DE2935878A1 - Brennkraftmaschine mit abgasrueckfuehrung - Google Patents

Brennkraftmaschine mit abgasrueckfuehrung

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Description

Patentanwälte Dipl.-änc:H. %i<;r-mann, Di^l.-Phys. Dr. K. Fincke
DiPL.-Ing'.'P. A.WeICKMANn/DiPL.-ChEM. B. HUBER
Dr. Ing. H. LiSKA 2935878
8000 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820
MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA, 27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku, Tokyo, 150 Japan
Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Diese Brennkraftmaschine hat eine Vorrichtung zur Abgasrückführung, die ein verbessertes Steuersystem aufweist.
Bei der Abgasrückführung ist anzustreben, daß die Abgase dem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine proportional der angesaugten Luftströmung zugeführt werden. Eine Lösung hierzu wurde bereits vorgeschlagen.
Es ist ferner günstig, die Abgasrückführung während geringer Maschinenbelastung zu reduzieren, da bei der Einführung von Abgasen zusammen mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine mit höherem Unterdruck in der Brennkammer auch ein höherer Unterdruck im Ansaugkanal stromabwärts der Drosselklappe auftritt, womit wiederum eine unvollständigere Verbrennung verbunden ist. Ferner ist es zur Verringerung der Abgabe von NO-
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Anteilen in den Abgasen günstig, eine Tendenz eines Rückführungssteuerventils zu beseitigen, die darin besteht, daß es sich unmittelbar nach einer vollständigen öffnung der Drosselklappe zwecks schneller Beschleunigung zur Schließstellung bewegt.
Diese Forderungen werden gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erfüllt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels ,
Fig. 2 eine schematische Teildarstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Abänderung,
Fig. 3 eine weitere Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 1 , und
Fig. 4 eine schematische Teildarstellung eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 3.
In den Figuren ist eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Ansaugkanal 11 für ein Kraftstoff-Luft-Gemisch und mit einem Abgaskanal 12 dargestellt. Eine Drosselklappe·13 ist im Ansaugkanal 11 angeordnet. Ein Kanal 14 verbindet den Abgaskanal 12 mit dem Ansaugkanal 11 an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe 13 und ermöglicht die Rückführung von Abgasen in die Brennkraftmaschine 10. Ein Rückführungssteuerventil 15 ist in dem Kanal 14 angeordnet.
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Eine Luftleitung 16 ist an den Ansaugkanal 11 an einer Stelle stromabwärts der Drosselklappe 13 angeschlossen und hat eine öffnung 17 zur Atmosphäre. Ein Luftsteuerventil 18 ist in der Luftleitung 16 angeordnet. Eine Querschnittsverengung 19 ist in der Luftleitung 16 an einer Stelle zwischen dem Luftsteuerventil 18 und der öffnung 17 angeordnet. Eine Luftsteuerleitung 21 ist mit der Luftleitung 16 stromabwärts der Querschnittsverengung 19 verbunden. Die Steuerventile 15 und 18 sind mit einer unterdruckabhängig arbeitenden Betätigungsvorrichtung 23, 24 versehen. Jede Betätigungsvorrichtung ist mit einem Steuerleitungssystem 26 verbunden, das wiederum mit einem zweiten Unterdruckaustritt 26a im Ansaugkanal 11 nahe der Drosselklappe 13 verbunden ist.
Ein Regulierventil 27 ist mit einer beweglichen Membran versehen, die einen mittleren, nicht flexiblen Abschnitt 29 hat. Eine Leitung 31 mit offenem Ende bildet einen Teil des Steuerleitungssystems 26 und wird durch Kontakt mit dem mittleren, nicht flexiblen Abschnitt 29 der Membran geschlossen und geöffnet. Auf diese Weise wird eine variable Ventilöffnung 32 zwischen der Leitung 31 und dem mittleren Abschnitt 29 der Membran 28 gebildet. Die Kammer 33 über der Membran 28 des Regulierventils 27 wird dem Druck in der Luftsteuerleitung 21 ausgesetzt. Die Kammer 34 unter der Membran 28 ist mit einer Leitung 35 verbunden, die wiederum mit einem ersten Unterdruckaustritt 36a im Venturiabschnitt 36 des Vergasers verbunden ist. Ein Unterdruckkanal 39, der mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, ist von dem Steuerleitungssystem 26 abgezweigt. Querschnittsverengungen 41 und 42 sind in jeder Leitung 26 und 39 angeordnet.
Beim Betrieb dieser Vorrichtung wirkt der Unterdruck am zweiten Unterdruckaustritt 26a des Ansaugkanals 11 auf die
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Betätigungsvorrichtungen 23 und 24 ein, so daß das Rückführungssteuerventil 15 und das Luftsteuerventil 18 geöffnet werden. Die Abgase aus dem Abgaskanal 12 werden dann in den Ansaugkanal 11 zurückgeführt. Der Unterdruck in der Luftleitung 16 zwischen dem Luftsteuerventil 18 und der Querschnittsverengung 19 wirkt auf das Regulierventil 27 ein und bewirkt ein Abheben des mittleren Abschnitts 29 der Membran 28 von der Ventilöffnung 32. Ferner wirkt der Unterdruck des ersten Unterdruckaustritts 36a, der in die zweite Kammer 34 über die Leitung 35 eingeführt wird, auf das Regulierventil 27 ein und bewirkt eine Schließung der Ventilöffnung 32 mit der Membran 28. Auf diese Weise wird die Funktion des Regulierventils 27 durch zwei Unterdruckwerte gesteuert, und zwar durch den Unterdruck in der Luftleitung 16 zwischen dem Luftsteuerventil 18 und der Querschnittsverengung 19 und durch den Unterdruckwert am Unterdru-ckaustritt 36a des Venturiabschnitts.
Wenn der Unterdruck am ersten Unterdruckaustritt 36a zunimmt, schließt das Regulierventil 27 und bewirkt einen Anstieg des Unterdrucks an den Betätigungsvorrichtungen 23 und 24, so daß die Strömung der rückgeführten Abgase gleichfalls zunimmt.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der Betriebsunterdruck des Ansaugkanals, der auf ein Steuerventil einwirkt, durch ein Regulierventil geregelt wird, das in einem Kanal angeordnet ist, welcher den Ansaugkanal mit der Atmosphäre verbindet. Das Regulierventil spricht proportional der Maschinenbelastung an, so daß die Steuerung der Einführung von Abgasen direkt bewerkstelligt wird. Das Rückführungssteuerventil und das Luftsteuerventil arbeiten synchron, so daß durch Bemessung der Strömung durch die Querschnittsverengung, die zur Atmosphäre führt, und
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durch davon abhängige Auswahl der Eigenschaften des Luftsteuerventils verschiedene Werte für die Abgasrückführungsströmung verwirklicht werden können.
Ein anderer Unterdruckwert wird für den Betrieb der Betätigungsvorrichtung 24 des Luftsteuerventils 18 ausgenutzt. Dieser weitere Unterdruck wird von einer Unterdruckquelle über den Kanal 39 erzeugt, der den Unterdruck in die Unterdruckkammer 38 einführt, wodurch das Luftsteuerventil 18 zur öffnung bewegt wird. Dadurch nimmt der Unterdruck in der Luftleitung 16 unterhalb der Querschnittsverengung 19 zu, so daß das Regulierventil 27 die Strömung durch die Ventilöffnung 32 verstärkt. Dadurch bewegt sich das Rückführungssteuerventil 15 zur Schließstellung und verringert die Abgasrückführung.
Dieses System kann beispielsweise vorteilhaft zur Einstellung der Abgasrückführung proportional dem Ansaugunterdruck der Brennkraftmaschine verwendet werden. Ferner kann, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Drosselventil 43 anstelle der Querschnittsverengung 42 im Unterdruckkanal vorgesehen sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß ein weiterer Unterdruckwert in die Unterdruckkammer eines Luftsteuerventils eingeführt werden kann. Dadurch kann die Abgasrückführung einfach und leicht eingestellt werden.
Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verzögerungsventil 46 in dem Steuerleitungssystem 26 angeordnet und verhindert einen zu schnellen Abfall des Unterdrucks unmittelbar nach der vollständigen öffnung der Drosselklappe 13, wie sie beispielsweise für schnelle Beschleunigung vorgenommen wird. Eine Abnahme des Unterdrucks in dem Steuerleitungssystem 26 bewirkt eine
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Schließung des Rückführungssteuerventils 15. Dies kann zu einer unerwünschten Unterbrechung der Abgasrückführung über den Kanal 14 führen. Gemäß der Erfindung umfaßt das Verzögerungsventil 46 ein Einwegventil 47 und eine dazu parallele Querschnittsverengung 48. Die Strömung kann durch die Querschnittsverengung 4 8 in beiden Richtungen laufen, durch das Einwegventil 47 jedoch bezüglich der Darstellung in Fig. 4 nur nach rechts.
Wenn die Drosselklappe 13 zwecks schneller Beschleunigung der Brennkraftmaschine 10 vollständig geöffnet ist, nimmt der Unterdruck am Unterdruckaustritt 26a ab. Das Verzögerungsventil 46 im Steuerleitungssystem 26 verzögert die Abnahme des Unterdrucks durch Schließung des Einwegventils 47, so daß die Strömung nach links durch die Querschnittsverengung 48 laufen muß. Auf diese Weise wird ein zuvor vorhandener, relativ hoher Unterdruckwert kurzzeitig in der Unterdruckkammer 23 des Rückführungssteuerventils 15 aufrechterhalten. Das Rückführungssteuerventil 15 bleibt in seinem vorherigen Öffnungszustand und setzt somit die Abgasrückführung fort.
Die vorstehende Beschreibung läßt erkennen, daß bei einer Vorrichtung nach der Erfindung eine plötzliche Verringerung des Unterdrucks am Unterdruckaustritt 26a infolge schneller Beschleunigung der Brennkraftmaschine 10 verhindert wird, indem das Rückführungssteuerventil 15 infolge des in der Kammer 33 vorhandenen Unterdrucks nicht sofort geschlossen wird.
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Leerseite

Claims (5)

  1. Patentanwälte Dipl.-Ing. H. We.«:^mAnJj, Öjpl.-Phys. Dr. K. Fincke
    Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 2935878
    SBbz 8000 MÜNCHEN 86, DEN ~5. '/. . ί)
    POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22
    HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA, 27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku, Tokyo, 150 Japan
    Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
    ( iy
    Patentansprüche
    Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung aus einem Abgaskanal in einen eine Drosselklappe enthaltenden Ansaugkanal über einen Verbindungskanal, der stromabwärts der Drosselklappe in den Ansaugkanal mündet, gekennzeichnet durch ein in dem Verbindungskanal (14) angeordnetes Rückführungssteuerventil (15), durch eine den Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) mit der Atmosphäre verbindende Luftleitung (16), in der ein Luftsteuerventil (18) sowie eine diesem in Richtung zur Atmosphäre (17) nachgeordnete Querschnittsverengung (19) angeordnet sind, durch eine an die Luftleitung (16) stromabwärts der Querschnittsverengung (19) angeschlossene Luftleitung (21), durch eine an den Ansaugkanal (11) stromaufwärts der Drosselklappe
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    (13) angeschlossene Unterdruckleitung (35), durch ein auf die Druckdifferenz des Unterdrucks in der Unterdruckleitung (35) und des Unterdrucks in der Luftsteuerleitung (21) ansprechendes Regulierventil (27), durch ein die Betätigungsvorrichtungen (23, 24) für das Rückführungssteuerventil (15) und das Luftsteuerventil (18) mit dem Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) verbindendes Steuerleitungssystem (26), durch eine Verbindung des Regulierventils (27) mit den Betätigungsvorrichtungen (23, 24), und durch eine Verzögerungseinrichtung (42) zur Verzögerung der Einwirkung von Unterdruck auf das Steuerleitungssystem (26).
