EP1820956A2 - Exhaust gas recirculation valve - Google Patents

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Publication number
EP1820956A2
EP1820956A2 EP06019126A EP06019126A EP1820956A2 EP 1820956 A2 EP1820956 A2 EP 1820956A2 EP 06019126 A EP06019126 A EP 06019126A EP 06019126 A EP06019126 A EP 06019126A EP 1820956 A2 EP1820956 A2 EP 1820956A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust gas
gas recirculation
recirculation valve
valve according
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06019126A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1820956A3 (en
Inventor
Mathias ELSÄSSER
Siegfried Keusch
Florian Bantle
Ulrich Müller-Boysen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gustav Wahler GmbH and Co KG
Original Assignee
Gustav Wahler GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gustav Wahler GmbH and Co KG filed Critical Gustav Wahler GmbH and Co KG
Publication of EP1820956A2 publication Critical patent/EP1820956A2/en
Publication of EP1820956A3 publication Critical patent/EP1820956A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02M26/55—Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • 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
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas recirculation valve having the features in the preamble of claim 1.
  • the exhaust gas recirculation valve is small and compact and is particularly well suited for direct attachment to the internal combustion engine and / or parts of these with very little space.
  • the exhaust gas recirculation valve is particularly well suited to be connected to the low-pressure outlet of the turbine of an exhaust gas turbocharger behind any soot filter, where especially in heavy regeneration processes, eg. B. Burning of soot deposits in the filter, high temperatures prevail. These temperature stresses, the exhaust gas recirculation valve is well grown without risk of adverse effects, such. B.
  • an exhaust gas recirculation valve 10 is shown, the z. B. formed as a low-pressure exhaust gas extraction device and may be formed for connection to the low pressure output of the turbine of an exhaust gas turbocharger in an exhaust device of an internal combustion engine.
  • the exhaust gas recirculation valve 10 has a housing 11, the interior 12 of which is in communication with an inlet 13 for exhaust gas to be introduced, an exhaust gas recirculation valve opening 14 and an outlet 15 for exhaust gas to be discharged.
  • the inlet 13 may in this case be designed for connection to the low-pressure outlet of the turbine of an exhaust gas turbocharger. From the outlet 15, the exhaust gas is directed towards the exhaust.
  • the exiting the valve opening 14 exhaust gas may, for. B. be returned via a downstream cooler in a fresh air inlet line, z. B. before entering the compressor of the exhaust gas turbocharger.
  • the housing 11 has an approximately funnel-shaped or hood-like housing part 20, whose larger funnel opening 22 forms the inlet 13.
  • an approximately part-cylindrical housing part 21 integrally connects, which contains in its wall 23 the outlet 15 and at an end face 24 an outlet opening 25 for recirculating exhaust gas, which is in communication with the valve opening 14.
  • the housing 11 On the front side, which faces the end face 24 with the outlet opening 25 axially, the housing 11 is provided with a circular opening 16, via which an insert housing 17 can be inserted into the housing 11.
  • the insert housing 17 is adapted in terms of shape and dimensions, in particular the part-cylindrical housing part 21, so that it fits with axial sliding fit into the interior 12 and is interchangeable.
  • the insert housing 17 in the housing 11 is a component which is separate from it and uncoupled therefrom, so that no or only a slight distortion of the insert housing 17 is the result if the temperature distribution of the housing 11 is different.
  • the exhaust gas recirculation valve 10 has a valve opening 30 controlling the valve opening 14, movable between a closed position and an open position valve element 30 and further comprises a throttle element 40 which is movable between the outlet 15 and this releasing position.
  • the valve element 30 and the throttle element 40 are pivotable together about a common pivot axis 18 such that upon movement of the valve element 30 in the direction of its open position, the throttle element 40 is moved accordingly in the direction of its closed position and vice versa and the outlet 15 by means of the throttle element 40 at Opening position befindlichem valve element 30 is at least almost completely closed and opened when befindlichem in the closed position valve member 30.
  • the valve opening 14 is provided at the one end face 24 of the housing 11, while the outlet 15 is provided at a peripheral area of the housing 11.
  • the arrangement is made such that the valve opening 14th and the outlet 15 in transverse, z. B. approximately at right angles, facing each other housing areas are included.
  • This allows a compact design and makes it possible to attach the exhaust gas recirculation valve 10 directly to the inlet 13 forming funnel opening 22 to components of the internal combustion engine.
  • the inlet opening 13 forming funnel opening 22 and the outlet 15 are diametrically opposed, so that when the outlet 15, the exhaust gas is almost straight through the interior 12 of the housing from the inlet 13 to the outlet 15 and a line connected there to the exhaust is passed.
  • valve element 30 and the throttle element 40 are combined to form a common, preferably one-piece, component 41, to which a two common actuating device 42 is associated, which, for. B. works pneumatically.
  • the valve element 30 is designed as woobetätigbares disc element or disc segment 31, which controls an approximately window-like opening 32 as a valve opening 14 such that the opening 32 is closed by the disc element or disc segment 31 in the closed position and released in the open position.
  • the disk element or disk segment 31 is associated with a disk 33 which contains the valve opening 14 in the form of the approximately window-like opening 32 and is fixed immovably in the bottom region of the insert housing 17.
  • the disk 33 can carry projecting webs along the valve opening 14 with narrow contact surfaces against which the disk element or disk segment 31 lies, leaving an adjustable valve gap therebetween.
  • the throttle element 40 is designed as a rotatably operable wall element 43, which is spaced on the inside by a gap from a wall 19 of the insert housing 17.
  • the wall element 43 is pivotable along the curve of the wall 19.
  • the wall 19 contains as outlet 15 an opening 44 which is at least almost completely closed by the wall element 43 in the closed position and released in the open position. Is this Insert housing 17 inserted into the housing 11 and thus firmly connected, the opening 44 in the wall 19 is aligned with the outlet 15 in the wall 23 of the housing eleventh
  • the wall element 43 has on the wall 19 facing the outside in adaptation to the curvature of the wall 19 a cylindrical portion-shaped outer surface 45.
  • the wall element 43 may have a similar inner surface and then consists of a cylinder portion. Instead, the inner surface of the wall member 43 may also be shaped differently, in particular so as to give a streamlined shape.
  • the disk element or disk segment 31 is designed approximately triangular. It closes with its edge region, which extends at a distance from the pivot axis 18, to the wall element 43.
  • a radial element 50 may adjoin the wall element 43 at a distance from the disk element or disk segment 31.
  • the radial element 50 may, for. B. have the dimensions and shape of the disk element or disk segment 31.
  • the disk element or disk segment 31, the wall element 43 and the radial element 50 together form the one-piece component 41, which has approximately U-shape in side view.
  • This component 41 is held on a shaft 51 which extends approximately parallel to the wall element 43 and coaxial with the pivot axis 18.
  • the common component 41 may advantageously be integral with the shaft 51.
  • Part of the exhaust gas recirculation valve 10 is the already explained, insertable into the housing 11 insert housing 17 which receives the common component 41 and includes openings 46 and 44 which communicate with the inlet 13 and the outlet 15 of the housing 11.
  • the insert housing 17 is designed approximately cylindrical and contains at the bottom in Fig. 3 end face the disc 33 with therein contained approximately window-like opening 32.
  • the disc 33 is in relation to the housing 11 by means of at least one circumferential sealing ring 52 sealed.
  • the valve opening 14 opposite side of the insert housing 17 is axially closed by a circular cover 53.
  • On the lid 53 sits outside a holder 54 for the actuator 42, which operates via an actuator 55 on the shaft 51 for rotational actuation of the component 41.
  • the shaft 51 is rotatably supported by the end which is adjacent to the valve element 30, in particular the disk element or disk segment 31, by means of a bearing 56, preferably a plain bearing.
  • the bearing 56 acts at least radially, but may preferably also be effective as a thrust bearing.
  • the bearing 56 is received in the disc 33.
  • the lid 53 facing the end of the shaft 51 by means of a bearing 57, preferably plain bearing, rotatably mounted in the lid 53. This bearing 57 is arranged in the cover 53 with at least low eccentricity.
  • the valve gap is adjustable due to the eccentric bearing arrangement formed between the rotatable valve element 30, in particular disk element or disk segment 31, on the one hand and the fixed disk 33 on the other hand.
  • the shaft 51 is sealed by means of at least one sealing ring 58 with respect to the bearing 57.
  • the shaft 51 is acted upon axially by spring force in the direction of the valve element 30 such that a defined contact of the rotatable valve element 30, in particular disk element or disk segment 31, on the fixed disk 33 is effected.
  • the spring force is z. B. generated by an axial compression spring 59, the z. B. is arranged in the region of the lid 53 and which operates in the direction of the pivot axis 18 on the shaft 51.
  • a counterweight to the component 41 can act as a rotating mass compensation element.
  • the component 41 in particular its valve element 30 and throttle element 40, can be designed and arranged such that upon common actuation of the valve element 30 and the throttle element 40, the throttle effect generated by the latter begins later than the movement of the valve element 30 in its opening direction.
  • the insert housing 17 in the assembled state, the shaft 51 together with the preferably one-piece component 41, wherein the shaft 51 is rotatably supported on the one hand in the disc 33 and on the other hand in the lid 53 by means of the bearings 56 and 57 respectively. It is only a seal in the form of the sealing ring 58 to the lid 53 back required.
  • the insert housing 17 together with the cover 53 attached thereto can be used as an exchangeable unit through the opening 16 in the approximately part-cylindrical housing part 21 in the direction of the pivot axis 18 and can be fixed therein. If necessary, this unit is removable and interchangeable with another.
  • the component 41 In a starting position of the functional exhaust gas recirculation valve, the component 41 is in such a rotational position in which the valve element 30, the valve opening 14 z. B. completely closes, so that no return of exhaust gas happens.
  • the throttle element 40 may in this case be in the open position, in which the throttle element 40 completely clears the opening 44 and the outlet 15. In this state, exhaust gas introduced via the inlet 13 passes through the interior 12 and out of the housing 11 through the outlet 15 and from there into the adjoining part of the exhaust pipe or the exhaust pipe.
  • valve element 30 moves in the direction of its open position under corresponding partial release of the opening 32 and the valve opening 14.
  • the throttle element 40 starting from the open position corresponding to Closing direction moves so that a certain throttling of the exhaust gas happens that passes through the inlet 13 into the interior 12 and exits through the outlet 15. It is understood that by appropriate arrangement of the valve element 30 and the throttle element 40 in the common actuation of the component 41 of the beginning of the throttle effect by the Throttle element 40 can also use later than the beginning of the opening during the movement of the valve element 30 in its opening direction.
  • the opening cross section for the exhaust gas to be recirculated is increased in the region of the valve element 30 and accordingly a larger volume of exhaust gas is returned.
  • the throttle element 40 is pivoted more strongly in the closed position, whereby the opening cross-section of the outlet 15 is reduced and thus a partial outlet throttling of the exhaust gas occurs, which exits through the outlet 15.
  • the exhaust gas recirculation valve according to the invention has many advantages. It contains for throttling and for the regulation of the recirculated exhaust gas only one component 41 with good control possibility, even with small opening cross-sections to be set. In any intermediate positions with respect to the rotational adjustment of the component 41 results in only a slight tendency to flutter. In addition, hardly any influences of flow forces on the setting of the throttle element 40 are recorded. Any condensate entry into the exhaust gas recirculation line is minimized.
  • the functional unit of the insert housing 17 can be checked and replaced separately.
  • the interior 12 is open to the outside only through an opening in the area of the bearing 57 and can be well sealed by the seal 58 there. There is a smooth running of the pivotable component 41 recorded.
  • the valve formed by the valve element 30 and the disc 33 is highly dense. Due to the axial spring force by means of the spring 59 is a controlled system of the disk element or disk segment 31 reachable. Due to the at least slightly eccentric bearing 57 in the lid 53, a sensitive adjustment can be made by cap rotation before the lid 53 is fixed. Due to the design of the component 41 and the shaft 51, a flow optimization can be achieved with reduction of any flow losses in the housing 11. In all, the exhaust gas recirculation valve is compact and space-saving. It consists of few components and is therefore simple, inexpensive and lightweight. In this case, the exhaust gas recirculation valve also meets high temperature requirements without risk of delay of functional parts with possibly adjusting binding or any terminals. The danger of possible binding due to contamination is also encountered in this design.

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Abstract

The valve has housing with an inner side connecting to an inlet (13) for feeding in the exhaust gas. The valve opening (14,25) is provided at a front side (24) of the housing and the outlet (15) is provided at a peripheral area of the housing. The valve opening and outlet are held in housing areas positioned diagonally to each other, e.g. right-angled to each other.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abgasrückführventil mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an exhaust gas recirculation valve having the features in the preamble of claim 1.

Insbesondere bei Dieselbrennkraftmaschinen mit Turbolader ist es bekannt, zumindest einen Teil des Abgases abzuzweigen, mittels eines Kühlers abzukühlen und dem Frischlufteingang zuzuführen. Ein nicht rückgeführter Anteil des Abgases wird der Turbine des Turboladers zugeführt. Die zugeführte Menge wird mittels eines Drosselventils gesteuert. Ebenso wird die Menge des rückgeführten Abgases mittels eines Ventils geregelt oder gesteuert. Dabei ist es bekannt, beide Steuereinrichtungen in einer Baueinheit derart zu vereinen, dass z. B. beim Bewegen des Ventilelements zur Abgasrückführung in dessen Öffnungsstellung zugleich ein Drosselelement entsprechend in Schließrichtung bewegt wird und umgekehrt. Solche Abgasrückführventile sind hohen Temperaturen ausgesetzt. Dabei wird angestrebt, derartige Abgasrückführventile möglichst kompakt und so zu gestalten, dass sie wenig Bauraum beanspruchen und unter Reduzierung etwaiger Leitungswege an der Brennkraftmaschine oder an Bauteilen dieser angebracht werden können.Particularly in the case of diesel internal combustion engines with a turbocharger, it is known to branch off at least part of the exhaust gas, cool it by means of a cooler and supply it to the fresh air inlet. A non-recirculated portion of the exhaust gas is supplied to the turbine of the turbocharger. The supplied amount is controlled by means of a throttle valve. Likewise, the amount of the recirculated exhaust gas is controlled or controlled by means of a valve. It is known to combine both controllers in a unit such that z. B. when moving the valve element for exhaust gas recirculation in the open position at the same time a throttle element is moved accordingly in the closing direction and vice versa. Such exhaust gas recirculation valves are exposed to high temperatures. The aim is to make such exhaust gas recirculation valves as compact as possible and so that they require little space and can be attached by reducing any conduction paths to the internal combustion engine or to components thereof.

