DE10221307B4

DE10221307B4 - valve housing

Info

Publication number: DE10221307B4
Application number: DE10221307A
Authority: DE
Inventors: Andreas Trawinski; Stefan Vitt
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2002-05-14
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: DE10221307A1

Abstract

Ventilgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zur Abgasrückführung, wobei das Gehäuse einen von einem ersten Fluid, insbesondere Luft, durchströmten Kanal aufweist, der aus einem Einlaß- und einem Auslaßkanal gebildet wird und mindestens einen zweiten Einlaßkanal aufweist, der von einem zweiten Fluid, insbesondere Abgas, in Richtung des Auslaßkanals durchströmt wird, wobei der zweite Einlaßkanal in Strömungsrichtung an seinem Ende einen Ventilsitz aufweist, und wobei die fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Einlaßkanal und dem Auslaßkanal durch ein Ventilschließglied, welches Teil eines Ventilkörpers ist, absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Durchmesser des vom ersten Fluid durchströmten Kanals (5) außerhalb der senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids stehenden Ebene des Ventilkörpers (10) angeordnet ist, und daß das Ventilgehäuse (1) einteilig im Druckgußverfahren herstellbar ist.Valve housing for an internal combustion engine, in particular for exhaust gas recirculation, the housing having a flow of a first fluid, in particular air, channel formed of an inlet and an outlet channel and having at least one second inlet channel of a second fluid, in particular exhaust gas is flowed through in the direction of the outlet channel, wherein the second inlet channel in the flow direction at its end has a valve seat, and wherein the fluidic connection between the second inlet channel and the outlet channel by a valve closure member which is part of a valve body, can be shut off, characterized in that the smallest diameter of the channel (5) through which the first fluid flows is arranged outside the plane of the valve body (10) perpendicular to the direction of flow of the first fluid, and in that the valve housing (1) can be produced in one piece by diecasting.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventilgehäuse für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zur Abgasrückführung, wobei das Gehäuse einen von einem ersten Fluid, insbesondere Luft, durchströmten Kanal aufweist, der aus einem Einlaß- und einem Auslaßkanal gebildet wird und mindestens einen zweiten Einlaßkanal aufweist, der von einem zweiten Fluid, insbesondere Abgas, in Richtung des Auslaßkanals durchströmt wird, wobei der zweite Einlaßkanal in Strömungsrichtung an seinem Ende einen Ventilsitz aufweist, und wobei die fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Einlaßkanal und dem Auslaßkanal durch ein Ventilschließglied, welches Teil eines Ventilkörpers ist, absperrbar ist.The invention relates to a valve housing for an internal combustion engine, in particular for exhaust gas recirculation, wherein the housing has a flowed through by a first fluid, in particular air, channel, which is formed from an inlet and an outlet channel and at least one second inlet channel, of a second Fluid, in particular exhaust gas, is flowed through in the direction of the outlet channel, wherein the second inlet channel in the flow direction at its end has a valve seat, and wherein the fluidic connection between the second inlet channel and the outlet channel by a valve closure member, which is part of a valve body, can be shut off.

Solche Ventilgehäuse, insbesondere zur Abgasrückführung, sind allgemein bekannt. In der Offenlegungsschrift DE 100 32 148 A1 wird ein solches Gehäuse mit einem zusätzlichen Strömungsleitorgan beschrieben.Such valve housings, in particular for exhaust gas recirculation, are generally known. In the published patent application DE 100 32 148 A1 Such a housing will be described with an additional flow guide.

Diese Ventilgehäuse weisen üblicherweise einen Einlaß- und einen Auslaßkanal auf, die von der Ansaugluft eines Verbrennungsmotors durchströmt werden. Das Gehäuse umfaßt des weiteren einen zweiten Einlaßkanal, durch den ein Abgasstrom in den Luftansaugstrom strömen kann mit dem er sich im Bereich des Auslaßkanals vermischt. Dieser zweite Einlaßkanal ist durch ein Ventilschließglied absperrbar.These valve housings usually have an inlet and an outlet channel, which are traversed by the intake air of an internal combustion engine. The housing further comprises a second inlet channel through which an exhaust gas stream can flow into the air intake stream with which it mixes in the region of the outlet channel. This second inlet channel can be shut off by a valve closure member.

In den letzten Jahren ist man zur Verringerung des Gewichtes der Verbrennungsmotoren dazu übergegangen, Luftansaugrohre und andere Bauteile des Motors zur Kraftstoffeinsparung in Leichtmetallbauweise herzustellen. Üblicherweise kommen hier Aluminium- oder Magnesium-Druckgrußverfahren zur Anwendung. Dementsprechend werden auch Ventilgehäuse im Druckgrußverfahren hergestellt. Zur Herstellung von Bohrungen bzw. Kanälen im Druckgußverfahren werden Schieber verwendet, die nach dem Gießen aus den Bohrungen bzw. Kanälen herausgezogen werden müssen. Dies hat zur Folge, daß die Durchmesser der senkrecht zur Durchströmungsrichtung liegenden Flächen jeweils nach innen kleiner werden, die Bohrungen also konisch ausgebildet sind, um den Schieber nach dem Gießprozess aus dem gegossenen Bauteil entfernen zu können. Da die Anschlußmaße, also die Innendurchmesser des Einlaß beziehungsweise des Auslaßkanals an den beiden Enden eines solchen Ventilgehäuses festliegen und außerdem eine Ausbildung von in das Gehäuseinnere hineinragender Stutzen des Einlaßkanals beziehungsweise einer Ventilkörperaufnahmebohrung verwirklicht werden muss, liegt der kleinste Querschnitt des Konus üblicherweise genau im Bereich eines ohnehin eine Querschnittsverengung herbeiführenden Ventilkörpers. Durch die festliegenden Anschlußmaße und die konische Ausformung der Kanäle wird also eine maximal mögliche Luftansaugmenge begrenzt.In recent years, in order to reduce the weight of internal combustion engines, it has been adopted to manufacture air intake pipes and other components of the engine for fuel saving in light metal construction. Usually, aluminum or magnesium pressure-relief methods are used here. Correspondingly, valve housings are also produced in the pressure-greeting method. For the production of holes or channels in the die casting slide valves are used, which must be pulled out after casting from the holes or channels. This has the consequence that the diameter of the lying perpendicular to the flow direction surfaces are in each case inwardly smaller, the holes are thus conical in order to remove the slide after the casting process from the cast component can. Since the connection dimensions, so the inner diameter of the inlet and the outlet channel fixed at the two ends of such a valve housing and also training of projecting into the housing interior nozzle of the inlet channel or a valve body receiving bore must be realized, the smallest cross section of the cone is usually exactly in the range anyway a cross-sectional constriction inducing valve body. Due to the fixed connection dimensions and the conical shape of the channels so a maximum possible air intake is limited.

Aus diesem Grunde ist darüber nachgedacht worden, das Ventilgehäuse zweiteilig auszuführen. Dabei wird der kleinste Querschnitt der konisch zulaufenden Innenfläche des Ventilgehäuses aus der Einbauebene des Ventilkörpers geschoben. Dabei entsteht jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Kanals ein Querschnitt nach Herausziehen des Schiebers, der größer ist als das geforderte Anschlußmaß. Um das geforderte Anschlußmaß herzustellen, müßte nun ein kegelförmig zulaufendes Einsatzteil in das entsprechende Ende des Ventilgehäuses über einen Preßsitz eingebracht werden. Dies verursacht zusätzliche Kosten hinsichtlich der Herstellung und der Montage.For this reason, it has been considered to carry out the valve housing in two parts. In this case, the smallest cross section of the conically tapering inner surface of the valve housing is pushed out of the installation plane of the valve body. However, on the opposite side of the channel, a cross-section arises after pulling out the slider, which is greater than the required connection dimension. In order to produce the required connection dimension, a conically tapered insert should now be introduced into the corresponding end of the valve housing via a press fit. This causes additional costs in terms of manufacture and assembly.

Somit ergibt sich die Aufgabe, ein vom Gewicht leichtes Ventilgehäuse herzustellen, welches bei gegebenen Anschlußmaßen den möglichen Strömungsfluß optimiert und gleichzeitig einfach und kostengünstig bezüglich Herstellung und Montage ist.Thus, the task arises to produce a lightweight valve housing, which optimizes the possible flow flow at given connection dimensions and at the same time is simple and inexpensive in terms of manufacture and assembly.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der kleinste Durchmesser des vom ersten Fluid durchströmten Kanals außerhalb der senkrecht zur Strömungsrichtung des ersten Fluids stehenden Ebene des Ventilkörpers angeordnet ist, und daß das Ventilgehäuse einteilig im Druckgußverfahren herstellbar ist.This object is achieved in that the smallest diameter of the channel through which the first fluid flows is arranged outside the plane of the valve body which is perpendicular to the direction of flow of the first fluid, and in that the valve housing can be produced in one piece by die-casting.

Dazu weist der vom ersten Fluid durchströmte Kanal vorteilhafterweise mindestens einen Hinterschnitt auf.For this purpose, the channel through which the first fluid flows advantageously has at least one undercut.

Durch diese Maßnahmen erhält man ein Ventilgehäuse mit geringem Gewicht, optimaler Durchflußmenge und minimalen Herstell- und Montagekosten.These measures provide a valve body with low weight, optimum flow and minimal manufacturing and assembly costs.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.An embodiment is shown in the drawings and will be described below.

1 zeigt in Seitenansicht und teilweise geschnittener Darstellung ein Ventilgehäuse mit einem Ventilkörper und einem Aktuator. 1 shows in side view and partially in section a valve housing with a valve body and an actuator.

2 zeigt in Seitenansicht das geschnittene Ventilgehäuse. 2 shows a side view of the cut valve housing.

3 zeigt eine geschnittene Darstellung des Ventilgehäuses in der Ebene xx. 3 shows a sectional view of the valve housing in the plane xx.

4 zeigt eine geschnittenen Darstellung des Ventilgehäuses in der Ebene xx, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu 3. 4 shows a sectional view of the valve housing in the plane xx, but in the opposite direction 3 ,

5 zeigt eine Seitenansicht des Ventilgehäuses aus Richtung eines Auslasskanals. 5 shows a side view of the valve housing from the direction of an outlet channel.

6 zeigt eine Seitenansicht des Ventilgehäuses aus Richtung eines ersten Einlasskanals 6 shows a side view of the valve housing from the direction of a first inlet channel

Das dargestellte Ventilgehäuse 1 ist im Druckgrußverfahren einteilig hergestellt und weist einen ersten Einlaßkanal 2 sowie einen Auslaßkanal 3 sowie einen zweiten Einlaßkanal 4 auf. Dabei strömt ein erstes Fluid durch einen Kanal 5, der vom ersten Einlaßkanal 2 und dem Auslaßkanal 3 gebildet wird, wo es sich mit einem zweiten Fluid, welches vom zweiten Einlaßkanal 4 zum Auslaßkanal 3 strömt, mischt. Der zweite Fluidstrom kann dabei durch ein Ventilschließglied 6 unterbrochen werden. Der zweite Einlaßkanal 4 ist so angeordnet, daß er in das Innere des vom ersten Fluid durchströmten Kanals 5 hineinragt. Er weist in diesem Bereich einen Ventilsitz 7 auf, der mit dem Ventilschließglied in Wirkverbindung steht. Eine Mittellinie m des zweiten Einlaßkanals 4 steht im rechten Winkel zu einer Mittellinie M des Kanals 5. Sie ist gleichzeitig die Mittellinie m einer Bohrung, die durch einen an der gegenüberliegenden Seite des Kanals 5 und in diesen hineinragenden Stutzen 8 führt, der eine Ventilstange 9 aufnimmt, die mit dem Ventilschließglied 6 einen Ventilkörper 10 bildet. Das Ventilschließglied 6 steht in Wirkverbindung mit einem Aktuator 11, der pneumatisch, elektromagnetisch oder elektromotorisch ausgebildet sein kann und der sich an der zum Ventilschließglied 6 gegenüberliegenden Seite der Ventilstange 9 befindet.The illustrated valve housing 1 is made in one piece in Druckgrußverfahren and has a first inlet channel 2 and an outlet channel 3 and a second inlet channel 4 on. In this case, a first fluid flows through a channel 5 , the first inlet channel 2 and the outlet channel 3 is formed, where it is with a second fluid, which from the second inlet channel 4 to the outlet channel 3 flows, mixes. The second fluid flow may be through a valve closure member 6 to be interrupted. The second inlet channel 4 is arranged so that it enters the interior of the channel through which the first fluid flows 5 protrudes. He has in this area a valve seat 7 on, which is in operative connection with the valve closure member. A center line m of the second intake port 4 is at right angles to a center line M of the channel 5 , It is at the same time the center line m of a bore that passes through one on the opposite side of the channel 5 and in this protruding neck 8th which leads a valve rod 9 receives, with the valve closure member 6 a valve body 10 forms. The valve closure member 6 is in operative connection with an actuator 11 , which may be pneumatically, electromagnetically or electromotively formed and located at the valve closure member 6 opposite side of the valve stem 9 located.

Durch das Hineinragen des zweiten Einlaßkanals 4 sowie des Stutzens 8 und des Ventilkörpers 10 in den Kanal 5 ist an dieser Stelle der Strömungsquerschnitt stark eingeschnürt.By the intrusion of the second inlet channel 4 and the neck 8th and the valve body 10 in the channel 5 At this point, the flow cross-section is strongly constricted.

Bei der Herstellung im Druckgrußverfahren reicht nun ein im wesentlichen kegelstumpfförmiger Schieber bis zu einer Kante K1 und wird nach Beendigung des Druckgussvorgangs in Richtung des Einlaßkanals 2 aus dem Kanal 5 herausgezogen. Wie in den 3 und 4 zu erkennen ist, muß dieser Schieber an seinen Enden Aussparungen aufweisen, die den geforderten Außenmaßen des Stutzens 8 sowie des in den Kanal 5 hineinragenden Teil des zweiten Einlaßkanals 4 entsprechen. Es ist zu erkennen, daß damit entstehende Flanken 12 dieser beiden Bauteile zur Einlaßseite hin schmaler werden, wodurch der Schieber störungsfrei herausgezogen werden kann. Gleichzeitig wird deutlich, daß der entstehende engste Querschnitt des Konus nun außerhalb der Ebene liegt, die die Einschnürung des Querschnitts durch den Ventilkörper 10 beziehungsweise den Stutzen 8 und den zweiten Einlaßkanal 4 erfährt.In the manufacture of the pressure-feeding method, a substantially frusto-conical slider now extends to an edge K1 and, after the end of the die-casting operation, becomes in the direction of the inlet channel 2 from the channel 5 pulled out. As in the 3 and 4 can be seen, this slide must have at its ends recesses that the required external dimensions of the nozzle 8th as well as in the channel 5 protruding part of the second inlet channel 4 correspond. It can be seen that resulting flanks 12 these two components are narrower towards the inlet side, whereby the slide can be pulled out smoothly. At the same time it is clear that the resulting narrowest cross-section of the cone now lies outside the plane, the constriction of the cross section through the valve body 10 or the neck 8th and the second intake port 4 experiences.

Um nun dennoch in der Lage zu sein, den kleineren Anschlußquerschnitt zu verwirklichen, ist es notwendig, einen Hinterschnitt im Bereich des Auslaßkanals 3 zu erzeugen. Dies geschieht mit Hilfe eines speziell entwickelten Klappschiebers, der sich beim Herausziehen aus dem Auslaßkanal 3 beim Erreichen einer Kante K2 zusammenklappt und es so ermöglicht, einen nach außen enger werdenden Konus herzustellen.However, in order to be able to realize the smaller connection cross-section, it is necessary to have an undercut in the region of the outlet channel 3 to create. This is done with the help of a specially developed flap slide, which pulls out of the outlet 3 collapses when reaching an edge K2 and thus makes it possible to produce a conical tapering outwards.

In 5 ist ein Anschlußflansch 13 des Auslaßkanals 3 mit vier Anschlußbohrungen 14 zu erkennen. Das Gehäuse weist desweiteren Vorrichtungen zum Anschluß an ein nicht dargestelltes Saugrohr, ein nicht dargestelltes Abgasrohr sowie eine Aufnahmevorrichtung 15 für den Aktuator 11 auf.In 5 is a connecting flange 13 the outlet channel 3 with four connection holes 14 to recognize. The housing further comprises devices for connection to a suction pipe, not shown, an unillustrated exhaust pipe and a receiving device 15 for the actuator 11 on.

In 6 wird insbesondere die Lage des Stutzens 8 und des zweiten Einlaßkanals 4 im Inneren des Kanals 5 sowie die verschiedenen entstehenden Kanten durch die bei der Fertigung entstehende konische Form des Kanals 5 deutlich.In 6 in particular, the location of the nozzle 8th and the second intake port 4 inside the canal 5 as well as the various resulting edges due to the resulting conical shape of the channel during production 5 clear.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführung liegt eine Konstruktion vor, die die Montage des Abgasrückführventils am Saugrohr durch die Einteiligkeit des Gehäuses vereinfacht die Montage und die Herstellung des Ventils erleichtert, durch das verwendete Druckgußverfahren ein geringes Gewicht aufweist und die Strömungsquerschnitte und somit den Luftdurchsatz durch das Ventilgehäuse optimiert.With the embodiment according to the invention there is a construction which simplifies the assembly of the exhaust gas recirculation valve on the intake manifold by the one-piece housing simplifies the assembly and manufacture of the valve, has a low weight by the die casting method used and optimizes the flow cross sections and thus the air flow through the valve housing ,

Veränderungen bezüglich der Ausführung, insbesondere bei unterschiedlichen Anschlußmaßen, und damit zusammenhängende Änderungen der Querschnitte im Ventilgehäuse, die Ausführung des Ventils selber, sei es als Tellerventil, Kegelventil oder ähnliches, und auch die verwendeten Einbauten innerhalb des Gehäuses, also in diesem Fall die Ausmaße der vorhandenen in das Innere des Gehäuse ragenden Stutzen und Kanäle, betreffen die Erfindung nicht.Changes in the design, especially for different connection dimensions, and related changes in the cross-sections in the valve body, the execution of the valve itself, either as a poppet valve, plug valve or the like, and also the internals used inside the housing, so in this case the dimensions of existing projecting into the interior of the housing nozzle and channels, do not affect the invention.

Claims

Valve housing for an internal combustion engine, in particular for exhaust gas recirculation, the housing having a flow of a first fluid, in particular air, channel formed of an inlet and an outlet channel and having at least one second inlet channel of a second fluid, in particular exhaust gas is flowed through in the direction of the outlet channel, wherein the second inlet channel in the flow direction at its end has a valve seat, and wherein the fluidic connection between the second inlet channel and the outlet channel by a valve closure member which is part of a valve body, can be shut off, characterized in that the smallest diameter of the channel through which the first fluid flows ( 5 ) outside of the perpendicular to the flow direction of the first fluid plane of the Valve body ( 10 ) is arranged, and that the valve housing ( 1 ) can be produced in one piece by die casting.