專利名稱：廢氣調節系統和廢氣調節方法
技術領域：
本發明涉及一種廢氣調節系統和一種廢氣調節方法。廢氣調節系統具有在廢氣通 道中的廢氣節流閥和帶有作動桿的廢氣節流閥的作動裝置。廢氣壓力調節裝置調節在廢氣 通道中的廢氣節流閥上游出現的廢氣壓力。這種帶有廢氣節流閥的廢氣調節系統可以多方 面地使用在內燃機中，優選的是使用在機動車的內燃機中。
背景技術：
由出版物DE 198 21 130A1公開了一種這樣的廢氣調節系統，可以用作發 動機空氣制動(Motorstaubremse)。在此情況下，來自于內燃機的廢氣流由截止閥瓣 (Stauklappe)阻止，從而實現提高發動機制動器的功率。另外，盡可能密閉地關閉排氣部分 并且同時將噴油泵調整到零輸送。發動機在此由移動的機動車驅動，并且由于發動機的壓 縮機作用而使壓力升高。在截止閥瓣上游的壓力的升高可以在不設置廢氣調節系統的情況下導致，即發動 機的氣缸閥被不利地擠壓，并且廢氣流回其它的氣缸中。在為了支持發動機制動性能而這 樣松開截止閥瓣的過程中存在另外的危險，即擠壓之后由附加的氣缸閥增加的氣體在廢氣 通道和單獨的氣缸之間來回抽吸，由此高的熱增長使截止閥瓣上游的溫度升高。為了限制壓力和溫度的升高，由出版物DE 198 21 130公開了一種如在圖7中示 出的具有截止閥瓣或節流閥瓣12的廢氣調節系統50。該節流閥瓣12具有用于實現對壓力 和溫度限制的限壓閥35，該限壓閥布置在節流閥瓣12上。限壓閥35在關閉狀態中利用閥 門閥瓣36施加預應力地保持關閉節流閥瓣12中的開口 37。預應力如圖7所示由板簧38 施加。一旦超過在節流閥瓣12上游的允許的廢氣壓力P1,則打開限壓閥35的閥門閥瓣36， 并且進而也可能調節廢氣通道5的不被允許的較高溫度1\。因此在制動狀態中利用發動機 的限壓閥35進行保護以防止過壓和溫度過高。由出版物US4，750，459公開了一種動力限壓的廢氣調節系統40，其如圖8所示。 對此，廢氣調節系統40具有蝶形節流閥瓣13。蝶形節流閥瓣13的邊棱平面在關閉狀態中 由過壓閥43的閥頭42在區域41中進行密封。在超過允許的在上游方面的廢氣壓力Pl時， 過壓閥43打開旁路，通過該旁路可以降低過壓并且進而也降低過度升高的溫度。此外由出版物US5，355，673公開了一種如在圖9中所示的廢氣調節系統60，其利 用不對稱布置的節流閥瓣12進行工作。在此，節流閥瓣12可圍繞在廢氣通道5的對稱軸 之外布置的旋轉軸28擺動。在不對稱布置的節流閥瓣12的關閉狀態中(該節流閥瓣可以 通過彈簧件保持在關閉狀態中)，在節流閥瓣上游出現過壓時克服了彈性的預應力，并且被 施加預應力的節流閥瓣12開通了一個間隙，通過該間隙可以降低過壓和進而降低節流閥 瓣12上游的過度升高的溫度。因此可以借助于已知的廢氣調節系統在處于發動機最大轉速時不超過允許的最 大壓力。在此方案中發動機的制動壓力施加了打開的力，其在已知的解決方法中克服了包 括的彈簧機構。然而存在的不利之處在于，或者是節流閥瓣自身或者至少是限制閥由于在廢氣通道中的脈動的壓力而不斷震動或抖動，這是因為氣體不是在固定的氣流中而是分批 地相應于活塞沖程由發動機排出。這導致了劇烈的磨損和這樣的廢氣調節系統的很低的使 用壽命，并且可能附加地導致了劇烈的噪聲增長。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的缺陷并且提出一種廢氣調節系統，其不僅將在關 閉的廢氣節流閥瓣上游的壓力上升用于排氣閥制動器，而且有利地使用了與壓力上升相聯 系的、在廢氣節流閥的上游在廢氣通道中的溫度上升。該目的利用獨立權利要求的主題來實現。由從屬權利要求得出本發明的有利的改
進方案。根據本發明實現了 一種廢氣調節系統和一種廢氣調節方法。廢氣調節系統具有在 廢氣通道中的廢氣節流閥和帶有作動桿的廢氣節流閥的作動裝置。廢氣壓力調節裝置調節 在廢氣通道中的廢氣節流閥上游出現的廢氣壓力。另外作動桿具有調節作動機構，該調節 作動機構和壓力補償容積共同作用。壓力補償容積在此和廢氣節流閥上游的節流口氣動地 連接。該廢氣調節系統的有利之處在于，在廢氣節流閥上游的壓力通過節流口導入補償 容積中，并且從該處出發引向作動機構，其可以取決于直接在作動機構處出現的壓力通過 連桿穩定地將廢氣節流閥從關閉位置轉換到取決于壓力調節的位置中。通過節流口和補償 容積的共同作用而形成了延遲構件(Verzogerungsglied ),其以有利的方式在很大程度 上由脈動的廢氣壓力中濾出高頻的壓力峰值。通過廢氣節流閥和出口容積的配合，可以這 樣調節該延遲構件的過濾器性能，即利用根據本發明的廢氣調節系統避免了廢氣節流閥的 高頻抖動和長期過高的壓力。通過補償容積形成了有些緩慢的平均的壓力上升，然而這種 壓力上升并不導致對附加的氣缸閥的擠壓，這是因為作動桿上的調節作動機構能夠實現在 廢氣節流閥上游的廢氣壓力的調節和由廢氣壓力而確定的廢氣溫度的調節。在此優選地，廢氣壓力調節裝置具有廢氣壓力限制裝置，其能夠實現對廢氣節流 閥上游的廢氣壓力進行限制。為了調節壓力或限制壓力，廢氣節流閥可以具有節流閥瓣，該節流閥瓣通過擺動 軸與作動桿并進而與調節作動機構共同作用。廢氣節流閥優選地具有代替節流閥瓣的蝶形 節流閥瓣，該蝶形節流閥瓣設計完全對稱于旋轉軸，其中旋轉軸和在節流閥區域中的廢氣 通道的對稱軸相互重合。這樣的蝶形節流閥瓣的有利之處在于，使在節流閥瓣軸處需要的 調節力最小。在本發明的一個優選的實施方式中，作動裝置具有占據兩個終端位置的驅動裝 置，在第一終端位置中，作動桿和調節作動機構將廢氣節流閥保持在打開位置中。在驅動裝 置的第二終端位置中，調節作動機構起作用并且廢氣節流閥保持在由壓力補償容積的廢氣 壓力限定的位置中。基于在補償容積中均勻化處理的壓力，該位置是完全穩定的，從而不會 出現節流閥瓣、特別是蝶形節流閥瓣的抖動。為了實現驅動裝置的兩個終端位置，驅動裝置可以具有電磁驅動的活塞。這樣的 螺線管驅動裝置的有利之處在于，其可以相對快速地在連桿的兩個終端位置之間移動。在本發明的另一個實施方式中，驅動裝置具有液壓驅動的活塞，其中這樣的驅動裝置具有以減震(gedampften )的方式占據兩個終端位置的可能性。在本發明的另一個實施方式中，驅動裝置具有氣動驅動的活塞，其中這樣的氣動 的驅動裝置可以在其運動過程中對于連桿以有利的方式進行改變。此外調節作動機構和驅動裝置的活塞機械連接。該機械的連接不僅包括直接在活 塞上固定調節作動機構，而且包括通過相應的推桿將驅動裝置的運動傳遞到調節作動機構 上。在此，可以利用在活塞上直接固定調節作動機構從而連接對于廢氣節流閥的受廢氣壓 力限制的位置而言相對較大的調節區域，而借助于推桿可以相應地減小連桿的取決于壓力 的偏轉量。對于液壓或氣動的驅動裝置提出，作動裝置具有調節缸、活塞和在調節缸的第一 非激活的狀態中施加了由彈簧力預加載的推桿。在此調節缸和與該推桿相反地設置的端部 鉸接地固定。如果推桿的上升運動和調節作動機構的上升運動直線地實現并且通過鉸鏈和 杠桿臂連接，則這種鉸接的固定可以以有利的方式在將廢氣節流閥從打開位置調節到關閉 位置中時補償杠桿臂圍繞廢氣節流閥的旋轉軸的圓周運動，并且反之亦然。調節作動機構可以如帶有驅動活塞的驅動裝置那樣相類似地構造。對此優選地， 調節作動機構具有帶有施加了由彈簧力預加載的作動機構活塞和固定在作動機構活塞處 的作動機構桿的作動機構缸。作動機構桿的自由的端部鉸接在杠桿臂上，杠桿臂和廢氣節 流閥的旋轉軸共同作用。在此，只有當廢氣節流閥在關閉位置中并且在廢氣節流閥的上游 形成了在廢氣通道中過高的壓力和取決于壓力的過高的溫度時，調節作動機構才起作用。 如果形成了不允許的較高的最大壓力，在此情況下產生了對附加的氣缸閥擠壓的危險，則 通過節流口在廢氣節流閥的上游裝載壓力補償容積，并且可以使作動機構或作動機構活塞 運動。為了實現壓力補償容積和作動機構缸之間的共同作用，該作動機構缸具有開口， 該開口和壓力補償容積氣動地連接。此外在壓力補償容積的壓力降低的狀態中，鉸接在作 動機構桿處的杠桿臂具有最大偏轉量；并且在壓力補償容積的壓力加載的狀態中，杠桿臂 具有根據壓力進行調節的偏轉量。此外實際上縮短了由驅動裝置的推桿和調節作動機構的作動機構桿共同組成的 作動桿的長度。