DE1751786A1

DE1751786A1 - Lufteinlass fuer Luftreiniger

Info

Publication number: DE1751786A1
Application number: DE19681751786
Authority: DE
Inventors: Sendelbach Ralph E
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1967-08-28
Filing date: 1968-07-30
Publication date: 1971-08-05
Also published as: US3450119A; GB1180868A

Description

Ford Werke Aktiengesellschaft, 5 Köln-Deutz 1, Ottoplatz 2

"Lufteinlaß für Luftreiniger"

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Verbrennungsmaschinen und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Konstruktion des Lufteinlaßkanals bei Luftreinigern an Verbrennungsmaschinen .

Für die Arbeitsweise von Kraftfahrzeugmotoren bei kaltem Wetter ist es wünschenswert, die in den Vergasern eintretende Luft auf einen vorbestimmten Wert vorzuwärmen, so daß diese Luft eine schnelle Vergasung des ihr beigemischten Kraftstoffes ermöglicht, um derart nicht nur eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu gewährleisten, sondern um auch den Kraftstoffverbrauch zu senken. Viele Fahrzeuge haben Luftreiniger mit

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schnorchelartig ausgebauten Lufteinlaßkanälen, die sowohl einen Einlaßkanal für die norma !temper ier-te Umgebungsluft besitzen wie auch einen durch die Auspuffgase vorgeheizten Lufteinlaßzweig. Im allgemeinen wird der Fluß der angesaugten Luft durch ein temperaturempfindliches Steuerelement gesteuert, das es in Abhängigkeit von der Temperatur am Luftreinigereinlaß ermöglicht, daß die gesamte Umgebungsluft oder ein Gemisch von Umgebungsluft und warmer Luft oder nur warme Luft angesaugt wird.

Bei Konstruktionen dieser Art kann durch die durch den engen Raum der Heizkanalummantelung um die Auspuffleitung bedingte Drosselung des Luftflusses die Maschinenleistung bei niedrigen Temperaturen erheblich eingeschränkt werden, da unter Schwerlastbedingungen nicht genügend Luft zum Vergaser gelangen kann.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen eines Luftreinigereinlasses, der normalerweise die dem Vergaser zugeführte Luft auf einer Minimumtemperatur hält, aber trotzdem eine Vorrichtung schafft, die die Temperaturkontrolle automatisch umgeht, um den Vergaser dann genügend Luft zuzuführen, wenn der Luftfluß, der durch die Temperaturkontrollvorrichtung eingeschränkt wird, unzureichend ist.

Gegenstand der Erfindung ist das Schaffen eines Luftreinigereinlasses mit einer vakuumgesteuerten Servovorrichtung, die mit

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einen Absperrschieber wirksam verbunden ist, der den Luftfluß zwischen der Heißluft und der normalteraperierten Luft aufteilt. .Die Servovorrichtung-wirdso gesteuert, daß bei Last-■ bedingungen, der Maschine der HeifVluftkanal automatisch geschlossen wird, während der Kanal für die die Umgebungstemperatur aufweisende Luft weit geöffnet wird, unabhängig von der Steuerung des Absperrschiebers durch das wärmeempfindliche Steuerelement, das normalerweise den Luftfluß in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur einstellt.

Ein werterer Gegenstand der Erfindung ist das Schaffen eines Einlaßkanals der beschriebenen Art, in welchem wärmeempfindliche Steuerelemente eingebaut sind, die in der Art des sich linear ausdehnenden oder zusammenziehenden Typs ist, wobei ein Leerlaufgang in der Verbindung mit dem Absperrschieber vorgesehen ist und die Umgehunssvorrichtung der Servoeinrichtung ebenfalls einen Leerlaufgang aufweist, mit dem diese Vorrichtung mit dem Absperrschieber verbunden ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen hervor. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Verbrennungsmaschine mit einem Luftreinigereinlaß gemäß der Erfindung, in

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den Einlaßkanal entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, in

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Fig. 3 eine Ansicht in der Ebene, die sich in Richtung der

Pfeile 3-3 in Fig. 2 erstreckt, in Fig. 4 eine Aufsicht, wobei Teile wecpebrochen sind und Teile im Schnitt dargestellt sind auf die Konstruktion pemäß

Fig. 2 und in
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 2 im auseinandergezogenen Zustand.

Fig. 1 zeigt eine an sich bekannte Verbrennungsmaschine Io mit' V-förmig angeordneten Zylindern, die mit einem nicht dargestellten Vergaser versehen ist, der ein Gemisch von Luft und Kraftstoff zur Ansaugleitung schafft. Ober und an der Vergasereinlaßleitung angeordnet ist ein an sich bekannter Luftfilter 12 als sogenannter Trockenfilter vorgesehen, der zur Filterung der Ansaugluft und zur Geräuschdämpfung dient und mit einem schnorchelartigen Lufteinlaßkanal 14 ausgerüstet ist, der die erfindungsgemäße Konstruktion aufweist. Der Einlaßkanal, der an beiden Enden offen ist, ist an einem Ende an Luftreinigergehäuse über Bolzen 16 festgelegt und an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem im wesentlichen rohrförmigen Ansaugstutzen 18 für die Umgebungsluft ausgerüstet. Der Ansaugstutzen führt die Luft während des Kompressionshubes der Haschine aus dem Motorraum zum Luftreiniger.

Der Boden des Kanals 14 weist eine Öffnung auf, die das obere Ende einer Leitung 2o aufnimmt. Am unteren Ende ist die Leitung 2o mit einer .kanalförmi^en Ummantelung 22 ausgerüstet, die eng

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um die Auspuffleitung 24 des Motors liegt, aber genügend entfernt ist, um den Zutritt der Luft aus dem Motorraum in das Innere der Ummantelung und von dort nach oben durch den Kanal 2o in den Einlaßkanal 14 zu ermöglichen. Der Abstand zwischen der Ummantelung und der Auspuffleitung ist derart gewählt, daß einmal während des voll und teilweise gedrosselten Arbeitsganpes der Maschine die erforderlichen " Durchflußbedingungen für den Luftreiniger gewährleistet sind, während zur gleichen Zeit von der heißen Auspuffleitung an die Luft genügend Wärme übertragen werden kann, um derart diese Luft auf eine Temperatur vorzuwärmen, die ausreicht, um den Verbrennungskraftstoff bein Mischen mit der Luft ausreichend zu vergasen.

17ie dies in nachfolgenden noch im einzelnen beschrieben wird, ist eine wölbbare, bewegliche Schieberplatte oder Tür (Fig. 2) schwenkbar in dem Einlaßkanal 14 an der Verbindungsstelle zwischen dem Heißluftteil und dem flormallufteil angeordnet und in Abhängigkeit eines vorbestimmten Temperaturwertes beweglich, um dadurch den Fluß der beiden Luftströme zum Luftreiniger einzustellen.

Unter Bezugnahme auf die Figuren ?, 5 und 4 kann festgestellt warden, daß der Lufteinlaßkanal 14 aus einem oberen umgekehrt U-förmig ausgebildeten Gehäuseteil 26 und einem unteren Gehäuseteil 28 besteht, das die rohrförmige öffnung für die Heißluft aufweist sowie aus einer zwischengeschalteten Platte 3o, die

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eine weite Öffnung 3 2 für den Fluß der Heißluft von der Leitung 2o in die Hauptleitung 14 aufweist. Die oberen und unterenGehäusehälften 26 und 28 und die zwischengeschaltete Platte 3o sind mit entsprechenden Flanschen ausgerüstet, wie dies gut aus Fig. 3 zu erkennen ist, mit denen sie zusamnengeklemmt werden, um derart eine einzige, zusammengehörende Einheit zu bilden.

Ein den Luftfluß steuernder Schieber 3M- ist schwenkbar an der zwischengeschalteten Platte 3o in der Weise angeordnet, daß sie, wie dies dargestellt ist, in der Lage ist, entweder die Öffnung 3 2 voll zu schließen oder inden sie voll den Kanal für die Umgebungsluft 18 verschließt, wie dies in vollen Linien dargestellt ist.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß die Seiten des oberen Gehäuseteiles 26 eingelassen sind, um derart entsprechende Rippen zu bilden, so daß eine v/irksame Verschließung des Ansaugstutzens 18 möglich ist.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß die Platte 3o mit einer Vielzahl von Lappen ausgerüstet ist, die mit entsprechend Rebogenen Lappenteilen an dem Schieber 34 zusammenarbeiten, wobei Stifte vorgesehen sind, um eine schwenkbare und gelenkige Lagerung des Schiebers 34 zu ermöglichen. Die zwischengeschaltete Platte 3o hat zwei voneinander entfernte Vorsprünge 38, der jeder eine zentrale, halbrunde Vertiefung aufweist, und zwei nach oben

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gewendete Zungen ¹Io. Der Schieber 3¹I weist andererseits einen zentralen Flansch 42 auf, der nach im wesentlichen im rechten Winkel unten durch'den Raum zwischen den Plattenvorsprüngen 36 vorspringt..Der Schieber 34' besitzt weiterhin einen Zapfen 44 j der, wenn er mit der Platte 3o zusammengesetzt wird, durch einen Schlitz oder eine Öffnung 46 in dem Vorsprung 36 greift, um derart den Schieber an der Platte 3o zu halten.. Die Gelenkanordnung wird weiterhin durch ein Paar von Gelenkstiften 48 vervollständigt, die zwischen den äußeren Kanten der Teile 5o des Schiebers 34 und den nach oben gewendeten Zungen 4o der Platte 3ο angeordnet werden.-

Der Schieber 34 ist normalerweise in die in vollen Linien ausgezogene Stellung gemäß Fig. 2 durch eine Feder 52 eingestellt. Diese Feder ist·, an-- ihrem einen Ende an einem entsprechenden Haken 54 an der Platte 3o und an ihrem anderen Ende in einem entsprechenden Haken 56, der von dem Schieber 34 vorspringt, befestigt. Der Schieber ist in Abhängigkeit von einem, vorbestimmten TempeBturwechsel in dem Lufteinlaßkanal 14 durch eine sich temperaturabhängig ausdehnende und zusammenziehende Stöße!einrichtung verstellbar, die allgemein mit 58 in Fig. 2 und Fig. 4 bezeichnet ist. Das wärmeempfindliche Element ist innerhalb eines Schraubgehäuses 6o beweglich, das durch eine Öffnung 62 eines Flansches 64 an der Platte 3o befestigt ist. Dieses zuletzt genannte Element ist an sich bekannt und dehnt sich in liniarer Richtung um vorher be-

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stimmte Vierte in Abhängigkeit von Temperaturwechsel aus oder zieht sich zusammen. Das wärmeempfindliche Element bewegt das im Querschnitt verringerte Ende 66 eines Kolbens oder einer VJelie 68, wobei das Ende gleitbar in einer Schraubhülse aufgenommen wird. Das untere Ende der Welle 68 steht durch eine Öffnung 7o (Fig. 5) in dem Schieberflansch M-2 vor und ist durch einen L-förriigen Vorsteckstift 72, der durch eine Bohrung im Ende der Welle 6 8 einführbar ist, gehalten oder festgelegt. Die Welle wird nach rechts gegen das wärmeempfindliche Element durch eine Feder 7 5 gezwungen, die gleitbar die Welle umgibt. Die Feder sitst an einer. Ende gegen einen Rückhalterinr 76, der auf der Welle 68 in einer Nut 7 8 festgelegt ist und mit ihrer anderen Ende an einem Dichtring 8o, der gleitbar zwischen dem Ende der Feder und dem Schieberflansch 4 2 angeordnet wird.

Line weitere Bohrung ist in dem Schieberflansch 4 2 vorgesehen und nir.rat gleitbar den beweglichen Stößel 8 4 einer vakuumgesteuerten Servovorrichtung 86 auf. Da die Einzelheiten der Konstruktion einer Servovorrichtung an sich bekannt sind, ist es nicht erforderlich, diese näher zu erläutern, und diese Einzelheiten sind auch nicht unmittelbar für das Verständnis der Erfindung erforderlich. Es genügt, auszuführen, daß die Servovorrichtung mit einer "enbrane arbeitet, die an dsm Gt-ößel 34 festgelegt ist und nach links durch eine ent- !-ynrechemk: vorgespannte Fr? e'er l-ewor-t wird und nach rechts "efer oie V.'irkunc >.?er F-?der durch ein W- umr. einer ent-

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sprechenden Größe bewegt wird. In diesem Fall weist die Sevovorrichtung einen Ausfluß 9o auf, der an die Ansaugleitung der Verbrennungsmaschine gemäß Fig. 1 angeschlossen werden kann. Die Federkraft in der Servovorrichtung wurde so ausgewählt, daß der Stößel 81 so lange nicht nach links bewegt wird, um den Schieberflansch 4 2 von der voll dargestellten in die gestrichelt dargestellte Stellung gemäß Fig. 2 zu führen, bis der Anstieg des Vakuums an der Ansaugleitung des Motors eine Höhe erreicht, die der entspricht, die bei voller Leistung der Maschine vorliegt, d.h. bis das Vakuum an der Ansaugleitung einen Spiegel von etwa 2o3 mm Quecksilber erreicht in einem Falle, wenn das Maximale eines normalen Vakuums bei Maschinenleerlauf bei 6 35 mm Quecksilber liegt.

