DE2539185A1 - Dosiersteuerung fuer die abgas-rezirkulationsstroemung eines verbrennungsmotors - Google Patents
Dosiersteuerung fuer die abgas-rezirkulationsstroemung eines verbrennungsmotorsInfo
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Description
Patentanwälte
Dipl. Ing.CWallach München, den 5· September 1975
Dr. T. Haibach
8 München 2
Aeronutronie Ford Corporation
Dosiersteuerung für die Abgas-Rezirkulationsströmung
eines Verbrennungsmotors
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Dosiersteuerung für die Abgas-Rezirkulationsströmung eines Verbrennungsmotors
und insbesondere auf eine mit Strömungsgeschwindigkeiten im Schallgescnwindigkeitsbereich arbeitende Ein-
richtung, die eine sehr genaue und reproduzierbare Dosierung
der Abgasströmung unabhängig von der Änderung der Strömungsrate ergibt und daher eine genauere Steuerung der
Abgasemission ermöglicht.
Bs sind Einrichtungen zur Rückführung eines Teils der Motor-Abgase
durch den Motor hindurch bekannt, um die Emission von Oxyden von Stickstoff zu steuern. Diese Einrichtungen
wiesen allgemein Kegelventile oder Drosselklappenventile auf, die in Abhängigkeit von bestimmten Betriebs-
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bedingungen des Verbrennungsmotors betätigbar sina, um die Gasströmung zu ermöglichen oder zu blockieren. Allgemein
erfolgt die Strömung an den offenen Ventilen vorbei bei unter der Schallgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeiten,
so daii sich üblicherweise keine maximale Strömung durch den Querschnitt ergibt und wobei zwei Druckmessungen und eine
darauf folseaie eier.-:-Lineare i::;--:r.?3;er-»:ir.;.r.? i^r~r.2<=-
führt werden mutf, um aie Strömungsrate bei dieser speziellen
Ventileinstellung zu bestimmen. Die maximale Strömungsrate, die durch ein Dosierelement erfolgen kann, wird erzielt,
wenn eine GasgeschwindigKeit im Schallgeschwindigkeitsbereich erzielt wird. Bei Kegelventilen und Drosselklappenventilen
ergibt sich jedoch nur bei großen Druckunterschieden,
d. h. bei großen Eingangs/Ausgangs-Druckverhältnissen bei höheren Vakuurakräften eine Strömung im
Schallgesehwindigkeitsbereich, die entsprechend konstant ist. Dies ist nicht sehr pratctiscn, weil bei höheren Vakuumwerten
nur geringe Abgasmengen zurückgeführt werden sollen.
Bei einer Schallgeschwindigtceitsströmung ist die Strömungsrate direkt proportional zum Strömungsquerschnitt und es
ist lediglich eine Druckmessung für die Dosierung erforderlich. Eine Änderung des Schallgeschwindigkeits-Strömungsquerschnittes
ermöglicht weiterhin eine veränderliche Dosierung der Schallgeschwindigkeitsströmung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit Schallgeschwindigkeitsströmungen
arbeitende Dosiereinrichtung zu schaffen, die eine genaue und reproduzierbare Dosierung der
Abgasströmung ermöglicht und bei der diese genaue Dosierung
im wesentlichen über den gesamten Motor-Einlaü-Betriebsbereich
von hohen Werten der Vakuumkraft bis herunter zu nahezu auf Atmosphärendruck liegenden Werten aufrechterhalten
wird.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene
OBlGiNAL INSPECTED
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Erfindung gelöst.
Weitere vorteilhafte iius^estaltungen aer· Erfindung ergeben
sich aus aen Unteranspiüchen.
Erfindungsgemäu wird eine Dosiersteuerung für die Abgas-I-iezirkulationsströmung
eines Verbrennungsmotors geschaffen, die eine veränderliche Dosiereinrichtung für eine Schallgeschwindigkeit
sstrÖinung aufweist, die unterschiedliche Strömungsraten
des Abgases ermöglicht, wie aies durch. Änderungen
des Jbetriebszustandea ues Verbrennungsmotors bedingt
ist, wobei die Strömungsraten jedoch bei jeder offenen Stellung des Ventils Konstant bleiben, um eine sehr genaue
und reproduzierbare Dosierung der Abgasströmung entsprechend gestellter Forderungen zu erzielen.
Die erf indungsgemäise Dosierst^uerung für die Abgas-Rezirkulationsströmung
weist eine mit Schallgeschwinuigkeitsströmung arbeitende Dosiereinricntung auf, die durch eine einen
veränderlichen Querschnitt aufweisende konvergierend-divergierende
Düse gebildet ist, in der in Axialrichtung ein Düsenzapfen
beweglich ist, der Dezüglich der Düse so bemessen und aufgebaut ist, dais sich eine Strömung mit Schallgeschwindigkeit
durch den ringförmigen Strömungsquerschnitt zwischen dem Düsenzapfen und der Düse über im wesentlichen
den gesamten ßetriebsbereich des Ansaugkrümmer-Vakuuma ergibt,
so daii sich genaue und reproduzierbare Messungen der
Abgasströmung unabhängig von der erforderlichen Strömungsrate ergeben.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert
.
In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Teils der Ansaug-Abgaskrümmer
eines Verbrennungsmotors, an denen ein Vergaser mit einer Ausführungsform der Dosiersteuerung
befestigt ist, I
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Ebene der Pfeile 2-2 nach Fig. 1 bei Betrachtung in Richtung
dieser Pfeile,
Fig. 3 eine Vergrößerung einer Einzelheit der Fig. 2, wobeiYteilweise
weggebrochen und im !Schnitt dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt einen Teil 10 einer Hälfte eines Vergasers mit zwei Lufttrichtern nach Art des bekannten Fallstromvergasers.
Der Vergaser weist einen Lufteintrittsstutzen 12, einen Hauptkörper 14- und. einen Di-osselkörper 16 auf, die mit
Hilfe nicht gezeigter geeigneter Einrichtungen miteinander verbunden sind. Der Vergaser weist die üblichen Luft-/-Treibstoff-Ansaugkanäle
18 auf, aie an ihren oberen Enden zur Frischluftzufuhr vom üblichen Luftfilter, das nicht gezeigt
ist, offen sind. Die Ansaugkanäle 18 weisen die üblichen, einen festen Querschnitt aufweisenden Venturi-Rohre
22 auf, die mit Vorzerstäubern 24 zusammenwirken, durch die die Hauptmenge des Treibstoffes angesaugt wird.
Die Strömung von Luft una Treibstoff durch die Ansaugkanäle
18 wird durch zwei Drosselklappenventilplatten 26 gesteuert, die jeweils auf einer Welle 28 befestigt sind, aie
drehbar in den Seitenwänden des Vergaserkörpers befestigt sind.
Der Drosselklappenkörper .1b weist in der dargestellten Weise Flansche auf, damit er auf aer Oberseite des Ansaugkrümmers
30 des Verbrennungsmotors befestigt werden kann, wobei
ein Abstandselement 32 zwischen dem Drosselklappenkörper
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und dem Ansaugkrümmer angeordnet ist. Der Ansaugkrümmer 50
weist eine Anzahl von vertikalen Steigrohren oder Bohrungen 34 auf, die so ausgericntet sind, daß sie mit den Ausladenden der Vergaser-AnsaugKanäle 18 zusammenwirken. Die Steigrohre
34 erstrecken sich an ihren unteren Enden 36 unter rechten Winkeln zur Zuführung des Gemisches aus der ibene
der Figur hinaus zu den Einlaßventilen des Verbrennungsmotors.
Der Abgaskrümmerteil des Zylinderkopfes des iAotors ist
teilweise bei 38 angedeutet und schlieft einen Abgasüberführungskanal
40 ein. Dieser Überführungskanal führt von dem (nicht gezeigten) Abgaskrümmer auf einer Seite des Motors
zur entgegengesetzten Seite unter die Ansaugkrümmerleitungen 36. Hierdurch wird die übliche Vorwärmung unter
dem Vergaser zur Verbesserung der Verdampfung des Luft-/-Treibstoffgemisches
erzielt.
Wie es am besten aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist das Abstandsstück
32 eine schneckenförmige Ausnehmung 42 auf, die direkt mit dem Uberführungskanal 40 über eine Bohrung 44
verbunden ist. Weiterhin ist mit der Ausnehmung 42 ein Kanal 46 verbunden, der abwechselnd gesperrt oder mit einem
Mittelkanal 48 verbunden werden kann. Der Kanal 48 steht mit den Steigrohren 34 über zwei Öffnungen 50 in Verbindung,
Auf einer Seite des Abstandsstückes 32 ist eine Ventilanordnung 52 befestigt, die die Verbindung zwischen den Kanälen
46 und 48 steuert.
Es ist wünschenswert, eine derartige Steuerung, wie z. B. 52 zu schaffen, die die Hezirkulation von Abgasen zu unerwünschten
Zeitpunkten verhindert. Beispielsweise ist die Abgasreinigung bei Motorleerlauf wenig wirkungsvoll, während
bei vollständig geöffneter Drosselklappenstellung die maximale Leistung durch die verfügbare Sauerstoffmenge be-
: I
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grenzt ist. Zu diesen Zeiten sollte naher der Kanal 4b normalerweise
geschlossen sein, Er sollte jedoch in Abhängigkeit
von einer Lastäncierung geöffnet werden, so da υ die Abgase
am stärksten strömen, wenn die Abgasemissionen mit groiäer Wahrscheinlichkeit am stärksten sind.
Diese Eigenschaften v/erden durch die Ventilanordnung 52 erreicht,
die vergröbert und deutlicher in Fig. ο gezeigt ist. Diese Ventileinheit schlieft einen ooeren hutförmigen
Teil 5^> einen Mittelteil 5b und einen unteren Hauptventilkörperteil
58 ein, die alle miteinander durch nicht gezeigte geeignete Einrichtungen verbunden sind. i»ie mittleren
una unteren Teile 56 una 58 bilden zusammen eine Gaskammer
60, die eine Abgas-Einlatföffnung 62 aufweist. Diese Abgaseinlaliöffnung
62 ist über ein geeignetes Rohr 64 mit dem Kanal 46 in dem Abstandsstück $2 verbunden.
In die Kammer 60 springt als einstue Xiges Teil vies Körperteils
58 das offene Ende ob eines' einen veränderlichen
Quei'schnitt aufweisenden καπνοίg lerend-divergierenden
ÜchallgeschwindLgke itsströmungs-Dos ierdüaen- ouer Vent i1-teils
68 vor. Diese Düse schlieft den konvergierenden Teil
66, einen ringförmigen einen minimalen Querschnitt definierenden Abschnitt 72, einen eine erste Diffusorstufe bilaenden
Abschnitt 7^» der einen Teil des divergierenden Abschnittes
bildet, und einen eine zweite Diffusorstufe DiI-denden
Abschnitt 76 ein. Der Abschnitt 76 ist mit Flanschen
78 zur Befestigung an der Seite des Abstandstückes 32 üoer
den Kanal 4-Ö in der dargestellten Weise ausgebildet, j/lit
dem konvergierenden Einläuteil b6 wirkt ein in Axialrichtung
bewegliches Ventilzapfen- oder etopfenteil ÖO mit bogenförmigen
Oberflächen 82 zusammen, die in der dargestellten Weise geeignet gebogen sind. Diese Oberflachen bilden
zusammen mit den Düsenwänden ringförmige konvergierende und
divergierende Strömungsquerschhitte 82 und 84, die in der
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dargestellten Weise üoer einen Drosselaoschnitt 85 mit minimalem
Querschnitt verbunden sind.
Das Ventilzapfenteil 80 ist an dem Ende einer Welle 86 befestigt,
die in Axialrichtung in veränderlichem. A us mau beweglich
ibt. Die »Velle tcann nach unten in eine Extrems teilung
bewegt werden, in der der Düsenzapfen dO auf aer Düse
68 aufsitzt und vollständig axe Strömung durch die Düse
sperrt. Die Welle 86 kann weiterhin nach oben in andere offene
Stellungen bewegt werden, die es ermöglichen, daii sich
ändernde Volumen des Abgases durch die Düse strömen. Die Welle 86 ist durch eine Kombination einer selDstscnmierenden
Büchse und eines Abdichtteils 88 sowie durch eine Öffnung-90
in einer ringförmigen Isolierscheibe 92 hindurch beweglich befestigt. Die Isolierscheibe wird dazu verwendet,
um zu verhindern, aaii die hohe Temperatur von beispielsweise 650 bis 7000G der Abgase die Betätigungseinrichtung
für die Welle 86 beschädigt. Die Betätigungseinrichtung ist in diesem Fall eine abrollende ringförmige
flexible Membran 94. Die Auuenränuer der Membran sind zwischen
dem oberen Körperteil 54 und der Isolation 92 befestigt.
Der Mittelteil. 95 der Je in uran ist zwischen ersten
und zweiten schalenförmigen ringförmigen Halteteilen 9b und
98 befestigt, die in der dargestellten Weise an der Welle 86 befestigt sind. Die beiden Halteteile sind zusammen mit
der Membran 9^· in Axialrichtung in dem oberen Gehäuse 5^
verschiebbar. Sie bilden den Kolbenförmigen Teil eines Servomechanismus
zur Betätigung des beweglichen Düsenzapfens 80. Eine Feder 100 spannt die Kolbenanordnung nach unten in
Richtung auf die Düsenverschluü- oder Strömungsblockierungsstellung
vor.
Die Membran 94- unterteilt das hohle Innere des oberen Körperteils
5^ in eine Luftkammer 102 und eine Vakuumkammer
104. Die Luftkammer 102 ist zur Atmosphäre hin über ein
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nicht gezeigtes Loch belüftet. Die Vakuumkammer 104 kann
aowechselnd mit einer Vakuumquelle oder mit atmosphärischer
Luft über einen Anschluß 106 una ein Dreiwegventil 108 verbunden werden. Das Ventil weist Einlaiiverbinaungen zu einer
Einlalileitung 110 für atmosphärische Luft und für eine
Vakuumeinlaii leitung 112 auf. Diese Vakuumeinlaßleitung 112
ist in der dargestellten Weise mit dem Hochgeschwindigkeitsabschnitt
der Düse verbunden, so daü sie den sich ändernden
Einlaiikrümmer-Vakuumwerten ausgesetzt ist. |,
Die speziellen Einzelheiten des Aufbaues des Ventils 108
sind nicht aargestellt, weil dieses Ventil in üblicnex- Weise aufgebaut ist, so dais es für ein Verständnis der Erfindung
nicht erforderlich ist, Einzelheiten dieses Ventils zu beschreiben. Es dürfte ausreichen, anzugeben, dan das Ventil
108 in eine erste stellung beweglich ist, in der Luft mit Atmosphärendruck von aer Leitung 110 zu der Kammer 104
geführt ist, daii das Ventil 108 weiterhin in eine zweilte Stellung beweglich ist, in der das Vakuum in der Leitung
112 von der Düse zur Kammer 104 geführt wird, um den üüsenzapfen
80 gegen die Kraft der Feder 100 zu. bewegen, um den
Düsen-Strömungsquexschnitt zu vergröiiei-Q, una auii das Ventil
weiterhin eine dritte Nullstellung einnehmen kann, in der sowohl die Luft- als auch die Vakuumleitung von dem
Einlaiianschluß 106 getrennt ist. Das Ventil 108 ist in diesem
Fall 'elektrisch durch Leitungen 114 mit einer Steuereinrichtung verbunden, die scheinstisch bei 116 dargestellt
ist. Diese Steuereinrichtung kann auf vorgegebene Betriebsbedingungen des Motors, wie z. B. Beschleunigungen, Leerlauf
usw., ansprechen, um das Ventil 108 zwischen den verschiedenen Stellungen zu vex schieben.
Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung 116 mit einem an Bord des Fahrzeuges befindlichen Rechner verbunden sein,
der Signale an das Ventil 108 aussendet, damit das Ventil
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die Düse schließt, wenn der wiotor leerläuft, oder mit weit
offener Drosselklappe betrieben wird, und iceine übgas-kezirkulation
erwünscht ist. Das Ventil 108 würde dann so bewegt, daß es der Kammer 104- Luft zuführt, damit die Feder
100 die Düsenöffnung vollständig schließen kann. In gleicher Weise würde es, wenn das Fahrzeug etwas beschleunigt
wird und der Abgasemissionspegel gröiser wird, wünschenswert sein, die Abgas-Rezirkulcition proportional zur Last zu vergrößern.
Entsprechend würde ein Signal an aas Ventil 108 ausgesandt, um die Vakuu.nverbindung von der Leitung 112 zur
Kammer 104 zu öffnen und den Düsenzapfen 80 nach oben in
eine ötellung zu bewegen, uie das gewünschte Ströinungsvolumen
ergibt. Selbstverständlich könnten anaere oder nichtelektrische Steuereinrichtungen zur Bewegung des Üüsenzapfens
vorgesehen sein, uei bekannten Konstruktionen wurden
die durch die Stellung des üblichen Drosselklappenventils gesteuerten Änderungen des Ladedrucks als Quelle für
ein Vakuum verwendet, das sich mit der Last ändert, um das Abgas-ltezirkulationsventil zu betätigen. Mit der Bezugsziffer
118 ist schematisch ein Stellungswandler oder ein Rückführungssignaleleraent
bezeichnet. Dieses Element würae in diesem Fall die Stellung der welle 8b wiedergeben, während
sich diese bewegt, und diese Information würde zur Steuereinrichtung 116 übermittelt. Es würden dann Korrektursignale
an das Ventil 108 ausgesandt, um es in die Null- oder andere Stellung zu bewegen, wie dies erforderlich ist, um
ein Stoppen der Kolbenanordnung in der Position sicherzustellen, die in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand
zu dem Zeitpunkt erforderlich sein würde.
Wie es weiter oben ausgeführt wurde, bildet die Düse 68 zusammen
mit dem Düsenzapfen 80 eine einen veränderlichen Querschnitt aufweisende konvergierend-divergierende Strömuügs-Dosierventileinrichtung.
In diesem Fall sind die Eingangswinkel des konvergierendeli Abschnittes und die
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Krümmung der Düsenza^fenoberflachen ö2 so dimensioniert und
ausgebildet, daii sich Strömungsgeschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeit
sbere ich aurch den ringförmigen ,Querschnitt
zwischen dem Düsenza^fen und d-r Düse über im wesentlichen
den gesamten Betriebsbereich von üinlaiSKiümmer-Vakuumwert-Änderungen
ergeben. 'Aenn daher der »iflotor läuft und ein
Druckdifferential zwischen dem Kanal 46 und den t^inl.-j ijkrüinmer
ausbildet, vergrößert die eine Unterscnallgescn.'-indigkeit
aufweisende Abgasströmung in de;a konvergierenden Teil
66 der Düse ihre Geschwindigkeit auf einen Scnallgeschwindigkeitswert
am Hals oder an dem einen minimalen ringförmigen Querschnitt aufweisenden Teil 85 zwischen der Düse und
dem Düsenzapfen.
Wie dies gut bekannt ist, ist für einen vorgegebenen Strömungsquerschnitt
die Strömung im Bereich von Schallgeschwindigkeiten durch diesen .,»uerschnitt konstant. Durch sorgfältige
Auslegung der Düsendiffusorwinkel zur Vermeidung einer
vorzeitigen Ablösung der Strömung sowie einer Turbulenz und Wirbeln, die zu Druck— und arideren Verlusten führ en würden,
kann eine Strömung mit Gescnwindigkeiten im Schallgesehwindigkeitsbereich
über im wesentlichen den gesainten Betriebsbereich des Einlaiikrümmer—Vakuums aufrechterhalten werden.
Das heiiit, daii eine Schallgeschwindigkeitsströmung bei großem
Ausgangs- zu Eingangsdruckverhältnis, wie z. B. bei einem Wert von 0,9 aufgruna eines wirkungsvollen Diffusorabschnittes
aufrechterhalten werden kann. Dies steht im Gegensatz
zur Verwendung eines Kegel-*oder Drosselklap^en-Dosierventils,
bei denen ein Druckverhältnis von 0,5 erforderlich ist, um eine kritische oder Schallgeschwindigkeitsströmung zu erzielen, was unpraktisch ist.
Jede Bewegung des Düsenzapfens 80 ergibt selbstverständlich eine neue Strömungsrate durch den geänderten ringförmigen
Querschnitt 85 zwischen "dem Düsenzapfen und der'Düse.
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Da jedoch die Strömung aufgrund der Konscru.ition der Düse
und des Düsenza^fens auf Geschv/inaigKeiten im üchbll^eschwindigtceitsbereich
bleibt, ist die Stromungsrate Tür jede
Stellung konstant. Die gesamte Strömungsrate änaert sich,
daher direkt proportional zum Dosierquerschnitt und damit zur Stellung des Düsenzapfens, so daii sich eine sehr* genaue
und reproduzierbar einstellbare Dosiereinrichtung zur Messung
aer Strömung zu irgendeiner speziellen Zeit ergibt. Beispielsweise kann die erste Diffusorstufe eine Halbwinkeldivergenz
von 6°, gemessen gegenüber der Längsachse des Düsenza^fens aufweisen, während aie Winkel der zweiten Diffusorstufe
größer sein würden, beispielsweise einen Halbwinkel von 10 aufweisen würden, weil die Strömungsgeschwindigkeit
an diesem Punkt so weit verringert wurae, dan aer grö-l
liere Winkel kein Ablösen der Strömung hervorruft, was Turbulenzen
ergeben würde. Dahex· kann eine maximale Druckrückgewinnung erzielt werden, ^s ist jedoch veiütändlicn, dais
bei einer Düse mit Strömungsgeschwindigkeiten im Schallgeschwindigkeitsbereich
bei Veiringerung aes Jruc.ies strömungsabwärts
von der Düse die Schallgeschwindigkeit am Drosselabschnitt sich auf eine Überschallgeschwindigkeit
strömungsabwärts von dem Drosselabschnitt vergrößert und
daJi die Druckwiedergewinnung mit Hilfe einer btoüwelle erreicht
wird, die die Strömungsgescnwindigkeit auf den Unterschallgeschwinaigkeitsbereich
verringert und den Druck im wesentlichen auf den gewünschten Druck vergröbert. Je
niedriger der gewünschte Auslaisaructc ist, desto mehr wird
die Stoßwelle strömungsabwärts nach unten bewegt, bevor die
Vergrößerung des Druckes längs der Stoßwelle ausreicht, um
den gewünschten Auslaüdruck zu erzielen.
Die Betriebsweise dürfte aus der vorstehenden Üeschrsibung
und der Betrachtung?; d^r Zeichnung verständlich sein, so daß'
keine weiteren Einzelheiten hier aufgeführt werden sollen. Wenn der Motor bei Leerlaufdrehzahl betrieben wird, liefert
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die .Steuereinrichtung 11b ein Jigrial an das Ventil 108 derart,
daij Luft von der Leitung 11ü in die öervoicammer 104
geliefert wird, so dais die Feaer 100 die Düse in der gewünschten
Weise nahezu vollständig oder vollständig schlieft, indem der Düsenzapfen 60 in aie Auflagestellung bewegt
wird, ftenn das Gaspedal des Fahrzeuges niedergedrückt wird,
liefert die Steuereinrichtung 116 ein weiteres Signal an das Ventil 108, um die Stellung des Ventils so lange zu
verschieben, bis das Vakuum in der Leitung 112 der Kammer 104 zugeführt wird. Der Düsenzapfen 80 wird entsprechend
nach oben in eine Stellung bewegt, bis der hiickführungsstellungswandler
118, der an der Düsenzapfenwelle 8b befestigt
ist, ein Signal an die Steuereinrichtung 11b abgibt, das anzeigt, daß der Düsenzapfen die gewünschte Stellung
erreicht hat. Das Ventil 108 bewegt sich dann in die JNiullstellung.
Wie es weiter oben ausgeführt wurde, bleibt jedoch unabhängig von der von dem Düsenzapfen 80 eingenommenen
Stellung die spezielle Abgasströmungsrate, die in dieser Position erreicht wird, konstant, solange der Düsenzapfen
in dieser Stellung bleibt. Wenn sich die Last- oder -Beschleunigungsanüorderungen ändern, ändert sich auch die
Abgas-Kezirkulations-Strömungsrate. Der Düsenzapfen 80 wird
nach oben oder nach unten bewegt, je nachdem, um entsprechend den Dosierquerschnitt und damit die Strömungsrate
durch die Düse zu ändern, weil jedoch wiederum die Strömung
Geschwindigkeiten im Schallgeschwindigtceitsbereich
beibehält, ist die Strömungsrate wiederholbar und genau meßbar.
Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, dali erfindungsgemäß
eine sehr genaue Steuerung zur Dosierung der Strömung von Abgasen in den Einlaßkrümmer unabhängig von Änderungen des
Dosierquerschnittes geschaffen wird, was zu einer genauen Steuerung der Abgasemission führt, die mit üblichen Abgas-Rezirkulationskonstruktionen
unter Verwendung von Kegel-
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oder Drosselklajjpenventilen mit ihren üblichen im Untersehallgeschwindigkeitsbereich
liegenden Strömungsgeschwindigkeiten nicht erreicht werden kann. Die Gas-iVLassenströmungsrate
bei der erfinaungs^emäüen ^Steuereinrichtung ändert
sich lediglich in Abhängigkeit von der Verschiebung des Dosier-Düsenzapfens und bleibt konstant, solange der
Dosierquerschnitt gleich bleibt.
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Claims (1)
- Patentanspräcnej 1.)Dosiersteuerung für die Aogas-KezLrKuIytionsströmung eines Verbrennungsmotors mit einem Kanal, der ilotor-Abgase mit dem Motor-iSinlaiikrürniner verbindet, dadurch gekennzeichnet, daü die Steuereinrichtung bewegliche Ventilteile (ÖO, Ö2 bis Ö5) einschließt, die normalerweise den Kanal (46, 64, 4ö) schlierten und eine hezirkulötion der Augase verhindern, und die in eine offene Stellung beweglich sina, um diese Rezirkulation zu ermöglichen, daß Federeinrichtungen (1Ou) vorgesehen sind, aie aie Ventilteile in eine den Kanal schließende stellung vorspannen, dab die Ventilteile Konstantströmungs-Dοsiereinrichtungen einschließen, aie eine konstante Strömungs-rate an den Ventileinrichtungen vorbei für jede offene Stellung der Ventil teile aufrechterhalten, und üart ßetätigungaeinriehtun^en (^4, 10a) vorgesehen sind, die mit den Ventilteilen verbunden und in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsbedingungen des ivlotors beweglich sind, um die Ventilteile in eine unterschiedliche offene Stellung zu bewegen, um die dtrömungsrate der Abgase in den Einlaiikrümmer zu ändern.2. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, daaurch gekennzeichnet, daß die Ventilteile eine konvergierend-divergierenae Düse (7^, 76» 8$ bis 85) mit einem Düsenza^fen (30) einschließen, der in Axialrichtung in veränderlichem Ausmaß zwischen einer ersten aie Düse schließenden Stellung und anderen offenen Stellungen beweglich befestigt ist, die sich ändernde ringförmige Strömungsquerschnitte zwischen dem Düsenzapfen und der Düse ergeben, und daß die Düse und der Düsenzapfen so bemessen und ausgebildet sind, daß der Strömung eine Geschwindigkeit im Schallgeschwindigkeitsbereich über im wesentlichen den gesamten Betriebsbereich des Motor-Einlaßkrümmervakuums erteilt609812/0728 bad ORMttNALwird.$. Dosieisteuerung nach Anspruch 1, ciaaurch gekennzeichnet , daJ die Ventilteile eine 6c hai !geschwindigkeit sströrnung-Dosiereinrichtung mit einer Anzahl von Konstanten otrö-j mungswerten einschließen, aie jeaer oii'enen .Stellung der Ventilteile unabhängig von änderungen der ufiotorarehzahl und -belastung entsprecnen.M-. Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daii die Betätigungseinrichtung auf den Ansaugkrümmer-Vakuumwert benachbart zu den Ventilteilen ansprechende Einrichtungen (9^) einschließt, um die Strömungsäriderung proportional zu einer Änderung der ötellung der Ventilteile durchzuführen.5· Dosiersteuerung nach Anspruch 1, dauurch gekennzeichnet, daii sich die tiassenströmungsrate durch die .Strömungsdosiereinrichtung lediglich als Funktion des .Strömungsquerschnittes ändert, der durch die stellung der Ventilteile bestimmt ist.6. Dosiersteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daü die Betätigungseinrichtung einen .Servomechanismus (1^, 102, 1CW-) einschließt, der eine bewegliche Kraftübertragungseinrichtung (-^t-) umfaüt, die mit den Ventilteilen verbunden ist und zeitweise in Abhängigkeit von und durch Änderungen des Wertes des EinlaiSKrümmex— Vakuums betätigt wird, das auf einen Teil der Düse wirkt.7. Dosiersteuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ßetätigungseinrichtungen einen Ein-Aus-Vakuumschalter (108) mit -einem ersten mit einem Teil der Düse derart verbundenen Vakuumeingang (112), daii er auf609812/0728Änderungen in diesem Bereich anspricht, einem zweiten
iiufteingang (110) und einem mit dem servomechanismus
verbundenen Ausgang (Ub), una andere auf den wlotorbetrieb ansprechende einrichtungen (106) einschließen, um den Vakuumschalter (10ö) in die eingeschaltete Stellung zur Verbindung des Vakuums mit dem servomechanismus zur Bewegung der Ventilteile in eine offenere stellung oder um den Vakuumschalter in eine aogeschaltete stellung zu bewegen, in der Luft mit aea servomechanismus verbunden wird, um eine Bewegung aes servomechanismus zu erreichen, durch die die Ventilteile in die geschlossene
Stellung bewegt werden.60981 2/0728Al·Leerseite
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