DE2105583A1 - Solenoid valve for exhaust gas recirculation in internal combustion engines - Google Patents
Solenoid valve for exhaust gas recirculation in internal combustion enginesInfo
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Description
R. 205
3.2.1971 Ks/KkR. 205
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Anlage zurAttachment to
Patent- und Anmeldung
Gebrauchsmusterhilf s-Patent and registration
Utility model aid s-
Magnetventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen Solenoid valve for exhaust gas recirculation in internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen, in denen bei bestimmten Betriebszuständen zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Atigasen ein Teil dieser Abgase von der Abgasleitung in die Luftansaugleitung zurückgeführt wird, mit einem über eine Ventilstange von einem als Stellglied arbeitenden Elektromagneten betätigbaren doppeltwirkenden Ventilschließglied, das in seiner einen Endstellung (Schließstellung) den Ventilsitz verschließt und dabei den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt, und das in seinerThe invention relates to a solenoid valve for exhaust gas recirculation in internal combustion engines, in which in certain operating conditions to reduce the harmful components in the atigases some of these exhaust gases are returned from the exhaust pipe to the air intake pipe a double-acting valve closing element which can be actuated via a valve rod by an electromagnet operating as an actuator, which in its one end position (closed position) closes the valve seat and thereby the passage which blocks exhaust gases through the valve housing, and that in his
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anderen Endstellung (Offenstellung) diesen Durchgang freigibt und dabei an einem Dichtsitz anliegt, der den Durchtritt der Abgase zu dem Stellglied verhindert.other end position (open position) releases this passage and in the process rests against a sealing seat that makes the passage prevents the exhaust gases to the actuator.
Ein bekanntes Magnetventil dieser Bauart (US-amerikanische Patentschrift 1 439 231), das jedoch als Gasventil in Verbindung mit gasbeheizten öfen verwendet wird, hat Mittel, die bei Betätigung des Elektromagneten das Ventilschließglied von der-Schließ- in die Offenstellung schnappen lassen, wobei das Ventilschließglied in seiner Offenstellung an einem Zwischenflansch anliegt und eine Führungsbohrung für die Ventilstange abdichtet. Diese Pührungsbohrung könnte bei Verwendung des Ventils als Abgasrückführungsventil trotz des schnellen Umschaltens durch die Schnapp-Einrichtung verschmutzen, was zum Ausfall des Ventils führen würde. Außerdem ist die Konstruktion des Stellgliedes sehr aufwendig, und es wäre durch die heißen Abgase gefährdet.A well-known solenoid valve of this type (US Pat. No. 1,439,231), which, however, is used as a gas valve is used with gas-fired ovens, has means that when the solenoid is actuated, the valve closing member snap from the closed to the open position, the valve closing member in its open position rests against an intermediate flange and seals a guide hole for the valve rod. This Pührungsbohrung could when the valve is used as an exhaust gas recirculation valve despite the quick switchover by the snap device contaminate, which would lead to failure of the valve. In addition, the construction of the actuator is very complex, and it would be at risk from the hot exhaust gases.
Ein anderes bekanntes Magnetventil ähnlicher Bauart zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen (deutsche Offenlegungsschrift 2 002 163 Fig. 2), in denen bei bestimmten Betriebszuständen zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen ein Teil dieser Abgase von dar Abgasleitung in die Luftansaugleitung zurückgeführt wird, mit einem als Stellglied arbeitenden Elektromagneten, dessen Magnetanker an seinem einen Ende ein Ventilschließglied hat, das in seiner einen Endstellung (Schließstellung) den Ventilsitz verschließt und dabei, den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt und das in seiner anderen Endstellung (Offenstellung) diesen Durchgang freigibt, hat den Nachteil, daß der Magnetanker direkt mit den Abgasen in Berührung kommt. Dabei kann die Magnetankerführung verschmutzen und den Anker blockieren, außerdem ist die Magnetwicklung durch die heißen Abgase besonders gefährdet. Another known solenoid valve of a similar design for exhaust gas recirculation in internal combustion engines (German Offenlegungsschrift 2 002 163 Fig. 2), in which at certain Operating conditions to reduce the harmful components in the exhaust gases a part of these exhaust gases from the exhaust pipe is returned to the air intake line, with an electromagnet working as an actuator, the magnet armature of which has a valve closing member at one end has that in its one end position (closed position) closes the valve seat and thereby, the passage of the Blocks exhaust gases through the valve housing and which in its other end position (open position) opens this passage, has the disadvantage that the armature comes into direct contact with the exhaust gases. The armature guide dirty and block the armature, and the magnet winding is particularly endangered by the hot exhaust gases.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil zur- Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen zu entwickeln, daß die genannten Nachteile bekannter Ventile, vermeidet, und das auch dann noch einwandfrei arbeitet, wenn im Abgas enthaltene Schmutzteilchen während des Umschaltens des Ventils am Ventilschließglied vorbeidringen.The invention is based on the object of developing a solenoid valve for exhaust gas recirculation in internal combustion engines, that the mentioned disadvantages of known valves, avoids, and that still works properly when in the exhaust gas Contained dirt particles during switching of the Pass the valve on the valve closing element.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stellglied in an sich bekannter Weise eine Führungsbohrung für die Ventilstange hat, und daß es mit dem Ventilgehäuse über ein dünnwandiges hülsenförmiges Abstandsrohr verbunden ist, welches aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.This object is achieved according to the invention in that the actuator has a guide bore in a manner known per se for the valve rod, and that it is connected to the valve housing via a thin-walled sleeve-shaped spacer tube is, which consists of a material with low thermal conductivity.
Um die Funktion des Ventils auch über eine lange Betriebszeit sicherzustellen, ist in einer weiteren Ausbildung der Erfindung der Innendurchmesser des Abstandsrohres ein Mehrfaches des Durchmessers der Ventilstange, und um eine bessere Kühlung des Abstandsrohres zu erreichen, ist das Abständsrohr mit Kühlrippen versehen.In order to ensure the function of the valve over a long period of operation, the Invention of the inner diameter of the spacer tube several times over the diameter of the valve rod, and to achieve better cooling of the spacer tube, that is Provide the spacer tube with cooling fins.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Show it:
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung des erfindungsgemäßen Magnetventils an der Brennkraftmaschine, 1 shows a simplified representation of the arrangement of the solenoid valve according to the invention on the internal combustion engine,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Magnetventil.Fig. 2 is a section through the solenoid valve.
An die Abgasleitung 10 einer Brennkraftmaschine 11, vorzugsweise eines Otto-Motors, ist eine Abgasrückführungs-To the exhaust pipe 10 of an internal combustion engine 11, preferably of an Otto engine, is an exhaust gas recirculation
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leitung 12 angeschlossen, die durch ein Magnetventil 13 in zwei Leitungsabschnitte 12a und 12b getrennt wird. Der zweite Leitungsabschnitt 12b mündet in die Luftansaugleitung 14· des Motors. Das Magnetventil 13, das nur.bei bestimmten Betriebszuständen, z.B. im Teillastbereich, die Rückführung eines Teiles der Abgase von der Abgasleitung 10 in die Luftansaugleitung 14 ermöglicht, ist über elektrische Leitungen 15 mit einem bekannten, nur andeutungsweise dargestellten elektrischen Steuergerät 16 verbunden. Die Steuersignale des Steuergeräts 16 können abhängig von veränderlichen Betriebsgrößen, wie Drehzahl, Saugrohrunterdruck und/oder Drosselklappenstellung sein. Das Magnetventil I3 ist zur deutlicheren Darstellung gegenüber dem Motor vergrößert und außerhalb des Motors gezeichnet, im praktischen Anwendungsfall ist es jedoch an den Motor 11 angeflanscht. Um grobe Verunreinigungen aus den Abgasen zu entfernen und sie von dem Magnetventil 13 fernzuhalten, kann wie strichpunktiert angedeutet,in den ersten Leitungsabschnitt 12a ein Filter I7 eingebaut werden. line 12 connected through a solenoid valve 13 in two line sections 12a and 12b is separated. The second line section 12b opens into the air intake line 14 of the motor. The solenoid valve 13, which only under certain operating conditions, e.g. in the partial load range, the return of part of the exhaust gases from the exhaust pipe 10 into the air intake pipe 14 allows, is via electrical lines 15 with a known, only hinted at electrical control unit 16 connected. The control signals of the Control unit 16 can be dependent on variable operating variables, such as speed, intake manifold vacuum and / or throttle valve position be. The solenoid valve I3 is enlarged compared to the engine and outside of the engine for a clearer illustration Motor drawn, in practical application, however, it is flanged to the motor 11. About gross impurities to remove from the exhaust gases and to keep them away from the solenoid valve 13, as indicated by dash-dotted lines, in the A filter I7 can be installed in the first line section 12a.
Das Magnetventil 13 hat, wie Fig. 2 zeigt, ein Ventilgehäuse 20 mit einem Einlaßstutzen 21 und einem rechtwinklig dazu angeordneten Auslaßstutzen 22. Beide Stutzen 21,22 münden in einer Ventilkammer 23. An der Einmündung des Einlaßstutzens 21 in die Ventilkammer 23 ist ein Ventilsitz 24, der durch ein Ventilschlxeßglied 25 verschließbar ist. Das Ventilschlxeßglied 25 ist über eine Ventilstange 26 mit dem Anker 27 eines als Stellglied arbeitenden Elektromagneten 28 verbvinden, der seinerseits über ein dünnwandiges, hülsenförmiges Abstandsrohr 3I an dem Ventilgehäuse 20 befestigt ist. Das Abstandsrohr 3I mit dem Innendurchmesser D ist aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, um eine Übertragung der von den heißen Abgasen an das Ventil-The solenoid valve 13 has, as FIG. 2 shows, a valve housing 20 with an inlet connection 21 and a right angle outlet nozzles 22 arranged for this purpose. Both nozzles 21, 22 open into a valve chamber 23 at the confluence of the inlet nozzle 21 in the valve chamber 23 is a valve seat 24 which can be closed by a valve closing member 25. The valve closing member 25 is connected via a valve rod 26 to the armature 27 of an electromagnet operating as an actuator 28, which in turn uses a thin-walled, sleeve-shaped spacer tube 3I attached to the valve housing 20 is. The spacer tube 3I with the inner diameter D is made of a material with low thermal conductivity in order to prevent the transfer of the hot exhaust gases to the valve
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gehäuse 20 abgegebenen Wärme auf den Elektromagneten 28 weitgehend zu verhindern. Vorzugsweise wird für dieses Abstandsrohr 31 hochlegierter Chromnickelstahl (V2A-Stahl) verwendet, der neben der geringen Wärmeleitfähigkeit auch den Vorteil großer Korrosionsfestigkeit hat. Zusätzlich sind Kühlrippen 32 aus· dünnem Blech mit guter Wärmeleitfähigkeit am Abstandsrohr 31 angebracht.Housing 20 to prevent heat emitted to the electromagnet 28 to a large extent. Preferably for this one Spacer tube 31 high-alloy chrome-nickel steel (V2A steel) used, which in addition to the low thermal conductivity also has the advantage of high corrosion resistance. Additionally are cooling fins 32 made of thin sheet metal with good thermal conductivity attached to the spacer tube 31.
Der Abstand zwischen dem Innendurchmesser D des Abstandsrohres 31 und dem Durchmesser d der Ventilstange 26 ist sehr groß gewählt, um evtl. am Ventilschließglied 25 vorbeidringende von den Abgasen mitgeführte Schmutzteilchen aufzunehmen, ohne daß sie die Bewegung der Ventilstange 26 behindern.The distance between the inner diameter D of the spacer tube 31 and the diameter d of the valve rod 26 is selected to be very large in order to avoid any possible encroachment of the valve closing member 25 dirt particles carried along by the exhaust gases without hindering the movement of the valve rod 26.
Die Ventilstange 26 ist in einer Führungsbohrung 33 Elektromagneten 28 geführt, und in einer Erweiterung 34-der Tührungsbohrung 33 ist eine Rückholfeder 35 untergebracht, die sich zwischen einem Boden 36 der Erweiterung 3A- und dem Anker 27 abstützt. Die Wicklung 37 des Elektro magneten 28 ist über die Anschlüsse 38 und 38a und, wie in Fig. 1 gezeigt, über die Leitungen 15 mi"t dem Steuergerät 16 verbunden.The valve rod 26 is guided in a guide bore 33 of the electromagnet 28, and a return spring 35, which is supported between a base 36 of the extension 3A and the armature 27, is accommodated in an extension 34 of the guide bore 33. The winding 37 of the electric magnet 28 is connected to the control unit 16 via the connections 38 and 38a and, as shown in FIG. 1, via the lines 15 m i "t.
Das Ventilschließglied 25 ist in seiner einen den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse 20 sperrenden Endstellung (Schließstellung) gezeichnet. Diese Stellung nimmt das Ventilschließglied 25 ein, wenn der Elektromagnet 38 eingeschaltet ist. Der im einp;eschaltenen Zu_ stand des Magneten erforderlicher Luftspalt a kann durch das Gewinde 39 eingestellt werden, auf das das Ventilschließglied 25 und eine Gegenmutter 41 aufgeschraubtThe valve closing member 25 is shown in its one end position (closed position) blocking the passage of the exhaust gases through the valve housing 20. The valve closing member 25 assumes this position when the electromagnet 38 is switched on. The air gap a required in the switched- on state of the magnet can be adjusted by means of the thread 39 onto which the valve closing member 25 and a counter nut 41 are screwed
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sind. Das Ventilschließglied 25 hat eine in der gezeichneten Schließstellung mit dem Ventilsitz 24 zusammenwirkende kegelige Dichtfläche 42. In der Offenstellung, d.h. in seiner anderen Endstellung, liegt das Ventilschließglied 25 mit einer Planfläche 43 an einem Dichtsitz 44 an, der in der Ventilkammer 23 dem Ventilsitz 24 gegenüberliegt. Dabei wird das Abstandsrohr 31 abgedichtet, so daß keine Abgase in dieses hinein und zum Elektromagneten gelangen können. Ein Flanschende 45 · des Abstandsrohres 31 verbindet bei dem aus Blechteilen hergestellten Ventilgehäuse 20 dieses mit dem Abstandsrohr 31 und bildet gleichzeitig an seiner Stirnseite den Dichtsitz 41. Der Einlaßstutzen 21 ist über einen Flansch 46 mit dem hier strichpunktiert angedeuteten ersten Leitungsabschnitt 12a der Abgasrückführungsleitung 12 (siehe auch Fig. 1) und über einen Flansch 47 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 12b verbunden.are. The valve closing member 25 has a conical shape which interacts with the valve seat 24 in the closed position shown Sealing surface 42. In the open position, i.e. in its other end position, the valve closing member 25 lies with a flat surface 43 to a sealing seat 44 in the valve chamber 23 opposite the valve seat 24. The spacer tube 31 is sealed so that no exhaust gases enter it and get to the electromagnet. A flange end 45 · of the spacer tube 31 connects in the case of the one made from sheet metal parts Valve housing 20 this with the spacer tube 31 and at the same time forms the sealing seat on its end face 41. The inlet connection 21 is connected via a flange 46 with the first line section indicated here by dash-dotted lines 12a of the exhaust gas recirculation line 12 (see also FIG. 1) and via a flange 47 to the second line section 12b tied together.
Das komplette Ventil 13 ist mit einem Winkelflansch 48 in nicht näher dargestellter Weise an dem Motor 11 angeschraubt.The complete valve 13 is screwed to the motor 11 with an angle flange 48 in a manner not shown in detail.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |