DE3048530C2

DE3048530C2 - Vorrichtung zum Umwälzen von Abgasen

Info

Publication number: DE3048530C2
Application number: DE3048530A
Authority: DE
Inventors: Akira Toyota Aichi Ii; Takeo Miyoshi; Takanori Nagai
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-07-29
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPS5728855A; US4367720A; DE3048530A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwälzen von Abgasen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei modernen Brennkraftmaschinen besteht das Problem der Verringerung des Gehaltes an giftigen Bestandteilen im Abgas. Eine der herkömmlichen Lösungen zur Verringerung des Schadstoffgehalts in den Abgasen besteht darin, eine Abgasrückführung bei der Brennkraftmaschine vorzusehen, wobei eine Abgasrückführlcitung vorgesehen ist, die einen Teil des Auspuffsystems der Brennkraftmaschine mit einem Teil von deren Ansaugkrümmer zum Vergaser verbindet, so daß eine gewisse Abgasmenge, die ansonsten durch das Auspuffsystem ausgestoßen würde, stattdessen in die Abgasrückführlcitung eingeleitet und zum Ansaugkrümmer zurückgeführt wird.

Eine solche Vorrichtung /um Umwälzen von Abgasen ist aus der DF.-OS 23 62 359 bekannt.

Hierbei ist in der Abgasrückführlcitung ein Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung vorgesehen, das durch Beaufschlagung mit Arbeilsunicrdruck gesteuert bzw. angetrieben wird, wobei es abhängig von

der Beaufschlagung mit Arbeitsunterdruck eine Ventilöffnung mittels eines Ventilelementes öffnet und schließt, so daß dadurch der effektive Strömungswiderstand der AbgasrückfOhrleitung geändert wird und je nach dem momentanen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine Abgas in geeigneter Menge zurückgeführt wird. Die bekannte Vorrichtung weist ferner einen Unierdruckspeicher auf, der Unterdruck speichert, während die Brennkraftmaschine läuft, und eine Unterdruckleitung, die den Unterdruckspeicherbehälier mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung verbindet. Des weiteren ist ein Unterdruckventil vorgesehen, das die Strömung durch die Unterdruckleitung steuert. Diese Ausbildung sorgt dafür, daß die Menge des durch die Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgases proportional zur Gesamtmenge der von der Brennkraftmaschine durch deren Ansaugkrümmer angesaugten Gase ist, d. h. es wird ein praktisch konstantes Abgasrückführungsverhältnis erreicht, und zwar praktisch unabhängig davon, wie weit die Drosselklappe der Brennkraftmaschine geöffnet ist und wie hoch deren Drehzahl ist.

Es ist ferner bekannt, daß bei Brennkraftmaschinen häufig das Problem des sogenannten Nachlaufens oder Weiterlaufens auftritt. Wenn eine Brennkraftmaschine nicht weiter betrieben werden soll, wird typischerweise bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine deren Zündkreis unterbrochen. Dadurch soll die Brennkraftmaschine am Weiterdrehen gehindert werden, sobald die Drehenergie der sich drehenden Teile der Brennkraftmaschine durch Reibung verzehrt worden ist. Unerwünschlerweise arbeitet die Brennkraftmaschine jedoch desweilen weiter, was bedeutet, daß auf normale Weise in die Brennräume eingesaugtes Benzin gezündet wird, und zwar nicht durch einen von Zündkerzen erzeugten elektrischen Funken, sondern stattdcsssen durch Heißstellen oder dgl. in den Brennräumen. wie sie beispielsweise glühende Kohlenstoffteilchen darstellen. Dieses Nachlaufen der Brennkraftmaschine ist höchst unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Umwälzen von Abgasen der angegebenen Art derart auszugestalten, daß damit das Nachlaufen der zugehörigen Brennkraftmaschine in wirksamer Weise verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattur.jsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Unterdruckvent;! geöffnet wird, wenn das Zündsystem des Fahrzeugs, das mit der Brennkraftmaschine ausgerüstet ist, ausgeschaltet wird, verbindet zu diesem Zeitpunkt das Unterdruckventil den Unterdruckspeicherbehäiter durch die Unterdruckleitung mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung, so daß am Steuerventil für die Abgasrückführung zu dessen Betätigung ein maximaler Unterdruck angelegt ist, was dazu führt, daß das Steuerventil vollständig öffnet und maximale Abgasrückführung zwischen dem Auspuffsystem und dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine bewirkt. Dies verhindert sehr wirkungsvoll das Nachlaufen bzw. Dieseln der Brennkraftmaschine. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner weder irgendein großes Luftzuführventil, wie es bei bekannten Vorrichtungen eingeset?! wird noch irgencwelchc große, zu diesem führende Luftleitungen. Demzufolge sind die Nachteile dieser herkömmlichen Vorrichtungen hinsichtlich der Ventilundicluheit, ungünstiger Beeinflussung der konstruktiven Ausbildung und der großen Abmessungen des Luftzuführventils sowie der zugeordneten Leitungen vermieden. Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kein Kraftstoffabschaltmechanismus im Vergaser erforderlich, der mit Nachteilen behaftet ist. Es ist somit erkennbar, daß durch die Erfindung mit sehr einfachen Mitteln das Nachlaufen einer Brennkraftmaschine verhindert wird, wobei lediglich ein einfaches Unterdruckventil, das vorzugsweise elektrisch

ίο betätigt wird, sowie ein Unterdruckspeicherbehälter und die zugehörigen Leitungen erforderlich sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist demzufolge mit geringen Kosten und einfach herstellbar sowie zuverlässig im Betrieb.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Untcransprüchen hervor.

Aufgrund der im Patentanspruch 5 beschriebenen Ausbildung ist dafür gesorgt, daß dann, während dem Zündsystem elektrische Energie zugeführt wird, die Zylinderspule den Solenoidkern entgegen der Kraft der Druckfeder anzieht und dadurch das "'.-.intilelement in der zweiten Richtung verstellt hält, so daß d^s Ventilelement den zweiten Einlaß geschlossen hält und die Zufuhr von Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherhehalter zum Steuerventil für die Abgasrückführung unterbricht, während es den ersten Einlaß offen hält, so daß die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck möglich ist, und so daß dann, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, die Zyliaderspule ihre magnetische Anziehungskraft auf den Solenoidkern nicht ausübt, so daß die Druckfeder den Solenoidkern und das Ventilelement in die Endstellung in der ersten Richtung bringen kann, so daß das Ventilelement

J5 den ersten Einlaß geschlossen hält und dadurch die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck unterbricht, während das Ventilelement den zweiten Einlaß offen häit, so daß Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter zum Steuerventil für die Abgasrückführung durchgelassen wird, vas zur Folge hat, daß das Steuerventil weitestmöglich öffnet und dadurch für maximale Abgasrückführung in der Brennkraftmaschine sorgt. Durch diese einfache Konstruktion stellt die Erfindung somii zuverlässig sicher, daß die Brennkraftmaschine nicht nachdieselt und nicht weiterläuft.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die Beschreibung der Ausführungsbeispiele sowie der Zeichnungen ausschließlich zum Zweck der Erläuterung und der Beispielsgebung erfolgt und nicht den Rahmen der Erfindung auf irgendeine Weise einschränken soll. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte, schematische Darstellung, teilweise im Schnitt und teilweise in Blockdiagrammform, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Weiterlaufens wiedeigibt, wobei die Vorrichtung ange-

bo wendet ist bei einer Brennkraftmaschine, die eine erste Bauart eines Abgasrückführsystems aufweist, das mit einem Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung versehen ist, und

Fig. 2 eine vereinfachte, schematische Darstellung,

b5 die F i g. 1 ähnlich ist uid das bevorzugte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens teilweise im Schnitt und teilweise in Blockdiagrammform in Anwendung bei einer

Brennkraftmaschine zeigt, die mit einem Abgasrückführsystem und einem Steuerventil zur Steuerung der Abgasrückführung anderer Art ausgerüstet ist, wobei das Abgasrückführsystem ein Unterdruckstellventil umfaßt, das einen konstanten Abgasdruck unmittelbar stromauf des Steuerventils für die Abgasrückführung aufrechterhält, das in einer Abgasrückführleitung angeordnet ist.

In F i g. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens teilweise im Querschnitt dargestellt. Eine Brennkraftmaschine 1, bei der es sich um eine fremdgezündete Benzin-Brennkraftmaschinc handelt, saugt Luft-Kraftstoff-Gemisch aus einem Vergaser 2 durch einen Ansaugkrümmer 3 an. verbrennt dieses Luft-Kraftstoff-Gemisch und stößt Abgase durch einen Auspuffkrümmer 4 aus. Die Brennkraftmaschine !,der Vergaser 2, der Ansaugkrümmer 3 und der Auspuffkrümmer 4 sind in Fig. i lediglich sc'nernatisch im Querschnitt dargestellt, da Einzelheiten ihrer Ausbildung für die Erfindung nicht wesentlich sind. Der Vergaser 2 umfaßt einen Venturiabschnitt bzw. eine Mischkammer 5, in der sich eine Kraftstoffdüse 6 befindet, und stromab der Mischkammer 5 und der Kraftstoffdüse 6 ist ein Ansaugdrosselventil vorgesehen, das beim dargestellten Vergaser als Drosselklappe 7 ausgebildet ist.

Zum Rückführen von Abgas vom Auspuffkrümmer 4 zum Ansaugkrümmer 3 ist eine Abgasrückführleitung vorgesehen, die aus einem ersten Leitungsabschnitt 9a und einem zweiten Leitungsabschnitt 9έ> besteht. Dies heißt genauer, daß im Auspuffkrümmer 4 eine Abgas-Entnahmeöffnung 8 ausgebildet ist und daß in einem mittleren Bereich des Ansaugkrümmers 3 stromab der Drosselklappe 7 eine Abgas-Einblasöffnung 11 ausgebildet ist. Ein Ende des ersten Leitungsabschnitts 9a der Abgasrückführleitung ist mit der Abgas-Entnahmeöffliung S verbunden, und ein Ende des zweiter. Leitungsabschnitts 9b der Abgasrückführleitung ist mit der Abgas-Einblasöffnung 11 verbunden. Die anderen Enden dieser Leitungsabschnitte 9a und 9b sind mit einem Steuerventil 10 zur Steuerung der Abgasrückführung verbunden.

Im Steuerventil 10 ist eine Ventilöffnung 12 vorgesehen, deren effektiver freier Strömungsquerschnitt mittels eines Ventilelementes 13 gesteuert wird, das am Ende einer Ventilstangc 14 befestigt ist. die relativ zum Gehäuse des Steuerventils 10 auf und ab in Fig. 1 verschiebbar ist, so daß sie zur Ventilöffnung 12 und von dieser weg bewegt wird. Entsprechend dieser Bewegung der Ventilstange 14 und des daran befestigten Ventilelementes 13 wird der effektive freie Strömungsquerschnitt des Steuerventils zur Steuerung der Abgasrückführung so verändert, daß durch die aus den Leitungsabschnitten 9a und 9b bestehende Abgasrückführleitung eine stärkere oder schwächere Abgasrückführung erfolgt.

Die Verschiebung des Ventilelementes 13 und der Ventilstange 14 wird mittels einer Membranvorrichtung 15 gesteuert. Die Membranvorrichtung 15 umfaßt eine Membran 16, die von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 18 in F i g. 1 nach unten bedrückt wird. Die Druckfeder 18 ist in einer Membrankammer 17 angeordnet, die auf der Oberseite der Membran 16 ausgebildet ist (in Fig. 1). Wenn somit Unterdruck mit einem Wert kleiner als ein bestimmter vorgegebener Unterdruckwert an die Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 angelegt ist. bieibt die Membran 16 in ihrer dargestellten, nach unten ausgelenkten Stellung, so daß die Ventilstange 14. die mit der Membran 16 verbunden ist, zuverlässig das Ventilelement 16 auf der Ventilöffnung 12 hält, was wiederum zur Folge hat, daß das Steuerventil 10 zur Steuerung der Abgasrückführung vollständig geschlossen ist und durch den ersten Leitungsabschnitt 9a sowie den zweiten Leitungsabschnitt 9b der Abgasrückführleitung keine Abgasrückführung erfolgt. Wenn jedoch Unterdruck mit einem größeren Wert als dem vorgegebenen Unterdruckwert

ίο an die Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 angelegt ist, überwindet die aufgrund des Unterdrucks in der Membrankammer 17 an der Membran 16 erzeugte, nach oben gerichtete Kraft die Gegenkraft der Druckfeder 18, was zur Folge hat, daß die Ventilstange 14 und das Ventilelement 13 von der Ventilöffnung 12 weg nach oben (in Fig. t) bewegt werden, so daß demzufolge das Steuerventil 10 geöffnet wird und für eine Abgasrückführung durch den ersten LcitungsauscninU 3.i Und den Zweiten LCiiungSabschmtt 3b de" Abgasrückführung sorgt, wobei die Abgasrückführung in einer Menge erfolgt, die dem Hub bzw. Ausmaß der Bewegung der Ventilstange 14 und des Ventilelementes 13 entspricht, d. h. in einer Menge, die dem Unterdruckwert des Arbeitsunterdrucks entspricht, der an die Membrankammer 17 der Membranvorriehtung 15 angelegt wird. Dieser Arbeitsunterdruck wird an die Membrankammer 17 der Membranvorriehtung 15 entsprech.uid den verschiedenen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine angelegt, damit die Menge der durch die Leitungsabschnitte 9a und 9b der Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgase richtig eingestellt ist. Dabei ist zu beachten, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung dann, wenn Arbeitsunterdruck mit einem hohen Unterdruckwert an die Membrankammer 17

J5 der Membranvorrichtung 15 angelegt ist, das Ventilelement 13 und die Ventilstange 14 nach oben in F i g. 1 maximal angehoben sind, und daß das Ventilelemcnt J3 vollständig von der Ventilöffnung 12 weggezogen ist, so daß in diesem Zustand das Steuerventil 10 vollständig geöffnet ist und für eine maximale Menge durch den ersten Leitungsabschnitt 9a und den zweiten Leitungsabschnitt 96 der Abgasrückführleitung zurückgeführten Abgases sorgt.

Die Membrankammer 17 der Membranvorriehtung 15 ist durch eine erste Unterdruckleitung 19 mit einem Auslaß 21 eines Unterdruckschaltventils 20 verbunden. Im Inneren dieses Unterdruckschaltventils 20, das elektrisch angesteuert wird, wie noch erläutert werden wird, befindet sich ein Ventilelement 24, das am Ende einer Ventilstange 25 befestigt ist. die nach links und nach rechts in; F i g. 1 vor- und zurückgeschoben werden kann. Wenn sich das Ventilelement 24 und die Ventilstangc 25 in ihren nach rechts verschobenen Stellungen befinden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, dann steht der Auslaß 21 des Unterdruckschaltventils 20 durch eine zwischengeschaitete Steueröffnung 23 in Verbindung mit einem /weiten Einlaß 29. Wenn sich jedoch die Ventilstange 25 und das Ventilelement 24 in ihren nach links verschobenen Stellungen befinden, d. h. anders als dargestellt angeordnet sind, sitzt das Ventilelement 24 auf der zwischengeschalteten Steueröffnung 23. so daß diese blockiert ist. während gleichzeitig das Ventilelement 24 von einem ersten Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 20 abgehoben ist, so daß der erste Einlaß 22 mit dem

t>5 Auslaß 21 in Verbindung steht.

Das in Fig. 1 linke Ende der Ventilstange 25 ist mit einem Solenoidkern 26 verbunden, der nach rechts in Fig. 1 von einer als Schraubenfeder ausgebildeten

Druckfeder 28 gedrückt wird. Um den Solenoidkcrn 2f> und die Druckfeder 28 herum ist eine Zylinderspule 27 ■ingeordnet. Wenn somit die Zyliridcrspiile 27 nicht mil elektrischer Arbcits^nergic gespeist wird, hüll clic Vorspannkraft der Druckfeder 28 den Solenoidkcrn 26, dii· Ventilstange 28 und das Vcniilelement 24 nach rechts verschoben, wie dies in F i g. I dargestellt ist. so daß der /weile ⁽;'iilaß 29 und Auslaß 21 durch die /wisehengcschaltcie Steueröffnung 23 miteinander verbunden sind. Wenn jedoch die Zylinderspule 27 mit elektrischer Arbeitsenergie gespeist wird, zieht sie den Soler.oidkern 26 entgegen der Kraft der Druckfeder 28 nach links in Fig. 1, wobei die Kraft der Druckfeder 28 überwunden wird, so daß das Ventilelement 24 vom ersten Einlaß '.U weggezogen und gegen die Zwischengeschäfte Steueröffnung 23 gedrückt wird, so daß dann der erste liirilaß 22 mit dem ersten Auslaß 21 in Verbindung sieht und die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 blockiert ist.

^iC \i\ ιν ti Uli 11 rxt t/tiu^i ιιι git

Ic 27 des Unterdruckschaltventils 20 wahlweise über einen Zündschalter 35 des Fahrzeugs, das mit dem System ausgerüstet ist, von einer Batterie 34 des Fahrzeugs zugeführt. Der erste Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 20 ist durch eine zweite Unterdruckleitung 30 mit einem ersten Unterdruckanschluß 31 verbunden, der im Saugrohr des Vergasers 2 an einer Stelle ausgebildet ist, die stromauf der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 vollständig geschlossen ist, die jedoch stromab der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 mehr als um ein bestimmtes, vorgegebenes kleinej Ausmaß geöffnet ist.

Der zweite Einlaß 29 des Untcrdruckschaltventils 21) ist durch eine Unterdruckleitung 51 mit einem Unterdruckspeicherbehälter 50 verbunden, der seinerseits durch eine Unterdruckleitung 52 und ein Verzögerungsventil 49 sowie eine Unterdruckleitung 32 mit einem /weilen Unterdruckanschluß 33 verbunden ist, der im Ansaugkrümmer an einer Stelle ausgebildet ist, die ständig stromab der Drosselklappe 7 liegt. Das Verzögerungsventil 49 weist innerhalb seines Gehäuses parallel zueinander ein Einwegventil 47 sowie ein Drosselelement 48 auf. Das Einwegventil 47 ist — wie dies aus F i g. 1 erkennbar ist —. derart angeordnet und ausgebildet, daß es eine freie Luftströmung vom Unterdruckspeicherbehälter 50 durch die Unterdruckleitung 52 zur Unterdruckleitung 32 zuläßt, so daß Luft schließlich aus dem zweiten Unterdruckanschluß 33 austreten kann. Das Einwegventil 47 läßt jedoch eine Luftströmung in entgegengesetzter Richtung nicht durch.

Die dargestellte Abgasrückführanlage, in die die ersle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens eingefügt ist. arbeitet in folgender Weise. Während der Zündschalter 35 geschlossen ist und das Zündsystem der Brennkraftmaschine 1 mit Energie gespeist wird und die Brennkraftmaschine arbeitet, wird die Zylinderspule 27 des Unterdruckschaltventils 20 mit Energie gespeist, so daß in diesem Zustand, wie bereits erläutert wurde, die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 des Unterdruckschaltventils 20 vom Ventileiement 24 geschlossen gehalten wird, das in F i g. 1 nach links gegen die Steueröffnung 23 gedrückt wird, während der erste Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 20 mit dessen Auslaß 21 in Verbindung steht. In an sich bei der Steuerung der Abgasrückführung bekannter Weise wird in diesem Zustand der Unterdruck, der am im Vergaser 2 ausgebildeten ersten Überdruckanschluß 31 herrscht, der, wie bereits erläutert wurde, stromauf der Drosselklappe 7 liegt.

wenn die Drosselklappe 7 geschlossen ist, jedoch stromab der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 um mehr als ein bestimmtes, kleines Ausmaß geöffnet ist, durch die /weite Unterdruckleitung 30, das Untcr-

^r> druckschallvcniil 20 und die erste Unterdruckleitung 19 zur Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 übertragen, so daß dadurch das Steuerventil 10 für die Abgasrückführung eingestellt wird und so daß die Menge des Abgases, das durch die Abgasrückführleitung aus

κι dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem /.weiten Leitungsabschniti 96 zurückgeführt wird, entsprechend bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine gesteuert wird, wobei diese Betriebsbedingungen in diesem Fall das Ausmaß der öffnung der Drosselklappe

i^r> 7 sind. Diese Art der Steuerung der Abgasrückführung ist an sich bekannt. Während dieser Betriebsweise der Brennkraftmaschine wird selbstverständlich der Ansaugunlerdruck.dcr am /weiten Unterdruckanschluß 33 herrscht, der ständig stromab der Drosselklappe 7 liegt,

:?o durch das Ver/.ögerungsveniil 49 (, das aufgrund des Einwcgvcntils 47 der Weiterleitung dieses Unterdrucks keinen wesentlichen Widerstand entgegensetzt,) und durch die Unterdruckleitung 52 zum Unterdruckspeicherbehälter 50 übertragen, aus dem daher Luft abgesaugt wird, so daß er mit Unterdruck »gefüllt« wird. Dieser Unterdruck wird jedoch vom Unterdruckspeicherbehältcr 50 nicht weiter als bis zur zwischengeschalteten Steueröffnung 23 des Unterdruckschaltventils 20 weitergeleitct, weil die Steueröffnung 23 zu die-

jo sem Zeitpunkt vom Ventilelement 24 geschlossen gehalten wird.

Wenn dann der Zündschalter 35 des Fahrzeugs geöffnet wird, um die Brennkraftmaschine 1 stillzusetzen, indem die Zufuhr von elektrischer Arbeitsenergie zum

J5 Zündsystem beendet wird, wirkt sich die Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens gemäß der vorstehend beschriebenen und dargestellten bevorzugten Ausföhrungsform der Erfindung in folgender Weise aus. Sobald der Zündschalter 35 ausgeschaltet wird, wirkt die Zyiinderspule 27 nicht mehr auf den Solenoidkern 26, so daß die als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 28 den Solenoidkern 26. die Ventilslange 25 und das Ventileiement 26 nach rechts in ihre in F i g. I dargestellten Stellungen drückt. Das Ventilelement 24 öffnet dabei die zwischengeschaltcte Steueröffnung 23 und schließt dabei den ersten Einlaß 22 des Unterdruckschaltventils 20. In diesem Zustand gelangt der Unterdruck vom ersten Unterdruckanschluß 31 nicht mehr zur Membrankammer 17 der Meinbranvorrichtung 15. Es wird jedoch der Unterdruck, der im Unterdruckspeicherbehälter 50 herrscht, durch die Unterdruckleitung 51. den zweiten Einlaß 29 des Unterdruckschaltventils 20, die zwischengeschaltete Steueröffnung 23 des Unterdruckschaltventils 20, dessen Auslaß 21 und die erste Unterdruckleitung 19 direkt zur Membrankammer 17 geleitet. Der Unterdruck im Unterdruckspeicherbehälter 50 hat zu diesem Zeitpunkt einen recht hohen Wert. Demzufolge liegt an der Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 ein recht hoher Wert des Arbeitsunterdrucks an,

to so daß die Membran 16 entgegen der Vorspannkraft der als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 18, die überwunden wird, kräftig nach oben (in F i g. 1) gezogen wird, und demzufolge die Ventilstange 14 und das Ventilelement 13. das am unteren Ende der Ventilstange angebracht ist, vollständig vors der Vcntiiöffnung 12 des Steuerventils 10 für die Steuerung der Abgasrückführung weggezogen werden, so daß das Steuerventil 10 maximal geöffnet wird und durch die Abgasrückführiei-

ίο

tung aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b Abgas in maximaler Menge zurückgeführt wird. Dies erfolgt sofort, sobald die Brennkraftmaschine 1 mittels des Zündschalters 35 ausgeschaltet worden ist, und zwar noch bevor deren Drehung aufgehört hat. Wenn zu diesem Zeitpunkt wegen des Vorhandenseins von Heißstellen oder dergleichen in den Brennrä .men der Brennkraftmaschine 1 eine gewisse Neigung zum Nachlaufen besteht, werden die Gase aus dem Auspuffkrümmer 4, die hauptsächlich Abgase sind, in großer Menge zum Ansaugkrümmer 3 der Brennkraftmaschine 1 zurückgeführt, so daß das der Brennkraftmaschine 1 zugefiihrie Gemisch Abgas enthält und so mager ist, daß es kaum gezündet werden kann. Daher kommt es nicht zum Nachlaufen, die Brennkraftmaschine 1 hält praktisch sofort an, sobald die Drehenergie der sich drehenden Teile der Brennkraftmaschine durch Reibung verzehrt worden ist. Kurz gesagt hpjßl HiPS₁HnR das Nachlaufe" b/w. Wtjilprlaijfpn praktisch verhindert wird.

Wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht mehr dreht, herrscht auch sehr bald kein Unterdruck mehr im Ansaugkrümmer 3. Zu diesem Zeitpunkt baut sich daher der Unterdruck im Unterdruckspeicherbehälter 50 allmählich zum Ansaugkrümmer 3 durch das Drosselelement 48 ab. Nach einer gewissen, verhältnismäßig kurzen Zeitdauer ist der gesamte Unterdruck abgebaut, so daß im Unterdruckspeicherbchälter 50 praktisch atmosphärischer Druck herrscht, der dann auch in der Membrankammer 17 der Membranvorrichuing 15 herrscht, so daß das Vcntilelement 13 und die Vcntilstange 14 von der Druckfeder 18 der Meinbranvorrichtung 15 nach unten verschoben werden, so daß die Ventilöffnung 12 des Steuerventils 10 für die Abgasrückführung geschlossen wird und so daß in diesem Zustand die Brennkraftmaschine 1 leicht wieder in Betrieb gesetzt werden kann, da jetzt keine Gasströmung durch die Abgasrückführleitung aus dem ersten Leitungsabschnitt 9a und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b erfolgen kann, wenn in Fig. I bezeichnet.

Die crfinduii^sgemäßc Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 auf gleiche Weise ausgebildet wie bei der Aus-

"·, führungsform gemäß Fig. I. Jedoch ist bei dem Abgasrückführsystem, bei dem die Vorrichtung angewendet ist, im Steuerventil 10 für die Abgasrückführung stromauf von dessen Ventilöffnung 12, d. h. in Richtung des Auspuffkrümmer 4, eine Druckkammer 44 ausgebildet,

ίο die einerseits von dem Element, in dem die Ventilöffnung 12 ausgebildet ist und andererseits von einem Drosselclemcnt 43 begrenzt wird, dem eine Drosselstcl-Ic 53 ausgebildet ist. Diese Drosselstelle steht in Verbindung mit dem eisten Leitungsabschnitt 9,v der Abgasrückführleitung.

Von der Druckkammer 44 führt eine Druckleitung 45 zu einem Uriterdruckstellveniil 36. Die Druckleitung 45 mündet in eine erste Kammer 38 des Unterdrucksteilvnntik nnlorhnlh fm Pia ?\ pinpr Mpmhran 17 Πϊρςρ

Kammer 38 des Unterdruckstellventils 36 hat keinen Auslaß, so daß die Gase in der Kammer 38 praktisch den gleichen Druck wie die Gase in der Druckkammer 44 haben. Oberhalb der Membran 37 des Unterdruckstellvcntils 36 ist in diesem eine zweite Kammer 39 ausgcbil-

;>5 det, die durch eine Entlüftungsöffnung 46 zur umgebenden Atmosphäre belüftet ist und in die eine Steueröffnung 41 mündet, die etwas in die zweite Kammer 39 hineinragt. Gegenüber der Steueröffnung 41 ist an der Membran 37 des Unterdruckstellventils 36 ein Ventilelement 42 befestigt, und in der zweiten Kammer 39 ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 40 angeordnet, die das Ventilclemcni 42 und die Membran 37 nach unten in F i g. 2 zu drücken versucht. Die Steueröffnung 41 ist verbunden mit der Unterdruckleitung 30.

is die wie bei der ersten Ausführungsform gemäß F i g. 1 vom ersten Dlllerdruckanschluß 31 ausgeht und zum ersten Einlaß 22 des Untcrdruckschaltvcniils 20 führt. Wie bereits beschrieben, befindet sich der Unterdruck-

anschluß 31 im Vergaser 2 an einer Stelle, die stromauf die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird, um sie in Be- 40 der Drosselklappe 7 liegt, wenn die Drosselklappe 7 trieb zu setzen. geschlossen ist. und die stromab der Dross -!klappe liegt. Für die Erfindung seil das Steuerventil 10 für die Ab- wenn die Drosselklappe 7 weiter als um ein bestimmtes gasrückführung eine verhältnismäßig große Ventilöff- vorgegebenes, geringes Ausmaß geöffnet ist. Wenn der nung 12 haben, und daher sollen vorzugsweise auch der Druck in der ersten Kammer 38 des Unterdruckstellcrste Leitungsabschnitt 9a und der zweite Leitungsab- 4·> ventils 36 den Druck in der /weiten Kammer 39 um schnitt 9b der Abgasrückführleitung verhältnismäßig mehr als ein bestimmtes vorgegebenes Ausmaß übergroß sein, damit es möglich ist. eine verhältnismäßig steigt, wird die Kraft der Druckfeder 40 überwunden große Menge zurückgeführten Abgases zu liefern, wenn und werden die Membran 37 sowie das an ihr angedie Brennkraftmaschine 1 mittels des Zündschalters 35 brachte Ventilclement 42 nach oben in F i g. 2 bewegt, in vorstehend beschriebener Weise ausgeschaltet wird, w so daü das Ventilelemcnt 42 die Steueröffnung 41 um das Weiterlaufen der Brennkraftmaschine 1 effektiv schließt und dadurch den Unterdruck in der Kammer 38 zu verhindern. Im Vergleich zur oben beschriebenen verringert bzw. den Druck in der Kammer 38 erhöht, herkömmlichen Vorrichtung zum Verhindern des Nach- Wenn andererseits der Druck in der ersten Kammer 38 laufens, bei der Luft in den Ansaugkrümmer eingespeist den Druck in der zweiten Kammer 39 nicht um mehr als wird, um das Nachlaufen der Brennkraftmaschine zu 55 das bestimmte vorgegebene Ausmaß übersteigt, hält die verhindern, ist jedoch die Abgasmenge, die durch die Druckfeder 40 die Membran 37 und das daran befestigte

Abgasrückführleitung und das Steuerventil 10 in den Ansaugkrümmer zurückgeführt werden muß, wegen der höheren Effektivität zurückgeführter Abgase zum Verhindern des Dieselns deutlich kleiner.

F i g. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verhindern des Nachlaufens, wenn diese Vorrichtung bei einer zweiten Ausführungsform des Abgasrückführsystems angewendet ist. In F i g. 2 sind diejenigen Teile und Elemente, die Teilen und Elementen der bevorzugten Atsksführungsform der Erfindung gemäß F i g. 1 entsprechen und gleiche Funktionen haben, mit gleichen Bezugszeichen wie Ventilelement 42 nach unten ausgelenkt, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist. so daß das Ventilelement 42 die Steueröffnung 41 offen hält bzw. öffnet und dadurch den Unterdruck in der Kammer 39 erhöht bzw. den Druck in der Kammer 39 verringert. In an sich bekannter Weise arbeitet das System, das das Unterdruckstellventil und die Druckkammer 44 umfaßt, in der Weise, daß der Abgasdruck in der Druckkammer 44 ständig praktisch

„5 konstant auf einem Wert nahe dem des atmosphärischen Drucks gehalten wird. Auf diese Weise wird die Durchflußmenge des vom Abgasrückführsystem zurückgeführten Abgases in linearem Verhältnis zur

11

Durchflv.ßrr.enge der von der Brennkraftmaschine 1 durch den Ansaugkrümmer 3 angesaugten Luft gehalten, d. h. das Abgasrückführungsverhältnis wird kontant gehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann wie bei dem > zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mittels der erfindungsgemüßen Vorrichtung das Nachlaufen verhindert werden. Wenn der Zündschalter 35 geöffnet wird, um die Brennkraftmaschine 1 abzuschalten und damit stillzusetzen, gibt zu diesem Zeitpunkt die Zylinderspule 27 den Solenoidkern 26 frei, so daß die Druckfeder 28 die Ventilstange 25 und das Veniilelemenl 24 nach links in F i g. 2 drückt und dadurch der /weite Einlaß 29 des Unterdruckumschallveniils 20 in Verbindung mit dessen Aushß 21 kommt, was wiederum zur Folge is hat, daß zu diesem Zeitpunkt der im Unterdruckspeicherbehälter 50 gespeicherte Unterdruck in Verbindung mit der Membrankammer 17 der Membranvorrichtung 15 kommt, so daß deren Membran 16 entgegen der Vorspannkraft dt;r Druckfeder 18,die überwunden wird, zuverlässig und zwangsläufig nach oben ;<usgelcnkt wird und dadurch das Ventilelement 13 und die Ventilstange 14, die das Ventüelement 13 mit der Membran 16 verbindet, nach oben in F i g. 2 verlagert werden, so daß die Veniilöffnung 27 des Steuerventils 10 für die Abgasrückführung maximal geöffnet wird. Dies ermöglicht es, daß durch die aus dem ersten Leitungsabschnitt 9;f und dem zweiten Leitungsabschnitt 9b bestehende Abgasrückführleitung eine maximale Abgasrückführung erfolgt, wobei durch diese sehr starke Abgasrückführung soiort und wirksam ein Nachdicselr. in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 1 und somit ein Nachlaufen derselben verhindert wird, so daß die Brennkraftmaschine 1 anhält, sobald die Drehenergie ihrer drehenden Teile durch Reibung verzehrt ist. Somit wird auch bei j5 diesem Anwendungsfall das Nachlaufen verhindert.

Es ist erkennbar, daß mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Nachlaufen der Brennkraftmaschine aufgrund des Dieselcffektes nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine beseitigt werden kann. Es besteht 4U somit nicht die Gefahr, daß aufgrund der unregelmäßigen und unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkraftmaschine während des Nachlaufens übermäßige Schwingungen und störende Geräusche erzeugt werden. Ferner ist der Gefahr des Überhitzens eines katalytischen Wandlers, der im Auspuffkrümmer der Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, durch die Zufuhr größerer Mengen unverbrannten Kraftstoffs vorgebeugt. Außerdem kann es nicht dazu kommen, daß angesammelter Kraftstoff im Auspuffsyslem des Fahrzeugs gezündet wird, was zu einer Explosion führen könnte. Erfindungsgemäß werden diese Vorteile ohne große und raumbeanspruchende Geräte erreicht, was im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen zum Verhindern des Nachlaufens steht, bei denen beispielsweise eine große Luftmenge durch ein Luftzuführventil in den Ansaugkrümmer eingeleitet wird, wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Ferner wird dies erreicht ohne jeglichen Kraftstoffabschaltmechanismus im Vergaser, der beim Ausschalten des Zündschalters bo des Fahrzeugs anspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umwälzen von Abgasen für eine Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführleitung, deren eines Ende mit dem Auspuffsystem und deren anderes Ende mit dem Ansaugsystem verbunden ist. und einem Steuerventil für die Abgasrückführung, das in einem mittleren Bereich der Abgasrückführleitung angeordnet ist und durch Beauf- in schlagung mit Arbeitsunterdruck betätigt wird und entsprechend der Beaufschlagung mit Arbeitsunlerdruck das Öffnen und Schließen der Abgasrückführleitung steuert, wobei die Beaufschlagung mit hohem Arbeitsunterdruck das Steuerventil vollständig ι; öffnet und für Abgasrückführung mit maximaler Menge sorgt und wobei die Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck entsprechend dem Betriebszustand der Brennkrei*.maschine erfolgt, und die einen Unterdruckspek^er aufweist, der Unterdruck speichert, während die Brennkraftmaschine läuft, ferner eine Unterdruckleitung aufweist, die den Unlerdruckspeicherbehälter mit dem Steuerventil für die Abgasrückführung verbindci und des weiteren ein Unterdruckventil beinhaltet, das die Strömung durch die Unterdruckleitung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdruckventil (20) geöffnet ist. wenn dem Zündsystem (35) keine elektrische Arbeitsenergie zugeführt wird, sowie ge- jo schlossen ir.t, wenn dem Zündsystem (35) elektrische Arbeitsenergie zugeführt wird, wobei dann, wenn das Zündsystem (3S) ausgeschaltet wird, um die Brennkraftmaschine siülzuscRen, das Unterdruckventil (20) aus seinem geschlossenen Zustand in sei- r, nen offenen Zustand übergeht und dadurch hohen Unterdruck aus dem Unterdruckspeicherbehälter (50) auf das Steuerventil (10) für die Abgasrückführung einwirken läßt, so daß das Steuerventil (10) für die Abgasrückführung weiiestniöglich geöffnet wird 4» und dadurch für eine maximale Abgasrückführmenge sorgt, so daß dadurch jegliches Nachlaufen der Brennkraftmaschine bei (zuvor) ausgeschaltetem Zündsystem verhindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdruckventil (20), dann, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, ferner die Beaufschlagung des Steuerventils (10) für die Abgasrückführung mit Arbeitsunterdruck unterbindet.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckspeicherbehälter (50) Unterdruck aus dem Ansaugsystem (3) speichert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Ti zeichnet, daß sie ein Unterdruckzuführventil (49) aufweist, durch das der Unterdruck vom Ansaugsystem (3) zum Unterdruckspeicherbehälter (50) gelangt, wobei das Unterdruckzuführventil diesen Unterdruck vom Ansaugsystem zum Untcrdruckspei- t>o cherbehälterohne nennenswerten Strömungswiderstand durchläßt, wobei jedoch das Unterdruckzuführventil einen erheblichen Strömungswiderstand gegen die Ausbreitung des Unterdrucks vom Unterdruckspeicherbehälter zum Ansaugsystem aufweist ηί und als Drossclelemeni bezüglich der Ausbreitung des Unterdrucks vom Unterdruckspeicherbehälter zum Ansaugsystem wirkt, so daß dann, wenn die Brennkraftmaschine (1) abgeschaltet wird, indem ihr Zündsystem (35) von der Zufuhr elektrischer Arbeiiscnergie getrennt wird, der Unterdruck im Unterdruckspeicherbehälter während einer gewissen Zeit aufrechterhalten wird, damit maximale Abgasrückführung erreicht und das Nachlaufen der Brennkraftmaschine verhindert wird, danach jedoch der Unterdruck auf praktisch Null sinkt, damit für minimale Abgasrückführung gesorgt ist. wenn d'e Brennkraftmaschine erneut angelassen werden soll.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdruckventil (20) die folgenden Bestandteile umfaßt:
Eine Zyünderspule (27), die mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem (35) mit elektrischer Energie gespeist wird, und die nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, während das Zündsystem nicht mit elektrischer Energie gespeist wird, einen Solenoidkern (26). auf den die Zyünderspule magnetisch einwirkt, eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder (28), die auf den Soienoidkern eine Druckkraft in einer ersten Richtung ausübt, ein Ventilelement (24), das mit dem Solenoidkern verbunden ist und zwischen einer Endstellung in der ersten Richtung und einer Endstellung in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung versHlt werden kann, eine Durchlaßkammer, in der das Ventilelement angeordnet ist. einen von der Durchlaßkamnier ausgehenden Auslaß (21), der mit dem Steuerventil (10) für die Abgasrückführung verbunden ist, einen ersten Einlaß (22), der ir; die Durchlaßkammer mündet und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelemcnl seine Endstellung in der ersten Richtung einnimmt, und an dem der Arbeitsunterdruck zur Beaufschlagung des Steuerventils für die Abgasrückführung angelegt ist, und einen zweiten Einlaß (29). der in die Durchlaßkammer mündet, mit dem Unlerdruckspcicherbehälter .(50) ν,-rbundcn ist und an dem das Ventilelement schließend anliegt, wenn das Ventilelement seine Endstcliüng in der zweiten Richtung einnimmt.