WO1998054460A1 - Exhaust gas recirculation device - Google Patents

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WO1998054460A1 PCT/EP1998/003092 EP9803092W WO9854460A1 WO 1998054460 A1 WO1998054460 A1 WO 1998054460A1 EP 9803092 W EP9803092 W EP 9803092W WO 9854460 A1 WO9854460 A1 WO 9854460A1
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A. Kayser Automotive Systems Gmbh
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Abstract

The invention relates to an exhaust gas recirculation device for recirculating exhaust gases in a gas supply line of an engine, specially a motor vehicle engine, comprising an exhaust gas supply line (5), a fresh gas supply line (2) and an outlet port (4), wherein at least the exhaust gas supply line (5) and the fresh gas supply line (2) are interconnected by means of a control member (69) to measure exhaust gas levels and a pressure plate (44) is arranged on the side of the control member (69) facing the fresh gas supply line. Said pressure plate minimizes the influence of fluctuations in pressure occurring in the exhaust and fresh gas lines and affecting the exhaust gas flow rate.

Description

"Abgasrückführungseinrichtung""Exhaust gas recirculation device"
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Abgasrückführungseinrichtung mit Druckkompensation - wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.The invention relates to an exhaust gas recirculation device with pressure compensation - as described in claim 1.
Otto- und Dieselmotoren, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen, werden üblicherweise mit Abgasrückführungseinrichtungen, 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.Otto and diesel engines, especially those of motor vehicles, are usually provided with exhaust gas recirculation 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.
Solche Abgasrückführungseinrichtungen umfassen Zumeßorgane bzw. Steuerorgane, mit denen die Menge des rückgeführten Abgases betriebspunktabhängig eingestellt werden kann. Zu geringe Abgasrückführung würde die angestrebten Wirkungen verfehlen, zu große bei Ottomotoren zu Betriebsstörungen oder einem unerwünschten Anstieg von HC- oder sogar CO-Emissionen führen und beiSuch exhaust gas recirculation devices include metering or control elements with which the amount of recirculated exhaust gas can be adjusted depending on the operating point. Too little exhaust gas recirculation would miss the desired effects, too large would lead to malfunctions or an undesirable increase in HC or even CO emissions in gasoline engines and in
Dieselmotoren zu einem unerwünschten Anstieg der Partikelemissionen.Diesel engines lead to an undesirable increase in particle emissions.
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 einSuch 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
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 Wegmeß- system angewandt.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. To improve the way of working, the feedback of the opening path via a path measuring system is also used.
Die Abgasrückführungseinrichtungen liegen zwischen den schwankenden Drük- ken im Abgassystem und den schwankenden Drücken im Saugsystem des Motors, wobei die Veränderungen dieser Drücke einerseits mit den Veränderungen des Betriebspunktes einhergehen, andererseits vom stoßweisen Austreten des Abgases und vom stoßweisen Ansaugen des Frischgases bestimmt werden.The exhaust gas recirculation devices are located between the fluctuating pressure ken in the exhaust system and the fluctuating pressures in the intake system of the engine, the changes in these pressures being accompanied on the one hand by the changes in the operating point and on the other by the intermittent discharge of the exhaust gas and the intermittent intake of the fresh gas.
Diese Druckschwankungen stellen bereits für die Zumeßfunktion der Abgasrückführungseinrichtung bei Saugmotoren ein Problem dar und sind bei aufgeladenen Motoren besonders gravierend.These pressure fluctuations already pose a problem for the metering function of the exhaust gas recirculation device in naturally aspirated engines and are particularly serious in supercharged engines.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Abgasrückführeinrichtung bereitzustellen, bei der die durchgesetzte bzw. zugemessene Abgasmenge möglichst unabhängig von obigen auf die Abgasrückführungseinrichtung einwirkenden Druckschwankungen ist.It is an object of the invention to provide an exhaust gas recirculation device in which the amount of exhaust gas passed through or metered is as independent as possible of the above pressure fluctuations acting on the exhaust gas recirculation device.
Die Aufgabe wird durch eine Abgasrückführungseinrichtung mit den im AnspruchThe object is achieved by an exhaust gas recirculation device with the in the claim
1 angegebenen Merkmalen gelöst.1 specified features solved.
Eine erfindungsgemäße Abgasrückführungseinrichtung zum Rückführen von Abgas in eine Gaszuführung von Motoren, insbesondere von Kraftfahrzeug- motoren, umfaßt eine Abgaszuführung, eine Frischgaszuführung und einen in dieAn exhaust gas recirculation device according to the invention for recirculating exhaust gas into a gas supply of engines, in particular motor vehicle engines, comprises an exhaust gas supply, a fresh gas supply and one into the
Gaszuführung mündenden Ausgangskanal, wobei zumindest die Abgaszuführung und die Frischgaszuführung über ein Zumeß- bzw. Steuerorgan miteinander in Verbindung stehen und auf der der Frischgaszuführung zugewandten Seite des Steuerorgans eine Druckplatte angeordnet ist, die den Einfluß von auf der Abgas- und Frischgasseite auftretenden und sich auf den Abgasdurchsatz auswirkendenGas supply outlet channel, wherein at least the exhaust gas supply and the fresh gas supply are connected to each other via a metering or control member and on the fresh gas supply side of the control member a pressure plate is arranged, the influence of occurring on the exhaust gas and fresh gas side and on affect the exhaust gas flow
Druckschwankungen minimiert und bevorzugt eliminiert.Pressure fluctuations minimized and preferably eliminated.
Befindet sich das Steuerorgan, das insbesondere durch ein Ventil- bzw. Hauptventil gebildet sein kann, in einer partiell oder vollständig geöffneten Stellung, kann Abgas von der Abgasseite der Abgasrückführungseinrichtung in Richtung der Frischgasseite strömen. Die Druckplatte ist derart im Gas- bzw. Abgasstrom in der Abgasrückführungseinrichtung angeordnet, daß sie einen Strömungswiderstand für den sie umströmenden oder durchströmenden Abgasstrom bildet und so beim Durchströmen des Abgases von der Abgasseite in Richtung zur Frischgasseite zu einem partiellen Aufstauen bzw. einer Druckerhöhung des Abgasstroms führt. In diesem Fall ist daher der Gasdruck in einem Raum zwischen dem Steuerorgan und der Druckplatte größer als in einem Raum, der frischgasseitig von der Druckplatte angeordnet ist. Der Unterschied zwischen diesen frischgas- und abgasseitig auf die Druckplatte wirkenden Gasdrücken resultiert in einer Kraft, die auf die Druckplatte wirkt. Diese an der Druckplatte angreifende Kraft wird erfindungsgemäß zu einer Beeinflussung bzw. Steuerung der Stellung bzw. des freien Öffnunsquerschnitts des Steuerorgans verwendet werden, so daß sich beispielsweise der freie Öffnungsquerschnitt des Steuerorgans verkleinert, wenn sich eine in Richtung der Frischgasseite bzw. in Schließrichtung des Steuerorgans gerichtete Kraft auf die Druckplatte erhöht. Die Druckplatte kann somit derart ausgebildet sein, daß eine Erhöhung des Druckgefälles zwischen Abgas- und der Frischgasseite der Abgasrückführungseinrichtung zu einer vorbestimm- ten Verkleinerung des freien Öffnungsquerschnitts des Steuerorgangs und eineIf the control element, which can be formed in particular by a valve or main valve, is in a partially or completely open position, exhaust gas can flow from the exhaust gas side of the exhaust gas recirculation device in the direction of the fresh gas side. The pressure plate is arranged in the gas or exhaust gas flow in the exhaust gas recirculation device in such a way that it forms a flow resistance for the exhaust gas flow flowing around or through it thus, when the exhaust gas flows through from the exhaust gas side towards the fresh gas side, it leads to a partial build-up or an increase in pressure of the exhaust gas flow. In this case, the gas pressure in a space between the control element and the pressure plate is therefore greater than in a space which is arranged on the fresh gas side of the pressure plate. The difference between these gas pressures acting on the pressure plate on the fresh gas and exhaust gas side results in a force acting on the pressure plate. This force acting on the pressure plate is used according to the invention to influence or control the position or the free opening cross section of the control member, so that, for example, the free opening cross section of the control member is reduced when one in the direction of the fresh gas side or in the closing direction of the control member directed force on the pressure plate increased. The pressure plate can thus be designed in such a way that an increase in the pressure gradient between the exhaust gas side and the fresh gas side of the exhaust gas recirculation device leads to a predetermined reduction in the free opening cross section of the control element and one
Verkleinerung dieses Druckgefälles zu einer vorbestimmten Vergrößerung des freien Öffnungsquerschnitts des Steuerorgans führt.Reducing this pressure drop leads to a predetermined increase in the free opening cross section of the control member.