Das Gehäuse der Servovorrichtung ist an einer Platte befestigt, die mittels Schrauben an einem Teil des unteren Gehäuseteiles 28 festgelegt ist. Das linke Ende des Stößels 8H weist einen kleineren Durchmesser auf, auf welchem gleitbar ein Ring 92 angeordnet ist, der in axialer.Richtung gegen die Schulter stößt, die die zwei Durchinesserbereiche des Stößels verbindet.

Die Wirkungsweise der erfindungs^en-'ißen Vorrichtung int folgende:

Vorausgesetzt, es ist wünschenswert, die Temperatur der in den-Luftreiniger-eintretenden Luft auf zwischen 32 und ßo° C

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einzusteuern. Das temperaturabhängige, den Stöpsel 6B bewegende Teil wird daher so ausgewählt, daß es sich zwischen seinen extremen Bewegungen bewegt, wenn die Luft die Temperatur in dem oben aufgezeigten Bereich aufweist. Unterhalb von 3 wird sich das VJachspellet ausreichend zusammenziehen, so daß dadurch im wesentlichen keine Kraft auf die VJelie R8 ausneübt wird und die Kraft der Feder 5 2 den Schieber 34 in die Stellung führt, die in vollen Linien in Fig. 2 dargestellt ist. Die die Welle 68 umgebende Feder 7 5 übt eine Kraft gegen den Rückhaltering 7 6 aus, die ausreicht, daß die Welle gegen das Finde des Pellets angedrückt wird.

Steigt die Temperatur über 3 2° an, expandiert das Wachspellet und übt damit eine linear gerichtete Kraft gegen die Welle 6 9 aus und versucht, den Schieber 34 gegen die Wirkung der Feder 5 2 zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt besteht eine feste Verbindung zwischen dem Wachspellet, dem Ende 66, der Welle 68 und dem Flansch 4 2 des Schiebers 34, so daß die Schieberklappe progressiv von der voll dargestellten Stellung in die gestrichelt dargestellte Stellung gemäß Fig. 2 geführt wird, wenn die Temperatur auf 6o° ansteigt. Bei 6o° ist der Schieber 34 so weit bewegt, daß er vollständig den Heißluftkanal oder die Öffnung 3 2 abschließt, so daß dadurch die gesamte zum Luftreiniger 12 fließende Luft Umgebungstemperatur aufweist und durch den Kanal 18 fließt. Umgekehrt, wenn die Temperatur der eintretenden Luft unterhalb 6o C fällt, zieht sich das Pellet entsprechend zurück und ermöglicht es damit der Feder

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5 2 .progressiv die Ileißluftöffnung 3 2 auf den gewünschten Anteil zu öffnen, während-σIeichzeitig der Umgebungsluft-Einlaß entsprechend geschlossen wird.

Unabhängig von der Stellung der Klappe 34, so wie sie durch die Temperatur der Luft eingestellt wird, beispielsweise wenn plötzlich eine Beschleunigung gewünscht wird, so daß die vollgeschlossene Drosselklappe die von der Maschine gewünschte volle Leistung anzeigt, wird der plötzliche Abfall des Ansaugvakuums in der Ansaugleitung zu den Servokanal 9ο geführt, so daß damit die darin angeordnete Feder die Möglichkeit erhält, den Stößel 84 nach links aus der voll dargestellten Stellung in die gestrichelt dargestellte Stellung zu führen. Die Kraft der Feder der Servovorrichtung weist einen solchen Wert auf, der ausreicht, un die Kraft der Feder 52 zu überwinden und un somit die Heißluftöffnung 3 2 voll zu schließen. Die Schließbewegung des Schiebers 34 wird somit möglich gemacht, unabhängig von der Stellung, die durch _ das V.^?achspellet eingestellt wird und zwar aufgrund der Leerlaufverbindung der I.'elle 68 innerhalb des Schraubgehäuses 6ο und die Verbindung der Feder 75 zurr Flansch 42. Nach links gerichtete Bewegungen des Flansches 4 2 können nunmehr die Hülse nach links bewegen, so daß diese frei vom Kontakt nit dem Wachspellet im Gehäuse 6 ο gleiten kann und gegen die Wirkung der Fedex¹ 7 5 'lediglich--durch Zusammenpressen-.'der Feder. Das 'Zusammenpressen der Feder 75 schafft natürlich eine ^.nder-unq· der¹

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Schließbewegung der Klappe 34.

Aus den voraufgehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein Luftreiniger mit einem Einlaßkanal geschaffen wird, der es ermöglicht, die Temperatur der eintretenden Luft während der normal geschlossenen oder halb geöffneten Stellung der Drosselklappe der Maschine zu kontrollieren, während gleichzeitig ein relativ uneingeschränkter Luftfluß der umgebenden Luft zum Luftreiniger bei voller liaschinenleistung möglich ist, unabhängig, von der eigentlichen Lufttemperatur. Es ist weiterhin ersichtlich, daß das oben aufgezeigte Ziel durch die Benutzung eines einfachen aber wirkungsvollen und schnell arbeitenden Servoelenentes erreicht wird, das die. Arbeitsbedingungen der Haschine abtastet und damit die erforderliche Luftzuführung zur Maschine zu gewährleisten.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind demgegenüber Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Patentansurüche

1 O 9 8 3 2 / O B 3 2

ORiGiNAL

Claims

Patentansprüche :

Luftreiniperansaucöffnunr zur Benutzung in Verbindung mit einer Verbrennunqsmaschine, die mit einer Ansaugleitung arbeitet, in der ein Vakuum in Abhängigkeit von der Last und Geschwindigkeit des Hotors herrscht, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Kanal (14) mit einem ersten Einlaß Cl 3) für die Umqebunpsluft an einem Ende und einem Luftauslaß zum Luftreiniger^ehäuse (12) an cinderen Ende und einem zweiten Lufteinlaß (2o) , der mit dem Kanal (IH) in Verbindung steht und zur Zuführung der gegenüber der Umgebungsluft höher temperierten Luft dient, eine Schieberklappe (34), die schwenkbar im Kanal (IH) angeordnet und zwischen einer ersten und zweiten Htellunq beweglich ist, indem sie den ersten Kanal (14) abschließt, während sie den zweiten Uarnluftkanal (2o) öffnet und umgekehrt, sowie Federmittel (5 2), die die Schieberklappe (34) in die erste Stellung zwingen; sich in Längsrichtung ausdehnende und zusammenziehende temperaturempfindliche Mittel (58 ), die in dem Kanal (14) angeordnet sind im Bereich des Luftauslasses desselben und mit der Schieberklappe (34) zwecks Bewegung aus der ersten in die zweite Stellung in Abhängigkeit der gewünschten vorbestimmten Lufttemperatur im Kanal im Bereich des Kanalauslasnes verbunden sind und ein auf das Vakuum in der Ansaugleitung ansprechendes Kontrollmittel (86), .-das wirksam mit der Schieberklappe (34) parallel zu den auf die Temperatur

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ansprechenden Kontrollmittel (5B) angeordnet ist und auf ein bestimmtes Vakuum der Maschine derart anspricht, daß die Schieberklappe (34) in die zweite Stellung geführt wird, unabhängig von der Steuerung des tenneraturempfindlichen Mittels, wobei die Verbindung der ternperaturempfindlichen Vorrichtung und der zusätzlichen Kontrollvorrichtung (8 2) durch eine Leerlaufverbindung miteinander erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberklappe (34) einen Betätigungsflansch (42) aufweist, der von der Schieberklappe (34) nach unten reicht und mit dieser fest verbunden ist, wobei die auf das Vakuum ansprechende Steuervorrichtung eine Vakuumservovorrichtunp (86) umfaßt, die mit der Ansaugleitung in Verbindung steht und ein linearbewegliches Betätigungsteil (84) aufweist, das in einer Richtung federbelastet ist, wobei die Leerlaufvorrichtungen Einrichtungen umfassen, die bewirken, daß die Schieberklappe (34) bei einem vorbestimmten Abfall des Vakuums in der Ansaugleitung der Maschine in die zweite Stellung geführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufverbindungsvorrichtung zwischen der temperaturempfindlichen Vorrichtung (58) und der Schieberklappe (34) ein federbelastetes Teleskopgelenk umfaßt.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die temperatur- und vakuumempfindlichen Vorrichtungen (58, 86) jeweils eine progressive Bewegung der Schieberklappe (3¹O zwischen der ersten und zweiten Stellung bewirken .
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (84) gleitbar am Flansch (42) angeordnet ist und Bewegungen des Flansches (42) in einer Richtung relativ zur Betätigungsvorrichtung (84) ermöglicht, wobei die dem Flansch anliegende Leerlaufverbindung an.der Betätigungsvorrichtung angeschlossen ist und bei einer vorbestimmten Gleitbewegung der Betätigungsvorrichtung relativ zum. Flansch gegen eine Seite des

: Flansches anstößt.