DE3047036A1

DE3047036A1 - Abgasrueckfuehrsteuerventil

Info

Publication number: DE3047036A1
Application number: DE19803047036
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ing.(Grad.) 5110 Alsdorf Henke; Reinhard 4048 Grevenbroich Meyer
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1980-12-13
Filing date: 1980-12-13
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE3047036C2; FR2496173B3; FR2496173A3; GB2089428A; GB2089428B

Description

Flächen eine, über eine Steuerleitung (10) mit dem Ansaugkanal (2) verbundene, Druckkammer (I9) begrenzen und gegen die Atmosphäre abdichten, wobei die Membrane (l8) mit der kleineren Wirkfläche mit einem Schaft (13) dee Ventilkonusses (11) mittels zweier Membranteller (16,17) verbunden ist, und eine Feder (31) am Membranteller (17) anliegt, deren Kraft einer Verkleinerung des Druckkammervolumens entgegenwirkt, die sich andererseits über einen Federteller (33) an einer Hülse (26) abstützt, die axial verstellbar in einer Membranachse (28) angeordnet ist, an der mittels zweier Merabranteller (29,30) die Membrane (20) mit der größten Wirkfläche befestigt ist, wobei am Membranteller (29) *** eine Feder (32) anliegt, deren Kraft der Verkleinerung des Druckkammervolumens entgegenwirkt, die sich andererseits in der Druckkammer (I9) abstützt.

2. Abgasrückführsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannlänge der Feder (31) der • kleineren Membrane (l8) bei am Ventilsitz (12) anliegendem Ventilkonus (ll) und an einem Gehäusedeckel (23) anliegendem Membranteller (30), durch Verstellen der Hülse (26) in der Membranachse (28), und die Einspannlänge der Feder (32) der größeren Membrane (20), bei am Gehäuse (3^) der Druckkammer (19) anliegendem Membranteller (17) und einer an einem Stauchabsatz (15) des Ventilschaftes (13) anliegenden Einstellschraube (21), die in der Hülse (26) angeordnet ist, durch Verstellen der Einstellschraube (27), einstellbar ist.

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eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung bekannt, die eine zwischen der Abgasleitung und dem Ansaugsystem angeordnete, die Brennkammern umgehende, Abgasrückführleitung aufweist und im Zuge derselben 'ein Abgasrückführventil, dessen pneumatische Betätigungseinrichtung, den Druck im Ansaugkanal der Brennkraftmaschine stromab des Drosselorgans des Gemischbildners mit einem von der Drosselorganstellung abhängigen Druck vergleichend, derart ausgelegt ist, daß das Abgasrückführventil im Leerlauf geschlossen ist, in der unteren Teillast geöffnet ist und bei hoher Teillast-Vollast geschlossen ist. Bei der Verwendung einer Drosselklappe als Drosselorgan, wird der Druck im Bereich des Randes der Drosselklappe in ihrer Leerlaufstellung -also nahezu Schließstellung- über eine in diesem Bereich des Ansaugkanals angeordnete Steuerbohrung der Betätigungseinrichtung des Abgasrückführventils zugeführt .

Diese Steuereinrichtung weist jedoch einige Nachteile auf, die die Wirkung der Abgasrückführung und den Betrieb der Brennkraftmaschine beeinflussen können. Es ist die Abdichtung der zwei Druckkammern der pneumatischen Betätigungseinrichtung, die schwer herzustellen ist und im Betrieb zu Ausfällen führen kann, sowie die mangelnde Dauerstandsfestigkeit der Membrane, die mit heißen Abgasen direkt beaufschlagt wird, was zu einem Stillstand der Brennkraftmaschine oder zu einem fehlerhaften Lauf führen kann, da dadurch der Ansaugkanal stromab des Drosselorgans atmosphärisch belüftet wird. Daher weist eine andere bekannte Abgasrückführsteuereinrichtung eine Ventilbetätigung auf, die zwischen der Abgassteuerkammer und der Druckkammer, die vom Ansaugdruck beaufschlagt ist, noch eine atmosphärisch belüftete Kammer aufweist, um den Kontakt der heißen Abgase mit der Membrane zu verhindern. Bei dieser Ausführungs-

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art muß jedoch eine zweite Steuerleitung für die Zuführung des Ansaugkanaldruckes vorgesehen werden, was Kosten und Verwechslungsgefahr bei der Montage und späteren Wartung verursacht. Die Herstellung der Steuerbohrung im Bereich der Schließstellung der Drosselklappe muß mit großer Genauigkeit ausgeführt werden, da ihre Zuordnung zur Drosselklappe den Einsatz und die Abschaltung der Abgasrückführung bestimmt, und verursacht einen hohen Zeit- und Kostenaufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abgasrückfuhrsteuereinrichtung so auszubilden, daß sie eine dem Motorbedarf für einen schadstoffarmen und wirtschaftlichen Betrieb entsprechende Abgasrückführung gewährleistet Sie sollte kostengünstig zu fertigen sein und ohne Steuerbohrung im Bereich des Drosselorgans im Ansaugkanal, mit nur einer Druckkammer zur Betätigung, ausgestattet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abgasrückführventil, das einen Ventilkonus aufweist,' ■ der, mit einem Ventilsitz zusammenwirkend, einen Abgasrückführkanal steuert, zwei hintereinander angeordnete Membranen aufweist, deren einander zugekehrte Flächen eine, über eine Steuerleitung mit dem Ansaugkanal verbundene, Druckkammer begrenzen und gegen die Atmosphäre abdichten, wobei die Membrane mit der kleineren Wirkfläche mit einem Schaft des Ventilkonusses mittels zweier Membranteller verbunden ist, und eine Feder am Membranteller anliegt, deren Kraft einer Verkleinerung des Druckkammervolumens entgegenwirkt, die sich andererseits in der Druckkammer abstützt, wobei die Einspannlänge der Feder der kleineren Membrane bei am Ventilsitz anliegendem Ventilkonus und an einem Gehäusedeckel anliegendem Membranteller, durch Verstellen der Hülse in der Membranachse, und die Einspannlänge der Feder der größeren

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Membrane, bei am Gehäuse der Druckkammer anliegendem Membranteller und einer an einem Stauchabsatz des Ventilschaftes anliegenden Einstellschraube, die in der Hülse angeordnet ist, durch Verstellen der Einstellschraube, einstellbar ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäß ausgebildeten Abgasrückfuhrsteuereinrichtung bestehen darin,

daß sie nur von einer Führungsgröße -dem Ansaugkanaldruck- stromab des Drosselorgans abhängig ist, der eine ausreichende Spreizung aufweist, um in Verbindung mit einem entsprechend ausgebildeten Ventilkonus die Abgasrückführmenge steuern zu können, die für einen schadstoffarmen Betrieb der Brennkraftmaschine benötigt wird,

daß ein einfacher konstruktiver Aufbau des Abgasrückführventils und der gesamten Steuereinrichtung, durch den Wegfall der drosselklappenstellungs-abhängig gesteuerten Ansaugkanal-Druckbeaufschlagung der Betätigungseinrichtung, erreicht wird.

Darüberhinaus ist die Herstellung des Abgasrückführventils durch den Wegfall der zweiten Druckkammer wesentlich erleichtert und die Störanfälligkeit vermindert worden.

Eine Verwechslung der Steueranschlüsse ist bei der Montage und Wartung durch nur einen Steueranschluß ausgeschlossen.

Die Justierbarkeit der Federeinspannlängen ermöglicht größte Toleranzen für eine wirtschaftliche Fertigung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden beschrieben.

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Es zeigen

Figur 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführsteuereinrichtung,

Figur 2 ein Abgasrückführventil.

In Figur 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Ansaugkanal 2, mit einem Gemischbildner 3» der ein willkürlich betätigbares Drosselorgan k aufweist, und mit einer Abgasleitung 5 t dargestellt.

Eine Abgasrückfuhrleitung 6, zwischen der Abgasleitung und dem Ansaugkanal 2 die Brennkammern 7 der Brennkraftmaschine umgehend angeordnet, weist ein Abgasrückführventil 8 auf, dessen Betätigungseinrichtung einen Anschluß 9 aufweist, der über eine Steuerleitung 10 mit dem Ansaugkanal 2 stromab des Drosselorgans 4 verbunden ist. Die Abgasleitung 5 wird durch einen Ventilkonus 11 des Abgasrückführventils 8, der mit einem Ventilsitz 12 zusammenwirkt, kontrolliert.

Figur 2 zeigt das Abgasrückführventil 8 mit dem Ventilkonus 11 und dem Ventilsitz 12 und einem Teil der Abgasrückf uhrleitung 6. Der Ventilkonus 11 ist mit einem Schaft 13 beweglich in einem Führungsstück Ik gelagert und an einem Absatz 15 des Schaftes 13 mit einer mittels zweier Membranteller 16,17 befestigten Membrane 18 versehen, die eine Druckkammer 19, in Verbindung mit einer zweiten Membrane 20, gegen die atmosphärisch belüfteten Kammern 21,22 des Führungsstückes Ik und eines Gehäusedeckels 23, abdichten. Die Druckkammer 19 weist einen Anschluß 2k für die Steuerleitung 10 und eine Führung für eine Hülse 26 auf, in der eine Einstellschraube 27

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angeordnet ist. Die Hülse 26 ist in eine Membranachse eingeschraubt, die mittels zweier Membranteller 29,30 die Membrane 20 hält. Eine Feder 32 ist unter Spannung zwischen der Druckkammer 19 und dem Membranteller 29, und eine zweite Feder 31» unter Spannung zwischen dem Membranteller 17 und einem Federteller 33» der sich an der Hülse 26 abstützt, so angeordnet, daß sie einer Druckraumvolumenänderung entgegenwirken, und in Ruhelage den Ventilkonus 11 gegen den Ventilsitz 12, und den Membranteller 30 gegen den Gehäusedeckel 23, drücken.

Die Einbaulänge der Feder 31» die an der Membrane 18 wirkt, ist, bei am Ventilsitz 12 anliegendem Ventilkonus 11 und am Gehäusedeckel 23 anliegendem Membranteller 30, durch Verstellen der Hülse 26 in der Membranachse 28, und die der Feder 32, bei am Gehäuse 34 der Druckkammer 19 anliegendem Membranteller 17· und der an dem Ventilschaft 13 anliegenden Einstellschraube 27, durch Verstellen der Einstellschraube 27, einstellbar.

Funktion der Abgasrückführsteuereinrichtung

Die Brennkraftmaschine 1 läuft im Leerlauf. Der dabei niedrige Druck im Ansaugkanal 2 wird über die Steuerleitung 10 der Druckkammer I9 des Abgasrückführventils zugeführt. Die Membran 20, die eine größere Wirkfläche als die Membran l8 hat, wirkt durch die Anlage der Einstellschraube 27 am Ventilschaft I3 gegen die Kraft der Feder 32 und gegen die Kraft der Membrane l8 schließend auf den Ventilkonus 11 am Ventilsitz 12 ein. Mit steigender Lastabgabe steigt der Druck im Ansaugkanal 2 durch die größere Öffnung des Drosselorgans 4 an. Der Ventilkonus 11 öffnet, entsprechend der Rückstellung der Membrane 20, den Ventilquerschnitt der Ab-

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ORiGlNAL INSPECTED

gasrückführleitung 6 soweit, fcis die Rückstellung durch die Anlage des Membrantellers 17 der Membrane l8 am Gehäuse 3^ beendet ist.

Bei weiter steigendem Druck verringert sich die Kraft an der Membrane 18, die als Druck χ Membranfläche gebildet ist und in Offnungsrichtung des Ventils 11/12 wirkt, so daß die Feder 31 eine Schließbewegung des Ventilkonusses 11 einleiten kann, die mit dem Anschlag am Ventilsitz 12 beendet ist.

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Claims

Pierburg GmbH & Co. KG : -- : .*..".: : _ _ Leuschstraße 1 ---"-. .:.„:.. *.."*..* 0 U A· / U O

4O4O Neuss 1

Patentansprüche

IiJ AbgÄsrückfUhrsteuereinrichtung für eine gemiachverdichtende Brennkraftmaschine, die mit einem Gemischbildner ausgestattet ist, der ein willkürlich betätigbares Drosselorgan aufweist, und die mit einer Abgasrückführleitung, zwischen der Abgasleitung und dem Ansaugkanal die Brennkammern umgehend, ausgestattet ist, und mit einem Abgasrückführventil, das im Zuge der Abgasrückführleitung angeordnet ist und eine pneumatische Betätigungseinrichtung aufweist, die dem Druck des Ansaugsystems stromab des Drosselorgans ausge- ' · setzt ist, und die das Abgasrückführventil derart steuert,

daß bei leerlaufnahem Botrieb der Brennkraftmaschine kein Abgas ins Ansaugsystem zurückgeführt wird,

daß proportional zur steigenden Lontabgabe dor Brennkraftmaschine eine größere Abgasmenge zurückgeführt wird, und

daß bei voller Lastabgabe kein Abgas ins Ansaugsystem zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrückführventil (8), das einen Ventilkonus (il) aufweist, der, mit einem Ventilsitz (12) zusammenwirkend, einen AbganrUckfülirkanal (6) steuert, zwei hintereinander angeordnete Membranen (18,20) aufweist, deren einander zugekehrte

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Abgasrückfuhrsteuereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführsteuereinrichtung für eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine, die mit einem Geraischbildner ausgestattet ist, der ein willkürlich betätigbares Drosselorgan aufweist, und die mit einer Abgasrückführleitung, zwischen der Abgasleitung und dem Ansaugkanal die Brennkammern umgehend, ausgestattet ist, und mit einem Abgasrückführventil, das im Zuge der Abgasrückführleitung angeordnet ist und eine pneumatische Betätigungseinrichtung aufweist, die dem Druck des Ansaugsystems stromab des Drosselorgans ausgesetzt ist, und die das Abgasrückführventil derart steuert,

daß bei leerlaufnahem Betrieb der Brennkraftmaschine kein Abgas ins Ansaugsystem zurückgeführt wird,

daß proportional zur steigenden Lastabgabe der Brennkraftmaschine eine größere Abgasmenge zurückgeführt wird, und

daß bei voller Lastabgabe kein Abgas ins Ansaugsystem zurückgeführt wird.

Derartige Steuereinrichtungen dienen dazu, verschiedene Schadstoffe im Abgas -wie beispielsweise Stickoxyde und durch die Rückführung auch teilweise Kohlenmonoxyd und Wasserstoffe- die bei der Verbrennung des Brenngemisches in der Brennkraftmaschine entstehen, zu verringern.

Es ist bekannt, daß dazu eine Reihe von Abgasrückfuhrsteuereinrichtungen vorgeschlagen wurden, die auch in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kamen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 11 464 ist

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