DE3932007A1 - EXHAUST GAS RECIRCULATION VALVE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

EXHAUST GAS RECIRCULATION VALVE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an exhaust gas recirculation valve for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Derartige Abgasrückführventile - z. B. aus dem DE-GM 87 14 505.7 bekannt - dienen dazu, eine vom Lastzustand der Brennkraftmaschine abhängige Abgasrückführung zu steuern, um verschiedene Schadstoffe im Abgas - wie beispielsweise Stickoxyde und durch die Rückführung auch teilweise Kohlenmonoxyd und Kohlenwasserstoffe - die bei der Verbrennung des Brenngemisches in der Brennkraftmaschine entstehen, zu ver­ ringern.Such exhaust gas recirculation valves - for. B. from DE-GM 87 14 505.7 - serve to an exhaust gas recirculation dependent on the load state of the internal combustion engine control to various pollutants in the exhaust gas - such as nitrogen oxides and due to the recycling also partially carbon monoxide and hydrocarbons - which at the combustion of the combustion mixture in the internal combustion engine, ver wrestle.

Bei diesen Abgasrückführventilen kommt es jedoch in bestimmten Bereichen des Mo­ torkennfeldes, durch die Abgaspulsation hervorgerufen, zu Schwingungen des Fe­ der-Masse-Systems. Ventilstange mit Membrane, Ventilteller und Feder schwingen da­ bei mit Motorfrequenz, wodurch zwangsläufig in dem Bereich kurz vor dem Öffnen und Schließen des Ventiltellers auf den Ventilsitz durch schnelles Aufeinanderschlagen von Ventiltelleroberteil und Gehäuse oder Ventilteller und Ventilsitz störende Geräusche erzeugt werden.However, these exhaust gas recirculation valves occur in certain areas of the month characteristic map, caused by the exhaust gas pulsation, to vibrations of the Fe the mass system. Valve rod with membrane, valve disk and spring swing there at with motor frequency, which inevitably in the area just before opening and Close the valve plate on the valve seat by hitting each other quickly Noise plate upper part and housing or valve plate and valve seat disturbing noises be generated.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Abgasrückführventil derart zu gestalten, daß dieser Nachteil nicht mehr auftritt.The object of the invention is therefore to provide a generic exhaust gas recirculation valve to design that this disadvantage no longer occurs.

Diese Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 bzw. 6 genannten Merkmalen gelöst. Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen genannt.This task is with those mentioned in the characterizing part of patent claim 1 or 6 Features resolved. Further features are mentioned in the subclaims.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Geräuschbildung des Abgasrück­ führventils besonders im unteren Hubbereich durch einen relativ flachen Öffnungskenn­ linienverlauf begünstigt wird. Durch die in diesem Bereich auf das Ventil wirkende zu­ sätzliche Schließkraft kann die Geräuschbildung weitgehend verhindert werden.The invention is based on the consideration that the noise of the exhaust gas return guide valve especially in the lower stroke range due to a relatively flat opening characteristic line course is favored. By acting on the valve in this area additional closing force, the formation of noise can be largely prevented.

Dabei wird ein Elektromagnet so angeordnet und über ein Steuergerät abhängig von Motorparametern (z. B. Drehzahl, Last, Temperatur usw.) bestromt, daß es mit Hilfe der Magnetkraft möglich wird, die Ventilcharakteristik last- und/oder drehzahlabhängig zu verändern. Damit wird eine Sprungfunktion im unteren Bereich der Kennlinie einge­ stellt, wodurch der Ventilteller etwas später als im Normalfall, dafür aber entspre­ chend schnell vom Ventilsitz abhebt bzw. sich beim Schließvorgang eher und sprung­ haft auf den Ventilsitz setzt.Here, an electromagnet is arranged and dependent on a control unit Motor parameters (e.g. speed, load, temperature, etc.) energized that it with the help the magnetic force is possible, the valve characteristics depending on the load and / or speed to change. A jump function is thus inserted in the lower area of the characteristic provides, which corresponds to the valve plate a little later than in the normal case lifts off quickly from the valve seat or rather jumps during the closing process relies on the valve seat.

In einer einfacheren, kostengünstigeren Variante übernehmen ein oder mehrere Perma­ nentmagneten die Aufgabe der Änderung der Kennlinie, die so auf einer Magnetträger­ platte angeordnet werden, daß die Magnetkraft beim Abgasrückführventil-Öffnungsvor­ gang gegen die durch den Unterdruck im Steuerdruckraum auftretende pneumatische Kraft wirkt. Wird das Kräftegleichgewicht überschritten, kommt es zur schlagartigen Sprungfunktion und der Ventilteller hebt entsprechend schnell von seinem Sitz ab. Die Sprungintensität hängt von der Magnetkraft und dem Luftspalt im Magnetkreis ab und wird einstellbar durch eine Einstellschraube, die mit dem Magnetträger verbunden ist. Vorteilhafterweise können damit auch Toleranzen ausgeglichen werden.In a simpler, less expensive variant, one or more permas take over Magnets the task of changing the characteristic curve, so on a magnetic carrier be arranged plate that the magnetic force at the exhaust gas recirculation valve opening gear against the pneumatic pressure occurring in the control pressure chamber  Power works. If the equilibrium of forces is exceeded, there is a sudden Jump function and the valve plate lifts off its seat quickly. The jump intensity depends on the magnetic force and the air gap in the magnetic circuit and is adjustable by an adjusting screw that is connected to the magnetic carrier is. Tolerances can also advantageously be compensated for in this way.

Von Vorteil ist auch, daß sich eine Verlängerung der Lebensdauer ergibt, da durch Ver­ mindern des pulsierenden Anschlagens des Ventiltellers auf den Ventilsitz ein Ver­ schleißen dieser Bauteile reduziert wird.It is also advantageous that there is an extension of the service life, because Ver reduce the pulsating impact of the valve plate on the valve seat wear of these components is reduced.

Eine gleiche Wirkung wie bei den beiden vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch mit einer Ausführung erreichbar, bei der die Ventilstange mit einer einstellbaren Ventileinrichtung verbunden ist, die in Schließstellung des Ventils ge­ öffnet ist, so daß die Membrandose über eine Drossel atmosphärisch belüftet wird. Eine Öffnung des Ventils bewirkt ein Schließen der mit ihm gekoppelten Ventileinrich­ tung und es erfolgt eine sprunghafte Absenkung des Steuerdruckes und damit verbun­ den eine Sprungfunktion der Öffnungskennlinie.The same effect as in the two previously described embodiments is also available with a version in which the valve rod with a adjustable valve device is connected, the ge in the closed position of the valve opens, so that the membrane can is ventilated atmospherically via a throttle. Opening the valve causes the valve device coupled to it to close tion and there is a sudden reduction in the control pressure and thus connected a step function of the opening characteristic.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach­ folgend beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are according to described below. It shows

Fig. 1 ein Abgasrückführventil im Schnitt; Figure 1 shows an exhaust gas recirculation valve in section.

Fig. 2 eine andere Ausführung eines Abgasrückführventils im Schnitt; Figure 2 shows another embodiment of an exhaust gas recirculation valve in section.

Fig. 3 eine weitere Ausführung eines Abgasrückführventils im Schnitt. Fig. 3 shows another embodiment of an exhaust gas recirculation valve in section.

Fig. 1 zeigt ein Abgasrückführventil 1 für eine Brennkraftmaschine, gebildet aus einem Gehäuse 2, das für den Anbau an den Motor ausgebildet ist und einen Abgaskanal 3 mit einem Einlaßbereich 4, einem Ventilsitzbereich 5 und einem Auslaßbereich 6 auf­ weist. Der Ventilsitz 5 wirkt mit einem Ventilteller 7 zusammen, dessen Ventilstange 8 teilweise aus dem Gehäuse 2 herausragt und in einer in eine Gehäuseöffnung 9 ein­ gepreßten Führungsbuchse 10 geführt ist. Fig. 1 shows an exhaust gas recirculation valve 1 for an internal combustion engine, formed from a housing 2 which is designed for attachment to the engine and an exhaust duct 3 with an inlet region 4 , a valve seat region 5 and an outlet region 6 . The valve seat 5 interacts with a valve plate 7 , the valve rod 8 of which partially protrudes from the housing 2 and is guided into a pressed guide bush 10 in a housing opening 9 .

Die aus dem Gehäuse 2 herausragende Ventilstange 8 ist mittels zweier Membranteller 11 mit einer Membrane 12 einer am Gehäuse 2 befestigten Membrandose 13 verbun­ den, deren über einen Druckanschluß 14 evakuierbare Kammer 15 eine sich einerseits im domartigen Oberteil der Kammer 15 andererseits auf dem Membranteller 11 ab­ stützende Membranfeder 16 aufnimmt. The valve rod 8 protruding from the housing 2 is connected by means of two diaphragm plates 11 to a diaphragm 12 of a diaphragm box 13 fastened to the housing 2 , the chamber 15 of which can be evacuated via a pressure connection 14 , on the one hand in the dome-like upper part of the chamber 15 and on the diaphragm plate 11 supporting diaphragm spring 16 .

Ein auf einem Stützblech 17 in Höhe der Führungshülse 8 angeordneter, das äußere Ende der Ventilstange 8 umfassender Elektromagnet 18, bestehend aus einer elektri­ schen Spule 19 mit einem Kern 20 mit Rückschluß und einem Rückschlußblech 21 wirkt mit einem fest mit dem oberen Membranteller 11 verbundenen Ankertopf 22 zusam­ men und wird über Leitungen 23 von einem mit Motorbetriebsparametern (z. B. Drehzahl, Last, Motortemperatur usw.) beaufschlagbaren Steuergerät 24 angesteuert, wodurch es möglich wird, z. B. drehzahl- und lastabhängig die Magnetkraft zu verän­ dern und damit die Sprungfunktion der Ventilstange 8 einzustellen.An arranged on a support plate 17 at the level of the guide sleeve 8 , the outer end of the valve rod 8 comprising electromagnet 18 , consisting of an electrical coil 19 with a core 20 with inference and a return plate 21 acts with a fixed to the upper diaphragm plate 11 anchor pot 22 together and is controlled via lines 23 by a control unit 24 which can be acted upon by engine operating parameters (e.g. speed, load, engine temperature, etc.), which makes it possible, for. B. speed and load-dependent to change the magnetic force and thus set the snap function of the valve rod 8 .

Es sind auch andere Positionierungen des Elektromagneten 18 am oder im Abgasrück­ führventil denkbar.Other positions of the electromagnet 18 on or in the exhaust gas recirculation valve are also conceivable.

Eine andere Ausführungsvariante eines im Aufbau der Fig. 1 gleich ausgeführten Ab­ gasrückführventils 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Hier sind mehrere Permanentmagneten 25 auf einer Magnetträgerplatte 26 angeordnet, die sich axial über eine mit einer Kon­ termutter 27 sicherbare Einstellschraube 28 verstellen läßt.Another embodiment of a Ab gas recirculation valve 1 is executed in the construction of Fig. 1 is shown in Fig. 2. Here, 25 are arranged on a magnet support plate 26, a plurality of permanent magnets which can be adjusted axially by a lock nut with a contact 27 securable adjustment 28th

Magnetträgerplatte 26 und Permanentmagneten 25 bilden mit einem auf dem Membranteller 11 angeordneten Rückschlußtopf 29 einen Luftspalt 30, von dessen Größe und der Magnetkraft der Permanentmagneten die Sprungintensität der Öff­ nungskennlinie abhängt. Durch Verstellen der Permanentmagneten 25 im Magnetkreis (Luftspaltänderung) wird die Sprungintensität einstellbar und Toleranzen können aus­ geglichen werden.Magnet support plate 26 and permanent magnet 25 constitute a disposed on the diaphragm plate 11 return pot 29 an air gap 30, whose size and the magnetic force of the permanent magnet, the intensity of the jump Publ voltage characteristic depends. By adjusting the permanent magnets 25 in the magnetic circuit (changing the air gap), the intensity of the jump can be adjusted and tolerances can be compensated for.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Abgasrückführventils, bei dem die Ventilstange 8 über eine Zugfeder 31 mit einem Ventilschließglied 32 einer Ventilein­ richtung 33, die in die evakuierbare Kammer 15 der Membrandose 13 einschraubbar ist, verbunden ist. Fig. 3 shows a further embodiment of an exhaust gas recirculation valve, in which the valve rod 8 is connected via a tension spring 31 with a valve closing member 32 of a Ventilein device 33 which can be screwed into the evacuable chamber 15 of the diaphragm box 13 .

Im geschlossenen Zustand wird die Membrandose 13 über eine Drossel 34 der Ventilein­ richtung 33 belüftet. Im Öffnungsvorgang bei Abheben des Ventiltellers 7 vom Ventil­ sitz 5 wird die Ventileinrichtung 33 geschlossen, wodurch eine sprungartige Absenkung des Steuerdruckes und damit eine Sprungfunktion der Öffnungskennlinie erreicht wird.In the closed state, the membrane box 13 is vented via a throttle 34 of the Ventilein device 33 . In the opening process when the valve plate 7 is lifted from the valve seat 5 , the valve device 33 is closed, as a result of which a sudden drop in the control pressure and thus a step function of the opening characteristic is achieved.

Claims (7)

1. Abgasrückführventil für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Gehäuse mit einem einen Einlaß-, Ventilsitz- und Auslaßbereich aufweisenden Abgaskanal, mit ei­ nem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller, dessen Ventilstange aus dem Gehäuse herausragt und mit einer Membrane einer Membrandose verbunden ist, deren evakuierbare Kammer eine die Membrane bzw. das Ventil in Richtung auf den Ventilsitz belastende Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in Schließposition durch zusätzliche eine Schließkraft bewirkende Mittel (18, 25) be­ lastet ist.1. Exhaust gas recirculation valve for an internal combustion engine, consisting of a housing with an inlet, valve seat and outlet region having an exhaust duct, with a valve plate interacting with the valve seat, the valve rod of which projects from the housing and is connected to a membrane of a membrane box, the evacuable of which Chamber has a spring loading the membrane or the valve in the direction of the valve seat, characterized in that the valve is loaded in the closed position by additional means ( 18, 25 ) causing a closing force. 2. Abgasrückführventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel durch einen Magneten gebildet wird, der in der Membrandose (13) angeordnet ist und mit als Anker wirkenden Bauteilen (22, 29) des Ventils zusammenwirkt.2. Exhaust gas recirculation valve according to claim 1, characterized in that the means is formed by a magnet which is arranged in the membrane box ( 13 ) and cooperates with components ( 22, 29 ) of the valve acting as an anchor. 3. Abgasrückführventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet als Elektromagnet (18) ausgebildet ist, der durch ein elektrisches Steuergerät (24) ange­ steuert wird.3. Exhaust gas recirculation valve according to claim 2, characterized in that the magnet is designed as an electromagnet ( 18 ) which is controlled by an electrical control unit ( 24 ). 4. Abgasrückführventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet als Permanentmagnet (25) ausgebildet ist.4. Exhaust gas recirculation valve according to claim 2, characterized in that the magnet is designed as a permanent magnet ( 25 ). 5. Abgasrückführventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanent­ magnet (25) auf einer durch eine Einstellschraube (28) axial verstellbaren Magnet­ trägerplatte (26) angeordnet ist.5. Exhaust gas recirculation valve according to claim 4, characterized in that the permanent magnet ( 25 ) on a by an adjusting screw ( 28 ) axially adjustable magnet support plate ( 26 ) is arranged. 6. Abgasrückführventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Membrandose (13) in Schließposition des Ventils über eine Drossel (34) atmosphärisch belüftet wird.6. Exhaust gas recirculation valve according to the preamble of claim 1, characterized in that the membrane box ( 13 ) is ventilated atmospherically in the closed position of the valve via a throttle ( 34 ). 7. Abgasrückführventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilstange (8) auf eine verstellbare Ventileinrichtung (33) einwirkt.7. Exhaust gas recirculation valve according to claim 6, characterized in that the valve rod ( 8 ) acts on an adjustable valve device ( 33 ).
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