DE2700266A1

DE2700266A1 - Vorrichtung zum wiederumlauf der auspuffgase eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE2700266A1
Application number: DE19772700266
Authority: DE
Inventors: Bernard Bertrand
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2700266B2; FR2338393A1; DE2700266C3; US4080941A; FR2338393B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor und sie betrifft eine Vorrichtung, die es gestattet, den Durchsatz an Auspuffgasen, der wieder in die Ansaugleitung eingeführt wird, in Abhängigkeit von den Verwendungsbedingungen des Motors zu regeln.

Es ist bekannt, daß unter den Verschmutzungsstoffen, die in den Auspuffgasen eines Verbrennungsmotors enthalten sind, die Stickoxyde eine wichtige Rolle spielen. Es ist ebenfalls bekannt, daß man durch Wiederumlaufen eines Teiles der Auspuffgase zwecks deren Mischung mit den frischen

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Gasen, die in der Ansaugleitung des Motors ankommen, die Temperatur der Verbrennung in den Verbrennungsräumen senken kann, was zur Wirkung hat, die Bildung dieser Stickoxyde zu verringern und infolgedessen die Ausstoßmenge dieser Stickoxyde in den Auspuffgasen zu verkleinern.

Es ist im allgemeinen anerkannt, daß sich der Wiederumlauf der Auspuffgase in die Ansaugleitung nur während der Benutzung des Motors unter Teillast als unvermeidbar erweist, entsprechend einer erheblichen Bildung von Stickoxyden, während ein derartiges Wiederumlaufen praktisch während des Leerlaufs und bei Vollast unnötig ist, wo es selbst den Nachteil mit sich bringt, eine gewisse Verringerung der Motorleistung zu ergeben.

Man kennt Vorrichtungen zur Steuerung des Wiederumlaufs der Auspuffgase, bei denen eine Abschlußvorrichtung benutzt wird, die Regelventil genannt wird und in den Umlaufkreis zwischen die Auspuffleitung und die Ansaugleitung eingeschaltet ist. Die öffnungsweite dieses Regelventils wird von einer Unterdruckkapsel gesteuert, die von dem Unterdruck abhängig ist, der in der Hauptansaugleitung des Motors herrscht.

Bei einer ersten Ausführung bestehen die Mittel, die den Unterdruck aufnehmen, aus zumindest einer öffnung, die sehr wenig vor dem regelbaren Organ der Drosselung der Gase in der Hauptansaugleitung liegt, so daß, wenn dieses Organ für die Drosselung sich in seiner Schließstellung befindet, d. h. im Leerlauf, die öffnung zum Abnehmen des Unterdruckes dem atmosphärischen Druck unterworfen ist. Auf diese Weise wird die Unterdruckkapsel nur für die Zwischenstellungen des Drosselorganes dem Unterdruck unterworfen; der Unterdruck

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wird in der Öffnungsstellung des Drosselorgans, d. h. bei voller Last, zu gering, um auf die Membran der Unterdruckkapsel einwirken zu können.

Der Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtungen liegt darin, daß sie einen Wiederumlaufanteil einstellen, der abnimmt, wenn die Füllung der Zylinder zunimmt, während die Temperatur in den Verbrennungsräumen und infolgedessen die Bildung der Stickoxyde mit dieser Füllung wächst.

Bei einer anderen Vorrichtung ist die Stellung des Regelorgans für die Menge der Wiederumlaufgase unmittelbar mit der Stellung des Drosselorgans in der Ansaugleitung verbunden, was es erlaubt, einen konstanten Wiederumlauf einzuhalten, ganz unabhängig von dem Arbeitsbereich des Motors, und dies in dem ganzen Benutzungsbereich des Motors mit Teillast, für den der Wiederumlauf notwendig ist. Unglücklicherweise ergibt eine direkte Betätigung der Regelvorrichtung ausgehend von dem Drosselorgan in der Ansaugleitung ein Härterwerden des Beschleunigungspedals, was das Fahren besonders ermüdend macht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung derjenigen Bauart, die ein Regelventil für den Durchsatz an wiederumlaufenden Gasen aufweist, das in den Wiederumlaufkreis zwischen eine Auspuffleitung und eine Ansaugleitung geschaltet ist; dieses Ventil wird von einer Unterdruckkapsel betätigt, die an eine Unterdruckentnahme angeschlossen ist, die in der Ansaugleitung des Motors, unter dem Befehl eines Unterdruckreglers, liegt.

Bei einer bekannten Auslegung dieser Art (US-PS 3 8*12 8l4) wird die Regelung des Unterdruckes, dem die Unterdruckkapsel unterworfen ist, die auf das Wiederumlaufventil wirkt, mit Hilfe einer Düse mit veränderlichem

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Querschnitt erzeugt, deren bewegliches Element unmittelbar ausgehend von der Achse der Drosselklappe eingestellt wird. Damit nun eine derartige Düse genau ist, muß man ihr größere Abmessungen geben, was wiederum einen gleichfalls großen Verbrauch an Vakuum mit sich bringt und die Anwesenheit einer Vakuumreserve von großem Volumen bedingt. Außerdem ist eine derartige Düse empfindlich gegenüber Verschmutzung, was mit der Zeit ihre Genauigkeit beeinträchtigt.

Der Zweck, den die vorliegende Erfindung erreichen soll, besteht darin, durch einfache Mittel mit einem geringen Verbrauch an Vakuum und ohne das Vorhandensein einer Reserve eine genauere und auf die Länge exaktere Regelung zu erhalten, welche die Proportionalität zwischen den Durchsätzen an frischen Gasen und den Wiederumlaufgasen durchführt.

Dieses Resultat wird dadurch erreicht, daß man dem Unterdruckregler eine Kammer gibt, die mit der Leitung in Verbindung steht, die die Ansaugleitung mit der Unterdruckkapsel verbindet. Die besagte Kammer hat eine öffnung zur Atmosphäre hin, der eine Klappe beigeordnet ist, die an eine bewegliche Wand angeschlossen ist, auf die der Unterdruck gegen die Kraft einer Rückstellfeder wirkt. Diese Feder ist mit dem Mechanismus für die Betätigung der Drosselklappe derart verbunden, daß ihre Rückstellkraft in dem gleichen Sinne sich verändert, wie die öffnung der Drosselklappe.

Ein Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung beschrieben, die schematisch eine Vorrichtung zum Wiederumlauf der Auspuffgase zeigt, die gemäß der Erfindung verbessert ist.

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Man sieht in dieser Figur ein Regelventil für die Regelung des Durchsatzes der wiederumlaufenden Gase, das Durchlaß-Regelventil genannt wird. Dieses Ventil ist zwischen eine Leitung 2a, die von einer Auspuffleitung 3 herkommt, und eine Leitung 2b geschaltet, die in der Ansaugleitung 4 endet.

Der Durchsatz an Gas in der Ansaugleitung wird durch eine Drosselklappe 5 gesteuert, die über klassische Antriebsmittel 6 an ein nicht dargestelltes Gaspedal angeschlossen ist.

Das Regelventil 1, das ein an sich bekanntes Modell ist, besteht zum wesentlichen aus einem Gehäuse 7, an das eine Unterdruckkapsel 8 angepaßt ist. Das Gehäuse 7 begrenzt eine Kammer 9» in der die beiden Leitungen 2a und 2b münden. Eine Wand dieser Kammer bildet ein Führungslager für eine Stange 10, die an einem Ende ein Ventil 11 tz-ägt, welches den Durchlaßquerschnitt der Leitung 2a steuert. Das andere Ende der Stange 10 ist an eine biegsame Membran 12 angeschlossen, die eine Wand der Kammer 8 bildet. Eine Feder 13 ist bestrebt, die Membran 12 in dem Sinne zurückzudrücken, in dem das Ventil 11 die Leitung 2a abschließt.

Die Kammer 8 ist über eine Leitung Ik mit einer Kammer 15 eines Unterdruckreglers 16 verbunden. Von der Kammer 15 geht eine Leitung 17 aus, die einen kalibrierten Querschnitt 18 hat und mit einer öffnung 19 in der Ansaugleitung k mündet. Diese öffnung 19 ist, wie man sieht, ein wenig vor der Drosselklappe 5 angeordnet, wenn diese in ihrer Abschlußstellung ist.

Die Kammer 15 des Unterdruckreglers 16 hat eine bewegliche Wand 20, die über eine Stange 21 mit einer Klappe 22

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verbunden ist, welche eine öffnung 23 zur Verbindung der Kammer 15 mit der Atmosphäre abschließt. Die Klappe 22 hat einen großen Querschnitt gegenüber dem kalibrierten Querschnitt 18. Die bewegliche Wand 20 ist über eine Feder 24 und eine Verbindungsstange 25 mit einem Hebel 26 verbunden, der fest auf der Achse der Drosselklappe 5 sitzt, so daß die Spannung der Feder 24 zunimmt, wenn die Drosselklappe sich öffnet. Diese Feder 24 versucht, die Wand 20 in einem Sinne anzuziehen, bei dem die Klappe 22 die öffnung 23 verschließt und sie hat vorzugsweise eine wesentlich kleinere Kraft wie diejenige einer normalen Rückführfeder der Drosselklappe 5; diese normale Rückführfeder ist auf der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:

Wenn der Motor im Leerlauf läuft, ist die Drosselklappe 5 geschlossen und die oberhalb dieser letzteren gelegene Druckentnahmeöffnung 19 ist dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Kein Unterdruck kann infolgedessen in der Kapsel 8 entstehen, und das Ventil 11 verschließt die Leitung 2a: Es gibt keinen Wiederumlauf.

Wenn der Motor mit Teillast betrieben wird, befindet sich die Drosselklappe 5 in teilweise geöffneter Stellung, so daß die öffnung 19 dem Unterdruck in der Ansaugleitung unterworfen ist. Die Membran 20 wird dann gegen die Rückstellkraft der Feder 24 angezogen, was die Klappe 22 von ihrem Sitz abhebt und eine Ausfluftströmung schafft, die es gestattet, den Wert des Unterdruckes in der Kammer 15 auf einem Niveau zu halten, das eine Funktion der Spannung der Feder 24, also eine Funktion des Öffnungsgrades der Drosselklappe 5,ist. Dieser regulierte Unterdruck wird in die Kapsel 8 übertragen, was das weitere öffnen des

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Ventils 11 bedingt, wenn die Drosselklappe 5 ihrerseits stärker geöffnet wird. Man erkennt wohl, daß die Stellung des Ventils 11, also der freie Querschnitt der Leitung 2a, von der Stellung der Drosselklappe 5 abhängt, und dieses Resultat wird erhalten, ohne daß daraus ein nennenswertes Härterwerden für das Drosselklappenpedal folgt. Die bewegliche Wand des Reglers 16 kann geringe Abmessungen haben, so daß die Feder 24 eine sehr schwache Wirkung gegenüber der normalen Rückstellkraft der Drosselklappe 5 hat und es ist selbst möglich, die Kraft dieser letzteren zu verringern, um der von der Feder 2¹J ausgeübten Kraft Rechnung zu tragen.

Wenn der Motor mit voller Last benutzt wird, ist der Unterdruck auf der Höhe der öffnung 19 sehr klein und ist dann ungenügend, um die Membran 12 der Kapsel 8 zu betätigen, das Ventil 11 bleibt geschlossen.

Natürlich ist die Erfindung ebenfalls bei anderen Arten bekannter Regelventile anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

So kann man beispielsweise einen Apparat zur Regelung des Durchsatzes gemäß einem beliebigen der Ansprüche des ersten Zuaatzpatentes 70.36 959 zur franz. Patentschrift 1 564 590 benutzen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

y Vorrichtung zum Wiederumlauf der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors mit einem in den Umlaufkreis zwischen einer Auspuffleitung und einer Ansaugleitung eingeschalteten Durchlaß-Regelventil für die Wiederumlaufgase, das von einer Unterdruckkapsel, die an eine an der Ansaugleitung des Motors sitzende Druckentnahme angeschlossen ist, unter dem Befehl eines Unterdruckreglers betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckregler (16) eine Kammer (15) hat, die mit der Leitung (17» 14) in Verbindung steht, welche die Ansaugleitung (4) mit der Unterdruckkapsel (8) verbindet, daß diese Kammer eine Belüftungsöffnung (23) hat, der eine Abschlußklappe (22) zugeordnet ist, auf die der Unterdruck entgegen der Kraft einer Rückziehfeder (24) wirkt, die mit dem Mechanismus für die Betätigung der Drosselklappe (5) derart verbunden ist, daß ihre Rückstellkraft sich in dem gleichen Sinne ändert wie die öffnung der Drosselklappe.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (17), welche die Kammer (15) des Reglers mit der Ansaugleitung (4) verbindet, eine kalibrierte öffnung (18) von kleinem Querschnitt hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (23) zur Atmosphäre der Kammer (15) einen ganz wesentlich größeren Querschnitt hat als der der kalibrierten öffnung (18).
4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Rückstellfeder

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(24) gering ist gegenüber derjenigen einer normalen Rückstellfeder für die Drosselklappe (5).
5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckentnahme (19) ein wenig vor der Drosselklappe (5) liegt, wenn diese letztere geschlossen ist.

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