如上面已經說明的，在要求連桿的較大偏轉量時可直接在驅動活塞上安裝 作動機構缸，這以優選的方式對于柴油顆粒過濾器(DPF)的清潔來說可以是有利的，從而 使得在發動機運行時和在打開燃油噴射時能夠實現在廢氣節流閥上游的更高的溫度變化。在本發明的一個優選的實施方式中，在廢氣節流閥的上游在廢氣通道的節流口處 布置了壓力補償容積容器，其通過壓力管路和作動機構缸的開口連接。在此將該壓力管路 設計為柔性的(flexibel)，從而能夠跟隨作動桿的運動并且進而跟隨作動機構缸的運動。在本發明的另一個優選的實施方式中，壓力補償容積和調節作動機構布置在共同 的容器中。其優點在于，可以減少廢氣調節系統的組件的數量，這對于庫存成本、備用件成 本和安裝成本而言都是有利的。此外提出，推桿設計為空心圓柱體，其中空心圓柱體具有調節作動機構。這樣的空 心圓柱體因此直接安裝在驅動活塞上，從而使空心圓柱體的長度在用于控制廢氣節流系統 的杠桿臂處確定了可能的最大的傳動行程。此外，設計為推桿的空心圓柱體可以形成用于 調節作動機構和壓力補償容積的共同的殼體。在此情況下，進一步減少了為廢氣調節系統而準備的組件的數量，這是因為不僅取消了推桿，而且空心圓柱體同時也可以形成用于驅 動氣缸中的驅動裝置的活塞。此外提出，廢氣節流閥布置在內燃機的廢氣彎管的下游和DPF的上游。在此情況 下，廢氣節流閥和廢氣調節系統共同用作為排氣節流閥瓣制動器，如果停止了在發動機中 的燃油噴射，那么可以將排氣節流閥瓣制動器激活。另一方面，廢氣節流閥可以布置在內燃 機的DPF的下游和排氣消音器的上游。在此情況下可以利用和廢氣通道中的壓力上升相聯 系的廢氣溫度的上升，以便例如通過加熱對DPF進行清潔，其中在發動機中的噴射過程或 噴射燃油并不停止。這樣的清潔不僅可以在機動車運行中循環地實現，而且也可以當發動機運轉時在 機動車的停止狀態中實現。因為在此情況下發動機不作為壓縮機工作，更確切地說而是供 應熱的廢氣，所以有益地實現了調節作動機構的較大的取決于壓力的偏轉量，如在一個下 面所說明的本發明的實施方式那樣，從而例如在行駛的機動車中可以進行優化的溫度循環 用于清潔DPF。一種利用廢氣調節系統的廢氣調節方法具有以下的方法步驟。首先將廢氣節流閥 設置在廢氣通道中，其可通過作動裝置的作動桿進行調節。此外提供在廢氣通道中的廢氣 節流閥上游出現的脈動的廢氣壓力的廢氣壓力調節裝置。在廢氣節流閥上游附加地設置節 流口，該節流口將脈動的廢氣壓力引向壓力補償容積，脈動的廢氣壓力的壓力峰值被補償， 并且將補償的廢氣壓力弓I向調節作動機構。在此，帶有調節作動機構的作動桿在驅動裝置的第一終端位置中將廢氣節流閥穩 定地保持在打開位置中。在驅動裝置的第二終端位置中，帶有調節作動機構的作動桿將廢 氣節流閥保持在由壓力補償容積中的存在的壓力調節的穩定的位置中。這樣的廢氣調節方 法可以以有利的方式不僅用于排氣閥制動器而且還用于DPF的清潔過程和再生過程。根據該廢氣調節方法，將廢氣節流閥瓣上游的壓力在廢氣節流閥瓣的關閉位置中 通過節流口引向壓力補償容積，并且補償的廢氣壓力供給作動機構，作動機構根據補償的 廢氣壓力調節地打開廢氣節流閥瓣。在此，節流口和壓力補償容積形成具有過濾效果的延 遲構件，其中使得脈動的廢氣壓力的壓力峰值降低或濾出，其中這樣調節過濾器性能，即廢 氣節流閥瓣占據了根據壓力進行調節的穩定的位置。根據該廢氣調節方法，只要作動裝置的驅動裝置是非激活的并且保持第一終端位 置，廢氣節流閥就一直保持在第一打開位置。一旦激活作動裝置的驅動裝置并且占據第二 終端位置，在第二終端位置中，調節作動機構具有由壓力補償容積的壓力調節的位置，則將 廢氣節流閥相應于關閉位置進入到取決于壓力的第二調節的穩定的位置中。此外驅動裝置可以電磁地、液壓地或氣動地驅動調節缸中的活塞，并且將活塞從 第一終端位置移動到第二終端位置中。在本方法的一個優選的實施方式中，杠桿臂由作動機構缸的作動機構活塞取決于 壓力進行調節，該杠桿臂和廢氣節流閥的旋轉軸共同作用并且鉸接在作動機構桿的自由端 部處。對此，作動機構缸通過開口和壓力補償容積氣動地連接。在壓力補償容積的壓力降 低的狀態中，鉸接在作動機構桿處的杠桿臂具有最大偏轉量；并且在壓力補償容積的壓力 加載的狀態中，將杠桿臂通過調節作動機構進入到取決于壓力進行調節的偏轉量中。如果廢氣節流閥布置在內燃機的廢氣彎管的下游和發動機系統的煙塵過濾器的上游，并且這樣地通過廢氣節流閥調節在廢氣彎管中的壓力，即在關閉燃油噴射時在發動 機制動過程中不超過在內燃機中最大允許的壓力和取決于壓力的最大允許的溫度，那么廢 氣調節方法可以用作對發動機制動的增強。此外可能的是，廢氣調節方法用于對廢氣通道加熱，以便因此對DPF進行清潔。對 此廢氣節流閥布置在內燃機的煙塵過濾器的下游和排氣消音器的上游，并且這樣地通過廢 氣節流閥調節在廢氣通道中的壓力，即在清潔DPF時不超過在內燃機中最大允許的壓力和 在打開燃油噴射時在DPF中取決于壓力的最大允許的溫度。
現在根據附圖詳細地說明本發明。圖1示出了根據本發明的第一實施方式的廢氣調節系統的原理圖；圖2示出了在驅動裝置的活塞的第一終端位置中的根據圖1的廢氣調節系統的原 理圖；圖3示出了在驅動裝置的活塞的第二終端位置中的根據圖1廢氣調節系統的原理 圖；圖4示出了在帶有激活的調節作動機構的活塞的第二終端位置中的根據圖1廢氣 調節系統的原理圖；圖5示出了根據本發明的第二實施方式的廢氣調節系統的原理圖；圖6示出了根據本發明的第三實施方式的廢氣調節系統的原理圖；圖7示出了根據現有技術的廢氣調節系統的原理圖；圖8示出了根據現有技術的另一種廢氣調節系統的原理圖；圖9示出了根據現有技術的另一種附加的廢氣調節系統的原理圖。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的第一實施方式的廢氣調節系統1的原理圖。廢氣調節系 統1在廢氣通道5中具有廢氣節流閥4，該廢氣節流閥可以圍繞旋轉軸28在箭頭A和B的 方向上從打開位置運動到關閉位置中，并且反之亦然。此外杠桿臂27固定在向外引導的旋 轉軸28處，該杠桿臂鉸接地連接了調節裝置8。調節裝置8包括了在調節缸20中的驅動裝 置16，推桿21由調節缸向外伸出。推桿21承載調節作動機構9，作動機構桿25由調節作動機構向外伸出，其利用其 自由的端部26鉸接地連接廢氣節流閥4的杠桿臂27。因為用于調節節流閥瓣12的杠桿臂 27進行圓周運動，這里將節流閥瓣設計為蝶形節流閥瓣13，所以作動裝置6的作動桿7利 用驅動裝置16的調節缸20的端部22鉸接地支撐在固定點45上。驅動裝置16在本發明的該實施方式中氣動地通過柔性的壓力管路44在箭頭C的 方向上供給壓縮空氣以用于激活，通過壓縮空氣供給管路46和通過電操作的雙向開關39 傳輸壓縮空氣。在雙向開關39關閉時，壓縮空氣由調節缸20通過在箭頭D方向上的壓力 管路44和箭頭E方向上的雙向開關39的壓力排出口 47排出。利用以下圖示詳細地說明 了在驅動裝置16和作動機構9之間的共同作用。為了控制作動機構9，在廢氣節流閥4的上游布置了節流口 11，該節流口供給壓力補償容積10，該壓力補償容積儲存在壓力補償容積容器30中，并且通過壓力管路31氣動地 連接了調節作動機構9的開口 29。這里示出截面圖的廢氣通道5可以為了增強內燃機的制 動而布置在內燃機的廢氣彎管的下游，或者為了加熱柴油顆粒過濾器(DPF)而在DPF的上 游安裝在現有的廢氣通道中。如果廢氣節流閥占據了關閉位置，則在兩種情況中相對在廢氣節流閥4下游的壓 力P2和溫度T2使在廢氣節流閥4上游的壓力和溫度上升到P1或1\。在廢氣節流閥4的打 開位置中，在P1和P2之間應出現盡可能小的壓差，其方法是這樣設計廢氣節流閥瓣12，即 該廢氣節流閥瓣作為在打開位置中的很小的流阻。圖2根據圖1在驅動裝置16的活塞19的第一終端位置14中示出了廢氣調節系 統1的原理圖。驅動裝置16對此具有調節缸20，在該調節缸中由螺旋彈簧件48將活塞19 壓入第一位置14，其中同時將固定在活塞19處的推桿21拉入調節缸20中。代替螺旋件 48作為用于活塞14的復位件，也可以通過在此示出的螺旋件48的區域中的壓力傳輸確保 該復位功能。這相對于通過螺旋彈簧48引起的預應力有利的是，不以沖擊形式將推桿21 拉入調節缸中，而是可以可控地返回調節缸中。代替這里示出的氣動的驅動裝置16，活塞19也可以借助于電磁的驅動裝置或液 壓的驅動裝置進行運動。在本發明的第一實施方式中，調節作動機構9布置在活塞連桿21 的端部上，該調節作動機構在自身方面具有作動機構缸23、作動機構活塞24和作動機構桿 25。作動機構活塞24通過在最大偏轉量Xm中的螺旋彈簧件49保持在作動機構缸23中， 并且在驅動裝置16和調節作動機構9的這種未激活的狀態中通過作動機構桿25確保了廢 氣節流閥4的節流閥瓣12保持在打開位置17中，該作動機構桿利用其自由的端部26鉸接 在杠桿臂27處。如果將驅動活塞19通過激活驅動裝置16帶入到此處未示出的第二終端位置中， 那么實現了杠桿臂27在箭頭G方向上的圓周運動，因此調節缸20利用其與推桿21相對設 置的端部22相對固定點45鉸接地布置。廢氣通道5中的壓力和溫度在節流閥瓣12的上 游和下游幾乎相等。在廢氣通道5中的廢氣壓力正常時，雖然壓力補償容積10通過節流口 11連接了廢氣通道，然而并不激活調節作動機構9，其通過作動機構缸23中的開口 29和壓 力管路31連接了在補償容積容器30中的補償容積10。圖3示出了在驅動裝置16的活塞19的第二終端位置15中的根據圖1的廢氣調 節系統1的原理圖。對此，壓縮空氣在箭頭C的方向上壓入調節缸20中，并且將螺旋彈簧 件48通過活塞19共同壓縮直到第二終端位置15，該終端位置通過止擋件51限定在調節 缸20中。推桿21和作動機構桿25在活塞19的該第二終端位置中確保節流閥瓣12通過 杠桿臂27移動進入關閉位置中。壓力P1在廢氣通道5中在節流閥瓣12的上游升高，然而該壓力在時間上不是恒 定的，而是脈動地作用在關閉的節流閥瓣12上。該脈動的廢氣壓力通過節流口 11引向補
償容積10，其作用如同過濾器并且將P1的壓力峰值修平(glSttet)或濾出。因此補償的
壓力通過壓力管路31經過作動機構缸23的開口 29壓入作動機構缸23中。只要不超過臨 界的或最大允許的壓力，則在作動機構的最大偏轉量Xm的情況下，節流閥瓣12保持在該關 閉位置34中并且作動機構活塞保持在此處示出的位置中。
圖4示出了在帶有激活的調節作動機構9的活塞19的第二終端位置15中的根據 圖1的廢氣調節系統1的原理圖。如果平均的壓力Pm在壓力補償容器30的壓力補償容積 10中超過閾值，那么因此將作動機構缸23中的開口 29通過壓力管路31激活，并且作動機 構活塞24經過取決于壓力的偏轉量Xp，從而使作動機構桿25縮短了作動桿7的總長度并 且進而將節流閥瓣12送入取決于壓力的第二位置18中，并且在箭頭F方向上的廢氣氣流 可以穿過在節流閥瓣12和廢氣通道壁之間的間隙流動，其確保了壓力P1在節流閥瓣12的 上游保持在恒定的允許的高度上。圖5示出了根據本發明的第二種實施方式的廢氣調節系統2的原理圖。利用相同 的參考標號示出了如同在前面圖示中的具有相同功能的組件并且不再重復描述。在根據本 發明的第二種實施方式中僅僅示出了調節缸20的活塞19的第二終端位置15。該第二種實 施方式由此區別于根據圖1至4的本發明的第一種實施方式，即補償容積10和調節作動機 構9布置在共同的殼體32中。該共同的殼體32具有填充了壓力補償容積10的區域和可 以使作動機構缸23內部的作動機構活塞24在其中運動的區域，其中通過開口 29將兩個區 域彼此氣動地連接。該實施方式的有利之處在上面已經討論過，因此不再進行重復討論。圖6示出了根據本發明在調節缸20中的驅動裝置16的活塞19的第二終端位置 15中的第三種實施方式的廢氣調節系統3的原理圖。這里也利用相同的參考標號示出了如 同在前面圖示中具有相同功能的組件并且不再重復描述。與之前的實施方式的區別在于， 現在設置代替推桿21的空心圓柱體33，在該空心圓柱體中安置了壓力補償容積10和調節 作動機構9。該空心圓柱體33直接固定在驅動活塞19上，從而可能有明顯更大的最大偏轉 量乂111用于作動機構桿25的運動。這樣的增大對于根據本發明的、用于對DPF進行清潔的 廢氣調節系統來說有好處，特別是在發動機運行和打開噴射裝置時對在廢氣通道5中的廢 氣進行清潔并且也進行節流。對此在廢氣系統的區域中的廢氣節流閥4布置在DPF的下游 和內燃機的未示出的排氣消音器的上游。該廢氣調節系統3可以用于清潔固定發動機、船 舶發動機的柴油顆粒過濾器或者用于發電機和軌道機動車的柴油動力裝置。圖7至9示出了根據現有技術的廢氣調節系統40，50和60的實施方式，并且在開 頭已經進行了討論，從而在此可以省去重復的敘述。參考標號表1 廢氣調節系統(第一實施例)2 廢氣調節系統(第二實施例)3 廢氣調節系統(第三實施例)4 廢氣節流閥5 廢氣通道6 作動裝置7 作動桿8 調節裝置9 調節作動機構10 壓力補償容積11 節流口12 節流閥瓣
13蝶形節流閥瓣14驅動裝置的第一終端位置15驅動裝置的第二終端位置16驅動裝置17打開位置18取決于壓力進行調節的穩定的位置19活塞20驅動裝置的調節缸21驅動裝置的推桿22調節缸的鉸接的端部23作動機構缸24作動機構活塞25作動機構桿26作動機構桿的自由的端部27廢氣節流閥的杠桿臂28廢氣節流閥的旋轉軸29作動機構缸的開口30壓力補償容積容器31壓力管路32殼體或容器33空心圓柱體34關閉位置35限壓閥36閥門閥瓣37開口38板簧39開關40廢氣調節系統(現有技術)41區域42閥頭43過壓閥44壓力管路45固定點46壓縮空氣供給管路47壓力排出口48螺旋彈簧件49螺旋彈簧件50廢氣調節系統(現有技術)51止擋件
60廢氣調節系統(現有技術)
Pm補償的廢氣壓力
P1廢氣壓力(在閥門上游)
P2廢氣壓力(在閥門下游)
T1廢氣溫度(在閥門上游)
T2廢氣溫度(在閥門下游)
Xm最大偏轉量
xP取決于壓力的偏轉量
A至G箭頭方向
權利要求
一種廢氣調節系統，具有 在廢氣通道(5)中的廢氣節流閥(4)； 所述廢氣節流閥(4)的、帶有作動桿(7)的作動裝置(6)； 調節在所述廢氣通道(5)中的所述廢氣節流閥(4)上游出現的廢氣壓力(P1)的廢氣壓力調節裝置(8)，其特征在于，所述作動桿(7)具有調節作動機構(9)，所述調節作動機構和壓力補償容積(10)共同作用，其中所述壓力補償容積(10)與所述廢氣節流閥(4)上游的節流口(11)氣動連接。
2.根據權利要求1所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述廢氣壓力調節裝置(8)具有 廢氣壓力限制裝置。
3.根據權利要求1或2所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述廢氣節流閥(4)具有節 流閥瓣(12)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述廢氣節流閥 (4)具有蝶形節流閥瓣(13)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述作動裝置(6) 具有占據兩個終端位置(14，15)的驅動裝置(16)，在第一終端位置(14)中，所述作動桿 (7)和所述調節作動機構(9)將所述廢氣節流閥(4)保持在打開位置(17)中，并且其中在 所述驅動裝置(16)的第二終端位置(15)中的所述廢氣節流閥(4)具有通過所述調節作動 機構(9)和所述壓力補償容積(10)的廢氣壓力(Pffl)限定的位置(18)。
6.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述驅動裝置(16) 具有電磁驅動的活塞(19)。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述驅動裝置 (16)具有液壓驅動的活塞(19)。
8.根據權利要求1至5中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述驅動裝置 (16)具有氣動驅動的活塞(19)。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述調節作動機構(9)與所述驅動裝置(16)的所述活塞(19)機械連接。
10.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述作動裝置(6) 的所述驅動裝置(16)具有調節缸(20)、活塞(19)和在所述調節缸(20)的第一非激活的狀 態中施加了由彈簧力預加載的推桿(21)，并且其中所述調節缸(20)利用與所述推桿(21) 相反地設置的端部(22)鉸接地固定。
11.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述調節作動機 構(9)具有帶有施加了由彈簧力預加載的作動機構活塞(24)和固定在所述作動機構活塞 (24)上的作動機構桿(25)的作動機構缸(23)，其中所述作動機構桿(25)利用自由端部 (26)鉸接在杠桿臂(27)上，所述杠桿臂與所述廢氣節流閥(4)的旋轉軸(28)共同作用。
12.根據權利要求11所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述作動機構缸(23)具有 開口(29)，所述開口和所述壓力補償容積(10)氣動地連接，并且其中在所述壓力補償容積(10)的壓力降低的狀態中，鉸接在所述作動機構桿(25)處的所述杠桿臂(27)具有最大偏 轉量OO ；并且在所述壓力補償容積(10)的壓力加載的狀態中，所述杠桿臂(27)具有根據 壓力進行調節的偏轉量(Xp)。
13.根據權利要求12所述的廢氣調節系統，其特征在于，在所述廢氣通道(5)的所述節 流口(11)處布置有壓力補償容積容器(30)，所述壓力補償容積容器通過壓力管路(31)與 所述作動機構缸(23)的所述開口(29)連接。
14.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述壓力補償容積 (10)和所述調節作動機構(9)布置在共同的容器(32)中。
15.根據權利要求10至14中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述推桿(21) 設計為空心圓柱體(33)，其中所述空心圓柱體(33)具有所述調節作動機構(9)。
16.根據權利要求10至15中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述推桿(21) 設計為空心圓柱體(33)，其中所述空心圓柱體(33)具有所述調節作動機構(9)和所述壓力 補償容積(10)。
17.根據前述權利要求中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述廢氣節流閥 (4)布置在內燃機的廢氣彎管的下游和煙塵過濾器的上游。
18.根據權利要求1至16中任一項所述的廢氣調節系統，其特征在于，所述廢氣節流閥 (4)布置在內燃機的煙塵過濾器的下游和排氣消音器的上游。
19.一種利用廢氣調節系統的廢氣調節方法，其中所述廢氣調節方法具有以下方法步驟_將廢氣節流閥(4)設置在廢氣通道(5)中；_設置所述廢氣節流閥(4)的、帶有作動桿(7)的作動裝置(6)；-設置調節在所述廢氣通道(5)中的所述廢氣節流閥(4)上游出現的脈動的廢氣壓力 (P1)的廢氣壓力調節裝置(8)，其特征在于，節流口(11)設置在所述廢氣節流閥(4)的上游，由所述節流口將脈動的 所述廢氣壓力(P1)引向壓力補償容積(10)，補償脈動的所述廢氣壓力(P1)的壓力峰值，并 且由所述壓力補償容積將補償的廢氣壓力(Pm)引向調節作動機構(9)，其中帶有所述調 節作動機構(9)的所述作動桿(7)在驅動裝置(16)的第一終端位置(14)中將所述廢氣節 流閥(4)穩定地保持在打開位置(17)中；并且在所述驅動裝置(16)的第二終端位置(15) 中，帶有所述調節作動機構(9)的所述作動桿(7)將所述廢氣節流閥(4)保持在由所述壓 力補償容積(10)的存在的所述壓力(Pm)調節的穩定的位置(18)中。
20.根據權利要求19所述的廢氣調節方法，其特征在于，將所述廢氣節流閥瓣(4)上游 的所述壓力(P1)在廢氣節流閥瓣(12)的關閉位置(34)中通過所述節流口(11)引向所述 壓力補償容積(10)，并且補償的所述廢氣壓力(Pm)供給所述作動機構(9)，所述作動機構 根據補償的所述廢氣壓力(Pm)調節地打開所述廢氣節流閥瓣(4)。
21.根據權利要求20所述的廢氣調節方法，其特征在于，所述節流口(11)和所述壓力 補償容積(10)形成具有過濾效果的延遲構件，其中使得脈動的所述廢氣壓力(P1)的壓力 峰值降低或濾出，其中這樣調節過濾器性能，即所述廢氣節流閥瓣(12)占據根據壓力進行 調節的穩定的位置(18)。
22.根據權利要求19至21中任一項所述的廢氣調節方法，其特征在于，只要所述作動 裝置(6)的所述驅動裝置(16)是非激活的并且保持所述第一終端位置(14)，那么所述廢氣 節流閥(4)就保持在第一打開位置(17)中。
23.根據權利要求22所述的廢氣調節方法，其特征在于，一旦激活所述作動裝置(6)的所述驅動裝置(16)并且占據所述第二終端位置，所述廢氣節流閥(4)的位置就保持在調節 的穩定的第二所述位置(18)中，在所述第二終端位置時，所述調節作動機構(9)占據由所 述壓力補償容積(10)的所述壓力(Pm)調節的位置，并且將所述廢氣節流閥(4)相應于所 述關閉位置(34)進入到取決于壓力的調節的穩定的第二所述位置(18)中。
24.根據權利要求22或23所述的廢氣調節方法，其特征在于，所述驅動裝置(16)電磁 地、液壓地或氣動地驅動調節缸(20)中的活塞(19)，并且將所述活塞從所述第一終端位置 (14)移動到所述第二終端位置(15)中。
25.根據權利要求19至24中任一項所述的廢氣調節方法，其特征在于，杠桿臂(27)由 作動機構缸(23)的作動機構活塞(24)取決于壓力進行調節，所述杠桿臂和所述廢氣節流 閥(4)的旋轉軸(28)共同作用并且鉸接在作動機構桿(25)的自由端部(26)處。
26.根據權利要求25所述的廢氣調節方法，其特征在于，所述作動機構缸(23)通過開 口(29)與所述壓力補償容積(10)氣動地連接，并且其中在所述壓力補償容積(10)的壓力 降低的狀態中，鉸接在所述作動機構桿(25)處的所述杠桿臂(27)具有最大偏轉量OO ；并 且在所述壓力補償容積(10)的壓力加載的狀態中，所述杠桿臂(27)通過所述調節作動機 構(9)進入到取決于壓力進行調節的偏轉量(Xp)中。
27.根據權利要求19至26中任一項所述的廢氣調節方法，其特征在于，所述廢氣節流 閥(4)布置在內燃機的廢氣彎管的下游和發動機制動系統的煙塵過濾器的上游，并且這樣 地通過所述廢氣節流閥(4)調節在所述廢氣彎管中的所述壓力(P1),即在關閉燃油噴射時 在發動機制動過程中不超過在內燃機中最大允許的壓力和取決于壓力的最大允許的溫度。
28.根據權利要求19至26中任一項所述的廢氣調節方法，其特征在于，所述廢氣節流 閥(4)布置在內燃機的煙塵過濾器的下游和煙塵過濾器-清潔系統的排氣消音器的上游， 并且這樣地通過所述廢氣節流閥(4)調節在所述廢氣通道(5)中的所述壓力(P1),即在清 潔所述煙塵過濾器時不超過在內燃機中最大允許的壓力和在打開燃油噴射時在所述煙塵 過濾器中取決于壓力的最大允許的溫度。
全文摘要
本發明涉及一種廢氣調節系統(1)和一種廢氣調節方法。廢氣調節系統(1)具有在廢氣通道(5)中的廢氣節流閥(4)和廢氣節流閥(4)的、帶有作動桿(7)的作動裝置(6)。廢氣壓力調節裝置(8)調節在廢氣通道(5)中的廢氣節流閥(4)上游出現的廢氣壓力(P1)。此外作動桿(7)具有調節作動機構(9)，該調節作動機構和壓力補償容積(10)共同作用。壓力補償容積(10)在此與廢氣節流閥(4)上游的節流口(11)氣動地連接。
文檔編號F01N1/16GK101932800SQ200980103707
公開日2010年12月29日 申請日期2009年2月20日 優先權日2008年2月22日
發明者邁克爾·赫格斯 申請人:克諾爾商用車制動系統有限公司