CZ283723B6

CZ283723B6 - Zařízení pro regulaci teploty nasávaného vzduchu spalovacích motorů

Info

Publication number: CZ283723B6
Application number: CZ931950A
Authority: CZ
Inventors: Heinz Andress; Arthur Klotz; Heinz Müller; Herbert Seidl
Original assignee: Filterwerk Mann + Hummel Gmbh
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 1998-06-17
Also published as: JPH06193523A; CZ195093A3; EP0589153A1; MX9305789A; EP0589153B1; ES2094418T3; DE9212739U1; DE59303846D1; BR9303090A; JP2675253B2; US5421307A

Abstract

V násavacím vzduchovém filtru (4) je upravena výkyvná ovládací klapka (11), spolupracující s pneumatickým regulačním orgánem, přičemž regulační orgán vytváří prostřednictvím bimetalového regulátoru v závislosti na teplotě vzduchu přiváděného do spalovacího motoru přestavování ovládací klapky (11). Dále je upraven termostat (40), který prostřednictvím pohyblivého dorazu určuje oblast výkyvu ovládací klapky (11) ve směru uzavírání kanálu (10) horkého vzduchu. Termostat (40) je uspořádán v úložném ústrojí (41). Toto úložné ústrojí (41) je prostřednictvím svarového spoje upevněno v kanálu (9) studeného vzduchu.ŕ

Description

Vynález se týká zařízení pro regulaci teploty vzduchu, nasávaného spalovacím motorem, s regulační klapkou, výkyvnou v sacím hrdle nečištěného vzduchu vzduchového filtru spalovacího motoru, s pneumatickým ovladačem, přestavujícím ovládací klapku v závislosti na teplotě vzduchu, přiváděného do spalovacího motoru, a s termostatem, uspořádaným v úložném ústrojí, upraveném v sacím kanálu studeného nečištěného vzduchu, přičemž sací kanál je připojen na sací hrdlo a termostat je ve styku s jedním koncem přenosového kolíku, odpruženým tlačnou pružinou a opatřeným na svém druhém konci podélným otvorem, v němž je pohyblivě uložen ovládací čep regulační klapky. Vynález se dále týká způsobu výroby tohoto zařízení.

Dosavadní stav techniky

Z DE-PS 26 24 210 je známé zařízení uvedeného typu. Toto zařízení slouží k udržování teploty nasávaného vzduchu v daném rozmezí a sestává z pneumatického regulačního orgánu, který je řízen teplotním čidlem v podobě bimetalového elementu.

Při otevřené hlavní škrticí klapce, tedy v provozním stavu při plném zatížení, má spalovací motor nasávat chladnější vzduch, aby se dosáhlo dokonalejšího stupně plnění a vyššího výkonu. V každém případě se však přitom vytváří ta nevýhoda, že při plném zatížení, a to z ohledu na stávající teplotu, která je nepatrně nad bodem mrazu, může nasávací trakt zamrznout, čímž dojde k podstatnému snížení výkonu spalovacího motoru. Aby se tomu zabránilo, je upraven termostat, na který působí studený vzduch, a který stanovuje rozsah výkyvu ovládací klapky ve směru uzavírání kanálu teplého vzduchu, o znamená, že i při plném zatížení motoru, zejména v kritických oblastech teplot, se ke chladnému vzduchu přimíchává alespoň nepatrné množství teplého vzduchu.

Nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že se termostat musí nastavovat nákladným způsobem, aby se dosáhlo optimální regulační charakteristiky.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit zařízení pro regulaci teploty nasávaného vzduchu spalovacích motorů, u kterého by bylo nastavení termostatu možné uskutečnit jednoduše a spolehlivě, a způsob jeho výroby.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje zařízení pro regulaci teploty vzduchu, nasávaného spalovacím motorem, s regulační klapkou, výkyvnou v sacím hrdle nečištěného vzduchu vzduchového filtru spalovacího motoru, s pneumatickým ovladačem, přestavujícím ovládací klapku v závislosti na teplotě vzduchu, přiváděného do spalovacího motoru, a s termostatem, uspořádaným v úložném ústrojí, upraveném v sacím kanálu studeného nečištěného vzduchu, přičemž sací kanál je připojen na sací hrdlo a termostat je ve styku s jedním koncem přenosového kolíku, odpruženým tlačnou pružinou a opatřeným na svém druhém konci podélným otvorem, v němž je pohyblivě uložen ovládací čep regulační klapky, podle vynálezu, jehož podstatou je, že v sacím kanálu studeného nečištěného vzduchuje upravena dosedací plocha pro umístění úložného ústrojí, které je tvořeno samostatným dílem, jenž je v sacím kanálu studeného nečištěného vzduchu po nastavení vzdálenosti v něm předem uloženého termostatu vůči místu uspořádání regulační

- 1 CZ 283723 B6 klapky, kterážto vzdálenost je závislá na zvoleném typu termostatu a druhu spalovacího motoru, pro který bude zařízení určeno, upevněn prostřednictvím svarového spoje.

Svařením úložného ústrojí se podstatně zjednoduší výroba takzvané regulační skříňky, která obsahuje ústrojí pro regulaci teploty nasávaného vzduchu. Tato regulační skříňka může být vytvořena jako jednoduchý odlitek, zhotovený vstřikovým litím, čímž odpadne nákladné přidržovací ústrojí pro termostat, a je třeba upravit jen vhodné svarové plochy. Je samozřejmé, že místo svarového spoje lze zvolit i jiné druhy spojů, jako například přilepení, přinýtování, přišroubování nebo podobně. Rozhodující je ta skutečnost, že se termostat s úložným ústrojím uloží do vstřikovaného odlitku po jeho zhotovení.

Další výhoda řešení podle vynálezu spočívá v tom, že odpadají celé dodatečné náklady na nastavování. Mimoto odpadnou vhodné nastavovací prostředky, jako jsou šrouby, kluzné plochy nebo posuvná ložiska. Tím se uspoří značné montážní a také výrobní náklady.

Zařízení pro svařování, které je vhodné pro integraci nastavovacích prací do svařovacího procesu, má poměrně jednoduchou konstrukci. Je zde třeba upravit jen podélně posuvný svařovací držák, který umožní přivést úložné ústrojí s termostatem do definované polohy.

Další výhoda řešení podle vynálezu spočívá vtom, že podle druhu konstrukce skříňového systému lze osadit regulační skříňku různými termostaty, a to podle toho, pro jaký spalovací motor bude použita.

Podle dalšího výhodného vytvoření je úložné ústrojí v kanálu studeného vzduchu upevněno ultrazvukovým svarem nebo třecím svarem. Právě tento způsob svařování se velmi dobře osvědčil u částí z plastické hmoty, které jsou uspořádány na obvodu spalovacího motoru.

Další výhodné vytvoření zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že termostat je upraven v sacím kanálu studeného nečištěného vzduchu v podélném směru, to jest podélně ve směru proudění nasávaného vzduchu. Sacím se zajistí, že proudící vzduch se rozprostře po celé povrchové ploše termostatu a tak se dosáhne optimálního účinku termostatu.

Uvedený úkol dále splňuje způsob výroby zařízení pro regulaci teploty vzduchu, nasávaného spalovacím motorem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že po uložení zvoleného termostatu do úložného ústrojí se úložné ústrojí nasune pomocí svařovacího držáku do dutiny sacího kanálu na jeho dosedací plochu a po provedení nastavení vzdálenosti termostatu vůči místu uspořádání regulační klapky, v závislosti na zvoleném termostatu a druhu spalovacího motoru, pro který bude zařízení určeno, se úložné ústrojí přivaří k dosedací ploše sacího kanálu.

Tyto a další znaky výhodných dalších vytvoření vynálezu vyplývají kromě z patentových nároků také z popisu a z výkresů, přičemž jednotlivé znaky mohou být uskutečněny vždy buď samy o sobě nebo společně v podobě kombinací při provedení vynálezu i v jiných oblastech a mohou představovat výhodná, jakož i sama o sobě ochrany schopná, provedení, pro která se zde nárokuje ochrana.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladu provedení vynálezu podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje na sací kanál spalovacího motoru připojený vzduchový na sací kanál spalovacího motoru připojený vzduchový filtr s regulačním ústrojím, obr. 2 detailní znázornění termostatu v podélném řezu a obr. 3 termostat při pohledu od vstupu studeného vzduchu.

-2CZ 283723 B6

Příklady provedení vynálezu

Neznázoměný spalovací motor má sací kanál 1, který nese karburátor 2 s ovladatelnou škrticí klapkou 3. Na karburátor 2 je nasazen vzduchový filtr 4 nasávaného vzduchu s prstencovou, radiálně z vnějšku dovnitř protékanou filtrační vložkou 6, obklopující prostor 5 čistého vzduchu, a sací trubka 7. Sací trubka 7 má sací hrdlo 8 pro nasávání nečištěného vzduchu, do kterého ústí kanál 9 studeného vzduchu a kanál 10 horkého vzduchu. Teplý vzduch se přivádí neznázoměným potrubím teplého vzduchu z oblasti výfukové trubky spalovacího motoru do kanálu 10 horkého vzduchu.

U příkladu provedení je v záběru ovládací tyč 14 pneumatického servomotoru 15 s ovládací klapkou 11, uspořádanou v hrdle 8 nečištěného vzduchu a opatřenou dorazovou pákou 12 a natáčecím čepem 13. Servomotor 15 má pryžovou membránu 16 a tlakovým ovládacím prostorem 19 procházející vratnou pružinu 17 a je prostřednictvím ovládacího tlakového potrubí 37 připojen ve směru proudění za hlavní škrticí klapkou 3 karburátoru 2 na sací kanál 1 spalovacího motoru. Ovládací klapka 11 je prostřednictvím pneumatického servomotoru 15 vykývnutelná proti síle vratné pružiny 17 ze své plnou čarou znázorněné koncové polohy, ve které uzavírá kanál 10 horkého vzduchu a současně otevírá kanál 9 studeného vzduchu, do své opačné, čárkovaně znázorněné, koncové polohy, ve které uzavírá kanál 9 studeného vzduchu a otevírá kanál 10 horkého vzduchu.

V ovládacím tlakovém potrubí 37 je upraven odvětrávací ventil 25, ovládaný v závislosti na teplotě. Ve ventilové skříni 26 je jednostranně upevněn bimetalový element 27, který má na svém volném konci těleso 28 ventilu 25. Těleso 28 ventilu 25 ovládá při dosažení požadované teploty spoj 29 k prostoru 5 čistého vzduchu nasávacího vzduchového filtru 4. Přenos teploty z prostoru 5 čistého vzduchu na bimetalový element 27 se uskutečňuje neznázoměným, v poměru ke spoji 29 malým, otvorem, který známým způsobem připouští proud vzduchu z prostoru 5 čistého vzduchu do vnitřního prostoru ventilové skříně 26, přičemž tento proud vzduchu jen nepatrně může ovlivňovat tlakové poměry.

V kanálu 9 studeného vzduchu je uspořádán termostat 40, vytvořený jako kontrolní, a to napříč k natáčecímu čepu 13 a v podstatě v podélném směru, to jest podélně ve směru proudění nasávaného vzduchu. Termostat 40 má podle obr. 2 těleso 41 a ovládací kolík 42. Na jedné straně se tento ovládací kolík 42 opírá o těleso 41 a na druhé straně prostřednictvím tlačné pružiny 43 o opěrné místo 44 na sací trubce 7. Na ovládacím kolíku 42 termostatu 40 je upraven podélný otvor 45, tomto podélném otvoru 45 je pohyblivě uspořádán čep 46 ovládací klapky 11.

Těleso 41 termostatu 40 je na dosedací ploše 47 svařeno se sací trubkou 7. Na obr. 3 je dosedací plocha 47, stejně jako další dosedací plochy 48, 49, zřetelně patrná. Těleso 41 s termostatem 40 je možné před jeho přivařením posouvat ve směru šipky 50 po sací trubce 7, čímž lze definovat přesnou polohu termostatu 40 vzhledem k ovládací klapce 11.

V dalším je popsána funkce celého systému.

Při chodu spalovacího motoru panuje v celém nasávacím systému podtlak, který je největší v sacím kanálu 1, a který se zmenšuje ve směru ke kanálu 9 studeného vzduchu. Velký podtlak, panující v sacím kanálu 1, se přenáší ovládacím tlakovým potrubím 37 do tlakového ovládacího prostoru 19 pneumatického servomotoru 15 nad pryžovou membránu 16. Tam vytváří v souladu s podtlakem, panujícím na obou stranách pryžové membrány 16 a v souladu s velikostí plochy pryžové membrány 16. přestavnou sílu ovládací klapky 11. Podstatný vliv na tlakové poměry v ovládacím tlakovém potrubí 37 má mimo to vzduch, který prochází spojem 29 do ventilu 25 a tím i do ovládacího tlakového potrubí 37, a to tehdy, když se bimetalový element 27 při

-3 CZ 283723 B6 překročení předem stanovené teploty prohne směrem vzhůru a těleso 28 ventilu 25 otevře spoj 29.

Při uzavřené hlavní škrticí klapce 3, například při chodu naprázdno, tedy volnoběhu, je podtlak v sacím kanálu 1 zvláště vysoký. Pokud je potom při odpovídající nízké teplotě nasávaného vzduchu spoj 29 uzavřen, snaží se velký podtlak, vznikající v pneumatickém servomotoru 15 nad pryžovou membránou 16, vykývnout ovládací klapku 11 proti síle vratné pružiny 17 do čárkovaně znázorněné polohy, ve které se kanál 9 studeného vzduchu uzavře a kanál 10 horkého vzduchu se otevře.

Pokud přesáhne teplota vzduchu, který vstupuje kanálem 10 horkého vzduchu do hrdla 8 nečištěného vzduchu a po příčném průchodu filtrační vložkou 6 se dostává do prostoru 5 čistého vzduchu, předem stanovenou hodnotu ovlivňuje ventil 25, a bimetalový element 27 začne ohýbat směrem vzhůru. Těleso 28 ventilu 25 tím uvolní spoj 29 k prostoru 5 čistého vzduchu a tak může přídavně vnikat čistý vzduch do ovládacího tlakového potrubí 37 a tam snižovat podtlak, důsledku toho se vykývne ovládací klapka 11 ze své koncové polohy, uzavírající kanál 9 studeného vzduchu, do té míry, až smíšený vzduch dosáhne takové teploty, při které se nastaví rovnovážný stav mezi silou vratné pružiny 17 na straně jedné a mezi silami, vznikajícími na pryžové membráně 16 pneumatického servomotoru 15 a na ovládací klapce 11 na straně druhé.

S narůstajícím otevíráním hlavní škrticí klapky 3 karburátoru 2 se zmenšuje podtlak v sacím kanálu 1. Při zcela otevřené hlavní škrticí klapce 3 je podtlak v sacím kanálu 1 a tím i v tlakovém ovládacím prostoru 19 pneumatického servomotoru 15 tak malý, že již nepostačuje k tomu, aby mohl překonávat sílu vratné pružiny 17. Nad předem stanovenou teplotou vzduchu, proudícího kanálem 9 studeného vzduchu, je potom kanál 10 horkého vzduchu v každém případě uzavřen a spalovací motor dostává vzduch jen prostřednictvím kanálu 9 studeného vzduchu. Nižší teplota nasávaného vzduchu, která vzniká uzavřením kanálu 10 horkého vzduchu, vede potom k lepšímu stupni plnění spalovacího motoru, což umožňuje dosáhnout vyššího výkonu právě při provozu s plným zatížením.

Pokud však prostřednictvím kanálu 9 studeného vzduchu poklesne teplota nasávaného vzduchu pod předem stanovenou hodnotu, posune se ovládací kolík 42 termostatu 40 tak daleko ve směru termostatu 40,že ovládací klapka 11 částečně uvolní kanál 10 horkého vzduchu, takže se přimíchává horký vzduch, čímž se dosáhne takové teploty smíchaného vzduchu, která nepoklesne pod požadovanou hodnotu a například spolehlivě zabrání nežádoucímu zamrzání v sacím systému.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Zařízení pro regulaci teploty vzduchu, nasávaného spalovacím motorem, s regulační klapkou (11), výkyvnou v sacím hrdle (8) nečištěného vzduchu vzduchového filtru (4) spalovacího motoru, s pneumatickým servomotorem (15), přestavujícím ovládací klapku (11) v závislosti na teplotě vzduchu, přiváděného do spalovacího motoru, a s termostatem (40), uspořádaným v úložném tělese (41), upraveném v sacím kanálu (9) studeného nečištěného vzduchu, přičemž sací kanál (9) je připojen na sací hrdlo (8) a termostat (40) je ve styku s jedním koncem přenosového kolíku (42), odpruženým tlačnou pružinou (43) a opatřeným na svém druhém konci podélným otvorem (45), v němž je pohyblivě uložen ovládací čep (46) regulační klapky (11), vyznačující se tím, že v sacím kanálu (9) studeného nečištěného vzduchu je upravena dosedací plocha (47) pro umístění úložného tělesa (41), které je tvořeno samostatným dílem, jenž je v sacím kanálu (9) studeného nečištěného vzduchu, po nastavení vzdálenosti v něm předem uloženého termostatu (40) vůči místu uspořádání regulační klapky (11), kterážto vzdálenost je závislá na zvoleném typu termostatu (40) a druhu spalovacího motoru, pro který bude zařízení určeno, upevněn prostřednictvím svarového spoje.
2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že svarový spoj je ultrazvukový nebo třecí.
3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že termostat (40) je v sacím kanálu (9) studeného nečištěného vzduchu uspořádán v podélném směru.
4. Způsob výroby zařízení pro regulaci teploty vzduchu, nasávaného spalovacím motorem, podle nároku 1, vyznačující se tím, že po uložení zvoleného termostatu (40) do úložného tělesa (41) se úložné těleso (41) nasune pomocí svařovacího držáku do dutiny sacího kanálu (9) na jeho dosedací plochu (47) a po provedení nastavení vzdálenosti termostatu (40) vůči místu uspořádání regulační klapky (11), v závislosti na zvoleném termostatu (40) a druhu spalovacího motoru, pro který bude zařízení určeno, se úložné těleso (41) přivaří k dosedací ploše (47) sacího kanálu (9).