  2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Regulierventil (27) eine variable Ventilöffnung (32) aufweist, die das Steuerleitungssystem (26) mit der Unterdruckleitung (35) verbindet.
  3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzögerungseinrichtung eine Unterdruckleitung (39) aufweist, die das Steuerleitungssystem (26) mit einer weiteren Unterdruckquelle verbindet.
  4. 4. Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung aus einem Abgaskanal in einen eine Drosselklappe enthaltenden Ansaugkanal über einen Verbindungskanal, der stromabwärts der Drosselklappe in den Ansaugkanal mündet, gekennzeichnet durch ein in dem Verbindungskanal (14) angeordnetes Rückführungssteuerventil (15), durch eine den Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) mit der Atmosphäre verbindende Luftleitung (16), in der ein Luftsteuerventil (18) sowie eine diesem in
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    Richtung zur Atmosphäre (17) nachgeordnete Querschnittsverengung (19) angeordnet sind, durch eine an die Luftleitung (16) stromabwärts der Querschnittsverengung (19) angeschlossene Luftleitung (21), durch eine an den Ansaugkanal (11) stromaufwärts der Drosselklappe (13) angeschlossene Unterdruckleitung (35), durch ein auf die Druckdifferenz des Unterdrucks in der Unterdruckleitung (35) und des Unterdrucks in der Luftsteuerleitung (21) ansprechendes Regulierventil (27), durch ein die Betätigungsvorrichtungen (23, 24) für das Rückführungssteuerventil (15) und das Luftsteuerventil (18) mit dem Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) verbindendes Steuerleitungssystem (26) , durch eine in dem Steuerleitungssystem (26) vorgesehene Querschnittsverengung (48), der ein Einwegventil (47) parallelgeschaltet ist, welches die schnelle Einwirkung starken Unterdrucks auf die Betätigungsvorrichtungen (23, 24) gestattet, und durch die Einwirkung des Regulierventils (27) über das Steuerleitungssystem (26) auf die Betätigungsvorrichtungen (23, 24).
  5. 5. Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung aus einem Abgaskanal in einen eine Drosselklappe enthaltenden Ansaugkanal über einen Verbindungskanal, der stromabwärts der Drosselklappe in den Ansaugkanal mündet, gekennzeichnet durch ein in dem Verbindungskanal (14) angeordnetes Rückführungssteuerventil (15), durch eine den Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) mit der Atmosphäre verbindende Luftleitung (16), in der ein Luftsteuerventil (18) sowie eine diesem in Richtung zur Atmosphäre (17) nachgeordnete Querschnittsverengung (19) angeordnet sind, durch eine an die Luftleitung (16) stromabwärts der Querschnittsverengung (19) angeschlossene Luftleitung (21), durch eine an den
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    Ansaugkanal (11) stromaufwärts der Drosselklappe (13) angeschlossene Unterdruckleitung (35) , durch ein auf die Druckdifferenz des Unterdrucks in der Unterdruckleitung (35) und des Unterdrucks in der Luftsteuerleitung (21) ansprechendes Regulierventil (27), durch ein die Betätigungsvorrichtungen (23/ 24) für das Rückführungssteuerventil (15) und das Luftsteuerventil (18) mit dem Ansaugkanal (11) nahe der Drosselklappe (13) verbindendes Steuerleitungssystem (26), durch eine Verbindung des Regulierventils (27) mit den Betätigungsvorrichtungen (23, 24), und durch eine Verzögerungsventilanordnung (47, 48) in dem Steuerleitungssystem (26) zwischen dem Unterdruckaustritt (26a) nahe der Drosselklappe und den Betätigungsvorrichtungen (23, 24), die eine Querschnittsverengung (48) sowie ein ihr parallelgeschaltetes Einwegventil (47) umfaßt, welches eine Strömung von dem Unterdruckaustritt (26a) zu den Betätigungsvorrichtungen (23, 24) sperrt.
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