DE19648482A1 - Abgasrückführvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abgas­ rückführvorrichtung eines Motors eines Kraftfahrzeugs usw. und bezieht sich insbesondere auf ein Abgasrückführventil (AGR-Ventil), das in einer Abgasrückführvorrichtung verwen­ det wird.

In den letzten Jahren ist es durch strengere Kraftfahr­ zeugemissionsvorschriften notwendig geworden, daß AGR-Ven­ tile erhöhten Durchsatz, eine verbesserte Öffnungsgenauig­ keit und ein verbessertes Ansprechverhalten beim Betrieb aufweisen. Bei einem herkömmlichen AGR-Ventil, wie es zum Beispiel in der japanischen ungeprüften Patentveröffentli­ chung (Kokai) 6-173784 offenbart ist, wird jedoch der Druck der Unterdruckkammer, der auf die Membran wirkt, durch ein Unterdrucksteuerventil gesteuert, so daß eine genaue Steue­ rung des Drucks schwierig ist. Der Öffnungsgrad des Ventil­ elements ändert sich durch die Änderung der Federkräfte der Federn, die auf die Membran wirken, bedingt. Dabei besteht das Problem der niedrigen Genauigkeit bei der Öffnung des AGR-Ventils.

Daher wurde ein AGR-Ventil entwickelt, das den Öff­ nungsgrad des Ventils unter Verwendung eines Schrittmotors genau steuern kann, und wurde für Benzinmotoren in den Han­ del gebracht. Wenn es jedoch gewünscht wird, dieses bei ei­ nem Dieselmotor anzuwenden, ist es notwendig, das Ventile­ lement zu vergrößern, um den Durchsatz zu erhöhen. Der Druck des Abgases, der auf den Schrittmotor wirkt, wird um diesen Betrag größer. Daher ergibt sich das Problem der Verschlechterung des Ansprechverhaltens. Aus diesem Grunde wird es notwendig, einen teuren Motor mit großen Ausmaßen zu verwenden.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Abgasrückführvorrichtung vorzusehen, die mit einem AGR-Ventil mit einer neuen Struktur versehen ist, das einen nicht teueren Schrittmotor von geringer Größe verwendet und einen großen zugelassenen Durchsatz, eine hohe Öffnungsgenauigkeit und ein gutes Ansprechverhal­ ten hat.

Die vorliegende Erfindung sieht als eine Einrichtung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe eine Abgasrückführvor­ richtung vor, wie diese in den beiliegenden Ansprüchen dar­ gelegt ist.

In Anspruch 1 ändert sich zum Beispiel, wenn ein Servo­ ventilelement des Servoventils mit der Antriebseinrichtung verbunden ist und gleichzeitig das Zylinderelement mit der Membraneinrichtung und dem Ventilelement verbunden ist, der Druck der Unterdruckkammer an einer Seite der Membranein­ richtung in Abhängigkeit vom Durchfluß im Servoventil, der durch das Servoventilelement geschaltet wird, das sich ver­ schiebt, wenn dieses durch die Antriebseinrichtung ange­ trieben wird. Das Druckgleichgewicht zwischen dieser und der anderen Seite der Membraneinrichtung ändert sich. Daher tritt eine Bewegung der Membraneinrichtung in eine Richtung auf, in der der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt wird, wodurch sich das Ventilelement des Abgasrückführven­ tils bewegt. D.h., daß sich die Membraneinrichtung und das Ventilelement der Verschiebung folgend, die durch die An­ triebseinrichtung über das Servoventil aufgebracht wird, verschieben. Dementsprechend ist es ausreichend, wenn die Antriebseinrichtung ein Element an der Seite der Antriebs­ einrichtung aus Servoventilelement und Zylinderelement, die das Servoventil bilden, bewegen kann; daher wird, selbst wenn die Kraft der Antriebseinrichtung relativ klein ist und das Ventilelement nicht direkt antreiben kann, eine ausreichend große Antriebskraft für das Ventilelement durch die Membraneinrichtung, die durch das Servoventil betätigt wird, erzeugt.

In Anspruch 2 ist zwischen dem Servoventilelement und dem Zylinderelement im Servoventil eine Feder vorgesehen, so daß eines von diesen bezüglich dem anderen vorgespannt wird; daher wird eine bestimmte Zusammenwirkbeziehung zwi­ schen der Antriebseinrichtung und dem Servoventil herge­ stellt. Wenn die Antriebseinrichtung und das Servoventil über eine Stößelstange verbunden sind, können, selbst wenn ein geringfügiger Fabrikationsfehler vorliegt, ferner die Elemente angepaßt werden, so daß der Betrieb gleichmäßig erfolgt. Ferner ist, gemäß Anspruch 4, wenn im Zylinderele­ ment des Servoventils eine ringförmige Nut ausgebildet ist, die mit der Unterdruckkammer von einer Seite der Membran­ einrichtung konstant in Verbindung steht und gleichzeitig durch die Position des Servoventilelements zum Zylinderele­ ment die Verbindung der Unterdruckkammer mit der Unter­ druckquelle oder der Atmosphäre herstellt oder blockiert, die Anordnung des Servoventils stärker zu bevorzugen.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher, in denen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des Standes der Technik ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, die Hauptteile des Standes der Technik vergrößert zeigt,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 4 eine Schnittansicht ist, die Hauptteile von Fig. 3 in vergrößerter Weise zeigt,

Fig. 5 eine Schnittansicht von einem Betriebs zu­ stand der Hauptteile, die in Fig. 4 gezeigt sind, sind,

Fig. 6 eine Schnittansicht von einem weiteren Be­ triebszustand der Hauptteile, die in Fig. 4 gezeigt ist, ist, und

Fig. 7 eine Schnittansicht der Hauptteile eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist.

Vor der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbei­ spiele der vorliegenden Erfindung wird eine detailliertere Erläuterung der Abgasrückführvorrichtung und des AGR-Ven­ tils, das für diese verwendet wird, entsprechend dem Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Zeichnungen vorgenom­ men.

Fig. 1 zeigt ein Abgasrückführsystem, wie dieses in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) 6-173784 offenbart ist. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszei­ chen 1 einen Verbrennungsmotor mit einer Brennkammer 2, das Bezugszeichen 3 ein Abgasrohr, das mit der Brennkammer 2 verbunden ist und das Abgas führt, das Bezugszeichen 4 eine AGR-Kühleinrichtung, die mit dem Abgasrohr 3 verbunden ist und einen Teil des Abgases von der Brennkammer 2 kühlt, und das Bezugszeichen 5 ein AGR-Ventil, das das durch die AGR- Kühleinrichtung 4 gekühlte Abgas aufnimmt, um den Betrag der Rückführung des Abgases einzustellen, der zu einem An­ saugrohr (nicht gezeigt) des Motors 1 zurückgeführt werden soll. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 6 ein Ventilele­ ment, das im AGR-Ventil 5 vorgesehen ist und das die Öff­ nung des Abgaskanals einstellt, und bezeichnet das Bezugs­ zeichen 7 eine aus Gummi gefertigte Membran, die eine Un­ terdruckkammer 8 bildet und das Ventilelement durch einen Differentialdruck betätigt.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten AGR-Ventils 5. In Fig. 2 bezeichnen die Pfeile 9 die Strö­ mung des Abgases. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Ge­ häuse, das durch Gußeisen ausgebildet ist und in dem sich ein Abgaskanal 11 befindet, bezeichnet das Bezugszeichen 11a einen Kanaleinlaß, durch den das Abgas 9 vom Abgasrohr 3 des Motors 1 geführt wird, bezeichnet das Bezugszeichen 11b einen Kanalauslaß, der das Abgas 9 zum Ansaugrohr des Motors 1 führt, und bezeichnet das Bezugszeichen 13 einen ringförmigen Ventilsitz, der in der Mitte des Abgaskanals 11 in das Gehäuse 10 gepaßt ist und mit dem sich das Venti­ lelement 6 in Anlage befindet.

Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 14 einen Ventil­ schaft, der mit dem Ventilelement 6 einstückig ausgebildet ist und der sich gleichzeitig gleitend in Hoch-Herunter- Richtung in einem Gleitstützelement 15, das am Gehäuse 10 befestigt ist, bewegt, bezeichnet das Bezugszeichen 16 eine Halteeinrichtung mit U-förmigem Querschnitt, die am unteren Abschnitt des Gleitstützelements 15 befestigt ist, die sich im oberen Abschnitt des Abgaskanals 11 befindet und die das Eindringen von Kohlenstoff, der sich im Abgas 9 befindet, verhindert; die Bezugszeichen 17 und 18 bezeichnen erste und zweite Druckplatten, zwischen denen sich die Membran 7 befindet und die an ihren mittleren Abschnitten am oberen Ende des Ventilschaftes 14 befestigt sind.

Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 23 ein unteres Ge­ häuse, das an das Gehäuse 10 geschraubt ist, und das Be­ zugszeichen 20 ein oberes Gehäuse, das am Umfang des Gehäu­ ses 23 durch Kröpfen dicht anliegend befestigt ist. Durch die Membran 7 und dieses obere Gehäuse 20 wird eine Unter­ druckkammer 8 gebildet. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Druckfeder, die zwischen das obere Gehäuse 20 und die Druckplatte 17 zwischengefügt ist und die die Druckplatte 17 nach unten drückt, während das Bezugszeichen 22 ein Un­ terdruckeinführrohr bezeichnet, das durch das obere Gehäuse 20 hindurchgehend befestigt ist und den Unterdruck von einer Unterdruckerzeugungseinrichtung des Motors 1 nach der Einstellung durch das Unterdrucksteuerventil einführt.

Entsprechend dieser Struktur einer Abgasrückführvor­ richtung wird das Abgas, das vom Abgasrohr 3 eingeführt wird, durch die AGR-Kühleinrichtung 4 gekühlt und dann zum AGR-Ventil 5 geführt. Dann wird der Betrag der Rückführung des Abgases entsprechend der Position des Ventilelements 6 eingestellt und zum Ansaugrohr geführt. Schädliche Stick­ stoffoxide (NOx) im Abgas werden durch Hinzufügen des Abga­ ses zum Luftkraftstoffgemisch, das im Motor 1 verbrannt wird, verringert. Es ist festzuhalten, daß das vom Abgas­ rohr 3 erhaltene Abgas eine hohe Temperatur hat, daß jedoch durch eine Kühlung durch die AGR-Kühleinrichtung 4 die Tem­ peratur des Abgases verringert wurde, wenn dieses zum AGR- Ventil 5 geführt wird, so daß eine Verschlechterung der Membran bedingt durch Wärme verhindert werden kann.

Beim vorstehend erläuterten AGR-Ventil tritt das Abgas 9, das vom Abgasrohr 3 des Motors 1 geführt wird, vom Ka­ naleinlaß 11a aus in den Abgaskanal 11 ein. Das Abgas 9 wird bezüglich seinem Durchsatz entsprechend dem Öffnungs­ grad des Ventils durch die Position des Ventilelements 6 eingestellt, das entsprechend der Größe des Unterdrucks be­ trieben wird, der in der Unterdruckkammer 8 durch das Un­ terdruckeinführrohr 22 geführt wird, und wird dann vom Ka­ nalauslaß 11b zum Ansaugrohr geführt. Dieses Abgas 9 wird mit der Mischung aus Kraftstoff und Luft gemischt, die dann zu einer Brennkammer 2 geleitet und verbrannt wird. Dadurch bedingt wird die Menge an Stickstoffoxiden, d. h. die schäd­ lichen Komponenten im Abgas, verringert, wie es vorstehend genannt ist.

Gemäß Vorbeschreibung wird jedoch in diesem AGR-Ventil der Druck der Unterdruckkammer, der auf die Membran wirkt, durch ein Unterdrucksteuerventil gesteuert, so daß eine ge­ naue Steuerung des Drucks schwierig ist. Der Öffnungsgrad des Ventilelements verändert sich durch die Änderung bei den Federkräften der Federn, die gegen die Membran drücken. Daher besteht das Problem der niedrigen Genauigkeit bei der Öffnung des AGR-Ventils.

Nachstehend wird ein spezifisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ein Abgasrückführven­ til, das das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfin­ dung ist, d. h. ein AGR-Ventil 24, an einem Ansaugrohr 25 befestigt. Ein Teil des Abgases 27, der von einem nicht dargestellten Ansaugrohr abgeführt wird, wird mit der An­ saugluft 26, die im Ansaugrohr 25 strömt, gemischt. Die Mi­ schung 28 aus Ansaugluft 26 und Abgas 27 wird der Brennkam­ mer des Motors zugeführt. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet einen ringförmigen Ventilsitz, der in das Ansaugrohr 25 ge­ paßt ist und eine Öffnung ausbildet, mit der sich das Ven­ tilelement 29 in Anlage befindet. Die Menge des Abgases 27, die in das Ansaugrohr 25 strömt, wird entsprechend dem Öff­ nungsgrad des Ventilelements 29 bezüglich dem Ventilsitz 32 und in diesem Fall bezüglich dem Öffnungsgrad des Ansaug­ drosselventils 30, das stromaufwärts von der Öffnungsposi­ tion des AGR-Ventils 24 vorgesehen ist, um das Ansaugrohr 25 zu öffnen und zu schließen, bestimmt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist das Ansaugdrosselven­ til 30 stromaufwärts von der Öffnungsposition des AGR-Ven­ tils 24 des Ansaugrohres 25 vorgesehen. Der Vorteil davon ist folgender: Wenn der Öffnungsgrad des Ansaugdrosselven­ tils 30 klein gestaltet ist, wird der Druck stromabwärts vom Ansaugdrosselventil 30 (d. h. an der Seite des AGR-Ven­ tils 24) niedrig; daher wird die Menge an Abgas 27, die durch eine Lücke zwischen dem Ventilelement 29 und dem Ven­ tilsitz 32 geht und in den Kanal 31 strömt, groß, so daß eine große Menge an Abgasrückführung möglich wird, selbst wenn der Durchmesser des Ventilelements 29 nicht groß ge­ staltet ist. Als Ergebnis wird das Problem der Verschlech­ terung des Ansprechens durch eine Vergrößerung des Durch­ messers des Ventilelements des AGR-Ventils bedingt durch eine große Menge an Abgasrückführung, die eines der Proble­ me des Standes der Technik war, gelöst.

Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Ventilschaft, der mit dem Ventilelement 29 einstückig ausgebildet ist und in Hoch-Herunter-Richtung im Gleitstützelement 34 gleitet, das am Ansaugrohr 25 fest angebracht ist; das Bezugszeichen 35 ist ein zylindrisches Dichtelement, das am unteren Ab­ schnitt des Gleitstützelements 34 befestigt ist und das das Eindringen von Kohlenstoff usw., der im Abgas 27 enthalten ist, verhindert; das Bezugszeichen 36 bezeichnet ein Dicht­ element, das am oberen Abschnitt des Ventilelements 29 be­ festigt ist und in ähnlicher Weise das Eindringen von Koh­ lenstoff usw. verhindert. Die Bezugszeichen 37 und 38 be­ zeichnen erste und zweite scheibenförmige Druckplatten, die durch eine nicht dargestellte Einrichtung in einem Zustand aneinander befestigt sind, in dem die aus Gummi gefertigte Membran 39 mit einem Paar oberer und unterer Druckplatten schichtweise angeordnet ist. Ein oberes Ende 40 des Ventil­ schaftes 31 ist am Mittelpunkt der zweiten Druckplatte 38 befestigt. Das Bezugszeichen 41 bezeichnet das Gehäuse des Servoventils 46; dieses ist am Ansaugrohr 25 befestigt.

Die detaillierte Struktur der Hauptteile des AGR-Ven­ tils 24 wird als nächstes in Fig. 4 gezeigt.

Im Gehäuse 41 sind eine Unterdruckkammer 42 und eine Atmosphärendruckkammer 43 vorgesehen. Diese sind durch eine Membran 39 abgeteilt. Auf die Membran 39 wird sich im all­ gemeinen als bewegliche Membraneinrichtung bezogen; diese kann durch ein Wellrohr oder ein kolbenartiges Element, der in den Zylinder eingeführt ist, als weiteres Beispiel er­ setzt sein. Die Atmosphärendruckkammer 43 steht mit der At­ mosphäre durch einen Atmosphärenzuführkanal 44 in Verbin­ dung, der im Gehäuse 41 vorgesehen ist, so daß immer Atmo­ sphärendruck vorliegt. Die Membran 39 ist durch eine Feder 62, die in der Unterdruckkammer 42 angebracht ist, konstant nach unten vorgespannt, wodurch das Ventilelement 29 zur Ventilschließposition hin vorgespannt ist, in der dieses gegen den Ventilsitz 32 gedrückt wird.

Das Zylinderelement 45 ist oberhalb der ersten Druck­ platte 37 befestigt. Ein Servoventilelement (Steuerkolben) 46a, der zusammen mit dem Zylinderelement 45 das Servoven­ til 46 bildet, befindet sich gleitfähig im Zylinderelement 45. Das Servoventilelement 46a wird durch eine Feder 48, die in einer Federkammer 47 vorgesehen ist, konstant nach oben vorgespannt.

Ein erster Atmosphärezuführkanal 49 ist in der ersten Druckplatte 37 und der zweiten Druckplatte 38 vorgesehen; ein zweiter Atmosphärezuführkanal 50 ist im Zylinderelement 45 vorgesehen und steht mit der ersten ringförmigen Nut 51 in Verbindung, die in der Seitenfläche des Servoventils 46 vorgesehen ist. Dementsprechend hat die erste ringförmige Nut 51 Atmosphärendruck.

Eine obere Platte 52 ist am oberen Abschnitt des Gehäu­ ses 41 befestigt. Der Raum zwischen dem Gehäuse 41 und der oberen Platte 52 ist durch ein nicht dargestelltes geeigne­ tes Dichtmaterial abgedichtet, um die Druckleckage zu ver­ hindern. Im oberen Abschnitt des Gehäuses 41 ist ein be­ kannter Schrittmotor 53 an der oberen Platte 52 befestigt. Dieser Schrittmotor 53 kann die Position in Hoch-Herunter- Richtung eines Ventilschaftes 54, der im mittleren Ab­ schnitt von diesem gestützt wird, stufenweise verändern, so daß dieser in Hoch-Herunter-Richtung frei gleiten kann. Zu diesem Zweck ist in einem Rotor 65, der einen Hohlzylinder­ körper aufweist, der durch Lager 63 und 64 gestützt wird, so daß sich dieser im Mittelpunkt des Schrittmotors 53 dre­ hen kann, jedoch nicht in Ventilschaftrichtung, eine Schraube 66 einstückig ausgebildet. Eine Innengewindenut der Schraube 66 ist in eine Außengewindenut, die am Außen­ umfang des Ventilschaftes 54 ausgebildet ist, geschraubt, wodurch eine Schraubübertragungsvorrichtung gebildet wird, die die Drehbewegung in eine Bewegung in Linearrichtung um­ wandelt. Es ist festzuhalten, daß eine Rotationsverhinde­ rungseinrichtung (nicht gezeigt) beim Ventilschaft 54 vor­ gesehen ist. Unterhalb des Ventilschaftes 54 ist eine Stö­ ßelstange 55 in das Loch eingeführt, das in der oberen Platte 52 vorgesehen ist, und wird durch dieses gestützt, so daß diese sich frei bewegen kann und fluiddicht gleiten kann. Die Stößelstange 55 wird über das Servoventil 46 durch die Federkraft der Feder 48 konstant nach oben vorge­ spannt und befindet sich bei der unteren Endfläche des Ven­ tilschaftes 54 konstant in Anlage. Dementsprechend bewegen sich, wenn sich der Rotor 65 durch die Betätigung des Schrittmotors 53 dreht und sich der Ventilschaft 54 durch die Funktion der Schraube in Hoch-Herunter-Richtung bewegt, die Stößelstange 55 und das Servoventilelement 46a in Hoch- Herunter-Richtung mit diesem.

Ein erster Unterdruckzuführkanal 56 ist in der oberen Platte 52 vorgesehen und führt den Unterdruck von einer Un­ terdruckerzeugungsvorrichtung, die an der nicht dargestell­ ten Motorkörperseite vorgesehen ist, in die zweite ringför­ mige Nut 59 am Umfang der Stößelstange 55 ein. Ferner wird der Unterdruck durch den zweiten Unterdruckzuführkanal 57, der in der Stößelstange 55 vorgesehen ist, und den dritten Unterdruckzuführkanal 58, der im Servoventilelement 46a vorgesehen ist, zugeführt und wird in die Federkammer 47 geleitet. Dementsprechend hat die Federkammer 47 während des Betriebes des Motors immer einen Unterdruck. Es ist festzuhalten, daß die Stößelstange 55 und das Servoventil 46a nicht einstückig ausgebildet sind, sondern getrennt, um einen Normalbetrieb abzusichern, selbst wenn die Axial­ linien von diesen durch einen Fehler bei der Bearbeitung oder beim Zusammenbau bedingt ein wenig voneinander abwei­ chen.

Im Zylinderelement 55 ist eine dritte ringförmige Nut 60 am Umfang des Servoventilelements 46a vorgesehen und steht durch den Kanal 61 mit der Unterdruckkammer 42 in Verbindung. Im Zustand der Position des Servoventilelements 46a, die in Fig. 4 gezeigt ist, stehen die dritte ringför­ mige Nut 60 und die Unterdruckkammer 42 weder mit der ersten ringförmigen Nut 51 noch mit der Federkammer 47 in Verbindung; wenn sich jedoch das Servoventilelement 46a be­ züglich dem Zylinderelement 45 von der in Fig. 4 gezeigten Position nach oben oder unten bewegt, können diese zeitwei­ lig mit der Nut 51 oder der Kammer 47 in Verbindung stehen.

Als nächstes wird der Betrieb des AGR-Ventils 24 des dargestellten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfin­ dung unter Verwendung der Fig. 5 und 6 erläutert.

Wenn der Schrittmotor 53 durch einen Befehl einer nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit oder ähnlichem betätigt wird und der Ventilschaft 54 um einen bestimmten Abstand aufwärts bewegt wird, bewegen sich die Stößelstange 55 und das Servoventilelement 46a durch die Vorspannkraft der Feder 48 nach oben, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Da­ durch stehen im inneren Abschnitt des Servoventils 46 die dritte ringförmige Nut 60 und die Federkammer 47 in Verbin­ dung; die Unterdruckkammer 42 weist einen Unterdruck auf, so daß die Membran 39 durch den Atmosphärendruck nach oben gedrückt wird und dadurch das Zylinderelement 45 entgegen der Federkraft der Feder 62 anhebt, bis die Verbindung zwi­ schen der dritten ringförmigen Nut 60 und der Federkammer 47 abgesperrt ist. Zusammen mit dem Anheben der Membran 39 und der zweiten Druckplatte 38 erhebt sich der Ventilschaft 33 ebenfalls, so daß das Ventilelement 29 vom Ventilsitz 32 getrennt ist und sich das AGR-Ventil 24 öffnet.

Und zwar bewegt sich das Ventilelement 29 um genau den Betrag der Bewegung des Ventilschaftes 54, der entsprechend der Betätigung des Schrittinotors 53 bestimmt ist, nach oben, um einen Ventilöffnungsbetrag umzusetzen, der dem Be­ wegungsbetrag entspricht.

Im Gegensatz dazu bewegen sich, wenn sich der Ventil­ schaft 54 durch den Schrittmotor 53 nach unten bewegt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, der Ventilstößel 55 und das Ser­ voventilelement 46a entgegen der Vorspannkraft der Feder 48 nach unten. Dadurch stehen die dritte ringförmige Nut 60 und die erste ringförmige Nut 51 in Verbindung; die Atmo­ sphäre wird in die Unterdruckkammer 42 eingeführt; der Druck wird ungefähr der Atmosphärendruck, so daß sich die Membran 39 und das Zylinderelement 45 nach unten bewegen, bis die Verbindung zwischen der dritten ringförmigen Nut 60 und der ersten ringförmigen Nut 51 durch die Vorspannkraft der Feder 62 bedingt abgesperrt ist. Ebenso bewegt sich der Ventilschaft 33 im Zusammenhang damit abwärts; das Ventil­ element 29 bewegt sich in Ventilschließrichtung und verrin­ gert den Öffnungsbetrag des AGR-Ventils 24 und blockiert schließlich den Ventilsitz 32 und schließt das Ventil.

Durch diese Struktur des AGR-Ventils 24 des vorstehen­ den Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung bedingt ist die einzige Kraft, die auf den Ventilschaft 54 wirkt, die relativ schwache Kraft der Feder 48. Aus diesem Grunde ist als Schrittmotor 53 ein nicht teuerer Motor von gerin­ ger Größe ausreichend; ein ausreichend schnelles Ansprechen wird durch einen solchen Motor erhalten.

Selbst wenn der Durchmesser des Ventilelements 29 ver­ größert ist, so daß der Durchsatz erhöht ist, besteht fer­ ner im wesentlichen keine Änderung der Kraft, die auf den Ventilschaft 54 wirkt; daher ist es möglich, den Durchmes­ ser des AGR-Ventils 24 einfach zu vergrößern, um den Durch­ satz zu erhöhen.

Ferner ermöglicht der Betrieb des Schrittmotors 53, daß die Position des Ventilschaftes 54 in Hoch-Herunter-Rich­ tung mit hoher Genauigkeit einfach gesteuert wird; daher kann die Position des Ventilelements 29, das sich dem Ven­ tilschaft 54 folgend bewegt, und dementsprechend der Öff­ nungsgrad des AGR-Ventils 24 einfach gesteuert werden; eine Erhöhung des gestatteten Durchsatzes und eine Verbesserung der Genauigkeit und des Ansprechens können erreicht werden.

Fig. 7 zeigt Hauptteile eines zweiten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 entspricht Fig. 4, die die Hauptteile des ersten Ausführungsbeispiels zeigt. Das zweite Ausführungsbeispiel hat mit dem ersten Ausführungsbeispiel viele Teile gemeinsam; daher sind den Teilen, die im wesentlichen die gleichen sind, die gleichen Bezugszeichen gegeben worden; Apostrophe wurden hinter den entsprechenden Bezugszeichen für die Elemente, die im we­ sentlichen ähnlich wirken, jedoch bezüglich ihrer Struktur einen geringfügigen Unterschied aufweisen, zugefügt.

Das kennzeichnende Merkmal des zweiten Ausführungsbei­ spiels bezüglich dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß das Servoventilelement und das Zylinderelement, die das Servoventil bilden, bezüglich ihrer Position ver­ tauscht sind. Nicht das Servoventilelement des Servoventils 46′, sondern das Zylinderelement 45′ steht mit dem Ventil­ schaft 54 in Eingriff, der durch die Antriebseinrichtung, die den Schrittmotor 53 und die Schraube 66 aufweist, line­ ar angetrieben wird, und wird durch diesen angetrieben. Das Servoventilelement 46b ist an der Membran 39 und an der Seite des oberen Endabschnitts 40 des Ventilschaftes 33 des Ventilelements 29 des AGR-Ventils 24 befestigt. Dementspre­ chend wird der Unterdruck, der vom ersten Unterdruckzuführ­ kanal 56 eingeführt wird, durch den zweiten Unterdruckzu­ führkanal 67, der im Mittelpunkt des Zylinderelements 45′ ausgebildet ist, zur Federkammer 47′ konstant übertragen. Ferner wird der Luftdruck zur ersten ringförmigen Nut 51′, die im Zylinderelement 45′ ausgebildet ist, durch einen er­ sten Atmosphärendruckzuführpfad 49′, der im Ventilschaft 33 des Ventilelements ausgebildet ist, und einen zweiten Atmo­ sphärendruckzuführpfad 68, der im Servoventilelement 46b ausgebildet ist, konstant übertragen.

Auf diese Weise weicht die Struktur des Servoventils 46′ im AGR-Ventil des zweiten Ausführungsbeispiels von der des ersten Ausführungsbeispiels geringfügig ab; das Zylin­ derelement 45′ wird durch den Schrittmotor 53 angetrieben und bewegt sich zuvor und gleichzeitig folgt das Servoven­ tilelement 46b; die Funktionsprinzipien der Servoventile sind genau die gleichen; die von ihnen gezeigten Wirkungen sind ebenfalls die gleichen; daher wird eine weitere de­ taillierte Erläuterung unterlassen.

Es ist festzuhalten, daß es bei der vorliegenden Erfin­ dung möglich ist, statt des Schrittmotors 53 einen Servomo­ tor zu verwenden, der für sich bekannt ist.

Eine Abgasrückführvorrichtung in einem Verbrennungsmo­ tor ist mit einem AGR-Ventil versehen, das durch einen nicht teueren kompakten Schrittmotor angetrieben werden kann, das große Ausmaße und einen großen gestatteten Durch­ satz hat und das eine hohe Öffnungsgenauigkeit und ein gu­ tes Ansprechen auf die Steuerung aufweist. An der stromab­ wärts liegenden Seite des Ansaugdrosselventils des Ansaug­ rohres ist ein Ventilsitz vorgesehen, der als Ende des Ab­ gasrückführkanals dient. Das Ventilelement des AGR-Ventils öffnet und schließt den Ventilsitz. Das Ventilelement wird durch das Gleichgewicht zwischen der Kraft, die durch den Differentialdruck zwischen der Unterdruckkammer und der At­ mosphärendruckkammer, der auf die Membran wirkt, bedingt ist, und der Vorspannkraft der Feder angetrieben. Der Druck der Unterdruckkammer wird durch das Servoventil gesteuert. D.h., daß sich, wenn das Ventilelement des Servoventils über die Schraubübertragungsvorrichtung durch den Schritt­ motor in Vertikalrichtung verschoben wird, der Druck in der Unterdruckkammer ändert und sich die Membran verschiebt. Das Zylinderelement, das mit dieser einstückig ausgebildet ist, folgt dem Ventilelement und bewegt sich, bis das Gleichgewicht wieder hergestellt ist.

Claims (5)

1. Abgasrückführvorrichtung, die aufweist:
einen Abgasrückführkanal, der ein Abgasrohr und ein Ansaug­ rohr (25) verbindet, um einen Teil des Abgases (27) vom Ab­ gasrohr des Verbrennungsmotors aus abzuziehen und diesen zum Ansaugrohr (25) zurückzuführen, und
ein Abgasrückführventil (24), das im Abgasrückführkanal vorgesehen ist,
wobei das Abgasrückführventil (24) zumindest aufweist:
einen Ventilsitz (32), der im Abgasrückführkanal vorgesehen ist und eine Öffnung aufweist,
ein Ventilelement (29), das bewegbar gestützt wird, so daß dieses die Öffnung öffnet und schließt,
eine bewegliche Membraneinrichtung (39), die mit dem Ven­ tilelement (29) verbunden ist, um das Ventilelement (29) zu bewegen, und die eine Unterdruckkammer (42) an einer Seite und eine Atmosphärendruckkammer (43) an der anderen Seite ausbildet,
eine Vorspanneinrichtung (62), die die Membraneinrichtung (39) in eine Richtung, in der sich die Unterdruckkammer (42) an einer Seite der Membraneinrichtung (39) ausdehnt, und in eine Richtung vorspannt, in der sich das Ventilele­ ment (29) an den Ventilsitz (32) annähert,
eine Antriebseinrichtung (53), die bei Aufnahme eines Be­ fehls von der Steuerungseinrichtung betätigt wird, um eine geradlinige Verschiebung von beliebiger Größe auf ein ver­ bundenes getriebenes Objekt zu übertragen, und
ein bewegliches Servoventil (46), das durch ein Zylinder­ element (45) und ein Servoventilelement (46a), das in die­ ses gleitfähig eingefügt ist, gebildet wird, wobei entweder das Servoventilelement (46a) oder das Zylinderelement (45) mit der Antriebseinrichtung (53) verbunden ist, um mit die­ ser zusammenzuwirken, und wobei gleichzeitig das andere Element von diesen mit der beweglichen Membraneinrichtung (39) und dem Ventilelement (29) verbunden ist, um mit die­ sen zusammenzuwirken, und das den Kanal entsprechend der relativen Positionsbeziehung des Servoventilelements (46a) und des Zylinderelements (45) schaltet, um die Unterdruck­ kammer (42) von einer Seite der Membraneinrichtung (39) mit der Unterdruckquelle oder der Atmosphäre zu verbinden oder die Unterdruckkammer (42) zu blockieren, so daß sich die Membraneinrichtung (39) und das Ventilelement (29) der An­ triebseinrichtung (53) folgend bewegen.

2. Abgasrückführvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bewegliche Membraneinrichtung (39) eine Membran ist, die Vorspanneinrichtung (62) eine Feder ist, die Antriebsein­ richtung (53) ein Schrittmotor ist, der mit einer Schraub­ übertragungseinrichtung versehen ist, das Servoventilele­ ment (46a) des Servoventils (46) mit einem Ventilschaft (54) verbunden ist, der sich von der Schraubübertragungs­ einrichtung über eine Stößelstange (55) erstreckt, um mit dieser zusammenzuwirken, und gleichzeitig das Zylinderele­ ment (45) des Servoventils (46) mit dem Ventilelement (29) über die Membran (39) verbunden ist, und wobei sich das Zy­ linderelement (45) dem Servoventilelement (46a) folgend be­ wegt, das durch den Antrieb des Schrittmotors (53) bewegt wird.

3. Abgasrückführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Servoventil (46) mit einer Feder (48) versehen ist, die das Servoventilelement (46a) bezüglich dem Zylinderelement (45) in eine Richtung vorspannt.

4. Abgasrückführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Zylinderelement (45) des Servoventils (46) eine ringförmige Nut (51) ausgebildet ist, die mit der Un­ terdruckkammer (42) an einer Seite der Membraneinrichtung (39) konstant in Verbindung steht und gleichzeitig durch die Positionsbeziehung des Zylinderelements (45) und des Servoventilelements (46a) die Verbindung der Unterdruckkam­ mer (42) mit der Unterdruckquelle oder der Atmosphäre her­ stellt oder diese blockiert.

5. Abgasrückführvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stromaböffnung im Abgasrückführkanal stromabwärts von einem Ansaugdrosselventil (30) im Ansaug­ rohr (25) des Verbrennungsmotors vorgesehen ist.