EP1149253A1 - Gasführungseinrichtung - Google Patents

Gasführungseinrichtung

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Publication number
EP1149253A1
EP1149253A1 EP00902645A EP00902645A EP1149253A1 EP 1149253 A1 EP1149253 A1 EP 1149253A1 EP 00902645 A EP00902645 A EP 00902645A EP 00902645 A EP00902645 A EP 00902645A EP 1149253 A1 EP1149253 A1 EP 1149253A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
valve
pressure
channel
compensation
Prior art date
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Granted
Application number
EP00902645A
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English (en)
French (fr)
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EP1149253B1 (de
Inventor
Hermann Oetting
Ekkehard Bielass
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A Kayser Automotive Systems GmbH
Original Assignee
A Kayser Automotive Systems GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by A Kayser Automotive Systems GmbH filed Critical A Kayser Automotive Systems GmbH
Publication of EP1149253A1 publication Critical patent/EP1149253A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1149253B1 publication Critical patent/EP1149253B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/68—Closing members; Valve seats; Flow passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/66—Lift valves, e.g. poppet valves
    • F02M26/67—Pintles; Spindles; Springs; Bearings; Sealings; Connections to actuators

Definitions

  • the invention relates to a gas guide device with pressure compensation, as described in claim 1, and to the use of such a gas guide device as an exhaust gas recirculation valve and as an air guide for an internal combustion engine with an air charging device.
  • Otto and diesel engines in particular those of motor vehicles, are usually provided with gas routing devices, in particular exhaust gas recirculation valves (EGR valves). They partially add exhaust gas to the fresh gas drawn in to reduce NOx emissions, improve fuel consumption and reduce noise.
  • EGR valves exhaust gas recirculation valves
  • Such gas routing devices comprise metering devices or control devices with which the amount of gas fed or returned can be adjusted depending on the operating point.
  • Zg low gas recirculation would fail to achieve the desired effects, too large exhaust gas recirculation from gasoline engines would lead to malfunctions or an undesirable increase in HC or even CO emissions, in diesel engines an undesirable increase in particle emissions and excessive air recirculation would reduce the desired state of charge make unreachable.
  • control members are generally fully closable valves that are set by a vacuum membrane or a servomotor or a proportional magnet working against a spring, which in turn is controlled by a
  • Clock valve or a relay can be operated by the engine control unit.
  • the information used for this purpose in the control unit is usually the load and speed of the engine and the amount of air drawn in.
  • the feedback of the opening path via a path measuring system is also used.
  • the pressure drop which generally exists between the pipe systems of the engine connected by them, acts on the gas routing devices. It poses a problem for the actuation of the metering element of the gas guiding device in that it generally tries to move the metering element in the direction in which the gas which is conducted or recirculated also flows.
  • a gas routing device for internal combustion engines comprises a pressure channel, a fresh gas supplying fresh gas channel, an output channel and an opening opening into the fresh gas channel and the output channel, at least the
  • Pressure channel and the mouth via a control member for metering gas, in particular air or exhaust gas, are connected to one another and a compensation device is provided to compensate forces which act on the control member due to a pressure difference between the gas side and the fresh gas side.
  • the provision of the compensation device according to the invention thus minimizes and preferably completely compensates for the above-mentioned effect of the pressure gradient. Consequently, the invention in particular allows an actuating device of the control member to be dimensioned correspondingly smaller, with the result that space and weight are saved, less power consumption and less self-heating. Due to this compensation device, the pressure gradient of the gas pressure via the control member cannot lead to a force component which acts in the direction of an undesired opening or closing of the control member. whereby the desired control of the amount of gas passed through is significantly improved.
  • one side of the compensation device with the gas pressure on the compressed gas side and the other
  • the compensation device can advantageously be provided as a throttle valve, a double, ball, cone or cylinder valve in the control element.
  • control member comprises a valve rod and a valve plate attached to it with a gas-pressure-effective area, so that a valve-plate force acts on the valve plate, which is equal to the product of the gas-pressure-effective area and the pressure difference.
  • the compensation device comprises at least one piston, a diaphragm and / or a bellows, which is fixed to the valve rod and on whose gas pressure-effective surface the pressure difference acts, so that a compensation force acts on the valve rod, which compensates the valve disc force.
  • control member can be actuated by a mechanical, pneumatic, hydraulic, magnetic or electrical actuating device or motor, in particular an electrical lifting magnet.
  • a magnet or proportional magnet has proven to be particularly advantageous since the opening or position of the control member can be set very quickly and precisely with such a magnet. Since the actuating force in a proportional magnet is only determined approximately by the current flowing through it, but not by the opening path, is also advantageously a quick response to control signals possible.
  • the compensation device comprises an internal valve which is provided in the control member.
  • a gas pressure in an inner valve compensation chamber can be controlled via the inner valve in connection with an opening gap between a piston of the compensation device and a guide sleeve of the piston, and the inner valve can be actuated by an adjusting device and / or an inner valve adjusting device.
  • Control element for example of the main valve, also influences the coordination of the inner valve with the opening gap between the piston and the guide sleeve.
  • the compensation device acts on the control member via a kinematic transmission, in particular a lever transmission, in order to compensate for a difference between the areas effective for the gas pressure on the one hand of the control member and on the other hand of the compensation device.
  • This translation translates the force component generated by the compensation device to a size that for the
  • Compensation of the force to be compensated is suitable for the control element. This is particularly advantageous if the areas or areas of the compensation device and control element that are effective for the gas pressures differ.
  • control element is prestressed in the closing direction by a spring action of a diaphragm or a bellows, wherein in particular a spring can additionally be provided to support the pretension in order to bring about an additional force component in the closing direction of the control element.
  • the compensation device and the control element are connected to one another in an effective manner and controllable via the control device.
  • the forces generated by the compensation device and by the actuating device can act together on the control element and can suitably add or compensate in order to exert the desired net force or force component on the control element.
  • control member has a device which provides information about the respective opening cross section of the control member at any time, e.g. a potentiometer.
  • a device which provides information about the respective opening cross section of the control member at any time, e.g. a potentiometer.
  • the opening of the control member set by the actuating device can thus be
  • Opening are compared.
  • this relates to the use of a gas guiding device according to the invention as an air guiding device in an internal combustion engine with an air charging device, in which case the
  • Pressure channel is a fresh air pressure channel which opens into a compressor output channel of a compressor of the charge air device, the output channel is a compressor input channel of the compressor and the fresh gas channel is a fresh air channel and the control element is designed for metering air.
  • the gas routing device allows
  • Air guiding device also an air flow from the fresh air channel into the fresh air pressure channel through the control member if there is a lower gas pressure in the fresh air pressure channel than in the fresh air channel.
  • this relates to a use of the gas routing device according to the invention as an exhaust gas recirculation device for internal combustion engines, in which case the pressure channel is an exhaust gas channel and the control element is designed for metering exhaust gas from the exhaust gas supply channel into the mouth and thus exhaust gas into a gas stream in the Output channel that leads into the gas supply to the internal combustion engine.
  • Figure 1 is a schematic representation of parts of a fresh gas
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a gas guide device according to the invention with a pressure compensation line;
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the invention with a throttle valve as a control member;
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with two opposing valves;
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with a ball, cone or cylinder valve
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with a membrane and a lever transmission
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional illustration of a further embodiment of the invention with a membrane and a lever transmission
  • FIG. 8 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with a membrane and a lever transmission
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional illustration of a further embodiment of the invention with a bellows
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with a piston which is acted upon by a hollow valve body for pressure compensation;
  • Figure 1 1 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the invention with an additional inner valve
  • Figure 1 2 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the invention with an additional inner valve
  • FIG. 1 3 is a cross-sectional view of another embodiment of the Invention with an additional inner valve
  • FIG. 14 shows a schematic cross-sectional illustration of an embodiment of the invention preferred for air guidance
  • FIG. 1 5 shows a cross-sectional representation of a further embodiment of the invention preferred for air guidance.
  • the addition a to a reference symbol indicates a preferred use of the gas guidance device as an exhaust gas recirculation device
  • the addition b indicates a preferred use as an air guidance device in an internal combustion engine with an air charging device.
  • FIG. 1 schematically shows parts of a fresh gas and exhaust system of an internal combustion engine and a preferred installation arrangement for an exhaust gas recirculating gas guiding device (exhaust gas recirculation device) a and a fresh gas guiding gas guiding device (air guiding device) b.
  • the gas guide devices according to the invention arranged in this way are indicated by dashed lines in FIG.
  • the gas guiding device is arranged between a fresh air guiding fresh air duct 2a and an exhaust gas guiding exhaust duct 5a and has an opening 1 a which opens into an outlet duct 4a.
  • the output channel 4a supplies a gas flow, which contains fresh gas and exhaust gas metered by the exhaust gas recirculation device, to an engine unit 100.
  • a gas pressure p 3 prevails in the opening 1 a and a gas pressure p 5 in the exhaust gas duct 5 a .
  • the remaining, non-recirculated exhaust gas can escape from the internal combustion engine through an exhaust gas turbine 104.
  • the exhaust gas turbine 1 04 is connected via a turbocharger shaft 106 to a compressor 1 02, which fresh air from a fresh air duct 2b via a compressor inlet duct 4b into a compressor density output channel 108 pumps.
  • the fresh air duct 2b and the compressor inlet duct 4b are connected to an opening 1b of the air guiding device b.
  • a control element of the air guiding device b separates the junction 1 b from a fresh air pressure duct 5b.
  • a gas pressure p 3 prevails in the fresh air pressure channel 5b and a gas pressure p 2 in the region of the junction 1 b.
  • Figure 2 shows schematically a cross section of a first embodiment of the gas guide device according to the invention.
  • exhaust gas is fed to the exhaust gas recirculation device by means of a pressure channel 5 (exhaust gas channel 5a in FIG. 1), one side of which opens into the main exhaust gas flow of the engine.
  • Fresh air is supplied via the fresh gas duct 2 (fresh air duct 2a in FIG. 1), which is obtained by metering exhaust gas from the
  • Pressure channel 5 is mixed with a main valve 60 to be described later with exhaust gas.
  • an output channel 4 which is connected to the gas supply of the engine unit, fresh gas mixed with exhaust gas is accordingly conducted in a suitable manner.
  • fresh air is supplied via the fresh gas duct 2 (fresh air duct 2b in FIG. 1).
  • the outlet duct 4 corresponds to the compressor inlet duct 4b shown in FIG. 1
  • the pressure duct 5 corresponds to the fresh air pressure duct 5b from FIG. 1.
  • the pressure channel 5 is connected to an orifice 1 via a valve or main valve 60, which consists of a valve plate 60A and a valve seat or wall 60B.
  • the junction 1 is connected to the fresh gas channel 2 and the outlet channel 4, which carries on the fresh gases mixed with the recirculated gas.
  • a compensation space or Piston chamber 1 0 is provided for receiving a compensation piston or compensation piston or piston 80.
  • the piston 80 bears on its circumference against a wall or side wall 11 and is connected to an upper part of the wall 11 via a spring or spiral spring 6.
  • the piston chamber 10 is connected via a line or compensating line 1 2 to the mouth 1 in such a way that the gas pressures in the piston chamber 10 and the mouth 1 can quickly equalize.
  • Piston 80 and valve plate 60A are connected to one another via a rod 13.
  • the gas pressure in the mouth 1 is p 3 or p 2 under operating conditions.
  • the gas pressure p 5 or p 3 is present in the pressure channel 5.
  • p 5 > p 3 applies.
  • a positive, ie reverse, purge gradient p 5 ⁇ p 3 may occur when the engine is mechanically or turbocharged.
  • Opening the main valve 60 thus exhaust gas generally flow in the desired direction, ie from the pressure channel 5 (exhaust gas channel 5a) in the direction of the junction 1.
  • the amount of exhaust gas passed through essentially depends on the opening cross section of the main valve 60 and on the gas pressure gradient across the main valve 60, ie on the pressure difference p 5 -p 3 .
  • the main valve 60 When used as an air guiding device, the main valve 60 is only opened in order to bring about a pressure equalization between p 2 and p 3 . In special cases this may also be desirable for p 2 > p 3 .
  • the force acting in the rod 13 is strongly dependent on the pressure drop p 5 -p 3 or p 3 -p 2 via the main valve 60. Without the piston 80 and without the line 1 2, the force acting in the rod 1 3 would result from the pressure drop and a cross-sectional area or a cross-section F 3 of the valve plate 60A results in:
  • This force is compensated for by the piston 80, which has the same effective area or contact area F 3 for the gas pressure as the valve disk 60A. A force of the same amount counteracting the force on the valve disk 60A thus acts on the piston 80.
  • the actuation of the main valve 60 of the gas guiding device is preferably achieved essentially by the electric magnet or proportional magnet 14 via the rod 13, the force of the proportional magnet 14 being dependent only on the coil current and not on the position of the armature.
  • Such an arrangement has the advantage that it can react quickly and set a valve lift or opening of the valve 60 very precisely.
  • other actuations of the main valve 60 such as mechanical, pneumatic, hydraulic and electromotive, with the pressure compensation described.
  • valves or main valves which open in the same or almost the same way and simultaneously or almost simultaneously in the direction of the gas flow and in the opposite direction to it.
  • FIG. 1 Another embodiment of the invention based on such pressure compensation is shown in FIG.
  • a throttle valve 61 A can be used as the metering or control member 61, which is connected to the rod 1 3 via a lever 15. It is advantageous here that the desired pressure compensation is possible with the simplest mechanical design. The disadvantage, however, is that the 61 A formed with the throttle valve
  • Valve or main valve 61 is not hermetically gas-tight in the closed state.
  • Figure 4 shows a further embodiment of the invention.
  • a further possibility of pressure compensation is used, in which a valve plate 62A of a main valve 62 is guided on a circular arc in the gas flow direction and a further valve plate 62A is guided linearly, but opposite to the gas flow direction.
  • One of the valve plates 62A is in this case on an L-shaped one
  • the other valve plate 62A is fixed to the upper end of the rod 13.
  • the arrangement of the lever 1 9 and the effective areas of the valve plate 62A for the gas pressure are chosen so that they are on the rod
  • Compensate 1 3 forces due to the pressure gradient between the pressure channel 5 and the mouth 1.
  • a circular path and a linear valve plate guide two linear valve plate guides or two circular path guides are also possible.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention similar to FIG. 3, in which a ball, cone or cylinder valve 63 is provided as the main valve in order to enable the desired pressure compensation.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the invention, which seeks to overcome the disadvantages of the embodiment with the piston 80 described with reference to FIG. 2.
  • completely mechanically friction-free operation of the piston 80 is not possible, and when the main valve 60 is closed there can still be a connection between the pressure channel 5 and the mouth 1, so that gas can still flow.
  • This can be prevented by replacing the piston 80 with a membrane 81 which has the same or a different effective area or cross-section as the piston 80. If the effective area F 81 of membrane 81 is different, for example larger, a translation or reduction must be created between membrane 81 and rod 1 3.
  • FIG. 1 shows a further embodiment of the invention, which seeks to overcome the disadvantages of the embodiment with the piston 80 described with reference to FIG. 2.
  • a lever transmission is provided with a lever arm 21 which is pivotally mounted on one side on a projection of the wall 8 and which engages with the rod 13 on both sides (alternative A) or on one side (alternative B) can be brought.
  • the compensation force which arises due to the pressure drop across the diaphragm 81, is transmitted to the rod 1 3 with a compensation arm, which is connected to the diaphragm 81 on the one hand and pivotably to the lever arm 21 on the other hand.
  • the lever arm 21 can only take the rod 13 in the opening direction of the main valve 60, ie there is a one-sided decoupling of the diaphragm 81 from the main valve 60.
  • the larger force F 81 xp 5 or F 81 xp 3 is thus translated down to the old compensation force of the piston F 80 xp 5 or F 80 xp 3 .
  • a corresponding embodiment with a lever ratio is also recommended in embodiments with pistons if their effective areas differ from those of the main valve.
  • Lever kinematics are particularly useful for diaphragms, which can generally only make smaller strokes.
  • FIG. 7 and 8 show further embodiments of the invention.
  • an embodiment which does not require the line 1 2 of the embodiment described with reference to FIG. 2.
  • the wall 60B supporting the valve seat there is one
  • Membrane 82 is provided which separates the pressure channel 5 from the mouth 1.
  • a valve seat of a valve plate 64A of a main valve 64 is hereby formed in the membrane 82.
  • a pivot point 23 for a lever transmission 24 is rigidly connected to the stationary pipelines via a star 25.
  • the rotatably mounted levers 27 are actuated via rods 28 which, for reasons of gas resistance in the mouth 1, are expediently in the flow direction from the fresh gas duct 2 to the outlet duct 4 in front of and behind the rod 13.
  • the lever mechanism 27 is here because of the risk of contamination and corrosion and for temperature reasons when used as exhaust gas recirculation Direction removed from the area that is flushed with exhaust gas.
  • the translated compensation force is in turn transmitted via the rod 1 3 to the valve plate of the main valve 64 and leads to a compensation of the force component to be compensated.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the invention.
  • a bellows 84 is provided in the pressure channel 5, which is attached on one side to a valve plate 65A of a main valve 65 and on its other side, which is opposite in the longitudinal direction, to the upper wall 9 of the pressure channel 5.
  • the valve plate 65A has a passage opening 30, which the confluence
  • the bellows 84 should be designed so that this force takes over the pressure compensation function.