Auf diese Weise kann der Einfluß von abgas- und frischgasseitigen Schwankun- gen bzw. Variationen des Gasdrucks in der Abgasrückführungseinrichtung auf den Durchsatz bzw. die Zusmessung des rückgeführten Abgases bzw. auf den Abgasanteil des Gasstroms im Ausgangskanal minimiert und bevorzugt vollständig eliminiert werden.In this way, the influence of fluctuations or variations in the gas pressure in the exhaust gas recirculation device on the exhaust gas and fresh gas side on the throughput or the measurement of the recirculated exhaust gas or on the exhaust gas portion of the gas flow in the outlet channel can be minimized and preferably completely eliminated.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Steuerorgan mit einer mechanischen, pneumatischen, hydraulischen, magnetischen oder elektrischen Stelleinrichtung bzw. Stellmotor verbunden. Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Magneten bzw. Propotionalmagneten erwiesen, da mit einem solchen die Öffnung bzw. Stellung des Steuerorgans sehr genau eingestellt wird und es vor allem zusätzlich schnell reagiert.According to a preferred embodiment of the invention, the control element is connected to a mechanical, pneumatic, hydraulic, magnetic or electrical actuating device or servomotor. The use of a magnet or a proportional magnet has proven to be particularly advantageous since the opening or position of the control member is set very precisely with such a magnet and, above all, it also reacts quickly.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Abgasrückführungseinrichtung mit einer Kompensationseinrichtung versehen, die zur Kompensation bzw. zum Ausgleichen von Kräften dient, die aus einer Differenz zwischen abgasseitigem und frischgasseitigem Gasdruck auf das Steuerorgan wirken. Das Druckgefälle des Gasdrucks über das Steuerorgan kann aufgrund dieser Kompensationseinrichtung nicht zu einer Kraftkomponente führen, die in Richtung eines unerwünschtes Öffnens oder Schließens des Steuerorgans wirkt, wodurch die angestrebte Steuerung bzw. Regelung der durchgesetzten Abgasmenge erheblich verbessert wird . Als Kompensationseinrichtung können insbesondere ein zweiter Ventilteller oder Kolben, Membranen und/oder Bälge dienen.According to a further preferred embodiment, the exhaust gas recirculation device is provided with a compensation device for the compensation or to compensate for forces that act on the control element from a difference between the exhaust gas side and fresh gas side gas pressure. Due to this compensation device, the pressure drop 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, as a result of which the desired control or regulation of the amount of exhaust gas passed through is considerably improved. In particular, a second valve plate or piston, diaphragms and / or bellows can serve as the compensation device.
Vorteilhaft ist es hierbei, die Kompensationseinrichtung auf einer Seite mit dem abgasseitigen Gasdruck, d.h. dem in der Abgaszuführung herrschenden Gasdruck zu beaufschlagen und auf der anderen Seite mit dem frischgasseitigen Gasdruck, d.h. dem auf der Frischgasseite des Steuerorgans und somit zwischen Hauptventil und Druckplatte herrschenden Gasdruck, zu beaufschlagen. Die sich ergebende Druckdifferenz über die Kompensationseinrichtung resultiert in einerIt is advantageous here to equip the compensation device on one side with the exhaust gas pressure, i.e. the gas pressure prevailing in the exhaust gas supply and, on the other hand, the gas pressure on the fresh gas side, i.e. the gas pressure prevailing on the fresh gas side of the control member and thus between the main valve and the pressure plate. The resulting pressure difference across the compensation device results in a
Kraftkomponente, die der zu kompensierenden Kraftkomponente entgegengerichtet ist, den gleichen Betrag aufweist und somit einen Ausgleich der beiden Kraftkomponenten bewirkt.Force component which is opposite to the force component to be compensated, has the same amount and thus brings about a compensation of the two force components.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Kompensationseinrichtung mit einer kinematischen Übersetzung, insbesondere einer Hebelübersetzung, bereitgestellt. 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 insbesonde- re vorteilhaft, wenn die für die Gasdrücke wirksamen Flächen bzw. Flächeninhalte von Kompensationseinrichtung und Steuerorgan sich unterscheiden.According to a further preferred embodiment, the compensation device is provided with a kinematic transmission, in particular a lever transmission. This translation translates the force component generated by the compensation device to a size that is suitable for compensating the force to be compensated for the control member. This is particularly advantageous if the areas or area contents of the compensation device and control element that are effective for the gas pressures differ.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kompensationseinrichtung, das Steuerorgan und die Druckplatte kraftwirksam miteinander verbun- den und über die Stelleinrichtung steuerbar. Auf diese Weise können die von derAccording to a further preferred embodiment, the compensation device, the control element and the pressure plate are connected to one another in a force-effective manner and can be controlled via the actuating device. In this way, those of the
Kompensationseinrichtung, der Druckplatte und von der Stelleinrichtung erzeugten Kräfte gemeinsam auf das Steuerorgan einwirken und sich geeignet addieren bzw. kompensieren, um die gewünschte Netto-Kraft bzw. Kraftkompo- nente auf das Steuerorgan auszuüben.Compensation device, the pressure plate and forces generated by the actuating device act together on the control element and suitably add or compensate in order to achieve the desired net force or force compo- to exercise tax on the tax body.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine ortsfeste Stauplatte vorzusehen, um ein direktes Aufströmen eines aus dem Steuerorgan strömenden Abgasstroms auf die Druckplatte zu verhindern. Die Einwirkung eines unerwünschten Staudruckanteils auf die Druckplatte kann so eliminiert werden. Die Stauplatte wird hierzu typischerweise derart angeordnet, daß der aus dem Steuerorgan strömende Abgasstrom nicht direkt auf die Druckplatte aufströmt, d.h. daß es zu keinem unerwünschtem Impulsübertrag des aufströmenden Abgasstroms auf die Druckplatte kommt.According to a further preferred embodiment, it has proven to be advantageous to provide a stationary stowage plate in order to prevent a direct flow of an exhaust gas stream flowing from the control element onto the pressure plate. The effect of an undesirable back pressure portion on the printing plate can be eliminated. For this purpose, the baffle plate is typically arranged in such a way that the exhaust gas stream flowing out of the control member does not flow directly onto the pressure plate, i.e. that there is no undesired impulse transfer of the inflowing exhaust gas flow to the pressure plate.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird 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 inAccording to a further preferred embodiment, the control element is prestressed in the closing direction by a spring action of a membrane or a bellows, wherein in particular a spring can additionally be provided to support the prestress in order to add an additional force component
Schließrichtung des Steuerorgans zu bewirken.To effect the closing direction of the control member.
Die Druckplatte kann vorteilhafterweise derart angeordnet und ausgebildet sein, daß das Gas bzw. Abgas im wesentlichen durch genau definierte Öffnungen in der Druckplatte strömt und möglichst wenig Gas um ihren äußeren Umfang herumtreten kann, d.h. wenig Gas zwischen der Druckplatte und einer an diese angrenzende Wand strömen kann, sondern statt dessen der Gasstrom durch dafür ausgelegte Öffnungen in der Druckplatte selber geleitet wird. Diese Öffnungen werden hierbei insbesondere nach akustischen, strömungstechnischen und mechanischen Gesichtspunkten abgestimmt.The pressure plate can advantageously be arranged and designed such that the gas or exhaust gas essentially flows through precisely defined openings in the pressure plate and as little gas as possible can pass around its outer circumference, i.e. little gas can flow between the pressure plate and a wall adjacent to it, but instead the gas flow is passed through openings designed for it in the pressure plate itself. These openings are in particular tuned according to acoustic, fluidic and mechanical aspects.
