DE2758167A1

DE2758167A1 - Vorrichtung zum wiederumlaufen der auspuffgase eines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE2758167A1
Application number: DE19772758167
Authority: DE
Inventors: Henry Arnaud
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1977-01-28
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1978-08-03
Also published as: ES464421A1; IT1091684B; BE859897A; JPS5395429A; FR2378946B1; FR2378946A1; DE2758167C2; DE7739664U1; US4192264A; SE7801039L; GB1560128A

Description

REGIE NATIONALE DES USlMES RENAULT , Boulogne Billancourt

(Frankreich)

Vorrichtung zum Wiederumlaufen der Auspuffgase eines Verbrennungsmotors

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung von Systemen für den V/iederumlauf von Auspuffgasen, wie sie benutzt werden, um eine Entgiftung der Brennkraftmotoren zu erzielen.

Die immer schwerer werdenden Begrenzungen des Aussendens von Stickoxiden in den Auspuffgasen haben dazu geführt, die Verwendung von V/iederumlauf systemen der Auspuffgase allgemein zu machen, da es diese gestatten, den Anteil der Umlaufgase in einem ausgedehnten Arbeitsbereich hoch zu halten.

In diesem Sinne muß man in der Praxis den Anteil dieser Umlaufgase der Assimilierungskapazität des Motors anpassen, um den maximalen Gewinn in bezug auf die Stickoxide ohne störende Verschlechterung des Arbeitens des Motors zu erzielen.

Bei den meisten bekannten Systemen gestattet die Vorrichtung, welche den Wiederumlauf steuert, nicht, die Möglichkeiten dieser Behandlungsweise voll auszunutzen.

Die Wirksamkeit derartiger Systeme ist durch die Verschlechterung des Arbeitens des Motors im Bereich der geringen Belastung des Motors und durch das Anwachsen der Immission von Kohlenwasserstoffen, welche dieses Arbeiten mit sich bringt, begrenzt.

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Meistens ist der Anteil der Wiederumlaufgase nicht nur nicht konstant in Abhängigkeit von der Last, er verändert sich selbst in sein Gegenteil; das uffnen dos Pegelventils des Durchsatzes wird bei den am meisten vervollkommneten Systemen durch don Durchsatz an Luft durch den Motor gesteuert, dank einer pneumatischen oder mechanischen Kupplung, aber der Anteil de« Wiederumlaufes ist auch eine Funktion von dem Differenzdruck zwisehen dem Auspuff und der Einlaßleitung des I'otors, also von der Belastung des letzteren.

Bei gewissen Systemen int eine Korrektur der öffnung des Ventiles entweder von der Druckdifferenz zwischen dem Bereich vor und hinter dem Ventil abhängig, in Abhängigkeit von der Belastung des Motors, aber diese Systeme sind kompliziert und scheinen nicht industriell angewendet zu werden.

Das erfindungsgemäße System trägt dieser Funktion Rechnung und erlaubt leicht und mit großer Zuverlässigkeit eine Regelung des V/iederumlaufanteils der Gase in Abhängigkeit von dem Luftdurchsatz durch den Motor und der Belastung des Motors herzustellen. Dieses System hat ein Hauptventil, das durch den Unterdruck am Venturi des Vergasersystems mit Hilfsvorrichtungen der Art alles oder nichts gesteuert wird, beispielsweise eines Elektroventils, um den Wiederumlauf unter speziellen Betriebsbedingungen zu vermeiden.

Die Anpassung des Durchsatzes an wiederumlaufenden Gasen an die Last wird erfindungsgemäß durch ein zweites Ventil erzielt, das vor das Hauptventil in die Umlaufleitung geschaltet ist; dieses Ventil wird im Sinne des Schließens durch die Wirkung der Druckdifferenz vor und

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hinter dem Ventilglied des Hauptventils betätigt, gegen eine Gegenkraftfeder, die im Sinne des öffnens wirkt.

Bei geringen Belastungen des Motors ist der Unterdruck, der in dem Einlaßbogen herrscht, hoch, der Druck, der vor dem Ventilglied des Hauptventiles herrscht, ist also gering; das Regelventil wird in Richtung auf sein Schließen betätigt, wobei man auf diese Weise eine Verringerung des Druckes vor dem Ventilglied des Hauptventils schafft, bis die Kraft, die von den Drücken geschaffen vird, die vor und hinter dem Ventilglied des Hauptventiles herrschen, und einerseits und andererseits von der Membran des Regelventils wirken, die Reaktion der Gegenkraftfeder ausgleicht.

Bei hoher Belastung vermindert sich der Unterdruck, der in der Einlaßleitung herrscht; der Druck, der hinter dem Ventilglied des Regelventiles herrscht, wird größer und das Regelventil wird in Richtung auf seine öffnung betätigt.

Das Regelventil, das auf diese Weise gesteuert wird, schafft in der Leitung eine veränderliche Druckdifferenz in der Weise, daß das gesteuerte Hauptventil, das in an sich bekannter Weise durch den Luftdurchsatz des Motors gesteuert wird, mit einer Druckdifferenz arbeitet, die zwischen der Oberseite und der Unterseite seines Ventilgliedes praktisch konstant ist.

Der Bereich des Eingreifens des Systems kann den Betriebsbedingungjen des Motors mit Genauigkeit angepaßt werden durch die sorgfältige Kombination der Kontrollparameter:

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Aktive Oberflächen der Membranen, charakteristische Daten der Federn und Formen der Ventilglieder.

Genauer genommen: Die Vorrichtung zum Wiederumlauf der Auspuffgase bei Verbrennungsmotoren umfaßt gemäß der Erfindung ein Hauptventil für den Wiederumlauf, dessen öffnung in Abhängigkeit von dem Luftdurchsatz des Motors gesteuert wird, sie ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelventil, das vor das Hauptventil in die Umlaufleitung geschaltet ist, im Sinne des öffnens durch die vereinigte Wirkung des Einlaßdruckes des Motors und einer Feder gesteuert wird und gleichzeitig im Sinne des Schließens durch den Druck zwischen den Ventilgliedern des Hauptventils und des Regelventils für den Umlauf der Auspuffgase.

Das Regelventil ist vorzugsweise ein Ventil mit pneumatischer, differenzieller, ausgeglichener Betätigung zwischen dem Druck hinter seinem Ventilglied und dem Druck hinter dem Ventilglied des Hauptventils. Ein Beispiel einer Ausführung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird weiter unten unter Bezugnahme auf die beigefügte Schemazeichnung des Systems für den Wiederumlauf von Auspuffgasen mit Regelung durch Differenzdruck beschrieben.

In dem Schema ist ein Motor 1 mit einer Einlaßleitung und seiner Auspuffleitung 3 dargestellt. Hinter dem Vergaser mündet in die Einlaßleitung 2 eine Wiederumlaufleitung 5 der Umlaufgase, deren Durchsatz von einem Hauptventil 6 gesteuert wird, vor dem ein Regelventil 7 in den Umlauf eingefügt ist, das über eine Leitung 8 mit der Auspuffleitung 3 verbunden ist.

Das Hauptventil 6 wird im Öffnungssinne in an sich bekannter Weise durch den Unterdruck im Venturirohr des

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Vergasers mit Hilfe einer Leitung 10 gesteuert, die beispielsweise bei 11 einen Druckverstärker und ein Elektroventil 12 enthalten kann, das von einem Schütz 13 gesteuert wird, dessen Funktion ebenfalls an sich bekannt ist und darin liegt, das Schließen des Hauptventils 6 durch das Anlegen der Leitung 10 an die freie Luft zu schließen und so den Wiederumlauf der Auspuffgase ausgehend von Angaben der Parameter des Betriebes des Motors wie seiner Temperatur oder der Stellung der Gasklappe des Vergasers usw. zu unterbrechen.

Das Regelventil 7, das wie das Hauptventil 6 eine bekannte Bauart mit pneumatischer Kapsel und Membran und Feder sein kann, die ein Ventilglied im Sinne des öffnens oder Schließens betätigt, hat seine Membran einerseits dem Einlaßdruck über eine Leitung IM unterworfen, die vor dem Ventilglied 15 des Hauptventils 6 angeschlossen ist, und andererseits dem Druck, der in dem Körper des Ventils 7 hinter dessen Ventilglied 16 herrscht, das sich der Leitung 8 mit dem Auspuffdruck öffnet.

Aus dieser Anordnung folgt, daß das Steuern des Regelventils 7 im Öffnungssinne unter der Wirkung des Anv/achsens des Einlaßdruckes über die Leitung 14 erfolgt, eine Veränderung des Zwischendruckes an der mit 17 bezeichneten Stelle zwischen den Ventilgliedern 15 und bewirkt, die ein Komplement der Differenzen zwischen dem Einlaßdruck und dem Auslaßdruck ist, so daß die Differenz zwischen dem Einlaßdruck und diesem Zwischendruck konstant bleibt.

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Man erhält infolgedessen auf diese V/eise eine Veränderung des Durchsatzes an wiederumlaufenden Auspuffgasen in Abhängigkeit von der Belastung und dem Luftdurchsatz des Motors, unter Benutzung sehr einfacher Mittel.

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L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche

^ Vorrichtung zum Wiederumlaufen der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren zur Entgiftung, insbesondere der Stickoxide, bei der ein Regelventil vor einem an sich bekannten Hauptventil in die Umlaufleitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnen des Regelventils (7) in Abhängigkeit von dem Luftdurchsatz des Motors in der Wiederumlaufleitung der Auspuffgase erfolgt und das Schließen durch die Differenz der Drücke vor und hinter dem Ventilglied (15) des Hauptventils (6) gegen eine Gegenkraftfeder erfolgt, die im Sinne des öffnens wirkt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelventil (7), das vor das Hauptventil (6) in die Umlaufleitung (8) geschaltet ist, für das öffnen durch die vereinte Wirkung des Einlaßdruckes des Motors und einer Feder gesteuert wird und gleichzeitig im Sinne des Schließens durch den Zwischendruck zwischen den Ventilgliedern (15, 16) des Hauptventils (6) und des Regelventils (7) im Wiederumlauf der Auspuffgase.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (7) ein Ventil mit differenzieller, ausgeglichener, pneumatischer Betätigung zwischen dem Druck hinter (17) seinem Ventilglied (16) und dem Druck hinter (5, I¹O dem Ventilglied (15) des Hauptventils (6) ist.

578-(77/O2386)-LSl

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