DE2730207A1

DE2730207A1 - Abgasrueckfuehrung

Info

Publication number: DE2730207A1
Application number: DE19772730207
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Nakagami; Yutaka Tsukamoto
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1976-11-25
Filing date: 1977-07-04
Publication date: 1978-06-01
Also published as: SE428143B; JPS5367024A; AU2606477A; US4144856A; GB1578465A; ZA773648B; IT1081527B; CA1056673A; SE7706672L; FR2372319B1; JPS5727303B2; FR2372319A1

Description

HOPFMANN · KITI-K Ä PARTNKR

1 · AT K N TA N W Λ LT K

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · D I PL.-I N G. W. E ITLE ■ D R. R E R. N AT. K. HO FFMAN N . Ol Pl.-ING. W. IEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO N CH E N 81 . TE LE FON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATH E)

Anwaltsakte 29 412

Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Abgasrückführung

-Ansprüche- -2-

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-A-

Die Erfindung schafft für eine Brennkraftmaschine, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, eine Abgasrückführung in einer Abgasreinigungsanlage.

Die Abgasrückführung ist geeignet, einen Abgasteil eines Auspuffs zu einem Saugrohr zurückzuführen, um im Saugrohr den Anteil nichtverbrennbarer Komponenten zu vergrößern. Durch die Vergrößerung dieses Anteils wird die Verbrennungstemperatur im Zylinder nach oben begrenzt, wodurch die Entwicklung von Stickstoffoxiden (NO ) reduziert wird.

Die Entwicklungs-Kennlinie von Stickstoffoxiden (NO ) ändert sich jedoch in Abhängigkeit von den Antriebszuständen der Brennkraftmaschine. So ist die Entwicklung von NO in einem hohen Lastbereich der Brennkraftmaschine, beispielsweise zum Zeitpunkt einer Beschleunigung, hoch und in einem niederen Lastbereich, beispielsweise beim konstanten Betrieb oder im Leerlauf der Brennkraftmaschine, angemessen.

Ferner tritt durch ein Abfallen der Verbrennungsleistung eine Fahrleistungsverschlechterung und eine Laufunruhe der Brennkraftmaschine ein, wenn während dem Antrieb bei geringer Last eine große Abgasmenge unnötig zurückgeführt wird. In Hinblick darauf ist es erforderlich, beim Betrieb der Abgasrückführung eine angemessene Abgasmenge zurückzuführen, die von den Antriebszuständen der Brennkraftmaschine abhängt.

Um diese Forderung zu erfüllen, wurde bei den üblichen Abgasrückführungen in der Regel so verfahren, daß ein Durchflußregler in einer Rückführleitung eingeschaltet

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ist, der durch Verwendung eines Mittels, beispielsweise durch Unterdruck betätigt ist, der in einem Saugrohr erzeugt wird und der von den Antriebsbedingungen der Brennkraftmaschine abhängt. Es wurden auch verschiedene Verfahren der Steuerung der Regler angewendet und es wurde vorgeschlagen, den Betrag der Abgasrückführung jedem Leistungsbereich der Brennkraftmaschine anzupassen.Man neigt jedoch dazu, den Betrag der Abgasrückführung zu vergrößern, da zur Zeit eine genauere Regulierung des NO -Wertes gefordert wird. Da es schwierig ist, den Betrag der Abgasrückführung im niederen Lastbereich mit den üblichen Abgasrückführtechniken zu steuern, kann folglich eine Fahrleistungsverschlechterung bei geringer Leistung der Brennkraftmaschine eintreten.

Ziel der Erfindung ist es, eine Abgasrückführung zu schaffen, bei der der Betrag der Abgasrückführung im niederen Lastbereich der Brennkraftmaschine angemessen ist.

Gemäß der Erfindung wird eine Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die eine Abgasrückführleitung, die für die Zuführung eines Abgasteiles durch die Rückführleitung zu einem Saugrohr der Brennkraftmaschine zwischen einer Stelle einer Abgasleitung eines Auspuffs und dem Saugrohr verläuft, einen ersten und einen zweiten durch Unterdruck betätigten Durchflußregler, der in der Rückführleitung parallel zueinander geschaltet angeordnet sind, und ein dritter mechanisch betätigter Durchflußregler vorgesehen sind, die in der Rückführleitung in Reihe zu dem ersten und zweiten Durchflußregler geschaltet angeordnet ist, daß der erste und zweite Durchflußregler entsprechend mit zwei Arten von Unterdruck beaufschlagt sind, die in dem Saugrohr eines Vergasers entstehen und unterschiedliche Größen aufweisen, daß der erste und der zweite Durchflußregler jeweils auf einen Wert des ent-

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sprechenden Unterdruck ansprechen und ihre Reglerleitung öffnen, und wobei der dritte Durchflußregler in Antwort auf ein öffnen der Drosselklappe des Vergasers seine Reglerleitung öffnet.

Insgesamt schafft die Erfindung eine Abgasrückführung mit einer Abgasrückführleitung, die zwischen einer Abgasleitung und einem Saugrohr angeordnet ist, mit einem ersten und zweiten Durchflußregler, die für die Regelung der Abgasströme in Antwort auf zwei Arten von Unterdruck mit verschiedenen Charakteristiken in der Rückführleitung parallel zueinander geschaltet sind/und mit einem dritten Durchflußregler, der für die Regelung des Gasstromes in Antwort auf ein öffnen der Drosselklappe eines Vergasers in der Rückführleitung in Reihe zu dem ersten und zweiten Durchflußregler geschaltet ist, wodurch im geringen und mittleren Lastbereich der angemessene Betrag an Abgasrückführung erzielt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die zugehörige Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abgasrückführung gemäß der Erfindung, wobei einige Elemente im Querschnitt gezeigt sind,

Fig. 2 ein Schaubild, in dem die Arbeitsweise eines bei der Abgasrückführung verwendeten durch Unterdruck betätigten Reglers dargestellt ist,

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Fig. 3 ein Schaubild, in dem die Arbeitsweise der Abgasrückführung bei einem kleinen Drehzahlbereich dargestellt ist,

Fig. 4 ein Schaubild, in dem die Arbeitsweise der Abgasrückführung bei einem mittleren Drehzahlbereich dargestellt ist, und

Fig. 5 ein Schaubild, in dem die Leistungscharakteristik einer Maschine dargestellt ist, die die Abgasrückführung gemäß der Erfindung aufweist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Abgasrückführung für

um eine Brennkraftmaschine 1 geeignet,! einen Teil des Abgases aus einer Abzweigleitung 2a, die an einem Auspuffkrümmer

2 der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen ist, über eine Saugrohröffnung 6 einem Saugrohr 4 zuzuführen. Die Saugrohröffnung 6 ist in dem Saugrohr 4 benachbart einem Vergaser

3 und stromab einer Drosselklappe 5 desselben angeordnet. Die Abgasrückführung weist eine Rückführleitung 7, einen ersten Durchflußregler 8, einen zweiten parallel dazu geschalteten Durchflußregler 9, eine Rückführleitung 10, einen dritten Durchflußregler 11 und eine Rückführleitung 12 auf, durch die Abgas in das Saugrohr 4 aufgrund des im Saugrohr erzeugten Unterdruckes angesaugt wird.

Der erste und zweite Durchflußregler 8 und 9 besitzen für ihren Betrieb eine Unterdruckkammer 13 bzw. 14. Jede Unterdruckkammer 13 oder 14 wird durch eine Membrane 15 bzw. 16 begrenzt und enthält eine Druckdifferenz-Ausgleichsfeder 17 bzw. 18. Die der Unterdruckkammer abge-

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wandte Seite einer jeden Membran ist der Atmosphäre ausgesetzt. An den Membranen 15 und 16 sind Ventilnadeln 19 bzw. 20 angeschlossen, die die Öffnung einer Hauptleitung 21 bzw. einer Bypassleitung 22 steuern.

In der Innenwand des Saugrohres 4 ist eine Unterdruck-Steueröffnung 23, die an einer Stelle stromaufwärts von und benachbart zu einem Ende 5a der Drosselklappe 5 liegt, die sich in ihrer geschlossenen oder Leerlauf-Stellung befindet, und eine weitere Unterdruck-Steueröffnung 24 vorgesehen, die merklich stromaufwärts dieser Stelle in das Saugrohr 4

mündet. Die Steueröffnungen 23 und 24 sind mit der Unterdruckkammer 14 des zweiten Durchflußreglers 9 bzw. mit der Unterdruckkammer 13 des ersten Durchflußreglers 8 über Unterdruckleitungen verbunden.

Die Steueröffnungen sind derart angeordnet, daß sie dem Ende 5a der Drosselklappe 5 gegenüberliegen, wenn die öffnungswinkel der Drosselklappe 5 ca 10° bzw. 20° betragen.

Der dritte Durchflußregler 11 ist ein mechanisch betätigter Regler, der eine Ventilnadel 25 aufweist, die durch eine Druckfeder 26 in Richtung ihrer geschlossenen Stellung unter Druck steht. Die Ventilnadel 25 ist über ein Zwischengelenk 27 mit der Drosselklappe 5 verbunden, dessen eines Ende am rechten Ende der Ventilnadel (vgl. Fig. 1) gelenkig gelagert ist und dessen anderes Ende an einem Hebel 28 angeschlossen ist. Die Ventilnadel 25 wird somit in Antwort auf eine Bewegung der Drosselklappe 5 verschoben, so daß eine Durchflußrate des Abgases geregelt wird.

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Die Arbeitsweise der Abgasrückführung, die wie oben beschrieben konstruiert ist, wird nun näher erläutert.

Zunächst wird die Durchflußcharakteristik des ersten Durchflußreglers 8 näher erläutert, der als Hauptregler durch den Unterdruck an der Steueröffnung 24 betrieben wird.Die Besonderheit des Unterdruckes an der Steueröffnung 24 besteht darin, daß dort in der Leerlauf-Stellung und bei vollständig geöffneter Stellung der Drosselklappe ein nicht erheblicher, in der halboffenen Stellung der Drosselklappe aber ein hoher Unterdruck zustande kommt. Dementsprechend besteht die Charakteristik des ersten Durchflußreglers 8 darin, daß die Durchflußrate des zurückgeführten Abgases (EGR-Wert) in einem Mittelbereich des Saugrohrunterdruckes (bei einem mittleren Lastbereich der Brennkraftmaschine) groß ist und in Bereichen über und unter diesem Mittelbereich (in hohen bzw. niedrigen Lastbereichen) aber niedrig ist, wie es aus Fig.2 aus dem Verlauf der Kurve A- für einen mittleren Drehzahlbereich und aus dem Verlauf der Kurve A₂ für einen niederen Drehzahlbereich ersichtlich ist. Diese Durchflußrate oder dieser EGR-Wert ist in dem mittleren Unterdruckbereich übermäßig groß und in den anderen Bereichen zu gering gegenüber einer gewünschten Durchflußrate von Abgas für dessen Anpassung an die Entwicklungskennlinie von NO (Kennlinie R₁ im mittleren Drehzahlbereich und Kennlinie R₂ im mittleren Drehzahlbereich).

Die Aufgaben des zweiten und dritten Durchflußreglers 9 und 11 bestehen darin, diese Nicht-Anpassungsfähigkeiten in dem niederen und mittleren Drehzahlbereich auszuglei-

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chen. Daher wird der zweite Bypass-Durchflußregler 9 durch den Unterdruck an der Steueröffnung 23 betätigt, dessen Besonderheit darin besteht, in dem niedrigen Lastbereich groß zu sein. Der Durchflußregler öffnet darauf im ausreichenden Maße die Bypass-Leitung 22, so daß der nichtausreichende Durchfluß von Abgas um die Abgasmenge ergänzt wird, welche durch die Bypass-Leitung 22 fließt. Der übermäßig große Durchfluß von Abgas im mittleren Lastbereich wird durch den dritten Durchflußregler 11 begrenzt, der in Antwort auf eine Öffnungsbewegung der Drosselklappe 5 öffnet.

Bei dem niederen Lastbereich Z₁ entspricht im niederen Drehzahlbereich, einem häfigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, die Summe der durch die Hauptgasleitung fließenden Durchflußrate M durch den Durchflußregler 8 und die durch die Bypass-Leitung strömende Durchflußrate B durch den Durchflußregler 9 im wesentlichen der erforderlichen Durchflußrate R₃, wie es in Fig. 3 durch eine Kennlinie M + B dargestellt ist. Auch bei dem mittleren Lastbereich Z₂ entspricht im mittleren Drehzahlbereich, einem häufigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, die Durchflußrate S, die durch den dritten Durchflußregler 11 begrenzt wird, im wesentlichen der geforderten Durchflußrate R₄, wie es in Fig. 4 durch eine Kennlinie S dargestellt ist.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Abgasrückführung wird durch die in Fig. 5 festgehaltenen Leistungskennlinien wiedergegeben. In dem geringen Lastbereich Z₁ wird die Abgasrückführung durch die Wirkung eines hohen Unterdrucks durchgeführt, der an der Steueröffnung 23 herrscht

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(kurzgestrichelte Linie). Die Rückführung wird durch die Wirkungen des Unterdruckes an der Steueröffnung 23 und desjenigen Unterdruckes erzielt, der an der Steueröffnung 24 im mittleren Lastbereich Z- herrscht (langgestrichelte Linie).

Wie oben beschrieben,weist die Abgasrückführung gemäß der Erfindung in der Abgasrückführleitung den Durchflußregler 9, der durch den Unterdruck an der Steueröffnung 23 betrieben wird, und den Durchflußregler 11 auf, der mit der Drosselklappe 5 gekuppelt ist, wodurch die nichtausreichende Gasströmung im Rückführbetrieb durch den Unterdruck an der Steueröffnung 24 ausgeglichen ist. Dadurch wird während dem Betrieb der Maschine bei niedriger Last die angemessene Rückführung von Abgas erreicht, so daß die Leistungsfähigkeit des mit der Abgasrückführung ausgerüsteten Fahrzeuges verbessert ist, ebenso wie das NO wirksam bei einem Betrieb unter geringer Last reduziert ist.

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eerseite

Claims

Ansprüche

(!.,Abgasrückführung für eine Brennkraftmaschine, dadurch
"~ gekennzeichnet, daß eine Abgasrückführleitung, die für die Zuführung eines Abgasteiles durch die Rückführleitung zu einem Saugrohr der Brennkraftmaschine zwischen einer Stelle einer Abgasleitung eines Auspuffs und dem Saugrohr verläuft, einen ersten und einen zweiten durch Unterdruck betätigten Durchflußregler, der in der Rückführleitung parallel zueinander geschaltet angeordnet
sind, und ein dritter mechanisch betätigter Durchflußregler vorgesehen sind, die in der Rückführleitung in
Reihe zu dem ersten und zweiten Durchflußregler geschaltet angeordnet ist, daß der erste und zweite Durchflußregler entsprechend mit zwei Arten von Unterdruck beaufschlagt sind, die in dem Saugrohr eines Vergasers
entstehen und unterschiedliche Größen aufweisen, daß
der erste und der zweite Durchflußregler jeweils auf
einen Wert des entsprechenden Unterdrucks ansprechen
und ihre Reglerleitung öffnen, und daß der dritte
Durchflußregler in Antwort auf ein öffnen der Drosselklappe des Vergasers seine Reglerleitung öffnet.
2. Abgasrückführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Durchflußregler stromab des ersten und zweiten Durchflußreglers angeordnet ist.
3. Abgasrückführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem zweiten Durchflußregler zugeführte

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ORIGINAL INSPECTED

Unterdruck ein an einer Steueröffnung herrschender Unterdruck ist, die in einer Innenwand des Saugrohrs an einer Stelle stromauf von und benachbart zu einem Ende der sich in geschlossener Position befindlichen Drosselklappe angeordnet ist, und daß der dem ersten Durchflußregler zugeführte Unterdruck ein an einer anderen Steueröffnung herrschender Unterdruck ist, die in der Innenwand beträchtlich stromauf der ersten Steueröffnung angeordnet ist.

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