DE2303007A1

DE2303007A1 - Ventil fuer die steuerung der rueckgefuehrten abgasmenge in einer einrichtung zur abgasrueckfuehrung

Info

Publication number: DE2303007A1
Application number: DE2303007A
Authority: DE
Inventors: Konrad Barnert
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1973-01-22
Publication date: 1974-07-25
Also published as: US3934564A

Description

VOLKS¥AGENWERK
Aktiengesellschaft
5180 Wolfstmrg

Unsere Zeichen: K I410
9709-Hu/Sa

Ventil für die Steuerung der rückgeführten Abgasmenge in einer Einrichtung zur Abgasrückführung

Die Erfindung betrifft ein Ventil für die Steuerung der rückgeführten Abgasmenge in einer einer Brennkraftmaschine zugeordneten Einrichtung zur Abgasrückführung in Abhängigkeit von zumindest einer Betriebsgröße der Maschine. Derartige Einrichtungen und Ventile sind in dem SAE-Paper 720123 beschrieben. Dort sind die Ventile entweder als Klappenventile oder als mit einem Stößel versehene Ventile ausgebildet. Sie dienen vor allem dazu, in Abhängigkeit von Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine die der Ansaugseite der Maschine wieder zugeführte Abgasmenge zu steuern; die verbleibende Abgasmenge wird über eine Katalysatoreinrichtung ins Freie geleitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion für ein derartiges Ventil zu schaffen, die es in einfacher Weise gestattet, nicht nur eine Kennliniensteuerung der rückgeführten Abgasmenge in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Maschine vorzunehmen, sondern auch eine Kennfeldsteuerung. Beispielsweise kann man daran interessiert sein, eine Abgasrücksteuerung in Abhängigkeit sowohl

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von der Last der Maschine als auch von der Drehzahl der Maschine oder der Geschwindigkeit des mit der Maschine ausgerüsteten Fahrzeugs oder aber von einer Temperatur zu erhalten. Das diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße Ventil ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ventilgehäuse zwischen einem Abgaseinlaß und einem Abgasauslaß zumindest eine Lochplatte mittels einer individuellen Schwenkachse derart gelagert ist, daß ein ein Loch aufweisender Bereich der Lochplatte relativ zu einer mit einem Loch versehenen feststehenden Wand in dieses Loch abdeckende und freigebende Stellungen mittels der Schwenkachse schwenkbar ist, die in Drehverbindung mit einer Vorrichtung zur Umsetzung der Betriebsgröße in eine mechanische Verstellgröße steht.

Bei der Erfindung wird also durch Relatiwerdrehung der Löcher in der Lochplatte und in der feststehenden Wand der Strömungsquerschnitt für das das Ventil durchströmende Abgas geändert, so daß, da das Ventil in die Rückführungsleitung für das Abgas eingeschaltet ist, auch die Abgasmenge entsprechend beeinflußt wird. Die Vorrichtungen zur Umsetzung der Betriebsgröße in eine mechanische Verstellgröße können pneumatische, hydraulische, elektrische oder mechanische Antriebe enthalten. Beispielsweise wird man zur Umsetzung des Saugrohrdrucks in eine mechanische Verstellgröße eine Druckdose verwenden, und eine als Steuergröße dienende Temperatur wird man mittels eines eine elektrische Ausgangsgröße liefernden Temperaturmessers erfassen und über die elektrische Ausgangsgröße in die Verstellung eines mechanischen Gliedes umsetzen. Hierfür sind dem Fachmann Möglichkeiten in großer Anzahl bekannt.

Das Loch in der Lochplatte besitzt bezüglich der Form des

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Loches der feststehenden Wand eine Form, die eine von einer Kennlinie der Maschine abhängige Steuerung sicherstellt. Die Erfindung bietet also nicht nur die Möglichkeit, durch entsprechende Wahl der sich in Schwenkrichtung*" cie"s"L'oches erstreckenden Abmessung desselben eine Beeinflussung des Strömungsquerschnitts vorzunehmen, sondern auch die hierzu senkrechte Dimension des Loches kann in Richtung der Schwenkbewegung desselben unterschiedliche Werte besitzen.

Die feststehende Wand, die also mit einem Loch versehen ist, kann eine Stirnwand des Gehäuses sein; dann mündet in dieses Loch die Abgaszu- oder-rückführung ein. Zur Berücksichtigung mehrerer Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine als Steuergrößen ist aber eine andere Konstruktion zweckmäßiger, bei der die feste Wand durch eine das Gehäuse in zwei Kammern unterteilende Querwand gebildet ist. Dann wird man nämlich das Ventil so ausbilden, daß das Loch in der Querwand zwei mittels jeweils einer Schwenkachse gelagerten Lochplatten in jeweils einer der Kammern zugeordnet ist und die Schwenkachsen in Drehverbindung mit jeweils einer Vorrichtung zur Umsetzung einer Betriebsgröße der Maschine in eine mechanische Yerstellgröße stehen. Diese Ausbildung der Erfindung bietet also die Möglichkeit, zwei verschiedene Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine unabhängig voneinander auf die rückgeführte Abgasmenge einwirken zu lassen. Man hat hier also eine echte Kennfeldsteuerung der rückgeführten Abgasmenge, wobei die Steuerwirkungen der beiden Betriebsgrößen der Maschine trotz Verwendung nur eines Ventils unabhängig voneinander sind. Zur Sicherstellung einer Kennfeldsteuerung braucht man lediglich die Löcher der beiden Lochplatten bezüglich der Form des Loches in der Quer-

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wand solche Formen besitzen zu lassen und die Betriebsgrößen derart zu wählen, daß bei der Steuerung ein Eennfeld der Mar hine abgefahren wird. Natürlich ist es aber auch möglii- . die beschriebene Ventilanordnung mit mehreren Lochpl .on zur Steuerung der rückgeführten Abgasmenge in Abhängigkeit von zwei Betriebsgrößen zu verwenden, die zusammen kein MaschxnenkennfeId üblicher Definition bilden.

Die Erfindung bietet den.weiteren Vorteil einer sehr einfachen, keine kritischen Toleranzen erfordernden Herstellung, da die Lochplatten ebenso wie die Betätigungsteile des Ventils, also letztlich die Schwenkachsen mit ihren Lagerungen, sehr einfach ausgebildet sind. Mit einfachen Mitteln ist es auch möglich, die Schwenkachse bzw. die Schwenkachsen mit von Betriebszuständen der Maschine abhängigen Geschwindigkeiten zu verstellen. Beispielsweise ist es möglich, durch auf die Achsen einwirkende Kurvenscheiben eine schnelle Unterbrechung der Rückführung durch Absperren des Ventils vorzunehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Figur 1 in einem Längsschnitt und Figur 2 in Draufsicht auf eine Stirnseite.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Ventil ist in die Rückführungsleitung für das Abgas eingeschaltet, deren beide Teile mit 2 (von der Abgasseite der Maschine kommend) und 3 (zur Saugseite der Maschine führend) bezeichnet sind. Das Ventil selbst enthält als wesentliche Bestandteile das Ventilgehäuse 4> in dessen Stirnwände 5 und 6 die Leitungsteile und 3 einmünden, die mit dem Loch 7 versehene Querwand 8, die das Gehäuseinnere in die beiden Kammern 9 und 10 unter-

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teilt, sowie in diesem Ausführungsbeispiel zwei Lochscheiben 11 und 12, deren Löcher mit 15 und 14 bezeichnet sind. Die Lochscheiben sind in Jeweils einer der Kammern 9 und 10 mittels der individuellen Schwenkachsen 15 und 16 gelagert, die die Stirnwände 5 und 6 des Gehäuses 4 durchsetzen und außerhalb des Gehäuses in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise mit Schwenkantrieben verbunden sind. Diese Schwenkantriebe sind gebildet durch Vorrichtungen zur Umsetzung jeweils einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine in eine mechanische Verstellgröße, hier also eine Drehhung der Schwenkachsen 15 und 16. In Abhängigkeit von der relativen Lage der Löcher 15 und 14 in den Lochplatten 11 und 12 bezüglich des Lochs 7 iⁿ der feststehenden Querwand 8 erhält man also eine Steuerung des Strömungsquerschnitts für das rückgeführte Abgas in dem Ventil 1. Dabei braucht der Querschnitt nicht linear vom Schwenkwinkel der Lochplatten 11 und 12 abzuhängen, vielmehr wird man in der Regel die Löcher 15 und 14 hinsichtlich ihres Verlaufs in Schwenkrichtung so ausbilden, daß sich eine gewünschte Steuercharakteristik ergibt. Wie Figur 2 erkennen läßt, besitzt in diesem Ausführungsbeispiel das Loch 15 etwa Nierenform, so daß eine bestimmte nicht lineare Abhängigkeit der Größe des durch die Löcher 7» 13 und 14 gebildeten Strömungsquerschnitis vom Schwenkwinkel der Lochplatte 11 gegeben ist. Selbstverständlich können auch andere Formen für die schwenkbaren Löcher 15 und I4 gewählt werden; dies hängt von der jeweils gewünschten Steuerkennlinie für die rückgeführte Abgasmenge zusammen.

Grundsätzlich ist es möglich, eine andere Zahl von Lochplatten zu verwenden. Beispielsweise kann man in der figürlich dargestellten Konstruktion eine der Lochplatten - unter Ab-

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dichtung des Durchführungslochs für die ihr zugeordnete Schwenkachse - entfernen. Es ist aber in diesem Fall der Verwendung nur einer Lochplatte natürlich möglich, -auf die feste Querwand 8 zu verzichten und die verbleibende Lochplatte unmittelbar auf der Innenfläche einer der Stirnwände 5 ^un<l 6 anzuordnen. Diese Anordnung muß, wie auch die Anordnung an der Querwand 8, verständlicherwexse so getroffen sein, daß eine Abgasströmung nur über die dafür vorgesehenen Löcher und nicht unter Umgehung derselben auftreten kann. Es ist aber auch möglich, mehr als zwei Lochplatten vorzusehen, in-dem entweder mehr als eine Querwand vorgesehen wird oder den Löchern in den bereits vorhandenen Lochplatten weitere Lochplatten dieser Art mit Löchern in Strömungsrichtung vor-oder nachgeschaltet xrerden.

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Claims

ANSPRÜCHE

1.) Ventil für die Steuerung der rückgeführten Abgasmenge ^- in einer einer Brennkraftmaschine zugeordneten Einrichtung zur Abgasrückführung in Abhängigkeit von zumindest einer Betriebsgröße der Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ventilgehäuse (4) zwischen einem Abgaseinlaß (2) und einem Abgasauslaß (3) zumindest eine Lochplatte (11) mittels einer individuellen Schwenkachse (15) derart gelagert ist, daß ein ein Loch (13) aufweisender Bereich der Lochplatte (11) relativ zu einer mit einem Loch (7) versehenen feststehenden Wand (8) in dieses Loch (7) abdeckende und freigebende Stellungen mittels der Schwenkachse (15) schwenkbar ist, die (15) in Drehverbindung mit einer Vorrichtung zur Umsetzung der Betriebsgröße in eine mechanische Verstellgröße steht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (13) in der Lochplatte (11) bezüglich der Form des Loches (7) in der feststehenden Wand (δ) eine Form besitzt, die eine von einer Kennlinie der Maschine abhängige Steuerung sicherstellt.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Viand eine Stirnwand des Gehäuses ist und in das Loch derselben die Abgaszu- oder -rückführung einmündet.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Wand durch eine das Gehäuse (4) in zwei Kammern (9» 10) unterteilende Querwand (8) gebildet ist.

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5· Ventil nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß das Loch (7) in der Querwand (8) zwei mittels jeweils einer Schwenkachse (I5, 16) gelagerten Lochplatten (11, 12) in jeweils einer der Kammern zugeordnet ist und die Dchwenkachsen (15» 16) in Drehverbindung mit jeweils einer Vorrichtung zur Umsetzung einer Betriebsgröße der Maschine in eine mechanische Verstellgröße stehen.

6. Ventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet·, daß die Löcher (I3, 14) der beiden Lochplatten (11, 12) bezüglich der Form des Loches (7) in der Querwand (8) solche Formen besitzen und die Betriebsgrößen derart gewählt sind, daß eine von einem Kennfeld der Maschine abhängige Steuerung erfolgt.

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