DE3316219C1 - Steuereinrichtung fuer die Rueckfuehrung von Abgas in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

— Leerlauf keine Abgasrückführung, mit steigender Last eine bis zu einem Maximum steigende und dann fallende Abgasrückführung und bei Vollast keine Abgasrückführung—

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für die Rückführung von Abgas in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine mit einem in einer Rückführleitung angeordneten Abgasventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Steuereinrichtungen dienen dazu, eine vom Lastzustand der Brennkraftmaschine abhängige Abgasrückführung zu bewirken, um verschiedene Abgasschadstoffe, insbesondere Stickoxide. Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid zu begrenzen. Diese Wirkung der Abgasrückführung ist allgemein bekannt, und es sind eine Reihe von Steuereinrichtungen bekannt, die bei in Kraftfahrzeugen eingesetzten Motoren zur Anwendung kommen.

Aus der DE-OS 23 62 359 ist eine sehr einfach aufgebaute Steuereinrichtung entnehmbar, die aus einem in einer Rückführleitung angeordneten Abgasventil und einem von der Drosseleinrichtung eines Vergasers gesteuerten Belüftungsventil gebildet ist. Mit dem Belüftungsventil ist in der vom Ansaugdruck der Brennkraftmaschine beaufschlagten Membrankammer für die pneumatische Betätigung des Abgasventils ein Mischdruck erzeugbar, von dem das Abgasventil so gesteuert e>o wird, daß sich eine einer bekannten Kennung entsprechende Abgasrückführung ergibt.

Die vergleichsweise preiswert zu erstellende Steuereinrichtung weist jedoch einige Nachteile auf, die die Wirkung der Abgasrückführung auf die Schadstoffe und den störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine beeinflussen können. Es ist die Verschleißanfälligkeit des Belüftungsventils, wodurch eine von der Kennlinie aberreicht werden soll, wobei die letzte Maßnahme die volle Belastbarkeit der Brennkraftmaschine sicherstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgcmäßc Steuereinrichtung so zu gestalten, daß im Vollastbetrieb keine Abgasrückführung erfolgt und so die volle Belastbarkeit der Brennkraftmaschine erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Steuereinrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Mit der Erfindung ist der Vorteil erzielt worden, daß die Verwendung eines Abgasventils mit nur einer Membrane ohne Verschleißanfälligkeit und ohne Falschluftzugabe möglich ist. Hierdurch ergibt sich eine konstante Leerlaufdrehzahl und eine zeitlich länger anhaltende Konstanz der eingestellten Schadstoffanteile (CO) im Abgas.

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

F i g. 1 eine Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Vorsteuerventil der Steuereinrichtung nach F i g. 1.

Die Brennkraftmaschine 1 ist mit einer Ansaugleitung 2 und einer Drosselklappe 3 sowie einer Abgasleitung ausgestattet, wobei die Drosselklappe 3 Teil einer nicht dargestellten Gemischbildungseinrichtung sein kann. Eine Rückführleitung 5 zweigt von der Abgasleitung ab und mündet in einen Ansaugleitungsabschnitt stromab der Drosselklappe 3 ein, wobei ein Abgasventil 7 im Zuge der Rückführleitung 5 angeordnet ist und

deren Querschnitt kontrolliert. Das Abgasventil 7 ist aus einem Ventil 8 und einer mit diesem verbundenen Membrane 9 gebildet und in einem Gehäuse 10 untergebracht, das eine Membrankammer 11 bildet, in der eine die Membrane 9 in Schließrichtung des Ventils 8 belastende Feder 12 angeordnet ist. Die Membrankammer 11 ist mit einer Steuerleitung 13 mit einem Vorsteuerventil 14 verbunden, wobei das Vorsteuerventil 14 über Leitungen 15,16 mit einem Ansaugleitungsabschnitt 17 stromauf und mit dem Ansaugleitungsabschnitt 6 stromab der Drosselklappe 3 verbunden ist. Die Einmündung der Leitung 15 in den Ansaugleitungsabschnitt 17 stromauf der Drosselklappe 3 wechselt vom stromauf liegenden zum stromab liegenden Ansaugleitungsabschnitt 6 über, wenn die Drosselklappe 3 geöffnet wird, wodurch diese mit dem Ansaugdruck der Brennnkraftmaschine beaufschlagt ist, so daß der Ansaugdruck über die Leitung 15, ebenso wie über die Leitung 16, zum Vorsteuerventil 14 übertragen wird.

F i g. 2 zeigt das Vorsteuerventil 14 mit einem Gehäuse 18, das durch zwei Membranen 19, 20, die durch ein Verbindungsstück 21 fest miteinander verbunden sind, in 3 Kammern 22, 23, 24 aufgeteilt ist, wobei die Kammer 22 über eine öffnung mit der Atmosphäre, die Kammer 23 über die Leitung 16 mit dem Ansaugleitungsabschnitt 6 und die Kammer 24 über die Leitung 15 mit dem Ansaugleitungsabschnitt 17 und über die Steuerleitung 13 mit dem Abgasventil 7 verbunden ist. Eine in der Kammer 24 mittels Keil 32 und Schraube 33 einstellbare Feder 25 belastet die Membranen 19, 20 gegen die Kammer 22. Das Verbindungsstück 21 der Membranen 19, 20 ist als Hohlkörper ausgebildet und weist einen als Ventilsitz 26 für eine Ventilplatte 27 ausgebildeten, axialen Leitungsabschnitt 28 auf, der über einen Filtereinsatz 29 in die mit der Atmosphäre verbundene Kammer 22 einmündet. Die Ventilplatte 27 ist durch eine Feder 30 belastet auf den Ventilsitz 26 aufgelegt, wenn der in der Kammer 23 wirkende Ansaugdruck nicht ausreichend niedrig ist, um eine Verstellung der Membranen 19, 20 gegen die Kraft der Feder der Kammer 24 zu bewirken. Diese Verstellung wird durch die Membrane 20 mit der größeren Wirkfläche ermöglicht und soweit durchgeführt, wenn der Ansaugdruck einen entsprechenden Wert unter Atmosphärendruck hat, bis die Ventilplatte 27 gegen die Einmündung 31 der mit dem Ansaugleitungsabschnitt 17 verbundenen Leitung 15 anliegt und diese verschließt. Fällt der Ansaugdruck noch weiter ab, dann wird die Verstellung weitergeführt, wobei sich dann die Ventilplatte 27 gegen die Kraft der Feder 30 vom Ventilsitz 26 im Verbindungsstück 21 abhebt. Hierdurch wird die Kammer 24 durch den Leitungsabschnitt 28 im Verbindungsstück 21 atmosphärisch belüftet.

Funktionsbeschreibung

Kammer 24 und über die Steuerleitung 13 der Membrankammer 11 des Abgasventils statt, so daß das Abgasventil geschlossen ist und kein Abgas über die Rückführleitung 5 strömt. Wird die Brennkraftmaschine in der Volläst betrieben, dann herrscht ein hoher, für die Überwindung der Feder 25 nicht ausreichender Ahsaugdruck, so daß das Verbindungsstück 21 mit der Ventilpiatte 27 von der Einmündung 31 wegbewegt und die Ventilplatte 27 auf den Ventilsitz 26 angelegt ist.

ίο Hierdurch ist die Kammer 24 nicht mehr atmosphärisch belüftet, sondern mit dem Ansaugdruck beaufschlagt, da auch die Einmündung der Leitung 15 in die Ansaugleitung 2 durch die Vollaststellung der Drosselklappe 3 in den stromab der Drosselklappe 3 liegenden Abschnitt 6 übergewechselt ist. Dieser Ansaugdruck wirkt über die Steuerleitung 13 auch in der Membrankammer 11 des Abgasventils 7, bewirkt jedoch keine Verstellung der Membrane 9 gegen die Kraft der Feder 12, das Abgasventil 7 ist geschlossen. Mit fallender Last sinkt der Ansaugdruck, bis die Membrane 11 gegen die Kraft der Feder 12 verstellt wird und so das Abgasventil 7, mit weiter fallender Last immer weiter, entsprechend der Federkennüng bis zu einem Maximum, öffnet.

In der unteren Teillast bewirkt die Verstellung des Verbindungsstückes 21 im Vorsteuerventil 14 bis in den Bereich der Anlage der Ventilplatte 27 an die Einmündung 31 die Erzeugung eines Mischdruckes aus Ansaug- und Atmosphärendruck, der mit weiter fallendem Ansaugdruck steigt, so daß die Feder 12 im Abgasventil 7 die Membrankraft überwindet und die Schließbewegung des Abgasventils 7 einleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Wird die Brennkraftmaschine mit Leerlaufdrehzahl betrieben, dann herrscht in dem stromab der Drosselklappe 3 liegenden Ansaugleitungsabschnitt 6 ein niedriger Ansaugdruck, der über die Leitung 16 die Kammer 23 beaufschlagt, so daß die Resultierende der an den Membranen 19,20 dadurch bewirkten Kräfte (Membrane 20 besitzt eine größere Wirkfläche) die Kraft der Feder 25 überwunden und das Verbindungsstück 21 mit der Ventilplatte 27 gegen die Einmündung 31 der Leitung 15 angedrückt hat, wobei die Ventilplatte 27 dabei den Ventilsitz 26 im Verbindungsstück 21 freigegeben hat. Hierdurch findet eine atmosphärische Belüftung der

- Leerseite -

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung für die Rückführung von Abgas in die Ansaugleitung (2) einer Brennkraftmaschine mit einem in einer Rückführleitung (5) angeordneten Abgasventil (7), das aus einem Ventil (8) und einer mit diesem verbundenen, federbelasteten Membrane (9) gebildet ist und dessen Membrankammer (11) über eine Steuerleitung (13) mit einem von einem Vorsteuerventil (14) mit zwei durch Membranen (19, 20) getrennte Kammern (23, 24) beeinflußten Steuerdruck beaufschlagt ist, wobei die Kammer (24) des Vorsteuerventils (14) über eine Leitung (15) mit dem Ansaugleitungsabschnitt (17) stromauf und die andere Kammer (23) über eine Leitung (16) mit dem Ansaugleitungsabschnitt (6) stromab einer Drosselklappe (3) verbunden ist und die Kammer (23) durch die zweite, starr mit der ersten Membrane (19) verbundenen Membrane (20) mit einer größeren Wirkfläche als die erste gegenüber der Atmosphäre abgedichtet und durch eine einstellbare Feder (25) gegen diese belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verbindungsstück (21) der beiden Membranen (19,20) eine Ventilplatte (27) angeordnet ist, die von einer Feder (30) belastet ist und in bekannter Weise eine Einmündung (31) der Leitung (15) im Vorsteuerventilgehäuse (18) und einen Ventilsitz (26) eines in die Atmosphäre führenden Leitungsabschnittes (28) des Verbindungsstückes (21) zur Bildung eines Mischdruckes in der Kammer (24) kontrolliert, wobei die Kammer (24) über die Steuerleitung (13) mit dem Abgasventil (7) verbunden ist.

   weichende Abgasrückführung bewirkt ist, und die besonders im Leerlauf und leerlaufnahen Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgende Falschluftzugabe ins Ansaugrohr, die nicht vom Gemischbildner erfaßt ist und daher Drehzahlschwankungen und Abweichungen der im Leerlauf eingestellten Abgaswerte bewirkt.

   Aus der GB-PS 14 86 652 ist eine weitere Steuereinrichtung bestehend aus einem Abgasventil und einem Vorsteuerventil mit zwei starr miteinander verbundenen Membranen bekannt. Die größere Membrane ist einerseits mit dem Venturidruck eines Vergasers beaufschlagt und andererseits ebenso wie die andere Membrane atmosphärisch belüftet. Die kleinere Membrane dichtet andererseits eine Druckkammer ab, in die ein Anschluß zu einem den niedrigsten Ansaugdruck speichernden Reservoir und ein atmosphärisch belüftendes Ventil so einmünden, daß sie von einem Teil der kleineren Membrane kontrolliert werden. Bei einer vom Venturidruck verursachten Verstellbewegung der Membranen stellt sich dadurch ein Mischdruck aus dem niedrigsten Ansaugdruck der Brennkraftmaschine und dem Atmosphärendruck in der Druckkammer ein, der der Tendenz fallender Venturidruck (steigender Luftdurchsatz) verursacht fallenden Mischdruck folgt. Das mit diesem Mischdruck beaufschlagte Abgasventil folgt dieser Tendenz und bewirkt einen dem steigenden Luftdurchsatz entsprechenden Abgasrückstrom.

   Hierin unterscheidet sich diese Steuereinrichtung von der der DE-OS 23 62 359, bei der eine Abgasrückführung mit der Tendenz (siehe F i g. 2)