DE69600224T2

DE69600224T2 - Abgasrückführung

Info

Publication number: DE69600224T2
Application number: DE69600224T
Authority: DE
Inventors: Seiji Ii; Masahiro Kobayashi; Toshiro Makimura; Naohisa Okada
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2016-06-26
Also published as: EP0753656B1; EP0753656A1; DE69600224D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abgasrückführungsvorrichtung, die in einem Lufteinlaßkanal eines Verbrennungsmotors wie zum Beispiel eines Dieselmotors angeordnet ist. Eine Abgasrückführungsvorrichtung umfaßt ein Drosselventil und ein AGR- (Abgasrückführungs-) Ventil. Ein AGR-Ventil ist ein Ventil für die Rückführung von Abgas in einen Lufteinlaß kanal.
Konventionelle Abgas rückführungsvorrichtungen sind u.a. solche, bei denen ein Drosselventil und ein AGR-Ventil einstückig in einem Gehäuse integriert sind (siehe beispielsweise japanische offengelegte Gebrauchsmuster- Veröffentlichung Nr. Sho 57-10455).
Bei dieser Art von Abgasrückführungsvorrichtung führt eine an einen Abgasrückführungskanal angeschlossene Rückführungsöffnung unterhalb (auf der abwärtigen Ansaugluftseite) eines Drosselventils in einen Lufteinlaßkanal. Das Ventilelement des AGR-Ventils ist so angeordnet, daß es die Rückführungsöffnung öffnet und schließt. Durch das Öffnen des AGR-Ventils wird die Rückführungsöffnung folglich geöffnet und Abgas in der Ansaugluft dispergiert. Die Menge an rückgeführtem Abgas wird durch Betätigen des AGR-Ventils reguliert.
In der FR-A-922202, die die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 umfaßt, ist eine Abgasrückführungsvorrichtung dieses Typs beschrieben, bei der eine röhrenförmige Rückführungsoffnungshülse so an ein Gehäuse der Vorrichtung montiert ist, daß ein vorderer Endteil davon in den Lufteinlaßkanal vorsteht, wobei die Rückführungsöffnungshülse so ausgestaltet ist, daß die Innenperiphene des genannten vorderen Endteils davon die Rückführungsöffnung und eine Endfläche des genannten vorderen Endteils den Ventilsitz bildet.
Bei konventionellen Abgasrückführungsvorrichtungen entsteht infolge einer Verlangsamung des Motors in der abwärtigen Nähe des Drosselventils manchmal vorübergehend ein Unterdruck. Wenn diese Art von Unterdruck entsteht, wird Abgas auf. die Drosselventilseite mitgeführt. Als Folge davon bleiben Abgasablagerungen an dem Ventilelement und den Ventilschaft des Drosselventils haften. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich diese Ablagerungen allmählich ansammeln und die Funktionsfähigkeit des Drosselventils beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäße Abgasrückführungsvorrichtung soll die obengenannten Probleme lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abgasrückführungsvorrichtung bereitzustellen, bei der das Anhaften von Ablagerungen an dem Drosselventil reduziert und eine beständige Funktionsfähigkeit des Drosselventils gewährleistet werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abgasrückführungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die um die Rückführungsöffnung liegenden Teile gekühlt werden und eine beständige Funktionsfähigkeit des AGR-Ventils gewährleistet werden kann.
Die Erfindung stellt eine Abgasrückführungsvdrrichtung bereit, die die obengenannten Aufgaben löst und bei der ein Drosselventil und ein AGR-Ventil, das sich auf der abwärtigen Seite des Drosselventils befindet, in einem Lufteinlaßkanal angeordnet sind, der sich in einem Gehäuse befindet und der mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, ein Ventilsitz mit einer Rückführungsöffnung, die dann öffnet, wenn ein Ventilelement des AGR-Ventils öffnet, in einer Innenperipheriefläche des Lufteinlaßkanals angeordnet ist, so daß Abgas durch die Rückführunqsöffnunq in den Lufteinlaßkanal strömt, wenn das AGR-Ventil offen ist, eine röhrenförmige Rückführungsöffnungshülse so in dem Gehäuse montiert ist, daß ein vorderer Endteil davon in den Lufteinlaßkanal vorsteht; und die Rückführungsöffnungshülse so ausgestaltet ist, daß die Innenperiphene ihres genannten vorderen Endteils die Rückführungsöffnung bildet, und eine Endfläche des genannten vorderen Endteils den Ventilsitz bildet; und
eine Haube um den genannten vorderen Endteil der Hülse angeordnet ist, um einen Strom von Abgas von der Rückführungsöffnung in Abwärtsrichtung des Lufteinlaßkanals zu leiten und einen Luftkanal zwischen der Haube und der Innenperipheriefläche des Lufteinlaßkanals zu bilden.
In einer Abgasrückführungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist die Abgasrückführungsöffnung mit einer Haube versehen und der in den Lufteinlaßkanal strömende Abgasstrom wird von dieser Haube in Abwärtsrichtung des Lufteinlaßkanals geleitet. Folglich wird aufgrund der Anwesenheit der Haube der effektive Abstand zwischen der Rückführungsöffnung, die das Abgas in den Lufteinlaßkanal strömen läßt, und dem Drosselventil größer, und es ist außerdem möglich, daß sich die Richtung, in die ein entstehender Unterdruck auf der Seite des Drosselventils wirksam ist, von der Richtung, in die das Abgas geleitet wird, um 180º unterscheidet. Selbst wenn infolge eines verlangsamten Betriebs des Motors vorübergehend ein Unterdruck in der abwärtigen Nähe des Drosselventils entsteht, wird Abgas demzufolge nur geringfügig auf die Seite des Drosselventils mitgeführt.
Folglich kann das Anhaften von Ablagerungen an dem Ventilelement und dem Ventilschaft des Drosselventils verhindert werden, wodurch das Ventilelement des Drosselventils daran gehindert wird, an dem Gehäuse festzukleben, und eine beständige Funktionsfähigkeit des Drosselventils gewährleistet werden kann.
Indem ein Luftkanal zwischen der Haube und dem Gehäuse bereitgestellt wird, ist außerdem eine Kühlung des vorderen Endteils der Rückführungsöffnungshülse mit Ansaugluft möglich. Demzufolge kann die Temperatur des Gehäuseteils, an dem die Rückführungsöffnungshülse montiert ist, unterhalb der Kriechtemperatur des gehäusebildenden Materials gehalten werden. Somit kann verhindert werden, daß sich die Rückführungsöffnungshülse infolge einer Übertragung einer hohen Abgastemperatur auf das Gehäuse von diesen löst. Folglich ist es möglich, eine beständige Funktionsfähigkeit des AGR-Ventils zu gewährleisten.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher beispielhaft unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Abgasrückführungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung II von Fig. 1;
Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht eines ersten Vergleichsbeispiels einer Abgasrückführungsvorrichtung;
Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht eines zweiten Vergleichsbeispiels einer Abgasrückführungsvorrichtung;
Fig. 5 ein Diagramm, in dem die Temperaturen von um die Rückführungsöffnungen liegenden Teilen verglichen werden;
Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung;
Fig. 7 eine Ansicht in Richtung VII von Fig. 6;
Fig. 8 eine vertikale Schnittansicht einer Abgasrückführungsvorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung;
Fig. 9 eine Ansicht der in Fig. 8 gezeigten Abgasrückführungsvorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausgestaltung in Richtung IX;
Fig. 10 eine Schnittansicht über Linie X-X von Fig. 9;
Fig. 11 eine vertikale Schnittansicht einer vierten bevorzugten Ausgestaltung;
Fig. 12 eine Ansicht einer Versuchsvorrichtung zur Untersuchung von Unterschieden in der Anhaftung von Ablagerungen infolge von Unterschieden zwischen der Anwesenheit und der Abwesenheit einer Verjüngung in einer unteren Endfläche einer Haube;
Fig. 13 eine Darstellung des Zustands eines Testbeispiels in dem gleichen Experiment;
Fig. 14 eine Darstellung des Zustands eines dritten Vergleichsbeispiels in dem gleichen Experiment; und
Fig. 15 ein Diagramm mit den Ergebnissen einer Untersuchung von Unterschieden in der Ansammlungshöhe von Ablagerungen infolge von Unterschieden in einem Spitzenwinkel inder unteren Endfläche einer Haube.
Eine in den Figuren 1 und 2 gezeigte Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung umfaßt ein röhrenförmiges Gehäuse 1 aus einem metallischen Material wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung. Das Gehäuse 1 weist einen Lufteinlaßkanal 2 auf, der mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist. Der Lufteinlaßkanal 2 läuft in vertikaler Richtung von Fig. 1 ganz durch das Gehäuse 1. Ein Drosselventil 8 und ein AGR-Ventil 14 sind in dem Gehäuse 1 montiert. Ein Teil 3 zur Aufnahme eines Stellglieds und ein Teil 4 zur Aufnahme einer Rückführungsöffnungshülse sind in dem Gehäuse 1 an vorgegebenen Positionen auf der abwärtigen Seite (der unteren Seite in Fig. 1) des Drosselventils 8 in einem Strom von Ansaugluft A ausgebildet.
Das Drosselventil 8 weist ein Ventilelement 9 und einen Ventilschaft 10 auf. Das Ventilelement 9 ist eine Scheibe, die den Lufteinlaßkanal 2 öffnen und schließen kann, und wird von dem Ventilschaft 10 gehalten. Der Ventilschaft 10 wird über Lager, wie zum Beispiel Kugellager (in den Zeichnungen nicht dargestellt), drehbar auf dem Gehäuse 1 getragen. Ein in den Zeichnungen nicht gezeigtes Beschleunigungskabel ist an einem Ende des Ventilschaftes 10 angeschlossen und ein Sensor für den Drosselventil-Öffnungswinkel (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ist an dem anderen Ende montiert.
Das AGR-Ventil 14 umfaßt einen Ventilschaft 16, der ein Ventilelement 15 hält, und ein Stellglied 18 zum Bewegen des Ventilschaftes 16. Das Ventilelement 15 ist eine Scheibe, die eine mit einem Abgasrückführungskanal verbundene Rückführungsöffnung 30 öffnen und schließen kann. Der Ventilschaft 16 steht in bezug auf die Achse des Lufteinlaßkanals 2 orthogonal in den Lufteinlaßkanal 2 vor, und das Ventilelement 15 ist an seinem Ende befestigt. Der Ventilschaft 16 ruht auf einem aus einem Lagermetall oder dergleichen bestehendem Lager 17, damit er sich reibungslos in seiner axialen Richtung bewegen kann.
Das Stellglied 18 umfaßt eine Ummantelung 19, eine Membran 20 und eine Feder 21. Der das Stellglied aufnehmende Teil 3 bildet einen Teil der Ummantelung. Der Ventilschaft 16 ist mit der Membran 20 verbunden. Der von der Ummantelung 19 und der Membran 20 umschlossene Raum bildet eine Unterdruckkammer 22. Die Unterdruckkammer 22 ist über einen Nippel 23 mit einer Unterdruckquelle verbunden.
Eine zylinderförmige Rückführungsöffnungshülse 27 aus Edelstahl oder dergleichen sitzt im Preßsitz in dem die Rückführungsöffnungshülse aufnehmenden Teil 4. Ein vorderer Endteil 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 steht in den Lufteinlaßkanal 2 vor. Die Endfläche des vorderen Endteils 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 bildet einen Ventilsitz 28, an den das Ventilelement 15 des AGR-Ventils 14 anstößt. Die Innenperiphene des vorderen Endteils 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 bildet die Rückführungsöffnung 30, durch die Abgas G in den Lufteinlaßkanal 2 strömt. Das andere Ende der Rückführungsöffnungshülse 27 bildet einen Rückführungsdurchlaß 31 und ist mit einem Abgasrückführungskanal verbunden.
Eine Haube 33 ist um den vorderen Endteil 27a angeordnet. Die Haube 33 ist so angeordnet, daß sie die Rückführungsöffnung 30 auf der Seite des Drosselventils 8 abdeckt. Die Haube 33 besteht somit aus einem Basisteil 34 und einem so auf der abwärtigen Seite des Basisteils 34 verlaufenden peripheren Wandabschnitt 35, daß auf der aufwärtigen Seite die Ansaugluft A blockiert und auf der abwärtigen Seite eine Öffnung 40 gebildet wird.
Der periphere Wandabschnitt 35 hat im wesentlichen die Form einer elliptischen Röhre und verfügt über ein Anschlußloch 36 und ein Durchgangsloch 37. Der vordere Endteil 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 ist in das Anschlußloch 36 eingefügt. Der Ventilschaft 16 des AGR- Ventils 14 läuft durch das Durchgangsloch 37. Das Anschlußloch 36 und das Durchgangsloch 37 sind in bezug auf die Ansaugluft A in Positionen oberhalb des unteren Endes 38 der Haube 33 angeordnet.
Diese Haube 33 wird von zwei Verstrebungen 5, 5 abgestützt und ist an das Gehäuse 1 angeformt. Die Verstrebungen 5, 5 haben die Form einer dünnen Platte und verlaufen von der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2 in dem Gehäuse 1. Die Haube 33 ist in dem Lufteinlaßkanal 2 angeordnet und ein von den Verstrebungen 5, 5 umschlossener Luftkanal H befindet sich zwischen der Haube 33 und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 1. Das obere und das untere Ende des Luftkanals H gehen beide in den Lufteinlaßkanal 2 über, und der vordere Endteil 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 ist in dem Luftkanal H exponiert und kreuzt ihn (siehe Fig. 2).
Nachfolgend wird der Betrieb der Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß der ersten bevorzugten Ausgestaltung beschrieben.
Die vorliegende Abgasrückführungsvorrichtung M1 ist im Lufteinlaßsystem eines Verbrennungsmotors installiert, ein Abgasrückführungskanal ist mit dem Rückführungsdurchlaß 31 verbunden und eine Unterdruckquelle (in den Zeichnungen nicht dargestellt) ist mit der Unterdruckkammer 22 des AGR- Ventils 14 verbunden.
Je nach Betriebszustand des Verbrennungsmotors öffnet und schließt dasventilelement 9 des Drosselventils 8 den Lufteinlaßkanal 2 infolge der Drehung des Ventilschaftes 10. Außerdem ist in der Unterdruckkammer 22 des AGR-Ventils 14 ein Unterdruck wirksam, und das Ventilelement 15 öffnet und schließt die Rückführungsöffnung 30.
Auf diese Weise wird bewirkt, daß Abgas G von dem Abgasrückführungskanal durch die Rückführungsöffnung 30 in die Haube 33 strömt. Die Strömungsrichtung des Abgases G wird von der Haube 33 in Abwärtsrichtung des Lufteinlaßkanals 2 gewechselt, und das Abgas wird durch die Öffnung 40 in den Lufteinlaßkanal 2 abgegeben (siehe gestrichelten Pfeil F2 in Fig. 1). Das Abgas G wird mit der 30 nach unten durch den Lufteinlaßkanal 2 und den Luftkanal H strömenden Ansaugluft A (siehe punktierte Pfeile F1 und F3 in Fig. 1) vermischt und zu den Zylindern des Verbrennungsmotors geschickt.
In der Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß dieser ersten bevorzugten Ausgestaltung kommt es selbst beim Entstehen eines vorübergehenden Unterdrucks in abwärtiger Nähe des Drosselventils 8 infolge eines verlangsamten Betriebs des Verbrennungsmotors nur zu einem geringfügigen Anhaften von Ablagerungen an dem Ventilelement 9 und dem Ventilschaft 10 des Drosselventils 8. Dies ist darin begründet, daß der Abstand zwischen der Öffnung 40 der Haube 33 und dem Drosselventil 8 in der Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß der ersten bevorzugten Ausgestaltung groß ist und die Richtung, in die der Unterdruck auf der Seite des Drosselventils 8 wirksam ist, um 180º von der Richtung abweicht, in die das Abgas G geliefert wird, wodurch das von dem Unterdruck auf der Seite des Drosselventils 8 verursachte Mitführen des Abgases G demzufolge vermindert wird. Folglich kann eine beständige Funktionsfähigkeit des Drosselventils 8 gewährleistet werden.
Die hohe Temperatur des Abgases G wird von der Rückführungsöffnungshülse 27 über den die Rückführungsöffnungshülse aufnehmenden Teil 4 auf das Gehäuse 1 übertragen. Hier wird die äußere Umfangsfläche des vorderen Endteils 27a der Rückführungsöffnungshülse 27 in dem Luftkanal H der Ansaugluft A ausgesetzt (siehe punktierten Pfeil F3 in Fig. 1). Auch die Haube 33 wird der Ansaugluft A ausgesetzt; die Haube 33 wirkt als Kühlrippe der Rückführungsöffnungshülse 27. Folglich entzieht die durch den Luftkanal H und den Lufteinlaßkanal 2 strömende Ansaugluft A die Hitze von der Rückführungsöffnungshülse 27 und die Rückführungsöffnungshülse 27 wird somit gekühlt. Diese Kühlwirkung wird nachfolgend anhand einer Gegenüberstellung mit einer Abgasrückführungsvorrichtung M01 (siehe Fig. 3) gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel und mit einer Abgasrückführungsvorrichtung M02 gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel (siehe Fig. 4) erläutert, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind. Die Abgasrückführungsvorrichtung M01 hat eine Haube 53, die den Strom des Abgases G einfach ablenkt. Bei der Abgasrückführungsvorrichtung M02 weist die Rückführungsöffnung 30 im wesentlichen dieselbe Oberfläche wie die innere Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2 auf. In den Figuren 3 und 4 haben gleiche oder ähnliche Bestandteile wie in der Abgasrückführungsvorrichtung M1 die gleichen Bezugsziffern.
In dem Diagramm von Fig. 5 ist eine Gegenüberstellung der Temperatur an einem Temperaturmeßpunkt T in dem die Rückführungsöffnungshülse aufnehmenden Teil 4 von jeder der Abgasrückführungsvorrichtungen M1, M01 und M02 enthalten, wenn die Temperatur des rückgeführten Abgases G in dem Rückführungsdurchlaß 31 zum Beispiel 500ºC beträgt. Aus diesem Diagrammist ersichtlich, daß die Temperatur am Temperaturmeßpunkt T in der Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß der ersten bevorzugten Ausgestaltung 190ºC, in der Abgasrückführungsvorrichtung M01 250ºC und in der Abgasrückführungsvorrichtung M02 140ºC betrug.
Aus den Ergebnissen dieses Vergleichs wird deutlich, daß sich die Abgasrückführungsvorrichtung M1 und die Abgasrückführungsvorrichtung M01 darin ähnlich sind, daß zugeführtes Abgas G vor der Abgabe in Abwärtsrichtung abgelenkt wird, daß jedoch ein großer Unterschied in der Wirkung der Kühlung der um die Rückführungsöffnung 30 liegenden Teile vorhanden ist.
Das für das Gehäuse 1 verwendete metallische Material hat eine Kriechtemperatur von 250ºC. Der die Rückführungsöffnungshülse aufnehmende Teil 4 in der Abgasrückführungsvorrichtung M01 erreicht somit die Kriechtemperatur, wodurch die Festigkeit des Preßsitzes abnimmt. Es besteht also die Möglichkeit, daß sich die Befestigung der Rückführungsöffnungshülse 27 in der Abgasrückführungsvorrichtung M01 löst. Von den Vergleichsbeispielen hatte die Abgasrückführungsvorrichtung M02, die über keine Haube auf der Rückführungsöffnung 30 verfügt, die höchste [*1] T-Punkt-Temperatur. In der Abgasrückführungsvorrichtung M02 wird das Anhaften von Ablagerungen an dem Ventilelement 9 und dem Ventilschaft 10 des Drosselventils 8 jedoch nicht verhindert. In der Abgasrückführungsvorrichtung M1 gemäß der ersten bevorzugten Ausgestaltung wird das Anhaften von Ablagerungen an dem Ventilelement 9 und dem Ventilschaft 10 des Drosselventils 8 verhindert, und durch eine Kühlung der Rückführungsöffnungshülse 27 wird die Temperatur des Temperaturmeßpunktes T außerdem auf unter die Kriechtemperatur reduziert und das AGR-Ventil 14 kann beständig betrieben werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Abgasrückführungsvorrichtung M2 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Ventilschaft 10 und der Ventilschaft 16 parallel angeordnet sind. Die Erfindung kann alternativ in dieser Weise gestaltet sein. Der Ventilschaft 10 ruht auf Kugellagern 12, und ein Drosselventilsensor 11 ist an einem Ende des Ventilschaftes 10 befestigt.
Mit Bezug auf die in den Figuren 8, 9 und 10 gezeigte Abgasrückführungsvorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung kann das Anhaften von Ablagerungen an der Haube 33 verhindert werden. Eine an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 anhaftende und sich ansammelnde Ablagerung stellt einen Widerstand gegenüber dem Strom von Abgas G dar, wenn das AGR-Ventil 14 offen ist. Dies führt zu starken Schwankungen des AGR- Verhältnisses und ist daher nicht wünschenswert.
Das AGR-Verhältnis wird über die folgende Gleichung erhalten:
AGR-Verhältnis = Abgasrückführungsfließgeschwindigkeit / (Lufteinlaßfließgeschwindigkeit + Abgasrückführungsfließgeschwindigkeit).
Der periphere Wandabschnitt 35 der Haube 33 kann so ausgestaltet sein, daß ein Teil 35a davon auf der Seite in der Nähe der Mitte des Lufteinlaßkanals allmählich in der Ansaugluft A nach unten hin öffnet (siehe vierte Ausgestaltung M4 in Fig. 11). Wird diese Konstruktionsweise übernommen, so kann das durch die Rückführungsöffnung 30 einströmende Abgas G in Richtung auf die Mitte des Lufteinlaßkanals 2 geleitet werden. Dies trägt dazu bei, daß das Anhaften von Ablagerungen an der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2 auf der abwärtigen Seite des AGR-Ventils 14 verhindert wird.
In der Abgasrückführungsvorrichtung M3 gemäß der dritten bevorzugten Ausgestaltung ist die Endfläche 39 des unteren Endes 38 des peripheren Wandabschnitts 35 der Haube 33 konisch geformt, so daß sich ihr Querschnitt zu einem Punkt in Abwärtsrichtung der Ansaugluft A verengt. In dem Fall dieser bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Winkel θ der Spitze der konisch geformten Endfläche 39 90º.
Die unteren Endteile 6 der beiden die Haube 33 abstützenden Verstrebungen 5 sind außerdem so oberhalb des unteren Endes 38 der Haube 33 angeordnet, daß sie, wie in Fig. 10 dargestellt, eine Stufe bilden.
Wenn das AGR-Ventil 14 öffnet und ein Gemisch aus Abgas G und Ansaugluft A dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, gibt es mit Bezug auf diese Abgasrückführungsvorrichtung M3 die folgenden Wirkungen. Die untere Endfläche 39 der Haube 33 ist konisch geformt, wodurch sich ihr Querschnitt auf einen in Abwärtsrichtung zeigenden Punkt verengt. Wenn Ansaugluft A und Abgas G nach unten strömen, kommt es folglich nicht so schnell zu Turbulenzen an der unteren Endfläche 39 der Haube 33. Folglich strömen Ansaugluft A und Abgas G ruhig nach unten, und Ablagerungen, wie zum Beispiel Kohlenstoff, werden daran gehindert, an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 anzuhaften.
Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die Haube 33 selbst mit der Rückführungsöffnungshülse 27, die von der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2 vorsteht, mit den Verstrebungen 5 und dem Ventilschaft 16 an Positionen oberhalb ihres unteren Endes 38 verbunden ist. Demzufolge ist das untere Ende 38 der Haube 33 in dem Lufteinlaßkanal 2 in radialer Richtung des Lufteinlaßkanals 2 in einem schwebenden Zustand angeordnet und steht in keinem direkten Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2. Daher wird die untere Endfläche 39 der Haube 33 selbst dann, wenn Ablagerungen auf der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2, auf der Fläche der abwärtigen Seite des vorderen Endteils 27a oder auf der Fläche der abwärtigen Seite des Ventilschaftes 16 anhaften und sich ansammeln, nicht beeinträchtigt. Es ist daher möglich, auf der gesamten unteren Endfläche 39 der Haube 33 das Anhaften von Ablagerungen zu verhindern.
Wenn durchblasendes Gas vom Kurbelgehäuse des Motors in den Lufteinlaßkanal 2 strömt, dann enthält die Ansaugluft A einen Ölnebel. Haftet dieser Ölnebel auf der unteren Endfläche 39 der Haube 33 an, so bleiben Ablagerungen aus dem Abgas G, wie zum Beispiel Kohlenstoff, leicht an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 haften. Mit Bezug auf die dritte bevorzugte Ausgestaltung sind die unteren Endteile 6 der Verstrebungen 5, der vordere Endteil 27a der Hülse und der Ventilschaft 16 des AGR-Ventils oberhalb des unteren Endes 38 der Haube 33 angeordnet. Somit kann bewirkt werden, daß der Ölnebel in dem durchblasenden Gas an den unteren Endteilen 6 der Verstrebungen 5, an der Fläche der abwärtigen Seite des vorderen Endteils 27a der Rückführungsöffnungshülse und an dem Ventilschaft 16 des AGR-Ventils anhaftet, bevor er an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 anhaften kann. Folglich kann das von dem Ölnebel verursachte Anhaften von Ablagerungen an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 verhindert werden.
Mit Bezug auf die Abgasrückführungsvorrichtung M3 ist es daher möglich, das Anhaften von Ablagerungen an der unteren Endfläche 39 der Haube 33 zu verhindern, die den Strom des Abgases G behindern würden. Folglich können mit der Abgasrückführungsvorrichtung M3 Schwankungen im AGR- Verhältnis gering gehalten werden, und die Abgasleistung des Motors verschlechtert sich auch im Langzeitgebrauch nicht.
Beträgt der Winkel θ der Spitze in der unteren Endfläche 39 der Haube 33 60º oder weniger, so wird der Strom der Ansaugluft A und des Abgases G in der Nähe der unteren Endfläche 39 der Haube 33 ruhiger. Somit kann das Anhaften von Ablagerungen weiterhin verhindert werden.
Der obengenannte Effekt wurde im Versuch getestet, dessen Ergebnisse in den Figuren 13 und 14 aufgeführt sind. In einem in Fig. 13 dargestellten Testbeispiel war die untere Endfläche 39 der Haube 33 konisch geformt und hatte einen Spitzenwinkel θ von 60º, in einem dritten Vergleichsbeispiel (siehe Fig. 14) war die Fläche eben; mit der in Fig. 12 gezeigten Versuchsvorrichtung wurde ein Versuch durchgeführt. In der Versuchsvorrichtung wurde ein PCV-(Kurbelgehäuseentlüfungs-) Schlauch so mit dem Lufteinlaßkanal verbunden, daß Ölnebel in die Ansaugluft A gemischt und die Menge an anhaftenden Ablagerungen erhöht würde, d.h. daß durchblasendes Gas mit der Ansaugluft A vermischt würde. In dem Testbeispiel und dem dritten Vergleichsbeispiel bezieht sich die Bezugsnummer 25 auf eine Abdeckung, die ein Entweichen von Abgas G durch das Durchgangsloch 37 in der Haube 33 verhindern soll, das einen größeren Durchmesser als der Ventilschaft 16 hat.
In dem in Fig. 13 gezeigten Testbeispiel konnte das Anhaften von Ablagerungen erfolgreicher verhindert werden als in dem dritten Vergleichsbeispiel von Fig. 14.
In Fig. 15 sind die Ergebnisse von Versuchen aufgeführt, bei denen die Ansammlungshöhe der Ablagerung D untersucht wurde, wobei der Spitzenwinkel θ der unteren Endfläche 39 der Haube verschiedenartig geändert wurde. Hierzu wurde die in Fig. 12 dargestellte Versuchsvorrichtung verwendet.
Aus diesem Diagramm wird deutlich, daß das Anhaften der Ablagerung D größtenteils verhindert werden kann, wenn der Spitzenwinkel θ 60º oder weniger beträgt. Vorzugsweise sollte der untere Grenzwert des Spitzenwinkels θ wenigstens 40º betragen. Ist der Spitzenwinkel θ zu klein, dann nimmt die Länge der Haube 33 deutlich zu, wodurch die Abgasrückführungsvorrichtung M3 oder M4 groß und die Festigkeit des unteren Endes der Haube reduziert wird.
In den vier bevorzugten Ausgestaltungen kam eine Konstruktionsweise zur Anwendung, bei der die Haube 33 von den von der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals 2 verlaufenden Verstrebungen 5 abgestützt wird. Als Modifikation kann beispielsweise aber auch eine Konstruktionsweise zur Anwendung kommen, bei der auf die Verstrebungen 5, 5 verzichtet und die Haube 33 von der mit dem Gehäuse 1 verbundenen Rückführungsöffnungshülse 27 gehalten wird.
In den oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen war der Ventilschaft 16 des AGR-Ventils außerdem so angeordnet, daß er durch die Haube 33 lief. Als Modifikation können die Wärmebeständigkeit und die Isolierung des AGR-Ventils 14 beispielsweise verstärkt und der Ventilschaft 16 so angeordnet werden, daß er durch das Innere der Rückführungsöffnungshülse 27 läuft und das AGR- Ventil 14 an dem Gehäuse 1 auf der Seite der Rückführungsöffnungshülse 27 befestigt ist.

Claims

1. Abgasrückführung, bei der ein Drosselventil (8) und ein AGR-Ventil (14), das sich auf der abwärtigen Seite des Drosselventils (8) befindet, in einem Lufteinlaßkanal (2) angeordnet sind, der sich in einem Gehäuse (1) befindet und der bei Gebrauch mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, ein Ventilsitz (28) mit einer Rückführungsöffnung (30), die dann öffnet, wenn ein Ventilelement (15) des AGR-Ventils (14) öffnet, in einer Innenperipheriefläche des Lufteinlaßkanals (2) angeordnet ist, so daß Abgas durch die Rückführungsöffnung (30) in den Lufteinlaßkanal (2) strömt, wenn das AGR-Ventil (14) offen ist; eine röhrenförmige Rückführungstffnungshülse (27) so in dem Gehäuse (1) montiert ist, daß ein vorderer Endteil (27a) davon in den Lufteinlaßkanal (2) vorsteht; und die Rückführungsöffnungshülse (27) so ausgestaltet ist, daß die Innenperiphene ihres genannten vorderen Endteils (27a) die Rückführungsöffnung (30) bildet, und eine Endfläche des genannten vorderen Endteils (27a) den Ventilsitz (28) bildet; dadurch gekennzeichnet, daß

eine Haube (33) um den genannten vorderen Endteil (27a) der Hülse (27) angeordnet ist, um einen Strom von Abgas von der Rückführungsöffnung (30) in Abwärtsrichtung des Lufteinlaßkanals (2) zu leiten und einen Luftkanal zwischen der Haube (33) und der Innenperipheriefläche des Lufteinlaßkanals (2) zu bilden.

2. Abgasrückführung nach Anspruch 1, bei der

die Haube (33) wie eine auf einer Seite geschlossene Röhre geformt ist, die an ihrem oberen Ende geschlossen und an ihrem unteren Ende offen ist, und die mit dem vorderen Endteil (27a) der Rückführungsöffnungshülse (27) an einer Position oberhalb des unteren Endes verbunden ist, und

die untere Endfläche (39) der Haube konisch geformt ist, so daß sich ihre Querschnitt in Abwärtsrichtung verengt.

3. Abgasrückführung nach Anspruch 2, bei der

der Winkel einer Spitze in der unteren Endfläche (39) der Haube (33) 40 bis 60º beträgt.

4. Abgasrückführung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der

die Haube (33) durch eine Verstrebung (5) abgestützt wird, die von der inneren Umfangsfläche des Lufteinlaßkanals verläuft, und ein unteres Ende der Verstrebung oberhalb des unteren Endes der Haube angeordnet ist.

Abgasrückführung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der

ein peripherer Wandabschnitt der Haube auf seiner einen Seite in der Nähe der Mitte des Lufteinlaßkanals so ausgestaltet ist, daß er allmählich nach unten hin öffnet.