Weiterhin ist eine Ausführung der Druckplatte möglich, bei welcher diese mit zusätzlichen Einrichtungen ausgestattet wird, so daß bei einem kleinen Gasdruckgefälle bzw. kleinen Druckunterschieden zwischen abgasseitigen und frischgasseitigen Gasdrücken auf die Druckplatte das Abgas um den äußerenFurthermore, an embodiment of the pressure plate is possible, in which it is equipped with additional devices, so that with a small gas pressure gradient or small pressure differences between the gas-side and fresh-gas side gas pressures on the pressure plate, the exhaust gas around the outside
Umfang der Druckplatte herumströmen kann, bei wachsenden bzw. größeren Druckunterschieden jedoch zusätzliche Gasdurchtrittsöffnungen freigegeben werden, durch die der Gasstrom zusätzlich strömen kann. Hierdurch wird ein zusätzlicher und vorteilhafter Freiheitsgrad für die Abstimmung nach akustischen, strömungstechnischen und mechanischen Gesichtspunkten geschaffen.Circumference of the pressure plate can flow around, but with increasing or larger pressure differences, additional gas passage openings can be opened, through which the gas flow can additionally flow. This will be a Additional and advantageous degree of freedom created for the coordination according to acoustic, fluidic and mechanical aspects.
Bevorzugt ist eine Abgasrückführungseinrichtung bei der ein Gasdruck in einem Innenventilkompensationsraum von dem Zusammenwirken eines inneren Ventils mit einem Öffnungsspalt zwischen dem Kolben und einer Führungshülse des Kolbens gesteuert wird, wobei das innere Ventil von der Stelleinrichtung und/oder einer zusätzlichen Innenventilstelleinrichtung betätigt wird. Die Wahl des Duchmessers des Kolbens relativ zu dem des Steuerorgans, beispielsweise des Hauptventils, beeinflußt auch die Abstimmung des inneren Ventils zu demAn exhaust gas recirculation device is preferred in which a gas pressure in an inner valve compensation chamber is controlled by the interaction of an inner valve with an opening gap between the piston and a guide sleeve of the piston, the inner valve being actuated by the actuating device and / or an additional inner valve actuating device. The choice of the diameter of the piston relative to that of the control element, for example the main valve, also influences the tuning of the inner valve to that
Öffnungsspalt zwischen dem Kolben und der Führungshülse.Opening gap between the piston and the guide sleeve.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below with reference to preferred embodiments, for example. Show it:
Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßenFigure 1 is a schematic cross-sectional view of an inventive
Abgasrückführungseinrichtung mit einer Druckkompensationsleitung;Exhaust gas recirculation device with a pressure compensation line;
Figur 1 A eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer abgasführenden Druckkompensa- tionsleitung und einem Doppelventil;FIG. 1A shows a schematic cross-sectional illustration of a further embodiment of the invention with an exhaust gas-carrying pressure compensation line and a double valve;
Figur 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Drosselklappe als Steuerorgan;Figure 2 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the invention with a throttle valve as a control member;
Figur 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit zwei entgegengerichteten Ventilen; Figur 4 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil;FIG. 3 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with two opposing valves; FIG. 4 shows a schematic cross-sectional illustration of a further embodiment of the invention with a ball, cone or cylinder valve;
Figur 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Membran und einer Hebelüberset- zung;FIG. 5 shows a schematic cross-sectional representation of a further embodiment of the invention with a membrane and a lever transmission;
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 Hebelübersetzung;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;
Figur 8 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer Druckplatte;Figure 8 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a printing plate;
Figur 9 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Druckplatte;FIG. 9 shows a schematic cross-sectional illustration of a further embodiment of a printing plate;
Figur 1 0 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Balg; Figur 1 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zwecks Druckkompensation über einen hohlen Ventilkörper beaufschlagten Kolben;Figure 1 0 is a schematic cross-sectional view of another embodiment of the invention with a bellows; Figure 1 1 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the invention with a piston acted upon for the purpose of pressure compensation via a hollow valve body;
Figur 1 2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen inneren Ventil; Figur 1 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen inneren Ventil;Figure 1 2 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the invention with an additional inner valve; Figure 1 3 is a schematic cross-sectional view of a further embodiment of the invention with an additional inner valve;
Figur 1 4 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer zusätzlichen ortsfesten Stauplatte; undFigure 1 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the invention with an additional stationary storage plate; and
Figur 1 5 eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu Figur 12 mit einem zusätzlichem Topf.Figure 1 5 is a cross-sectional view of another embodiment of the invention similar to Figure 12 with an additional pot.
Im folgenden werden aus Gründen der einfacherem Darstellung alle gleichen oder wesensgleichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet.For the sake of simplicity of illustration, all the same or essentially the same features of the various embodiments are denoted below with the same reference numerals.
Figur 1 zeigt schematisch einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abgasrückführungseinrichtung. Das Abgas wird mittels eines Abgaskanals bzw. Abgaszuführung 5, dessen eine Seite in den Hauptabgasstrom des Motors mündet, der Abgasrückführungseinrichtung zugeführt. Die Ab- gaszuführung 5 ist über ein Ventil bzw. Hauptventil 60, das aus einem Ventilteller 60A und einem Ventilsitz bzw. Wand 60B besteht, mit einer Kammer 3 verbunden. Frischgasseitig ist die Kammer 3 partiell durch eine Druckplatte 40 verschlossen, die einen Strömungswiderstand für Gas bzw. Abgas darstellt. Gasdurchtrittsöffnungen (nicht dargestellt) von der Kammer 3 in eine Einmündung 1 können zwischen dem äußeren Umfang der Druckplatte 40 und einer Wand 8 oder in der Druckplatte 40 selbst gebildet sein. Die Einmündung 1 des rückgeführten Abgasstroms ist mit einer Frischgaszuführung 2 und einem Ausgangskanal 4, der die mit dem Abgas versetzten Frischgase weiterführt, verbunden.Figure 1 shows schematically a cross section of a first embodiment of the exhaust gas recirculation device according to the invention. The exhaust gas is fed to the exhaust gas recirculation device by means of an exhaust gas duct or exhaust gas supply 5, one side of which opens into the main exhaust gas flow of the engine. The exhaust gas supply 5 is connected to a chamber 3 via a valve or main valve 60, which consists of a valve plate 60A and a valve seat or wall 60B. On the fresh gas side, the chamber 3 is partially closed by a pressure plate 40, which represents a flow resistance for gas or exhaust gas. Gas passage openings (not shown) from the chamber 3 into an opening 1 can be formed between the outer periphery of the pressure plate 40 and a wall 8 or in the pressure plate 40 itself. The mouth 1 of the recirculated exhaust gas flow is connected to a fresh gas supply 2 and an outlet channel 4, which carries on the fresh gases mixed with the exhaust gas.
In einer oberen Wand 9 der Abgaszuführung 5 ist ein Kompensationsraum bzw. Kolbenraum 1 0 zur Aufnahme eines Kompensationskolbens bzw. Ausgleichs- kolbens 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 1 0 ist über eine Leitung bzw. Ausgleichsleitung 1 2 derart mit der Kammer 3 verbunden, daß sich die Gasdrücke in Kolbenraum 10 und der Kammer 3 schnell ausgleichen können.A compensation chamber or piston chamber 10 for receiving a compensation piston or compensating piston or piston 80 is provided in an upper wall 9 of the exhaust gas supply 5. 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 1 0 is connected to the chamber 3 via a line or compensating line 1 2 in such a way that the gas pressures in the piston chamber 10 and the chamber 3 can quickly equalize.
Kolben 80, Ventilteller 60A und Druckplatte 40 sind miteinander in dieser Reihenfolge 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 1 4 angeordnet, über den das Hauptventil 60 gesteuert bzw. geregelt werden kann.Piston 80, valve plate 60A and pressure plate 40 are connected to one another in this order via a rod 13. An actuating device in the form of an electrical magnet or proportional magnet 1 4, via which the main valve 60 can be controlled or regulated, is arranged on a side of the rod 1 3 opposite the piston 80.
Der Gasdruck in der Einmündung 1 des rückgeführten Abgasstroms in das Frischgas ist unter Betriebsbedingungen p3, in der Kammer 3 zwischen Ventilteller 60A und Druckplatte 40 herrscht der Gasdruck p3' und in der Abgaszufüh- rung 5 liegt der Gasdruck p5 vor. In allen für die Abgasrückführung relevantenThe gas pressure in the mouth 1 of the recirculated exhaust gas flow into the fresh gas is p 3 under operating conditions, the gas pressure p 3 ′ prevails in the chamber 3 between the valve plate 60A and the pressure plate 40, and the gas pressure p 5 is present in the exhaust gas supply 5. In all relevant for exhaust gas recirculation
Betriebspunkten eines Saugmotors gilt p5 > p3. Ein positives, d.h. umgekehrtes Spülgefälle p5 < p3 kann unter Umständen bei mechanischer oder durch einen Turbolader bewirkter Aufladung des Motors auftreten.Operating points of a naturally aspirated engine are p 5 > p 3 . A positive, ie reverse, purge gradient p 5 <p 3 may occur when the engine is mechanically or turbocharged.
Durch den mit der Druckplatte 40 verbundenen Strömungswiderstand kommt es bei geöffnetem Hauptventil 60 zu einer Erhöhung des Gasdruckes p3' in der Kammer 3 gegenüber dem Gasdruck p3 in der Einmündung 1 . Es gilt somit p5 > P3' > P3* Bei einer Öffnung des Abgasrückführungs- bzw. Hauptventils 60 wird somit das Abgas in der Regel in der gewünschten Richtung, d.h. von der Abgaszuführung 5 in Richtung der Einmündung 1 , strömen. Die durchgesetzte Abgasmenge hängt hierbei im wesentlichen vom Öffnungsquerschnitt des Hauptventils und vom Gasdruckgefälle über das Hauptventil 60, d.h. von der Druckdifferenz p5 - p3' ab.The flow resistance connected to the pressure plate 40 leads to an increase in the gas pressure p 3 ′ in the chamber 3 compared to the gas pressure p 3 in the mouth 1 when the main valve 60 is open. Hence p 5 > P 3 '> P 3 * When the exhaust gas recirculation or main valve 60 is opened, the exhaust gas will therefore generally flow in the desired direction, ie from the exhaust gas supply 5 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 and on the gas pressure gradient across the main valve 60, ie on the pressure difference p 5 -p 3 '.
Zur Minimierung des Einflusses dieses Druckgefälles bzw. dieser Druckdifferenz p5 - p3 bzw. p5 - p3' auf die durchgesetzte Abgasmenge dient die Druckplatte 40. Durch eine geeignete Wahl von Form und Durchmesser der Druckplatte 40 und einer Gestaltung des Gasübertritts von der Kammer 3 zur Einmündung 1 zwischen einer Kammerwand bzw. Wand 8 und äußerem Umfang der Druckplatte 40 und/oder durch die Druckplatte 40 hindurch, kann erreicht werden, daß sich bei Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Druckgefälles p5 - p3 der freie Öffnungsquerschnitts des Hauptventils 60, d.h. der Öffnungsquerschnitt zwischen dem Ventilteller 60A und dem Ventilsitz 60B, gerade um einen solchen Betrag verkleinert bzw. vergrößert, so daß die durchgesetzte, rückgeführte Abgasmenge sich nicht mit den obigen Druckschwankungen bzw. Änderungen der Druckdifferenz ändert und eine bestimmbare bzw. vorbestimmte Größe aufweist bzw. so daß der Abgasanteil im Ausgangskanal 4 stromabwärts der Einmündung 1 konstant bleibt und eine bestimmbare bzw. vorbestimmte Größe aufweist. DerThe pressure plate 40 serves to minimize the influence of this pressure gradient or this pressure difference p 5 -p 3 or p 5 -p 3 'on the amount of exhaust gas that is passed through. By a suitable choice of the shape and diameter of the pressure plate 40 and a design of the gas transfer from the Chamber 3 for the mouth 1 between a chamber wall or wall 8 and the outer circumference of the pressure plate 40 and / or through the pressure plate 40, can be achieved that the free opening cross section of the main valve when increasing or decreasing the pressure gradient p 5 - p 3 60, that is to say the opening cross section between the valve plate 60A and the valve seat 60B, is reduced or increased precisely by such an amount that the recirculated exhaust gas quantity does not change with the above pressure fluctuations or changes in the pressure difference and a determinable or predetermined size has or so that the exhaust gas portion in the outlet channel 4 downstream of the mouth ung 1 remains constant and has a determinable or predetermined size. The
Durchsatz der rückgeführten Abgasmenge ist somit im wesentlichen unabhängig von den Schwankungen bzw. Variationen von frisch- und abgasseitigen Gasdruck (p5 und p3) an der Abgasrückführungseinrichtung, d.h. im wesentlichen unabhängig von Änderungen der Gasdruckdifferenz bzw. vom Druckgefälle p5 - p3.The throughput of the recirculated exhaust gas quantity is therefore essentially independent of the fluctuations or variations of fresh and exhaust gas pressure (p 5 and p 3 ) at the exhaust gas recirculation device, ie essentially independent of changes in the gas pressure difference or the pressure drop p 5 - p 3 .
Um die durchgesetzte, rückgeführte Abgasmenge weitestgehend vom Druckgefälle p5 - p3 durch eine solche Gestaltung der Druckplatte 40 und des Gasübertritts an dieser unabhängig zu machen, ist es vorteilhaft, den Kraftbeitrag der in der Stange 1 3 wirkenden Kraft aufgrund des Druckgefälles p5 - p3' zu kompensieren, damit dieser Kraftbeitrag nicht zu einem unerwünschten Öffnen oder Schließen des Hauptventils 60 führt, was die angestrebte Steuerung bzw. Regelung des Abgasdurchsatzes mit der Durckplatte 40 erschweren würde. Diese in der Stange 1 3 wirkende Kraft ist hierbei stark vom Druckgefälle p5 - p3' über das Hauptventil 60 abhängig. Bei geschlossenem Hauptventil 60 wirkt ohne den Kolben 80 und ohne die Leitung 1 2 in der Stange 1 3 die Kraft, die sich aus dem Druckgefälle p5 - p3 und einer Querschnittsfläche bzw. eines Querschnitts F3 des Ventiltellers 60A ergibt. In erster Näherung ist bei geöffnetem Ventil die in der Stange 1 3 wirkende Kraft durchIn order to make the throughput, recirculated exhaust gas quantity largely independent of the pressure drop p 5 -p 3 by such a design of the pressure plate 40 and the gas transfer thereon, it is advantageous to make the force contribution of the force acting in the rod 1 3 due to the pressure drop p 5 - p 3 'to compensate so that this force contribution does not lead to an undesired opening or closing of the main valve 60, which would make it more difficult to control or regulate the exhaust gas throughput with the pressure plate 40. This force acting in the rod 1 3 is strongly dependent on the pressure drop p 5 - p 3 'via the main valve 60. When the main valve 60 is closed, the force which results from the pressure drop p 5 -p 3 and a cross-sectional area or cross-section F 3 of the valve plate 60A acts without the piston 80 and without the line 1 2 in the rod 1 3. In a first approximation, when the valve is open, the force acting in the rod 1 3 is due to
( p5 - p3') x F3 + (p3' - p3) x F4 + C6 x S6 (p 5 - p 3 ') x F 3 + (p 3 ' - p 3 ) x F 4 + C 6 x S 6
gegeben, wobei F4 eine wirksame Querschnittsfläche der Druckplatte 40 ist undwhere F 4 is an effective cross-sectional area of the pressure plate 40 and
C6 die Federkonstante der Feder 6 und S6 ihre Auslenkung aus der Gleichge¬ wichtslage bezeichnen. Hierbei übt der Magnet bzw. Proportionalmagnet 1 4 zunächst keine Kraft auf die Stange 1 3 aus.C 6, the spring constant of the spring 6, and S 6 weight management their deflection out of the Equilibrium ¬ call. Here, the magnet or proportional magnet 1 4 initially does not exert any force on the rod 1 3.
Eine Kompensation der KraftA compensation of the force
(p5 - p3') x F3 (p 5 - p 3 ') x F 3
erfolgt durch den Kolben 80, der die gleiche wirksame Fläche bzw. Angriffs- fläche 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.is effected 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.
Bevorzugt wird die Betätigung des Hauptventils 60 der Abgasrückführungsein- richtung im wesentlichen durch den elektrischen Proportionalmagneten 1 4 über die Stange 1 3 erzielt, wobei bei dem Proportionalmagneten 1 4 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. Fig. 1 A zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine weitere Möglichkeit der Kompensation der in der Stange 1 3 wirkenden Kraft (p5 - p3') x F3 darin besteht, einen zweiten Ventilteller 60A' von bevorzugt geringfügig größerem Durchmesser als Ventilteller 60A vorzusehen, um die auf auf den Ventilteller 60A wirkende Kraft genau zu kompresieren. Dieser Ventilteller 60A macht eine abgasführende, also ausreichend dimensionierte Kompensationsleitung 1 2A in den Raum 3 erforderlich.The actuation of the main valve 60 of the exhaust gas recirculation device is preferably achieved essentially by the electrical proportional magnet 1 4 via the rod 1 3, the force being dependent on the proportional magnet 1 4 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. However, it is also possible to combine other actuations of the main valve 60, such as mechanical, pneumatic, hydraulic and electromotive, with the pressure compensation described. 1A shows a further embodiment of the invention, in which a further possibility of compensating for the force acting in the rod 13 (p 5 -p 3 ') x F 3 is a second valve disk 60A', preferably of slightly larger diameter to be provided as a valve plate 60A in order to precisely compress the force acting on the valve plate 60A. This valve plate 60A requires an exhaust gas-carrying, ie sufficiently dimensioned compensation line 1 2A into the room 3.
Weitere Möglichkeiten der Kompensation der in der Stange 1 3 wirkenden Kraft (p5 - p3') x F3 bestehen darin, Ventile bzw. Hauptventile zu verwenden, die in gleicher oder nahezu gleicher Weise und gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig in Richtung des Abgasstromes und in Gegenrichtung zu ihm öffnen.Further possibilities of compensating for the force acting in the rod 1 3 (p 5 -p 3 ') x F 3 are to use valves or main valves which operate in the same or almost the same way and simultaneously or almost simultaneously in the direction of the exhaust gas flow and open in the opposite direction to it.
Ein auf einer solchen Druckkompensation beruhende weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 2 dargestellt. In einfachster Weise kann hierbei alsAnother embodiment of the invention based on such pressure compensation is shown in FIG. In the simplest way it can be
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.Zumeß- or control member 61 use a throttle valve 61 A, which is connected via a lever 1 5 with the rod 1 3. It is advantageous here that the desired pressure compensation is possible with the simplest mechanical design. However, it is disadvantageous that the valve or main valve 61 formed with the throttle valve 61 A is not hermetically gas-tight in the closed state.
Figur 3 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 Abgasströmungsrichtung und ein weiterer Ventilteller 62 linear, aber entgegengesetzt zur Abgas¬ strömungsrichtung 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 derFigure 3 shows a further embodiment of the invention. Here, a further possibility of the pressure compensation is employed, in which a valve head 62A of a main valve 62 in a circular arc in the exhaust gas flow direction, and another valve disc 62 linear, but opposite to the exhaust gas is guided ¬ flow direction. One of the valve plates 62A is in this case fixed to an L-shaped lever 1 9, which is pivotally connected to the rod 1 3, the lever 1 9 being pivotally mounted in its center on a stationary wall projection 1 7. The other valve plate 62A is at the upper end of the
Stange 1 3 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 der Abgaszuführung 5 und der Kammer 3 kompensieren. Statt Kreisbahnen und eine lineare Ventiltellerfüllung zu verwenden, sind auch zwei lineare Ventiltellerführungen oder zwei Kreisbahnführungen möglich.Pole 1 3 set. The arrangement of the lever 1 9 and the effective areas of the valve plate 62A for the gas pressure are chosen so that the forces acting on the rod 1 3 due to the pressure gradient between the Compensate exhaust gas supply 5 and chamber 3. Instead of using circular paths and a linear valve plate filling, two linear valve plate guides or two circular path guides are also possible.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung ähnlich zu Figur 2, bei der als Hauptventil ein Kugel-, Kegel- oder Zylinderventil 63 vorgesehen ist, um die gewünschte Druckkompensation zu ermöglichen.FIG. 4 shows a further embodiment of the invention similar to FIG. 2, in which a ball, cone or cylinder valve 63 is provided as the main valve in order to enable the desired pressure compensation.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die die Nachteile, der anhand von Figur 1 beschriebenen Ausführungsform mit dem Kolben 80, zu überwinden sucht. Bei der anhand von Figur 1 beschriebenen Ausführungsform ist kein vollständig mechanisch reibungsfreier Betrieb des Kolbens 80 möglich und bei geschlossenem Hauptventil 60 kann noch eine Verbindung zwischen der Abgaszuführung 5 und der Einmündung 1 bestehen, so daß noch Abgas auf die Saugseite des Motors fließen kann. Dies kann verhindert werden, indem derFIG. 5 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. 1. In the embodiment described with reference to FIG. 1, completely mechanically frictionless operation of the piston 80 is not possible and, with the main valve 60 closed, there can still be a connection between the exhaust gas supply 5 and the mouth 1, so that exhaust gas can still flow to the intake side of the engine. This can be prevented by the
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 ge- schaffen werden. In der Ausführungsform der Figur 5 ist eine Hebelübersetzung mit einem an einem Vorsprung der Wand 8 einseitig schwenkbar gelagerten Hebelarm 21 , 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 demPiston 80 is replaced by a membrane 81 which has the same or a different effective area or cross section as 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 13. In the embodiment of FIG. 5 is a lever transmission with a lever arm 21 which is pivotally mounted on one side on a projection of the wall 8 and which can be brought into engagement with the rod 13 on both sides (alternative A) or on one side (alternative B). The compensation force that arises due to the pressure drop across the membrane 81 is with a compensation arm that with the membrane 81 on the one hand and pivotable with the
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 wird so auf die alte Kompensationskraft des Kolbens F80 x p5 herunterübersetzt.Lever arm 21 is connected on the other hand, transferred to the rod 1 3 according to the predetermined translation. In the case of one-sided engagement according to alternative B, 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 is translated down to the old compensation force of the piston F 80 xp 5 .
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.A corresponding embodiment with a lever ratio is also in Versions with pistons are recommended 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.
Figuren 6 und 7 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 1 beschriebenen Ausführungsform auskommt. An die Stelle der den Ventilsitz tragenden Wand 60B, ist hierbei eine Membran 82 vorgesehen, die die Abgaszuführung 5 von der Kammer 3 trennt.Figures 6 and 7 show further embodiments of the invention. In order to achieve space advantages and cost savings or to eliminate possible causes of damage, an embodiment is proposed which does not require the line 1 2 of the embodiment described with reference to FIG. 1. In place of the wall 60B supporting the valve seat, a membrane 82 is provided here, which separates the exhaust gas supply 5 from the chamber 3.
Ein Ventilsitz eines Ventiltellers 64A eines Hauptventils 64 ist hierbei in der Membran 82 ausgebildet. Das rückzuführende Abgas strömt durch einen hohlen Druckplattenkörper bzw. um die Druckplatte 41 herum in Richtung der Ein¬ mündung 1 .A valve seat of a valve plate 64A of a main valve 64 is hereby formed in the membrane 82. The recirculated exhaust gas to flow through a hollow body or pressure plate to the pressure plate 41 around the mouth in the direction of A ¬. 1
Bei der Ausführungsform von Figur 6 ist ein Drehpunkt 23 für eine Hebelübersetzung 24 über einen Stern 25 starr mit den ortsfesten Rohrleitungen verbunden.In the embodiment of FIG. 6, a fulcrum 23 for a lever transmission 24 is rigidly connected to the stationary pipes via a star 25.
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform werden die drehbar gelagerten Hebel 27 über Stangen 28 betätigt, die aus Gründen des Gaswiderstandes in derIn the embodiment shown in Figure 7, the rotatably mounted levers 27 are actuated via rods 28 which, for reasons of gas resistance in the
Einmündung 1 zweckmäßigerweise in Strömungsrichtung von der Frischgaszuführung 2 zu dem Ausgangskanal 4 vor und hinter der Stange 1 3 liegen. Der Hebelmechanismus 27 ist hier wegen der Verschmutzungs- und Korrosions¬ gefahr sowie aus Temperaturgründen aus dem Bereich entfernt, der durch Abgas bespült wird. Die übersetzte Kompensationskraft wird wiederum über die StangeThe junction 1 expediently lies in the flow direction from the fresh gas supply 2 to the outlet channel 4 in front of and behind the rod 13. The lever mechanism 27 is located here because of the contamination and corrosion ¬ danger and temperature reasons from the area, which is flushed by exhaust gas. The translated compensation force is in turn over the bar
1 3 auf den Ventilteller des Hauptventils 64 übertragen und führt zu einem Ausgleich der zu kompensierenden Kraftkomponente.1 3 transferred to the valve plate of the main valve 64 and leads to a compensation of the force component to be compensated.
Figur 8 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform der hohlen Druckplatte bzw. des Druckkörpers 41 , der für die anhand von Figur 6 und 7 beschriebenenFIG. 8 shows an expedient embodiment of the hollow pressure plate or of the pressure body 41, for the one described with reference to FIGS. 6 and 7
Ausführungsformen vorgesehen ist. Aus akustischen, mechanischen und strömungstechnischen Abstimmungsgründen kann es vorteilhaft sein, daß möglichst wenig Abgas um den Außenrand bzw. äußeren Umfang dieses Druckkörpers 41 herumtritt, sondern hauptsächlich durch die dafür vorgesehenen Strömungsöffnungen bzw. Gasdurchtrittsöffnungen 29, die düsenartig ausgebildet sein können.Embodiments are provided. For acoustic, mechanical and fluidic reasons, it can be advantageous that as little exhaust gas as possible around the outer edge or outer circumference of this pressure element 41 passes around, but mainly through the flow openings or gas passage openings 29 provided for this purpose, which can be designed like a nozzle.
Figur 9 zeigt, daß die die Druckplatte 42 umfassende Wand 8' aus Abstimmungsgründen auch anders als rein zylindrisch geformt sein kann.FIG. 9 shows that the wall 8 'surrounding the pressure plate 42 can also be shaped differently than purely cylindrical for reasons of coordination.
Figur 1 0 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei ist in der Abgaszuführung 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 der Abgaszuführung 5 befestigt ist. Der Ventilteller 65A weist eine Durchlaßöffnung 30 auf, die die Kammer 3 mit dem Innenraum des Balgs 84 gasdurchlässig verbindet, wodurch sich ein Druckausgleich zwischen der Kammer 3 und dem Innenraum des Balgs 84 ausbilden kann. Vergrößert sich das Druckgefälle p5 -p3', so zieht sich derFigure 1 0 shows a further embodiment of the invention. In this case, a bellows 84 is provided in the exhaust gas supply 5, which is attached on one side to a valve plate 65A of a main valve 65 and on its other side opposite in the longitudinal direction on the upper wall 9 of the exhaust gas supply 5. The valve plate 65A has a passage opening 30, which connects the chamber 3 to the interior of the bellows 84 in a gas-permeable manner, as a result of which pressure equalization can form between the chamber 3 and the interior of the bellows 84. If the pressure drop p 5 -p 3 'increases, the pressure increases
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, das diese Kraft die Druckkompensationsfunktion übernimmt.Bellows 84 together in its longitudinal direction, thereby exerting a force in the opening direction of the main valve 65 on the valve plate 65A. The bellows 84 should be designed so that this force takes over the pressure compensation function.
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.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.
Eine auf dieser Basis beruhende Ausführungsform ist statt mit einem Balg auch mit einem Kolben 85 möglich, wie in Figur 1 1 dargestellt ist. Ein hohler Ventilkörper 66A eines Hauptventils 66 verbindet in gasdurchlässiger Weise die Kammer 3 mit dem Kompensationsraum 1 0, der den Kolben 85 aufnimmt, wodurch die Kompensation der mit dem Druckgefälle p5 - p3' verbunden 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 2 sein, bei der die hermetische Abdichtung zwischen der Abgaszuführung 5 und der Einmündung 1 nicht durch einen Dichtungsring 31 am Kolben 85 wie in Fig. 1 1 , 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 das innere Ventil 32 und damit das Hauptventil 67 geschlossen. Wird das innere Ventil 32 durch den Vorhub geöff- net, ergibt sich wegen einer Drosselstelle zwischen dem äußerem Umfang desAn embodiment based on this is also possible with a piston 85 instead of a bellows, as shown in FIG. 11. A hollow valve body 66A of a main valve 66 connects the chamber 3 in a gas-permeable manner to the compensation space 10 , which receives the piston 85, whereby the force associated with the pressure drop p 5 -p 3 'can be compensated. However, in this embodiment the piston-specific disadvantages of friction and incomplete tightness occur again. An embodiment according to FIG. 1 2 can therefore be advantageous, in which the hermetic seal between the exhaust gas supply 5 and the mouth 1 is not provided by a sealing ring 31 on the piston 85 as in FIG. 1 1, 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 keeps the inner valve 32 and thus the main valve 67 closed. If the inner valve 32 is opened by the preliminary stroke, a throttling point results between the outer circumference of the valve
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', wodurch der Druckausgleich hergestellt ist. Beeinflußbar ist der Druckausgleich durch Wahl des Durchmesserverhält- nisses von der wirksamen Fläche des Kolbens 86 zur der des Ventiltellers 67A und durch die Verhältnisse der Öffnungsquerschnitte der Drosselstelle und dem inneren Ventil 32.Piston 86 and the wall 1 1, the cross section of which must be small compared to that of the passage opening 30 in the valve body 67A, the pressure p 3 'above the piston 86 in the compensation space 1 0, as a result of which the pressure compensation is established. The pressure compensation can be influenced by the choice of the diameter ratio of the effective area of the piston 86 to that of the valve plate 67A and by the ratio of the opening cross sections of the throttle point and the inner valve 32.
Figur 1 3 zeigt eine weitere Ausführung der Abgasrückführungseinrichtung mit Druckkompensation ähnlich zu der in Figur 1 2 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.Figure 1 3 shows a further embodiment of the exhaust gas recirculation device with pressure compensation similar to the embodiment shown in Figure 1 2, with the difference that here the main valve 68 with valve plate 68A together with an inner valve 32 not only by the spring 6, but also forcibly by the rod 1 3 is taken in the closing direction.
Figur 1 4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Abgasrückführungseinrichtung 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.Figure 1 4 shows a particularly preferred embodiment of the exhaust 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.
Anstelle einer solchen Betätigung des inneren Ventils über die Stelleinrichtung 14 kann wahlweise auch eine eigens für die Betätigung des inneren Ventils vorgesehene Innenventilstelleinrichtung bereitgestellt sein, die unabhäniges Be- 1 7Instead of such an actuation of the inner valve via the actuating device 14, an inner valve actuating device provided specifically for actuating the inner valve can also be provided, which independently 1 7
Die Zungen 55 sind hierbei an einer Seite der Druckplatte 44 festgelegt. Eine weitere Verfeinerung der Abstimmung ist möglich durch die Anzahl der Öffnungen 29' und durch die Wahl der Durchmesser der Gasdurchtrittsöffnungen 29' .The tongues 55 are fixed on one side of the pressure plate 44. A further refinement of the tuning is possible through the number of openings 29 'and through the choice of the diameter of the gas passage openings 29'.
Weiter vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Gasdurchtrittsöffnungen 29' von vornherein ausreichend groß gewählt werden und mit einer federbelasteten, an ihrem Rande abdichtenden Platte bzw. Abdichtplatte 56 verschlossen werden, wie in der in Figur 1 5 dargestellten Ausführungsform gezeigt ist. Die Abdichtplatte 56 öffnet sich in Abhängigkeit von der Druckdifferenz p3' - p3 mehr oder minder in einen sie umschließenden Topf 58 hinein, wobei sie längliche Öffnungen bzw. Durchlässe 59 freigibt, deren Öffnungscharakteristik bei der Abstimmung zu ermitteln ist. Über die Formgebung solcher Durchlässe können, solange sie stetig bleiben, sogar beliebige Kraft- Durchsatzcharakteristiken realisiert werden.An embodiment is also advantageous in which the gas passage openings 29 'are chosen to be sufficiently large from the outset and are closed with a spring-loaded plate or sealing plate 56 which seals at their edges, as shown in the embodiment shown in FIG. Depending on the pressure difference p 3 '- p 3, the sealing plate 56 opens more or less into a pot 58 surrounding it, whereby it opens up elongated openings or passages 59, the opening characteristics of which are to be determined during the tuning. As long as they remain constant, the shape of such passages can even be used to implement any force-throughput characteristics.
Je nach Abstimmung der Durchmesserverhältnisse der Kolben bzw. Membranen oder Bälge 80-89 zu den jeweiligen Hauptventilen 60-69 können bei Drücken p3 > p5, die beispielsweise bei einem positiven Spülgefälle durch einen Turbolader oder bei einer mechanischen Aufladung eines Motors auftreten können, sich dieDepending on the coordination of the diameter ratios of the pistons or membranes or bellows 80-89 to the respective main valves 60-69, pressures p 3 > p 5 , which can occur, for example, in the event of a positive purge gradient due to a turbocharger or when a motor is mechanically charged, yourself
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 Stelleinrichtung eine elektromotorische, pneumatische, hydraulische oder mechanische Betätigung der inneren Ventile vorgesehen ist.Open valves 60, 64, 65, 66, 67, 68, 69, which would lead to loss of charge air. One way to counteract this is to reverse the polarity of the magnet when using a permanent magnet as an armature or a corresponding measure if an electromotive, pneumatic, hydraulic or mechanical actuation of the inner valves is provided as the actuating device.
Eine andere Möglichkeit besteht bei den ab Fig. 1 2 gezeigten Ausführungsformen 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 Kammer 3 und oberhalb des Kolbens 86 bzw. 89 anliegen, so daß das Hauptventil 67 bis 69 durch beispielsweise eine Feder geschlossen werden 1 6 tätigen von Hauptventil und innerem Ventil ermöglicht (nicht dargestellt).Another possibility in the embodiments shown in FIG. 1 2 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 present below the main valve 67 to 69 in the chamber 3 and above the piston 86 or 89, so that the main valve 67 to 69 are closed by a spring, for example 1 6 of main valve and inner valve enabled (not shown).
Optional kann eine Schutzhülse bzw. Hülse 36 vorgesehen sein, die den Gleitsitz des Kolbens 89 in einer 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 Innenventilkompensa- tionsraum 1 0' darstellt, so klein wie möglich zu machen, damit der jeweils gewünschte Druck (p5 im geschlossenen und p3' im geöffneten Zustand) sich möglichst schnell ausbildet und so wenig Abgas wie möglich in diesen Innenven- tilskompensationsraum 10' eintreten kann. Der Gasdruck in dem Innnenventil- kompensationsraum 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 unterenA protective sleeve or sleeve 36 can optionally be provided, which protects the sliding fit of the piston 89 in a 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 desired pressure (p 5 in the closed and p 3 'in the open state) is formed as quickly as possible and as little exhaust gas as possible can enter this inner valve compensation space 10'. The gas pressure in the inner valve compensation space is denoted by p 10 '. If advantageous for coordination and / or against contamination, a sealing ring 50, which partially seals an opening gap between the piston 89 and the guide sleeve 37, can be used. In order to facilitate the threading of the piston 89 into the guide sleeve 37, this has at its lower
Ende eine Anschrägung an deren Innendurchmesser erhalten. Eine Stauplatte 52 wird vorgesehen, um die verfälschende Wirkung des Staudrucks, der aus dem Öffnungsquerschnitts des Hauptventils 69 strömenden Gase auf eine Druckplatte 44 zu eliminieren, d.h. es soll verhindert werden, daß der durch das Hauptventil von der Abgaszuführung 5 in Richtung der Einmündung 1 strömende Abgasstrom direkt auf die Druckplatte 44 aufströmt, da dies einen unerwünschten Impulsübertrag mit einer damit verfälschenden Auswirkung auf die Steuerungsbzw. Regeleigenschaften der Abgasrückführungseinrichtung haben kann. Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, einen Kragen 53 der Stauplatte 52 so hoch wie möglich in das Hauptventil 69 hineinzuziehen. Die Stauplatte 52 kann hierbei vorteilhafterweise gleichzeitig die obere Führung der Stange 1 3 übernehmen. Eine solche obere Führung der Stange 1 3 ist auch durch die Druckplatte 44, den Stift 35, eine Membran oder einen Balg möglich.Get a chamfer on the inside diameter. A baffle plate 52 is provided to eliminate the distorting effect of the back pressure of the gases flowing from the opening cross section of the main valve 69 on a pressure plate 44, i.e. it is to be prevented that the exhaust gas stream flowing through the main valve from the exhaust gas supply 5 in the direction of the junction 1 flows directly onto the pressure plate 44, since this causes an undesired impulse transmission with a distorting effect on the control or. Control properties of the exhaust gas recirculation device can have. It has proven to be particularly advantageous to pull a collar 53 of the storage plate 52 into the main valve 69 as high as possible. The storage plate 52 can advantageously take over the upper guidance of the rod 13 at the same time. Such upper guidance of the rod 1 3 is also possible through the pressure plate 44, the pin 35, a membrane or a bellows.
Als vorteilhaft hat sich erwiesen, Öffnungen bzw. Gasdurchtrittsöffnungen 29' in der Druckplatte 44 auch als federbelastete Ventile auszubilden. Eine solche Ausführungsform ist in Figur 1 4 dargestellt, bei der die Gasdurchtrittsöffnungen 29' durch federnde Zungen 55 unterschiedlicher Federsteifigkeit abgedeckt sind. könnte. Der geringfügige Ladeluftverlust über eine Drosselstelle zwischen Führungshülse 1 1 bzw. 37 und Kolben 86 bzw. 89 ist verkraftbar. It has proven to be advantageous to also form openings or gas passage openings 29 'in the pressure plate 44 as spring-loaded valves. Such an embodiment is shown in FIG. 1 4, in which the gas passage openings 29 'are covered by resilient tongues 55 of different spring stiffness. could. The slight charge air loss via a throttle point between the guide sleeve 1 1 or 37 and piston 86 or 89 is manageable.
"Abgasrückführungseinrichtung""Exhaust gas recirculation device"
BezugszeichenlisteReference list
1. Einmündung1st confluence
2. Frischgaszuführung2. Fresh gas supply
3. Kammer3rd chamber
4. Ausgangskanal4th output channel
5. Abgaszuführung5. Exhaust gas supply
6. Feder6. Spring
6'. Feder6 '. feather
8. Wand8. Wall
8'. Wand8th'. wall
9. Wand9. Wall
10. Kompensationsraum10. Compensation room
11. obere Wand11. Upper wall
12. Kompensationsleitung12. Compensation line
12A. Kompensationsleitung12A. Compensation line
13. Stange13th rod
14. Magnet oder Proportionalmagnet14. Magnet or proportional magnet
15. Hebel15. Lever
17. Wandvorsprung17. Wall projection
19. Hebel19. Lever
21. Hebelarm21. Lever arm
23. Drehpunkt23 pivot point
24. Hebelübersetzung24. Lever ratio
25. Stern25th star
27. Hebel27. Lever
28. Stangen28 sticks
29. Gasdurchtrittsöffnungen29. Gas passage openings
29'. Gasdurchtrittsöffnungen 30. Durchlaßöffnung29 '. Gas passage openings 30. passage opening
31 . Dichtungsring31 Sealing ring
32. inneres Ventil32. inner valve
33. inneres Ventil 34. inneres Ventil33. inner valve 34. inner valve
35. Stift35th pen
36. Schutzhülse36. Protective sleeve
37. Führungshülse37. guide sleeve
38. Deckel 40. Druckplatte38. Lid 40. Pressure plate
41 . Druckkörper41. Pressure hull
42. Druckplatte 44. Druckplatte 50. Dichtungsring 52. Stauplatte42. pressure plate 44. pressure plate 50. sealing ring 52
53. Kragen53. collar
55. Zungen55. tongues
56. Abdichtplatte 58. Topf 59. Öffnungen56. Sealing plate 58. Pot 59. Openings
60. Hauptventil60. main valve
60A. Ventilplatte60A. Valve plate
60A' . Ventilplatte60A '. Valve plate
60B. Ventilsitz bzw. Wand 61 . Hauptventil60B. Valve seat or wall 61. Main valve
61 A. Drosselklappe61 A. Throttle valve
62-69. Hauptventil62-69. Main valve
62A-69A. Ventilplatten62A-69A. Valve plates
80. Kolben 81 -82. Membran80. Pistons 81-82. membrane
84. Balg84 bellows
85. Kolben 87-89. Kolben 85. Pistons 87-89. piston

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Abgasrückführungseinrichtung zum Rückführen von Abgas in eine Gaszu- führung von Motoren, insbesondere von Kraftfahrzeugmotoren, mit einer1 . Exhaust gas recirculation device for returning exhaust gas into a gas supply of engines, in particular motor vehicle engines, with a
Abgaszuführung (5) , einer Frischgaszuführung (2) und einem in die Gaszuführung mündenden Ausgangskanal (4), wobei zumindest die Abgaszuführung (5) und die Frischgaszuführung (2) über ein Steuerorgan (60-69) zum Zumessen von Abgas miteinander in Verbindung stehen und auf der der Frischgaszuführung zugewandten Seite des Steuerorgans (60-69) eine Druckplatte (40-44) angeordnet ist, die den Einfluß von auf der Abgas- (p5) und Frischgasseite (p3,p3') auftretenden und sich auf den Abgasdurchsatz auswirkenden Druckschwankungen minimiert.Exhaust gas supply (5), a fresh gas supply (2) and an outlet channel (4) opening into the gas supply, at least the exhaust gas supply (5) and the fresh gas supply (2) being connected to one another via a control element (60-69) for metering exhaust gas and on the side of the control member (60-69) facing the fresh gas supply, a pressure plate (40-44) is arranged, which influences and occurs on the exhaust gas (p 5 ) and fresh gas side (p 3 , p 3 ') minimizes pressure fluctuations affecting exhaust gas throughput.
2. Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Steuerorgan2. Exhaust gas recirculation device according to claim 1, wherein the control member
(60-69) durch eine mechanische, pneumatische, hydraulische, magnetische oder elektrische Stelleinrichtung (14), insbesondere einen elektrischen Magneten bzw. Proportionalmagneten (14), betätigbar ist.(60-69) can be actuated by a mechanical, pneumatic, hydraulic, magnetic or electrical actuating device (14), in particular an electrical magnet or proportional magnet (14).
3. Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Kompensationseinrichtung (80; 81 ; 82; 84; 85; 86; 89), insbesondere in Form eines Kolbens (80; 85; 86; 89), einer Membran (81 ) und/oder eines Balgs (84) vorgesehen ist, um Kräfte zu kompensieren, die aufgrund einer Druckdifferenz zwischen abgasseitigen und frischgasseitigen Gasdrücken (p5 - p3, p5 - p3') auf das Steuerorgan (60-69) wirken.3. Exhaust gas recirculation device according to claim 1 or 2, wherein a compensation device (80; 81; 82; 84; 85; 86; 89), in particular in the form of a piston (80; 85; 86; 89), a membrane (81) and / or a bellows (84) is provided to compensate forces which act on the control member (60-69) due to a pressure difference between gas-side and fresh-gas side gas pressures (p 5 - p 3 , p 5 - p 3 ').
4. Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Seite der Kompensationseinrichtung (80-89) mit dem abgasseitigen Gasdruck (p5) und die andere Seite der Kompensationseinrichtung (80-89) mit dem frisch- gasseitigen Gasdruck (p3 bzw p3.) beaufschlagt wird.4. Exhaust gas recirculation device according to claim 3, wherein one side of the compensation device (80-89) with the exhaust gas pressure (p 5 ) and the other side of the compensation device (80-89) with the fresh gas-side gas pressure (p 3 or p 3. ) is applied.
5. Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kompensationseinrichtung (81 ;82) über eine kinematische Übersetzung, insbeson- dere 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) zu kompensieren.5. Exhaust gas recirculation device according to claim 3 or 4, wherein the compensation device (81; 82) acts on the control member (60; 64) via a kinematic ratio, in particular a lever ratio (21; 24), by a difference between for the gas pressure to compensate effective areas on the one hand of the control member (60; 64) and on the other hand of the compensation device (81; 82).
6. Abgasrückführungseinrichtung nach Anspruch 3 bis 5, wobei die Kompensationseinrichtung (80-82; 84-86;89), das Steuerorgan (60-69) und die Druckplatte (40; 41 ; 42; 44) kraftwirksam miteinander verbunden und über die Stelleinrichtung ( 1 4) steuerbar sind.6. Exhaust gas recirculation device according to claim 3 to 5, wherein the compensation device (80-82; 84-86; 89), the control member (60-69) and the pressure plate (40; 41; 42; 44) forcefully connected to each other and via the actuating device (1 4) are controllable.
7. Abgasrückführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen7. Exhaust gas recirculation device according to one or more of the previous ones
Ansprüche, wobei eine ortsfeste Stauplatte (52) vorgesehen ist, um ein direktes Aufströmen eines aus dem Steuerorgan (60 - 69) strömenden Abgasstroms auf die Druckplatte (40; 41 ; 42; 44) zu verhindern.Claims, wherein a stationary baffle plate (52) is provided in order to prevent a direct flow of an exhaust gas stream flowing from the control member (60-69) onto the pressure plate (40; 41; 42; 44).
8. Abgasrückführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen8. Exhaust gas recirculation device according to one or more of the previous ones
Ansprüche, wobei das Steuerorgan (60;64;65) durch eine Federwirkung einer Membran (81 ; 82) oder eines Balgs (84) in Schließrichtung vorgespannt ist, wobei insbesondere zusätzlich eine Feder (6; 6') zur Unterstützung der Vorspannung vorgesehen sein kann.Claims, wherein the control member (60; 64; 65) is pretensioned in the closing direction by a spring action of a membrane (81; 82) or a bellows (84), a spring (6; 6 ') in particular being additionally provided to support the pretension can.
9. Abgasrückführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die Druckplatte (40; 41 ; 42; 44) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß das Gas im wesentlichen durch genau definierte Öffnungen (29;29') in der Druckplatte (40; 41 ; 42; 44) strömt und möglichst wenig Gas um ihren äußeren Umfang herumströmt.9. Exhaust gas recirculation device according to one or more of the preceding claims, wherein the pressure plate (40; 41; 42; 44) is designed and arranged such that the gas substantially through precisely defined openings (29; 29 ') in the pressure plate (40; 41; 42; 44) flows and as little gas as possible flows around its outer circumference.
1 0. Abgasrückführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die Druckplatte (40; 44) mit zusätzlichen Einrichtungen (8'; 55; 56 - 59) ausgestattet ist, so daß bei geringen Abgasdurchsätzen das Abgas lediglich durch einen schmalen Spalt zwischen Druckplatte (40; 44) und Wand (8; 8') hindurchtritt bei wachsenden Druckunterschieden jedoch zusätzliche Gasdurchtrittsöffnungen (8'; 29'; 59) freigegeben wer- den.1 0. exhaust gas recirculation device according to one or more of the preceding claims, wherein the pressure plate (40; 44) with additional devices (8 ';55; 56 - 59) is equipped so that with low exhaust gas throughputs, the exhaust gas only passes through a narrow gap between the pressure plate (40; 44) and wall (8; 8'), but with increasing pressure differences, additional gas through-openings (8 '; 29 '; 59) can be released.
Abgasrückführungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei ein Gasdruck (p10') in einem Innenventilkompensations- raum ( 1 0') von dem Zusammenwirken eines inneren Ventils (34) mit einem Öffnungsspalt zwischen dem Kolben (89) und einer Führungshülse (37) desExhaust gas recirculation device according to one or more of the preceding claims, wherein a gas pressure (p 10 ') in an inner valve compensation space (1 0') from the interaction of an inner valve (34) with an opening gap between the piston (89) and a guide sleeve (37 ) of
Kolbens (89) gesteuert wird, wobei das innere Ventil (34) von der Stelleinrichtung ( 1 4) und/oder einer Innenventilstelleinrichtung betätigt wird. Piston (89) is controlled, the inner valve (34) being actuated by the actuating device (1 4) and / or an inner valve actuating device.
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