DE2425673A1 - System zur rezyklierung von auspuffgasen einer brennkraftmaschine - Google Patents
System zur rezyklierung von auspuffgasen einer brennkraftmaschineInfo
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Description
mein Zeichen: 0799 Pt
Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, 1, Toyota-cho, loyota-shi, Aichi-ken, Japan
System zur Rezyklierung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Rezyklierung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, insbesondere
aber zum Reinigen von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein
System der fraglichen Art, wobei das wiedereingeführte, also rezyklierte Auspuffgas von dem Druck stets überwacht wird, so
daß es im wesentlichen auf dem gleichen Druckwert verbleibt wie der Atmosphärendruck, unabhängig von etwaigen Veränderungen
des negativen Druckes in dem Einlaßsystem der Brennkraftmaschine, wobei namentlich ein positiver und zuverlässiger Betrieb
des Ventiles in dem Drucküberwachungsgerät sichergestellt ist, welches die Menge des rezyklierten Auspuffgases
kontrolliert.
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Bei herkömmlichen Drucküberwachungsgeräten, bei welchen die Zufuhr von Auspuffgasen in das Einlaßsystem überwacht
wird, werden rezyklierte Auspuffgase selbst in eine Druckkammer eingesteuert, welche eine Membran besitzt derart,
daß das Ventil in dem Drucküberwachungsgerät durch die Membran als solche betätigt wird. Demgemäß wird die Pulsation des
Druckes der Auspuffgase unmittelbar aufgenommen, und da im allgemeinen lediglich eine kleine Menge an wiedereingeführtem
Auspuffgas überwacht wird, schlägt das Ventil gegen seinen Sitz bzw. übt dieses Ventil auf den Sitz eine Reibungskraft
aus, was zu Verschleißerscheinungen führt. Es war deshalb außerordentlich wichtig, ein gummiähnliches Material für das
Ventil oder den Ventilsitz zu verwendenj aus diesem Grunde
besteht eine gewisse Begrenzung hinsichtlich des Hitzewiderstandes derartiger Teile. Da der Druck in der die Membran aufweisenden
Druckkammer im wesentlichen mit dem Atmosphärendruck ausgeglichen wird, wird das Ventil als solches lediglich mit
einer schwachen Kraft geöffnet oder geschlossen, so daß bei der Verwendung eines derartigen Kontrollventiles sich die
Charakteristik des Auspuffgases des Kontrollventiles durch Ablagerungen in den Auspuffgasen verändern kann. Darüber hinaus
wird dieses Ventil in hohem Maße durch den negativen Druck in der Ansaugleitung beeinflußt, so daß zusätzliche Mittel zum
Ausgleich eines gewissen negativen Druckes sowie zur Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit eingesetzt werden müssen}
diese Mittel werfen aber zwangsläufig das Problem des Hitzewiderstandes oder des Festhaftens auf.
Es ist ferner ein automatischer Druckregelmechanismus bekannt, bei welchem der Druck in der die Membran enthaltenden
Druckkammer dadurch festgestellt wird, daß der nega- · tive Druck in der Ansaugleitung verwendet wird, wobei in die j
Ansaugleitung Luft eingeführt wird derart, um den negativen Druck in der Ansaugleitung auf ein geeignetes Niveau anzuheben,,
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um auf diese Weise ein negatives Drucksignal als Kontrolle zu erhalten, so daß das Ventil in dem Druckkontrollgerät
nach Maßgabe dieses Signales arbeitet. Hierdurch wird in der Druckkammer ein Druck aufrechterhalten, welcher im wesentlichen
gleich dem Atmosphärendruck ist. Da es sich aber dabei um einen Mechanismus handelt, bei welchem Luft in die
Ansaugleitung eingesteuert wird, besteht die Möglichkeit, daß der negative Druck in der Ansaugleitung unter einen Wert
absinkt, der dem kleinsten zulässigen Niveau entspricht. Deshalb ist in diesem Falle bei Vollast der Brennkraftmaschine
der negative Druck in der Ansaugleitung ziemlich niedrig, und obgleich es wünschenswert ist, die Öffnung des Ventiles zu
vergrößern mit dem Ziel, große Mengen an Auspuffgasen zur Rezyklierung gleichzeitig einströmen zu lassen, ist es als
Folge des geringen negativen Druckes in der Ansaugleitung unmöglich, eine hinreichend große Ventilöffnung zu erhalten.
Es ist ferner eine Einrichtung der fraglichen Art nicht mehr neu, bei welcher das Ventil durch die Einwirkung von Druckluft
geschlossen wird, welche von einer Luftpumpe zugeführt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung ist es aber unmöglich,
das Kontrollventil einwandfrei zu schließen, weil die Drehzahl
der Brennkraftmaschine unter denjenigen Bedingungen zu niedrig ist, unter welchen ein einwandfreier Abschluß der Rezyklierung
der Auspuffgase erwünscht ist, und zwar im Falle des Leerlaufes und dergleichen; ein weiterer Grund hierfür liegt aber
auch darin, daß der Druck der Luftpumpe viel zu schwach ist.
Die Erfindung befaßt sich mit einem verbesserten System zur Rezyklierung von Auspuffgasen, wobei der Druck der Auspuffgase,
welche aus dem Auspuffsystem in das Ansaugsystem eingesteuert werden, im wesentlichen auf einem Wert aufrechterhalten
wird, der gleich dem Atmosphärendruck ist. In diesem Falle kann das Ventil zur Kontrolle der Menge der rezyklierten
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Auspuffgase die Öffnungsbewegung und Schließbewegung positiv und zuverlässig durchführen,, Nach dem erfindungs gemäß en System
zur Rezyklierung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine ist ein Druckregelventil mit einer festen Drossel vorgesehen,
wobei in der Leitung für die rezyklierten Auspuffgase eine Druckkammer und ein Ventil angeordnet sind. Dabei wirkt der
Druck in der kontrollierten Druckkammer in der Weise, daß das Ventil in die Offenstellung überführt wird. Die Kontrolle
dieses Ventiles erfolgt dadurch, daß von einer Luftpumpe kommende Druckluft nach Maßgabe des Druckes in die Auspuffleitung
eingeführt wird, wobei das in das Ansaugsystem eingesteuerte Auspuffgas im wesentlichen auf einem Niveau aufrechterhalten
wird, welches dem Atmosphärendruck entspricht. Wenn dann der negative Druck in dem Ansaugsystem - welcher den Betriebszustand
der Brennkraftmaschine anzeigt - unter einen vorbestimmten Grenzwert abfällt, so wird der Nachschub an
Druckluft der Druckluftpumpe in die kontrollierte Druckkammer des Druckkontrollventiles unterbrochen. Auch werden ein positiver
Druck der Luftpumpe und ein negativer Druck des Ansaugsystems wahlweise in die kontrollierte Druckkammer des Druckkontrollgerätes
eingesteuert, wobei ein Drucküberwechselventil
nach Maßgabe des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine in
Betrieb gesetzt wird, so daß der starke negative Druck auf das Ansaugsystem dann einwirkt, wenn das Ventil geschlossen ist,
während der hohe positive Druck der Luftpumpe dann zur Einwirkung gelangt, wenn das Kontrollventil sich in der Offenstellung befindet. Darüber hinaus ist ein von einem Solenoid
gesteuertes Überwechselventil in einer Leitung angeordnet, durch welche der negative Druck in dem Ansaugsystem in die kontrollierte
Druckkammer eingesteuert wird derart, daß - sofern keine rezyklierten Auspuffgase benötigt werden, was während des Aufwär-raens
der Brennkraftmaschine der Fall ist - das von dem Solenoid betätigte Überwechselventil die Luftpumpe und die
kontrollierte Druckkammer des Druckkontrollgerätes in der Schließstellung hält,
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Die Erfindung bezieht sich also auf ein System zur Rezyklierung von Auspuffgasen mit Druckkontrollmitteln, welche
in dem, die Auspuffgase führenden Kanal angeordnet sind. Diese Druckkontrollmittel haben einen Druckkontrollabschnitt, der
so ausgebildet ist, daß der Luftdruck der Luftdruckquelle überwacht
wird. Dabei wirkt der Druck der Auspuffgase, welche in die Druckkontrollmittel einströmen, auf diese Mittel, wobei
der von diesem Abschnitt überwachte Druck in eine Kontrolldruckkammer
eingesteuert wird, deren Membran so betätigt wird, daß sie die Druckkontrollmittel öffnet oder schließt.
Dabei ist in einer Leitung ein Ventil vorgesehen, welches von dem Druck des an einem Drosselklappenventil vorbeiströmenden
Medium betätigt wird, wobei diese Leitung die Druckluftquelle und den Kontrolldruckabschnitt verbindet.
Dabei steht eine Kammer des Kontrolldruckabschnittes zur Durchführung der Druckkontrolle wahlweise mit dieser Druckluftquelle
oder mit einem Teil in Verbindung, der stromab des Drosselklappenventiles liegt.
In dem Ventil, welches in der die Druckluftquelle mit dem Druckkontrollabschnitt verbindenden Leitung liegt, ist
eine Membran zur Betätigung dieses Ventiles angeordnet, wobei die Membrankammer mit einer in unmittelbarer Nähe des Drosselklappenventiles
liegenden Stelle über ein Solenoid-Ventil verbunden ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht. In dieser zeigen in rein
schematischer Weise:
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Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Rezyklierung, also Einspeisung der Auspuffgase
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das Druckkontrollgerät der erfindungsgemäßen Einrichtung
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Anordnung
nach Fig. 2
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch das Drucküberwechselventil der erfindungsgemäßen Einrichtung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Rezyklierung, also
Einspeisung der Auspuffgase, geht ganz besonders deutlich aus
der Fig. 1 hervor. Dabei wird über einen Luftfilter 2 in die Brennkraftmaschine 1 Luft eingeführt, während das Brennstoff-Luftgemisch
über das Venturirohr 3, das Drosselklappenventil 4 und die Ansaugleitung 5 eingeführt wird. Die Auspuffgase werden
über die Auspuffleitung 6 abgeführt. Weben der Brennkraftmaschine 1 ist eine Luftpumpe 8 vorgesehen, welche von der Kurbelwelle
über einen Riemen 7 angetrieben wird. Die Auspuffleitung 6 steht mit der Ansaugleitung 5 über eine Leitung 10 in Verbindung,
in welcher Druckkontrollmittel 9 vorgesehen sind, so daß ein Teil der Auspuffgase in denjenigen Teil der Ansaugleitung
5 eingesteuert wird, der in unmittelbarer Nähe der Brennkraftmaschine 1 liegt. Die Druckluft der Luftpumpe 8 wird
über die Leitung 11 in eine Druckeinlaßöffnung 13 eines Druckwechselventiles 12 eingesteuert, wobei ein Druckauslaßventil 14
des Ventiles 14 über die Leitung 17 mit einem Druckeinlaß 16
des Teiles 15 der Druckkontrolleinrichtung 9 verbunden ist. Die Leitung 17 steht dabei auch über die Abzweigleitung 171 mit
einer Druckeinlaßöffnung 19 einer Kontrolldruckkammer der Kontrolldruckeinrichtung
9 in Verbindung. Eine weitere Einlaß-
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öffnung 20 des Druckwechselventiles 12 steht über die Leitung
22 mit der Auslaßöffnung 21 in Verbindung, in welcher ein negativer Druck herrscht. Diese Auslaßöffnung 21 mündet in
einen Teil oder Abschnitt der Ansaugleitung 5, welcher ein wenig stromab des geschlossenen Drosselklappenventiles 4 liegt.
Die Einlaßleitung 24, in welcher ein negativer Druck herrscht, der Druckkammer 23 in dem Druckwechselventil 12 ist mit einer
Auslaßleitung 25 verbunden, die unter negativem Druck steht. Diese Auslaßleitung 25 oder Auslaßöffnung mündet in einen bestimmten
Abschnitt der Ansaugleitung 5, wobei dieser Abschnitt in der Nähe der Schließstellung des Drosselklappenventiles
4 liegt. Es ist ferner eine Leitung 27 an ein Druckwechselventil 26 angeschlossen, welches von einem Solenoid
erregt wird. Dieses, von dem Solenoid erregte Druckwechselventil 26 wird über eine Kontrollvorrichtung 28 elektrisch
betätigt, welche die Drehzahl der Brennkraftmaschine in ein elektrisches Signal umwandelt und ein Ausgangssignal erzeugt,
welches der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht0 Das
heißt mit anderen Worten, daß das Druckwechselventil 12 so angeordnet ist, daß - sofern kein wiedereingeführtes Auspuffgas
erforderlich ist - die Druckkammer 23 - in welcher ein negativer Druck-herrscht - des Druckwechselventiles 12 mit
der Öffnung 29 in Verbindung steht, die mit der Atmosphäre verbunden istο Die Öffnung 29 ist in dem Druckwechselventil
angeordnet, welches von dem Solenoid erregt wird. Wenn hingegen eine Rezyklierung von Auspuffgasen, also ein Einführen der
Auspuffgase erforderlich ist, ist die unter negativem Druck stehende Kammer 23 mit der unter negativem Druck stehenden
Leitung 25 in der Ansaugleitung 5 verbunden. Das Signal, welches in die Kontrollvorrichtung 28 eingesteuert wird, kann den Bedingungen
bei der Aufwärmung der Brennkraftmaschine oder aber der atmosphärischen Temperatur entsprechen«,
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Im folgenden wird nunmehr das Druckkontrollgerät 9 beschrieben, das in Figo 2 der Zeichnung im einzelnen dargestellt
wird. Mit der Bezugsziffer 32 ist das Ventilgehäuse bezeichnet, welches eine Einlaßöffnung 30 für die Auspuffgase
besitzt. Es ist ferner ein L-förmiger Anschluß mit der Auslaßöffnung 31 vorgesehen. In dem L-förmigen Teil sind
eine feste Drossel 33, eine Druckkammer 34 und ein "Ventil
35 angeordnet, und zwar in der Reihenfolge, wie sie von der Auspuffleitung 6 ausgehend in die Ansaugleitung 5 weist.
Das Ventil 35 besitzt einen Ventilsitz 36 und ein Ventilverschlußglied
37, welch letzteres an dem untersten Ende eines Schaftes 38 gleitend geführt ist, so daß das Ventilverschlußglied
37 den Ventilsitz 36 abschließen kann.
Das obere Ende des Schaftes 38 erstreckt sich durch eine Entlüftungsbohrung 39 hindurch, die aberhalb des Ventilgehäuses
32 angeordnet und mit der Membran 40 über eine Schraubenmutter verbunden ist. Die Entlüftungsöffnung 39
ist so ausgebildet, daß sie eine Ablagerung von ölteilchen auf dem Schaft 38 verhindert. In einer mit der Atmosphäre
in Verbindung stehenden Kammer 41 unterhalb der Membran 40 ist eine Feder 42 vorgesehen, welche den Zweck hat, die Membran
40 nach oben zu drücken. Die Kammer 18, in welcher der kontrollierte Druck herrscht, ist an der oberen Seite mit der Membran
40 versehen. In einer Seitenwand des Ventilgehäuses 31 ist eine Druckkammer 46 mit einer Membran 45 vorgesehen, wobei
in dieser Druckkammer der jeweilige Druck festgestellt werden soll. Die Kammer 46 steht dabei mit der Druckkammer 34 des
Druckkontrollgerätes 9 über einen Kanal 44 in Verbindung, der in das Ventilgehäuse 32 eingearbeitet und mit einer Drossel
43 ausgerüstet ist. Der Kanal 44 mündet dabei in einen unteren Endteil der Druckkammer 46, so daß Kondenswasser in die Druck-
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kammer 34 hinabfließen kann. Die Membran 45 auf der der Druckkammer
46 gegenüberliegenden Seite bildet eine Kammer 47, welche über die Entlüftungsöffnung 48 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Auf der Seite der Kammer 47 der Membran 45 ist ein plattenfönniges
Ventil 49 vorgesehen, welches eine guminiähnliche, aus
Kunstharz bestehende Schicht auf der Oberfläche aufweist und mittels einer Schraubenmutter fixiert ist. Gegenüber diesem
Ventil 49 ist eine Entlüftungsleitung 52 vorgesehen, die mit der Einlaßöffnung 16 über eine Drossel 50 und über das Kontrollventil
51 verbunden ist. Die Membran 45 ist so gelagert, daß sie durch die Feder 53 bewegt werden kann, welche in
der Kammer 46 zur Feststellung des Druckes gelagert ist. In der Kammer 47 ist ferner eine Feder 54 vorgesehen,- welche
zwischen dem Ventil 49 und der Entlüftungsleitung 52 einen kleinen Raum aufrechterhält, wenn in der Kammer 46 zur Feststellung
des Druckes kein Druck der Auspuffgase herrscht. Der den Druck kontrollierende Teil 15 wird auf diese Weise
gebildet. Wenn der Druck in der Kammer 46 höher liegt als der Atmosphärendruck, wird die Entlüftungsleitung 52 von dem Ventil
49 geschlossen. Die Membran 45 in dem Druckkontrollteil 15
liegt parallel zu der Richtung der seitlichen Schwingungen der Brennkraftmaschine, so daß die Membran 45 von diesen Vibrationen
der Brennkraftmaschine isoliert wird.
Die Fig. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Druckkontrollgerätes 9. Bei dieser Ausführungsform
besitzen diejenigen Teile, welche bei der Fig. 2 bereits angedeutet sind, die gleichen Bezugsziffern, da diese Teile auch
die gleichen Funktionen auszuüben haben. Das Ventil 35' ist so angeordnet, daß sich das Ventilglied 37' gegen den Ventilsitz
36· von oben her anlegt, wobei die beiden Membranen 57 und 58
mit dem oberen Ende des Schaftes 38' durch eine Schraubenmutter
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in der Weise gesichert sind, daß sie unter Zwischenschaltung einer Buchse 55 und einer Feder 56 einen gewissen Abstand
zwischeneinander aufweisen. Die obere Membran 57 ist in ihrer
Fläche größer als die untere Membran 58, wobei diese beiden Membranen 57» 58 eine Druckkammer 18· bilden, in welche eine
Druckeinlaßöffnung 19' bzw. ein entsprechender Kanal einmündet.
In einer auf der oberen Seite der Membran 57 liegenden, mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kammer 41· ist eine
Feder.59 gelagert, welche die Membran 57 nach unten zu drücken bestrebt ist. Diese Feder 59 wird hinsichtlich ihrer Schubkraft
durch eine Stellschraube 60 verändert. Die dem Kontrollventil
51 in Fig. 2 entsprechenden Mittel bestehen aus einem
Kugelventil 62, welches unter der Einwirkung einer Feder 61 steht. Es ist ferner ein Ventilteil 63 vorgesehen, der so ausgebildet
ist, daß er die Einführung der Atmosphärenluft in die eine Seite der Drossel 50 überwacht. Unterhalb der Membran
58 ist eine Kammer 64 vorgesehen, die an die Atmosphäre angeschlossen ist.
Das Druckwechselventil 12 ist in Fig. 4 der Zeichnung
im einzelnen dargestellt. In dem Ventilgehäuse 65 ist eine Kammer 66 vorgesehen, welche mit den Einlaßleitungen 13, 20
und mit der Auslaßleitung 14 verbunden ist. Zwischen der Ein» laßleitung 13 und der Auslaßleitung 14 ist ein Ventilsitz 67
gelagert, wobei zwischen der Auslaßleitung 14 und der Einlaßleitung 20 ein Ventilsitz 68 vorgesehen ist, der dem Ventilsitz
67 gegenüberliegt. Die Ventilsitze 67 und 68 werden wahlweise von einem Ventil 69 geschlossen, das mit dem unteren Ende des
Schaftes 70 verbunden ist. Das obere Ende dieses Schaftes 70 steht mit der Membran 72 über eine Schraubenmutter in Verbindung,
wobei der Schaft durch eine Dichtung 71 hindurchgeführt ist, die in dem Ventilgehäuse 65 gelagert ist mit dem Ziel, das
obere Ende der Kammer 66 entsprechend abzudichten0 Unterhalb :
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der Membran 72 ist eine Kammer 73 vorgesehen, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, während eine, einen negativen
Druck aufweisende Kammer 23 mit der Einlaßleitung 24 in Verbindung steht, in welcher ein negativer Druck herrscht. Die
Kammer 23 wird auf der oberen Seite der Membran 72 gebildete Die Kammer 23, in welcher ein negativer Druck, also Unterdruck
herrscht, ist mit einer Feder 74 ausgerüstet, welche bestrebt
ist, die Membran 72 nach unten zu bewegen. Die Feder 74 kann in ihrer Druckkraft über eine Stellschraube 75 verändert
werden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Rezirkulation oder zur Einführung von Auspuffgasen ist
die folgende:
Es sei einmal angenommen, daß die Kontrollvoriichtung 28
ein Signal erzeugt, welches eine Rezirkulation der Auspuffgase nach Maßgabe eines bestimmten Faktors, z. B. der Drehzahl der
Brennkraftmaschine oder der Temperatur der Luft erforderlich macht. Dementsprechend wird das von dem Solenoid erregte Druckwechselventil
26 in Betrieb gesetzt, welches die unter negativem Druck stehende Auslaßleitung 25 in der Ansaugleitung 5 mit der,
ebenfalls unter negativem Druck stehenden Einlaßleitung 24 des Druckwechselventiles 12 verbindet. Wenn in die unter negativem
Druck stehende Auslaßleitung 25 der Ansaugleitung 5 kein negativer Druck eingesteuert wird, was beispielsweise beim
Leerlauf, während der Verzögerung oder aber bei Vollast der Brennkraftmaschine der Fall ist, so wirkt kein negativer Druck
in dem Druckwechselventil 12«, Die Folge davon ist, daß das Ventilverschlußglied 29 den Ventilsitz 67 über die Welle 70
verschlossen hält, welche unter der Kraft der Feder 74 steht» Unter dieser Bedingung wird ein großer negativer Druck in das-Kontrollventil
in dem Kontrollteil 15 der Kontrollvorrichtung 9 eingesteuert, wobei dieser negative Druck über den Auslaß 21
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der Ansaugleitung 5 übertragen wird. Dies ist deshalb der
Fall,als das Druckwechselventil 12 die Verbindung zwischen
der Einlaßleitung 20 und der Auslaßleitung 14 herstellt. Auf diese Weise wird das Kontrollventil 51 geschlossen gehalten.
Die Folge davon ist, daß auf die Druckkammer 18 über die Leitung 171 kein negativer Druck einwirkt, unabhängig davon,
welcher Druck in der Kammer 46 zur Feststellung des Druckes herrscht. Infolgedessen wird der Ventilsitz 36 von
dem Ventilverschlußglied 37 über den Schaft 38 verschlossen, der unter der Kraft des auf die Membran 40 wirkenden negativen
Druckes und der Kraft der Feder 42 steht. Hierdurch wird das Einströmen von Auspuffgasen der Auspuffleitung 6 über die
Leitung 10 in die Ansaugleitung 5 mit Sicherheit verhindert.
