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''Vorrichtung zur Verbesserung der Kraftstoffverbrennung
beim
Schiebebetrieb von Kraftfahrzeug-Otto-Motoren" Die Erfindung bezieht
sich auf Vorrichtungen zur Verbesserung der Kraftstoffverbrennung beim Schiebebetrieb
von Kraftfahrzeug"Otto-Motoren, mit -deren Hilfe die während. der üblichen Bedienung
des laufenden Motors in Leerlaufatelƒ lung gebrachte Drosselklappe augenblicklich
wieder geöffnet und soweit und solange offengehalten wird, wie der im Anaaugkanal
hinter der Drosselklappe herrschende Druck-um@ein vorausbestimmtes Maß unter dem
Atmosphärendruck liegt. Eine bekannte, in dieser Weise wirkende Vorrichtung, besteht
im wesentlichen aus einem Membranregler, dessen Arbeitemembran eine hinter der Drosselklappe
an den Ansaugkanal angeschlossene Kammer gegen die Außenluft abschließt und bei
die Kraft einer die Membran belastenden Feder übersteigendem Außendruck
über
ein Hebelsystem die Drosselklappe aus ihrer Leerlaufatellung öffnet. Damit der Membranregler
die Stellung der Drosselklappe nicht während des normalen Fahrbetriebs des Motors
in unter Umständen störender Weise beeinflußt, steht -die durch die Arbeitsmembran
abgeschlossene Kammer mit dem Ansaugrohr nicht unmittelbar, sondern über ein in
Ruhelage geschlossenes Ventil in Verbindung, das erst öffnet, wenn sich die Drosselklappe
ihrer Leerlaufatellung nähert. Dieses Ventil ist ein vom Ansaugunterdruck gegen
eine Feder und den Druck der Außenluft gesteuertes Membranventil,. das bei vorbestimmter,
die Kraft der Ventilfeder übersteigender Differenz zwischen Außendruck und Ansaugunterdruck
die durch die-Arbeitsmembran abgeschlossene Kammer mit dem Ansaugkanal verbindet;
außerdem ist ein die Arbeitemembrankammer mit der Außenluft verbindender Bypaß vorgesehen,
durch den ein bei Schließen des Ventils in dieser Kammer bestehender Unterdruck
wieder aufgefüllt werden kann. Bei dieser Vorrichtung wirkt der im Ansaugkanal hinter
der Drosselklappe während des Motorbetriebs auftretende Unterdruck zunächst auf
die mit dem Schließkörper des Ventils verbundene Membran und auf die diese Membran
gegenüber dem Außendruck belastende Feder, und kommt erst nach Überwindung der .auf
einen geeigneten Wert eingestellten Kraft dieser Feder, und Öffnen de,s Ventila
auf die Arbeitsmembran zur Wirkung, die dann über ein:Hebel-syst.em die zuvor geschlossene
Drosselklappe wieder öffnet. Erst wenn bei weterem
Absinken der
Drehzahl des Motors der hinter der Drosselklappe vorhandene Unterdruck nicht mehr
ausreicht das Membranventil offenzuhalten, und dieses Ventil geschlossen ist, kann
die die Arbeitsmembran belastende Feder des Membranreglers die Arbeitsmembran in
ihre Ausgangslage zurückdrükken und dabei deren Wirkung auf die Drosselklappe rückgängig
machen, jedoch auch das nur verzöget in dem Maße, wie durch die Bypaßbohrung Augenluft
in die durch die Arbeitsmembran abgeschlossene Kammer eingesaugt werden kann. .
Die beschriebene Vorrichtung hat den Nachteils daB daa die Vorrichtung in und außer
Betrieb setzende Ventil in Abhängigkeit von der jeweiligen Größe des Außendrucks
arbeitet, und zwar in dem Sinne, daß mit abnehmendem Außendruck'die Schließkraft
der Ventilfeder größer wird. Das kann dazu führen, daß das Ventil je nach Stärke
der Ventilfeder, die sich ja nur auf eine bestimmte Differenz zwischen Atmosphärendruck
und Ansaugunterdruck einstellen läßt$ bei wechselndem Atmosphärendruck entweder
zu@früh oder zu spät oder unter besonderen Umständen überhaupt nicht öffnet.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung@der beschriebenen Art
zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile so zu verbessern, daß sie unabhängig von
Änderungen aes Atmosphärendrucks arbeitet, die sich bei Veränderungen äer Wetterlage
sowie beim Betrieb aes Motors in verschiedenen Höhenlagen ergeben. Bei einer Vorrichtung
der ein6angs.beschriebenen
Art wird das erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß ihr eine Anero*.ddose zugeordnet ist, die bei unter einem vorbestimmten.
Mindestwert, z.Dö unter auf Meereshöhe bezogenem Normaldruck, liegendem Außendruck
auf die Ventilmembran entgegengesetzt zu der diese belastenden Ventilfeder wirkt.
Da der von der Anero*.ddose ausgeübte Druck im gleichen Maße schwankt, wie der äußere
Luftdruck auf die Ventilmembran, , aber in entgegengesetztem Sinne wirkt, werden
die bisher schädlichen Auswirkungen von Schwankungen des Außendrucks auf die Funktion
der Vorrichtung auf ein Minimum reduziert oder sogar ausgeglichen. Ein Ausführungsbeispiel
für die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung ist in,Fig. 1 schematisch
im Schnitt dargestellt, während die Fig. 2 und 3 die Wirkung dieser Vorrichtung
bei Fig. 2 im Leerlaufbetrieb und bei Fig. 3 im Schiebebetrieb näher veranschaulichen.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist der Drosselklappe 1 eines
Verbrennungsmotors zugeordnet und wirkt auf diese über einen fest auf der Drosselklappenwelle
sitzenden Hebel 2, und zwar entgegengesetzt zu einer Feder 3, die die Drosselklappe
1 in ihre Leerlaufstellung zieht. In dieser Stellung liegt der Hebel 2 an einem
festen Anschlag 4 über eine Einstellschraube 2a an, deren Einstellung die Weite
des Luftspalts um die Drosselklappe 1 bestimmt.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende VQrrichtung
enthält
zwei Kammern 22-und 30, die durch Membranen 24 und 33 verschiedener Größe gegen
die Außenluft abgeschlossen sind. Die Außenluft wirkt auf die Außenseiten der Membran
24 durch Öffnungen 41 und 26 in den Gehsuseteileri 23 und 40, und zwar durch eine
poröse als Filter wirkende Kunststoffschicht 25, und auf die Arbeitsmembran 33 durch
Öffnungen a 38 in der Gehäuseschale 32. Diese Schale 32 dient zugleich als Geradführung
für eine mit der Arbeitsmembran 33 fest - verbundene Schubstange 34, die die Bewegungen
der Membran 33 über'einen Doppelhebel 35 und den Drosselklappenhebel 2 auf die Drosselklappe
1 überträgt, wenn diese sich in oder nahe ihrer Leerlaufstellung befindet. Die Membranen
24 und 33 sind gegenüber dem auf sie wirkenden Außendruck durch je eine Feder 27
bzwo 37 abgestützt. Die durch die Membranen 24 und 33 nach außen 'abgeschlossenen
Kammern 22 und 30 sind miteinander durch ein Ventil verbunden, dessen Schließkörper
28 fest mit der Membran 24 verbunden ist,-und in Ruhelage der Vorrichtung die Kammern
22 und 30 gegeneinander abschließt. Die von der Arbeitsmembran 33 abgeschlossene
Kammer 30 ist überdies durch eine im gezeichneten Beispiel innerhalb des Schließkörpers
28 liegende Bypaßbohrung 29 mit der Außenluft verbunden. Die Ventilkammer 22'iet
durch eine Leitung--21 an eine hinter der Drosselklappe 1 liegende Stelle des Ansaugkanals
des Motors angeschlossen. Diese Leitung 21 verläuft im gezeichneten Beispiel zum
Teil innerhalb eines Flansches
20, der zwischen Drosselklappe und
Ansaugrohr in den Ansaugkanal eingefügt ist und zugleich die den Gegenstand der
Erfindung bildende Vorrichtung trägt. In einer mit dem Gehäuseteil 23 verbundenen
glockenartigen Haube 40 befindet sich eine Anero'.ddose 439 deren Volumen in Abhängigkeit
vom Außendruck sich in Richtung auf die Ventilmembran 24 verändert, und deren Zage
gegenüber der Membran 24 durch eine Einstellschraube 45 einstellbar ist. Die Kraft
der den Schließdruck des Ventilschließkörpers 28 bestimmenden Feder 27 ist so bemessen,
daß sie vom Außendruck zusammen mit dem von der Anero'.ddose 43 auf die Ventilmembran
24 ausgeübten Druck überwunden und der Ventilschließkörper 28 von seinem Sitz abgehoben
wird, wenn hinter der Drosselklappe und damit in der Ventilkammer 22 ein Unterdruck
entsteht, wie er sich beim Schließen der Drosselklappe 1 in ihre Leerlaufstellung
ergibt. Dieser Unterdruck mag beispielsweise bei etwa 0,6 kp/cm2 liegen.
Übersteigt dieser Unterdruck z.B. beim Übergang vom normalen Fahrbetrieb zum Schiebebetrieb
diesen Wert, so bewirkt er ein Abheben des Schließkörpers 28 von seinem Sitz, wodurch
die Arbeitsmembran 33 gleichfalls dem Unterdruck ausgesetzt und von ihr über das
Hebelsystem 34, 35, 2 die Drosselklappe 1 soweit wieder geöffnet wird, daß an ihr
eine zum Verbrennen des im Saugrohr noch vorhandenen Kraftstoffs ausreichende Duftmenge
vo.rbeisträmen kann. Es leuchtet ein, daß die Anerdiddose 43 die Schwankungen des
auf
die Ventilmembran 24 wirkenden Außendrucks umso vollständiger ausgleicht, je genauer
ihre der Ventilmembran 24 zugekehrte Stirnfläche und die wirksame Fläche dieser
Membran.
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24 aufeinander abgestimmt sind.
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Der Einfluß der Anercliddose auf die Funktion der Vorrichtung ergibt-sich
für Leerlaufbetrieb aus dem Prinzip-Schaubild der Fig. 2 und für Schiebebetrieb
aus dem Schaubild der Fig. 3. Beide Schaubilder zeigen über von 0 bis H zunehmenden
Höhenlagen des Betriebsorte die Auswirkungen der Höhenveränderungen auf die verschiedenen,
auf die Ventilmembran 24 winkenden Kräfte, wobei der Einfachheit halber der Kräfteverlauf
durch gerade Linien dargestellt und die. Richtung der-Kräfte durch von diesen Linien
ausgehende, oder an diesen Linien endende Pfeile angedeutet ist. Die einzige durch
Änderungen des atmosphärischen Drucks nicht beeinflußbare Kraft ist die Schließkraft
der Ventilfeder 27, die in beiden Schaubildern durch den Pfeil PF und die in Höhe
des Pfeils parallel zur Grundlinie 0 bis H verlaufende Gerade angegeben ist.
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Außer der Federkraft PF wirkt auf die Ventilmemoran in gleicher Richtung
der in der Ventilkammer jeweils herrschende absolute Druck PI, der dem im Ansaugkanal
hinter der Drosselklappe jeweils herrschenden Betriebsdruck entspricht. Dieser Druck
nimmt proportional zum sinkenden Atmosphärendruck ab und ist deshalb durch eine
schwach nach rechts 'abfallende
Linie veranschaulicht, auf die
der Pfeil PI hin-weist. Der Summe dieser beiden von innen auf die Ventilmembran
wirkenden Kräfte entspricht die zur PI-Linie parallele Linie mit crem Pfeil PI +
pro
Läßt man zunächst die Wirkung der AnerdIddose außer Betracht, dann wirkt
den Kräften PI + Pp lediglich der auf der Außenseite der Ventilmembran lastende
Atmosphärendruck PA entgegen. Er unterliegt relativ starken Schwankungen und ist
außerdem je nach der Höhenlage des Betriebsorts verschieuen. Ihm entspricht deshalb
in den Schaubildern die mit dem Pfeil PA bezeichnete, stark von links nach rechte
abfallende Linie.
Bei Einstellung der Kraft Pl, auf einen Wert, der einerseits
einem mittleren Atmosphärendruck in Meereshöhe und anderseits einem im Schiebebetrieb
vorhandenen PI entspricht, schneidet auf dem schematischen Schaubild die Linie PA
die schwächer geneigte Linie PI + PI, etwa in ihrer Mitte. Das bedeutet in der Praxis,
daß oberhalb einer bestimmten Höhenlage der Atmosphärendruck nicht mehr imstande
ist, das Ventil über die Ventilmembran zu öffnen (Fig. 3). Die aus den Kräften PI
+ PF einerseits und P, anderseits@resultierende Kraft P'$ ist nur in der linken
Hälfte des Schaubildes der Fig. 3 größer als die Schließkraft PI + PF.
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Der Einfluß der Anero'.ddose, deren mit abnehmendem Atmosphärendruck
zunehmende Kraft durch den Pfeil PH und die
zugehörige von 0 nach
rechts ansteigende Linie wiedergegeben ist, bewirkt im Schiebebetrieb nach Fig.
3 einen vollen Ausgleich des Abfalls im Atmosphärendruck, so daß über den gesamten
Höhenbereich die gleiche Kraft FH verfügbar ist, um nach Gaswegnahme aus dem zügigen
Fahrbetrieb die Drosselklappe augenblicklich wieder zu öffnen und offenzuhalten,
bis die Drehzahl des Motors bis annähernd auf Leerlaufdrehzahl abgesunken ist, Bei
Leerlaufdrehzahl führt gemäß Fig. 2 die Anerfiddose dazu, daß das Ventil 28 bei
jeder Höhenlage (und jedem Barometerstand) mit gleicher Kraft F$ geschlossen gehalten
wird.