Diese Aufgabe ist bei einem Abgasrückführventil der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Auf Grund dieser Anordnung baut das Abgasrückführventil klein und kompakt und eignet sich besonders gut für einen direkten Anbau an die Brennkraftmaschine und/oder Teile dieser bei sehr geringem Platzbedarf. Weitere besondere Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dadurch ist das Abgasrückführventil besonders gut geeignet dafür, an den Niederdruck-Ausgang der Turbine eines Abgasturboladers angeschlossen zu werden hinter einem etwaigen Russfilter, wo vor allem bei heftigen Regenerationsvorgängen, z. B. Abbrennen von Russablagerungen im Filter, hohe Temperaturen herrschen. Diesen Temperaturbeanspruchungen ist das Abgasrückführventil gut gewachsen ohne Gefahr etwaiger Beeinträchtigungen, z. B. des Verziehens von beweglichen Funktionsbauteilen mit einhergehender Klemmgefahr. Von Vorteil ist, dass auch bei kleinen Öffnungsquerschnitten eine gute Regelmöglichkeit der Abgasströme besteht sowie eine geringe Flatterneigung bei Zwischenstellungen. Strömungskräfte haben praktisch keine Einflüsse auf die Stellung des aus Ventilelement und Drosselelement gebildeten Bauteils. Von Vorteil ist ferner, dass die im Einsatzgehäuse enthaltene Funktionsbaueinheit separat montierbar, einstellbar und prüfbar ist und bedarfsweise auch austauschbar ist. Das Abgasrückführventil besteht aus nur wenigen Bauteilen und ist dadurch besonders kompakt, leicht und auch kostengünstig.This object is achieved with an exhaust gas recirculation valve of the type mentioned according to the invention by the features in claim 1. Due to this arrangement, the exhaust gas recirculation valve is small and compact and is particularly well suited for direct attachment to the internal combustion engine and / or parts of these with very little space. Other particular features of the invention and embodiments thereof will be apparent from the dependent claims. As a result, the exhaust gas recirculation valve is particularly well suited to be connected to the low-pressure outlet of the turbine of an exhaust gas turbocharger behind any soot filter, where especially in heavy regeneration processes, eg. B. Burning of soot deposits in the filter, high temperatures prevail. These temperature stresses, the exhaust gas recirculation valve is well grown without risk of adverse effects, such. B. the warping of movable functional components with concomitant danger of clamping. It is advantageous that even with small opening cross-sections a good control possibility of the exhaust gas flows and a low tendency to flutter at intermediate positions. Flow forces have virtually no influence on the position of the component formed from valve element and throttle element. A further advantage is that the functional assembly contained in the insert housing is separately mountable, adjustable and testable and, if necessary, also interchangeable. The exhaust gas recirculation valve consists of only a few components and is therefore particularly compact, lightweight and also cost-effective.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern stattdessen lediglich durch Hinweis auf die Ansprüche darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.The full text of the claims is not reproduced above solely to avoid unnecessary repetition, but instead referred to merely by reference to the claims, however, whereby all of these claims have to be considered as explicit and essential to the invention at this point. All are in the The features mentioned above and following description, as well as the features which can be taken from the drawings alone, constitute further constituents of the invention, even if they are not particularly emphasized and, in particular, are not mentioned in the claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine schematische perspektivische Ansicht eines Abgasrückführventils,
Fig. 2
eine schematische Unteransicht in Pfeilrichtung II eines Teils des Abgasrückführventils in Fig. 1,
Fig. 3
eine perspektivische Explosionsdarstellung des Abgasrückführventils in Fig. 1.
The invention is explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Show it:
Fig. 1
a schematic perspective view of an exhaust gas recirculation valve,
Fig. 2
1 is a schematic bottom view in the direction of arrow II of a part of the exhaust gas recirculation valve in FIG. 1,
Fig. 3
an exploded perspective view of the exhaust gas recirculation valve in Fig. 1st

In den Zeichnungen ist ein Abgasrückführventil 10 gezeigt, das z. B. als Niederdruck-Abgasentnahmeeinrichtung ausgebildet und zum Anschluss an den Niederdruck-Ausgang der Turbine eines Abgasturboladers in einer Abgaseinrichtung einer Brennkraftmaschine ausgebildet sein kann. Das Abgasrückführventil 10 hat ein Gehäuse 11, dessen Inneres 12 mit einem Einlass 13 für einzuleitendes Abgas, einer Ventilöffnung 14 für zurückzuführendes Abgas und einem Auslass 15 für auszuleitendes Abgas in Verbindung steht. Der Einlass 13 kann hierbei zum Anschluss an den Niederdruck-Ausgang der Turbine eines Abgasturboladers ausgebildet sein. Vom Auslass 15 wird das Abgas in Richtung zum Auspuff geleitet. Das aus der Ventilöffnung 14 austretende Abgas kann z. B. über einen nachgeschalteten Kühler in eine Frischlufteinlassleitung zurückgeführt werden, z. B. vor dem Eintritt in den Verdichter des Abgasturboladers.In the drawings, an exhaust gas recirculation valve 10 is shown, the z. B. formed as a low-pressure exhaust gas extraction device and may be formed for connection to the low pressure output of the turbine of an exhaust gas turbocharger in an exhaust device of an internal combustion engine. The exhaust gas recirculation valve 10 has a housing 11, the interior 12 of which is in communication with an inlet 13 for exhaust gas to be introduced, an exhaust gas recirculation valve opening 14 and an outlet 15 for exhaust gas to be discharged. The inlet 13 may in this case be designed for connection to the low-pressure outlet of the turbine of an exhaust gas turbocharger. From the outlet 15, the exhaust gas is directed towards the exhaust. The exiting the valve opening 14 exhaust gas may, for. B. be returned via a downstream cooler in a fresh air inlet line, z. B. before entering the compressor of the exhaust gas turbocharger.

Das Gehäuse 11 weist einen etwa trichterförmigen oder hutzenartigen Gehäuseteil 20 auf, dessen größere Trichteröffnung 22 den Einlass 13 bildet. An den etwa trichterförmigen Gehäuseteil 20 schließt sich ein etwa teilzylindrischer Gehäuseteil 21 einstückig an, der in seiner Wandung 23 den Auslass 15 und an einer Stirnseite 24 eine Austrittsöffnung 25 für zurückzuführendes Abgas enthält, die mit der Ventilöffnung 14 in Verbindung steht. An der Stirnseite, die der Stirnseite 24 mit Austrittsöffnung 25 axial gegenüberliegt, ist das Gehäuse 11 mit einer kreisförmigen Öffnung 16 versehen, über die ein Einsatzgehäuse 17 in das Gehäuse 11 einsteckbar ist. Das Einsatzgehäuse 17 ist hinsichtlich der Form und Abmessungen an insbesondere den teilzylindrischen Gehäuseteil 21 angepasst, so dass es mit axialem Schiebesitz in das Innere 12 hineinpasst und austauschbar ist. Wie noch erläutert werden wird, ist das Einsatzgehäuse 17 im Gehäuse 11 ein dem gegenüber separates und davon abgekoppeltes Bauteil, so dass bei unterschiedlicher Temperaturverteilung des Gehäuses 11 kein oder nur ein geringer Verzug des Einsatzgehäuses 17 die Folge ist.The housing 11 has an approximately funnel-shaped or hood-like housing part 20, whose larger funnel opening 22 forms the inlet 13. To the approximately funnel-shaped housing part 20, an approximately part-cylindrical housing part 21 integrally connects, which contains in its wall 23 the outlet 15 and at an end face 24 an outlet opening 25 for recirculating exhaust gas, which is in communication with the valve opening 14. On the front side, which faces the end face 24 with the outlet opening 25 axially, the housing 11 is provided with a circular opening 16, via which an insert housing 17 can be inserted into the housing 11. The insert housing 17 is adapted in terms of shape and dimensions, in particular the part-cylindrical housing part 21, so that it fits with axial sliding fit into the interior 12 and is interchangeable. As will be explained, the insert housing 17 in the housing 11 is a component which is separate from it and uncoupled therefrom, so that no or only a slight distortion of the insert housing 17 is the result if the temperature distribution of the housing 11 is different.

Das Abgasrückführventil 10 weist ein die Ventilöffnung 14 steuerndes, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbares Ventilelement 30 und ferner ein Drosselelement 40 auf, das zwischen einer den Auslass 15 verschließenden und diesen freigebenden Stellung bewegbar ist. Das Ventilelement 30 und das Drosselelement 40 sind gemeinsam um eine beiden gemeinsame Schwenkachse 18 derartig schwenkbetätigbar, dass bei Bewegung des Ventilelements 30 in Richtung seiner Öffnungsstellung das Drosselelement 40 entsprechend in Richtung seiner Schließstellung und umgekehrt bewegt wird und der Auslass 15 mittels des Drosselelements 40 bei in Öffnungsstellung befindlichem Ventilelement 30 zumindest nahezu vollständig geschlossen und bei in Schließstellung befindlichem Ventilelement 30 geöffnet ist.The exhaust gas recirculation valve 10 has a valve opening 30 controlling the valve opening 14, movable between a closed position and an open position valve element 30 and further comprises a throttle element 40 which is movable between the outlet 15 and this releasing position. The valve element 30 and the throttle element 40 are pivotable together about a common pivot axis 18 such that upon movement of the valve element 30 in the direction of its open position, the throttle element 40 is moved accordingly in the direction of its closed position and vice versa and the outlet 15 by means of the throttle element 40 at Opening position befindlichem valve element 30 is at least almost completely closed and opened when befindlichem in the closed position valve member 30.

Die Ventilöffnung 14 ist an der einen Stirnseite 24 des Gehäuses 11 vorgesehen, während der Auslass 15 an einem Umfangsbereich des Gehäuses 11 vorgesehen ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Ventilöffnung 14 und der Auslass 15 in quer, z. B. etwa rechtwinklig, zueinander gerichteten Gehäusebereichen enthalten sind. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und gestattet es, das Abgasrückführventil 10 direkt mit der den Einlass 13 bildenden Trichteröffnung 22 an Bauteile der Brennkraftmaschine ansetzen zu können. Die den Einlass 13 bildende Trichteröffnung 22 und der Auslass 15 liegen einander diametral gegenüber, so dass bei geöffnetem Auslass 15 das Abgas nahezu gradlinig durch das Innere 12 des Gehäuses vom Einlass 13 zum Auslass 15 und über eine dort angeschlossene Leitung zum Auspuff geleitet wird.The valve opening 14 is provided at the one end face 24 of the housing 11, while the outlet 15 is provided at a peripheral area of the housing 11. The arrangement is made such that the valve opening 14th and the outlet 15 in transverse, z. B. approximately at right angles, facing each other housing areas are included. This allows a compact design and makes it possible to attach the exhaust gas recirculation valve 10 directly to the inlet 13 forming funnel opening 22 to components of the internal combustion engine. The inlet opening 13 forming funnel opening 22 and the outlet 15 are diametrically opposed, so that when the outlet 15, the exhaust gas is almost straight through the interior 12 of the housing from the inlet 13 to the outlet 15 and a line connected there to the exhaust is passed.

Das Ventilelement 30 und das Drosselelement 40 sind zu einem gemeinsamen, vorzugsweise einstückigen, Bauteil 41 zusammengefasst, dem eine beiden gemeinsame Betätigungseinrichtung 42 zugeordnet ist, die z. B. pneumatisch arbeitet. Dabei ist das Ventilelement 30 als drehbetätigbares Scheibenelement oder Scheibensegment 31 ausgebildet, das einen etwa fensterartigen Durchbruch 32 als Ventilöffnung 14 derart steuert, dass der Durchbruch 32 vom Scheibenelement oder Scheibensegment 31 in Schließstellung verschlossen und in Öffnungsstellung freigegeben wird. Dem Scheibenelement oder Scheibensegment 31 ist eine Scheibe 33 zugeordnet, die die Ventilöffnung 14 in Form des etwa fensterartigen Durchbruchs 32 enthält und unbeweglich im Bodenbereich des Einsatzgehäuses 17 befestigt ist. Die Scheibe 33 kann auf der Seite, die dem Scheibenelement oder Scheibensegment 31 zugewandt ist, entlang der Ventilöffnung 14 verlaufende überstehende Stege mit schmalen Kontaktflächen tragen, an denen das Scheibenelement oder Scheibensegment 31 unter Belassung eines einstellbaren Ventilspalts dazwischen anliegt.The valve element 30 and the throttle element 40 are combined to form a common, preferably one-piece, component 41, to which a two common actuating device 42 is associated, which, for. B. works pneumatically. In this case, the valve element 30 is designed as drehbetätigbares disc element or disc segment 31, which controls an approximately window-like opening 32 as a valve opening 14 such that the opening 32 is closed by the disc element or disc segment 31 in the closed position and released in the open position. The disk element or disk segment 31 is associated with a disk 33 which contains the valve opening 14 in the form of the approximately window-like opening 32 and is fixed immovably in the bottom region of the insert housing 17. On the side facing the disk element or disk segment 31, the disk 33 can carry projecting webs along the valve opening 14 with narrow contact surfaces against which the disk element or disk segment 31 lies, leaving an adjustable valve gap therebetween.

Das Drosselelement 40 ist als drehbetätigbares Wandelement 43 ausgebildet, das durch einen Spalt von einer Wandung 19 des Einsatzgehäuses 17 innenseitig beabstandet ist. Das Wandelement 43 ist entlang dem Bogenverlauf der Wandung 19 schwenkbar. Die Wandung 19 enthält als Auslass 15 einen Durchbruch 44, der vom Wandelement 43 in Schließstellung zumindest nahezu vollständig verschlossen und in Öffnungsstellung freigegeben wird. Ist das Einsatzgehäuse 17 in das Gehäuse 11 eingesetzt und damit fest verbunden, fluchtet der Durchbruch 44 in der Wandung 19 mit dem Auslass 15 in der Wandung 23 des Gehäuses 11.The throttle element 40 is designed as a rotatably operable wall element 43, which is spaced on the inside by a gap from a wall 19 of the insert housing 17. The wall element 43 is pivotable along the curve of the wall 19. The wall 19 contains as outlet 15 an opening 44 which is at least almost completely closed by the wall element 43 in the closed position and released in the open position. Is this Insert housing 17 inserted into the housing 11 and thus firmly connected, the opening 44 in the wall 19 is aligned with the outlet 15 in the wall 23 of the housing eleventh

Das Wandelement 43 weist auf der der Wandung 19 zugewandten Außenseite in Anpassung an die Krümmung der Wandung 19 eine zylinderabschnittförmige Außenfläche 45 auf. Das Wandelement 43 kann eine ebensolche Innenfläche aufweisen und besteht dann aus einem Zylinderabschnitt. Stattdessen kann die Innenfläche des Wandelements 43 auch anders geformt sein, insbesondere so, dass sich eine strömungsgünstige Form ergibt.The wall element 43 has on the wall 19 facing the outside in adaptation to the curvature of the wall 19 a cylindrical portion-shaped outer surface 45. The wall element 43 may have a similar inner surface and then consists of a cylinder portion. Instead, the inner surface of the wall member 43 may also be shaped differently, in particular so as to give a streamlined shape.

Das Scheibenelement oder Scheibensegment 31 ist etwa dreieckförmig gestaltet. Es schließt mit seinem Randbereich, der in Abstand von der Schwenkachse 18 verläuft, an das Wandelement 43 an. Längs der Schwenkachse 18 kann sich in Abstand von dem Scheibenelement oder Scheibensegment 31 ein Radialelement 50 an das Wandelement 43 anschließen. Das Radialelement 50 kann z. B. die Abmessungen und Gestalt des Scheibenelements oder Scheibensegments 31 aufweisen. Das Scheibenelement oder Scheibensegment 31, das Wandelement 43 und das Radialelement 50 bilden zusammen das einstückige Bauteil 41, das in Seitenansicht etwa U-Form aufweist. Dieses Bauteil 41 ist auf einer Welle 51 gehalten, die sich etwa parallel zum Wandelement 43 und koaxial zur Schwenkachse 18 erstreckt. Das gemeinsame Bauteil 41 kann in vorteilhafter Weise mit der Welle 51 einstückig sein.The disk element or disk segment 31 is designed approximately triangular. It closes with its edge region, which extends at a distance from the pivot axis 18, to the wall element 43. Along the pivot axis 18, a radial element 50 may adjoin the wall element 43 at a distance from the disk element or disk segment 31. The radial element 50 may, for. B. have the dimensions and shape of the disk element or disk segment 31. The disk element or disk segment 31, the wall element 43 and the radial element 50 together form the one-piece component 41, which has approximately U-shape in side view. This component 41 is held on a shaft 51 which extends approximately parallel to the wall element 43 and coaxial with the pivot axis 18. The common component 41 may advantageously be integral with the shaft 51.

Bestandteil des Abgasrückführventils 10 ist das bereits erläuterte, in das Gehäuse 11 einsteckbare Einsatzgehäuse 17, welches das gemeinsame Bauteil 41 aufnimmt sowie Öffnungen 46 und 44 enthält, die mit dem Einlass 13 und dem Auslass 15 des Gehäuses 11 in Verbindung stehen. Das Einsatzgehäuse 17 ist etwa zylindrisch gestaltet und enthält an der in Fig. 3 unteren Stirnseite die Scheibe 33 mit darin enthaltenem etwa fensterartigen Durchbruch 32. Die Scheibe 33 ist in Bezug auf das Gehäuse 11 mittels mindestens eines umlaufenden Dichtungsringes 52 abgedichtet. An der anderen, der Ventilöffnung 14 gegenüberliegenden Seite ist das Einsatzgehäuse 17 axial mittels eines kreisförmigen Deckels 53 verschlossen. Am Deckel 53 sitzt außen ein Halter 54 für die Betätigungseinrichtung 42, die über ein Stellglied 55 auf die Welle 51 zur Drehbetätigung des Bauteils 41 arbeitet.Part of the exhaust gas recirculation valve 10 is the already explained, insertable into the housing 11 insert housing 17 which receives the common component 41 and includes openings 46 and 44 which communicate with the inlet 13 and the outlet 15 of the housing 11. The insert housing 17 is designed approximately cylindrical and contains at the bottom in Fig. 3 end face the disc 33 with therein contained approximately window-like opening 32. The disc 33 is in relation to the housing 11 by means of at least one circumferential sealing ring 52 sealed. At the other, the valve opening 14 opposite side of the insert housing 17 is axially closed by a circular cover 53. On the lid 53 sits outside a holder 54 for the actuator 42, which operates via an actuator 55 on the shaft 51 for rotational actuation of the component 41.

Die Welle 51 ist mit dem Ende, welches dem Ventilelement 30, insbesondere dem Scheibenelement bzw. Scheibensegment 31, benachbart ist, mittels eines Lagers 56, vorzugsweise Gleitlagers, drehbar gelagert. Das Lager 56 wirkt zumindest radial, kann aber vorzugsweise zusätzlich auch noch als Axiallager wirksam sein. Das Lager 56 ist in der Scheibe 33 aufgenommen. Mit dem anderen, dem Deckel 53 zugewandten Ende ist die Welle 51 mittels eines Lagers 57, vorzugsweise Gleitlagers, im Deckel 53 drehbar gelagert. Dieses Lager 57 ist im Deckel 53 mit zumindest geringer Exzentrizität angeordnet. Mittels Drehung des Deckels 53 vor dessen Fixierung am Einsatzgehäuse 17 ist auf Grund der exzentischen Lageranordnung der Ventilspalt einstellbar, der zwischen dem drehbetätigbaren Ventilelement 30, insbesondere Scheibenelement bzw. Scheibensegment 31, einerseits und der feststehenden Scheibe 33 andererseits gebildet ist. Die Welle 51 ist mittels mindestens eines Dichtungsringes 58 in Bezug auf das Lager 57 abgedichtet. Die Welle 51 ist mittels Federkraft derart axial in Richtung zum Ventilelement 30 beaufschlagt, dass eine definierte Anlage des drehbetätigbaren Ventilelements 30, insbesondere Scheibenelements bzw. Scheibensegments 31, an der feststehenden Scheibe 33 bewirkt ist. Die Federkraft wird z. B. von einer axialen Druckfeder 59 erzeugt, die z. B. im Bereich des Deckels 53 angeordnet ist und die in Richtung der Schwenkachse 18 auf die Welle 51 arbeitet. An der Welle 51 kann ein Gegengewicht zum Bauteil 41 als Drehmassenausgleichselement angreifen. Das Bauteil 41, insbesondere deren Ventilelement 30 und Drosselelement 40, können so gestaltet und angeordnet sein, dass bei der gemeinsamen Betätigung des Ventilelements 30 und des Drosselelements 40 die durch letzteres erzeugte Drosselwirkung später einsetzt als die Bewegung des Ventilelements 30 in dessen Öffnungsrichtung.The shaft 51 is rotatably supported by the end which is adjacent to the valve element 30, in particular the disk element or disk segment 31, by means of a bearing 56, preferably a plain bearing. The bearing 56 acts at least radially, but may preferably also be effective as a thrust bearing. The bearing 56 is received in the disc 33. With the other, the lid 53 facing the end of the shaft 51 by means of a bearing 57, preferably plain bearing, rotatably mounted in the lid 53. This bearing 57 is arranged in the cover 53 with at least low eccentricity. By means of rotation of the cover 53 prior to its fixation on the insert housing 17, the valve gap is adjustable due to the eccentric bearing arrangement formed between the rotatable valve element 30, in particular disk element or disk segment 31, on the one hand and the fixed disk 33 on the other hand. The shaft 51 is sealed by means of at least one sealing ring 58 with respect to the bearing 57. The shaft 51 is acted upon axially by spring force in the direction of the valve element 30 such that a defined contact of the rotatable valve element 30, in particular disk element or disk segment 31, on the fixed disk 33 is effected. The spring force is z. B. generated by an axial compression spring 59, the z. B. is arranged in the region of the lid 53 and which operates in the direction of the pivot axis 18 on the shaft 51. On the shaft 51, a counterweight to the component 41 can act as a rotating mass compensation element. The component 41, in particular its valve element 30 and throttle element 40, can be designed and arranged such that upon common actuation of the valve element 30 and the throttle element 40, the throttle effect generated by the latter begins later than the movement of the valve element 30 in its opening direction.

Das Einsatzgehäuse 17 enthält im montierten Zustand die Welle 51 mitsamt dem vorzugsweise damit einstückigen Bauteil 41, wobei die Welle 51 einerseits in der Scheibe 33 und andererseits im Deckel 53 mittels der Lager 56 bzw. 57 drehbar gelagert ist. Es ist nur eine Abdichtung in Form des Dichtungsringes 58 zum Deckel 53 hin erforderlich. Das Einsatzgehäuse 17 mitsamt dem daran befestigten Deckel 53 ist als austauschbare Baueinheit durch die Öffnung 16 hindurch in den etwa teilzylindrischen Gehäuseteil 21 in Richtung der Schwenkachse 18 einsetzbar und darin fixierbar. Bei Bedarf ist diese Baueinheit demontierbar und gegen eine andere austauschbar.The insert housing 17 in the assembled state, the shaft 51 together with the preferably one-piece component 41, wherein the shaft 51 is rotatably supported on the one hand in the disc 33 and on the other hand in the lid 53 by means of the bearings 56 and 57 respectively. It is only a seal in the form of the sealing ring 58 to the lid 53 back required. The insert housing 17 together with the cover 53 attached thereto can be used as an exchangeable unit through the opening 16 in the approximately part-cylindrical housing part 21 in the direction of the pivot axis 18 and can be fixed therein. If necessary, this unit is removable and interchangeable with another.

In einer Ausgangsstellung des funktionsbereiten Abgasrückführventils befindet sich das Bauteil 41 in einer solchen Drehstellung, in der das Ventilelement 30 die Ventilöffnung 14 z. B. vollständig verschließt, so dass keine Rückführung von Abgas geschieht. Das Drosselelement 40 kann sich hierbei in der Öffnungsstellung befinden, in der das Drosselelement 40 den Durchbruch 44 und den Auslass 15 gänzlich freigibt. In diesem Zustand gelangt über den Einlass 13 eingeleitetes Abgas durch das Innere 12 hindurch und durch den Auslass 15 aus dem Gehäuse 11 heraus und von dort in den anschließenden Teil der Abgasleitung bzw. den Auspuff.In a starting position of the functional exhaust gas recirculation valve, the component 41 is in such a rotational position in which the valve element 30, the valve opening 14 z. B. completely closes, so that no return of exhaust gas happens. The throttle element 40 may in this case be in the open position, in which the throttle element 40 completely clears the opening 44 and the outlet 15. In this state, exhaust gas introduced via the inlet 13 passes through the interior 12 and out of the housing 11 through the outlet 15 and from there into the adjoining part of the exhaust pipe or the exhaust pipe.

Ausgehend von dieser Ausgangsstellung ist durch Betätigung mittels der Betätigungseinrichtung 42 eine solche Drehverstellung möglich, bei der sich das Ventilelement 30 in Richtung seiner Öffnungsstellung bewegt unter entsprechender teilweiser Freigabe des Durchbruchs 32 und der Ventilöffnung 14. Dabei wird das Drosselelement 40 ausgehend von dessen Öffnungsstellung entsprechend in Schließrichtung bewegt, so dass eine gewisse Drosselung des Abgases geschieht, das über den Einlass 13 in das Innere 12 gelangt und über den Auslass 15 austritt. Es versteht sich, dass durch entsprechende Anordnung des Ventilelements 30 und des Drosselelements 40 bei der gemeinsamen Betätigung des Bauteils 41 der Beginn der Drosselwirkung durch das Drosselelement 40 auch erst später einsetzen kann als der Öffnungsbeginn bei der Bewegung des Ventilelements 30 in dessen Öffnungsrichtung.Starting from this initial position by actuation by means of the actuating device 42, such a rotational adjustment is possible, in which the valve element 30 moves in the direction of its open position under corresponding partial release of the opening 32 and the valve opening 14. In this case, the throttle element 40, starting from the open position corresponding to Closing direction moves so that a certain throttling of the exhaust gas happens that passes through the inlet 13 into the interior 12 and exits through the outlet 15. It is understood that by appropriate arrangement of the valve element 30 and the throttle element 40 in the common actuation of the component 41 of the beginning of the throttle effect by the Throttle element 40 can also use later than the beginning of the opening during the movement of the valve element 30 in its opening direction.

Wird das Bauteil 41 weiter in Öffnungsrichtung des Ventilelements 30 gedreht, so wird der Öffnungsquerschnitt für zurückzuführendes Abgas im Bereich des Ventilelements 30 vergrößert und demgemäß ein größeres Abgasvolumen zurückgeführt. Das Drosselelement 40 wird dabei stärker in Schließstellung geschwenkt, wodurch der Öffnungsquerschnitt des Auslasses 15 reduziert wird und somit eine teilweise Auslassdrosselung des Abgases geschieht, das durch den Auslass 15 austritt.If the component 41 is further rotated in the opening direction of the valve element 30, the opening cross section for the exhaust gas to be recirculated is increased in the region of the valve element 30 and accordingly a larger volume of exhaust gas is returned. The throttle element 40 is pivoted more strongly in the closed position, whereby the opening cross-section of the outlet 15 is reduced and thus a partial outlet throttling of the exhaust gas occurs, which exits through the outlet 15.

Bei weiterer Schwenkbetätigung des Bauteils 41 so, dass das Ventilelement 30 weiter in Öffnungsstellung gelangt, wird das Drosselelement 40 zunehmend in Schließstellung bewegt. Dabei wird z. B. eine Stellung erreicht, in der der Abgasauslass durch den Auslass 15 etwa zu 90 % bis 95 % geschlossen ist, wohingegen die Ventilöffnung 14 und damit der Auslass für zurückzuführendes Abgas nahezu oder völlig offen sind.Upon further pivoting operation of the component 41 such that the valve element 30 continues to reach the open position, the throttle element 40 is increasingly moved into the closed position. This z. B. reaches a position in which the exhaust gas outlet through the outlet 15 about 90% to 95% is closed, whereas the valve opening 14 and thus the outlet for recirculating exhaust gas are almost or completely open.

Das Abgasrückführventil gemäß der Erfindung hat vielfältige Vorteile. Es enthält für die Drosselung sowie für die Regelung des zurückzuführenden Abgases nur ein Bauteil 41 mit guter Regelmöglichkeit auch bei kleinen einzustellenden Öffnungsquerschnitten. Bei etwaigen Zwischenstellungen hinsichtlich der Drehverstellung des Bauteils 41 ergibt sich nur eine geringe Flatterneigung. Außerdem sind kaum etwaige Einflüsse von Strömungskräften auf die Einstellung des Drosselelements 40 zu verzeichnen. Ein etwaiger Kondensateintrag in die Abgasrückführleitung wird minimiert. Die Funktionseinheit des Einsatzgehäuses 17 kann separat geprüft und ausgetauscht werden. Das Innere 12 ist nur durch eine Öffnung im Bereich des Lagers 57 nach außen offen und durch die dortige Dichtung 58 gut abdichtbar. Es ist eine Leichtgängigkeit des schwenkbetätigbaren Bauteils 41 zu verzeichnen. Das durch das Ventilelement 30 und die Scheibe 33 gebildete Ventil ist in hohem Maße dicht. Auf Grund der axialen Federkraft mittels der Feder 59 ist eine kontrollierte Anlage des Scheibenelements oder Scheibensegments 31 erreichbar. Auf Grund des zumindest leicht exzentrisch platzierten Lagers 57 im Deckel 53 kann durch Deckeldrehung eine feinfühlige Einstellung vorgenommen werden, bevor der Deckel 53 fixiert wird. Auf Grund der Gestaltung des Bauteils 41 und der Welle 51 ist eine Strömungsoptimierung erreichbar mit Verringerung etwaiger Strömungsverluste im Gehäuse 11. Bei allem ist das Abgasrückführventil kompakt und platzsparend. Es besteht aus wenig Bauteilen und ist daher einfach, kostengünstig und leicht. Dabei genügt das Abgasrückführventil auch hohen Temperaturanforderungen ohne Gefahr eines Verzuges von Funktionsteilen mit eventuell sich einstellender Schwergängigkeit oder etwaigem Klemmen. Auch der Gefahr etwaiger Schwergängigkeit durch Verschmutzung ist bei dieser Gestaltung begegnet.The exhaust gas recirculation valve according to the invention has many advantages. It contains for throttling and for the regulation of the recirculated exhaust gas only one component 41 with good control possibility, even with small opening cross-sections to be set. In any intermediate positions with respect to the rotational adjustment of the component 41 results in only a slight tendency to flutter. In addition, hardly any influences of flow forces on the setting of the throttle element 40 are recorded. Any condensate entry into the exhaust gas recirculation line is minimized. The functional unit of the insert housing 17 can be checked and replaced separately. The interior 12 is open to the outside only through an opening in the area of the bearing 57 and can be well sealed by the seal 58 there. There is a smooth running of the pivotable component 41 recorded. The valve formed by the valve element 30 and the disc 33 is highly dense. Due to the axial spring force by means of the spring 59 is a controlled system of the disk element or disk segment 31 reachable. Due to the at least slightly eccentric bearing 57 in the lid 53, a sensitive adjustment can be made by cap rotation before the lid 53 is fixed. Due to the design of the component 41 and the shaft 51, a flow optimization can be achieved with reduction of any flow losses in the housing 11. In all, the exhaust gas recirculation valve is compact and space-saving. It consists of few components and is therefore simple, inexpensive and lightweight. In this case, the exhaust gas recirculation valve also meets high temperature requirements without risk of delay of functional parts with possibly adjusting binding or any terminals. The danger of possible binding due to contamination is also encountered in this design.

Claims (35)

Abgasrückführventil (10), mit einem Gehäuse (11), dessen Inneres (12) mit einem Einlass (13) für einzuleitendes Abgas, einer Ventilöffnung (14, 25) für zurückzuführendes Abgas und einem Auslass (15) für auszuleitendes Abgas in Verbindung steht, mit einem die Ventilöffnung (14, 25) steuernden, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung bewegbaren Ventilelement (30) und einem zwischen einer den Auslass (15) verschließenden und diesen freigebenden Stellung bewegbaren Drosselelement (40), die gemeinsam um eine beiden gemeinsame Schwenkachse (18) derart schwenkbetätigbar sind, dass bei Bewegung des Ventilelements (30) in Richtung seiner Öffnungsstellung das Drosselelement (40) entsprechend in Richtung seiner Schließstellung und umgekehrt bewegt wird und der Auslass (15) mittels des Drosselelements (40) bei in Öffnungsstellung befindlichem Ventilelement (30) zumindest nahezu vollständig geschlossen und bei in Schließstellung befindlichem Ventilelement (30) geöffnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung (14, 25) an einer Stirnseite (24) des Gehäuses (11) und der Auslass (15) an einem Umfangsbereich des Gehäuses (11) vorgesehen sind und in quer, z. B. etwa rechtwinklig, zueinander gerichteten Gehäusebereichen enthalten sind.An exhaust gas recirculation valve (10) having a housing (11) whose interior (12) communicates with an inlet (13) for exhaust gas to be recirculated, an exhaust gas recirculation valve opening (14, 25) and an exhaust gas outlet (15), with a valve element (30) which controls the valve opening (14, 25) and is movable between a closed position and an open position and a throttle element (40) which can be moved between a position closing the outlet (15) and releasing the same (FIG. 18) are pivotable in such a way that upon movement of the valve element (30) in the direction of its open position, the throttle element (40) is moved in the direction of its closed position and vice versa and the outlet (15) by means of the throttle element (40) in the valve element in the open position ( 30) at least almost completely closed and in befindlichem in the closed position valve element (30) g is open,
characterized in that the valve opening (14, 25) at an end face (24) of the housing (11) and the outlet (15) at a peripheral portion of Housing (11) are provided and in transverse, z. B. approximately at right angles, facing each other housing areas are included. Abgasrückführventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilelement (30) und das Drosselelement (40) zu einem gemeinsamen, vorzugsweise einstückigen, Bauteil (41) zusammengefasst sind.Exhaust gas recirculation valve according to claim 1,
characterized,
in that the valve element (30) and the throttle element (40) are combined to form a common, preferably one-piece, component (41). Abgsrückführventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Ventilelement (30) und dem Drosselelement (40) eine beiden gemeinsame Betätigungseinrichtung (42) zugeordnet ist.Abgsrückführventil according to claim 1 or 2,
characterized,
in that the valve element (30) and the throttle element (40) are associated with a common actuating device (42). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ventilelement (30) als drehbetätigbares Scheibenelement oder Scheibensegment (31) ausgebildet ist, das einen etwa fensterartigen Durchbruch (32) als Ventilöffnung (14) derart steuert, dass dieser vom Scheibenelement oder Scheibensegment (31) in Schließstellung verschlossen und in Öffnungsstellung freigegeben wird.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the valve element (30) is designed as a rotatably operable disc element or disc segment (31) which controls an approximately window-like opening (32) as a valve opening (14) such that it is closed by the disc element or disc segment (31) in the closed position and released in the open position , Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Scheibenelement oder Scheibensegment (31) eine die Ventilöffnung (14) in Form eines etwa fensterartigen Durchbruchs (32) enthaltende unbewegliche Scheibe (33) zugeordnet ist, an der entlang der Ventilöffnung (14) verlaufende überstehende Stege mit schmalen Kontaktflächen angeordnet sind, an denen das Scheibenelement oder Scheibensegment (31) unter Belassung eines einstellbaren Ventilspalts dazwischen anliegt.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that the disk element or disk segment (31) is assigned a stationary disk (33) containing the valve opening (32) in the form of an approximately window-like opening (32), on which projecting webs with narrow contact surfaces extending along the valve opening (14) are arranged which the disc element or disc segment (31) rests while leaving an adjustable valve gap therebetween. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Drosselelement (40) als drehbetätigbares Wandelement (43) ausgebildet ist, das durch einen Spalt von einer Wandung (19) des Gehäuses (11, 17) innenseitig beabstandet und schwenkbar ist, die einen Durchbruch (44) als Auslass (15) enthält, der von dem Wandelement (43) in Schließstellung zumindest nahezu vollständig verschlossen und in Öffnungsstellung freigegeben wird.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 5,
characterized,
in that the throttle element (40) is designed as a rotatably operable wall element (43) which is spaced and pivotable on the inside by a gap from a wall (19) of the housing (11, 17) which contains an aperture (44) as an outlet (15) , which is at least almost completely closed by the wall element (43) in the closed position and released in the open position. Abgasrückführventil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wandelement (43) auf der der Wandung (19) des Gehäuses (11, 17) zugewandten Seite eine zylinderabschnittförmige Außenfläche (45) aufweist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 6,
characterized,
in that the wall element (43) has a cylindrical section-shaped outer surface (45) on the side facing the wall (19) of the housing (11, 17). Abgasrückführventil nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wandelement (43) als Zylinderabschnitt ausgebildet ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 6 or 7,
characterized,
that the wall element (43) is formed as a cylinder portion. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Wandelement (43) hinsichtlich seines Querschnitts betrachtet strömungsgünstig ausgebildet ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 6 to 8,
characterized,
that the wall element (43) is aerodynamically designed viewed in terms of its cross-section. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Scheibenelement oder Scheibensegment (31) etwa dreieckförmig gestaltet ist und mit seinem in Abstand von der Schwenkachse (18) verlaufenden Randbereich an das Wandelement (43) anschließt.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 6 to 9,
characterized,
in that the disk element or disk segment (31) is approximately triangular in shape and adjoins the wall element (43) with its edge region extending at a distance from the pivot axis (18). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass längs der Schwenkachse (18) in Abstand von dem Scheibenelement oder Scheibensegment (31) ein Radialelement (50), z. B. ein weiteres Scheibensegment, an das Wandelement (43) anschließt.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 6 to 10,
characterized,
that along the pivot axis (18) at a distance from the disc element or disc segment (31) has a radial element (50), z. B. another disc segment, to the wall element (43) connects. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 3, bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das gemeinsame Bauteil (41) etwa U-Form aufweist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 3, to 11,
characterized,
that the common component (41) has approximately U shape. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 3 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das gemeinsame Bauteil (41) auf einer Welle (51) gehalten ist, die sich etwa parallel zum Wandelement (43) erstreckt.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 3 to 12,
characterized,
in that the common component (41) is held on a shaft (51) which extends approximately parallel to the wall element (43). Abgasrückführventil nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das gemeinsame Bauteil (41) mit der Welle (51) einstückig ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 13,
characterized,
in that the common component (41) is integral with the shaft (51). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 3 bis 14,
gekennzeichnet durch
ein in das Gehäuse (11) einsteckbares Einsatzgehäuse (17), das das gemeinsame Bauteil (41) aufnimmt und Öffnungen (46, 44) enthält, die mit dem Einlass (13) und dem Auslass (15) des Gehäuses (11) in Verbindung stehen.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 3 to 14,
marked by
an insert housing (17) insertable into the housing (11) and housing the common component (41) and containing openings (46, 44) communicating with the inlet (13) and the outlet (15) of the housing (11) stand. Abgasrückführventil nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einsatzgehäuse (17) etwa zylindrisch gestaltet ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 15,
characterized,
that the insert housing (17) is designed approximately cylindrical. Abgasrückführventil nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einsatzgehäuse (17) an einer Stirnseite die Scheibe (33) mit darin enthaltenem etwa fensterartigen Durchbruch (32) enthält.Exhaust gas recirculation valve according to claim 15 or 16,
characterized,
that the insert housing (17) at one end face the disc (33) contained therein as window-like opening (32). Abgasrückführventil nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Scheibe (33) mittels mindestens eines umlaufenden Dichtungsringes (52) in Bezug auf das Gehäuse (11) abgedichtet ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 16 or 17,
characterized,
in that the disc (33) is sealed by means of at least one circumferential sealing ring (52) with respect to the housing (11). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einsatzgehäuse (17) an der anderen, der Ventilöffnung (14) axial gegenüberliegenden Seite mittels eines Deckels (53) verschlossen ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 16 to 18,
characterized,
in that the insert housing (17) is closed at the other, axially opposite side of the valve opening (14) by means of a cover (53). Abgasrückführventil nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Deckel (53) kreisförmig ausgebildet ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 19,
characterized,
that the cover (53) is circular. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der dem Einsatzgehäuse (17) abgewandten Seite des Deckels (53) die Betätigungseinrichtung (42) mit einem Stellglied (55) angeordnet sind, das auf die Welle (51) zur Drehbetätigung des Bauteils (41) arbeitet.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 16 to 20,
characterized,
in that on the side of the cover (53) facing away from the insert housing (17) the actuating device (42) is arranged with an actuator (55) which operates on the shaft (51) for rotational actuation of the component (41). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslass (15) dem Einlass (13) des Gehäuses (11) etwa diametral gegenüberliegt.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 21,
characterized,
that the outlet (15) the inlet is opposite to (13) of the housing (11) approximately diametrically. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (51) mit dem Ende, welches dem Ventilelement (30), insbesondere dem Scheibenelement bzw. Scheibensegment (31), benachbart ist, mittels eines zumindest radial, vorzugsweise dazu noch axial, wirkenden Lagers (56), vorzugsweise Gleitlagers, drehbar gelagert ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 22,
characterized,
in that the shaft (51) is rotatable with the end which is adjacent to the valve element (30), in particular the disc element or disk segment (31), by means of a bearing (56), preferably a plain bearing, acting at least radially, preferably axially is stored. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 19 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (51) mit dem anderen, dem Deckel (53) zugewandten Ende mittels eines Lagers (57), vorzugsweise Gleitlagers, im Deckel (53) drehbar gelagert ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 19 to 23,
characterized,
that the shaft (51) to the other, the cover (53) facing end by means of a bearing (57), preferably a sliding bearing, in the cover (53) is rotatably mounted. Abgasrückführventil nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (51) mittels mindestens eines Dichtungsringes (58) in Bezug auf das Lager (57) abgedichtet ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 24,
characterized,
in that the shaft (51) is sealed by means of at least one sealing ring (58) with respect to the bearing (57). Abgasrückführventil nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Lager (57) im Deckel (53) mit zumindest geringer Exzentrizität angeordnet ist und mittels Deckeldrehung der Ventilspalt zwischen dem drehbetätigbaren Ventilelement (30), insbesondere Scheibenelement bzw. Scheibensegment (31), einerseits und der feststehenden Scheibe (33) andererseits einstellbar ist.Exhaust gas recirculation valve according to claim 24 or 25,
characterized,
that the bearing (57) in the cover (53) is arranged with at least lower eccentricity and by means of lid rotation of the valve gap between the rotationally operative valve element (30), in particular disc element or disc segment (31), on the one hand and the fixed disk (33) on the other hand is adjustable , Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle (51) mittels axialer Federkraft derart axial in Richtung zum Ventilelement (30) beaufschlagt ist, dass eine definierte Anlage des drehbetätigbaren Ventilelements (30), insbesondere Scheibenelements bzw. Scheibensegments (31), an der feststehenden Scheibe (33) bewirkt ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 26,
characterized,
that the shaft (51) by means of axial spring force so axially towards the valve element (30) is acted upon, that a defined system of drehbetätigbaren valve element (30), in particular disc element or disc segment (31), on the fixed disc (33) is effected. Abgasrückführventil nach Anspruch 27,
gekennzeichnet durch
eine axiale Druckfeder (59), z. B. im Bereich des Deckels (53), die auf die Welle (51) arbeitet.Exhaust gas recirculation valve according to claim 27,
marked by
an axial compression spring (59), z. B. in the region of the lid (53), which works on the shaft (51). Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Welle (51) ein Gegengewicht zum Bauteil (41) als Drehmassenausgleichselement angreift.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 28,
characterized,
in that a counterweight to the component (41) acts as a rotational mass compensation element on the shaft (51). Abgasrückführventil nach Anspruch 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der gemeinsamen Betätigung des Ventilelements (30) und des Drosselelements (40) die Drosselwirkung des Drosselelements (40) später einsetzt als die Bewegung des Ventilelements (30) in dessen Öffnungsrichtung.Exhaust gas recirculation valve according to claim 1 to 29,
characterized,
in that when the valve element (30) and the throttle element (40) are actuated jointly, the throttling action of the throttle element (40) starts later than the movement of the valve element (30) in its opening direction. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (11) einen etwa trichterförmigen Gehäuseteil (20) aufweist, dessen größere Trichteröffnung (22) den Einlass (13) des Gehäuses (11) bildet.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 30,
characterized,
that the housing (11) has an approximately funnel-shaped housing part (20), the larger funnel opening (22) forms the inlet (13) of the housing (11). Abgasrückführventil nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich an den etwa trichterförmigen Gehäuseteil (20) ein etwa teilzylindrischer Gehäuseteil (21) einstückig anschließt, der in seiner Wandung (23) den Auslass (15) und an einer Stirnseite (24) eine mit der Ventilöffnung (14) in Verbindung stehende Austrittsöffnung (25) für zurückzuführendes Abgas enthält.Exhaust gas recirculation valve according to claim 31,
characterized,
in that an approximately part-cylindrical housing part (21) integrally connects to the approximately funnel-shaped housing part (20), the outlet (15) in its wall (23) and an outlet opening communicating with the valve opening (14) on an end face (24) (25) contains exhaust gas to be recirculated. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 15 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (11) an der Stirnseite, die derjenigen mit der Austrittsöffnung (25) axial gegenüberliegt, eine an das Einsatzgehäuse (17) angepasste Aufnahmeöffnung (16) aufweist, über die das Einsatzgehäuse (17) in das Gehäuse (11) einsteckbar ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 15 to 32,
characterized,
in that the housing (11) has a receiving opening (16) adapted to the insert housing (17) on the end face, which is axially opposite the outlet opening (25), via which the insert housing (17) can be inserted into the housing (11) , Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Einlass (13) des Gehäuses (11) zum Anschluss an den Niederdruck-Ausgang der Turbine eines Abgasturboladers ausgebildet ist.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 33,
characterized,
that the inlet is formed (13) of the housing (11) for connection to the low pressure outlet of the turbine of an exhaust turbocharger. Abgasrückführventil nach einem der Ansprüche 1 bis 34,
gekennzeichnet,
durch die Ausbildung als Niederdruck-Abgasentnahmeeinrichtung.Exhaust gas recirculation valve according to one of claims 1 to 34,
in
by training as a low-pressure exhaust gas extraction device.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4020809A (en) * 1975-06-02 1977-05-03 Caterpillar Tractor Co. Exhaust gas recirculation system for a diesel engine
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DE19858626C1 (en) * 1998-12-18 2000-05-04 Mtu Friedrichshafen Gmbh Exhaust gas flap mechanism has a shell body forming the flap acting as a concave limit to direct the gas flow into one or another outlet for a controlled outflow or backflow action

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