<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur Verminderung der gesundheitsschädlichen
Bestandteile in den Abgasen von fremdgezündeten
Verbrennungskraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verminderung der gesundheitsschädlichen Bestandteile in den Abgasen von fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen, wie sie beispielsweise in der österr, Patentschrift Nr. 233326 beschrieben ist.
Eine bekannte Einrichtung dieser Art weist eine im Auspuffrohr angeordnete, von den Abgasen durchströmbare Drosselkammer auf, in deren Drosselöffnung eine um eine Schwenkachse schwenkbare Drosselklappe vorgesehen ist, deren Drosselstellung mittels eines steuerbaren Stellgliedes selbsttätig verstellbar ist. Die Verstellung der Drosselklappe erfolgt hiebei derart, dass in dem Leerlaufbereich und/oder Schiebebereich und/oder einem unteren Teillastbereich ein bestimmter Auslassgegendruck erzeugt wird, während in den übrigen Betriebsbereichen der kleinstmöglichste Auslassgegendruck bewirkt wird. Bei bekannten Abgasdrosselvorrichtungen dieser Art bereitet es Schwierigkeiten, den gewünschten Auslássgegendruck sicher zu bewirken.
Insbesondere besteht die Gefahr, dass sich die Drosselwirkung der Abgasdrosselvorrichtung durch Ablagerung von Verbrennungsrückständen während des Betriebes zunehmend ändert. Auch bereitet es Schwierigkeiten, die Drosselklappe so zu lagern, dass sie auch nach längerer Betriebszeit noch leicht schwenkbar ist, da andernfalls die Gefahr besteht, dass die Drosselklappe durch das Stellglied nicht mehr in der gewünschten Weise verstellbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einfach und betriebssicher ist, und bei der insbesondere die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden sind. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Verminderung der gesundheitsschädlichen Bestandteile in den Abgasen von fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen durch gesteuerte Drosselung des Abgasstromes zur Erreichung einer vollständigere Verbrennung des Kraftstoffluftgemisches im Leerlaufbereich und/oder Schiebebereich und/oder in einem unteren Lastbereich, wobei der Auspuffgegendruck von einer maximalen Grösse in dem Leerlaufbereich und/oder dem Schiebebereich und/oder dem unteren Lastbereich auf einen".
minimalen Wert in einem oberen Lastbereich abnimmt, unter Verwendung einer im Auspuffrohr angeordneten von den Abgasen durchströmbaren Drosselkammer, in deren Drosselöffnung eine steuerbare Drosselklappe vorgesehen ist, gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine den Umfang der Drosselöffnung im wesentlichen umfassende Innenschulter vorgesehen ist, die eine Auflagefläche hat, auf der die um eine Schwenkachse schwenkbare Drosselklappe in ihrer Schliessstellung mit einem sich im wesentlichen über, < den gesamten Umfang der Drosselklappe erstreckenden Randstück aufliegt.
Um eine besonders gute Dichtung zwischen der Drosselklappe und ihrer Auflagefläche zu erreichen, ist es in vielen Fällen zweckmässig, wenn die Auflagefläche eben ausgebildet ist.
Um in der Schliessstellung der Drosselklappe eine gleichmässige Dichtwirkung zu erzielen, ist es günstig, wenn die Überlappung der Auflagefläche und des Randstückes der Drosselklappe mindestens 1-2 mm, vorzugsweise 2-8 mm, beträgt. In manchen Fällen kann jedoch auch eine grössere, seltener eine kleinere Überlappung von Vorteil sein.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Querschnitt der Drosselöffnung der Drosseikammer kann von irgendeiner beliebigen Form sein, wenn er nur so ausgebildet ist, dass er in der Offenstellung der Drosselklappe einen vernachlässigbar kleinen Auslassgegendruck bewirkt und in der Schliessstellung eine sichere Abdichtung erleichtert. Zu diesem Zweck hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Drosselöffnung der Drosselkammer rechteckförmig oder elliptisch ist.
Die Innenschulter kann von irgendeiner geeigneten Bauart sein und aus irgendeinem geeigneten, hitzebeständigen Material hergestellt sein. Als Material kann beispielsweise mit Vorteil Gusseisen oder Oxydkeramik vorgesehen hein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Innenschulter einstückig mit der an sie anschliessenden Wandung der Drosselkammer. In diesem Fall kann die Innenschulter durch Ziehen oder Prägen aus dem Material der Drosselkammerwandung gebildet sein. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Innenschulter durch ein mit der Wandung der Drosselkammer fest verbundenes, gegebenenfalls mehrstückiges wulstförmiges Glied gebildet ist.
In manchen Fällen hat es sich als günstig erwiesen, wenn die von der Auflagefläche der Schulter auf. gerisseneEbene ungefahr senkrechtauf derLangsachse derDrosseIkammer steht. In diesem Fall beträgt der Schwenkwinkel zwischen der Schliessstellung und der Offenstellung der Drosselklappe zirka 900. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Normale der von der Auflagefläche oder mindestens einer ihrer Teilflächen aufgerissenen Ebene einen spitzen Winkel, vorzugsweise von ungefähr 300, mit der Längsachse der Drosselkammer einschliesst. Damit wird der Schwenkwinkel zwischen der Schliessstellung und der Offenstellung der Drosselklappe um den Betrag des spitzen Winkels verkleinert.
Um auch bei wechselnden Betriebszuständen und nach längerer Betriebszeit eine leichte Schwenkbarkeit der Drosselklappe zu gewährleisten, kann gemäss der Erfindung ferner vorgesehen sein, dass die Schwenkachse der Drosselklappe in Lagerbüchsen aus Oxydkeramik, vorzugsweise aus gesintertem Aluminiumoxyd der Formel Anschwenkbar gelagert ist. An Stelle von Lagerbuchsen aus Oxydkeramik haben sich in manchen Fällen auch Lagerbuchsen aus andern bekannten Sintermaterialien, beispielsweise Sinterlager mit eingelagertem Molybdändisulfid als vorteilhaft erwiesen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Drosselvorrichtung gemäss Schnittlinie 1-1 der Fig. 2, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Drosselvorrichtung nach Fig. 1 gemäss Schnittlinie 2-2, Fig. 3a eine Seitenansicht der Drosselvorrichtung nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A, Fig. 3b einen Schnitt durch die Drosselvorrichtung nach Fig. 1 gemäss Schnittlinie 3b-3b, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Drosselvorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 einen Schnitt durch die Drosselvorrichtung nach Fig. 4 gemäss Schnittlinie 5-5, Fig. 6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Drosselvorrichtung entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Zeichnungen sind sich entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in den Fig. 1-3b dargestellte Drosselvortichtung weist eine im ganzen mit 10 bezeichnete Drosselkammer auf, die in Richtung des Pfeiles B von den Abgasen durchströmt wird. Die bei 11 und 12 angedeuteten Ein- und Austrittsöffnungen der Drosselkammer münden in je ein rohrförmiges Verbindungsstück 13 und 14 aus, die dem Anschluss an die nicht näher dargestellte Auspuffanlage dienen. An dem Rohrstück 14 ist mittels eines Winkelbleches 15 ein im ganzen mit 16 bezeichnetes Stellglied angeordnet, das hier als eine Hubmagnetvorrichtung ausgebildet ist, mittels der die im ganzen mit 18 bezeichnete Drosselklappe geöffnet und geschlossen werden kann. Die Steuerung des Stellgliedes und damit der Drosselklappe 18 erfolgt in Abhängigkeit des jeweiligen Motorzustandes. Die Art und Weise, in der diese Steuerung erfolgt, ist beispielsweise in der österr.
Patentschrift Nr. 233326 beschrieben.
Das Stellglied 16 weist eine Hubstange 20 auf, die in Abhängigkeit desErregungszustandes des nicht dargestellten Hubmagneten des Stellgliedes längsverstellbar ist. In aberregtem Zustand wird diese Stange 20 durch die Feder 19 in die dargestellte Stellung gedrückt, bei der die Drosselklappe 18 geschlossen ist. Diese Hubstange 20 greift in eine Ausnehmung 22 eines Hebelgliedes 23. ein, das fest mit der Schwenkachse 24 der Drosselklappe 18 verbunden ist. Anstatt in den Durchbruch 22 kann die Stange 20 auch in einen der Durchbrüche 25 eingehängt werden. Hiedurch kann dieGrösse derVorspannung der Feder 19 verstellt bzw. eingestellt werden. Die Schwenkachse 24 ist in Lagerbuchsen 26 und 27 gelagert, die bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Oxydkeramik, u. zw. aus ALO hergestellt sind.
Die Lagerbuchse 26 ist mittels einer Lagerkappe 28 und die Lagerbuchse 27 mittels einer zylindrischen Halterung 30 an dem Gehäuse 29 der Drosselkammer befestigt.
<Desc/Clms Page number 3>
In dem Innenraum der im wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden Drosselkammer sind zwei U-förmige Schulterstücke 31 und 32 angeordnet, die dicht an der Innenwandung 33 des Gehäuses 29 anliegen und in diesem Ausführungsbeispiel mit dieser Wandung verschweiss sind. Diese Schulterstücke 31 und 32 weisen an ihren abgeschrägten Frontseiten je eine Teilauflagefläche 36 und 37 auf, an denen die Drosselklappe 18 mit ihren entsprechenden Randstücken 39 und 40 in der dargestellten Schliessstellung dicht anliegt. Diese beiden Teilauflageflä - chen bilden hier zusammen die erfindungsgemässe Auflagefläche.
Die Normale 50 derDrosselklappenebene ist in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel unter einem spitzen Winkel a zu der Längsachse 51 der Drosselkammer angeordnet, um so den Schwenkweg der Drosselklappe zwischen Schliess- und Offenstellung zu verkürzen. Femer ist die Schwenkachse 24 der Drosselklappe aussermittig so angeordnet, dass der Auslassgegendruck ein Öffnungsdrehmoment auf die Drosselklappe ausübt. In Verbindung mit der durch die Keramiklager 26 und 27 bedingten leichten Schwenkbarkeit der Drosselklappe wird hiedurch sichergestellt, dass auch bei einem eventuellen Versagen des Stellgliedes 16 die Drosselklappe ab einem vorbestimmten Auslassgegendruck öffnet und so ein unerwünscht starkes Ansteigen dieses Auslassgegendruckes in höheren Leistungsbereichen verhindert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist die Drosselklappe so ausgebildet und angeordnet, dass ihre jeweilige Plattenebene im wesentlichen senkrecht auf der Längsachse der zylindrischen Drosselkammer steht. In ihrem Innenraum ist eine fest mit der Wandung 29 verbundene Ringschulter 42 angeordnet, die ein ringförmiges Auflagestück 43 hat, dessen Seitenwandungen 44 und 45 ringsegmentförmige Auflageflächen der Drosselklappe 18 in ihrer Schliessstellung bilden. Die Schwenkachse 24 der Drosselklappe ist in diesem Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass der Auslassgegendruck der in Richtung des Pfeiles C strömenden Abgase kein Öffnungsdrehmoment auf die Drosselklappe ausübt. Vielmehr wird die Drosselklappe in diesem Ausführungsbeispiel ausschliesslich durch das als Federbalg ausgebildete, bei 48 angedeutete Stellglied betätigt.
Das Innere des Federbalges ist in nicht näher dargestellter Weise mit dem Ansaugstutzen der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Bei einer bestimmten Grösse dieses Unterdruckes befindet sich dann die Drosselklappe 18 in ihrer Geschlossenstellung. Bei geringerem Unterdruck ist dagegen die Drosselklappe mindestens teilweise geöffnet.
Hiedurch ist die eingangs erwähnte Entgiftung der Abgase bewirkbar.
In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Innenschulter der Drosselkammer 10 durch die Gehäusewandung 29 dieser Kammer gebildet. Zu diesem Zweck ist die Gehäusewandung über den Umfang der Drosselkammer entsprechend eingebuchtet, wie dies bei 49 angedeutet ist. Durch die aussermittige Lagerung der Schwenkachse 24 wird wieder erreicht, dass der Druck der in Richtung des Pfeiles D strömenden Abgase auf die Drosselklappe 18 ein Öffnungsdrehmoment ausübt. Auch kann durch eine solche aussermittige Lagerung der Schwenkachse erreicht werden, dass die Klappe in ihrer Offenstellung durch den Abgasstrom praktisch nicht zu Flatterschwingungen angeregt wird, d. h. sie ist aerodynamisch stabilisiert.
Die Drosselklappe ist ferner durch ein nicht näher dargestelltes Stellglied betätigbar, das beispielsweise einem der im Zusammenhang mit den vorerwähnten Ausführungsbeispielen dargestellten Stellgliedern entsprechen kann.
Während die Drosseleinrichtung nach den Fig. 1-3b erfindungsgemäss als geschlossene Baueinheit ausgebildet ist, die jederzeit nachträglich montierbar ist, handelt es sich bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4-6 um nicht lösbar mit dem an die Drosselkammer anschliessenden Auspuffrohr verbundene Drosseleinrichtungen.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.