DE2805122C2 - Abgasrückführsystem für Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

— die Ansaugleitung eine Drosselklappe (34) stromauf der zweiten Strömungsdrossel (32) einschließt und zwischen beiden die zweite Druckzone (66) gebildet ist,

— daß das Abgasrückführsteuerventil (18) durch einen aus der ersten Druckzone unmittelbar stromab der Schließstellung der Drosselklappe (34) abgenommenen Unterdruck betätigt wird, derart

— daß diese Unterdruckbetätigung sowohl durch den Steuermedianismus (50—64), als auch durch die Drosselklappe (34) beeinflußt wird.

2. Abgasrückführsysiem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas, ückführsteuerventil (18) eine erste Feder (28) einschließt, welche den Ventilkörper (22) des Abgasrückführsteuerventils (18) in Schließrichtung vorspannt, und ein auf Druck ansprechendes Glied (26) mit dem Ventilkörper verbunden ist und eine Kammer (40) über je eine Leitung (44,48) mit der ersten Druckzone (70) bzw. mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß der Steuermechanismus ein Luftblaßventil (SO) in Verbindung mit den beiden Leitungen (44, 48) einschließt, um den Steuerdruck zu steuern und eine auf Druck ansprechende Membrananordnung (50, 58, 60), die eine mit der ersten Druckzone (70) in Verbindung stehende zweite Kammer (62) von einer mit der zweiten Druckzone (66) in Verbindung stehenden dritten Kammer (64) trennt und den Öffnungsgrad des Luftablaßventils (50) in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der zweiten und dritten Kammer (62,64) ändert.

3. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (16) eine Primäransaugkammer (36), in welcher die Drosselklappe (34) angeordnet ist, und an deren stromab liegendem Ende die zweite Strömungsdrossel (32) angeordnet ist, und eine zweite Ansaugkammer (38) mit einer zweiten Drosselklappe (132) einschließt.

4. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsdrossel ein Ventil (100) ist, welches seinen wirksamen Durchströmbereich in Abhängigkeit von der Erhöhung des Öffnungsgrades der Drosselklappe

(34) vergrößert .

5. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsdrossel ein Ventil (112) ist, welches seinen wirksamen Durchströmungsbereich in Abhängigkeit.von einer Verminderung des Ansaugdruckes in der Ansaugleitung (16) erhöht

6. Abgasrückführungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsdrossel ein Ventil (112) ist, welches seinen wirkst men Durchströmbereich in Abhängigkeit von einer Verminderung des Druckes in einem Venturi entweder in der Prlmäransaugkammer (36) oder an einer Stelle in der zweiten Ansaugkammer (38) an der Atmosphärenseite der zweiten Drosselklappe (132J erhöht

7. Abgasrückführsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsdrossel ein Ventil ist, welches seinen wirksamen Durchströmbereich in Abhängigkeit entweder von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Schaltstellung des Getriebes des Fahrzeuges ändert

8. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsdrossel (30) ein Ventil (142) ist, welches seinen wirksamen Durchströmbereich in Abhängigkeit von einer Verminderung des Ansaugdruckes in der Luftansaugleitung (16) vermindert

9. Abgasrückführsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein strömungsmäßig mit der ersten Druckzone (70) in Verbindung stehendes und durch den Steuermechanismus (50—64) steuerbares zweites Luftablaßventil (78).

35 Die Erfindung betrifft ein Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des

Anspruchs 1.

Die Rückführung von Abgasen wird zur Reduzierung der Bildung von Stickoxiden (NOx) bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine angewendet. Die aus der Abgasleitung abgezweigten und mit der Verbrennungsluft in die Brennkammer zurückgeführten Abgase verhindern, daß die Verbrennungstemperatur in der Brennkammer zu hoch ansteigt Dadurch wird die Bildung von Stickoxiden vermindert. Wesentlich dabei ist, daß das Verhältnis zwischen Verbrennungsluft und rückgeführten Abgasen entsprechend dem augenblicklichen Betriebszustand in einem bestimmten Verhältnis geregelt wird.

Dazu ist es bekannt, die Rückführung der Abgase in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Ansaugleitung und der Abgasleitung zu steuern.

So ist ein Abgasrückführsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt (DE-OS 23 18 157), bei welchem in der Abgasrückführleitung eine Drosselscheibe eingebaut ist. Dadurch wird die rückgeführte Abgasmenge durch die Druckdifferenz zwischen einer ersten Druckzone zwischen dem in der Ansaugleitung liegenden Drosselventil und dem Verbrennungsraum und einer zweiten Druckzone in dem mit der Abgasleitung in Verbindung stehenden Teil der Abgasrückführleitung gesteuert, da die beiden Zonen durch die Strömungsdrosselscheibe getrennt sind. Um beim Anfahren mit kalter Brennkraftmaschine die Zuführung von Abgasen in die Verbrennungsluft zu

drosseln, isl zwischen der Strömungsdrosselscheibe und der Abgasleitung in der Abgasrückführleitung eine in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase gpsteuerte Drosselklappe vorgesehen.

Es ist ferner bekannt (DE-OS 23 51 721 und DE-GM 73 17 531), bei einem derartigen Abgasrückführsystem in der die Abgasleitung mit der Ansaugleitung verbindenden Abgasnjckführleitung eine Ventilanordnung vorzusehen, deren Steuermechanismus durch den Unterdruck in der Ansaugleitung und ggf. durch weitere Druckparameter beaufschlagt ist, so daß im wesentlichen in Abhängigkeit von der die Ansaugleitung durchströmenden Luftmenge die Ventilanordnung verstellt, und damit die Menge des rückgeführten Abgases proportional zur zugeführten Luftmenge geregelt wird. Dabei ist es bekannt (DE-OS 23 51721), bei einem großen Druckunterschied zwischen beiden Seiten des Rückführsteuerventils die Abgasrückführströmung in Abhängigkeit vom Druck beidseits des Ventils zusätzlich zu drosseln.

Bei allen diesen bekannten Abgasrückführsystemen für eine Brennkraftmaschine wird zwar der proportionale Zusammenhang zwischen dem Durchsatz der durch die Abgasrückführleitung rückgeführten Abgase und dem Durchsatz der Ansaugluft bei normalen Betriebsbedingungen aufrechterhalten. Wenn jedoch Strömungsunregelmäßigkeiten in der Abgasleitung oder auch der Ansaugleitung, z. B. Pulsierungen der Abgase in der Abgasleitung auftreten, wirken sich diese Druckschwankungen auf das der Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeführte Verbrennungsluft-Abgasgemisch aus. Der proportionale Zusammenhang zwischen Abgas und Absaugluft ist also bei bestimmten Betriebsbedingungen gestört.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges bekanntes Abgasrückführsystem so weiterzubilden, daß der proportionale Zusammenhang zwischen dem Durchsatz der rückgeführten Abgase einerseits und dem Durchsatz der Ansaugluft andererseits unter allen, d. h. auch unter extremen Betriebsbedingungen aufrechterhalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung werden also die Steuerdruckwerte für den Sf.euermechanismus des Abgasrückführsteuerventils aus Druckzonen entnommen, die über Drosselstellen mit den eigentlichen Druckquellen, nämlich der Abgasleitung einerseits und der Ansaugleitung andererseits in Verbindung stehen, jedoch kurzzeitige Druckschwankungen aus diesen Druckquellen nicht aufnehmen.

Dabei erfolgt die Verstellung des Abgasrückführsteuerventils durch eine Unterdruckquelle, die von zwei Parametern beeinflußt wird, nämlich sowohl durch die Bewegung der Drosselklappe als auch einen auf den Unterdruck ansprechenden Steuermechanismus. Diese Beeinflussung von zwei Parametern wird durch eine das Abgasrückführsteuerventil steuernde Unterdruckzuführung von einer Stelle in der Ansaugleitung gerade unterhalb der Drosselklappe, wenn diese völlig geschlossen ist, erreicht.

Vorzugsweise Weiterbildungsformen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausfplirungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform Abgasrückführungs-Systems, und

Fig.2—6 Ansichten ähnlich Fig. 1 die auf weitere Ausführungsformen ausgerichtet sind. In F i g. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete Ausführungsform einer Abgasrückführungseinrichtung gezeigt, die eine Abgasrückführungsleitung 12 (EGR) umfaßt, die von einer Abgasleitung (nicht gezeigt) zu einer Austrittsöffnung 14 führt, die in einer Ansaugluftleitung 16 mündet Ferner umfaßt sie eine Durchflußsteuerventilanordnung 18 für das Abgas mit einem Ventilsitz 20, der in der EGR-Leitung 12 hegt und mit einem Durchflußregelventilelement oder EGR-Ventilelement 22 für das Abgas, das mit dem Ventilsitz 20 zusammenarbeitet, versehen ist. Das EGR-Ventilelement 22 ist auf einem Schaft 24 ausgebildet, der fest von einer druckempfindlichen Membran 26 getragen wird, die durch eine Feder 28 nach unten vorbelastet ist.

Eine Drosseleinrichtung in Form einer Lochplatte 30 ist in -der EGR-Leitung 12 stromabwärts des Ventifs angeordnet, und eine zweite Drc^ieleinrichtung in Form einer Lochplatte 32 ist in der LuJtansaugleitung 16 stromaufwärts der Austrittsöffnung 14 angeordnet. Das zweite plattenförmige Organ 32 liegt stromabwärts einer Drosselklappe 34 einer Hauptluftansaugleitung 36 einps Doppelvergasers mit einer Nebenluftansaugleitung38.

Eine Kammer 40 oberhalb der Membrane 26 ist über Leitungen 42 und 44 mit einer Unterdruckquelle verbunden, die beispielsweise von dem Hauptluftansaugzylinder 36 unterhalb der Drosselklappe 34 oder durch den Luftansaugkanal 16 an einer Stelle in der Nähe der Austrittsöffnung 14 gebildet wird. In den Leitungen 42 und 44 ist zwischen der Kammer 40 und J5 der Unterdruckquelle ein Drosselorgan 46 angeordnet Eine Nebenluftleitung 48 zweigt von einem Abschnitt der Leitungen 42 und 44 zwischen der Kammer 40 und dem Organ 46 ab.

Die Nebenlufteinleitung durch die Nebeniuftleitung 48 in die Kammer 40 wird durch ein Steuerventilelement 50 für die Nebenluft geregelt. Ein Steuerventilelement JO für die Nebenluft wird von einer Membrane 52 oder einem fest davon getragenen Element gebildet, wobei die Membrane durch eine Feder 54 nach unten 4> vorbelastet ist. Die Membrane 52 ist über einen Schaft 56 fest mit druckempfindlichen Membranen 52 und einer Membrane 60 verbunden. Die Membranen 50 und 60 haben im wesentlichen die gleichen Arbeitsbereiche, die in eine Kammer 62 oberhalb der druckempfindlichen -hi Membrane 58, und einer Kammer 64 unterhalb derselben rager), so daß sich der Schaft 56 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Diückwerten in den Kammern 64 und 62 bewegen läßt.

üia Druck Pi in einer Zone 66 zwischen dem i-5 plattenförmigen Organ 32 und der Drosselklappe 34 wird über eine Leitung 68 in die Kammer 64 unterhalb der Membrane 58 übertragen, während ein Druck Pe in einer Zone 70 zwischen dem Ventilsitz 20 und dem plattenförmigen Organ 30 über eine Leitung 72 zu der Kammer 62 oberhalb der Membrane 58 übertragen wird.

Bei einer Zunahme der Differenz \ii der Größe während des Betriebs zwischen dem Druck Pi in der Zone 66 und dem Druck Pe in der Zone 70 über einen vorbestimmten Sallwert wird bewirkt, daß sich die Membrane 58 entgegen der Vorbelastung der Feder 54 anhebt, und das Ventilelement 50 für die Nebenluft vermindert den Luftstrom durch die Nebenluftleitun?48

in die Kammer 40. Wenn der Druck in der Kammer 40 abnimmt, hebt sich die Membrane 26 entgegen der Vorbelastung der Feder 28, und das EGR-Ventilelement 22 hebt sich von dem Ventilsitz 20 ab, so daß eine verstärkte Rückführung der Abgase möglich ist. Dies hat zur Folge, daß der Druck Pe in der Zone 70 zunimmt. Wenn die Differenz in ihrer Größe zwischen dem Druck Pi in der Zone 66 und dem Druck Pe in der Zone 70 unter einen vorbestimmten Sollwert abfällt, drückt die Feder 54 die Membrane 58 nieder, und das Ventilelement 50 für die Nebenluft läßt eine vergrößerte Luftmenge durch die Nebenluftleitung 48 zu der Kammer 40 durch. Durch den Druckanstieg in der Kammer 40 wird bewirkt, daß die Feder 28 die Membrane 26 niederdrückt, so daß sich das EGR-Ventilelement 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20 bewegt und somit die Rückführung der Abgase vermindert wird. Dies hat zur Folge, daß der Druck Pe in der Zone 70 abnimmt.

Wenn, wie bei der Auslührungsform nach Fig. i, das EGR-Steuerventilelement 22 Abgase derart rückführt, daß die Differenz in der Größe zwischen dem Druck Pi in der Zone 66 und dem Druck Pe in der Zone 70 auf einem vorbestimmten Sollwert konstant bleibt, ist der Durchsatz an rückgeführten Abgasen proportional zum Durchsatz der Ansaugiuftmenge, da der Durchsatz an Ansaugluftmenge eine Funktion der Differenz zwischen dem Druck Pi in der Zone 66 und dem Druck P in einer Zone 74 stromabwärts des plattenförmigen Organs 32 ist, und der Durchsatz der rückgeführten Abgase ist eine Funktion der Differenz zwischen dem Druck P in der Zone 70 und dem Druck Pin der Zone 74.

Wenn man annimmt, daß der Druck Piin der Zone 66 fest vorgegeben ist, wirkt eine Änderung des Staudrukkes des Abgases eine Änderung des Druckes Pe in der Zone 70. Bei der Änderung des Druckes Pe in der Zone 70 steuert das Ventilelement 50 für die Nebenluft die Neben'uft über die Nebenluft'citung 48 zu der Kammer 40, und das EGR-Ventilelement 22 steuert somit die Rückführung der Abgase derart, daß der Druck Pe in der Zone 70 wiederum seinen vorbestimmten Wert einnimmt, d. h. die Größe des Druckes Pe ist gleich dem Druckweri vor der Änderung infolge des Staudruckes des Abgases. Auf diese Art und Weise wird die Auswirkung der Änderung des Staudruckes des Abgases, der unabhängig von der Änderung des Ansaugluftstromes auftreten kann im Hinblick auf die Rückführung der Abgase bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform vermindert.

Zum Zwecke einer zufriedenstellenden proportionalen Abhängigkeit des Druckes Pi von der Ansaugluftmenge durch die Zone «6 wählt man das plattenförmige Organ 32 derart, daß es eine geringe Baugröße hat, da die proportionale Abhängigkeit bei kleinerer Baugröße des Organs besser ist.

Die Anordnung des plattenförmigen Organs 32, d. h. das Organ 32 ist nicht in dem Nebenluftzylinder 38, sondern in dem Hauptluftzylinder 36 vorgesehen, wodurch ermöglicht wird, daß ein effektiver Strömungsquerschnitt sichergestellt ist, der zum Ansaugen der Luft bei einer derartigen Geschwindigkeit ausreichend groß ist, so daß man den Bedarf bei einem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine mit voller Belastung erfüllen kann. Hierdurch wird eine Verminderung der maximal abgegebenen Leistung durch das Vorhandensein des plattenförmigen Organs 32 vernachlässigbar.

Erforderlichenfalls kann der Sollwert in Abhängigkeit von einem Parameter oder von Parametern verändert werden, die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine darstellen, so daß man eine zusätzliche Regelung bzw. Steuerung der Rückführungen der Abgase als Hilfsgröße verwirklicht. Hierdurch wird ermöglicht, den Durchsatz der rückgeführten Abgase bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und geringer Belastung wirksam zu vermindern, indem man den Sollwert derart abändert, daß das EGR-Ventilelement 22 eine Verminderung der Rückführung der Abgase bei dieser Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine bewirkt.

Erforderlichenfalls kann die Membrane 52 durch eine Membrane mit einem größeren wirksamen Arbeitsbereich als die Membrane 60 ersetzt werden, um zusätzlich das Ventilelement 50 für die Nebenluft so vorzubelasten, daß die Vorbelastung durch die Feder 54 durch eine Kraft ergänzt wird, die bei abnehmendem Druck Pe in der Zone 70 zunimmt. Hieraus ergibt sich, daß der Sollwert ansteigt, wenn die Brennkraftmaschine bei hoher Drehzahl und rnii geringer Belastung läuft, wenn der Druck Pe gering ist und die Rückführung der Abgase bei dieser Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine wirksam vermindert ist.
Wie in F i g. 2 gezeigt, ist ein Nebenluftventil 78 derart

angeordnet, daß bei einem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine bei hoher Drehzahl und geringer Belastung die Nebenluft in die Kammer 62 geführt wird, um einen Druckanstieg des Druckes Pe darin zu erzeugen un& das Ventilelement 50 für die Nebenluft

zusätzlich derart vorzubelasten, daß die Vorbelastung der Feder 54 verstärkt wird, so daß der Durchsatz der rückgeführten Abgase bei diesem Betricbsverhalten der

Brennkraftmaschine wirksam vermindert wird.

In Fig.2 sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 führt eine Nebenluftleitung 80 von der Zone 70 der EGR-Leitung 12 zu einem Nebeniuftventi! 48, das ein Ventilelement 82 besitzt, das fest mit einer Membrane 84 verbunden ist,

•to die durch eine Feder 86 vorbelastet ist Eine Kammer 88 auf der rechten Seite der Membrane 84 steht über eine Zweigleitung 90, eine Leitung 48 und eine Leitung 42 mit der Kammer 40 oberhalb der Membrane 26 in Verbindung. Eine Steuerventilanordnung 18' für die

Durchflußmenge der Abgase bei der Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von der entspechenden Ausbildungsform nach Fig. 1 dadurch, daß das EGR-Ventilelement 22 in F i g. 2, das durch die Feder 28 nach unten vorbelastet ist, in derselben Richtung mit einer zusätzlichen Kraft vorbelastet wird, die sich in Abhängigkeit von einem Druck ändert, der von einer Unterdruckquelle zu einer Vorbelastungskammer Kt unterhalb der Membrane 26 und oberhalb einer Membrane 94 übertragen wird, wobei die Unterdruckquelle beispielsweise von der Luftansaugleitung 16 an einer Stelle in der Nähe der Austrittsöffnung 14 oder von dem Hauptansaugluftzylinder 36 oberhalb der Drosselklappe 34 gebildet wird. Die Membrane 94 besitzt einen Mittelabschnitt, der fest mit dem Schaft 24 verbunden ist, sowie eine kleinere wirksame Arbeitsfläche als die Membrane 26, so daß das EGR-Ventil 22 von einer Gesamtkraft vorbelastet wird, die die Federkraft der Feder 28 und die zusätzliche Kraft umfaßt, die sich in Abhängigkeit von dem Druck in der Vorbelastungskammer 92 ändert

Beim BeSrieb ist der Druck in der Vorbelastungskammer 92 wesentlich niedriger, wenn die Brennkraftmaschine bei hoher Drehzahl mit geringer Belastung

arbeitet, als wenn die Brennkraftmaschine mit starker Belastung arbeitet, und wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und geringer Belastung arbeitet, nimmt der Dnjek in der Kammer 40 um ein solches Ausmaß ab. daß das Ventilelement 82 gegen die Vorbelastung der Feder 86 derart gedrückt wird, daß der durch die Nebenluftleitung 80 in die Zone 70 eins'römende Luftstrom zunimmt. Dies hat zur Folge, dab der Druck Pe in der Zone 70 zunimmt, und daß der so erhaltene größere Druck zu der Kammer 62 übertragen wird, um den Luftstrom durch die Nebenluftleitung 48 zu der Kammer 40 zu vergrößern, und um eine Vergrößerung des Druckes in der Kammer 40 zu bewirken, so daß sich das EGR-Ventilelement 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20 bewegt, um die Rückführung der Abgase zu vermindern. Es ist festzustellen, daß die Nebenluft über 80 zu der Zone 70 einen gesteigerten Frischluftanteil des Gemisches bewirkt, das durch die Luftansaugleitung 16 strömt, so daß das Gemisch verdünnt wird. Wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und geringer Belastung läuft, wird hierdurch sichergestellt, daß sich das EGR-Ventilelement 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20 bewegt, um den Durchsatz der Rückführung der Abgase dank der Unterstützung der Zuleitung von Luft über das Nebenluftventil 78 und die Nebenluftleitung 80 zu der Zone 70 wirksam zu vermindern, und die hierdurch zugeleitete Luft verdünnt das Frischluftbrennstoffgemisch, das durch die Ansaugluftleitung 16 strömt, wodurch sich das stabile Laufverhalten der Brennkraftmaschine und der Brennstoffverbrauch bei dieser Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine verbessern lassen.

Erforderlichenfalls kann ein Nebenluftventil 78 über eine Zweigleitung % direkt mit der Kammer 62 in Verbindung stehen, wobei die Zone 70 umgangen wird, um die Nebenluft durch die Leitung 90 zu der Kammer 62 durchzulassen. Hierbei wird keine Verdünnung des Frischluftbrenngemisches mit Luft während der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und geringer Belastung bewirkt.

In Fig.3 sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 versehen. Die Ausführungsform nach Fig.3 unterscheidet sich von der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform lediglich dadurch, daß anstelle des plattenförmigen Organs 32 nach Fig. 1 ein Ventilelement 100 in dem Hauptluftansaugzylinder 36 stromabwärts der Drosselklappe 34 angeordnet ist, was in Fig.3 gezeigt ist. Das Ventilelement 100 dreht sich mit einem Schaft 102, der mit einem Hebel 104 fest verbunden ist, der außerhalb des Hauptluftansaugzylinders 36 angeordnet und durch eine Feder 106 in Richtung auf die dargestellte Position vorbelastet ist. Die dargestellte Position des Ventilelementes 100 wird durch einen Anschlag 108 bestimmt. Ein fest an der Drosselklappe 34 angebrachter Hebel 110, der mit dieser drehbar ist arbeitet mit dem Hebel 104 derart zusammen, daß bei der Öffnungsbewegung der Drosselklappe 34 über einen vorbestimmten Öffnungsgrad der Drosselklappe, wie z. B. ungefähr 20°, der Hebel 110 so beaufschlagt wird, daß er mit dem Hebel 104 zusammenarbeitet, um das Ventilelement 100 entgegen der Vorbelastung der Feder 106 im Uhrzeigersinn zu verdrehen. Der effektive Strömungsquerschnitt des Ventilelementes 100 nimmt somit bei zunehmendem Öffnungsgrad der Drosselklappe 34 entsprechend der Überschreitung des vorbestimmten Öffnungsgrades der Drosselklappe zu.

Wenn sich das Ventilelement 100 im Uhrzeigersinn zur Vergrößerung des effektiven Strömungsquerschnittes dreht, nimmt der Strömungswiderstand durch den Hauptluftansaugzylinder 36 ab, wodurch der Druck Pi in der Zone 66 abnimmt, um den Ansaugdruck P zu vermindern. Bei einer Abnahme des Druckes Pi ist das Nebenluftventil 50 nach unten vorbelastet, um den Nebenluftstrom durch die Nebenluftleitung 48 zu der Kammer 40 zu vergrößern. Demzufolge bewegt sich das

ίο EGR-Ventilelement 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20, um die Rückführung der Abgase zu vermindern.

Bei einem Luftverhalten der Brennkraftmaschine bei großer Belastung, dann nämlich, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 34 oberhalb des vorbestimmten

Öffnungsgrads (beispielsweise 20°) liegt, nimmt der Durchsatz der rückgeführten Abgase ab, und das Antriebsverhalten sowie der Kraftstoffverbrauch werden bei dieser Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine verbessert.

Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist ein Ventilelement 112 anstelle eines plattenförmigen Orgas 32 nach F i g. 1 vorgesehen, das in dem Hauptluftansaugzylinder 36 stromabwärts der Drosselklappe 34 und stromaufwärts der Austrittsöffnung 14 angeordnet ist.

Das Ventilelement 112 ist über eine Verbindung 114 mit einem Plunger 116 betriebsverbunden, der fest mit einer druckempfindlichen Membrane 118 verbunden ist, die durch eine Feder 120 vorbelastet ist. Eine Kammer 122 an der rechten Seite der druckempfindlichen Membrane 118 steht in Verbindung mit der Zone 74 der Luftansaugleitung 16 über eine Leitung 124, so daß der Ansaugdruck P in der Zone 74 zu der Kammer 122 übertragen werden kann.

Wenn während des Betriebs der Ansaugdruck P unterhalb eines Unterdruck-Sollwertes, z. B. 30 mm Hg, bei einem Lauf der Brennkraftmaschine mit geringer Belastung abnimmt, wird der Plunger 116 nach rechts entgegen der Vorbelastung der Feder 120 bewegt, was zur Folge hat, daß das Ventilelement 112 den wirksamen Strömungsquerschnitt durch den Hauptluftansaugzylinder 36 vergrößert Auf diese Weise wird der Durchsatz der rückgeführten Abgase bei dieser Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine vermindert wenn der Ansaugdruck unterhalb eines vorbestimmten Unterdruck-Sollwertes, z. B. 300 mm Hg abnimmt

Desweiteren kann die Kammer 122 in Verbindung mit einer Venturidüse 126 stromaufwärts der Drosselklappe 34 über einen Durchlaß 128 stehen, um den Druck in der Venturidüse 126 zu der Kammer 122 zu übertragen.

so Wenn während des Betriebs der Druck in der Venturidüse 126 unterhalb eines vorbestimmten Unterdiaick-Sollwertes, z. B. 200 mm Hg, bei einem Lauf der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung abnimmt wird der Plunger 116 entgegen der Vorbelastung der Feder 120 nach rechts bewegt um zu bewirken, daß das Ventilelement 112 seinen wirksamen Strömungsquerschnitt durch den Hauptluftansaugzylinder 36 vergrößert Auf diese Weise wird der Durchsatz der rückgeführten Abgase bei dem Lauf der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung vermindert

Erforderlichenfalls kann die Kammer 22 über einen Durchgang 130 oberhalb einer Drosselklappe bzw. eines Drosselventils 132 in dem Nebenluftansaugzylinder 38 mit dem Nebenluftansaugzylinder 38 in Verbindung stehen. Wenn während des Betriebs der Brennkraftmaschine der Druck in dem Nebenluftansaugzylinder 38 in der Nähe der Öffnung 130 unterhalb eines vorbestimm-

ten Unterdruck-Sollwertes, ζ. B. 20 mm Hg, bei einem Lauf der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung abnimmt, wird der Plunger 116 entgegen der Vorbelastung der Feder 120 nach rechts bewegt, so daß bewirkt wird, daß das Ventilelement 112 seinen wirksamen Strömungsquerschnitt durch den Hauptluftansaugzylindcr 36 vergrößert. Hierdurch wird der Durchsatz der rückgeführten Abgase bei einem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und großer Belastung vermindert.

Erforderlichenfalls kann, wie in F i g. 5 gezeigt, eine Öffnung an der Kammer 122 mit einer Nebenluftöffnung 134 und eine Unterdruckleitung 136 verbunden sein, die in Verbindung mit einer Unterdruckquelle steht, die beispielsweise von der Zone 74 in der Ansaugleitung 16 gebildet wird. Ein Magnetventil 138, das selektiv eine Nebenluftöffnung 134 oder eine Unterdrucköffnung 36 schließt, ist vorgesehen und elektrisch mit einem Schalter 140 geschaltet, der in Abhängigkeit von der Beiriebsbedingüng der Brennkraftmaschine oder der Fahrbedingung des Fahrzeugs, wie z. B. einer Gangschaltung des Fahrzeugs, arbeitet.

Wenn beim Betreiben die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb eines Sollwerts, z. B. bei 50 km/h liegt, ist der Schalter 140 geschlossen, so daß ein Strom über den Magneten des Magnetventils 138 strömt, um das Magnetventil so zu betätigen, daß es die Nebenluftöffnung 134 schließt, so daß die Kammer 122 mit der Unterdruckquelle verbunden ist. Hieraus ergibt sich, daß sich der Plunger 116 entgegen der Vorbelastung der Feder 120 nach rechts bewegt, so daß das Ventilelement 112 seinen wirksamen Strömungsquerschnitt durch den Hauptluftansaugzylinder 36 bei dieser Bedingung vergrößert. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb des vorbestimmten Sollwertes liegt, ist der Schalter 140 offen, um die Stromversorgung zu dem Magneten des Magnetventiles 138 zu unterbrechen, so daß das Magnetventil 138 die Unterdrucköffnung 136 schließt um die Kammer 122 mit der Nebenluftöffnung 134 zu verbinden. Unter dieser Bedingung belastet die Feder 120 den Plunger 116 in die dargestellte Position vor, so daß bewirkt wird, daß das Ventilelement 122 die dargestellte Position einnimmt, in der der effektive Strömungsquerschnitt einen Minimalwert aufweist.

Der Durchsatz der rückgeführten Abgase wird somit vermindert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb des vorbestimmten Sollwerts von beispielsweise 50 km/h liegt

Als Schalter 140 kann auch ein Getriebeschalter

verwendet werden, der nur dann geschlossen wird, wenn das Getriebe in die höchste Gangstellung geschoben worden ist. Hierbei wird der Durchsatz der Rückführung der Abgase vermindert, wenn das

·> Getriebe die höchste Gangstellung einnimmt.

Die in F i g. 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 lediglich dadurch, daß anstelle des plattenförmigen Organs 30 nach F i g. 1 ein Ventilelement 142 in der EGR-Leitung 12

ίο stromabwärts des Ventilsitzes 20 angeordnet ist, das mit dem EGR-Ventilelement 22 zusammenarbeitet. Das Ventilelement 142 ist über eine entsprechende Verbindung 144, die nur schematisch angedeutet ist, mit einem Plunger 146 betriebsverbunden, der fest von einer

Ii druckempfindlichen Membrane 148 getragen wird und nach oben durch eine Feder 150 vorbelastet ist. Eine Kammer 152 unterhalb der druckempfindlichen Membrane 148 steht über eine Leitung 154 mit der Zone 74 der Luftansaugleitung 16 in Verbindung, so daß der

Ansaugdruck P in der Zone 74 zu der Kammer 152 übertragen werden kann.

Bei der dargestellten Position des Ventilelementes 142 weist der effektive Strömungsquerschnitt durch das Ventilelement 142 einen Maximalwert auf. Wenn der zu der Kammer 152 übertragene Ansaugdruck ^unterhalb der druckempfindlichen Membrane 148 unter einem bestimmten Unterdruck-Sollwert, z. B. 400 mm Hg, abnimmt, wird der Plunger 146 entgegen der Vorbelastung der Feder 150 nach unten bewegt, und durch die

)o Bewegung des Plungers 146 wird bewirkt, daß das Ventilelement 142 im Uhrzeigersinn verdreht wird, um den effektiven Strömungsquerschnitt zu vermindern.

Bei einer Abnahme des effektiven Strömungsquerschnitts durch das Ventilelement 142 nimmt die

J5 Auswirkung des Ansaugdruckes P auf den Druck Pe in der Zone 70 ab, und somit nimmt der Druck Pe zu. Bei dieser Druckzunahme von Pe ist das Ventilelement 50 für die Nebenluft nach unten vorbelastet, um die Nebenluftmenge durch die Nebenluftleitung 48 zu der

Kammer 40 zu vergrößern. Dies hat zur Folge, daß sich das EGR-Ventilelement 22 in Richtung auf den Ventilsitz 20 bewegt und der Durchsatz der Rückführung der Abgase nimmt entsprechend der Abnahme des effektiven Strömungsquerschnitts durch das Ventilele ment 142 zu.

Somit nimmt der Durchsatz der rückgeführten Abgase ab, wenn der Ansaugunterdruck unter einen vorbestimmten Wert abfällt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Abgasrückführsystem für Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung, einer Abgasleitung, einer von der Abgasleitung zur Ansaugleitung führenden Abgasrückführleitung, einem Abgasrückführ-SteuerventU in der Abgasrückführleitung zum Steuern des Abgasstromes durch diese, einer ersten Strömungsdrossel in der Abgasrückführleitung stromab dem Abgasrückführ-Steuerventil, welche in der Abgasrückführleitung zwischen dem Abgasrückführ-Steuerventil und der ersten Strömungsdrossel eine erste Druckzone bildet, einer zweiten Strömungsdrossel in der Ansaugleitung stromauf der Einmündung der Abgasrückführleitung, welche eine zweite Druckzone bildet und einem Steuermechanismus zum Steuern des Abgasrückführ-Steuerventils in Abhnägigkeit von dem zwischen der ersten und der zweiten Druckzone bestehenden Druckunterschied, dadurch gekennzeichnet, daß