DE19500565A1 - Control valve for exhaust gas recirculation (EGR) in IC engine - Google Patents
Control valve for exhaust gas recirculation (EGR) in IC engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbe sondere für ein Abgasrückführungsventil für Brenn kraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement, in particular special for an exhaust gas recirculation valve for combustion Motor machines, according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, die als Brennkraftmaschine einen Dieselmotor verwenden, Abgasrückführungsventile ein zusetzen. Diese dienen dazu, der Ansaugluft der Brennkraftmaschine Abgas der Brennkraftmaschine zuzu mischen, um so einen Sauerstoffanteil der Ansaugluft zu verringern. Durch eine Verringerung des Sauer stoffanteils in der Ansaugluft wird erreicht, daß bei dem in der Brennkraftmaschine stattfindenden Verbren nungsprozeß das Entstehen von Stickoxiden minimiert werden kann.It is known in motor vehicles, especially in Motor vehicles that as an internal combustion engine Use diesel engine, exhaust gas recirculation valves clog. These serve the intake air of the Internal combustion engine exhaust gas from the internal combustion engine mix so that there is an oxygen content in the intake air to reduce. By reducing the acid Substance in the intake air is achieved in that the combustion taking place in the internal combustion engine process minimizes the formation of nitrogen oxides can be.
Ein hierfür geeignetes Abgasrückführungsventil ist beispielsweise aus der DE-OS 42 27 739 A1 bekannt. A suitable exhaust gas recirculation valve is known for example from DE-OS 42 27 739 A1.
Hierbei ist eine Einlaßöffnung für ein erstes Fluid, beispielsweise einem heißen Abgas, innerhalb einer Führung für ein zweites Fluid, beispielsweise Luft, angeordnet. Die Einlaßöffnung durchdringt hierbei eine Wandung der Führung für das zweite Fluid. Die Einlaßöffnung ist mittels eines Ventilsitzes ver schließbar, der über eine Betätigungseinrichtung ge öffnet beziehungsweise geschlossen werden kann. Bei Kraftfahrzeugen werden hierzu in der Regel mit einem Unterdruck beaufschlagbare Betätigungseinrichtungen eingesetzt. Diese weisen eine mit einem Unterdruck beaufschlagbare Membran auf, die mit einem den Ven tilsitz schließenden beziehungsweise öffnenden Schließkörper gekoppelt ist. Je nach Öffnungsgrad und/oder Öffnungsdauer des Ventilsitzes erfolgt eine definierte Zumischung des Abgases zu der Frischluft. Die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung erfolgt über ein Schaltmittel, das eine Unterdruckquelle mit der Membran der Betätigungseinrichtung verbindet. Be kannt sind hierbei beispielsweise Magnetventile oder elektropneumatische Wandler.Here is an inlet opening for a first fluid, for example a hot exhaust gas, within a Guide for a second fluid, for example air, arranged. The inlet opening penetrates here a wall of the guide for the second fluid. The Inlet opening is ver by means of a valve seat closable, the ge via an actuator can be opened or closed. At For this purpose, motor vehicles are usually equipped with a Actuators that can be pressurized used. These have one with a vacuum actable membrane, which with a Ven tilsitz closing or opening Closing body is coupled. Depending on the degree of opening and / or opening time of the valve seat takes place Defined admixture of the exhaust gas to the fresh air. The actuation device is activated via a switching means that has a vacuum source the membrane of the actuator connects. Be are known, for example, solenoid valves or electropneumatic converter.
Bei den bekannten Ventilanordnungen ist nachteilig, daß die Betätigungseinrichtung und die Schaltmittel relativ entfernt voneinander im Motorraum des Kraft fahrzeuges angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich ein relativ langer Schaltweg für den Unterdruck, so daß zwischen der Betätigung des Schaltmittels und dem Auslösen der Betätigungseinrichtung ein Zeitverzug und/oder ein Wirkungsgradverlust entsteht, der zu einer von der gewollten Vermischung des Abgases mit der Frischluft abweichenden Vermischung führt.In the known valve arrangements, it is disadvantageous that the actuator and the switching means relatively distant from each other in the engine compartment of the force vehicle are arranged. This results in a relatively long switching path for the negative pressure, so that between the actuation of the switching means and the Triggering the actuator a time delay and / or there is a loss in efficiency that increases one of the desired mixing of the exhaust gas with the fresh air leads to different mixing.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung mit den im An spruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß die Wirkungsgradverluste bei der Beauf schlagung der Betätigungseinrichtung mit dem Unter druck soweit minimiert werden, daß eine Verzögerung zwischen der Auslösung des Schaltmittels und dem Öff nen beziehungsweise Schließen des Ventilsitzes ver nachlässigbar klein ist. Dadurch, daß das Schalt mittel und die Betätigungseinrichtung eine Montage einheit bilden, wird es möglich, diese unmittelbar miteinander zu koppeln, so daß ein Schaltweg zwischen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung auf das konstruktiv notwendige Mindestmaß beschränkt wer den kann. Durch die Ausführung als eine gemeinsame Montageeinheit wird weiterhin eine Montageerleich terung der gesamten Ventilanordnung erreicht, da nun mehr eine getrennte Anordnung des Abgasrückführungs ventils und des Schaltmittels entfällt, so daß in einem einzigen Montageschritt die gesamte kompakte Einheit montierbar ist.The valve assembly according to the invention in the pronouncement 1 features in contrast offers the Advantage that the efficiency losses in the Beauf striking the actuator with the bottom pressure be minimized to such an extent that there is a delay between the triggering of the switching means and the opening ver or closing the valve seat is negligibly small. The fact that the switching medium and the actuator assembly unit, it becomes possible to do this immediately to couple with each other so that a switching path between the switching means and the actuator who limits the constructively necessary minimum that can. By running as a common Assembly unit is still easy to assemble tion of the entire valve arrangement is achieved because now more a separate arrangement of the exhaust gas recirculation valve and the switching means is omitted, so that in the entire compact in a single assembly step Unit is mountable.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilanordnung ist vorgesehen, daß das Schaltmittel und die Betäti gungseinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse ange ordnet sind, das vorzugsweise durch einen dicht schließenden Deckel verschließbar ist, in den gleich zeitig die Schaltverbindung zwischen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung integriert ist. Hier durch wird es in einfacher Weise möglich, bei der Montage die Betätigungseinrichtung und das Schalt mittel in den dafür vorgesehenen Bereichen des Ge häuses einzusetzen und diese mittels des Deckels zu arretieren, wobei gleichzeitig die Verbindung zwi schen dem Schaltmittel und der Betätigungseinrichtung zur Beaufschlagung mit dem Unterdruck realisiert wird. Somit wird ohne jeglichen großen Montageaufwand eine komplette Ventilanordnung erreicht, die mit wenigen Handgriffen vormontierbar ist, so daß bei dem Einbau der Ventilanordnung in einem Kraftfahrzeug keinerlei Verbindungsaufwand mehr anfällt. Hierdurch wird eine insbesondere kostengünstige Montage mög lich. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das Gehäuse und der Deckel für die Betätigungseinrichtung und das Schaltmittel aus einem Kunststoffspritzteil besteht, so daß mittels bekannter Kunststoffspritztechniken eine massenhafte und damit preiswerte Fertigung der Gehäuseteile der Ventilanordnung möglich ist.In an advantageous embodiment of the valve arrangement it is provided that the switching means and the actuator supply device in a common housing are arranged, preferably by a tight closing lid is closable in the same timely the switching connection between the switching means and the actuator is integrated. Here through it becomes possible in a simple manner Assembly of the actuator and the switch medium in the designated areas of Ge insert the house and this by means of the lid lock, the connection between rule the switching means and the actuator realized for the application of the negative pressure becomes. Thus, without any great assembly effort achieved a complete valve arrangement with can be preassembled in a few simple steps, so that Installation of the valve assembly in a motor vehicle there is no more connection effort. Hereby a particularly inexpensive assembly is possible Lich. It is also advantageous if the housing and the cover for the actuator and that Switching means consists of a plastic injection molded part, so that using known plastic injection molding techniques a mass and therefore inexpensive manufacture of Housing parts of the valve arrangement is possible.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the rest of the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:The invention is in one embodiment example with reference to the accompanying drawings purifies. Show it:
Fig. 1 schematisch eine Abgasrückführung einer Brennkraftmaschine, die gleichzeitig den Stand der Technik widerspiegelt; Figure 1 shows schematically an exhaust gas recirculation of an internal combustion engine, which simultaneously reflects the prior art.
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Ventilanordnung und Fig. 2 is a sectional view through a valve assembly according to the invention and
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ventilanordnung bei abgenommenem Deckel. Fig. 3 is a plan view of the valve assembly with the cover removed.
In der Fig. 1 ist das Prinzipschema einer Abgasrück führung gezeigt. Dieses Prinzipschema verdeutlicht gleichzeitig den kritisierten Stand der Technik. Hauptbestandteil der Abgasrückführung ist ein hier allgemein mit 10 bezeichnetes Abgasrückführungs ventil. Weiterhin ist eine Zylinderkammer 12 einer Brennkraftmaschine dargestellt, die einerseits mit einem Ansaugkanal 14 und andererseits mit einem Ab gaskanal 16 verbunden ist. Der Ansaugkanal 14 und der Abgaskanal 16 werden in allgemein bekannter Weise über Ventile 18 mit der Zylinderkammer 12 verbunden. Von dem Abgaskanal 16 führt ein Bypass 20 zu dem Ansaugkanal 14. In dem Bypass 20 ist das Abgasrück führungsventil 10 angeordnet, das somit eine Verbin dung des Bypasses 20 zu dem Ansaugkanal 14 öffnen beziehungsweise schließen kann. Das Abgasrückfüh rungsventil 10 wird über ein Schaltmittel 22 an gesteuert, das eine Unterdruckquelle 24 mit einer Betätigungseinrichtung 26 des Abgasrückführungsven tils 10 verbindet. Das Schaltmittel 22 wird von einem Steuergerät 28 angesteuert, das mit einer Einspritz pumpe 30 und einem Gaspedal 32 eines nicht dar gestellten Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Schalt mittel 22 ist über eine erste Unterdruckverbindung 34 mit der Betätigungseinrichtung 26 und einer zweiten Unterdruckverbindung 36 mit der Unterdruckquelle 24 verbunden. Das Schaltmittel 22 kann somit in Abhän gigkeit eines von dem Steuergerät 28 bereitgestellten Steuersignals die Unterdruckquelle 24 auf die Betäti gungseinrichtung 26 durchschalten, so daß die Betäti gungseinrichtung 26 das Abgasrückführungsventil 10 öffnet beziehungsweise schließt.In Fig. 1 the basic scheme of an exhaust gas recirculation is shown. This principle diagram also clarifies the criticized state of the art. The main component of the exhaust gas recirculation is a generally designated 10 exhaust gas recirculation valve. Furthermore, a cylinder chamber 12 of an internal combustion engine is shown, which is connected on the one hand to an intake duct 14 and on the other hand to a gas duct 16 . The intake duct 14 and the exhaust duct 16 are connected to the cylinder chamber 12 in a generally known manner via valves 18 . A bypass 20 leads from the exhaust gas duct 16 to the intake duct 14 . In the bypass 20 , the exhaust gas recirculation valve 10 is arranged, which can thus open or close a connec tion of the bypass 20 to the intake duct 14 . The exhaust gas recirculation valve 10 is controlled via a switching means 22 , which connects a vacuum source 24 to an actuating device 26 of the exhaust gas recirculation valve 10 . The switching means 22 is controlled by a control unit 28 which is connected to an injection pump 30 and an accelerator pedal 32 of a motor vehicle not shown. The switching means 22 is connected via a first vacuum connection 34 to the actuating device 26 and a second vacuum connection 36 to the vacuum source 24 . The switching means 22 can thus, depending on a control signal provided by the control unit 28 , switch the vacuum source 24 to the actuating device 26 , so that the actuating device 26 opens or closes the exhaust gas recirculation valve 10 .
Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird über den Ansaugkanal 14 Frischluft angesaugt, in die Kraftstoff mittels der Einspritzpumpe 30 eingespritzt wird. Bei dem den Ansaugkanal 14 öffnenden Ventil 18 strömt das Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinder kammern 12. Dort findet der allgemein bekannte Ver brennungsprozeß statt, indem das Kraftstoff-Luft- Gemisch mittels einer Zündquelle gezündet wird. Nach Abschluß des Verbrennungsprozesses wird über das dem Abgaskanal 16 zugeordnete Ventil 18 das Abgas in den Abgaskanal 16 ausgestoßen. Ein Teil des Abgases wird über den Bypass 20 auf das Abgasrückführungsventil 10 geleitet. In Abhängigkeit eines Motormanagements und eines Betriebszustandes des Kraftfahrzeuges, bei spielsweise einer Motordrehzahl, einer Kühlmittel temperatur, eines Ladedrucks usw., wird von dem Steu ergerät 28 ein Schaltimpuls für das Schaltmittel 22 bereitgestellt, das somit die Betätigungseinrichtung 26 des Abgasrückführungsventils 10 betätigt. Bei ge öffnetem Abgasrückführungsventil 10 wird eine Ver bindung zwischen dem Bypass 20 und dem Ansaugkanal 14 hergestellt, so daß über den Bypass 20 ein Teilstrom des Abgases der Frischluft beigemischt werden kann. During the operation of the internal combustion engine, fresh air is sucked in via the intake duct 14 , into which fuel is injected by means of the injection pump 30 . When the intake port 14 opens valve 18 , the fuel-air mixture flows into the cylinder chambers 12th There the generally known combustion process takes place by igniting the fuel-air mixture by means of an ignition source. After the combustion process has ended, the exhaust gas is expelled into the exhaust gas channel 16 via the valve 18 assigned to the exhaust gas channel 16 . A part of the exhaust gas is directed to the exhaust gas recirculation valve 10 via the bypass 20 . Depending on an engine management and an operating state of the motor vehicle, for example an engine speed, a coolant temperature, a boost pressure, etc., a switching pulse for the switching means 22 is provided by the control unit 28 , which thus actuates the actuating device 26 of the exhaust gas recirculation valve 10 . When the exhaust gas recirculation valve 10 is opened, a connection is made between the bypass 20 and the intake duct 14 , so that a partial flow of the exhaust gas can be mixed with the fresh air via the bypass 20 .
Hierdurch kann beispielsweise der Sauerstoffanteil in der Frischluft verringert werden, so daß bei den in den Zylinderkammern 12 ablaufenden Verbrennungs prozessen eine geringere Menge an Stickoxiden ent steht. Um eine möglichst genaue Dosierung des der Frischluft zugemengten Abgases zu erreichen, muß zwischen dem von dem Steuergerät 28 bereitgestellten Steuerimpuls und dem Öffnen des Abgasrückführungs ventils 10 mittels der Betätigungseinrichtung 26 ein möglichst zeitnaher Zusammenhang bestehen. Dieser wird im wesentlichen durch die Länge der ersten Unterdruckverbindung 34 bestimmt, die den über die zweite Unterdruckverbindung 36 an dem Schaltmittel 22 anliegenden Unterdruck auf die Betätigungseinrichtung 26 durchschaltet. Das Schaltmittel 22 kann hierbei beispielsweise ein Magnetventil oder ein elektropneu matischer Wandler sein, die in Abhängigkeit ihres Schaltzustandes die Unterdruckverbindungen 34 und 36 voneinander trennen beziehungsweise miteinander ver binden.In this way, for example, the oxygen content in the fresh air can be reduced, so that a smaller amount of nitrogen oxides is produced in the combustion processes taking place in the cylinder chambers 12 . In order to achieve the most accurate metering of the fresh air admixed exhaust gas, there must be a connection as prompt as possible between the control pulse provided by the control unit 28 and the opening of the exhaust gas recirculation valve 10 by means of the actuating device 26 . This is essentially determined by the length of the first vacuum connection 34 , which connects the vacuum to the actuating device 26 via the second vacuum connection 36 on the switching means 22 . The switching means 22 can be, for example, a solenoid valve or an electropneu matic converter which, depending on its switching state, disconnects the vacuum connections 34 and 36 from one another or binds them together.
In der Fig. 2 ist eine allgemein mit 38 bezeichnete Ventilanordnung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Ven tilanordnung 38 weist einerseits das Abgasrück führungsventil 10 und andererseits das Schaltmittel 22 auf. Das Abgasrückführungsventil 10 weist eine Ventilhülse 40 auf, die einen Wandbereich 42 des Ansaugkanals 14 durchgreift. Der Wandbereich 42 kann hierbei unmittelbarer Bestandteil des Ansaugkanals 14 sein, kann jedoch auch als separate Hülse, das heißt als Ansaugkanalabschnitt 1, in einen Ansaugkanal 14 eingepaßt sein. In diesem Fall würden sich beidseitig des hier mit 44 bezeichneten Wandbereiches ein frischluftseitiger Bereich 46 und ein motorseitiger Bereich 48 des Ansaugkanals 14 anschließen.In FIG. 2, generally designated with 38 valve arrangement is shown according to the invention. The Ven valve arrangement 38 has on the one hand the exhaust gas recirculation valve 10 and on the other hand the switching means 22 . The exhaust gas recirculation valve 10 has a valve sleeve 40 which extends through a wall region 42 of the intake duct 14 . The wall area 42 can be a direct component of the intake duct 14 , but can also be fitted as a separate sleeve, that is to say as an intake duct section 1 , into an intake duct 14 . In this case, a fresh air-side area 46 and an engine-side area 48 of the intake duct 14 would follow on both sides of the wall area designated here by 44 .
Die Ventilhülse 40 besitzt einen durchmessergrößeren Führungsabschnitt 50, der durch einen Flansch 52 ge führt ist. Der Flansch 52 besitzt hierzu eine Durch gangsöffnung 54, in die die Ventilhülse 40 mit ihrem Führungsabschnitt 50 eingepaßt ist. Der Flansch 52 seinerseits ist an einem Stutzen 56 befestigt, der dem Wandbereich 42 des Ansaugkanals 14 entspringt. Der Stutzen 56 besitzt eine Durchgangsöffnung 58, durch die die Ventilhülse 40 in den Abgaskanal 14 hineinragt. Ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 58 ist hierbei größer gewählt als ein Durchmesser der Ventilhülse 40, so daß sich zwischen dem Stutzen 56 und der Ventilhülse 40 ein Ringraum 60 ergibt. Der Ringraum 60 steht mit einem Innenraum 62 des Ansaugkanals 14 in Verbindung. Die Ventilhülse 40 besitzt ein Luftführungselement 64, das sich zum frischluftseitigen Bereich 46 des Ansaugkanals 14 hin erstreckt. An der dem Ansaugkanal 14 abgewandten Seite 66 der Ventilhülse 40 ist der in Fig. 1 ge zeigte Bypass 20 anschließbar.The valve sleeve 40 has a larger diameter guide portion 50 , which leads through a flange 52 ge. For this purpose, the flange 52 has a through-opening 54 into which the valve sleeve 40 is fitted with its guide section 50 . The flange 52 in turn is fastened to a connecting piece 56 , which originates from the wall area 42 of the intake duct 14 . The connector 56 has a through opening 58 through which the valve sleeve 40 projects into the exhaust gas duct 14 . A diameter of the through opening 58 is chosen larger than a diameter of the valve sleeve 40 , so that an annular space 60 results between the socket 56 and the valve sleeve 40 . The annular space 60 is connected to an interior space 62 of the intake duct 14 . The valve sleeve 40 has an air guide element 64 , which extends to the fresh air-side region 46 of the intake duct 14 . On the side facing away from the intake duct 14 66 of the valve sleeve 40 , the bypass 20 shown in FIG. 1 can be connected.
Der Ventilhülse 40 diametral gegenüberliegend ist an dem Ansaugkanal 14 die Betätigungseinrichtung 26 für das Abgasrückführungsventil 10 angeordnet. Die Be tätigungseinrichtung 26 weist eine Ventilstange 68 auf, die eine Buchse 70 des Ansaugkanals 14 durch greift. Die Buchse 70 besitzt einen beidseitig des Wandabschnittes 44 auskragenden, hülsenförmigen Be reich 72 beziehungsweise 74. Der Bereich 74 ist einstückig mit einem Gehäuse 76 ausgebildet, das einen ersten Gehäusebereich 78 und einen zweiten Gehäusebereich 80 besitzt. Innerhalb des ersten Gehäusebereichs 76 ist ein mit der Ventilstange 68 fest verbundener Membranteller 82 angeordnet, der eine Membran 84 trägt. Die Membran 84 besitzt an ihrem Außenumfang einen Dichtungsabschnitt 86, der in eine Ausnehmung 88 des Gehäusebereiches 78 eingreift. Der Membranteller 82 stützt sich gegen die Kraft eines elastischen Federelementes 90 an einem Membran deckel 92 ab. Der Membrandeckel 92 bildet hierzu einen Dom 94 aus, an dessen Grund 96 ein Führungs abschnitt 98 für das Federelement 90 vorgesehen ist. Der Membranteller 82 seinerseits besitzt einen Ring kragen 100, der das Federelement 90 fixiert. Der Membrandeckel 92 ist auf das Gehäuse 76 aufrastbar, wobei eine umlaufende Rastnase 102 gleichzeitig gegen den Dichtungsabschnitt 86 der Membran 84 drückt und diese somit in der Ausnehmung 88 fixiert. An seiner dem Membranteller 82 gegenüberliegenden Seite trägt die Ventilstange 68 einen Ventilring 104, der mit der Ventilhülse 40 einen Ventilsitz 106 ausbildet.The actuating device 26 for the exhaust gas recirculation valve 10 is arranged diametrically opposite the valve sleeve 40 on the intake duct 14 . Be the actuating device 26 has a valve rod 68 which engages a bushing 70 of the intake duct 14 . The bushing 70 has a sleeve-shaped loading area 72 and 74 projecting on both sides of the wall section 44 . The region 74 is formed in one piece with a housing 76 which has a first housing region 78 and a second housing region 80 . A membrane plate 82 , which is fixedly connected to the valve rod 68 and carries a membrane 84, is arranged within the first housing area 76 . The membrane 84 has on its outer circumference a sealing section 86 which engages in a recess 88 in the housing area 78 . The membrane plate 82 is supported against the force of an elastic spring element 90 on a membrane cover 92 . For this purpose, the membrane cover 92 forms a dome 94 , on the bottom 96 of which a guide section 98 is provided for the spring element 90 . The membrane plate 82 in turn has a ring collar 100 which fixes the spring element 90 . The membrane cover 92 can be snapped onto the housing 76 , a circumferential locking lug 102 simultaneously pressing against the sealing section 86 of the membrane 84 and thus fixing it in the recess 88 . On its side opposite the diaphragm plate 82 , the valve rod 68 carries a valve ring 104 which , together with the valve sleeve 40, forms a valve seat 106 .
In dem Gehäusebereich 80 des Gehäuses 76 ist das Schaltmittel 22 angeordnet, das beispielsweise ein Magnetventil oder ein elektropneumatischer Wandler sein kann. Das Schaltmittel 22 besitzt einen An schlußstutzen 108, an den die in Fig. 1 gezeigte zweite Unterdruckverbindung 36 anschließbar ist. Weiterhin besitzt das Schaltmittel 22 einen zweiten Anschlußstutzen 110, der von einem Rüssel 112 des Membrandeckels 92 übergriffen wird. Der Rüssel 112 besitzt hierzu ein Kupplungsteil 113, das den An schlußstutzen 110 umgreifen kann. Der Rüssel 112 be sitzt ferner eine Durchgangsöffnung 114, die einen Innenraum 116 der Betätigungseinrichtung 26 mit dem Anschlußstutzen 110 verbindet. Die Durchgangsöffnung 114 kann hierbei durch zueinander versetzt angeord nete Bohrungen, Einstiche oder dergleichen gebildet sein. Die Durchgangsöffnung 114 kann Abschnitte 120 mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen. Der Rüssel 112 ist mit dem Membrandeckel 92 einstückig ausgebildet, wobei diese vorzugsweise aus einem Kunststoffspritzteil bestehen, so daß die Durchgangs öffnung 114 während des Spritzvorgangs vorgesehen werden kann. Die Durchgangsöffnung 114 bildet die in Fig. 1 dargestellte erste Unterdruckverbindung 34. Zwischen dem Rüssel 112 und dem Anschlußstutzen 110 ist ein Dichtelement 116′, beispielsweise ein O-Ring, vorgesehen. Das Schaltmittel 22 besitzt ferner einen Anschlußbereich 118, über den dieses mit dem Steuer gerät 28 kontaktiert werden kann.In the housing area 80 of the housing 76 , the switching means 22 is arranged, which can be, for example, a solenoid valve or an electropneumatic converter. The switching means 22 has a connection piece 108 to which the second vacuum connection 36 shown in FIG. 1 can be connected. Furthermore, the switching means 22 has a second connection piece 110 , which is overlapped by a trunk 112 of the membrane cover 92 . The trunk 112 has for this purpose a coupling part 113 , which can encompass the connection piece 110 . The trunk 112 be also sits a through hole 114 , which connects an interior 116 of the actuator 26 with the connecting piece 110 . The through opening 114 can be formed by mutually offset angeord designated bores, punctures or the like. The passage opening 114 can have sections 120 with different diameters. The trunk 112 is integrally formed with the membrane cover 92 , which preferably consist of a plastic injection molded part, so that the passage opening 114 can be provided during the spraying process. The passage opening 114 forms the first vacuum connection 34 shown in FIG. 1. Between the trunk 112 and the connecting piece 110 , a sealing element 116 ', for example an O-ring, is provided. The switching means 22 also has a connection area 118 through which this device 28 can be contacted with the control.
Die in Fig. 2 gezeigte Ventilanordnung 38 übt fol
gende Funktion aus:
Beim Betrieb der nicht dargestellten Brennkraftma
schine wird der Ansaugkanal 14 ständig von Frischluft
durchspült. Gleichzeitig wird die Ventilhülse 40 über
den Bypass 20 mit dem Abgas der Brennkraftmaschine
beaufschlagt. Das Abgas besitzt hierbei beispiels
weise eine Temperatur von ca. 400°C, während die den
Ansaugkanal 14 passierende Frischluft annähernd Umge
bungstemperatur aufweist. Im Ausgangszustand der Ven
tilanordnung 38 ist der Ventilsitz 106 geschlossen,
das heißt, der Ventilring 104 wird über die Ventil
stange 68 und den Membranteller 82 mittels der Kraft
des Federelementes 90 gegen die Öffnung der Ventil
hülse 40 gedrückt, so daß ein Austritt des Abgases in
den Ansaugkanal 14 nicht möglich ist. Die den Ansaug
kanal 14 passierende Frischluft umspült die Ventil
hülse 40, wobei mittels des Luftführungselementes 64
ein Teil der Frischluft in den Ringraum 60 geleitet
wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Ventilhülse 40
in ihrem unmittelbar an dem Wandbereich 42 des Abgas
kanals 14 liegenden Bereichs gekühlt wird, so daß der
Ansaugkanal 14 aus einem weniger wärmebeständigen
Material, beispielsweise Kunststoff, bestehen kann,
ohne daß dieser mit dem heißen Abgas unmittelbar in
Kontakt kommt.The valve arrangement 38 shown in FIG. 2 performs the following function:
When operating the internal combustion engine, not shown, the intake duct 14 is constantly flushed with fresh air. At the same time, the valve sleeve 40 is acted upon by the exhaust gas of the internal combustion engine via the bypass 20 . The exhaust gas has, for example, a temperature of about 400 ° C, while the fresh air passing through the intake duct 14 has approximately ambient temperature. In the initial state of the Ven valve assembly 38 , the valve seat 106 is closed, that is, the valve ring 104 is pressed via the valve rod 68 and the diaphragm plate 82 by means of the force of the spring element 90 against the opening of the valve sleeve 40 , so that an exit of the exhaust gas in the intake duct 14 is not possible. The fresh air passing through the intake duct 14 flows around the valve sleeve 40 , with part of the fresh air being conducted into the annular space 60 by means of the air guide element 64 . This ensures that the valve sleeve 40 is cooled in its area lying directly on the wall region 42 of the exhaust gas duct 14 , so that the intake duct 14 can be made of a less heat-resistant material, for example plastic, without this directly containing the hot exhaust gas Contact comes.
Über den Anschlußstutzen 108 liegt ständig ein von der Unterdruckquelle 24 (Fig. 1) bereitgestellter Unterdruck an. Das Schaltmittel 22 befindet sich in einem geschlossenen Zustand, das heißt, der Anschluß stutzen 108 ist von dem Anschlußstutzen 106 getrennt, indem beispielsweise ein nicht dargestellter Schließ körper den Verbindungsweg zwischen den Anschluß stutzen 108 und 110 innerhalb des Schaltmittels 22 verschließt. Wird nunmehr über das Steuergerät 28 ein Steuersignal bereitgestellt, das eine bestimmte Menge Abgas zu der den Ansaugkanal 14 passierenden Frisch luft zugemischt werden soll, wird über das Schalt mittel 22 der die Anschlußstutzen 108 und 110 von einander trennende Schließkörper aus dem Verbindungs weg herausgeführt, so daß der über die zweite Unter druckverbindung 36 anliegende Unterdruck auf den In nenraum 116 des Betätigungsmittels 26 durchgeschaltet wird. Infolge des extrem kurzen Verbindungsweges über die erste Unterdruckverbindung 34 wird der an dem Anschlußstutzen 108 anliegende Unterdruck ohne Zeit verzögerung und ohne relevanten Wirkungsgradverlust sofort in dem Innenraum 116 anliegen. Infolge des in dem Innenraum 116 anliegenden Unterdrucks wird der Membranteller 82 gegen die Kraft der Feder 90 bewegt, so daß über die Kopplung der Ventilstange 68 der Ventilring 104 von der Ventilhülse 40 wegbewegt wird, so daß der Ventilsitz 106 geöffnet wird. Durch den geöffneten Ventilsitz 106 kann nunmehr über den Bypass 20 das Abgas in den innerhalb des Ansaugkanals 14 herrschenden Frischluftstrom gelangen. Durch die herrschende Strömung wird das Abgas injiziert und vermischt sich auf seinem Transportweg bis zu den Zylinderkammern 12 mit der Frischluft. Über eine Zeitdauer und eine Höhe des in dem Innenraum 116 herrschenden Unterdrucks wird die Öffnungsdauer und der Öffnungsgrad des Ventilsitzes 106 bestimmt. Somit ist die Menge des der Frischluft zugemischten Abgases direkt von der Zeitdauer und dem Öffnungsgrad des Ventilsitzes 106 abhängig. Da infolge des kurzen Verbindungsweges zwischen dem ständig an dem An schlußstutzen 108 anliegenden Unterdruck und dem Be tätigungsmittel 26 eine im wesentlichen verzögerungs freie Betätigung des Ventilsitzes 106 erfolgen kann, ist eine definierte hochgenaue Zumischung des Abgases 20 zu dem Frischluftstrom möglich. A negative pressure provided by the vacuum source 24 ( FIG. 1) is constantly present via the connecting piece 108 . The switching means 22 is in a closed state, that is, the connecting piece 108 is separated from the connecting piece 106 by, for example, a closing body, not shown, closes the connection path between the connecting piece 108 and 110 within the switching means 22 . If a control signal is now provided via the control unit 28 that a certain amount of exhaust gas is to be admixed to the fresh air passing through the intake duct 14 , the switching means 22 of the connecting pieces 108 and 110 separating closing bodies are led out of the connection, so that the negative pressure applied via the second vacuum connection 36 to the inner space 116 of the actuating means 26 is switched through. As a result of the extremely short connection path via the first negative pressure connection 34 , the negative pressure applied to the connecting piece 108 is immediately present in the interior 116 without a time delay and without a relevant loss in efficiency. As a result of the negative pressure present in the interior 116 , the diaphragm plate 82 is moved against the force of the spring 90 , so that the valve ring 104 is moved away from the valve sleeve 40 via the coupling of the valve rod 68 , so that the valve seat 106 is opened. Through the opened valve seat 106 , the exhaust gas can now enter the fresh air flow prevailing within the intake duct 14 via the bypass 20 . The exhaust gas is injected by the prevailing flow and mixes with the fresh air on its way to the cylinder chambers 12 . The opening duration and the degree of opening of the valve seat 106 are determined over a period of time and a level of the negative pressure prevailing in the interior 116 . The quantity of the exhaust gas admixed to the fresh air is thus directly dependent on the length of time and the degree of opening of the valve seat 106 . Since, due to the short connection path between the connection piece 108 which is constantly applied to the vacuum and the actuating means 26, an essentially deceleration-free actuation of the valve seat 106 can take place, a defined, highly precise admixing of the exhaust gas 20 to the fresh air flow is possible.
Insgesamt ist die Ventilanordnung 38 als sehr kompak te Einheit aufgebaut, die beispielsweise einstückig als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist, das den An saugkanalabschnitt 15 einschließlich dessen Stutzen 56 und Buchse 70 sowie das Gehäuse 76 umfaßt. Dieses Kunststoffgrundteil kann in einfacher Weise mit der Ventilhülse 40, der Betätigungseinrichtung 26 und dem Schaltmittel 22 komplettiert werden, so daß beim Einbau in einem Kraftfahrzeug lediglich noch eine Verbindung mit dem Bypass 20, der zweiten Unterdruck verbindung 36 und dem Steuergerät 28 erfolgen muß. Der Montageaufwand wird somit gegenüber den bisheri gen Lösungen drastisch reduziert, so daß eine Kosten einsparung eintritt. Durch die erfolgte Integration der ersten Unterdruckverbindung 34 in den Membran deckel 92 wird weiterhin eine Fehlerquelle für Un dichtigkeiten vermieden, da eine Dichtigkeitsprüfung bereits vor Einbau in Kraftfahrzeugen erfolgen kann.Overall, the valve assembly 38 is constructed as a very compact unit which, for example, is formed in one piece as a plastic injection-molded part, which comprises the suction duct section 15, including its socket 56 and bushing 70, and the housing 76 . This plastic base part can be completed in a simple manner with the valve sleeve 40 , the actuating device 26 and the switching means 22 , so that only a connection to the bypass 20 , the second vacuum connection 36 and the control unit 28 must be made when installed in a motor vehicle. The assembly effort is thus drastically reduced compared to the previous solutions, so that a cost saving occurs. Due to the integration of the first vacuum connection 34 in the membrane cover 92 , a source of errors for untightness is further avoided, since a tightness test can be carried out before installation in motor vehicles.
In der Fig. 3 ist der Ansaugkanalabschnitt 15 mit dem angeformten Gehäuse 76 nochmals in einer Vorder ansicht gezeigt. In dieser Darstellung ist der Membrandeckel 92 nicht dargestellt. Gleiche Teile wie in Fig. 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Anhand dieser Ansicht wird nochmals der kompakte Aufbau des Ansaugkanal abschnitts 15 deutlich, der gleichzeitig die Gehäuse bereiche 78 beziehungsweise 80 aufweist. Somit kann auf engstem Raum die notwendige Betätigungseinrich tung 26 und das notwendige Schaltmittel 22 unterge bracht werden. Dieser Ansaugkanalabschnitt 15 kann nach der Komplettierung - wie in Fig. 2 gezeigt - als eine Baueinheit zur Verfügung gestellt werden, so daß sich der notwendige Montageaufwand bei dem Einbau, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahr zeugs, auf ein notwendiges Minimum beschränkt. Hier bei sind lediglich noch der Ansaugkanalabschnitt 15 an seinem frischluftseitigen Bereich 46 und seinem zylinderkammerseitigen Bereich 48 in einen Ansaug kanal 14 einzupassen. Dies kann beispielsweise durch einfaches Einrasten der einzelnen Bereiche bezie hungsweise Abschnitte erfolgen, da diese Teile aus Kunststoff mit einer ausreichend hohen Elastizität bestehen.In Fig. 3, the intake duct section 15 with the molded housing 76 is shown again in a front view. The membrane cover 92 is not shown in this illustration. The same parts as in Fig. 2 are given the same reference numerals and not explained again. This view again shows the compact construction of the intake duct section 15 , which at the same time has the housing areas 78 and 80 , respectively. Thus, the necessary actuating device 26 and the necessary switching means 22 can be placed in the tightest of spaces. This intake duct section 15 can be provided - as shown in FIG. 2 - as a structural unit after completion, so that the necessary assembly effort during installation, for example in the engine compartment of a motor vehicle, is limited to a necessary minimum. Here, only the intake duct section 15 at its fresh air-side region 46 and its cylinder chamber-side region 48 are to be fitted into an intake duct 14 . This can be done, for example, by simply snapping the individual areas or sections, since these parts are made of plastic with a sufficiently high elasticity.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |