DE2137694A1

DE2137694A1 - Magnetventil zur abgasrueckfuehrung bei brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2137694A1
Application number: DE2137694A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Linder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-07-28
Filing date: 1971-07-28
Publication date: 1973-02-08
Also published as: FR2147745A6; US3782348A; SE374411B; CH543671A

Description

R, 446
23.7.1971 Ks/Sw

Anlage, zur
Zusatzpatent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GHBH, 7 Stuttgart 1

Magnetventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen, in denen bei bestimmten Betriebszustanden zur Verminderung der schädlichen-Bestandteile in den Abgasen ein Teil dieser Abgase von der Abgasleitung in die Luftansaugleitung zurückgeführt wird, mit einem über eine Ventilstange von einem als Stellglied arbeitenden Elektromagneten betätigbaren doppeltwirkenden Ventilschließglied, das in seiner einen. Endstellung (Schließstellung) den Ventilsitz verschließt und dabei den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt, und das in seiner"anderen Endsteilung .(Offenstellung) diesen Durchgang freigibt und dabei an einem Dichtsitζ anliegt, der den Durchtritt der Abgase zu dem Stellglied verhindert, das eine Führungsbohrung für die Ventilstange hat und mit dem Ventilgehäuse über ein dünnwandiges hülsenförmiges Abstandsrohr.· verbunden ist, welches aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht, nach Patentanmeldung P 21 05 583.4* -

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Stuttgart

Bei diesem Magnetventil wird durch die Abgasrückführung in erster Linie der schädliche Anteil von Kohlenmonoxid (CO) und von Stickoxiden (NOx) reduziert. Der gleichfalls schädliche Anteil von teil- oder unverbrannten Kohlenwasserstoffen (CH), der vor allem beim Übergang in den Schiebebetrieb beim Schalten und beim Warmlaufen des Motors auftritt, wird dadurch nicht herabgesetzt.

Es ist bekannt, eine Verbesserung der Abgaszusammensetzung durch die Zumischung von Zweitluft oder Zusatzluft in das Luft-Kraftstoffgemisch herbeizuführen. Dies wird durch zusätzliche Leitungen, die den "Vergaser oder bei Einspritzmo- ^toren die Drosselklappe umgehen und durch ein besonders in diese Leitung eingeschaltetes Ventil erreicht.

Der Erfindlung liegt die Aufgabe, zugrunde, das Magnetventil zur Abgasrückführung so zu verbessern, daß auch der schädliche Anteil teil- und unverbrannter Kohlenwasserstoffe in kritischen Betriebszuständen, wie Schiebebetrieb, beim Schalten und beim Warmlaufenlassen des Motors, herabgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise die Abgasleitung in der Offenstellung des Ventilschließgliedes mit einem ersten stromaufwärts der Drosselklappe angeordneten Abschnitt der Luftansaugleitung verbindbar ist, und daß von dem Abstandsrohr eine Zusatzluftleitung abzweigt, die mit einem zweiten stromabwärts der Drosselklappe liegenden Abschnitt der Luftansaugleitung verbunden ist, wobei der zweite Abschnitt in der Schließstellung (Fig. 2) des Ventilschließgliedes mit dem ersten Abschnitt verbindbar ist.

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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindung sgegenst ande s ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Pig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Anordnung des erfindungsgemäßen Magnetventils an der Brennkraftmaschine, Fig. 2 einen Schnitt durch das Magnetventil.

An die Abgasleitung 10 einer Brennkraftmaschine 11, vorzugsweise eines Otto-Motors, ist eine Abgasrückfülirungsleitung angeschlossen, die durch ein Magnetventil 13 in zwei Leitungsabschnitte 12a und 12b getrennt wird. Der zweite Leitungsabschnitt 12b mündet in einen ersten stromaufwärts der Drosselklappe 18 des Motors angeordneten Abschnitt 14a der Luftansaugleitung 14. Das Magnetventil 13, das nur bei bestimmten Betriebszuständen, z. B. im· Teillastbereich, die Rückführung eines Teiles der Abgase von der Abgasleitung 10 in die Luftansaugleitung 14 ermöglicht, ist über elektrische Leitungen 15 mit einem bekannten, nur andeutungsweise dargestellten elektrischen Steuergerät 16 verbunden. Die Steuersignale des Steuergeräts 16 können abhängig von veränderlichen Betriebsgrößen, wie Drehzahl, Saugrohrunterdruck und/oder Drosselklappenstellung sein. Das Magnetventil 13 ist zur deutlicheren Darstellung gegenüber dem Motor vergrößert und außerhalb des Motors gezeichnet, im praktischen Anwendungsfall ist es jedoch an den Motor 11 angeflanscht. Um grobe Verunreinigungenaus den Abgasen zu entfernen und sie von dem Magnetventil 13 fernzuhalten, kann wie strichpunktiert angedeutet, in den ersten Le itungs ab schnitt 12a ein Euter 17 eingebaut werden.

An das Magnetventil 13 ist zusätzlich zur Abgasrückführungsleitung 12 mit seinen Leitungsabschnitten 12a und 12b eine Zusatzluftleitung 19 angeschlossen, die in einem zweiten stromabwärts der Drosselklappe 18 angeordneten Abschnitt 14b

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Stuttgart

der Luftansaugleitung 14 mündet.

Es hat, wie Fig. 2 zeigt, ein Ventilgehäuse 20 mit einem Einlaßstutzen 21 und einem rechtwinklig dazu angeordneten Atzslaß stutzen 22. Beide Stutzen. 21, 22 münden in einer Ventilkammer 2$. An dex* Einmündung des Einlaß stutz ens 21 in die Ventilkammer 2$ ist ein Ventilsitz 24, der durch ein Ventilschließglied 25 verschließbar ist. Das Ventilschließglxed 25 ist über eine Ventilstange 26 mit dem Ankex^ 27 eines als ™ Stellglied arbeitenden Elektromagneten 28 verbunden, der seinerseits über ein dünnwandiges, hülsenförmiges Abstandsrohr 31 an dem Ventilgehäuse 20 befestigt ist. Das Abstandsrohr 31 mit dem Innendurchniessex'· D ist aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit, um eine Übertragung der von

den heißen Abgasen an das Ventilgehäuse 20 abgegebenen Wärme auf den Elektromagneten 28 weitgehend zu verhindern. Vorzugsweise wird für dieses Abstandsrohr 31 hochlegierter Chromnickelstahl (V2A-Stahl) verxirendet, der neben der geringen V/ärmel ei tfähigkeit auch den Vorteil großer Koi"rosionsfestigkeit hat. Zusätzlich sind Kühlrippen 32 aus dünnem Blech mit guter Wärmeleitfähigkeit am Abstandsrohr 31 angebracht.

Im Bereich der Kühlrippen 32 hat das Abstandsrohr 31 einen Anschlußstutzen 31a* auf den die Zusatzluftleitung 19 aufgesteckt ist und das Innere 31b dieses Rohres 31 mit dem Ab- ' schnitt 14b der Luftansaugleitung 19 verbindet.

Der Abstand zwischen dem Innendurchmesser d der Ventilstange 26 ist sehr groß gewählt, um evtl. am Ventilschließglied 25 vorbeidringende von den Abgasen mitgeführte SchmutzteiIchen aufzunehmen, ohne daß sie die Bewegung der Ventilstange 26 behindern. '

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Stufctgart

Die Ventilstange 26 ist in einer Führungsbohrung 33 des Elektromagneten 28 geführt, und in einer Ery/eifcerung 34 der Führungsbohrung 33 ist eine -Rückholfeder 35 untergebracht, die sich zwischen einem Boden 36 der Erweiterung 34 und dem Anker 27 abstützt. Die Wicklung 37 des Elektromagneten 28 ist über die Anschlüsse 38 und 38a und, wie in Fig, 1 gezeigt, über die Leitungen 15 mit dem Steuergerät 16 verbunden.

Bas Ventilschließglied 23 ist in seiner einen ilen Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse 2Q sperrenden Endrstellung (Schließstellung) gezeichnet. Diese Stellung nimmt das Ventilschließglied 25 ein^ wenn der Elektromagnet 38 eingeschaltet ist* Der im eingeschalteten Zustand des Magne~ ten. erforderliche Luftspalt a. kann durch eiii Cj-ev/inde 39 eingestellt werden, auf das das Ventilsehlieilglied 25 und ' eine Segenmutter 41 auf ge schraubt sind, Pas Ventil schließ-r glied 25 hat eine in der gezeichneteil Schließstellung mit dem Ventilsitz 24- zusaiamenvfirkende kegelige Dichtfläche In der Qffanstellxmg, d. h_f iii seiner« anderen Endstellung, liegt das Ventilsohließgli-ed £5 mit eiaei" Plan|iäche 43 aji einem Dichtsitz 44 an_t dgr in der Ventilkammeif 23 dem Ventilsitz 24 gegenüberliegt, Dabei v^ird das Abstandsro.hr J1 abgedichtet _x m daß keine Abgabe in dieses hinein und zum Elektromagneten, gelangeja känneii_s Ein FlanseheiiLde 45 des Abstaiidßrqhreg 31 verbindet bei dein aus Blechiieilen hergestellten Ventilgehäuse 2Q dieses mit dem Abijtsndsrphr 31 und bildet gleichzeitig an seiner Stlraseitf den, Biohtsitz 4-1, Der Einlaßs/fcutzen 21 igt über einen .FIa^geh 46.mit dem hier« strichpunktier angedeuteten ersten Leitungsabschnitt 12a der AbgapirUckführungpleitung 12 (siehe auch Mg, 1) und einen Flansch 4^ mit dem zweiten Leitungsabschnitt 12b

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Stutbgarb

Das komplette Ventil 13 Lsb mit einem Winke If laiisch 40 in nicht näher dargesbellber V/eise an dem Motor 11 angeschraubt. Das Magnetvenbil 1J ist als 3/2 Venb.il. so geschaiteb, daß es in seiner in Fig-, 2 gezeichneten Schließstellung den Lei— bungsabschnitt 12b mit der Zusabzluftleitung 19 verbindet und so einen sog. Luft-Bypass um die Drosselklappe 18 lie rum freigibt. Bei geschlossener Drosselklappe 18 kann mit dieser Schaltsteilung die bei Leerlaufdrehzahl erforderliche Zusatzluft beim Warmlaufen des Motors zur Anhebung der Leerlauf— drehzahl zugeführt werden und beim Schalten und beim Übergang in den Schiebebetrieb kann durch Zuführen dieser Zusatzluft eine Reduzierung der schädlichen IIC-Emissionen erzielt v/erden. Bei Leerlaufdrehzahl des Motors sollte wegen eines guten Rundlaufs keine Abgasrückführung stattfinden. Da der Leitungsabschnitt 12 b in. den Abschnitt 14 a stromaufv/ärts der Drosselklappe 18 mündet, letztere beim Leerlauf geschlossen ist und in diesem Betriebszustand auch wenig Abgasrückdruck von der Abgasleitung 10 her vorhanden ist, kann bei warmem Motor, wenn keine Zusatzluft benötigt wird, das Ventil 13 auch in seiner Qffenstellung gehalten werden.

Durch die in der gezeichneten Schließstellung des Yentilschließgliedes 25 durch das Innere des Abstandsrohres 31 fließende Zusatzluft werden in vorteilhafter Weise dieses Rohr 31 und die Yentilkammer 23 von Abgasrüekständen gereinigt, /s

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Claims

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Ansprüche

y Magnetventil zur Abgasrückführung bei Brennkraftmaschinen, in denen bei bestimmten Betriebszuständen zur Verminderung der schädlichen Bestandteile in den Abgasen ein Teil dieser Abgase von der Abgasleitung in die Luftansaugleitung zurückgeführt wird, mit einem über eine Ventilstange von einem als Stellglied arbeitenden Elektromagneten betätigbaren doppeltwirkenden Ventilschließglied, das in seiner einen Eridstellung (Schließstellung) den Ventilsitz verschließt und dabei den Durchgang der Abgase durch das Ventilgehäuse sperrt, und das in seiner anderen Endstellung (Offenstellung) diesen Durchgang freigibt und dabei an einem Dichtsitz anliegt, der den Durchtritt der Abgase¹ zu dem Stellglied verhindert, das eine Führungsbohrung für die Ventilstange hat und mit dem Ventilgehäuse über ein dünnwandiges hülsenforanges Abstandsrohr verbunden ist, welches aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht, nach Patentanmeldung P 21 05 583·4, dadurch gekennzeichnet,. daß in an sich bekannter V/eise die Abgasleitung (10) in der Offenstellung des Ventilschließgliedes (25) mit einem ersten stromaufwärts der Drosselklappe (18) angeordneten Abschnitt (14a) der Luftansaugleitung (14) verbindbar ist, und daß von dem Abstandsrohr (31) eine Zusatzluftleitung (19) abzweigt, die mit einem zweiten stromabwärts der Drosselklappe liegenden Abschnitt (14b) der Luftansaugleitung (14)

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Stuttgart

verbunden ist, wobei der zweite Abschnitt (14b) in der Schließstellung (Fig. 2) des Ventilschließgliedes (25) mit dem ersten Abschnitt (14a) verbindbar ist.
2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

k daß der Innendurchmesser (D) des Abstandsrohres (31) ein Mehrfaches des Durchmessers (d) der Ventilstange (26) ist.
3. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsrohr (31) in an sieh bekannter Weise mit Kühlrippen (32) versehen ist.
4. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsrohr (31) an seiner Verbindungsstelle mit dem Ventilgehäuse (20) den Dicht-

sitz (44) bildet. _λ<

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