SE452046B - Regleringsanordning for en med avgasaterforing arbetande forbrenningsmotor - Google Patents

Description

15 20 25 30 ...35 452 046 bara inom hela dellastområdet. _ Särskilt vid små motorer i tunga fordon arbetar motorn ofta vid eller i närheten av fullastomrâdet vid de föreskrivna proven. Då just här erhålls de största NOX- emíssionerna måste avgasåterföringen bibehållas, vilket vid den enligt uppfinningen utförda utföringsformen sker på enkelt sätt genom instängning av undertrycket i det till avgasåterföringsventilen ledande avsnittet av under- trycksstyrledningen. Genom att avgasâterföringsventilen hålls öppen förefinns just i motorns övre dellastområde fortfarande sådana avgasåterföringsmängder att man utan inverkan på körförhållandena och bränsleförbrukningen kan minska NOX-emissionen i erforderlig utsträckning.

Det kompakta utförandet av höljet till regle- ringsventilen, som närmare angivits i de efterföljande underkraven 4-6, är fördelaktigt gentemot det av separa- ta delar bestående utförandet, som angivits i underkraven 2 och 3, genom att membranet i förbiströmningsventilen är påverkbart av tryckskillnader, varigenom höga omställninge- noggrannheter kan erhållas oberoende av varierande absolut- tryck Iexempelvis åstadkomna på grund av motstånd i luft- filtret).

Genom användningen av en extra, på membranet till förbiströmningsventilen verkande tryckfjäder, såsom angivits i det efterföljande patentkravet 8, kan man med lämplig fjäderutformning åstadkomma en avstängning av av- gasåterföringen vid ett tillstånd före uppnåendet av full- last. Genom denna åtgärd kan värmepåkänningen i motorn vid fullastdrift minskas och genom optimal fyllning av cylindrarna med färskgas kan effektförhållandena förbätt- ras..

I stället för en tryckfjäder kan regleringsven- tilhöljet uppvisa en strypning i den mellanvägg som inne- håller backventilen, såsom angivits i det efterföljande underkravet 11, vilket möjliggör ett tidsberoende öppnan- de av avgasåterföringsventilen så att man behöver upprätt- hålla avgasåterföringen endast så länge som erfordras. 10 15 20 25 30 tu in U.) Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hän- visning till bifogade ritning, på vilken fig.l visarefliav separata delar bestående reg- leringsanordning för avgasåterföringen, fig. 2 visar i sektion de i ett regleringsven- tilhölje sammanförda separata delarna liksom de respek- tive lägena hos förbiströmnings- och backventilerna vid svagt öppnat strypspjäll i insugningsröret, ' flg. s vleer det aktuella läget hes förbieeröne nings- och backventilerna vid ungefär halvt öppet läge hos strypspjället, ' fig. 4 visar det respektive läget av förbiström- nings- och backventilerna vid stängt strypspjäll, fig. 4a visar ett utvidgat utförande av regle- ringsventilhöljet med en förbiströmningsstrypning, fig. 5 visar det aktuella läget hos förbiström- nings- och backventilerna vid helt öppet strypspjäll lik- som en extra, mot membranet i förbiströmningsventilen an- liggande tryckfjäder, som är utförd skruvlinjeformig, och fig. 6 visar tryckfjädern utformad såsom en tallriksfjäder i regleringsventilhöljete I fig. 1 visas en förbränningsmotor 1, ett av- gasrör 2 och ett insugningsrör 3. I insugningsröret 3, vars spjällstuts 3a visats ytterligare förstorad i den vänstra hälften av figuren är anordnat ett strypspjäll 4 med en spjällaxel 5. Avgasröret 2 och insugningsröret 3 är förbundna med en avgasåterföringsledning 6, som in- nehåller en membranmanövrerad avgasåterföringsventíl 7.

Regleringen av avgasåterföringsventilen 7 sker via en i förbindelse med insugningsröret 3 stående undertrycks- styrledning 8. Mynningen 9 till dennaundertrycksstyrledning S ligger i insugningsröret 3 (eller spjällstuteen Ba) vid stängt läge hos strypspjället 4 direkt uppströms det- ta och står under omgivningens tryck, så att praktiskt taget inga avgaser insugs i insugníngeröret 3 via avgasfl återföringsledningen Gr I undertrycksstyrledningen 8 befinner sig en 10 20 in UI 39 Jäs fw* rå- backventil 10, som lätt öppnar vid små undertryck, lik- som en termostatventil 11 mellan backventilen 10 och myn- ningen 9. Vid en kylvattentemperatur lägre än exempelvis 40°C är genom denna termostatventil 11 undertryckstill- förseln till avgasåterföringsventilen 7 spärrad. Någon avgasäterföring blir sålunda icke möjlig.

Backventilen 10, vilken är utformad såsom en elastisk ringkiaffventil, kan kringgås medelst en förbi- strömningsledning 12 med en membranmanövrerad förbiström- ningsventil 13, som via en styrledning 14 står i förbin- delse med insugningsröret 3 (eller spjällstutsen). Myn- ningen 15 av denna styrledning 14 ligger i insugningsrö- ret 3 vid stängt läge av strypspjället 4 omedelbart ned- ströms detta, nämligen på den sida av insugningsröret 3 vid vilken strypspjället 4 vid sitt öppnande rör sig i riktning nedströms. Vid stängt läge av strypspjället lig- ger mynningen 15 på undertryckssidan. Härigenom öppnas förbiströmningsventilen 13 och via den frilagda förbi- strömningsledningen 12a, 12b ventileras den från den fjä- derbelastade ventilkroppen 7a vända membrankammaren 7b hos avgasâterföringsventilen 7. Denna ventil 7 stängs härvid.

Vid öppnande av strypspjället 4 passerar spjäl- let förbi mynningen 9 av undertrycksstyrledningen 8 och insugningsrörundertrycket, som nu blir verksamt, kan lyf- ta avgasåterföringsventilen 7 via den numera helt öppna backventilen 10. Då samtidigt mynningen 15 hos styrled- ningen 14 befinner sig på atmosfärssidan av strypspjället 4 ventileras membrankammaren 13a hos förbiströmningsven- tilen 13 och härigenom stängs förbiströmningsledningen 12a, 12b kring backventilen 10. Backventilen 10 upprätt- håller det högsta insugningsrörundertrycket i det vid avgasåterföringsventilen 7 liggande avsnittet 8a av un- dertrycksstyrledningen 8 vid sjunkande undertryck i in- sugningsröret. Avgasâterföringsventilen 7 förblir öppen 'ända tills ett förnyat tomgångsläge hos strypspjället 4 ventilerar membrankammaren 7b hos avgasåterföringsventi- '10 15 30 35 452 Ûélö len 7 och avgasåterföringen avbrytes.

Den i fig. 2 visade utföringsformen skiljer sig från den enligt fig. 1 däri att dels är förbiström- ningsventilen 13 och backventilen 10 förenade i ett tre- delat regleringsventilhölje 16 och dels reagerar membra- net 13b hos förbiströmningsventilen 13 på den tryckskill- nad som erhålles mellan trycken i undertrycksstyrledning- en 8 och styrledningen 14 beroende på läget av strypspjäl- let 4. _ Regleringsventilhöljet 16 består av en överdel 17 med en centralt belägen tryckanslutning 18 för tryck- ledningen 14, ett mittparti 19 med en sidoriktad tryckan- slutning 20 för undertrycksstyrledningen 8 och en under- del 21 med en centralt belägen tryckanslutning 22 för avsnittet 8a av undertrycksstyranordningen 8, som leder till avgasåterföringsventilen 7.

Mittpartiet 19 är försett med en mellanvägg 23, som uppvisar en ansats 24 med en kanal 25, som bildar förbiströmningskanalen och som är anordnad kcaxiellt med tryckanslutningen 22. Denna kanal 25 är tillsluten me- delst det mellan överdelen 17 och mittpartiet 19 av höl- jet inspända memhnuæt 13b i förbiströmningsventilen 13, då membrankammaren 13a i förbiströmningsventilen 13 är ventilerad via styrledningen 14 vid svagt öppnat läge av strypspjället 4 (fig. 2) och membranet medelst en mot överdelen 17 inspänd tryckfjäder 26 trycks mot sitt av ansatsen 24 bildade ventilsäte 27.

Mellanväggen 23 är dessutom försedd med en excentriskt belägen backventil 10, vilken också är ut- formad såsom en elastisk ringklaffventil, vars huvud 10a är avsett att frilägga två med axeln parallella ge- nomgående hål 28 i mellanväggen 23. Insugningsrörunder- trycket öppnar vid det visade läget av strypspjället 4 sålunda avgasåterföringsventilen 7 via backventilen 10.

Denna såsom ringklaffventil utförda backventil 10 kan snabbt stängas vid sjunkande insugningsrörundertryck till följd av att strypspjället 4 öppnas ytterligare 10 15 25 (i: U? 452 E46 (fig. 3), dvs lagra det stora undertrycket mot avgasåter- föringsventilen 7 och hålla denna i öppet läge.

Såsom beskrivits i samband med utföringsformen enligt fig. 1 lyfter det höga undertrycket förbiström- ningsventilen 13 också vid denna konstruktiva utformning vid stängt strypspjäll 4 i tomgångs~ och motorbromsningse läge (fig. 4). Det från ventilsätet upplyfta membranet . 13b frilägger kanalen 25 för frisklufttillförsel, membran- kammaren 7b hos avgasåterföringsventilen 7 ventileras och avgasåterföringen avbryts.

Vid en vidareutveckling av utföringsformen en» ligt fig. 2 befinner sig i enlighet med fig. 5 på den mot mellanväggen 23 vända sidan en skruvlinjeformigt lindad tryckfjäder 29, vars kraft är så dimensionerad att den först från och med ett värde på undertrycket, som genom membranet 13b och differentialtryckpåverkan av membranet kan förläggas ända till i närheten av motorns fullastom- råde, tillåter att membranet 13b upplyfts från ventilsäe tet 27.

Genom inbyggandet av denna tryckfjäder avstängs avgasåterföringen icke endast under tomgângs- och motor- bromsníngsdrift utan också avstängs sugrörundertrycket lastberoende, nämligen utan hänsynstagande till stryp= spjällets läge och motorvarvtalet. Den i fig. 5 använda skruvlinjeformiga tryckfjädern 29 kan också utbytas mot en tallriksfjäder enligt fig. 6.

I stället för den fullastberoende avstängningen av avgasåterföringen kan åstadkommas en tidsberoende av- stängning, genom att i mellanväggen 23 är anordnad en av ett genomgående hål 30 bildad förbiströmningsstrypning, för att upprätthålla avgasåterföringen endast så länge som är nödvändigt.

Eventuellt kan de i fig. 1=6 visade utförings- formerna av ventilen användas vid alla ställen där under- trycket avsiktligt måste hållas kvar och sedan avlägsnas. te är icke begränsade enbart till användningen vid avgas» återföring.

Claims (12)

452 046 'Patentkrav

1. Regleríngsanordning för en med avgasåter- föring arbetande förbränningsmotor, i vars insugningsrör mynnar en med avgasröret förbunden avgasåterföringsled- ning, som uppvisar en membranmanövrerad avgasåterförings- ventil, vilken står i förbindelse med insugningsröret via en undertrycksstyrledning, vilken vid stängt stryp- spjäll ligger omedelbart uppströms men vid öppet stryp- spjäll nedströms detsamma och i vilken är anordnat ett av undertrycket påverkbart element, som är överbryggníngs- bart via en förbiströmningsledning, som innehåller en till en tryckledníng ansluten, membranmanövrerad över- strömningsventil, k ä n n e t e c k n a d a v att ele- mentet är bildat av en backventil (10) och tryckledningen (14) är förbunden med insugningsröret (3) på sådant sätt att den vid stängt strypspjäll (4) ligger nedströms men vid öppet strypspjäll uppströms detta, vid vilket öppna läge förbiströmningsledningen (12, 25) är avstängbar och avgaser återförbara inom hela dellastområdet.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n - n e t e c k n a d av att också vid fullastdrift hos förbränningsmotorn är avgaser âterförbara ända till en förnyad stängning (tomgångsläge) av strypspjället (4).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den backventilen (10) kringgående förbiströmningsledningen (12) är bildad av två till förbiströmningsventilen (13) ledande förbiström- ningsledningar (12a, 12b), av vilka den på den mot insug- ningsröret vända sidan belägna förbiströmningsledningen (12a) är avstängbar medelst ett membran (13b) i förbi- strömningsventilen (13).

4. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att backventilen (10) och förbiströmningsventilen (13) är förenade i ett regler- ventilhölje (16) med tillplattad form.

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n - 10 15 20 25 30 '35 452 046 n e t e c k n a d av att reglerventilhöljet (16) är sammansatt av en överdel (17) med en för styrledningen (14) avsedd tryckanslutning (18), ett mittparti (19) med en tryckanslutning (20) för den mot insugningsröret vända delen av undertrycksstyrledningen (8) och en un- derdel (21) med en tryckanslutning (22) till avgasåter- föringsventilen (7), av vilka mittpartiet (19) uppvisar en mellanvägg (23), i vilken backventilen (10) är anord- nad.

6. Anordning enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att mellanväggen (23) är försedd med en centralt belägen ansats (24), vilken upp- visar en kanal (25), som bildar förbiströmningsledningen, och ett ventilsäte (27) för membranet (13b) i förbiström- ningsventilen (13), vilket membran är inspänt mellan mitt- partiet (19) och överdelen (17) och hålls medelst en tryckfjäder (26) förspänt mot ventilsätet (27) och stänger till kanalen (25) till avgasåterföringsventilen (7).

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att backventilen (10) är utformad såsom en elastisk ringklaffventil, vars ring- klaff (10a) är anordnad att reglera minst ett genomgåen- de hål (10b; 28).

8. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att mellan membranet (13b) hos förbiströmningsventilen (13) och mellanväggen (23) är anordnad en tryckfjäder (29), vilken är anordnad att åtminstone vid fullastdrift hos förbränningsmotorn upp- lyfta membranet (13b) från dess ventilsäte (27).

9. Anordning enligt patentkravet 8,' k ä n - n e t e c k n a d av att tryckfjädern (29) omger den cylindriskt utförda ansatsen (24) och är utförd skruv- linjeformig. k ä n - av att tryckfjädern (29) är bildad av en tallriksfjäder.

10. Anordning enligt patentkravet 8, n e t e c k n a d

11. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, 10 15 20 25 30 35 452 046 k ä n n e t e c k n a d av att i mellanväggen (23) är anordnat ett som strypning verkande genomgående hål (30).

12. Anordning enligt något av patentkraven 1-11, k ä n n e t e c k n a d av att i undertrycksstyrledning- en (8) är anordnad en termostatventil (11) vilken är in- rättad att upp till en kylvattentemperatur av ca 40°C av- stänga undertryckstillförseln till avgasåterföringsventi- len (7).