorabgase, die in die zweite Leitungseinrichtung 86 ein-

tritt oder durch die Blende 94 strömt, zu begrenzen, und um zu verhindern, daß die Blende 94 oder die zweite Leitungseinrichtung 86 von Feststoffpartikeln der Motorabgase verschmutzt und verstopft wird. Die erste Leitungseinrichtung 84 weist einen Durchmesser oder eine Querschnittsfläche auf, die größer ist als die der zweiten Leitungseinrichtung 86, und die hinlänglich bemessen ist, um den Druckabfall oder Druckverlust im strömungsabwärts gelegenen Abschnitt 92 auf ein Minimum su reduzieren« Die Durchmesser oder Querschnittsflächen, der Blenden 88 und 94 sind derart ausgewählt, daß die Blende 88 Luft durchtreten läßt, deren Menge ein wenig größer ist als die des Gases, das durch die Blende 94 durchgelassen wird, und die keinen Einfluß auf das Luft-Treibstoffverhältnis des Luft-Treibstoffgemischs ausübt, das im Motor verbrannt wird»

Der Teil der insoweit beschriebenen EGR-Anlage 8o arbeitet wie folgt:

Der in Ströraungsrichtung unterhalb gelegene Teil 92 der Leitung 84 wird mit Frischluft gefüllt, die von der Luftpumpe 82 ab~ gegeben und von der Blende 88 bemessen wirdo Dementsprechend tritt nur Frischluft durch die Blende 94 zur Leitung 68, und es ist verhindert, daß Abgabe vom Motor durch die Blende D4 treten, und die Menge der Motorabgase, die durch die Blande 94 hindurchtreten,, ist nahezu auf Null reduziert» Als @in Ergebnis wird verhindert, daß die Blende 94 von Feststoffen. in den Motorabgasen verschmutzt und verstopft wird«. Da der

Teil 92 der Leitung 84 hinlänglich groß ist, wird bei diesem Beispiel der Druck in der EGR-Leitung 24 zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil 26 und 48 der Leitung 68 eingegeben oder auf die-Leitung 68 übertragen, so daß das zweite EGR-Steuerventil 48 von der zweiten Unterdruckbetätigungseinrichtung 56 in normaler Weise betrieben wird.

Ein Steuer- bzw. Regelventil 96 kann im oberhalb liegenden Abschnitt 9o der Leitung 84 vorgesehen werden, um Luft, die von der Luftpumpe 82 abgegeben wird, normalerweise zum unter= halb gelegenen Abschnitt 92 der Leitung 84 fließen zu lassen, und um zu verhindern, daß Luft von der Luftpumpe 82 durch die Blende 88 in den unterhalb liegenden Teil 92 hindurchtritt, um Luft aus der Luftpumpe 82 in die Umgebungsluft abzuleiten, wenn eine verhältnismäßig kleine Luftmenge in den Motor angesaugt wird, wie beispielsweise bei Motorbetriebszuständen wie etwa Standgas und Verlangsamen. Dies geschieht, um zu verhindern, daß das Luft-Treibstoffverhältnis des Luft-Treibstoffgemischs des Motors in unerwünschter Weise zu einer derartigen Zeit von Luft aus der Luftpumpe 82 erhöht wird, wenn im übrigen das erste EGR-Steuerventil 26 sich in im wesentlichen voll geschlossener Stellung befindet, um die Menge von Motorabgasen, die in die Ansaugleitung 16 eingebracht wird, auf Null zu reduzieren, ist es unnötig, Luft aus der Luftpumpe 82 in den unterhalb gelegenen Abschnitt 92 der Leitung 84 einzuspeisen.

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Es ist erwünscht, · daß ein Druckverstärker 98 in der Leitung 44 vorgesehen ist, um den verhältnismäßig niederen Unterdruck aus dem Venturiabschnitt 18 in einen verhältnismäßig hohen Unterdruck umzuändern,, der der Unterdruckkammer 38 der ersten Unterdruckbetätigungseinrichtung 32 zugeführt wird.

Die Luftpumpe 82 kann im allgemeinen als Luftpumpe zum Einbringen von Sekundärluft in die Auspuffanlage 12 wie beispielsweise in eine Auspuffverrohrung (nicht dargestellt) verwendet werden, um die Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) zu oxydieren, die in den Motorabgasen enthalten sind, und um die letztgenannten zu reinigen»

Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung eine verbesser-= te EGR-Anlage vorsieht, die der Art nach ein erstes und ein zweites EGR-Steuerventil aufweist, die hintereinander bzw» in Serie in der EGR-Leitung angeordnet sind,, sowie eine Lei·= tungseinrichtung, die eine Verbindung zwischen der EGR-Leitung an einer Stelle zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil und einer Unterdruckkammer einer Betätigungseinrichtung für das zweite EGR-Steuerventil herstellen, wobei in der Leitung eine Blende angeordnet ist; bei dieser Anlage ist verhindert worden, daß die Leitungsexnrichtung von Feststoffen in den Abgasen verstopft wird, indem eine Luftpumpe zum Einbringen von Luft zum Füllen der Leitungsexnrichtung zwischen EGR-Leitung und Blende mit Luft vorgesehen ist, und um die Menge der Motorabgase, die durch die Blende hindurch-

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treten, nahezu auf Null zu verringern, so daß das erste und das zweite EGR-Steuerventil präzise die Menge der Motorabgase, die in die Ansaugleitung eingebracht werden, auf ein geeignetes Verhältnis zur Luftmenge abstimmen bzw. bemessen können, die in den Motor eingesaugt wird, um über einen langen Betriebszeitraum hinweg wirksam die Erzeugung von Stickoxiden (NO ) zu verringern und um den Motorbetrieb zu stabilisieren.

- Ansprüche -

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Claims

- 18 Ansprüche

Abgasrückführanlage für einen Verbrennungsmotor mit einer Ansaugleitung, die ein hierin schwenkbar angebrachtes Drosselventil aufweist, gekennz eichnet durch folgende Merkmale:

- eine Abgasrückführleitung (EGR-.Leitung) (24) zum Einspeisen von Motorabgasen in die Ansaugleitung (16) stromabwärts vom Drosselventil,

- ein erstes Abgasrückführ-(EGR-)Steuerventil (26), das in der EGR-Leitung angeordnet ist,

- eine erste Betätigungseinrichtung (32), die in Abhängigkeit vom Unterdruck betreibbar ist, der für die Luftmenge repräsentativ ist, die durch die Ansaugleitung gesaugt wird, um zu bewirken, daß das erste EGR-Steuerventil die Menge der Motorabgase bemißt, die unter einem.vorher festgelegten Verhältnis zur Luftinenge in die Ansaugleitung eingebracht werden,

- ein zweites Abgasrückführ-(EGR-)Steuerventil (48), das in der EGR-Leitung stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil angeordnet ist,

- eine zweite Betätigungseinrichtung (56) _f die in Abhängigkeit vom Unterdruck in der Ansaugleitung stromabwärts vom Drosselventil und in Abhängigkeit vom Druck in der EGR-Leitung zwischen dem ersten und zweiten EGR-Steuerventil betreibbar ist, um zu bewirken, daß das zweite EGR-Steuerventil den Druckunterschied von Teilen der EGR-Leitung strom-

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aufwärts und stromabwärts vom ersten EGR-Steuerventil auf einem vorher festgelegten Wert hält, .

- eine Leitungseinrichtung (76; 84, 86)· zum Verbinden der EGR-Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten EGR-Steuerventil mit der zweiten Betätigungseinrichtung und

- eine Steuereinrichtung (82, 88, 96) zum Begrenzen der Menge an Motorabgasen, die durch die.Leitungseinrichtung strömen, um zu verhindern „ daß die diese von den Motorabgasen verstopft wird.

2". Abgasrückführanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Leitungseinrichtung eine erste Leitung (84) mit einem ersten (9o) und einem zweiten (92) Abschnitt aufweist, innerhalb deren eine Blende (88) angeordnet ist, die den ersten und den zweiten Abschnitt voneinander trennt, wobei der zweite Abschnitt mit der EGR-Leitung (24) zwischen dem ersten (26) und dem zweiten (48) EGR-Steuerventil verbunden ist daß die Leitungseinrichtung eine zweite Leitung (86) aufweist, die mit ihrem einen Ende mit dem zweiten Abschnitt der ersten Leitung und mit dem anderen Ende mit der Betätigungseinrichtung (56) verbunden ist, wobei innerhalb der zweiten Leitung eine Blende (94) angeordnet ist, und.daß. die Steuereinrichtung eine Luftpumpe (82) aufweist, die mit dem ersten Abschnitt der ersten Leitung zum Einspeisen von Luft dort hinein verbunden ist, wobei die Luftpumpe den zweiten Abschnitt der ersten Leitung mit Luft füllt, um die Menge der Motorabgase, die durch die Blende der zweiten Leitung tritt,

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- 2ο nahezu auf Null zu verringern.

3- Abgasrückführanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung (84) eine Querschnittsfläche aufweist, die hinlänglich bemessen ist, um den Druckverlust in ihr auf ein Minimum zu reduzieren, und daß die Blende (88) in der ersten Leitung einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der der Blende (94) der zweiten Leitung (86) und Luft hindurchtreten läßt, die auf das Luft-Treibstoffverhältnis des im Motor verbrannten Luft-Treibstoffgemischs ohne Einfluß ist.

4. Abgasrückführanlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ferner ein Steuerventil (96) aufweist, das im ersten Abschnitt (9o) der ersten Leitung (84) angeordnet ist und das betätigbar ist, um normalerweise Luft, die von der Luftpumpe (82) abgegeben wird, zum zweiten Abschnitt (92) fließen zu lassen, und die dann, wenn eine verhältnismäßig kleine ,Luftmenge in die Ansaugleitung (16) angesaugt wird, die von der Luftpumpe abgegebene Luft in die Umgebungsluft ableitet.

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