Wenn die Brennkraftmaschine beschleunigt wird oder aber bei normaler Drehzahl läuft, wobei das von einem Solenoid erregte
Druckwechselventil 26 unter den vorstehend angedeuteten Bedingungen arbeitet, wird der in der Auslaßleitung 25 der
Ansaugleitung 5 herrschende negative Druck in die Druckkammer 23 des Druckwechselventiles 12 über die Leitung 27 eingesteuert,
wobei das Ventilverschlußglied 69 entgegen der Kraft der Feder 74 nach oben bewegt wird, was zur Folge hat, daß
der Ventilsitz 68 verschlossen wird. Wenn diese Situation eingetreten ist, so wird das Druckwechselventil 12 so betätigt,
daß die Einlaßleitung 13 mit der Auslaßleitung 14 in Verbindung gebracht wird derart, daß Druckluft der Pumpe
8 in den Kontrollteil 15 der Druckkontrollvorrichtung 9 über
das Druckwechselventil 12 und die Leitung 17 eingesteuert
wird. Andererseits werden die Auspuffgase, welche in die Druckkammer 34 der Druckkontrolleinrichtung 9 eingeströmt sind,
daneben über die Leitung 44 in die Kammer 46 zur Feststellung des Druckes eingesteuert derart, daß der Druck in dieser
Kammer 34 mit dem Druck der Kammer 46 ausgeglichen wirdo Wenn
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also der Druck in der Kammer 46 - welche zur Feststellung des Druckes dient - lediglich ein wenig kleiner ist als
der Atmosphärendruck, so wird zwischen dem auf der Membran 45 befindlichen Ventilverschlußglied 49 und der Öffnung der
Entlüftungsleitung 52 durch die Kraft der Federn 53 und 54 ein kleiner Abstand geschaffen, der bewirkt, daß Druckluft
der Leitung 17 über die Drossel 50, das Kontrollventil 51 und die Entlüftungsleitung 52 in die Kammer 47 einströmt,
was zur Folge hat, daß der Druck der Auspuffgase in der Leitung 17 bis etwa auf Atmosphärendruck angehoben wird. Dementsprechend
bleibt der Druck in der kontrollierten Druckkammer der Druckkontrolleinrichtung 9 ebenfalls niedrig, wobei
die Membran 40 das unter der Einwirkung der Kraft der Feder 42 stehende Ventil 37 geschlossen hält. Auf diese
Weise wird verhindert, daß die Auspuffgase über das Ventil 35 in die Kontrollvorrichtung 9 strömen. Wenn der Druck der
Auspuffgase in der Druckkammer 34 auf einen Wert ansteigt, welcher dem Druckanstieg in der Druckkamer 46 entspricht, so
wird die Membran 45 nach oben in Richtung der Kammer 47 bewegt, was zur Folge hat, daß das Ventil 49 die Entlüftungsleitung 52 schließt. Dies bewirkt einen Druckanstieg in den
Leitungen 17 und 17' sowie eine Druckerhöhung in der kontrollierten
Druckkammer 18, so daß die Membran 40 entgegen der Kraft der Feder 42 nach unten bewegt wird. Infolgedessen
löst sich das Ventilverschlußglied 37 von dem Ventilsitz 36, so daß die Auspuffgase der Auspuffleitung 6 über die Leitung
10 und das Druckkontrollventil 9 in die Ansaugleitung 5 strömen können. Dieses Einströmen der Auspuffgase in die
Ansaugleitung 5 bewirkt einen Druckabfall in der Druckkammer 34 und in der Kammer 46, so daß Druckluft der Entlüftungsleitung
52 in die Kammer 47 einströmen und den Druck in der kontrollierten Druckkammer herabsetzen kann, was ein
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Schließen des Ventiles 35 zur Folge hat. Der in der Kammer herrschende Druck wird auf diese Weise im wesentlichen auf
einen Wert gehalten, der dem Atmosphärendruck entspricht; die Folge davon ist, daß die Menge der in Richtung der Auslaßöffnung
31 von der festen Drossel 33 strömenden Auspuffgase proportional der Menge der Luft gehalten wird, welche über das
Venturirohr 3 in die Brennkraftmaschine eingeführt wird.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine so beschaffen ist, daß keine Einführung der Auspuffgase in die Ansaugleitung
erforderlich ist, oder wenn die Brennkraftmaschine nicht genug warmgelaufen ist, arbeitet die Kontrollvorrichtung 28 in der
Weise, daß das von dem Solenoid erregte Druckwechselventil
die Druckkammer 23 mit dem negativen Druck des Druckwechselventiles
12 mit der Atmosphäre verbindet, wobei der Betrieb des Druckwechselventiles 12 überhaupt nicht beeinflußt wird,
unabhängig davon, wieviel negativer Druck auf die Auslaßleitung 25 der Ansaugleitung 5 mit dem negativen Druck einwirkt. Diese
Bedingung ruft das gleiche Verhalten hervor wie wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf ist, verzögert wird oder aber mit
Vollast arbeitet. Das Ventil 35 der Druckkontrolleinrichtung ist in vollständiger Weise geschlossen, so daß eine Zuführung
der Auspuffgase aus der Auspuffleitung 6 in die Einlaßleitung auf alle Fälle unterbleibto
Im folgenden wird der Betrieb der Druckkontrolleinrichtung nach Fig. 3 im einzelnen beschrieben. Diese Kontrollvorrichtung
arbeitet im wesentlichen wie diejenige nach Fig. 2, wobei allerdings bei der Aus füliungs form nach Figo 3
zwei Membranen oberhalb und unterhalb der Kontrolldruckkammer 18' vorgesehen sind, und der Druck in der Kammer 18' zur Be-
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tätigung des Ventiles 35' wirkt auf die Differenzfläche zwischen
der oberen und der unteren Membran 57 bzw. 58, um das Ventilverschlußglied 37' zu betätigen. Dieses Ventilverschlußglied
37* liegt oberhalb des Ventilsitzes 36' und verhindert daher
die Ablage von Ölkohle u. dgl. der Auspuffgase auf dem Ventilverschlußglied 37'.
Wie vorstehend bereits beschrieben, wird in dem System
zur Rezirkulation der Auspuffgase gemäß der Erfindung, der Druck der in den Druckkontrollteil eingesteuerten Druckluft
der Druckluftpumpe nach Maßgabe des Druckes der Auspuffgase geregelt, welche in die Druckkontrollvorrichtung eingeführt
werden. Der Betrieb des Ventiles in diesem Druckkontrollgerät wird durch die kontrollierte Druckluft erreicht, so daß der
Druck der Auspuffgase - welche von der Auspuffleitung
in das Einlaßsystem eingesteuert werden - auf einem Wert gehalten wird, der im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht.
Da jedoch der das Ventil in die Offenstellung überführende Druck ein stark positiver Druck ist, ist es möglich,
die Kraft der Feder zur Aufrechterhaltung des Ventiles in seiner Schließstellung zu vergrößern, so daß die eingeführten
Auspuffgase nicht pulsieren.. Obgleich die in den Druckkontrollteil
eingeführte Druckluft von dem Ventil zur Atmosphäre hin entlüftet wird, stellt sich insofern während des Betriebes des
Ventiles der Druckkontrolleinrichtung kein besonderes Problem, als die von der Luftpumpe gelieferte Druckluftmenge relativ
groß ist. Auch wird das Öffnen und Schließen des Ventiles auch
dann wenig beeinflußt, wenn die von der Pumpe geförderte Druckluft zur Wiederverbrennung der Auspuffgase verwendet wird.
Darüber hinaus fällt der Raum, in welchem der Druck der von der Pumpe geförderten Luft klein ist, was bei einer geringen Drehzahl
der Brennkraftmaschine der Fall ist, mit demjenigen Raum zusammen, in welchem es erwünscht ist, aus Sicherheitsgründen
- 16 4 0 9 8 6 1/0812
für die Brennkraftmaschine die Rezirkulation der Auspuffgase
zu vermeiden. In diesem Raum oder Bereich ist es möglich, die Rezirkulation der Auspuffgase vollständig zu unterbinden, da
der vergleichsweise geringe Druck auf der Druckseite der Luftpumpe in einen relativ großen, negativen Druck in der Ansaugleitung
umgewandelt wird, und zwar durch den Einsatz des Druckwechsel ventiles .
Dabei ist ferner zu berücksichtigen, daß der den Druck kontrollierende Teil der Druckkontrollvorrichtung unmittelbar
an dem Ventilgehäuse oder Ventilkörper angebracht ist, so daß ein Einfrieren von Kondenswasser in der Druckkammer zur Feststellung
des Druckes als Folge der Strahlungswärme des Kontrollventilkörpers selbst dann verhindert wird, wenn die Temperatur
der Außenluft auf einen extrem niedrigen Wert abfällt. Da jedoch nur geringe Mengen an Auspuffgasen in die Druckkammer
zur Feststellung des Druckes einströmt, steigt der den Druck kontrollierende Teil in seiner Temperatur nicht so hoch an, so
daß eine lange Lebensdauer der Membranen sichergestellt ist. Da die Überführung des Ventiles in der Druckkontrollvorrichtung
in die Schließstellung durch die elastische Kraft der Federn bewirkt wird, ist es in manchen Anwendungsfällen keineswegs
wesentlich, einen negativen Druck in der Einlaßleitung zu verwenden, wenn das Ventil in die Schließstellung überführt wird.
- Patentansprüche -
409851/0812
Claims (4)
- 2Α25673PATENTANSPRÜCHEΛ.) System zur Rezyklierung von Auspuffgasen einer Brennkraftmaschine, bei welchem das Auspuffsystem und das Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine über eine Leitung miteinander verbunden sind, so daß ein Teil der Auspuffgase des
Auspuffsystems in das Einlaßsystem eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser
Leitung eine Druckkontrollvorrichtung mit einer festen
Drossel angeordnet ist, daß ferner eine Druckkammer und > ein Ventil von dem Auspuffsystem ausgehend in Richtung j des Einlaßsystems angeordnet ist, daß der Druckkontroll- i teil der Druckkontrollvorrichtung eine erste mit der Druck- '■· kammer verbundene Kammer und eine zweite Kammer aufweist,
welche von dieser ersten Kammer über eine Membran getrennt
ist und mit einer Druckmittelquelle sowie mit der Atmos- ' phäre in Verbindung steht, daß ferner ein Ventil mit dieser ; Membran in Verbindung steht und so ausgebildet ist, daß es : die Verbindung zwischen der zweiten Kammer und der Druck- ' luftquelle überwacht, daß eine kontrollierte Druckkammer . j mit dieser zweiten Kammer des Druckkontrollteiles verbunden I ist und über eine Membran in Kammern unterteilt ist, daß ! diese Membran mit dem Ventil der Druckkontrollvorrichtung
verbunden ist derart, daß die in die zweite Kammer des
Druckkontroll teile s eingesteuerte Druckluft der Druckmittel-; quelle nach Maßgabe des Druckes in dieser Druckkammer des ; Druckkontrollteiles zur Atmosphäre hin entlüftet v/ird, und ; daß das Ventil in der Druckkontrollvorrichtung nach Maßgabe -. des auf diese Weise geregelten Druckes derart betätigt wird,' daß in der Druckkammer ein Druck aufrechterhalten wird, der
im wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck ist.- A 2 40 9 8 5 1 / 0 8 1 2-ftf- - 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Druckmittelquelle mit der zweiten Kammer des Druckkontrollteiles und mit der kontrollierten Druckkammer der Druckkontrollvorrichtung verbindenden Leitung ein Ventil angeordnet ist, und daß eine dieses Ventil öffnende oder schließende Druckkammer mit negativem Druck an denjenigen Teil des Einlaßsystems angeschlossen ist, welcher in unmittelbarer Nähe eines DrosseHklappenventiles liegt, so daß das Ventil nach ; Maßgabe der Drehzahl der Brennkraftmaschine geöffnet oder j geschlossen wird. |
- 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- : zeichnet, daß die Druckmittelquelle und ein j Teil des Einlaßsystems stromab des Drosselklappenventiles i mit dieser zweiten Kammer des Druckkontrollteiles über ein Ventil verbunden ist, daß eine das Ventil einschaltende Druckkammer mit einem Teil des Einlaßsystems in unmittelbarer Nähe des Drosselklappenventiles in Verbindung steht, und daß die Druckmittelquelle und das Einlaßsystem über dieses Ventil nach Maßgabe der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit der zweiten Kammer wahlweise verbindbar ist·
- 4. System nach Anspruch Z1 dadurch gekennzeichnet, daß ein nach Maßgabe der Drehzahl der Brennkraftmaschine arbeitendes, von einem Solenoid gesteuertes Ventil in derjenigen Leitung vorgesehen ist, welche die Druckkammer mit negativem Druck in diesem Ventil mit einem Teil des Einlaßsystems in unmittelbarer Nähe des Drosselklappenventiles verbindet, und daß diese Druckkammer mit negativem Druck des Druckwechselventiles und das Einlaßsystem von dem solenoiderregten Ventil voneinander dann getrennt werden, wenn eine Rezirkulation-A3-409851/0812der Auspuffgase entbehrlich ist.4098 B 1 /0812
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5971173 | 1973-05-30 | ||
JP48059711A JPS5213249B2 (de) | 1973-05-30 | 1973-05-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2425673A1 true DE2425673A1 (de) | 1974-12-19 |
DE2425673B2 DE2425673B2 (de) | 1975-08-28 |
DE2425673C3 DE2425673C3 (de) | 1976-04-08 |
Family
ID=
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2617579A1 (de) * | 1975-06-24 | 1976-12-30 | Toyota Motor Co Ltd | Anlage zur abgasrueckfuehrung |
US4031871A (en) * | 1976-03-02 | 1977-06-28 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation system of a motor vehicle |
DE2815619A1 (de) * | 1977-06-27 | 1979-01-11 | Nissan Motor | Steuersystem fuer die abgasrueckfuehrung |
US4167162A (en) * | 1977-11-04 | 1979-09-11 | Ford Motor Company | Engine ignition timing control |
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US4167162A (en) * | 1977-11-04 | 1979-09-11 | Ford Motor Company | Engine ignition timing control |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS507932A (de) | 1975-01-27 |
CA1002835A (en) | 1977-01-04 |
DE2425673B2 (de) | 1975-08-28 |
JPS5213249B2 (de) | 1977-04-13 |
US3881456A (en) | 1975-05-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |