DE2449431A1

DE2449431A1 - EXHAUST GAS RECIRCULATION DEVICE FOR COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE2449431A1
Application number: DE19742449431
Authority: DE
Inventors: John R Marshall
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1974-10-17
Publication date: 1975-04-24
Also published as: GB1451853A; JPS531418B2; JPS5073030A; AU7370374A; CA1021651A; US3885536A

Description

Abgasrückführeinrichtung bei VerbrennungsmotorenExhaust gas recirculation device in internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasrückführeinrichtung bei Verbrennungsmotoren mit einem Vergaser, dessen Ansaugkanal einen Venturiabschnitt und eine Drosselklappe aufweist und mit einer Verbindung zwischen dem Auspuffrohr und dem Ansaugrohr, die über ein vom An saugrohr-Unterdruck beaufschlagtes Steuerventil bei hohem Unterdruck geöffnet und bei geringem Unterdruck geschlossen wird.The invention relates to an exhaust gas recirculation device in internal combustion engines with a carburetor, the intake channel of which has a venturi section and a throttle valve and with a connection between the exhaust pipe and the intake pipe, which is via a vacuum from the intake pipe loaded control valve is opened at high negative pressure and closed at low negative pressure.

Abgasrückführ einrichtung en der eingangs genannten Art sind bekannt und werden zu dem Zweck vorgenommen, den Ausstoß von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und von Stickoxyden zu verringern. Solche Abgasrückführ einrichtungen weisen im allgemeinen ein federbelastetes Ventil auf, das vom Ansaugrohr-Unterdruck beaufschlagt wird und eine unerwünschte Abgasrückführung bei bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors, wie z.B. im Leerlauf oder bei Vollast, verhindert. Eine solche Steuerung der Abgasrückführung ist auch vom Standpunkt der Abgasverbesserung erwünscht, da im Leerlauf eine Abgas-Spülung unwirksam ist und bei Vollast die Abgabe derExhaust gas recirculation devices of the type mentioned are known and will be made for the purpose of reducing the emission of unburned hydrocarbons and nitrogen oxides. Such exhaust gas recirculation devices generally have a spring-loaded valve that is activated by the intake manifold vacuum is applied and an undesired exhaust gas recirculation in certain operating states of the internal combustion engine, e.g. in Idle or at full load, prevented. Such control of exhaust gas recirculation is also desirable from the standpoint of exhaust gas improvement, since im An exhaust gas purge is ineffective at idle and the delivery of the at full load

US-562/7. Oktober 1974US-562/7. October 1974

509817/0849509817/0849

Sitz der Gesellschaft: Köln · Registergericht Köln, HRB 84 · Vorsitzender des Aufsichtsrates: Hans SchabergerSeat of the company: Cologne · Register court Cologne, HRB 84 · Chairman of the supervisory board: Hans Schaberger

Vorstand : Robert A. Lutz, Vorsitzender · Horst Bergemann · Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Charles W. Flynn · Wilhelm Inden · Alfred LangerBoard of Directors: Robert A. Lutz, Chairman · Horst Bergemann · Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Charles W. Flynn · Wilhelm Inden · Alfred Langer

Stellvertretend : Paul A. Guckel · Hans-Joachim LehmannDeputy: Paul A. Guckel · Hans-Joachim Lehmann

höchsten Leistung durch das Vorhandensein von Sauerstoff begrenzt ist.highest performance is limited by the presence of oxygen.

Andererseits haben Versuche gezeigt, daß das Betriebsverhalten des Verbrennungsmotors bzw die Unempfindlichkeit des Verbrennungsmotors gegenüber einer Abgasrückführung am günstigsten ist, wenn die Abgasrückführung einen bestimmten Prozentsatz des Luftdurchsatzes beträgt. Da der Luftdurchsatz sowohl in Abhängigkeit von der Drehzahl als auch von der Belastung variiert, sollte die Abgasrückführung in entsprechender Weise variiert werden.On the other hand, tests have shown that the operating behavior of the internal combustion engine or the insensitivity of the internal combustion engine to exhaust gas recirculation is most favorable when the exhaust gas recirculation is a certain percentage of the air throughput. Since the Air flow rate as a function of both the speed and the load varies, the exhaust gas recirculation should be varied accordingly.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abgasrückführung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der Prozentsatz der Abgasrückführung sowohl in Abhängigkeit von der Drehzahl als auch von der Belastung des Verbrennungsmotors gesteuert wird. Insbesondere soll die erfindungsgemäße Abgasrückführeinrichtung die Belastung des Verbrennungsmotors im Leerlauf und im Teillastbereich entsprechend berücksichtigen.The object of the invention is therefore to provide an exhaust gas recirculation system of the initially introduced to improve said type in such a way that the percentage of exhaust gas recirculation as a function of both the speed and the load of the internal combustion engine is controlled. In particular, the exhaust gas recirculation device according to the invention is intended to reduce the load on the internal combustion engine Take into account accordingly when idling and in the partial load range.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Abgasrückführeinrichtung die in den Patentansprüchen aufgezeigten Merkmale aufweist.According to the invention, this object is achieved by an exhaust gas recirculation device has the features indicated in the claims.

Durch die erfindungsgemäße Abgasrückführeinrichtung wird erreicht, daß die Abgasrückführung im Teillastbereich nahezu proportional der Belastung des Verbrennungsmotors ist, so daß während starker Beschleunigung eine maximale Abgasrückführung erzielt wird, während bei geringer Belastung nur eine entsprechend geringe Abgasrückführung erfolgt.The exhaust gas recirculation device according to the invention ensures that the Exhaust gas recirculation in the partial load range is almost proportional to the load on the Internal combustion engine is so that during strong acceleration a maximum Exhaust gas recirculation is achieved, while only a correspondingly low exhaust gas recirculation takes place at low loads.

Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated by means of one in the accompanying drawings Embodiment explained in more detail.

US-562 /7. Oktober 1974US-562/7. October 1974

509817/0849509817/0849

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch Teile eines Vergasers und eines Verbrennungsmotors, an dem die Erfindung angewendet ist mit einer schematischen Darstellung der erfindungsgemäßen Leitungs- und Ventilanordnungen. Fig. 1 shows a vertical section through parts of a carburetor and a Internal combustion engine to which the invention is applied with a schematic representation of the line and valve arrangements according to the invention.

Fig. 2 zeigt einen horizontalen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.FIG. 2 shows a horizontal section along the line 2-2 in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Fig. 3 shows a vertical section through a further embodiment of the present invention.

Fig. 1 zeigt einen Teil 10 der Hälfte eines bekannten Fallstrom-Doppelvergasers. Dieser weist einen Ansaugtrichter 12, einen Hauptteil 14 und einen Drosselklappenteil 16 auf. Der Vergaser weist die üblichen Ansaugkanäle 18 auf, die an ihren oberen Enden 20 mit dem Reinluftraum eines herkömmlichen Luftfilters verbunden sind. Die Ansaugkanäle 18 weisen herkömmliche Venturiabschnitte 22 von gleichbleibendem Querschnitt auf, in denen bekannte Verstärkungsventuriteile 24 angeordnet sind, in denen auch die Haupttreibstoffdüsen (nicht gezeigt) angeordnet sind.Fig. 1 shows part 10 of half of a known downdraft twin gasifier. This has an intake funnel 12, a main part 14 and a throttle valve part 16. The carburetor has the usual intake ducts 18 which are connected at their upper ends 20 to the clean air space of a conventional air filter. The intake channels 18 have conventional venturi sections 22 of constant cross-section, in which known reinforcement venturi parts 24, in which the main fuel nozzles (not shown) are also arranged.

Der Durchsatz von Luft und Treibstoff durch die Ansaugkanäle 18 wird hierbei jeweils durch eine Drosselklappe 26 gesteuert, die an Drosselklappenwellen 28 drehbar im Vergasergehäuse gelagert sind.The throughput of air and fuel through the intake channels 18 is here each controlled by a throttle valve 26, which are rotatably mounted on throttle valve shafts 28 in the carburetor housing.

Der Drossselklappenteil 16 des Vergasers ist mit einem Flansch versehen, mit dem er am Ansaugrohr 30 des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung eines Zwischenflansches 32 befestigt ist. Das Ansaugrohr 30 weist eine Anzahl von vertikalen Kanälen 34 auf, die mit den unteren Enden der Ansaugkanäle 18 des Vergasers verbunden sind. Die vertikalen Kanäle 34 sind an ihren unteren Enden mit horizontal wegführenden Kanälen 36 verbunden, die zu den Einlaßventilen des Verbrennungsmotors führen.The throttle valve part 16 of the carburetor is provided with a flange, with which he is connected to the intake pipe 30 of the internal combustion engine an intermediate flange 32 is attached. The suction pipe 30 has a number of vertical channels 34 which connect with the lower ends of the suction channels 18 of the carburetor are connected. The vertical channels 34 are connected at their lower ends to channels 36 leading away horizontally, which lead to the intake valves of the internal combustion engine.

US-562 / 7. Oktober 1974 - 4 -US-562 / October 7, 1974 - 4 -

50 9 817/084950 9 817/0849

Das Auspuffrohr des Verbrennungsmotors ist bei 38 angedeutet und weist einen Ab gas rückführ kanal 40 auf, der vom eigentlichen Auspuffkrümmer (nicht gezeigt) nach unterhalb des Ansaugrohres 30 führt, um eine Vorwärmung des durch die horizontalen Kanäle 36 strömenden Treib stoff-Luft-Ger misches zu erzielen.The exhaust pipe of the internal combustion engine is indicated at 38 and has an exhaust gas recirculation channel 40, from the actual exhaust manifold (not shown) below the intake pipe 30 leads to preheating of the fuel-air device flowing through the horizontal channels 36 to achieve a mix.

Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Zwischenflansch 32 mit einem Ausschnitt 42 versehen, der über eine Bohrung 44 mit dem Abgasrückführkanal 40 verbunden ist. Mit dem Ausschnitt 42 ist weiterhin ein Kanal 46 verbunden, der über ein Ventil 56 geöffnet oder geschlossen werden kann und über eine Kammer 54 mit einem Kanal 48 in Verbindung steht, der über öffnungen 50 in die vertikalen Kanäle 34 des Ansaugrohres 30 einmündet.As can best be seen from Fig. 2, the intermediate flange 32 is with a cutout 42 is provided, which via a bore 44 with the exhaust gas recirculation duct 40 is connected. With the cutout 42 is also a channel 46 connected, which can be opened or closed via a valve 56 and is in communication via a chamber 54 with a channel 48 which is connected via openings 50 open into the vertical channels 34 of the suction pipe 30.

Wie eingangs erläutert, ist es notwendig und wünschenswert, eine bestimmte Steuerung der Abgasrückführung vorzunehmen, um bei bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors eine unerwünschte Abgasrückführung zu verhindern. Zu diesem Zweck ist der Kanal 46 mit dem Ventil 56 versehen, das über ein Unterdruckservo 58 betätigt wird.As explained at the beginning, it is necessary and desirable to have a certain Control of the exhaust gas recirculation to make in certain operating conditions of the internal combustion engine to prevent undesired exhaust gas recirculation. For this purpose, the channel 46 is provided with the valve 56, which is operated by a vacuum servo 58.

Das Unterdruckservo 58 besteht aus einem Gehäuse 64 aus zwei schalenförmigen Teilen, zwischen deren gegeneinander liegende Flansche eine flexible Membrane 66 eingespannt ist. Die Membrane 66 teilt das Innere des Gehäuses 64 in einen Atrnosphärendruckraum 68 und einen Unterdruckraum 70. Der Atmosphärendruckraum 68 steht hierbei über eine Öffnung 72 mit der Atmosphäre in Verbindung, während der Unter druckraum 70 über eine Leitung 74 mit dein Ansaugkanal-Unter druck verbunden ist. Der Schaft 75 des Ventiles 56 ist hierbei über ein Paar Scheiben 76 mit der Membrane 66 verbunden. Eine dieser Scheiben 7 6 dient gleichzeitig als Federteller für eine Druckfeder 77, durch die das Ventil 56 normalerweise in seiner geschlossenen Lage gehalten wird.The vacuum servo 58 consists of a housing 64 of two shell-shaped Parts, between the opposing flanges of which a flexible membrane 66 is clamped. The membrane 66 divides the interior of the housing 64 into an atrnospheric pressure space 68 and a negative pressure space 70. The Atmospheric pressure chamber 68 is here via an opening 72 with the atmosphere in connection, while the negative pressure chamber 70 via a Line 74 is connected to your intake duct negative pressure. The shaft 75 of the valve 56 is connected to the membrane 66 via a pair of disks 76. One of these disks 7 6 also serves as a spring plate for a Compression spring 77, by which the valve 56 is normally held in its closed position.

US-562 / 7. Oktober 1974 - 5 -US-562 / October 7, 1974 - 5 -

509317/0849509317/0849

Der Schaft 75 erstreckt sich hierbei abgedichtet durch die Abschlußplatte 78 der Kammer 54.The shaft 75 extends in a sealed manner through the end plate 78 the chamber 54.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Vergaser mit einer An saugrohr-Unterdrucköffhung 80 und mit einer Ansaugkanal-Unterdrucköffnung 82 versehen. Die Ansaugkanal-Unterdrucköffhung 82 ist hierbei oberhalb der Ansaugrohr-Unter drucköffnung 80 und oberhalb der geschlossenen Drosselklappe 26 angeordnet. Die Kante der Drosselklappe 26 überstreicht somit bei einer Öffnungsbewegung die Ansaugkanal-Unterdrucköffhung 82, wodurch sich der Druck an der Ansaugkanal-Unterdrucköffnung 82 in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe 26 vom Atmosphärendruck bis zum Ansaugrohr-Unterdruck verändert. Die An saukanal-Unter drucköffnung 82 ist hierbei über eine Leitung 114, eine Regulier einrichtung 84 und die Leitung 74 mit dem Unterdruckservo 58 verbunden.As shown in Fig. 1, the carburetor is with a suction pipe-Unterdrucköffhung 80 and provided with an intake duct vacuum opening 82. the In this case, the intake duct vacuum opening 82 is above the intake manifold vacuum opening 80 and arranged above the closed throttle valve 26. The edge of the throttle valve 26 thus sweeps over during an opening movement the intake duct vacuum port 82, which increases the pressure at the Intake channel vacuum opening 82 as a function of the position of the Throttle valve 26 from atmospheric pressure to the intake manifold negative pressure changes. The to saukanal vacuum opening 82 is here via a line 114, a regulating device 84 and the line 74 connected to the vacuum servo 58.

Die Regulier einrichtung 84 wird im vorliegenden Fall durch den Ansaugrohr-Unterdruck gesteuert, um den auf das Uiterdruckservo 58 einwirkenden Ansaugkanal-Unterdruck entsprechend der Belastung des Verbrennunsmotors zu regulieren.The regulating device 84 is in the present case by the suction pipe negative pressure controlled by the suction channel negative pressure acting on the Uiterdruckservo 58 to be regulated according to the load on the combustion engine.

Im einzelnen besteht die Regulier einrichtung 84 aus einem Schaltventil 86, das in Serie mit einem Regulierventil 88 liegt, durch das der auf das Unterdruckservo 58 einwirkende Ansaugkanal-Unterdruck bei einem Ansaugrohr-Unterdruck über einen vorbestimmten Wert abgeschwächt wird. Wie in Fig. 1 schematisch aufgezeigt ist, können das Schaltventil 86 und das Regulierventil 88 gleichen Aufbau aufweisen. Sie bestehen aus Gehäusen 90 bzw 90' , die über flexible Membranen 96 bzw 96' in zwei Kammern 92 bzw 92' nid 94 bzw 94' aufgeteilt sind. Die unteren Gehäuseteile sind hierbei mit Anschlüssen 98 bzw 98' und 100 bzw 100' versehen. Am anderen Ende der Anschlüsse 100 bzw 100' sind konische Ventilsitze 102 bzw 102' ausgebildet,In detail, the regulating device 84 consists of a switching valve 86, which is in series with a regulating valve 88, through which the on the vacuum servo 58 acting intake duct negative pressure with an intake manifold negative pressure is attenuated above a predetermined value. As shown schematically in FIG. 1, the switching valve 86 and the regulating valve 88 have the same structure. They consist of housings 90 or 90 ', which are nid via flexible membranes 96 or 96' in two chambers 92 or 92 ' 94 and 94 'are divided. The lower housing parts are here with connections 98 or 98 'and 100 or 100' provided. At the other end of the connections 100 or 100 ', conical valve seats 102 and 102' are formed,

US-562 / 7. Oktober 1974 - 6 -US-562 / October 7, 1974 - 6 -

509817/0849509817/0849

die mit den Membranen 96 bzw 96' als Regulierventile zusammenwirken. Druckfedern 104 bzw 104' sind zwischen mit den Membranen 96 bzw 96' verbundenen Scheiben 106 bzw 106' und einstellbaren Anschlägen 108 bzw 108' angeordnet.which interact with the membranes 96 and 96 'as regulating valves. Compression springs 104 or 104 'are between disks 106 or 106' connected to the membranes 96 or 96 'and adjustable stops 108 or 108 'arranged.

Das Schaltventil 86 steuert die Zufuhr von Atmosphär endruck zum Regulierventil 88 in Abhängigkeit vom An saugrohr-Unterdruck. Die Kammer 92 ist über eine Leitung 110 mit der Ansaugrohr-Unterdrucköffnung 80 verbunden. Der untere Anschluß 98 ist mit der Atmosphäre verbunden und der Anschluß 100 ist über eine Leitung 112 mit dem unteren Anschluß 98' des Regulierventiles 88 verbunden. Wird z. B. die Kraft der Druckfeder 104 so gewählt, daß sie die Membrane 96 solange gegen den Ventilsitz 102 liegend hält, bis der Ansaugrohr-Unterdruck einen Wert von 236 mbar übersteigt, so wird die Membrane 96 die Zufuhr von Atmosphär endruck in den Anschluß 100 und die Leitung 112 unterhalb eines Unterdruckes von 236 mbar verhindern.The switching valve 86 controls the supply of atmospheric pressure to the regulator valve 88 depending on the intake manifold vacuum. The chamber 92 is connected to the suction pipe negative pressure opening 80 via a line 110. The lower connection 98 is connected to the atmosphere and the connection 100 is connected via a line 112 to the lower connection 98 'of the regulating valve 88 connected. Is z. B. the force of the compression spring 104 is chosen so that it keeps the diaphragm 96 lying against the valve seat 102 until the suction pipe negative pressure exceeds a value of 236 mbar, the Diaphragm 96 prevent the supply of atmospheric pressure into the connection 100 and the line 112 below a negative pressure of 236 mbar.

Das Regulierventil 88 reguliert das Ansaugkanal-Unterdrucksignal, das auf das Abgasrückführ-Steuerventil 56 einwirkt, indem es dieses zeitweise durch den vom Schaltventil 86 kommenden Atmosphär endruck abschwächt. Die Kammer 92' ist hierbei über Leitungen 116 und 114 mit der Ansaugkanal-Unterdrucköffnung 82 verbunden und der untere Anschluß 98' ist mit der Atmosphärendruckleitung 112 der Anschluß 100' ist über eine Leitung 118 und die Leitung 116 mit der Kammer 92' als auch über eine Leitung 74 mit dem Unterdruckservo 58 des Ventiles 56 verbunden. Die Kraft der Druckfeder 104' wird in diesem Fall so gewählt, daß sie die Membrane 96' solange gegen den Ventilsitz 102' liegend hält, solange der Ansaugkanal-Unterdruck einen Wert von z. B. 140 mbar nicht übersteigt.The regulating valve 88 regulates the intake passage negative pressure signal, which is on the exhaust gas recirculation control valve 56 acts by temporarily weakening it by the atmospheric pressure coming from the switching valve 86. The chamber 92 'is connected via lines 116 and 114 to the suction channel vacuum opening 82 connected and the lower connection 98 'is connected to the atmospheric pressure line 112, the connection 100' is via a line 118 and the Line 116 with the chamber 92 'and via a line 74 with the vacuum servo 58 of the valve 56 connected. The force of the compression spring 104 'is chosen in this case so that the membrane 96' as long as against the Valve seat 102 'holds horizontally as long as the suction channel negative pressure a Value of e.g. B. does not exceed 140 mbar.

Funktionsweisefunctionality

Während eines Betriebes des Verbrennungsmotors im Leerlauf oder im US-562 / 7. Oktober 1974 - 7 -During operation of the internal combustion engine in idle or in US-562 / October 7, 1974 - 7 -

50981 7/084950981 7/0849

Schiebebetrieb ist die Drosselklappe des Vergasers geschlossen, wodurch keine Abgasrückführung erfolgt, da der Unterdruck an der Ansaugkanal-Unterdrücköffnung 82 im wesentlichen dem Atmosphär endruck entspricht. Da dieser Druck über die Leitungen 114 und 74 auf das Unterdruckservo 58 des Ventiles 56 einwirkt, bleibt das Ventil 56 geschlossen. Der Ansaugrohrr Unterdruck ist jedoch hoch und liegt über dem Wert von 236 mbar, wodurch die Membrane 96 vom Ventilsitz 102 abhebt und über den Anschluß 100 und die Leitung 112 Atmosphär en druck zum Regulierventil 88 führt. Dies hat jedoch keinerlei Auswirkung, da die untere Kammer 94' des Regulierventiles 88 bereits Atmosphär endruck aufweist.Overrun, the carburetor's throttle is closed, which means No exhaust gas recirculation takes place because the negative pressure at the intake duct negative pressure opening 82 essentially corresponds to the atmospheric pressure. Since this pressure is applied to vacuum servo 58 via lines 114 and 74 of the valve 56 acts, the valve 56 remains closed. However, the suction pipe negative pressure is high and lies above the value of 236 mbar, which means the membrane 96 lifts off the valve seat 102 and over the connection 100 and the line 112 leads to the control valve 88 atmospheric pressure. this has however, no effect, since the lower chamber 94 'of the regulating valve 88 already has atmospheric pressure.

Nehmen wir nun an, die Drosselklappe 26 wird in leicht geöffnete Stellung gebracht, um eine leichte Beschleunigung des Kraftfahrzeuges hervorzurufen. Der Ansaugrohr-Unterdruck wird hierbei höchstwahrscheinlich noch nicht unter den Wert von 236 mbar abfallen, so daß das Schaltventil 86 offen bleibt und Atmosphär en druck über den Anschluß 100 und die Atmosphärendruckleitung 112 zum unteren Anschluß 98* des Reguli er ventil es 88 gelangen läßt. Zu diesem Zeitpunkt wird sich der Druck an der Ansaugkanal-Unter drucköffnung 82 durch die sich vorbeibewegende Kante der Drosselklappe verändern. Nehmen wir daher an, daß der Ansaugkanal-Unter druck zu diesem Zeitpunkt über einem Wert von 140 mbar liegt. Dadurch wird die Membrane 96' vom Ventilsitz 102' abgehoben und ermöglicht ein Abschwächen des Ansaugkanal- Unter drucksignales durch den von der Atmosphär en druckleitung 112 kommenden Atmosphärendruck. Dieses Abschwächen des Ansaugkanal-Unter drucksignales hält solange an, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen der Druckfeder 108' und dem über die Membrane 96' einwirkenden Druck erreicht wird, wodurch das Unterdruckservo 58 des Abgasrückführ-Steuerventiles 56 mit einem geringeren Unterdruck beaufschlagt wird, wodurch eine geringere, der geringen Belastung angepaßte Abgasrückführung erzielt wird.Let us now assume that the throttle valve 26 is in the slightly open position brought to cause a slight acceleration of the motor vehicle. The suction pipe negative pressure will most likely not fall below the value of 236 mbar, so that the switching valve 86 is open remains and atmospheric pressure via port 100 and the atmospheric pressure line 112 to the lower connection 98 * of the regulator valve it 88 reach leaves. At this point in time, the pressure at the intake port vacuum port will increase 82 by the edge of the throttle valve moving past. Let us therefore assume that the intake duct negative pressure increases at this point in time is above a value of 140 mbar. As a result, the membrane 96 'is lifted off the valve seat 102' and enables a weakening of the intake duct negative pressure signal through the pressure line from the atmosphere 112 coming atmospheric pressure. This weakening of the intake duct sub pressure signal continues until a state of equilibrium between the compression spring 108 'and the one acting via the diaphragm 96' Pressure is reached, whereby the vacuum servo 58 of the exhaust gas recirculation control valve 56 is acted upon with a lower negative pressure, whereby a lower exhaust gas recirculation adapted to the low load is achieved.

US-562 /7. Oktober 1974 . 8 -US-562/7. October 1974. 8th -

5033 17/08495033 17/0849

Nehmen wir an, die Drosselklappe wird nunmehr in ihre voll geöffnete Stellung gebracht, um eine starke Beschleunigung des Kraftfahrzeuges zu erzielen. Der Ansaugrohr-Unterdruck wird hierbei unterhalb den Wert von 236 mbar abfallen. Dementsprechend wird das Schaltventil 86 über die Membrane 96 eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Atmosphärendruckleitung 112 schließen. Dementsprechend wird der Ansaugkanal-Unterdruck in den Leitungen 116 und 118 seine volle Höhe behalten, wodurch über das Unterdruckservo 58 das Abgasrückführ-Steuerventil 56 maximal geöffnet wird, um die für diesen Betriebsfall erwünschte maximale Abgsrückführung zu erzielen.Let us assume that the throttle valve is now in its fully open position Brought to a strong acceleration of the motor vehicle achieve. The intake manifold vacuum is below the value of 236 mbar drop. Accordingly, the switching valve 86 is over the diaphragm 96 close a connection between the atmosphere and the atmospheric pressure line 112. Accordingly, the intake passage negative pressure becomes in lines 116 and 118 retain their full height, causing over the vacuum servo 58 the exhaust gas recirculation control valve 56 is opened to the maximum in order to achieve the maximum exhaust gas recirculation desired for this operating case to achieve.

Wird bei weit geöffneter Drosselklappe die Drosselklappe in ihre voll geöffnete Stellung gebracht, so fällt normalerweise der An saugrohr-Unter druck auf Null ab. Dadurch herrscht ebenfalls an der Ansaugkanal-Unterdrucköffnung 82 nahezu Atmosphärendruck, wodurch das Abgasrückführ-Steuerventil 56 geschlossen wird, obwohl das Schaltventil 86 geschlossen ist. Dieser Zustand hält solange an, bis sich der Ansaugrohr-Unterdruck wieder erholt hat und wieder anzusteigen beginnt, wobei der an der Ansaugkanal-Unter drucköffnung 82 herrschende Unterdruck wieder solange auf das Abgasrückführ-Steuerventil 56 einwirkt, solange der Ansaugrohr-Unterdruck nicht einen Wert von 236 mbar übersteigt. Übersteigt der Ansaugrohr-Unterdruck diesen Wert, so öffnet das Schaltventil 86 die Verbindung zwischen dem Atmosphär endruck und der Atmosphärendruckleitung 112 und das Reguli er ventil 88 beginnt wieder das Ansaugkanal-Unterdrucksignal abzuschwächen.When the throttle valve is wide open, the throttle valve is in its fully open position Position brought, so normally falls to the intake manifold vacuum down to zero. As a result, there is also a vacuum opening at the intake duct 82 near atmospheric pressure, causing the exhaust gas recirculation control valve 56 is closed although the switching valve 86 is closed. This state lasts until the intake manifold vacuum has recovered and begins to rise again, the pressure at the suction port opening 82 prevailing negative pressure acts again on the exhaust gas recirculation control valve 56 as long as the intake manifold negative pressure does not have a value of Exceeds 236 mbar. If the intake manifold negative pressure exceeds this value, the switching valve 86 opens the connection between the atmospheric pressure and the atmospheric pressure line 112 and the regulator valve 88 starts again Attenuate the manifold vacuum signal.

Während in Fig. 1 das Schaltventil 86 und das Regulierventil 88 in einer mehr schematischen Ausführung gezeigt sind, ist in Fig, 3 ein bevorzugtes Ausführung sb ei spiel eines beide Ventile zusammenfassenden Regulatorventiles gezeigt.While in Fig. 1, the switching valve 86 and the regulating valve 88 in one more A schematic embodiment is shown in FIG. 3, a preferred embodiment sb ei game of a regulator valve combining both valves shown.

US-562 / 7. Oktober 1974 - 9 -US-562 / October 7, 1974 - 9 -

509817/0849509817/0849

Das Regulator ventil 120 besteht im wesentlichen aus drei Gehäuseteilen, einem mittleren'Gehäuseteil 122 und zwei äußeren Gehäuseteilen 124 und 126. Eine erste flexible Membrane 128 unterteilt den Raum des Gehäuseteiles in zwei Kammern 130 und 132. Die Kammer 130 ist hierbei über einen Anschluß 134 mit der An saugrohr-Unter drucköffhung 80 verbunden. Die Kammer 132 ist über einen Anschluß 136 mit der Atmosphäre verbunden. Der Raum des anderen Gehäuseteiles 124 ist über eine zweite flexible Membrane 136 in zwei Kammern 140 und 142 aufgeteilt. Die Kammer 140 ist über einen Anschluß 144 mit der Ansaugkanal-Unterdrucköffnung 82 und der Leitung 74 zum Abgasrückf uhr-Steuerventil 56 verbunden. Die Kammer 142 ist über zwei Kanäle 146 und 148 mit dem Anschluß 136 verbunden,- Eine Druckfeder 150 ist zwischen der Membrane 128 und einem einstellbaren Anschlag 152 angeordnet. In ähnlicher Weise ist eine Druckfeder 154 zwischen der Membrane 138 und einem zweiten einstellbaren Anschlag 156 angeordnet. Die Kraft der Feder 150 wird so gewählt, daß sie in etwa der Kraft der Feder 104 des Schaltventiles 86 nach Fig. 1 entspricht, d.h. daß die Membrane 128 bis zu einem Unterdruck von 236 mbar geschlossen bleibt. Die Kraft der Druckfeder 154 wird in ähnlicher Weise entsprechend der Kraft der Druckfeder 104' des Regulier ventil es 88 der Fig. 1 gewählt, d.h. daß die Membrane 138 bis zu einem Unterdruck von etwa 140 mbar geschlossen bleibt.The regulator valve 120 consists essentially of three housing parts, a middle housing part 122 and two outer housing parts 124 and 126. A first flexible membrane 128 divides the space of the housing part into two chambers 130 and 132. The chamber 130 is here via a connection 134 connected to the suction pipe vacuum opening 80. The chamber 132 is connected to the atmosphere via a connection 136. The space of the other housing part 124 is via a second flexible membrane 136 in two chambers 140 and 142 divided. The chamber 140 is via a connection 144 with the intake channel vacuum opening 82 and the line 74 for exhaust gas recirculation clock control valve 56 connected. The chamber 142 is through two channels 146 and 148 connected to the connection 136, - A compression spring 150 is arranged between the membrane 128 and an adjustable stop 152. Similarly, a compression spring 154 is arranged between the diaphragm 138 and a second adjustable stop 156. The power the spring 150 is selected so that it corresponds approximately to the force of the spring 104 of the switching valve 86 according to FIG. 1, i.e. that the diaphragm 128 up to a vacuum of 236 mbar remains closed. The force of the compression spring 154 is similarly according to the force of the compression spring 104 ' of the regulating valve 88 of FIG. 1 is selected, i.e. that the diaphragm 138 remains closed up to a negative pressure of about 140 mbar.

Die Druckfeder 150 drückt hierbei die Membrane 128 gegen das offene Ende des Kanals 148 im mittleren Gehäuseteil 122, so daß bei anliegender Membrane ein Eintritt von Atmosphären druck in die Kammer 142 verhindert wird. In ähnlicher Weise hält die Druckfeder 154 die Membrane 138 gegen die andere Seite des Gehäuseteiles 122, wodurch ein in der Membrane angeordneter Kanal 158 geschlossen gehalten wird.The compression spring 150 presses the membrane 128 against the open end of the channel 148 in the middle housing part 122, so that when the membrane is in contact, atmospheric pressure is prevented from entering the chamber 142. Similarly, the compression spring 154 holds the diaphragm 138 against the other side of the housing part 122, whereby a arranged in the diaphragm Channel 158 is kept closed.

Die Funktionsweise des kombinierten Regulatorventiles 120 ist im wesentlichen die gleiche wie vorhergehend beschrieben.The functioning of the combined regulator valve 120 is essentially the same as previously described.

US-562 /7. Oktober 1974 - 10 -US-562/7. October 1974 - 10 -

509817/0 849509817/0 849

Während einer starken Beschleunigung, bei der der Ansaugrohr-Unterdruck unterhalb eines Wertes von 236 mbar abfällt, wird die Feder 150 die Membrane 128 in Anlage gegen das Ende des Kanals 148 halten und damit ein Einströmen von Atmosphärendruck in die Kammer 142 verhindern. Bei der Stellung der Drosselklappe für eine starke Beschleunigung wird der Ansaugkanal-Unterdruck im Anschluß 144 die Membrane 138 vom Gehäusemittelteil 122 abheben. Da in der Kammer 142 kein AttnoSphärendruck herrscht, wird der Ansaugkanal-Unterdruck nicht abgeschwächt sondern in voller Höhe auf das Unterdruckservo 58 des Abgasrückführ-Steuerventiles 56 einwirken. Dementsprechend wird eine maximale Abgasrückführung erzielt.During strong acceleration when the intake manifold vacuum drops below a value of 236 mbar, the spring 150 becomes the diaphragm 128 in contact with the end of the channel 148 and thus an inflow from atmospheric pressure in the chamber 142. In the The position of the throttle valve for a strong acceleration is the intake duct negative pressure in connection 144, lift the membrane 138 off the middle part 122 of the housing. Since there is no atmospheric pressure in the chamber 142, the suction channel negative pressure is not weakened but in full the vacuum servo 58 of the exhaust gas recirculation control valve 56 act. Accordingly, maximum exhaust gas recirculation is achieved.

Bei geringer Beschleunigung, wenn der Ansaugrohr-Unterdruck nicht unterhalb des Wertes von 236 mbar absinkt, wird die Membrane 128 vom Ende des Kanales 148 wegbewegt, wodurch Atmosphärendruck in die Kammer 142 gelangt.At low acceleration, when the intake manifold vacuum is not below the value of 236 mbar drops, the membrane 128 is moved away from the end of the channel 148, whereby atmospheric pressure reaches the chamber 142.

Wird nun die Membrane 138 durch den einwirkenden Ansaugkanal-Unterdruck vom Gehäusemitteilteil 122 wegbewegt, so kann Atmosphärendruck über den Kanal 158 in die Kammer 140 und in den Anschluß 144 gelangen, wodurch der Ansaugkanal-Unterdruck durch den Atmosphärendruck entsprechend abgeschwächt wird. Das auf das Unterdruckservo 58 des Abgasrückführ-Steuerventiles 56 einwirkende Unterdrucksignal ist somit geringer und bewirkt dementsprechend eine geringere Abgasrückführung.The membrane 138 is now due to the acting suction channel negative pressure Moved away from the housing part 122, atmospheric pressure can pass through the channel 158 into the chamber 140 and into the port 144, whereby the Suction channel negative pressure correspondingly weakened by the atmospheric pressure will. That on the vacuum servo 58 of the exhaust gas recirculation control valve The negative pressure signal acting on 56 is therefore lower and accordingly causes less exhaust gas recirculation.

Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß die vorliegende Erfindung eine Abgasrückführ einrichtung schafft, bei der der Prozentsatz einer Abgasrückführung im Teillastbereich nahezu proportional der Belastung des Verbrennungsmotors ist, so daß bei maximaler Beschleunigung eine maximale Abgasrückführung erzielt wird, während bei geringer Belastung nur eine geringe Abgasrückführung erfolgt. Andererseits ist zu erkennen, daß die Erfindung einen großen Prozentsatz von Abgasrückführung bei einem Betrieb mit weit geöffneter Drosselklappe verhindert, da hierbei der Ansaugkanal-Unterdruck nahezu Null ist.From the foregoing, it can be seen that the present invention is a Exhaust gas recirculation device creates the percentage of exhaust gas recirculation in the partial load range is almost proportional to the load on the internal combustion engine, so that a maximum exhaust gas recirculation at maximum acceleration is achieved, while only a low exhaust gas recirculation takes place at low loads. On the other hand, it can be seen that the invention prevents a large percentage of exhaust gas recirculation when operating with the throttle valve wide open, as this is the result of the intake duct negative pressure is almost zero.

US-562 /7. Oktober 1974 - 11 -US-562/7. October 1974 - 11 -

509817/08 4 9509817/08 4 9

Es ist selbstverständlich, daß die Kräfte der Druckfedern an den Membranen entsprechend variiert werden können, um unterschiedliche Funktionscharakteristiken des Schalt- und des Regulierventiles zu erzielen. Ebenso kann die Anordnung der Ansaugkanal-Unterdrucköffnung in ihrer Lage zur Drosselklappe verändert werden, um z. B. eine Verzögerung des Aufbaues des
Unterdrucks zu erzielen.It goes without saying that the forces of the compression springs on the membranes can be varied accordingly in order to achieve different functional characteristics of the switching valve and the regulating valve. Likewise, the arrangement of the intake duct vacuum opening can be changed in its position relative to the throttle valve in order to, for. B. a delay in the construction of the
To achieve negative pressure.

US-562 / 7. Oktober 1974US-562 / October 7, 1974

5098 1 7/08495098 1 7/0849

Claims

τ> *, «ν. 2449434 claims

1. Exhaust gas recirculation device in internal combustion engines with a carburetor, whose intake channel has a venturi section and a throttle valve and with a connection between the exhaust pipe and the intake pipe, which is acted upon by a negative pressure from the intake pipe Control valve is opened at high negative pressure and closed at low negative pressure, characterized in that the control valve (56, 58) via a line (74, 114) with an intake duct vacuum opening (82) is connected, which is arranged above the closed throttle valve (26) and in the line (74, 114) with an atmospheric pressure line (112) connected regulating valve (88) is arranged, via which the suction channel negative pressure can be variably weakened and in the Atmospheric pressure line (112) a switching valve (86) is arranged over that the regulating function of the regulating valve (88) can be limited.

2. Exhaust gas recirculation device according to claim 1, characterized in that that the switching valve (86) arranged in the atmospheric pressure line (112) can be controlled via the suction pipe negative pressure, in such a way that a connection to the regulating valve (88) is established when the intake manifold negative pressure is above a certain value.

3. Exhaust gas recirculation device according to claims 1 and 2, characterized in that that the Reguli he valve (88) an atmospheric pressure channel (118) and a flexible membrane (96 ') which can be pressed via a spring (104') into a position which closes the atmospheric pressure channel (118) and via the suction duct negative pressure acting on one side in a position releasing the atmospheric pressure channel (118) can be brought. and the switching valve (86) has an atmospheric pressure line (112) and a flexible one Has diaphragm (96) which via a spring (104) into an atmospheric pressure line (112) closing layer can be pressed and over the their one side acting, exceeding a predetermined value Suction pipe negative pressure can be brought into a position releasing the atmospheric pressure line (112).

US-562/7. October 1974 _ *

5Ü9817 / 0849

«η.«Η.

4. exhaust gas recirculation device according to claim 1, characterized in that that the regulating and switching valve to a regulator valve (120) are summarized, which has an atmospheric pressure connection (136) with an inlet and an outlet, a first valve part (138) over a spring (154) held in a first, the outlet (158) blocking position and by suction channel negative pressure acting on the first valve part (138) can be brought into a second position releasing the outlet (158) and a second valve part (128) via a spring (150) in a first, the inlet (148) blocking position and held by acting on the second valve part (128), a predetermined value excess suction pipe negative pressure in a second, the inlet (148) releasing position can be brought such that the intake duct negative pressure signal and thus the exhaust gas recirculation is weakened as a function of an intake manifold vacuum which exceeds the predetermined value takes place essentially proportionally to the load in the partial load range.

5. exhaust gas recirculation device according to claim 4, characterized ge kenn ζ eichnet, that the regulator valve (120) has a first one on one side Atmospheric pressure (136) and on the other side the suction channel negative pressure (144) exposed flexible membrane (138) and a second, on one side the atmospheric pressure (136) and on the other side the Has flexible diaphragm (128) exposed to suction pipe negative pressure (134) and both diaphragms (128 and 138) via springs (150 and 154) in their Atmospheric pressure (136) locking closed layers are held and wherein the suction pipe negative pressure acting on the second membrane (128) (134) a connection when a predetermined value is exceeded of the atmospheric pressure (136) to the first membrane (138), so that when the suction channel negative pressure (144) acts on the first membrane (138) and exceeds a predetermined value, the latter is weakened by the atmospheric pressure (136) and thus an exhaust gas recirculation in the acceleration range is essentially proportional the load takes place.

US-562 /

7th October 1974

509817/0849