DE2951751A1

DE2951751A1 - Abgas-rueckfuehrungs-steuersystem mit drei stufen

Info

Publication number: DE2951751A1
Application number: DE19792951751
Authority: DE
Inventors: Tatehito Ueda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1979-08-15
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-02-26
Also published as: US4280470A; JPS5629050A; DE2951751C2

Description

Abgas-Rückführungs-Steuersystem mit drei Stufen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgas-Rückführungs-Steuersystem und insbesondere auf ein Abgas-Rückführungs-Steuersystem, das besonders für die Anwendung in einem Dieselmotor geeignet ist.

Die Abgasrückführung in Dieselmotoren bewirkt, daß ein Teil der in die Zylinder des Motors angesaugten Luft, die im allgemeinen über der für die Verbrennung des in die Motorzylinder eingespritzten Kraftstoffs erforderlichen Menge liegt, durch rückgeführtes Abgas ersetzt wird, um die Emission von schädlichen NOx-Verunreinigungen zu senken. Bei einer solchen Dieselmotor-Abgasrückführung ist es wünschenswert, daß die durch das Abgas ersetzte Luftmenge proportional zu der Luftmenge ist, die im Überschuß zum wirklichen Luftbedarf für die Verbrennung der vorliegenden eingespritzten Kraftstoffmenge vorhanden ist, so daß eine möglichst große Menge überschüssiger Luft aus dem die Motorzylinder versorgenden Luft/Gas-Strom beseitigt wird, ohne daß eine unstetige Verbrennung des Kraftstoffs in den Zylindern hervorgerufen wird, während in dem gesamten Be-

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triebsspektrum des Motors ein maximaler Wirkungsgrad hinsichtlich der Unterdrückung der NOx-Emission erreicht wird. Da das Überschußverhältnis an Luft im Dieselmotor mit ansteigender Belastung abfällt, ist es notwendig, die rückgeführte Abgasmenge so zu steuern, daß das Abgas-Rückführungs-Verhältnis bei ansteigender Belastung des Motors abfällt. Das Abgas-Rückführungs-Verhältnis ist definiert als Verhältnis der rückgeführten und in das Ansaugsystem des Motors eingeführten Abgasmenge zur Gesamtmenge der durch den Motor angesaugten Einlaßgase, die sich aus der Menge des rückgeführten Abgases und der durch den Motor angesaugten Frischluftmenge zusammensetzt.

Die Leistungsabgabe oder die Belastung eines Dieselmotors wird durch die pro Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert und es ist deshalb in einem Dieselmotor im allgemeinen nicht möglich, eine Steuerung der Abgasrückführung in Abhängigkeit von der Belastung des Motors zu schaffen, indem man, wie es bekannterweise in Otto-Motoren geschieht, ein membran-betätigtes Abgas-Rückführungs-Steuerventil verwendet, das auf einen Ansaugleitungs-Unterdruck anspricht. Demgemäß wurde bisher in einem Dieselmotor das herkömmliche Abgas-Rückführungs-Steuerventil direkt entweder mit dem Gaspedal-Gestänge des Fahrzeugs oder mit dem Steuerhebel der Kraftstoff-Einspritzpumpe verbunden und dadurch betätigt, so daß das Abgas-Rückführungs-Steuerventil entsprechend der Bedienung des Gaspedals oder des Steuerhebels betätigt wurde.

Diese Form einer Steuereinrichtung für eine Abgasrückführung ist sehr einfach und leicht herzustellen, es tritt jedoch das Problem auf, daß die für die Betätigung des Gaspedals erforderliche Kraft dadurch erhöht wird und das Gefühl für die Betätigung des Gaspedals

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und deshalb auch der Fahrkomfort des Fahrzeugs verschlechtert wird.

Als weiteres Abgas-Rückführungs-Steuersystem für Dieselmotoren wurde ein System vorgeschlagen, das ein membranartiges Abgas-Rückführungs-Steuerventil aufwies, wobei die Membraneinheit durch einen Unterdruck betätigt wurde, der durch eine pneumatische Regel-Membrankammer in der Kraftstoffeinspritzpumpe erzeugt wurde. Bei diesem System einer Abgas-Rückführungssteuerung tritt jedoch das Problem auf, daß der durch die pneumatische Regel-Membrankammer erzeugte Unterdruck in Wirklichkeit keine ausreichend große Kraft für die Betätigung des Abgas-Rückführungs-Steuerventils hervorrufen kann, weil der in dieser pneumatischen Regel-Membrankammer herrschende Unterdruck prinzipiell sehr klein ist. Deshalb tritt das weitere Problem auf, daß die Stellung des Abgas-Rückführungs-Steuerventils durch den Staudruck des Ansaug-Luftstroms und/oder des rückgeführten Abgasstroms unmittelbar verändert werden kann.

Als weitere mögliche Lösung des Problems einer Abgas-Rückführungs-Steuerung für Dieselmotoren, wurde die Möglichkeit untersucht, die Menge des zurückgeführten Abgases kontinuierlich gemäß einem geeigneten und genau bestimmten Wert zu steuern, indem man die pro Zyklus in die Brennkammern des Motors eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmte und ein Abgas-Rückführungs-Steuerventil mit Hilfe eines druckbetätigten und/oder eines elektrischen Antriebsorgans auf der Grundlage dieser Messungen öffnete oder sperrte. In diesem Fall wird das Steuersystem als Ganzes sehr kompliziert und es treten verschiedene Probleme auf, wenn es in einem betriebenen Fahrzeug montiert und im Einsatz ist.

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Die vorliegende Erfindung entsteht aus der Beobachtung der Tatsache, daß, obwohl das Abgas-Rückführungs-Verhältnis theoretisch und wünschenswert auf sanfte und kontinuierliche Art mit der Änderung der Motorlast variiert werden sollte, im tatsächlichen Betrieb diese sanfte Variation für eine wirksame Steuerung nicht unbedingt notwendig ist und daß in der Praxis eine Variation der Abgas-Rückführungsrate in zwei Stufen über eine AN/AUS-Steuerung eine sehr befriedigende Verbesserung hinsichtlich der Wirkungsweise bringen würde. Obwohl die ideale Kurve, die die Abhängigkeit zwischen der Motorbelastung und dem Abgas-Rückführungs-Verhältnis kennzeichnet eine schwach gekrümmte Linie sein sollte, so kann trotzdem eine Annäherung an diese schwach gekrümmte Linie durch ein zweistufiges Balkendiagramm annehmbar sein, wenn sie Vorteile hinsichtlich der Einfachheit, der Herstellungskosten und der Zuverlässigkeit im Betrieb mit sich bringt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Abgas-Rückführungs-Steuersystem für einen Dieselmotor zu schaffen, das einfach ist und trotzdem eine Durchführung der Steuerung des Abgas-Rückführungs-Verhältnisses vorsieht, die den geforderten idealen Kennlinien für eine Abgas-Rückführung näherungsweise genügt.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

^ου Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, besitzt das Abgas-Rückführungs-Steuerventil eine Betätigungseinrichtung gemäß Patentanspruch

Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung der

vorliegenden Erfindung kann die Steuereinrichtung für die Versorgung mit Arbeits-Strömungsmitteldruck wünsch-

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gemäß einen elektrischen Schalter besitzen, der eine Verschiebung eines Kraftstoff-DosierGlGmcnts wie z. B. eines Steuerhebels, einer Steuerstange oder eines SpriHerstellers einer Kraftstoff-Einspritzpumpe in drei Stellungen erfaßt und sie kann ferner erste und zweite elektromagnetische Ventile aufweisen, die durch den Schalter gesteuert werden und ihrerseits die Versorgung der ersten bzw. der zweiten Membrankammer mit Arbeits-Strömungsmitteldruck steuern.

Gemäß einer weiteren besonderen Gestaltung der vorliegenden Erfindung, kann der Arbeits-Strömungsmitteldruck, der durch die beiden elektromagnetischen Ventile gesteuert wird, ein Strömungsmitteldruck sein, der durch eine durch den Dieselmotor angetriebene Pumpe erzeugt wird.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Abgas-Rückführungs-Steuerventil falls erwünscht so ausgebildet werden, daß es bei Ansteigen des Abgas-Rückführungs-Verhältnisses den Durchfluß angesaugter Frischluft weiter einschränkt. Da in einem Dieselmotor der im Ansaugkrümmer herrschende Unterdruck im Verhältnis zu dem im Ansaugkrümmer eines

7.5 Otto-Motors herrschenden Unterdrucks relativ klein ist (der Druck ist dem atmosphärischen Druck relativ nahe), besteht die Möglichkeit, daß selbst bei ganz weit geöffnetem Abgas-Rückführungs-Steuerventil, falls es im Abgas-Rückführungs-Kanal angeordnet ist, die tatsächliche Menge des rückgeführten Abgases nur um einen gewissen geringen Grad erhöht wird, besonders dann, wenn die Motorbelastung gering ist. Wenn andererseits, wie oben erläutert, die Luft-Ansaugströmung durch das Abgas-Rückführungs-Steuerventil zunehmend gedrosselt wird, wenn das

^v'5 Abgas-Rückführungs-Verhältnis zunimmt, steigt die absolute

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Menge des rückgeführten Abgases näherungsweise im gleichen Umfang, in dem die Menge der angesaugten Frischluft abnimmt. Durch diese Anordnung ist es selbst bei geringer Motorbelastung möglich, das nötige Abgas-Rückführungs-Verhältnis und die notwendige Menge rückgeführter Abgase zu erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Dieselmotors, der mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Abgas-

Rückführungs-Steuersystems ausgestattet ist,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teils der Ausführungsform des Abgas-Rückführungs-Steuersystems mit einem Klappen-Rückschlag-Ventil als Abgas-Rückführungs-Steuerventil, sowie eines Teils des Einlaßkanals des Dieselmotors, wobei beide Konstruktionen im Detail gezeigt sind,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines elektrischen Schalt-Systems, das im Abgas-Rückführungs-System der vorliegenden Erfindung eingebaut ist,

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Fig. 4 ein Diagramm mit dem Motordrehmoment als Ordinate und der Motordrehzahl als Abszisse, das ein Beispiel dreier Linien A, B und C zeigt, die drei Betriebszustände I, II und III voneinander tren

nen, die durch das erfindungsgemäße Abgas-Rückführungs-Steuersystem bewirkt werden,

Fig. 5 ein Diagramm mit dem Abgas-Rückführungs-Verhältnis als Ordinate und dem Motordrehmoment als Abszisse, das ein Beispiel der dreistufigen Wirkungsweise der Abgas-Rückführung zeigt, wie sie durch das Abgas-Rückführungs-Steuersystem der vor

liegenden Erfindung bewirkt wird, und

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer teils im Schnitt gezeigten zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ab

gas-Rückführungs-Steuereinheit, in der ein anderer Typ eines Abgas-Rückführungs-Steuerventils verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, kennzeichnet die Bezugsziffer 1 einen Dieselmotor, der Luft durch einen Luftfilter 2, einen Einlaßkanal· 3, in dem ein Abgas-Rückführungs-Steuerventil 4 eingebaut ist und durch einen Ansaugkrümmer 5 ansaugt, ein Gemisch mit dieser Luft bildet und diese in den Brennkammern verbrennt, wobei der Kraftstoff in die Brennkammern durch eine Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 direkt eingespritzt wird, und der Abgase durch einen Abgaskrümmer 6 ausschiebt.

Entsprechend den verschiedenen Motor-Zylindern sind

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Kraftstoff-Einspritzdüsen im Motor integriert, so daß jede dieser Düsen bei jedem Verdichtungshub des jeweiligen Kolbens eine vorgeschriebene Menge von unter hohem Druck stehenden flüssigem Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 zugeführt bekommt und diese vorgeschriebene Menge flüssigen Kraftstoffs in den entsprechenden Zylinder des Motors einspritzt. Die Größe dieser vorgeschriebenen Menge flüssigen Kraftstoffs wird durch die Stellung eines Steuerhebels 9 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 reguliert.

Ein Ende dieses Steuerhebels 9 ist mit einem Ende einer Welle 8 verbunden - was man schematisch aus der Fig. 1 ersehen kann - und die Welle 8 ragt in die Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 und steuert direkt deren Ausgangsmenge. Das andere Ende dieses Steuerhebels 9 ist durch eine Nadel 10 (Fig. 3) gelenkig am Gaspedal (nicht gezeigt) des Autos, in dem dieser Dieselmotor eingebaut ist, mittels eines in den Figuren nicht gezeigten Gestänges verbunden. Wenn das Gaspedal des Fahrzeugs niedergedrückt wird, wird der Steuerhebel 9 im Uhrzeigersinn gedreht - wie aus der Fig. 3 ersehen werden kann - und diese Drehrichtung des Steuerhebels 9 und der Welle 8 fällt mit der Richtung zusammen, die die Größe der oben erwähnten vorgeschriebenen Menge der Charge flüssigen Kraftstoffs erhöht, der jedem Zylinder des Motors während seines Verdichtungshubs zugeführt wird.

Bedingt durch das zunehmende Niederdrücken des Gaspedals des Fahrzeugs wird dadurch gemäß der Drehung des oben erwähnten Steuerhebels 9 oder der damit verbundenen Welle 8 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 die Belastung des Motors oder anders ausgedrückt, die durch den Motor entwickelte Leistung angehoben.

Ein Abgas-Rückführungs-Kanal 11 ist vorgesehen, der

° mit seinem einen Ende mit einem mittleren Abschnitt des Abgaskrümmers 6 und mit dem anderen Ende mit dem Abgas-

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Rückführungs-Steuerventil 4 verbunden ist. Durch diesen Abgas-Rückführungs-Kanal 11 wird ein Teil des durch den Dieselmotor 1 erzeugten Abgases zurückgeführt und in den Ansaugkrümmer 5 geleitet, wobei die Durchflußmenge dieses Abgases in einer noch zu beschreibenden Weise durch das Abgas-Rückführungs-Steuerventil 4 gesteuert wird.

Die Fig. 2 zeigt das Abgas-Rückführungs-Steuerventil 4 im einzelnen; dieses Ventil 4, das in dieser Ausführungsform als Klappenventil ausgebildet ist, besitzt ein Gehäuse 13, das im allgemeinen zwischen dem Ansaugkrümmer 5 und der Ansaugleitung 3 eingebaut ist und das in seinem Inneren einen Einlaßkanal 12 definiert, der die Ansaugleitung 3 mit dem Ansaugkrümmer 5 verbindet. An einer Seite dieses Gehäuses 13 (in Fig. 2 die obere Seite) ist ein Rohrkrümmer 15 befestigt, der über einen Abgas-Rückführungs-Ventilsitz 14 in den Einlaßkanal 12 mündet. Das Ende des Rohrkrümmers 15 ist mit seinem dem Gehäuse abgewandten Ende durch eine Mutter 16 mit einem Ende eines Rohrelements verbunden, das den Abgas-Rückführungs-Kanal 11 darstellt.

Das Gehäuse 13 lagert ferner drehbar eine Welle 17, und auf dieser Welle 17 ist innerhalb des Einlaßkanals 12 ein Rand des Klappen-Ventilelements 18 fest angebracht. Das Klappenventil 18 ist so ausgebildet, daß es sich zwischen einer Stellung, die in Fig. 2 mit I bezeichnet ist und in der es am Abgas-Rückführungs-Ventilsitz 14 anliegt und den Rohrkrümmer 15 und damit die Abgas-Rückführung 11 von der Verbindung mit dem Einlaßkanal gänzlich abschneidet, über eine Mittelstellung, die in Fig. 2 mit II bezeichnet ist und in der es zum Teil von der Anlage am Abgas-Rückführungs-Ventilsitz 14 wegbewegt ist, so daß es eine teilweise oder eine beschränkte Verbindung des Rohrkrümmers 15 und dadurch des Abgas-Rückführungs-Kanals 11 mit dem Einlaßkanal 12 herstellt,

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in eine dritte Stellung bewegen kann, die in Fig. 2 mit III gekennzeichnet ist und in der es so weit von der Anlage am Abgas-Rückführungs-Ventilsitz 14 wegbewegt ist, daß die Verbindung des Rohrkrümmers 15 und damit des Abgas-Rückführungs-Kanals 11 mit dem Einlaßkanal 12 im wesentlichen frei ist, wobei sie durch das Klappenventil 18 keine wesentliche Beschränkung erfährt. Gemäß einer Besonderheit dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform, sorgt das Klappenventil 18 - wenn es in seiner dritten Stellung III ist, die die vollständig geöffnete Stellung darstellt, bei der der Rohrkrümmer 15 und der Abgas-Rückführkanal 11 im wesentlichen ohne Beschränkung mit dem Einlaßkanal 12 verbunden sind - zugleich dafür, daß der Strom frischer Luft vom Luftfilter 2 durch die Ansaugleitung 3 und durch den Einlaßkanal 12 in den Ansaugkrümmer 5 begrenzt wird.

Die Welle 17 wird durch eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Spiralfeder im Gegen-Uhrzeigersinn.gemäß Fig. 2 vorgespannt. Ferner ist an einem Ende der Welle 17 (außerhalb des Gehäuses 13) ein Ende eines Hebels 19 befestigt, wobei an das andere Ende dieses Hebels 19 ein Ende eines Verbindungsstößels 20 angelenkt ist. Das andere Ende dieses Verbindungsstößels 20 ist mit einer mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 verbunden, die im folgenden näher beschrieben werden soll und durch deren Wirkungsweise das Klappenventil 18 über den Verbindungsstößel 20, den Hebel 19 und die Welle 17 in ihre verschiedenen Stellungen I, II und III bewegt

3™ wird. Die Länge des Verbindungsstößels 20 kann durch eine Einstellvorrichtung 72 angepaßt werden, die dessen wirksame Länge einstellt.

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Die mehrfach wirkende membran-betätigte Steuereinheit 21 ist durch eine Befestigungseinheit 22 am Gehäuse 13 des Abgas-Rückführungs-Steuerventils 4 befestigt. Die Steuereinheit 21 besitzt eine erste Membran 24 und eine zweite Membran 25. Diese Membrane:24 und 25 sind innerhalb V eines Gehäuses 23 eingepaßt und übereinander gesetzt, wobei, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die erste Membran 24 eine Kammer atmosphärischen Drucks 26 über ihr, zwischen ihr und dem Gehäuse 23 definiert. Zwischen der ersten Membran 24 und der zweiten Membran 25 sowie dem Gehäuse 2 3 ist ferner eine erste Membrankammer 27 ausgebildet, und die zweite Membran 25 definiert eine zweite Membrankammer 28 unter ihr, zwischen ihr und dem Gehäuse 23.

Ein Arbeitsstößel 31 ist mit seinem einen Ende durch Scheiben 29 und 30 mit der ersten Membran 24 verbunden, während das andere Ende dieses Arbeitsstößels 31 mit dem Verbindungsstößel 20 über einen Schlitz 32 verbunden ist, der ein gewisses freies Spiel zwischen dem Verbindungsstößel und dem Arbeitsstößel 31 zuläßt. Die zweite Membran 25 bewegt gemäß Fig. 2 über ihr über Scheiben 33 und 34 einen ersten Anschlag 36 und ein Verbindungselement 35. Eine ortsfeste Anschlagplatte 37 ist im Gehäuse 23 über der zweiten Membran 25 montiert, so daß die zweite Membran davon abgehalten wird, sich gemäß Fig. 2 nach oben weiter als in eine vorbestimmte Stellung zu bewegen, indem die ortsfeste Anschlagplatte 37 und die an der Oberseite der zweiten Membran 25 angebrachte Scheibe 33 miteinander in Berührung kommen. An das Gehäuse 2 3 ist unterhalb der zweiten Membran 25 ein zweiter Anschlag 38 montiert, der die Bewegung der zweiten Membran 25 nach unten über eine andere gewisse vorbestimmte Stellung hinaus einschränkt. Die Stellung dieses zweiten Anschlags 38 kann in der Höhe eingestellt und in vertikaler Richtung in Fig. 2 durch

^OJ Verwendung einer Einstellschraube 39 fixiert werden.

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Zwischen der ersten Membran 24 und der zweiten Membran 25 ist eine erste Druck-Schraubenfeder 41 eingepaßt, die sich zwischen der Scheibe 30 und der Scheibe 33 erstreckt, und zwischen der zweiten Membran 25 und dem unteren Teil gemäß Fig. 2 des Gehäuses 2 3 ist eine zweite Druck-Schraubenfeder 42 eingesetzt, wobei diese Druck-Schraubenfedern 41 und 42 unter einer vorbestimmten Belastung eingesetzt sind. Durch das Gehäuse 2 3 ist eine erste Einlaßöffnung 4 3 geführt, die einen Strömungsmittel-Druck (in dieser Ausführungsform ein Unterdruck), dessen Erzeugung im folgenden erläutert werden soll, in die erste Membrankammer 27 leitet, und es ist eine zweite Einlaßöffnung 44 durch das Gehäuse 23 geführt, die einen anderen Strömungsmittel-Druck (in dieser Ausführungsform ebenfalls ein Unterdruck), dessen Erzeugung später erklärt wird, in die zweite Membrankammer 28 leitet.

Diese mehrfach wirkende membran-betätigte Steuereinheit 21 wirkt wie folgt:

Wenn weder die erste Einlaßöffnung 4 3 noch die zweite Einlaßöffnung 44 und damit weder die erste Membrankammer 27 noch die zweite Membrankammer 28 mit Unterdruck versorgt werden, aber beide Membrankammern 27 und 28 mit Atmosphärendruck beaufschlagt sind, so befindet sich in diesem Moment die mehrfach wirkende membran-betätigte Steuereinheit 21 durch die Vorspannwirkungen der Schraubenfedern 41 und 42 in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand, und das Klappenventil 18 wird durch die Wirkung der (nicht gezeigten) Feder, gemäß Fig. 2 im Gegen-Uhrzeigersinn gedreht, so daß es wie in Fig. 2 gezeigt, in ganz geschlossener Stellung I gehalten wird, wobei es den Kanal des rückgeführten Abgases gänzlich abschließt. Wenn andererseits ein Unterdruck in die erste Membrankammer 27 über die erste Eingangsöffnung 43 eingeleitet wird, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird die erste

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Membran 24 gemäß Fig. 2 nach unten in eine Stellung bewegt, in der die an der Unterseite der Membran angebrachte Scheibe 30 gegen die entgegenwirkende Kraft der ersten Schrauben-Druckfeder 41 den ersten Anschlag 36 berührt, wodurch der Hebel 19 über den Arbeitsstößel und den Verbindungsstößel 20 im Uhrzeigersinn um einen ersten vorbestimmten Winkel gedreht wird. Durch diese Drehung des Hebels 19 durch die Welle 17 wird das Klappenventil 18 in die halboffene Stellung, die in Fig. 2 mit II gekennzeichnet ist, bewegt, wobei der Durchfluß rückgeführten Abgases bis zu einer bestimmten mittleren Menge erlaubt wird.

Wenn ferner ein Unterdruck, der größer als ein gewisser vorbestimmter Wert ist, in beide Membrankammern 27 und 28 über die erste bzw. die zweite Einlaßöffnung 43 bzw. 44 eingeleitet wird, so wird die zweite Membran 25 gemäß Fig. 2 nach unten gegen die Wirkung der zweiten Druck-Schraubenfeder 42 in eine Stellung bewegt werden, in der die an der unteren Seite der zweiten Membran 25 angebrachte Scheibe 34 den zweiten Anschlag 38 berührt und die erste Membran 24 wird ebenfalls wie oben beschrieben gemäß Fig. 2 nach unten in eine Stellung bewegt, in der die an der Unterseite der ersten Membran angebrachte Scheibe 30 den ersten Anschlag 36 berührt, der auf der Oberseite der zweiten Membran 25 befestigt ist. Somit wird in diesem Zustand die erste Membran 24 in eine gegenüber den oben beschriebenen Umständen, bei denen nur die erste Membrankammer 27 und nicht die

° zweite Membrankammer 28 mit Unterdruck versorgt war, in eine gemäß der Fig. 2 tiefere Stellung bewegt, und der Hebel 19 wird über den Arbeitsstößel 31 und den Verbindungsstößel 20 im Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Winkel gedreht, der größer ist als der erste

oben beschriebene vorbestimmte Winkel. Dadurch wird das

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Klappenventil 18 durch die Welle 17 im Uhrzeigersinn in seine gänzlich geöffnete Stellung, wie sie in der Fig. 2 mit III gekennzeichnet ist, bewegt, in der die Strömung des rückgeführten Abgases nicht mehr wesentlich behindert wird.

Gemäß der wahlweisen Beaufschlagung der ersten Eingangsöffnung 43 oder beider Eingangsöffnungen 43 und 44 der Steuereinheit 21, sieht diese mehrfach wirkende membran-gesteuerte Steuereinheit 21 dadurch eine zweistufige Wirkungsweise hinsichtlich der Bewegung des Klappenventils 18 vor.

Die Unterdruck-Versorgung der ersten Eingangsöffnung 43 der mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 und damit auch ihrer ersten Membrankammer 27 wird über Leitungen 48, und 47 ein erstes elektromagnetisches Ventil 46 und eine Leitung 45 durch eine Vakuum-Pumpe bewerkstelligt, die in dieser Ausführungsform, wie man aus der Fig. 1 schematisch ersehen kann, mit dem Dieselmotor 1 gekoppelt ist. Durch die öffnungs- und Schließbewegung des ersten elektromagnetischen Ventils 46 kann somit die Versorgung der ersten Membrankammer 27 der Steuereinheit 21 wahlweise bewerkstelligt werden. Es wird besonders darauf verwiesen, daß das erste elektromagnetische Ventil 46 so ausgebildet ist, daß es, wenn es die erste Eingangsöffnung 4 3 und die erste Membrankammer 27 der Steuereinheit 21 nicht mit Unterdruck von der Pumpe 4 9 versorgt, diese Elemente statt dessen mit atmosphärischem Druck versorgt.

Die Versorgung der zweiten Eingangsöffnung 44 der mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 und damit ihrer zweiten Membrankammer 28 wird über Leitungen 48 und 52, ein zweites elektromagnetisches Ventil 51 und eine Leitung 50 von der Pumpe 49 bewerkstelligt.

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Der durch die Pumpe 4 9 erzeugte Unterdruck wird unter Steuerung des zweiten elektromagnetischen Ventils 51 wahlweise der zweiten Membrankammer 28 der Steuereinheit 21 zugeleitet. Es wird besonders darauf verwiesen, daß das zweite elektromagnetische Ventil 51 so ausgebildet ist, daß es, wenn es die zweite Eingangsöffnung 44 und die zweite Membrankammer 28 nicht mit Unterdruck von der Pumpe versorgt, diese Elemente statt dessen mit atmosphärischem Druck beaufschlagt.

Der Aufbau des ersten und des zweiten elektromagnetischen Ventils 4 6 bzw. 51 kann gleich sein, und in der gezeigten Ausführungsform ist das der Fall. Jedes der beiden Ventile besitzt ein Ventilelement 55 oder 60, das gemäß Fig. 2 nach rechts beweglich ist, so daß es durch eine durch eine elektromagnetische Spule 53 oder 58 erzeugte magnetische Kraft die Einlaßöffnung 56 oder 61 für den atmosphärischen Druck verschließen kann, und das ebenso gemäß Fig. 2 nach links verschiebbar ist, so daß es durch den in der Unterdruckleitung 54 oder 59 herrschenden Unterdruck die Unterdrucköffnung 54 oder verschließen kann. Diese Unterdruckleitung 54 oder 59 ist über eine Leitung 47 oder 52 mit der Leitung 48 verbunden, die zur Vakuum-Pumpe 4 9 führt.

Wenn somit die elektromagnetische Spule 53 oder 58 unter elektrischen Strom gesetzt wird, erzeugt sie eine magnetische Kraft und das Ventilelement 55 oder 60 wird gemäß Fig. 2 nach rechts gezogen, wodurch die Unterdrucköffnung 54 oder 59 mit der Ausgangsöffnung 57 oder 62 verbunden wird, die über die Leitung 45 oder 50 mit der ersten Eingangsöffnung 4 3 oder der zweiten Eingangsöffnung 44 der Steuereinheit 21 verbunden ist und wodurch durch die Bewegung des Ventilelements 55 oder 60 nach rechts die Einlaßöffnung 56 oder 61, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, geschlossen wird.

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Wenn andererseits die elektrische Spule 53 oder 58 nicht mit Strom versorgt wird, bewirkt sie keine magnetische Kraft und das Ventilelement 55 oder 60 wird gemäß Fig. 2 durch den in der Unterdrucköffnung 54 oder 59 herrschenden Unterdruck nach links gezogen, und sie schließt die Unterdruck-Öffnungen 54 oder 59. Die Einlaßöffnung 56 oder 61 für die Atmosphäre ist dann mit der Einlaßöffnung 57 oder 62 und dadurch über die Leitung 45 oder 50 mit der ersten Eingangsöffnung 4 3 oder der zweiten Eingangsöffnung 44 der Steuereinheit 21 verbunden.

Die elektromagnetischen Spulen 53 und 58 der ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile 4 6 und 51 werden unter Steuerung eines elektrischen Schaltsystems 64, das im einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist, individuell und wahlweise mit elektrischem Strom aus einer Stromquelle 63 versorgt. Das elektrische Schaltsystem 64 besitzt eine erste Scheibe 65 und eine zweite Scheibe 66, die beide aus isolierendem Werkstoff bestehen und die. fest an der Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 befestigt sind. Auf der ersten Scheibe 65 und auf der zweiten Scheibe 66 sind auf einem Teilumfang jeweils eine erste Kontaktplatte 67 und eine zweite Kontaktplatte 68 montiert, die beide aus elektrisch leitendem Material bestehen.

Auf einer Seite der Welle 8 sind erste und zweite Kontakthebel 69 und 70 vorgesehen, die mit der Spule 53 des ersten elektromagnetischen Ventils 46 bzw. mit der zweiten Spule 58 des zweiten elektromagnetischen 3" Ventils 51 elektrisch verbunden sind und die jeweils auf der ersten Kontaktplatte 67 und der zweiten Kontaktplatte 68 gleitend und elektrisch leitend aufliegen. Die erste Kontaktplatte 67 und die zweite Kontaktplatte 68 sind geerdet. Da sich die Welle 8 zur Steuerung der

Menge des durch die Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7

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den Motor-Zylindern zugeführten Diesel-Kraftstoffs dreht, drehen sich auch die erste und die zweite Scheibe 65 und 66, und die Kontakthebel 69 und 70 gleiten entlang den Kontaktplatten 67 und 68, wodurch sie

c einen elektrischen Kontakt herstellen oder unterbrechen.

Die einen Enden der Spulen 53 und 58 der ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile 46 und 51 sind dadurch wahlweise geerdet. Wie man aus Fig. 1 ersehen kann, sind die anderen Enden dieser elektrischen Spulen 53 und 58 der ersten und zweiten elektromagnetischen Ventile 46 und 51 mit der Stromquelle 63 verbunden. Entsprechend dem exakt bestimmten Drehwinkel der Welle 8 der Diesel-Kraftstof f-Einspritzpumpe 7 kann damit entweder ein elektromagnetisches Ventil, beide elektromagnetischen Ventile oder keines der elektromagnetischen Ventile 46 und 51 erregt werden.

Wenn sich im einzelnen die Welle 8 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 in einer Stellung zwischen der in Fig. 3 mit X gekennzeichneten Pumpen-Leerlaufstellung und der durch A gekennzeichneten Stellung befindet, die um einen vorbestimmten Winkel Ta von der Leerlaufstellung X entfernt liegt, befindet sich die Kontaktplatte 67 mit dem ersten Kontakthebel 69 in elektrischem Kontakt und die elektromagnetische Spule 53 des ersten elektromagnetischen Ventils 46 wird dadurch mit Strom versorgt. Wenn sich in ähnlicher Weise die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 zwischen der Pumpen-Leerlaufstellung X und der durch B gekennzeichneten Stellung befindet, die um einen zweiten vorbestimmten Winkel Tb von der Leerlaufstellung X entfernt liegt - der zweite vorbestimmte Winkel Tb ist etwas kleiner als der oben erwähnte erste vorbestimmte Winkel Ta - befindet sich die zweite Kontaktplatte 68 mit dem zweiten Kontakthebel 70 in elektrischem Kontakt und die elektromagnetische Spule

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58 des zweiten elektromagnetischen Ventils 51 wird mit elektrischem Strom versorgt.

Wenn sich die Welle 8 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 fortschreitend zwischen der Leerlaufstellung X und der Motor-Vollast- oder der Höchstleistungs-Stellung C dreht/ die um einen dritten vorbestimmten Winkel Tc von der Leerlaufstellung der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 entfernt liegt, so arbeitet die elektrische Schalteinheit 64 wie folgt:

Wenn sich zunächst die Welle 8 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 zwischen der Leer lauf stellung X und der Stellung B befindet, die um den Winkel Tb von der Leerlaufstellung X entfernt liegt, so ist die erste Kontaktplatte 67 mit dem ersten Kontakthebel 69 und die zweite Kontaktplatte 68 mit dem zweiten Kontakthebel 70 verbunden. Beide elektromagnetischen Spulen 53 und 58 des ersten und des zweiten elektromagnetischen Ventils 46 und 51 werden dadurch mit Strom versorgt. BeideVentilelemente 55 und 60 des ersten und des zweiten elektromagnetischen Ventils 46 bzw. 51 werden dadurch gemäß Fig. 2 nach rechts gezogen, wodurch die Unterdrucköffnungen 54 und 59 mit ihren entsprechenden Ausgangsöffnungen 57 und 62 verbunden werden, so daß ein von der Pumpe 49 erzeugter Unterdruck durch die Leitung 48, durch beide Leitungen 47 und 52, durch beide elektromagnetische Ventile 4 6 und 51 sowie durch die beiden Leitungen 45 und 50 und die erste Eingangsöffnung 43 und die zweite Eingangsöffnung 44 in beide Membrankammern 27 und 28 der mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 zugeführt wird. Wie oben beschrieben, öffnet deshalb die Steuereinheit 21 das Klappenventil 18 in seine gemäß Fig. 2 durch III ge-

3~> kennzeichnete am weitesten geöffnete Stellung, so daß die Abgas-Rückführung im größten Umfang gewährleistet ist.

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Gemäß der oben beschriebenen Besonderheit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird, durch die Tatsache, daß in diesem Betriebszustand der Einlaßkanal 12 durch das gänzlich geöffnete Klappenventil 18 verengt wird, nicht nur eine größtmögliche Menge Abgas zurückgeführt, sondern es wird gemäß der gänzlich offenen Stellung des Klappenventils 18 der Strömungswiderstand des Einlaßkanals 12 auf die Frischluftströmung vom Luftfilter 2 in den Ansaugkrümmer 5 erhöht, wodurch das Abgas-Rückführungs-Verhältnis weiter angehoben wird, was, wie oben erläutert, sehr erwünscht ist.

Wenn die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 über die Stellung B hinaus, aber nicht bis in die Stellung A gedreht wird, so daß der zurückgelegte Drehwinkel größer als Tb aber kleiner als Ta ist, verliert die zweite Kontaktplatte 68 den Kontakt mit dem zweiten Kontakthebel 70 und nur die erste Kontaktplatte 69 bleibt mit dem ersten Kontakthebel 69 in Berührung.

In diesem Fall wird die elektromagnetische Spule 53 des ersten elektromagnetischen Ventils 46 mit elektrischem Strom versorgt, und ihr Ventilelement 55 wird gemäß Fig. 2 nach rechts bewegt, wodurch die Unterdrucköffnung 54 mit der Auslaßöffnung 57 verbunden wird und die erste Membrankammer 27 der mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 über die Leitung 45 und die erste Eingangsöffnung 4 3 mit Unterdruck von der Pumpe 49 versorgt wird; andererseits erhält die elektromagnetische Spule 58 des zweiten elektromagnetisehen Ventils 51 keinen elektrischen Strom, und ihr Ventilelement 60 wird gemäß Fig. 2 nach links bewegt, wodurch die Unterdrucköffnung 59 blockiert wird, während die Eingangsöffnung 61 für den atmosphärischen Druck geöffnet wird, und der atmosphärische Druck über die

Leitung 50 und die zweite Eingangsöffnung 44 in die zweite Membrankammer 28 der Steuereinheit 21 geleitet

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wird. Wie oben erläutert, bewirkt dadurch die Steuereinheit 21 eine Stellung des Klappenventils 18, das sich in einer Zwischen- oder einer halboffenen Stellung - in der Fig. 2 durch II gekennzeichnet - befindet und somit verglichen mit dem oben beschriebenen ersten Betriebszustand die Menge des rückgeführten Abgas-Stroms auf ein mittleres Niveau reduziert.

Wenn die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 weiter über die durch A gekennzeichnete Winkelstellung hinaus in eine Stellung zwischen der Winkelstellung A und der Winkelstellung C bewegt wird, so daß der durch sie zurückgelegte Drehwinkel aus der Leerlaufstellung X größer als Ta ist, so befindet sich die erste Kontaktplatte 67 mit dem ersten Kontakthebel 69 und ebenfalls die zweite Kontaktplatte 68 mit dem zweiten Kontakthebel 70 außer Kontakt. Dadurch wird weder die elektromagnetische Spule 58 des zweiten elektromagnetischen Öffnungsund Schließ-Ventils 51 noch die elektromagnetische Spule 53 mit Strom versorgt. Die Ventilelemente 55 und 60 befinden sich beide gemäß Fig. 2 in ihren linken Stellungen, wodurch die Unterdrucköffnungen 54 und 5 9 beide geschlossen werden und bei geöffneten Einlaßöffnungen 56 und 61 ein atmosphärischer Druck über die Leitungen 45 und 50 und die erste Eingangsöffnung 43 bzw. die zweite Eingangsöffnung 44 in beide Membrankammern 27 und 28 der mehrfach wirkenden membranbetätigten Steuereinheit 21 geleitet wird. Wie oben erläutert, bewirkt die Steuereinheit 21 dadurch eine Stellung des Klappenventils 18 - in Fig. 2 durch I gekennzeichnet - in der es völlig geschlossen ist. Eine Abgas-Rückführung ist gänzlich unterbrochen.

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Man erkennt somit, daß die elektrische Schalteinheit 64 wahlweise ein 3-Wege-Signal erzeugt, das anzeigt, ob die Höhe der Belastung des Dieselmotors, d. h. die Menge des bei jedem Verdichtungshub des Kolbens eines Motorzylinders diesem Zylinder durch die Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 zugeführten Kraftstoffs entweder in einem ersten Bereich, der über einem ersten vorbestimmten Wert liegt, in einem zweiten Bereich, der zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt oder in einem dritten Bereich liegt, der über dem zweiten vorbestimmten Wert liegt. Dieses 3-Weg-Signal wird durch die Einrichtung beeinflußt, die die beiden elektromagnetischen Ventile 4 6 und 51, die mehrfach wirkende membran-betätigte Steuereinheit 21 und das Abgas-Rückführungs-Ventil 4 besitzt und die einen dreistufigen Steuerungsbetrieb der Abgas-Rückführung schafft.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit dem Motor-Drehmoment als Ordinate und der Motordrehzahl· als Abszisse, das die Kennlinien eines Dieselmotors mit innerer Verbrennung als durch die oben erwähnten drei Stellungen der Welle der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 bewirkten Drehmoment- und Drehzahlzuordnungen zeigt. Die durch A ^^J gekennzeichnete Linie in Fig. 4 zeigt die verschiedenen möglichen Zuordnungen der zur Verfügung stehenden Drehzahlen und Drehmomente, wenn sich die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 in der Stellung A gemäß Fig. 3 befindet; die durch B in Fig. 4 gekennzeichnete

Linie zeigt die verschiedenen möglichen Zuordnungen der zur Verfügung stehenden Drehzahlen und Drehmomente, wenn sich die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 in der Stellung B gemäß Fig. 3 befindet; die durch C in Fig. 4 gekennzeichnete Linie zeigt auf ähn-

liehe Weise die verschiedenen möglichen Zuordnungen der

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zur Verfügung stehenden Motordrehmomente und Motordrehzahlen, wenn sich die Welle 8 der Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe 7 in der Stellung C gemäß Fig. 3 befindet, was der Vollast-Stellung entspricht. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, ist im Hochlastbereich I, der sich zwischen den Linien A und C befindet, das Klappenventil 18 des Abgas-Rückführungs-Ventils 4 in seiner ganz geschlossenen Stellung I, und es findet keine Abgas-Rückführung statt. Im Mittellast-Bereich II zwischen den Linien A und B befindet sich das Klappenventil 18 des Abgas-Rückführungs-Steuerventils 4 in seiner Stellung II, in der eine Abgas-Rückführung in beschränktem Maße stattfindet. Im Niederlastbereich III, d. h. in dem Bereich unter der Linie B in Fig. 4 befindet sich das Klappenventil 18 des Abgas-Rückführungs-Ventils 4 in seiner Stellung III, und die Abgas-Rückführung findet im größten Ausmaß statt.

Diese Arbeitsweise wird in Fig. 5 deutlicher gezeigt, die ein Diagramm darstellt, das für eine repräsentative feste Drehzahl des Motors gezeichnet ist,und in dem das Abgas-Rückführungs-Verhältnis als Ordinate und das Motor-Drehmoment als Abszisse gewählt ist, wobei die durch D gekennzeichnete Linie die Grenzkurve wirkungsvoller Abgas-Rückführung darstellt. Das bedeutet, daß, wenn eine Abgas-Rückführung in einem größeren Umfang stattfindet, der über der Linie D in Fig. 5 liegt, nicht mehr genügend Sauerstoff für die Verbrennung des in die Zylinder des Motors eingespritzten Kraftstoffs vorhanden ist und Probleme hinsichtlich der Emission von HC, CO und verschiedener anderer unverbrannter Kohlenwasserstoffe wie z. B. Ruß auftreten. Das ideale Ausmaß einer Abgas-Rückführung, wie sie stattfinden sollte, um eine gute und ideale Arbeitsweise des Motors aufrechtzuerhalten, ist durch die Linie D in Fig. 5 gezeigt.

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Diese Linie D zeigt das ideale Ausmaß einer Abgas-Rückführung für eine spezielle Zuordnung einer Motorlast und einer Motordrehzahl. Wie oben erläutert wird, ist es äußerst kostspielig und es bringt eine Vielzahl von Betriebsproblemen mit sich, eine Abgas-Rückführungs-Steuereinrichtung vorzusehen, die genau diesen Umfang an Abgas-Rückführung bereitstellt. Erfindungsgemäß wird deshalb eine Abgas-Rückführung geschaffen, die gemäß einer in Fig. 5 durch E gekennzeichneten Kennlinie arbeitet, die eine Näherung der idealen Arbeitsweise einer Abgas-Rückführung darstellt. Die durch diese Linie E vorgesehene Annäherung ist so vorgenommen, daß die Linie D niemals überschritten wird. Dadurch soll endgültig eine übermäßige Produktion von HC, CO und unverbrannten Kohlen-Wasserstoffen wie z. B. Ruß in den Abgasen eines Dieselmotors ausgeschlossen werden. Zugleich wird hinsichtlich der Tatsache, daß das Ausmaß der durch das Abgas-Rückführungs-Steuersystem der vorliegenden Erfindung bewirkten Abgas-Rückführung gemäß der Linie E in Fig. 5 im wesentlichen nahe der Linie D liegt, die Reduzierung der NOx-Emission durch die erfindungsgemäße Einheit im wesentlichen annehmbar. Die drei durch I, II und III gekennzeichneten Stellungen beziehen sich auf die drei möglichen Stellungen des Klappenventils 18, wie

^ZJ sie unter Bezugnahme auf die Fig. 4 erklärt wurden. In dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel liegt das Abgas-Rückführungs-Verhältnis in der vollständig geschlossenen Stellung I bei nahezu O %; das Abgas-Rückführungs-Verhältnis in der teilweise offenen Stellung II liegt bei

etwa 25 %; das Abgas-Rückführungs-Verhältnis in der vollständig geöffneten Stellung III liegt bei ca. 50 %.

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In der gezeigten Ausführungsform ist es möglich, die teilweise offene Stellung II des Klappenventils 18 und die vollständig geöffnete Stellung III des Klappenventils 18 aufeinander abzustimmen, indem man die wirksame Länge des Verbindungsstößels 20 durch die Betätigung der Längen-Einstellvorrichtung 72,wie oben erwähnt, einstellt. Ferner kann die vollständig geöffnete Stellung III des Klappenventils 18 unabhängig von der teilweise geöffneten Stellung II des Klappenventils 18 abgeändert werden, indem man die Stellung des zweiten Anschlags 38 unter Verwendung der Schraube 39 wie ebenfalls oben erklärt justiert.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Abgas-Rückführungs-Steuereinheit im Teilschnitt. In dieser zweiten Ausführungsform ist anstelle eines Klappenventils, wie es in der ersten Ausführungsform verwendet wird, ein Scheibenventil eingebaut. Das Abgas-Rückführungs-Steuerventil 4 ist im einzelnen mit einem Scheibenventil 18' versehen, das durch seine Aufwärts- und Abwärtsbewegungen gemäß Fig. 6 eine Abgas-Rückführungs-Steueröffnung 14' öffnet und schließt, die an dem Ende des Rohrkrümmers 15 ausgebildet ist. Das Scheibenventil 18* ist über den Stößel 31' direkt mit der mehrfach wirkenden membran-betätigten Steuereinheit 21 verbunden, wobei eine zusätzliches Dichtelement 71 vorgesehen ist. Das Scheibenventil 18' wird unmittelbar durch die Steuereinheit 21 bewegt.

^ου Die anderen in dieser Ausführungsform gezeigten Teile entsprechen jeweils den Teilen der ersten Ausführungsform, die durch die gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet sind. Ferner sind die Teile dieser zweiten Ausführungsform, die nicht besonders gezeigt sind, denen der ersten Ausführungsform ähnlich.

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Die Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform ist der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform ähnlich. Das heißt, daß das Scheibenventil 18' in seiner unteren und in Fig. 6 gezeigten Stellung ist, in der es die Abgas-Rückführungs-Steueröffnung 14' vollständig schließt, wenn beide Einlaßöffnungen 43 und 44 der Steuereinheit 21 nicht mit Unterdruck, sondern mit atmosphärischem Druck beaufschlagt werden. Gemäß der Wirkungsweise der Steuereinheit 21 und des elektrischen Schaltsystems 64 ist das der Fall, wenn die Motorbelastung einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn die erste Einlaßöffnung 43 mit einem Unterdruck beaufschlagt ist, der größer ist als ein vorbestimmter Wert, und wenn die zweite Eingangsöffnung 4 4 nicht mit Unterdruck, sondern mit atmosphäri- schem Druck beaufschlagt ist, so hebt sich das Scheibenventil 18' gemäß Fig. 6 in eine vorbestimmte Höhe, so daß die Abgas-Rückführungs-Steueröffnung 14' teilweise geöffnet wird. In dieser Stellung findet eine Abgas-Rückführung in mittlerem Ausmaß statt. Das ist der Fall, wenn wie oben erklärt, gemäß der Wirkungsweise der Steuereinheit 21 und der elektrischen Schalteinrichtung 64 die Belastung des Motors niedriger ist als ein zweiter vorbestimmter Wert oder in anderen Worten, wenn der Motor im Niederlastbereich arbeitet.

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Daraus ist ersichtlich, daß die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform der Wirkungsweise der ersten Ausführungsform sehr ähnlich ist. Es sollte jedoch besonders hervorgehoben werden, daß die in der ersten Ausführungsform vorhandene Besonderheit, die darin bestand, daß der Einlaßkanal 12 im Hinblick auf den Durchfluß von Ansaugluft in gewisser Weise eingeengt wurde, wenn sich das Abgas-Rückführungs-Steuerventil 18 in seiner gänzlich geöffneten Stellung III befand,

^ in dieser Ausführungsforin nicht gegeben ist. In dieser /.weiten Aus f iihi.'unqsform bewirkt das maximale Ausmaß der Abgas-Rückführung ein Abgas-Rückführungs-

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Verhältnis, das nicht so hoch ist, wie es gemäß der

ersten Aus I ührunijsform sein würde. Hinsichtlich anderer Überlegungen kann sich die zweite Ausführungsform unter bestimmten Verhältnissen mehr anbieten. Ferner ist es c auch möglich, den Drosselungs-Effekt der angesaugten

Luftströmung zu erreichen wenn die Abgas-Rückführungsöffnung weit geöffnet ist , indem ein Scheibenventil verwendet wird, das so angeordnet ist, daß es in den Luft-Einlaßkanal hineinragt, wenn es die Abgas-Rück-]Q , führungs-öffnung freigibt.

In verschiedenen anderen möglichen Ausführungsformen, könnte das elektrische Schaltsystem 64 unterschiedlich angeordnet werden. Dieses elektrische Schaltsystem 64 könnte z. B. ein elektrisches 3-Wege-Steuersignal in Abhängigkeit der sich verändernden Stellung eines Steuer stange erzeugen, das in einer Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe von Peihentyp zur Anwendung kommen könnte. Andererseits könnte das elektrische Schaltsystem 64 ihr 3-Wege-Signal in Abhängigkeit von der Bewegung des Sprxtzverstelleis einen Diesel-Kraftstoff-Einspritzpumpe vom Vürteilertyp erzeugen. In diesen Fällen kann die Steuerung der Abgas-Rückführung genauer in Abhängigkeit von der Motorbelastung erfolgen, da der Schaltvorgang der elektrischen Schalteinheit 64 ohne jeglichen Einfluß von der Kennlinie des Regelgeräts der Kraftstoff-Einspritzpumpe durchgeführt werden kann.

Obwohl die elektrische Schalteinheit 64 in der vorliegenden Ausgestaltung ein elektrisches Signal erzeugt, das tatsächlich ein 3-Wc<je-Signal ist (wenn man die Kombination der beiden durch die zwei Drähte von den beiden Kontaktarmen 69 und 70 zu den beiden Spulen 53 und 58 übertragenen Signale als einfaches elektrisches 3-Wege-Steuersignal betrachtet), so könnte dieses elektrische 3-Wege-Steuersignal auch

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erzeuqt werden. Obwohl die für die mehrfach wirkende membran-betätigte Steuereinheit 21 vorgesehenen Steuersignale in Form von Strömungsmittel-Drucksignalen in der gezeigten Ausführungsform als zwei unabhängige Strömungsmittel-Drucksignale vorliegen, ist das nicht unbedingt erforderlich, und es ist nur wesentlich, daß ein 3-Wege-Strömungsmittel-Drucksignal für die Steuereinheit bereitgestellt wird; dieses 3-Wege-Strömungsmittel-Drucksignal kann verschiedene Formen annehmen und ist nicht nur wie in den gezeigten Ausführungsformen auf das Paar von 2-Wege-Strömungsmittel-Drucksignalen beschränkt.

Die Erfindung schafft eine Abgas-Rückführungs-Steuereinrichtung zur speziellen Anwendung in einem Dieselmotor, die ein Abgas-Rückführungs-Steuerventil und eine Einrichtung zur Betätigung des Abgas-Rückführungs-Steuerventils besitzt, die dieses Steuerventil wahlweise und abgestuft in einer von drei Stellungen positioniert: In einer ersten Stellung, in der im wesentlichen keine Abgas-Rückführung stattfindet, in einer zweiten Stellung, in der ein mittleres Abgas-Rückführungs-Verhältnis vorliegt und in einer dritten Stellung, in der ein maximales Abgas-Rückführungs-Verhältnis zur Verfügung steht. In Abhängigkeit von der Motorbelastung wird das Ventil stufenweise bei ansteigender Motorbelastung von der dritten Stellung über die zweite Stellung in die erste Stellung verschoben.

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ι ^ Leersei

Claims

Patentansprüche

; 1 J Abgas-Rückführungs--S:;ouersysteni für einen Dieselnotor mit einem Abqassystem und einem Ansaugsystem, gekennzeichnet durch ein Abgas-Rückführungs-Steuerventil (4), das die Menge eines vom Abgassystem durch das Abgas-Rückführungs-System in das Ansaugsystem rückgeführten Abgases steuert, und eine Einrichtung zur Betätigung des Abgas-Rückführungs-Steuerventils (4), die das Abgas -Rückführungs-Steuerventil wahlweise und abgestuft in Abhängigkeit von der Belastung des Motors in jeweils einer von drei Stellungen positioniert, die wie folgt charakterisiert sind: eine erste Stellung, bei der im wesentlichen kein Abgas-Rückführungs-Verhältnis vorliegt, eine zweite Stellung, bei der ein mittleres Abgas-Rückführungs-Verhältnis vorliegt und eine dritte Stellung, bei der ein größtes Abgas-Rückführungs-Verhältnis vorliegt.
2. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung für das Abgas-Rückführungs-Steuerventil (18) einen mehrfach wirkenden Membran-Antrieb besitzt, der eine erste und zweite Membrane (24, 25) , die eine erste und eine zweite Membrankammern (27, 28) definieren, einen Stößel (31), der mit der ersten und der zweiten Membran (24, 25) antriebsmäßig verbunden ist, wobei er in einer ersten Schiebe-

IX/rs

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Stellung gehalten ist, wenn keine der beiden Membrankammern (27, 28) mit Arbeits-Strömungsmitteldruck versorgt ist, der in einer zweiten Schiebestellung gehalten ist, wenn nur die erste Membrankammer (27) mit Arbeits-Strömungsmitteldruck versorgt ist und der in einer dritten Schiebestellung gehalten ist, wenn sowohl die erste als auch die zweite Membrankammer (27 und 28) mit Arbeits-Strömungsmitteldruck versorgt werden, sowie eine Strömungsmittel-Durchfluß-Steuereinrichtung besitzt, die entsprechend der Belastung des Motors die Versorgung der ersten und der zweiten Membrankammer mit Arbeits-Strömungsmitteldruck steuert.
3. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Versorgung mit Arbeits-Strömungsmitteldruck einen elektrischen Schalter (64), der eine Verschiebung eines Kraftstoff-Dosierelements des Dieselmotors erfaßt ,und ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Ventil (46, 51) besitzt, die durch den Schalter (64) gesteuert werden und die ihrerseits die Versorgung der ersten und der zweiten Membrankammer mit Arbeits-Strömungsmitteldruck steuern.
4. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas-Rückführungs-Steuerventil (4), wenn es sich in seiner dritten Stellung befindet, den Widerstand für den durch den Motor mittels des Ansaugsystems bewirkten Ansaugvorgang von Luft

wesentlich erhöht.
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5. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter (64) zwei isolierende Scheiben (65, 66), die sich in Abhängigkeit von der Stellung des Kraftstoff-Dosierelements drehen,

zwei Kontaktplatten (67, 68), die beide an einem Teil

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des Umfangs einer der Scheiben (65, 66) befestigt sind, sowie zwei Kontaktarme (69, 70) besitzt, die jeweils gleitend auf dem Umfang einer der Scheiben (65, 66) aufliegen.
6. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas-Rückführungs-Steuerventil (4) ein Klappenventil ist.
7. Abgas-Rückführungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas-Rückführungs-Steuerventil (4) ein Scheibenventil ist.

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