  • Such an embodiment can be advantageous if membranes with a sufficient membrane stroke (bellows) are available. For example, low friction and no hysteresis can be achieved in this way; in addition, the bellows 84 can advantageously simultaneously act as a closing spring of the main valve 65.
  • FIG. 11 An embodiment based on this is also possible with a piston 85 instead of a bellows, as shown in FIG.
  • a hollow valve body 66A of a main valve 66 connects the opening 1 to the compensation space 10, which receives the piston 85, in a gas-permeable manner, as a result of which the force associated with the pressure drop p 5 -p 3 or p 3 -p 2 can be compensated for is.
  • the piston-specific disadvantages of friction and incomplete tightness occur again.
  • An embodiment according to FIG. 11 can therefore be advantageous, in which the hermetic seal between the pressure channel 5 and the mouth 1 is not provided by a sealing ring 31 on the piston 85 as in FIG. 10, but by an inner valve 32 inside the main valve 67 will be produced.
  • the inner valve 32 is opened with a forward stroke of the rod 1 3, which is caused by the actuating device, in particular by an electric magnet or proportional magnet 14. As long as the inner valve 32 is closed, the pressure drop p 5 -p 3 or p 3 -p 2 keeps the inner valve 32 and thus the main valve 67 closed. If the inner valve 32 is opened by the preliminary stroke, there is a restriction between the outer valve
  • the pressure compensation can be influenced by choosing the diameter ratio of the effective area of the piston 86 to that of the
  • Figure 1 2 shows a further embodiment of the gas routing device with pressure compensation similar to the embodiment shown in Figure 1 1, with the
  • Figure 1 3 shows a particularly preferred embodiment of the gas recirculation device with pressure compensation with an inner valve 34 which is opened during the forward stroke of the rod 1 3.
  • the inner valve 34 has a conical or preferably hemispherical valve disk.
  • a pin 35 fastened to the upper area of the rod 13 has the task of lifting a main valve 69 after the preliminary stroke to open the inner valve 34.
  • the actuating device 14 can optionally also be provided specifically for the actuation of the internal valve before ⁇ viewed inner valve actuator, the loading unabphaseniges the main valve and the inner valve (not shown).
  • the surfaces of the piston 89 and a guide sleeve 37 should be matched to one another (e.g. steel / bearing metal, etc.).
  • a protective sleeve or sleeve 36 can optionally be provided, which protects the sliding fit of the piston 89 in the guide sleeve 37 against contamination.
  • a cover 38 is designed or provided with a separate filler piece in order to make a space above the main valve 69, which represents an inner valve compensation space 10 ', as small as possible, so that the respectively desired pressure (p 5 or p 3 in the closed and p 3 or p 2 in the open state) is formed as quickly as possible and as little gas as possible can enter this inner valve compensation space 10 '.
  • the gas pressure in the interior valve compensation space is denoted by p 10 '.
  • a sealing ring 50 which partially seals an opening gap between the piston 89 and the guide sleeve 37, can be used.
  • the latter has been chamfered at its lower end on the inside diameter thereof.
  • the upper guidance of the rod 1 3 is possible not only through the wall star 40 (FIGS. 2, 3, etc.) or similar devices, but also through the pin 35, a membrane or a bellows.
  • valves 60, 64, 65, 66, 67, 68, 69 open, which would lead to loss of charge air.
  • One way of counteracting this is to reverse the polarity of the magnet when using a permanent magnet as an armature, or a corresponding measure, if direction an electromotive, pneumatic, hydraulic or mechanical actuation of the inner valves is provided.
  • FIGS. 1 1 to 1 3 Another possibility for the embodiments shown in FIGS. 1 1 to 1 3 is to simply open the inner valve 32 or 34 at such operating points via the magnet or the corresponding actuating device.
  • the pressure p 3 which is higher than p 5, would then be below the main valve 67 to 69 in the mouth 1 and above the piston 86 or 89, so that the main valve 67 to 69 could be closed by a spring, for example.
  • the slight charge air loss via a throttle point between the guide sleeve 1 1 or 37 and piston 86 or 89 is manageable.
  • FIGS. 1 4 and 1 5 show embodiments of the invention which are particularly suitable for the air guiding device b according to the invention in FIG. 1 and are therefore of essential structural features from those in FIGS.
  • valves 34 and 69 can be made of an elastomer. This can preferably consist of a single component 90 for both valves.
  • the outer spring 6 can also be dispensed with.
  • valve according to FIG. 1 5 is therefore preferably used at point b in FIG. 1.
  • the generally higher pressure P 3 lies on the piston 89 and thus also on the valves 34 and 69 via a throttle point 98 and therefore ensures their hermetic tightness.
  • the magnet 14 in the preferred embodiment of FIG. 1 5 only needs the spring 99, the adhesive action of the elastomer, the gas force resulting from the pressure difference (P 3 -P 2 ) x effective area of the inner valve 34 and the Overcome mass effects. So here it is recommended to keep the magnet small, make the cross section of valve 34 small.
  • valve 34 After opening valve 34, because the cross section of valve 34 is large in each case compared to the cross section of throttle point 98, a pressure equalization takes place between the space above the piston 89 and the line 1, so that the pressure P 2 prevails in both spaces.
  • the main valve 69 can now be opened by the magnet 14 against the spring 99, the adhesive effect in the valve seat of valve 69 and the larger mass effects of the main valve. Forces resulting from pressure differences can no longer be overcome. If the closing command comes, that is to say in the event that P 3 is to be increased compared to P 2 by the loader, the current in the magnet 14 is switched off or even reversed. In the case of current cut-off, spring 99 now has to first close valve 34 and thus also valve 69. This takes place against the residual magnetism and against the mass action of both valves.
  • the magnet 14 of the spring 99 could help with the polarity reversal. With appropriate magnetic properties of the armature of magnet 14, such an effect could be intensified.
  • valve cross-section 69 begins to open slowly at first, which should then transition to a rapid overall opening. This can be achieved by current control of the magnet 14. But it can also be done by appropriate
  • Design of the diameter ratios of the valve 34 to the valve 69 can be achieved or supported. In both cases, a larger or particularly large valve cross section of the valve 34 is recommended, a goal that one to use the smallest possible magnet 14.
  • the acoustic goals can also be achieved in particular by suitably designing the valve cross section of the valve 69 in the stroke area of the opening phase, eg. B. by suitable aerodynamic shaping or by providing the valve with a suitable throttle collar 97.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, mit einem Druckkanal (5), einem frischgaszuführenden Frischgaskanal (2), einem Ausgangskanal (4) und einer in den Frischgaskanal (2) und den Ausgangskanal (4) mündenden Einmündung (1), wobei zumindest der Druckkanal (5) und die Einmündung (1) über ein Steuerorgan (60-69) zum Zumessen von Gas miteinander in Verbindung stehen und eine Komposationseinrichtung (61; 61A; 62; 62A; 63; 80; 81; 82; 84; 85; 86; 89) vorgesehen ist, um Kräfte zu kompensieren, die aufgrung einer Druckdifferenz (p5-p3; p3-p2) zwischen druckgasseitigen (p5; p3) und frischgasseitigen (p3; p2) Gasdrücken auf das Steuerorgan (60-69) wirken.

Description

Gasführungseinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Gasführungseinrichtung mit Druckkompensation, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, sowie eine Verwendung einer derartigen Gasführungseinrichtung als ein Abgasrückführventil und als eine Luftführung für einen Verbrennungsmotor mit einer Luftladeeinrichtung.
Otto- und Dieselmotoren, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen, werden üblicherweise mit Gasführungseinrichtungen, insbesondere Abgasrückführungsventilen (AGR-Ventilen) versehen. Durch sie wird dem angesaugten Frischgas teilweise Abgas zugemischt, um die NOx-Emission zu senken sowie um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern und Geräuschentstehung zu verringern.
Darüberhinaus gibt es Luftführungseinrichtungen, insbesondere im Zusammenhang mit Luftladeeinrichtungen von Verbrennungsmotoren.
Solche Gasführungseinrichtungen umfassen Zumeßorgane bzw. Steuerorgane, mit denen die Menge des geführten bzw. rückgeführten Gases betriebspunktabhängig eingestellt werden kann. Zg geringe Gasrückführung würde die angestrebten Wirkungen verfehlen, zu große bei der Abgasrückführung von Ottomotoren zu Betriebsstörungen oder einem unerwünschten Anstieg von HC- oder sogar CO-Emissionen führen, bei Dieselmotoren zu einem unerwünschten An- stieg der Partikelemissionen und zu große Luftrückführung würde den angestrebten Ladezustand unerreichbar machen.
Solche Steuerorgane sind in der Regel vollständig schließbare Ventile, die von einer Unterdruckmembran oder einem Stellmotor oder einem gegen eine Feder arbeitenden Proportionalmagneten eingestellt werden, die ihrerseits über ein
Taktventil oder ein Relais vom Steuergerät des Motors betätigt werden. Die dazu im Steuergerät verwendeten Informationen sind in der Regel die über Last und Drehzahl des Motors und über die angesaugte Luftmenge. Zur Verbesserung der Arbeitsweise wird auch die Rückmeldung des Öffnungsweges über ein Wegmeßsystem angewandt.
Auf die Gasführungseinrichtungen wirkt das Druckgefälle ein, das in der Regel zwischen den durch sie verbundenen Rohrsystemen des Motors besteht. Es stellt für die Betätigung des Zumeßorgans der Gasführungseinrichtung insofern ein Problem dar, als es in der Regel versucht, das Zumeßorgan in der Richtung zu bewegen, in der auch das geführte bzw. rückgeführte Gas strömt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Gasführungseinrichtung bereitzustellen, bei der die Betätigung des Ventils möglichst unabhängig von obigen auf die Gasführungseinrichtung einwirkenden Druckschwankungen ist.
Die Aufgabe wird durch eine Gasführungseinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Gemäß der Erfindung umfaßt eine Gasführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, einen Druckkanal, einen frisch- gaszuführenden Frischgaskanal, einen Ausgangskanal und eine in den Frisch- gaskanal und den Ausgangskanal mündende Einmündung, wobei zumindest der
Druckkanal und die Einmündung über ein Steuerorgan zum Zumessen von Gas, insbesondere Luft oder Abgas, miteinander in Verbindung stehen und eine Kompensationseinrichtung vorgesehen ist, um Kräfte zu kompensieren, die aufgrund einer Druckdifferenz zwischen druckgasseitigen und frischgasseitigen Gasdrücken auf das Steuerorgan wirken. Durch die erfindungsgemäße Bereitstellung der Kompensationseinrichtung wird somit die oben genannte Wirkung des Druckgefälles minimiert und bevorzugt vollständig kompensiert. Folglich gestattet es die Erfindung insbesondere, eine Betätigungseinrichtung des Steuerorgans entsprechend kleiner dimensionieren zu können mit der Folge von Raum- und Gewichtsersparnis, geringerem Stromverbrauch und geringerer Eigenerwärmung. Das Druckgefälle des Gasdrucks über das Steuerorgans kann aufgrund dieser Kompensationseinrichtung nicht zu einer Kraftkomponente führen, die in Richtung eines unerwünschten Öffnens oder Schließens des Steuerorgans wirkt, wodurch die angestrebte Steuerung der durchgesetzten Gasmenge erheblich verbessert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Seite der Kompensationseinrichtung mit dem druckgasseitigen Gasdruck und die andere
Seite mit dem frischgasseitigen Gasdruck beaufschlagt. Die sich ergebende Druckdifferenz über die Kompensationseinrichtung resultiert in einer Kraftkomponente, die der zu kompensierenden Kraftkomponente entgegengerichtet ist, den gleichen Betrag aufweist und somit den Ausgleich der beiden Kraftkomponenten bewirkt.
Die Kompensationseinrichtung kann vorteilhafterweise als eine Drosselklappe, ein Doppel-, Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil in dem Steuerorgan bereitgestellt sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Steuerorgan eine Ventilstange und einen daran festgelegten Ventilteller mit einer gasdruckwirksamen Fläche, so daß eine Ventiltellerkraft auf den Ventilteller wirkt, die gleich dem Produkt aus der gasdruckwirksamen Fläche und der Druckdifferenz ist. Die Kompensationseinrichtung umfaßt zumindest einen Kolben, eine Membe- ran und/oder einen Balg, welcher an der Ventilstange festgelegt ist und auf dessen gasdruckwirksamer Fläche die Druckdifferenz wirkt, so daß eine Kompensationskraft an der Ventilstange angreift, welche die Ventiltellerkraft kompensiert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerorgan durch eine mechanische, pneumatische, hydraulische, magnetische oder elektrische Stelleinrichtung bzw. -motor, insbesondere einen elektrischen Hubmagneten, betätigbar. Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Magneten bzw. Proportionalmagneten erwiesen, da mit einem solchen die Öffnung bzw. Stellung des Steuerorgans sehr schnell und genau eingestellt werden kann. Da die Stellkraft bei einem Proportionalmagneten näherungsweise nur von der hindurchfließenden Stromstärke, nicht jedoch vom Öffnungsweg bestimmt ist, ist zudem vorteilhafterweise eine schnelle Reaktion auf Steuersignale möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Kompensationseinrichtung ein Innenventil, welches in dem Steuerorgan bereitgestellt ist.
Vorteilhafterweise ist ein Gasdruck in einem Innenventilkompensationsraum über das Innenventil in Verbindung mit einem Öffnungsspalt zwischen einem Kolben der Kompensationseinrichtung und einer Führungshülse des Kolbens steuerbar und das Innenventil von einer Stelleinrichtung und/oder einer Innenventilstellein- richtung betätigbar. Die Wahl des Duchmessers des Kolbens relativ zu dem des
Steuerorgans, beispielsweise des Hauptventils, beeinflußt auch die Abstimmung des inneren Ventils zu dem Öffnungsspalt zwischen dem Kolben und der Führungshülse.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wirkt die Kompensationseinrichtung über eine kinematische Übersetzung, insbesondere eine Hebelübersetzung, auf das Steuerorgan, um einen Unterschied zwischen für den Gasdruck wirksamen Flächen einerseits des Steuerorgans und andererseits der Kompensationseinrichtung zu kompensieren. Diese Übersetzung übersetzt die von der Kompensationseinrichtung erzeugte Kraftkomponente auf eine Größe, die für die
Kompensation der zu kompensierenden Kraft auf das Steuerorgan geeignet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die für die Gasdrücke wirksamen Flächen bzw. Flächeninhalte von Kompensationseinrichtung und Steuerorgan sich unterscheiden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Steuerorgan durch eine Federwirkung einer Membran oder eines Balgs in Schließrichtung vorgespannt, wobei insbesondere zusätzlich eine Feder zur Unterstützung der Vorspannung vorgesehen sein kann, um eine zusätzliche Kraftkomponente in Schließrichtung des Steuerorgans zu bewirken.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kompensationseinrichtung und das Steuerorgan kraftwirksam miteinander verbunden und über die Stelleinrichtung steuerbar. Auf diese Weise können die von der Kompensationseinrichtung und von der Stelleinrichtung erzeugten Kräfte gemeinsam auf das Steuerorgan einwirken und sich geeignet addieren bzw. kompensieren, um die gewünschte Netto-Kraft bzw. Kraftkomponente auf das Steuerorgan auszu- üben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerorgan eine Einrichtung auf, die jederzeit eine Information über den jeweiligen Öffnungsquerschnittt des Steuerorgans zur Verfügung stellt, z.B. ein Potentiometer. Damit kann die durch die Betätigungseinrichtung eingestellte Öffnung des Steuerorgans mit einer Soll-
Öffnung verglichen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese die Verwendung einer erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtung als Luftführungseinrichtung in einem Verbrennungsmotor mit einer Luftladeeinrichtung, wobei in diesem Fall der
Druckkanal ein Frischluftdruckkanal ist, der in einen Verdichterausgangskanal eines Verdichters der Ladelufteinrichtung mündet, der Ausgangskanal ein Verdichtereingangskanal des Verdichters und der Frischgaskanal ein Frischluftkanal ist und das Steuerorgan zum Zumessen von Luft ausgelegt ist. Vorteilhafter- weise gestattet eine derartige Verwendung der Gasführungseinrichtung als
Luftführungseinrichtung auch eine Luftströmung von dem Frischluftkanal in den Frischluftdruckkanal durch das Steuerorgan, wenn in dem Frischluftdruckkanal ein geringerer Gasdruck als in dem Frischluftkanal herrscht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese eine Verwendung der erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtung als Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, wobei in diesem Fall der Druckkanal ein Abgaskanal ist und das Steuerorgan zum Zumessen von Abgas von dem Abgaszuführkanal in die Einmündung ausgelegt ist und so Abgas in einen Gasstrom in dem Aus- ganskanal, der in die Gaszuführung des Verbrennungsmotors mündet, rückführt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielshaft näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung von Teilen eines Frischgas- und des
Abgassystems eines Verbrennungsmotors mit einer bevorzugten
Anordnung von erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtungen, wobei das Bezugszeichen a eine Abgasrückführungseinrichtung und b eine Luftführeinrichtung bezeichnet;
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtung mit einer Druckkompensationsleitung;
Figur 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Drosselklappe als Steuerorgan; Figur 4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit zwei entgegengerichteten Ventilen;
Figur 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil; Figur 6 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Membran und einer Hebelübersetzung;
Figur 7 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Membran und einer Hebelüberset- zung;
Figur 8 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Membran und einer Hebelübersetzung;
Figur 9 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung mit einem Balg;
Figur 10 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zwecks Druckkompensation über einen hohlen Ventilkörper beaufschlagten Kolben;
Figur 1 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausfüh- rungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen inneren Ventil;
Figur 1 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen inneren Ventil;
Figur 1 3 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen inneren Ventil; Figur 14 eine schematische Querschnittsdarstellung einer für die Luftführung bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und Figur 1 5 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren für die Luftführung bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Im folgenden werden aus Gründen der einfacherem Darstellung alle gleichen oder wesensgleichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Zusatz a zu einem Bezugszeichen zeigt eine bevorzugte Verwendung der Gasführungseinrichtung als Abgasrück- führeinrichtung an, der Zusatz b eine bevorzugte Verwendung als Luftführungseinrichtung in einem Verbrennungsmotor mit Luftladeeinrichtung.
Figur 1 zeigt schematisch Teile eines Frischgas- und Abgassystems eines Ver- brennungsmotors und eine bevorzugte Einbauanordnung für eine abgasrückfüh- rende Gasführungseinrichtung (Abgasrückführeinrichtung) a und eine frischgasführende Gasführungseinrichtung (Luftführeinrichtung) b. Die derart angeordneten erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtungen sind in Figur 1 gestrichelt angedeutet.
Im Fall der abgasrückführenden Gasführungseinrichtung a ist die Gasführungseinrichtung zwischen einem frischluftführenden Frischluftkanal 2a und einem abgasführenden Abgaskanal 5a angeordnet und weist eine Einmündung 1 a auf, die in einen Ausgangskanal 4a mündet. Der Ausgangskanal 4a führt einen Gasstrom, der Frischgas und von der Abgasrückführungseinrichtung zugemessenes Abgas enthält, einer Motoreinheit 100 zu. Beim Betrieb des Verbrennungsmotors herrscht in der Einmündung 1 a ein Gasdruck p3 und in dem Abgaskanal 5a ein Gasdruck p5.
Das restliche, nicht rückgeführte Abgas kann durch eine Abgasturbine 104 aus dem Verbrennungsmotor entweichen. Die Abgasturbine 1 04 ist über eine Turboladerwelle 106 mit einem Verdichter 1 02 verbunden, welcher Frischluft von einem Frischluftkanal 2b über einen Verdichtereingangskanal 4b in einen Ver- dichterausgangskanal 108 pumpt. Der Frischluftkanal 2b und der Verdichtereingangskanal 4b sind mit einer Einmündung 1 b der Luftführungseinrichtung b verbunden. Ein Steuerorgan der Luftführungseinrichtung b trennt die Einmündung 1 b gegenüber einem Frischluftdruckkanal 5b. Im Betrieb herrscht im Frischluftdruckkanal 5b ein Gasdruck p3 und im Bereich der Einmündung 1 b ein Gasdruck p2.
Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasführungseinrichtung.
Wird diese Gasführungseinrichtung als Abgasrückführungseinrichtung verwendet, dann wird Abgas mittels eines Druckkanals 5 (Abgaskanal 5a in FigJ ), dessen eine Seite in den Hauptabgasstrom des Motors mündet, der Abgasrückführungseinrichtung zugeführt. Über den Frischgaskanal 2 (Frischluftkanal 2a in Fig. 1 ) wird Frischluft zugeführt, welche durch Zumessen von Abgas von dem
Druckkanal 5 mit einem später zu beschreibenden Hauptventil 60 mit Abgas versetzt wird. In einem Ausgangskanal 4, welcher mit der Gaszuführung der Motoreinheit verbunden ist, wird demgemäß in geeigneter Weise mit Abgas versetztes Frischgas geführt.
Wird diese Gaszuführung als Luftführungseinrichtung verwendet, so wird Frischluft über den Frischgaskanal 2 (Frischluftkanal 2b in Fig. 1 ) zugeführt. Der Ausgangskanal 4 entspricht in diesem Fall dem in Figur 1 dargestellten Verdichtereingangskanal 4b und der Druckkanal 5 dem Frischluftdruckkanal 5b von Figur 1 .
Der Druckkanal 5 ist über ein Ventil bzw. Hauptventil 60, das aus einem Ventilteller 60A und einem Ventilsitz bzw. -wand 60B besteht, mit einer Einmündung 1 verbunden. Die Einmündung 1 ist mit dem Frischgaskanal 2 und dem Aus- gangskanal 4, der die mit dem rückgeführten Gas versetzten Frischgase weiterführt, verbunden.
In einer oberen Wand 9 des Druckkanals 5 ist ein Kompensationsraum bzw. Kolbenraum 1 0 zur Aufnahme eines Kompensationskolbens bzw. Ausgleichskolbens bzw. Kolbens 80 vorgesehen. Der Kolben 80 liegt an seinem Umfang an einer Wand bzw. Seitenwand 1 1 an und ist über eine Feder bzw. Spiralfeder 6 mit einem oberen Teil der Wand 1 1 verbunden. Der Kolbenraum 10 ist über eine Leitung bzw. Ausgleichsleitung 1 2 derart mit der Einmündung 1 verbunden, daß sich die Gasdrücke in dem Kolbenraum 10 und der Einmündung 1 schnell ausgleichen können.
Kolben 80 und Ventilteller 60A sind miteinander über eine Stange 1 3 verbunden. An einer dem Kolben 80 gegenüberliegenden Seite der Stange 1 3 ist eine Stelleinrichtung in Form eines elektrischen Magneten bzw. Proportionalmagneten 14 angeordnet, über den das Hauptventil 60 gesteuert bzw. geregelt werden kann.
Der Gasdruck in der Einmündung 1 ist unter Betriebsbedingungen p3 bzw. p2. In dem Druckkanal 5 liegt der Gasdruck p5 bzw. p3 vor. In allen für eine Abgasrückführung relevanten Betriebspunkten eines Saugmotors gilt p5 > p3. Ein positives, d.h. umgekehrtes Spülgefälle p5 < p3 kann unter Umständen bei mechanischer oder durch einen Turbolader bewirkten Aufladung des Motors auftreten.
Im Falle der Verwendung als Abgasrückführungseinrichtung wird bei einer
Öffnung des Hauptventils 60 somit Abgas in der Regel in der gewünschten Richtung, d.h. von dem Druckkanal 5 (Abgaskanal 5a) in Richtung der Einmündung 1 , strömen. Die durchgesetzte Abgasmenge hängt hierbei im wesentlichen vom Öffnungsquerschnitt des Hauptventils 60 und vom Gasdruckgefälle über das Hauptventil 60, d.h. von der Druckdifferenz p5 - p3 ab.
Bei der Verwendung als Luftführungseinrichtung wird das Hauptventil 60 nur geöffnet, um einen Druckausgleich zwischen p2 und p3 herbeizuführen. Dies kann in Sonderfällen auch bei p2 > p3 erwünscht sein.
Die in der Stange 13 wirkende Kraft ist stark vom Druckgefälle p5 - p3 bzw. p3 - p2 über das Hauptventil 60 abhängig. Ohne Kolben 80 und ohne die Leitung 1 2 würde in der Stange 1 3 die Kraft wirken, die sich aus dem Druckgefälle und einer Querschnittsfläche bzw. einem Querschnitts F3 des Ventiltellers 60A ergibt:
(p5 - p3) x F3 bzw. (p3 - p2) x F3
Eine Kompensation dieser Kraft erfolgt durch den Kolben 80, der die gleiche wirksame Fläche bzw. Angriffsfläche F3 für den Gasdruck wie der Ventilteller 60A aufweist. An dem Kolben 80 greift somit eine der Kraft auf den Ventilteller 60A entgegengerichtete Kraft gleichen Betrags an.
Bevorzugt wird die Betätigung des Hauptventils 60 der Gasführungseinrichtung im wesentlichen durch den elektrischen Magneten bzw. Proportionalmagneten 14 über die Stange 1 3 erzielt, wobei bei dem Proportionalmagneten 14 die Kraft nur vom Spulenstrom und nicht von der Lage des Ankers abhängig ist. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß sie schnell reagieren und einen Ventilhub bzw. Öffnung des Ventils 60 sehr genau einstellen kann. Es ist aber ebenfalls möglich, andere Betätigungen des Hauptventils 60, wie beispielsweise mechanische, pneumatische, hydraulische und elektromotorische mit der beschriebenen Druckkompensation zu kombinieren.
Weitere Möglichkeiten der Kompensation der in der Stange 1 3 wirkenden Kraft bestehen darin, Ventile bzw. Hauptventile zu verwenden, die in gleicher oder nahezu gleicher Weise und gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig in Richtung des Gasstromes und in Gegenrichtung zu ihm öffnen.
Eine auf einer solchen Druckkompensation beruhende weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. In einfachster Weise kann hierbei als Zumeß- bzw. Steuerorgan 61 eine Drosselklappe 61 A Verwendung finden, die über einen Hebel 1 5 mit der Stange 1 3 verbunden ist. Vorteilhaft ist hierbei, daß die angestrebte Druckkompensation bei einfachster mechanischer Ausführung möglich ist. Nachteilig ist jedoch, daß das mit der Drosselklappe 61 A gebildete
Ventil bzw. Hauptventil 61 im geschlossenen Zustand nicht hermetisch gasdicht ist. Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei wird eine weitere Möglichkeit der Druckkompensation eingesetzt, bei der ein Ventilteller 62A eines Hauptventiles 62 auf einem Kreisbogen in der Gasströmungsrichtung und ein weiterer Ventilteller 62A linear, aber entgegengesetzt zur Gasströmungs- richtung geführt wird. Einer der Ventilteller 62A ist hierbei an einen L-förmigen
Hebel 1 9, der schwenkbar mit der Stange 1 3 verbunden ist, festgelegt, wobei der Hebel 1 9 in seiner Mitte an einem ortsfesten Wandvorsprung 1 7 schwenkbar gelagert ist. Der andere Ventilteller 62A ist am oberen Ende der Stange 13 festgelegt. Die Anordnung des Hebels 1 9 sowie die für den Gasdruck wirksamen Flächen der Ventilteller 62A sind hierbei so gewählt, daß sich die auf die Stange
1 3 wirkenden Kräfte aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Druckkanal 5 und der Einmündung 1 kompensieren. Statt eine Kreisbahn und eine lineare Ventiltellerführung zu verwenden, sind auch zwei lineare Ventiltellerführungen oder zwei Kreisbahnführungen möglich.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu Figur 3, bei der als Hauptventil ein Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil 63 vorgesehen ist, um die gewünschte Druckkompensation zu ermöglichen.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die die Nachteile, der anhand von Figur 2 beschriebenen Ausführungsform mit dem Kolben 80, zu überwinden sucht. Bei der anhand von Figur 2 beschriebenen Ausführungsform ist kein vollständig mechanisch reibungsfreier Betrieb des Kolbens 80 möglich und bei geschlossenem Hauptventil 60 kann noch eine Verbindung zwischen dem Druckkanal 5 und der Einmündung 1 bestehen, so daß noch Gas fließen kann. Dies kann verhindert werden, indem der Kolben 80 durch eine Membran 81 ersetzt wird, die eine gleiche oder eine andere wirksame Fläche bzw. Querschnitt wie Kolben 80 hat. Wenn die wirksame Fläche F81 von Membran 81 anders, zum Beispiel größer ist, muß zwischen der Membran 81 und der Stange 1 3 eine Übersetzung bzw. Untersetzung geschaffen werden. In der Ausführungsform der Figur 6 ist eine Hebelübersetzung mit einem an einem Vorsprung der Wand 8 einseitig schwenkbar gelagerten Hebelarm 21 vorgesehen, der mit der Stange 1 3 beidseitig (Alternative A) oder einseitig (Alternative B) in Eingriff gebracht werden kann. Die Kompensationskraft, die aufgrund des Druckgefälles über die Membran 81 entsteht, wird mit einem Kompensationsarm, der mit der Membran 81 einerseits und schwenkbar mit dem Hebelarm 21 andererseits verbunden ist, gemäß der vorbestimmten Übersetzung auf die Stange 1 3 übertragen. Bei dem einseitigen Eingriff gemäß Alternative B kann der Hebelarm 21 die Stange 1 3 nur in Öffnungsrichtung des Hauptventils 60 mitnehmen, d.h. es liegt eine einseitige Entkopplung der Membran 81 zum Hauptventil 60 vor. Die größere Kraft F81 x p5 bzw. F81 x p3 wird so auf die alte Kompensationskraft des Kolbens F80 x p5 bzw. F80 x p3 herunterübersetzt.
Eine entsprechende Ausführungsform mit einer Hebelübersetzung ist auch bei Ausführungsformen mit Kolben empfehlenswert, wenn deren wirksame Flächen von denen des Hauptventils abweichen. Eine Hebelkinematik ist insbesondere bei Membranen zweckmäßig, die in der Regel nur kleinere Hübe machen können.
Figuren 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Hierbei wird, um Bauraumvorteile und Kosteneinsparungen zu erzielen bzw. um mögliche Schadensursachen zu eliminieren, eine Ausführungsform vorgeschlagen, die ohne die Leitung 1 2 der anhand der Figur 2 beschriebenen Ausführungsform auskommt. An der Stelle der den Ventilsitz tragenden Wand 60B, ist hierbei eine
Membran 82 vorgesehen, die den Druckkanal 5 von der Einmündung 1 trennt. Ein Ventilsitz eines Ventiltellers 64A eines Hauptventils 64 ist hierbei in der Membran 82 ausgebildet.
Bei der Ausführungsform von Figur 7 ist ein Drehpunkt 23 für eine Hebelübersetzung 24 über einen Stern 25 starr mit den ortsfesten Rohrleitungen verbunden.
Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform werden die drehbar gelagerten Hebel 27 über Stangen 28 betätigt, die aus Gründen des Gaswiderstandes in der Einmündung 1 zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung von dem Frischgaskanal 2 zu dem Ausgangskanal 4 vor und hinter der Stange 1 3 liegen. Der Hebelmechanismus 27 ist hier wegen der Verschmutzungs- und Korrosionsgefahr sowie aus Temperaturgründen bei einer Verwendung als Abgasrückführungsein- richtung aus dem Bereich entfernt, der mit Abgas bespült wird. Die übersetzte Kompensationskraft wird wiederum über die Stange 1 3 auf den Ventilteller des Hauptventils 64 übertragen und führt zu einem Ausgleich der zu kompensierenden Kraftkomponente.
Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist in dem Druckkanal 5 ein Balg 84 vorgesehen, der an seiner einen Seite an einem Ventilteller 65A eines Hauptventils 65 und an seiner, in longitudinaler Richtung gegenüberliegenden anderen Seite an der oberen Wand 9 des Druckkanals 5 befestigt ist. Der Ventilteller 65A weist eine Durchlaßöffnung 30 auf, die die Einmündung
1 mit dem Innenraum des Balgs 84 gasdurchlässig verbindet, wodurch sich ein Druckausgleich zwischen der Einmündung 1 und dem Innenraum des Balgs 84 ausbilden kann. Vergrößert sich das Druckgefälle p5 -p3 bzw. p3-p2, so zieht sich der Balg 84 in seiner longitudinalen Richtung zusammen, wodurch eine Kraft in Öffnungsrichtung des Hauptventils 65 auf den Ventilteller 65A ausgeübt wird.
Der Balg 84 soll so ausgeführt werden, daß diese Kraft die Druckkompensationsfunktion übernimmt.
Eine solche Ausführungsform kann vorteilhaft sein, sofern Membranen mit ausreichendem Membranhub (Bälge) zur Verfügung stehen. Beispielsweise läßt sich auf diese Weise eine geringe Reibung sowie ein Wegfall der Hysterese erzielen; zudem kann der Balg 84 vorteilhafterweise gleichzeitig als Schließfeder des Hauptventils 65 wirken.
Eine auf dieser Basis beruhende Ausführungsform ist statt mit einem Balg auch mit einem Kolben 85 möglich, wie in Figur 1 0 dargestellt ist. Ein hohler Ventilkörper 66A eines Hauptventils 66 verbindet in gasdurchlässiger Weise die Einmündung 1 mit dem Kompensationsraum 1 0, der den Kolben 85 aufnimmt, wodurch die Kompensation der mit dem Druckgefälle p5 - p3 bzw. p3 -p2 verbun- denen Kraft möglich ist. Jedoch treten bei dieser Ausführungsform wiederum die kolbenspezifischen Nachteile der Reibung und der unvollständigen Dichtigkeit auf. Vorteilhaft kann daher eine Ausführungsform entsprechend der Figur 1 1 sein, bei der die hermetische Abdichtung zwischen dem Druckkanal 5 und der Einmündung 1 nicht durch einen Dichtungsring 31 am Kolben 85 wie in Fig. 1 0, sondern durch ein inneres Ventil 32 innerhalb des Hauptventils 67 hergestellt wird. Geöffnet wird das innere Ventil 32 mit einem Vorhub der Stange 1 3, die durch die Stelleinrichtung, insbesondere durch einen elektrischen Magneten bzw. Proportionalmagneten 14, veranlaßt wird. Solange das innere Ventil 32 geschlossen ist, hält das Druckgefälle p5 - p3 bzw. p3 -p2 das innere Ventil 32 und damit das Hauptventil 67 geschlossen. Wird das innere Ventil 32 durch den Vorhub geöffnet, ergibt sich wegen einer Drosselstelle zwischen dem äußerem
Umfang des Kolbens 86 und der Wand 1 1 , deren Querschnitt im Vergleich zu dem der Durchlaßöffnung 30 im Ventilkörper 67A klein sein muß, über dem Kolben 86 im Kompensationsraum 1 0 der Druck p3 bzw. p2, wodurch der Druckausgleich hergestellt ist. Beeinflußbar ist der Druckausgleich durch Wahl des Durchmesserverhältnisses von der wirksamen Fläche des Kolbens 86 zur der des
Ventiltellers 67A und durch die Verhältnisse der Öffnungsquerschnitte der Drosselstelle und des inneren Ventils 32.
Figur 1 2 zeigt eine weitere Ausführung der Gasführungseinrichtung mit Druck- kompensation ähnlich zu der in Figur 1 1 dargestellten Ausführungsform, mit dem
Unterschied, daß hier das Hauptventil 68 mit Ventilteller 68A gemeinsam mit einem inneren Ventil 32 nicht ausschließlich durch die Feder 6, sondern auch zwangsweise von der Stange 1 3 in Schließrichtung mitgenommen wird.
Figur 1 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Gasrückführungseinrichtung mit Druckkompensation mit einem inneren Ventil 34, das während des Vorhubs der Stange 1 3 geöffnet wird. Das innere Ventil 34 weist hierbei einen konischen oder vorzugsweise halbkugelförmigen Ventilteller auf. Ein am oberen Bereich der Stange 1 3 befestigter Stift 35 hat darin die Aufgabe, ein Hauptventil 69 nach dem Vorhub zur Öffnung des inneren Ventils 34 anzuheben.
Anstelle einer solchen Betätigung des inneren Ventils über die Stelleinrichtung 14 kann wahlweise auch eine eigens für die Betätigung des inneren Ventils vor¬ gesehene Innenventilstelleinrichtung bereitgestellt sein, die unabhäniges Be- tätigen von Hauptventil und innerem Ventil ermöglicht (nicht dargestellt).
Um einen sicheren Gleitsitz zu gewährleisten, sollten die Oberflächen des Kolbens 89 und einer Führungshülse 37 aufeinander abgestimmt werden (z.B. Stahl/Lagermetall usw.) .
Optional kann eine Schutzhülse bzw. Hülse 36 vorgesehen sein, die den Gleitsitz des Kolbens 89 in der Führungshülse 37 gegen Verschmutzung schützt. Ein Deckel 38 ist derart ausgebildet oder mit einem separaten Füllstück versehen, um einen Raum oberhalb des Hauptventils 69, der einen Innenventilkompensationsraum 10' darstellt, so klein wie möglich zu machen, damit der jeweils gewünschte Druck (p5 bzw. p3 im geschlossenen und p3 bzw. p2 im geöffneten Zustand) sich möglichst schnell ausbildet und so wenig Gas wie möglich in diesen Innenventilkompensationsraum 10' eintreten kann. Der Gasdruck in dem innenventilkompensationsraum wird durch p10' bezeichnet. Falls für die Abstimmung und/oder gegen die Verschmutzung vorteilhaft, so kann ein Dichtungsring 50, der eine partielle Gasabdichtung eines Öffnungsspalts zwischen dem Kolben 89 und der Führungshülse 37 bewirkt, Verwendung finden. Um die Einfädelung des Kolbens 89 in die Führungshülse 37 zu erleichtern, hat diese an ihrem unteren Ende eine Anschrägung an deren Innendurchmesser erhalten.
Die obere Führung der Stange 1 3 ist außer durch den Wandstern 40 (Fig. 2, 3 usw.) oder ähnliche Einrichtungen auch durch den Stift 35, eine Membran oder einen Balg möglich.
Je nach Abstimmung der Durchmesserverhältnisse der Kolben bzw. Membranen oder Bälge 80-89 zu den jeweiligen Hauptventilen 60-69 können bei der Ab¬ gasrückführung und Drücken p3 > p5, die beispielsweise bei einem positiven Spülgefälle durch einen Turbolader oder bei einer mechanischen Aufladung eines Motors auftreten können, sich die Ventile 60, 64, 65, 66, 67, 68, 69 öffnen, was zu Ladeluftverlusten führen würde. Eine Möglichkeit dem entgegenzuwirken, besteht in einer Umpolung des Magneten bei Verwendung eines Permanentmagneten als Anker oder eine entsprechende Maßnahme, falls als Stellein- richtung eine elektromotorische, pneumatische, hydraulische oder mechanische Betätigung der inneren Ventile vorgesehen ist.
Eine andere Möglichkeit besteht bei den in Fig. 1 1 bis 1 3 gezeigten Ausfüh- rungsformen darin, bei solchen Betriebspunkten einfach über den Magneten oder die entsprechende Stelleinrichtung das innere Ventil 32 bzw. 34 zu öffnen. Der gegenüber p5 höhere Druck p3 würde dann unterhalb des Hauptventils 67 bis 69 in der Einmündung 1 und oberhalb des Kolbens 86 bzw. 89 anliegen, so daß das Hauptventil 67 bis 69 durch beispielsweise eine Feder geschlossen werden könnte. Der geringfügige Ladeluftverlust über eine Drosselstelle zwischen Führungshülse 1 1 bzw. 37 und Kolben 86 bzw. 89 ist verkraftbar.
Die Figuren 1 4 und 1 5 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, die sich besonders für die erfindungsgemäße Luftführungseinrichtung b in Figur 1 eignen und sich deshalb in wesentlichen konstruktiven Merkmalen von den in Fig. 2 bis
1 3 gezeigten Ausführungsformen unterscheiden. Diejenigen konstruktiven Merkmale, welche den vorangegangenen Ausführungsformen entsprechen bzw. ähneln, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und auf eine erneute Beschreibung wird in diesem Fall verzichtet.
Da bei dieser Verwendung das Ventil von Gas mit einer Temperatur durchströmt wird, welche den Magneten 14 nicht gefährden kann, kann dieser auf der Zuströmseite des Ventils angeordnet sein, was gravierende Vorteile hinsichtlich Bauraum, Gewicht und Kosten des Ventils zur Folge hat. Zudem kann minde- stens jeweils eine Seite der Ventilsitze der Ventile 34 und 69 aus einem Elastomer hergestellt sein. Bevorzugt kann dies für beide Ventile aus einem einzigen Bauteil 90 bestehen.
Besonders vorteilhaft ist es, bei dieser Ausführungsform statt eines Druck- magneten einen Zugmagneten zu verwenden.
Da die Aufgabe dieser Ausführungsform des Ventils nicht die Zumessung eines Gases zu einem anderen ist, sondern es sich hier darum handelt, möglichst verzögerungsfrei einen großen Abströmquerschnitt zur Verfügung zu stellen bzw. diesen auch möglichst ebenso verzögerungsfrei wieder zu schließen, ist ein aufwendiger Proportionalmagnet nicht erforderlich. Der Magnet muß im geschlossenen Zustand des Ventils lediglich die Kraft zur Verfügung stellen, gegen die Massenwirkungen, gegen Gasdruck, gegen eine innere Feder 99 sowie gegen eine mögliche Haftwirkung des Elastomers zunächst das innere Ventil 34 zu öffnen und sodann gegen die nun größeren Massen, die innere Feder 99, die äußere Feder 6 sowie die mögliche Haftwirkung des Elastomers das Hauptventil 69. Nach Überwindung der Haftwirkung darf die Magnetkraft zurückgehen.
Weil diese Ausführungsform des Ventils im wesentlichen nur die Stellungen "ON" und "OFF" kennt, sind alle die konstruktiven Maßnahmen angezeigt, die sowohl für das innere wie für das äußere Ventil große Querschnitte ermöglichen. So kommt es zur Fig. 1 5, bei der das Ventil 34 in seinem Querschnitt nicht mehr durch die durchtretende Stange eingeschränkt ist. Ein weiterer Vorteil der Fig. 1 5 sind die kleineren Massen der bewegten Teile und die genauere Definition des maximalen Vorhubs zur Öffnung von Ventil 34, in dem nämlich dieser Vorhub nicht mehr durch eine Berührung zwischen z. B. Metall und Elastomer begrenzt ist.
Da die innere Feder 99 bei Fig. 1 5 sowohl das innere Ventil 34 als auch das äußere Ventil 69 zudrückt, kann, falls die Feder 99 geeignet dimensioniert ist, auch auf die äußere Feder 6 verzichtet werden.
Bevorzugt wird das Ventil nach Fig. 1 5 also an der Stelle b der Fig. 1 verwendet.
Im geschlossenen Zustand liegt der in der Regel höhere Druck P3 über eine Drosselstelle 98 auf dem Kolben 89 und damit auch auf den Ventilen 34 und 69 und sorgt daher für deren hermetische Dichtheit.
Erfolgt nun der Abblasbefehl, muß der Magnet 14 bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 1 5 nur die Feder 99, die Haftwirkung des Elastomers, die aus der Druckdifferenz (P3-P2) x Wirksame Fläche des inneren Ventils 34 resultierende Gaskraft und die Massenwirkungen überwinden. Hier empfiehlt sich also, um den Magneten klein zu halten, den Querschnitt von Ventil 34 klein zu machen.
Nach Öffnung von Ventil 34 erfolgt, weil der Querschnitt von Ventil 34 in jedem Fall groß ist gegenüber dem Querschnitt der Drosselstelle 98, ein Druckausgleich zwischen dem Raum oberhalb des Kolbens 89 und der Leitung 1 , so daß in beiden Räumen der Druck P2 herrscht. Damit kann nun das Hauptventil 69 vom Magneten 14 gegen die Feder 99, die Haftwirkung im Ventilsitz von Ventil 69 und die größeren Massenwirkungen des Hauptventils geöffnet werden. Aus Druckunterschieden resultierende Kräfte sind nicht mehr zu überwinden. Kommt der Schließbefehl, also für den Fall, daß P3 gegenüber P2 durch den Lader vergrößert werden soll, wird der Strom im Magneten 14 abgestellt oder gar umgekehrt gepolt. Im Fall der Stromabstellung hat Feder 99 nun zunächst das Ventil 34 zuzudrücken und damit dann auch das Ventil 69. Dies erfolgt gegen den Restmagnetismus und gegen die Massenwirkung beider Ventile.
Bei der Umpolung könnte der Magnet 14 der Feder 99 helfen. Mit entsprechenden magnetischen Eigenschaften des Ankers von Magnet 14 könnte eine solche Wirkung noch verstärkt werden.
Sobald insbesondere der Querschnitt von Ventil 69 kleiner wird und sich dadurch der Druck P3 auch über dem Kolben 89 aufzubauen beginnt, hilft die Druckdifferenz (P3-P2) x wirksamen Kolbenquerschnitt natürlich der Feder 99 bei der Schließarbeit und baut die dem Ventilquerschnitt entsprechende maximale Zuhaltekraft auf.
Aus primär akustischen Gründen kann es angezeigt sein, für einen zunächst langsamen Öffnungsbeginn des Ventilquerschnitts 69 zu sorgen, der dann in eine schnelle Gesamtöffnung übergehen sollte. Dies kann durch eine Strom- Steuerung des Magneten 14 erreicht werden. Es kann aber auch durch geeignete
Gestaltung der Durchmesserverhältnisse des Ventils 34 zu dem Ventil 69 erzielt oder unterstützt werden. In beiden Fällen empfiehlt sich ein größerer bzw. besonders großer Ventilquerschnitt des Ventil 34, ein Ziel, das demjenigen, einen möglichst kleinen Magneten 14 zu verwenden, entgegensteht.
Die akustischen Ziele können insbesondere auch durch geeignete Gestaltung des Ventilquerschnitts des Ventil 69 im Hubbereich der Öffnungsphase er- reicht werden, z. B. durch geeignete aerodynamische Formgebung oder indem das Ventil mit einem geeigneten Drosselkragen 97 versehen wird.
Bezugszeichenliste
1 . Einmündung
2. Frischgaskanal; 2a, 2b Frischluftkanal
3. Potentiometer
4. Ausgangskanal; 4a Ausgangskanal, 4b Verdichtereingangskanal 5. Druckkanal; 5a Abgaskanal, 5b Frischluftdruckkanal
6. Feder
6'. Feder
8. Wand
8' . Wand 9. Wand
10. Kompensationsraum
1 1 . obere Wand
1 2. Kompensationsleitung
13. Stange 14. Magnet oder Proportionalmagnet
1 5. Hebel
1 7. Wandvorsprung
1 9. Hebel
21 . Hebelarm 23. Drehpunkt
24. Hebelübersetzung
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Claims

Ansprüche
1 . Gasführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, mit einem Druckkanal (5), einem frischgaszuführenden Frischgaskanal (2), einem Ausgangskanal (4) und einer in den Frischgaskanal (2) und den Ausgangskanal (4) mündenden Einmündung (1 ), wobei zumindest der Druckkanal (5) und die Einmündung (1 ) über ein Steuerorgan (60-69) zum Zumessen von Gas miteinander in Verbindung stehen und eine Kompensationseinrichtung (61 ; 61 A; 62; 62A; 63; 80; 81 ; 82; 84; 85; 86; 89) vorgesehen ist, um Kräfte zu kompensieren, die aufgrund einer Druckdifferenz (p5 - p3; p3 - p2) zwischen druckgasseitigen (p5; p3) und frischgasseitigen (p3; p2) Gasdrücken auf das Steuerorgan
(60-69) wirken.
2. Gasführungseinrichtung nach Anspruch 1 , wobei eine Seite der Kompensationseinrichtung (80-89) mit dem druckgasseitigen Gasdruck (p5; p3) und die andere Seite mit dem frischgasseitigen Gasdruck (p3; p2) beaufschlagt wird.
3. Gasführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompensationseinrichtung (61 ; 61 A; 62; 62A; 63) als eine Drosselklappe, ein Dop- pel-, Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil in dem Steuerorgan (60-69) bereitgestellt ist.
4. Gasführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuerorgan (60-69) eine Ventilstange (13) und einen daran festgelegten Ventilteller (60A; 62A-69A) mit einer gasdruckwirksamen Fläche (F3) umfaßt, so daß eine Ventiltellerkraft auf den Ventilteller wirkt, die gleich dem Produkt aus der gasdruckwirksamen Fläche (F3) und der Druckdifferenz (p5 - P3'" P3 ' P2) 'st' und die Kompensationseinrichtung zumindest einen Kolben (80; 85; 86; 89), eine Membran (81 ) und/oder einen Balg (84) umfaßt, welcher an der Ventilstange festgelegt ist und auf dessen gas- druckwirkame Fläche (F3; F80) die Druckdifferenz (p5 - p3; p3 - p2) wirkt, so daß eine Kompensationskraft an der Ventilstange (13) angreift, welche die Ventiltellerkraft kompensiert.
5. Gasführungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Steuerorgan (60-69) durch eine mechanische, pneumatische, hydraulische, magnetische oder elektrische Stelleinrichtung (14), insbesondere einen elektrischen Hubmagneten (14), betätigbar ist.
6. Gasführungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kompensationseinrichtung ein Innenventil (32; 34) umfaßt, welches in dem Steuerorgan bereitgestellt ist.
7. Gasführungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Gasdruck (p10') in einem Innenventilkompensationsraum (10') über das Innenventil (34) in Verbindung mit einem Öffnungsspalt zwischen einem Kolben (89) der Kompensationseinrichtung (89) und einer Führungshülse (37) des Kolbens (89) steuerbar ist und das Innenventil (34) von einer Stelleinrichtung (14) und/oder einer Innenventilstelleinrichtung betätigbar ist.
8. Gasführungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kompensationseinrichtung (81 ;82;83) über eine kinematische
Übersetzung, insbesondere eine Hebelübersetzung (21 ;24), auf das Steuerorgan (60;64) wirkt, um einen Unterschied zwischen für den Gasdruck wirksamen Flächen einerseits des Steuerorgans (60;64) und andererseits der Kompensationseinrichtung (81 ;82;83) zu kompensieren.
Gasführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei das Steuerorgan (60;64;65) durch eine Federwirkung einer Membran (81 -83) oder eines Balgs (84) in Schließrichtung vorge- spannt ist, wobei insbesondere zusätzlich eine Feder (6, 6') zur Unterstützung der Vorspannung vorgesehen ist.
10. Gasführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen An- sprüche, wobei die Kompensationseinrichtung (80-82; 84-86; 89) und das Steuerorgan (60-69) kraftwirksam miteinander verbunden und über die Stelleinrichtung (14) steuerbar sind.
1 1 . Verwendung einer Gasführungseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche als Luftführungseinrichtung in einem Verbrennungsmotor mit einer Ladelufteinrichtung, wobei der Druckkanal (5) ein Frischluftdruckkanal (5b) ist, der in einen Verdichterausgangskanal (108) eines Verdichters (102) der Luftladeeinrichtung mündet, der Ausgangskanal (4) ein Verdichtereingangskanal (4b) des Verdichters (102) und der Frischgaska- nal (2) ein Frischluftkanal (2b) ist und das Steuerorgan (60-69) zum Zumessen von Luft ausgelegt ist.
12. Verwendung einer Gasführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Abgasrückführungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, wo- bei der Druckkanal (5) ein Abgaszuführkanal (5a) ist und das Steuerorgan zum Zumessen von Abgas von dem Abgaskanal (5a) in die Einmündung (1 a) ausgelegt ist und so Abgas in einen Gasstrom in dem Ausganskanal (4a), der in eine Gaszuführung des Verbrennungsmotors mündet, rückführt.
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