DE4311574A1 - Temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines in motor vehicles - Google Patents
Temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines in motor vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein temperaturgesteuertes Abgas absperrventil für Verbrennungsmotoren nach den Oberbe griffen der Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines according to the Oberbe handles of claims 1 and 2.
Zur Verminderung der Schadstoffemissionen eines noch nicht auf Betriebstemperatur befindlichen Verbrennungsmotors kann in den Abgasstrang vor den Katalysatoren Sekundärluft eingeblasen werden. Bei Motoren mit zwei Abgassträngen geschieht dies über eine gemeinsame Zuleitung. Damit sich die Abgasstränge, nachdem der Motor seine Betriebstempera tur erreicht hat, nicht gegenseitig beeinflussen und in ihrer Funktion beeinträchtigen, also z. B. durch unter schiedliche Strömungswiderstände der Abgasstränge die Abgase verstärkt über einen Katalysator gehen und die sen damit überhitzen, wird die gemeinsame Sekundärluft zuleitung zu den Abgassträngen bei hohen Temperaturen gesperrt.Not yet to reduce pollutant emissions internal combustion engine at operating temperature secondary air can enter the exhaust line in front of the catalytic converters be blown in. For engines with two exhaust lines this is done via a common supply line. So yourself the exhaust tracts after the engine reaches its operating temperature has reached, do not influence each other and in impair their function, e.g. B. by under different flow resistances of the exhaust lines Exhaust gases go over a catalytic converter and the If it overheats, the common secondary air supply to the exhaust lines at high temperatures blocked.
Dazu ist es notwendig, den Sekundärlufteinlaß in den Ab gasstrang über eine Absperrvorrichtung zu steuern, wel che in Abhängigkeit der Abgastemperatur öffnet und schließt, damit wenigstens bei betriebswarmem Motor kein Abgas von einem Abgasstrang in den anderen herüber strömt.For this it is necessary to put the secondary air inlet in the Ab to control the gas train via a shut-off device, wel depending on the exhaust gas temperature opens and closes, at least when the engine is warm no exhaust gas from one exhaust line into the other flows.
Es ist bekannt, diese Aufgabe mit einem temperaturgesteuer ten Absperrventil zu lösen, in welchem die Bewegung eines Schließkörpers durch einen Temperaturfühler gesteuert wird, der mittelbar oder unmittelbar auf die Abgastempera tur anspricht.It is known to do this task with a temperature controlled to release the shut-off valve, in which the movement of a Closing body controlled by a temperature sensor is, indirectly or directly on the exhaust temperature appeals.
Aufgrund der hohen Temperaturen, denen das Ventil ausge setzt ist, die Abgastemperatur kann 1200°C erreichen, und des dadurch bedingten aufwendigen mechanischen Aufbaus, ist die ses aber teuer und störanfällig.Because of the high temperatures that the valve is out of is set, the exhaust gas temperature can reach 1200 ° C, and the the resulting complex mechanical structure is the but it is expensive and prone to failure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absperr vorrichtung herzustellen, die zuverlässiger arbeitet und dabei möglichst preiswert sein soll.The invention has for its object a shut-off to manufacture a device that works more reliably and should be as inexpensive as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Abgasabsperrventil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Eine weitere Lösung ist Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 2.This problem is solved with an exhaust shut-off valve the features specified in claim 1. Another Solution is the subject of independent claim 2.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are counter stood the subclaims.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ins besondere in dem einfachen mechanischen Aufbau, der im einfachsten Fall nach Anspruch 1 nur ein einziges be wegliches Teil hat, insbesondere keinen Antrieb und keine Umlenkhebel oder Lager für die Ventilsteuerung. Darüber hinaus unterliegt der Bimetallstreifen als einziges be wegtes Teil kaum einem Verschleiß.The advantages achieved with the invention are special in the simple mechanical structure, which in the simplest case according to claim 1 only a single be moving part, especially no drive and none Bellows or bearings for valve control. About it In addition, the bimetallic strip is the only one subject moving part hardly any wear.
An die Gehäuseform und die Befestigungsart des Bimetall streifens sind - solange die ungehinderte Beweglichkeit gegeben ist - keine besonderen Anforderungen gestellt, so daß eine einfache und damit kostengünstige Herstellung und eine hohe Betriebssicherheit möglich sind.The shape of the housing and the type of fastening of the bimetal are streaking - as long as the unhindered mobility is given - no special requirements, so that a simple and therefore inexpensive manufacture and high operational reliability are possible.
Desweiteren verhält sich die Absperrvorrichtung wie ein Rückschlagventil, da die Absperrung durch den Bimetall streifen durch den Luftdruck in eine Richtung aufgeweitet werden kann; in die andere Richtung jedoch bewirkt der Staudruck eine Erhöhung des Anpreßdruckes des in Sperrichtung befindlichen Bimetallstreifens an die Gehäuse wand und damit eine Verbesserung der Abdichtung zwischen Ein- und Auslaß. Durch dieses Verhalten ist die Absperr vorrichtung in der Lage auch bei höheren Staudrücken den Querstrom von Abgasen zu verhindern. Furthermore, the shut-off device behaves like a check valve because the shut-off by the bimetal streak expanded in one direction by the air pressure can be; in the other direction Back pressure an increase in the contact pressure of the Locking bimetal strip located on the housing wall and thus an improvement in the seal between Inlet and outlet. Because of this behavior, the barrier device is able to withstand even higher dynamic pressures To prevent cross-flow of exhaust gases.
Zu der Realisierung nach Anspruch 2 werden zwei Bimetall streifen verwendet, welche im Sperrzustand anstatt auf die gegenüberliegende Gehäusewand gegeneinander drücken und sich dabei ungefähr in der Gehäusemitte treffen, wenn der Aufbau - wie bevorzugt - symmetrisch gewählt ist.For the implementation according to claim 2, two bimetal strips which are in the locked state instead of press the opposite housing wall against each other and meet approximately in the middle of the case, if the structure - as preferred - is chosen symmetrically.
Dies ermöglicht zum einen eine Verdopplung der Querschnitts fläche der Absperrvorrichtung bei gleichen Bimetallstrei fen mit vorzugsweise identischen Biegekoeffizienten, ohne daß die Länge der Bimetallstreifen, ihr Biegeweg oder -zeit verändert werden müßten.On the one hand, this enables the cross-section to be doubled Area of the shut-off device with the same bimetal strip fen with preferably identical bending coefficients, without the length of the bimetal strips, their bending path or -time would have to be changed.
Umgekehrt ermöglicht es zum anderen kompaktere Baufor men mit kleineren Bimetallstreifen und kürzeren Reaktions zeiten.Conversely, it also enables a more compact design with smaller bimetallic strips and shorter reaction times times.
Abgasabsperrventile können ein Gehäuse mit rundem Quer schnitt haben. Hier können in der Mitte zwei Bimetallstrei fen an ihrem einen Ende befestigt sein und deren elliptisch geformte Enden in die gleiche Richtung zeigen. In Absperr stellung biegen sie sich voneinander weg auf die jeweils gegenüberliegenden Gehäusewände.Exhaust shut-off valves can have a housing with a round cross have cut. Here two bimetallic strips in the middle fen be attached at one end and their elliptical shaped ends pointing in the same direction. Locked bend away from each other on each position opposite housing walls.
Besonders einfache Bauformen beschreiben die Unteran sprüche 8 und 9, indem ein Gehäuse rechtecktigen Quer schnitt H hat. Das ermöglicht einen Bimetallstreifen mit rechteckigem Grundriß, der ohne besondere Kontur aus Bi metallband ausgestanzt werden kann. Um eine möglichst gute Abdichtung zu erreichen, wählt man dann am besten einen Bimetallstreifen mit einer Breite, der der lichten Brei te des Gehäuses entspricht. The Unteran describes particularly simple designs Proverbs 8 and 9 by placing a rectangular cross housing cut H has. This enables a bimetal strip with rectangular floor plan, made from Bi metal tape can be punched out. To be as good as possible It is best to choose one to achieve sealing Bimetallic strip with a width that the clear porridge te of the housing corresponds.
Die Merkmale nach Unteranspruch 3 ermöglichen eine bessere Abdichtung, da der oder die Bimetallstreifen im Sperrzustand eine definierte Auflage haben, ähnlich einem Ventilsitz. Dadurch haben eine weitere Temperatur erhöhung und/oder Erhöhung des Luftstaudrucks nur einen geringeren Einfluß auf die Verformung des Bimetallstrei fens.The features according to subclaim 3 enable one better sealing since the bimetal strip or strips have a defined edition in the locked state, similar a valve seat. This will have another temperature Increasing and / or increasing the air pressure only one less influence on the deformation of the bimetallic streak fens.
Desweiteren erfordert die umfassende Auflage eine geringere Paßgenauigkeit der Bimetallstreifen, die, bedingt durch die Wärmeausdehnung, sonst nur schwer zu erreichen wäre.Furthermore, the comprehensive edition requires one lower accuracy of fit of the bimetal strips, which, due to the thermal expansion, otherwise difficult to would be achieved.
Ein besonders einfach herzustellender "Ventilsitz" wird mit den Merkmalen der Unteransprüche 10 und 11 erreicht, indem bei einem rechteckigen Gehäusequer schnitt und Bimetallstreifen ein Paar gegenüberliegen der Platten, deren Ränder den Biegelinien der Bimetall streifen entsprechen, verwendet wird. Bei paarweise identischen Bimetallstreifen werden diese Platten symmetrisch und damit besonders leicht zu fertigen.A particularly easy to manufacture "valve seat" is with the features of subclaims 10 and 11 achieved by using a rectangular housing cross cut and bimetallic strips face each other a couple of the plates, the edges of which bend the bimetal lines stripes correspond, is used. In pairs these plates are identical bimetallic strips symmetrical and therefore particularly easy to manufacture.
Eine besonders einfache Montage ergibt sich, wenn der oder die Bimetalle mit ihrem einen Ende direkt an der Wand befestigt werden.A particularly simple assembly results if the or the bimetals with one end directly on the Wall to be attached.
Die Anordnung der Bimetallstreifen nach Anspruch 5 er möglicht eine Abdichtung in beide Richtungen auch bei hohen Wechselstaudrücken, da sich bei einem einzelnen Bimetallstreifen sonst ein Staudruck auch auf der Seite aufbauen würde, der den Bimetallstreifen in seine Offen- Stellung drücken würde. The arrangement of the bimetal strips according to claim 5 he can also be sealed in both directions high back pressure because there is a single Bimetal strips otherwise a back pressure also on the side would build up the bimetallic strip into its open Would press position.
Die Konstruktionsmerkmale nach Anspruch 6 vereinfachen dies, indem zwei nebeneinander befestigte Bimetallstrei fen durch einen in der Mitte befestigten ersetzt wer den.Simplify the design features of claim 6 this is done by two bimetallic strips attached side by side fen replaced by one in the middle the.
Der Unteranspruch 7 beschreibt eine Anordnung von Ab gasabsperrventilen, mit denen ein Einlaß auf zwei Ausläs se aufgeteilt werden kann. Die Absperrungen sind dabei so ausgerichtet, daß im Sperrzustand auch hohe äußere Wechseldrücke in den Abgassträngen die Absperrvorrichtun gen in Gestalt der Bimetallstreifen nicht aufbiegen können.The sub-claim 7 describes an arrangement of Ab gas shut-off valves that allow one inlet to two outlets se can be divided. The barriers are there aligned so that even high external in the locked state Alternating pressures in the exhaust lines the shut-off device Do not bend in the shape of the bimetal strips can.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den folgenden Zeichnungen dargestellt, dabei werden für gleiche Teile in den verschiedenen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen vergeben.Two embodiments of the invention are schematic shown in the following drawings for identical parts in the different drawings assign the same reference numerals.
Fig. 1 zeigt als erstes Beispiel im Längsschnitt ge mäß Schnittlinie I-I in Fig. 2 ein Abgasab sperrventil mit einem an einem Ende befestigten Bimetallstreifen, Fig. 1 shows the first embodiment in longitudinal section accelerator as section line II in Fig. 2 is a Abgasab-off valve with an attached at one end of bi-metal strip,
Fig. 2 zeigt das gleiche Ventil in Draufsicht, Fig. 2 shows the same valve in plan view,
Fig. 3 zeigt das Ventil im Querschnitt gemäß Schnitt linie III-III zu Fig. 2, Fig. 3 shows the valve in cross section along section line III-III to Fig. 2,
Fig. 4 zeigt das Ventil aus dem ersten Beispiel in einer Explosionsdarstellung, Fig. 4 shows the valve from the first example in an exploded view,
Fig. 5 zeigt als zweites Beispiel ein Ventil mit zwei in der Mitte befestigten Bimetallstreifen in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie V-V zu Fig. 6, Fig. 5 shows a second example of a valve with two bimetallic strip mounted in the middle in a longitudinal section according to section line VV of FIG. 6,
Fig. 6 zeigt dieses Ventil aus Fig. 5 in Drauf sicht und Fig. 6 shows this valve from Fig. 5 in plan view
Fig. 7 zeigt dieses Ventil in einer Explosionsdarstel lung. Fig. 7 shows this valve in an exploded view.
Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ventil mit einem Gehäuse 1 mit recheckförmigen Querschnitt, welcher mittels Über gangsstücken 6 mit runden Rohren von Abgassträngen ver bunden werden kann. Das Ventil hat als wesentliche Elemente einen, genau in das Ventilgehäuse 1 passenden, U-förmigen Haltebügel 2, an welchem mit zwei Senknieten 5 ein Bimetallstreifen 3 befestigt ist. Auf den beiden Schenkeln des Haltebügels 2 sind innen zwei Seitentei le 4 befestigt. Diese sind so geformt, daß sie an dem Ort, wo der Bimetallstreifen 3 befestigt ist, bis an diesen heranreichen und bogenförmig in ihrer Höhe ab nehmen, so daß der Bimetallstreifen 3 in seiner Sperr stellung genau auf ihnen aufliegt. Figs. 1 to 3 show a valve having a housing 1 with recheckförmigen cross section by means of transition pieces About 6 with round tubes of exhaust gas lines ver can be prevented. The essential elements of the valve are a U-shaped retaining bracket 2 , which fits exactly into the valve housing 1 and to which a bimetal strip 3 is fastened with two countersunk rivets 5 . On the two legs of the bracket 2 inside two Seitentei le 4 are attached. These are shaped so that they reach in the place where the bimetallic strip 3 is attached, reach up to this and take an arcuate in height, so that the bimetallic strip 3 lies precisely on them in its blocking position.
Fig. 1 zeigt die Stellung des Bimetallstreifen bei ver schiedenen Temperaturen. Bei Raumtemperatur liegt er auf der Basis des U-förmigen Haltebügels 2 an und biegt sich bei steigenden Temperaturen zur gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1, bis diese bei Temperaturen von z. B. zwischen 150°C und 200°C erreicht wird. In dieser Stellung (Sperrstellung) liegt es auf den als Ventilsitz dienenden Seitenteilen 4 auf und ein Stau druck auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite des Bi metallstreifens 3, erzeugt durch den Abgasstrom, wird den Bimetallstreifen 3 nur fester auf die Seitenteile 4 drücken. Fig. 1 shows the position of the bimetallic strip at different temperatures. At room temperature he lies on the base of the U-shaped bracket 2 and bends with increasing temperatures to the opposite side of the housing 1 until it is at temperatures of, for. B. between 150 ° C and 200 ° C is reached. In this position (blocking position), it rests on the side parts 4 serving as valve seat and a back pressure on the side of the bi metal strip 3 facing away from the valve seat, generated by the exhaust gas flow, will only press the bimetallic strip 3 more firmly onto the side parts 4 .
Ein zweites Beispiel zeigen die Fig. 5, 6 und 7. Im Unterschied zum ersten Beispiel hat das Ventil ein Ventilgehäuse 1 mit drei Öffnungen 7, 8, 9. Zwei Öffnungen 8 und 9 an den Enden des Gehäuses 1 dienen als Auslässe, eine weitere Öffnung 7 in der Mitte auf einer Seitenwand des Ge häuses 1 gelegen, als Einlaß.A second example, FIGS. 5, 6 and 7. In contrast to the first example, the valve has a valve housing 1 with three openings 7, 8, 9. Two openings 8 and 9 at the ends of the housing 1 serve as outlets, another opening 7 located in the middle on a side wall of the housing 1 Ge, as an inlet.
Im Unterschied zum ersten Beispiel werden ferner zwei Bi metallstreifen 3 verwendet, welche in der Mitte befestigt sind, so daß sie jeweils zwei frei bewegliche Ende haben. Befestigt sind die Bimetallstreifen 3 an je einem U-förmi gen Haltebügel 2; diese haben die halbe Höhe des Gehäuses 1 und sind, unter Bildung eines im Querschnitt rechteckigen Durchgangs zuammengefügt, in das Gehäuse 1 geschoben. Die Befestigungspunkte der beiden Bimetallstreifen 3 liegen jeweils über und unter dem Einlaß 7, der auch durch jeweils einen Schenkel der Haltebügel 2 führt. Diese haben dazu je eine halbkreisförmige Aussparung, welche sich zu einer kreis förmigen Öffnung zusammenfügen. An den Schenkeln der Halte bügel 2 sind Seitenteile 4 angebracht, eines mit passender Öffnung für den Einlaß 7. Die Seitenteile 4 sind entspre chend der Biegelinien der Bimetallstreifen 3 in Sperrstel lung geformt; ihre Höhe nimmt also zu den Enden hin ab. In contrast to the first example, two metal strips 3 are also used, which are fastened in the middle, so that they each have two freely movable ends. The bimetallic strips 3 are attached to a U-shaped bracket 2 ; these have half the height of the housing 1 and, pushed together to form a rectangular cross-section, are pushed into the housing 1 . The attachment points of the two bimetallic strips 3 lie above and below the inlet 7 , which also leads through one leg of the bracket 2 . These each have a semi-circular recess, which join together to form a circular opening. On the legs of the bracket 2 side parts 4 are attached, one with a suitable opening for the inlet 7th The side parts 4 are accordingly the bending lines of the bimetallic strip 3 formed in locking position; their height thus decreases towards the ends.
Ein in Sperrstellung vorhandener Staudruck an den Aus lässen, wie in Beispiel 1 an den Seiten des Bimetall streifens 3, die den als Ventilsitz dienenden Seiten teilen 4 abgewandt sind, wird die Bimetallstreifen 3 ge gen den Ventilsitz aus Gehäusewand und Seitenteilen 4 pressen.A back pressure existing in the blocking position on the outlets, as in Example 1 on the sides of the bimetal strip 3 , which parts 4 serve as sides of the valve seat facing away, the bimetal strip 3 will press ge against the valve seat from the housing wall and side parts 4 .
Das gleiche Absperrverhalten läßt sich mit zwei gegen einander geschalteten Ventilen aus dem Beispiel 1 er reichen. Der Einlaß 7 wird an der Verbindungsstelle der beiden Ventile herausgeführt. Diese Lösung hat da gegen den Vorteil, daß alle Komponenten in einem Gehäuse sind und daß das Ventil damit kompakt wird. Das Verschließen des Durchgangs mit zwei gegenüber liegenden Bimetallstreifen 3 ermöglicht es, kürzer als in Beispiel 1 zu halten und damit den Einfluß von Störkräften zu verkleinern.The same shut-off behavior can be achieved with two valves connected to one another from Example 1. The inlet 7 is led out at the junction of the two valves. This solution has the advantage that all components are in one housing and that the valve is compact. Closing the passage with two opposite bimetallic strips 3 makes it possible to keep it shorter than in Example 1 and thus to reduce the influence of disturbing forces.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4311574A DE4311574A1 (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines in motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4311574A DE4311574A1 (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines in motor vehicles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4311574A1 true DE4311574A1 (en) | 1995-02-16 |
Family
ID=6485042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4311574A Withdrawn DE4311574A1 (en) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Temperature-controlled exhaust gas shut-off valve for internal combustion engines in motor vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4311574A1 (en) |
Cited By (3)
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1993
- 1993-04-08 DE DE4311574A patent/DE4311574A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |