DE1810196B2

DE1810196B2 - Einrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1810196B2
Application number: DE1810196A
Authority: DE
Inventors: Max Yves Antonin Marie Paris Serruys
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-11-21
Filing date: 1968-11-21
Publication date: 1974-02-14
Also published as: DE1810196C3; US3494341A; FR1552156A; DE1810196A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe eines Vergasers, die eine Steuereinrichtung für die Zusatzluftmenge aufweist, die eine Kurvenfläche umfaßt, die synchron mit der Hauptdrosselklappe des Vergasers einstellbar ist und mit einer Tasteinrichtung zusammenwirkt, deren Stellung mindestens einen Parameter für den Öffnungsgrad des Zusatzluft-Eintrittsquerschnittes darstellt.

Aus der französischen Patentschrift 544 234 ist bereits eine Einrichtung der vorgenannten Art bekanntgeworden, bei welcher die Steuerung der Zusatzluft ebenfalls mit Hilfe einer abgetasteten Kurvenfläche erfolgt, die synchron mit der Hauptdrosselklappe des Vergasers angestellt wird und mit einer Tasteinrichtung zusammenwirkt, welche die Steuereinrichtung für den Zusatzluftquerschnitt betätigt.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung gemäß der USA.-Patentschrift 2 075 790 ist es bekannt, für die Zuführung von Zusatzluft in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine die Steuerung von einem pneumatischen Stellglied einerseits und in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung andererseits vorzunehmen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die Steuervorgänge über empfindliche elektrische Steuerglieder vorgenommen wird und Zusatzluft nur dann angesaugt wird, wenn die Drosselklappe des Vergasers voll geschlossen ist.

Erst dann schließt sich der elektrische Kontakt, der eine Ventilanordnung in Betrieb setzt und eine Membrankammer mit Unterdruck beaufschlagt. Durch das vor dem Einbringen von Zusatzluft erfolgende Schließen der sekundären Drosselklappe wird eine weitere Zufuhr von Brennstoff verhindert. Die Verbrennung wird also immer dann unterbrochen, wenn Zusatzluft in den Ansaugkanal gelangt, so daß sich das Risiko ergibt, daß Unregelmäßigkeiten im Verbrennungsablauf auftreten.

Bei einer weiteren Einrichtung der vorgenannten Art gemäß der französischen Patentschrift 1 097 431 erfolgt zwar die Zuführung der Zusatzluft in Abhängigkeit von einem die Brennkraftmaschinendrehzahl erfassenden und einem die Stellung der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe erfassenden Steuerparameter, indessen werden die Steuervorgänge bei dieser Einrichtung ebenfalls über elektrische Steuerglieder vorgenommen, die störanfällig und teuer sind.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen werden außer der Einleitung der Zusatzluft noch weitere Maßnahmen getroffen, beispielsweise kontrollierte Erwärmung dieser Luft durch die Motorabgase, Laminierung des Vergasergemisches durch Einführen entsprechender Zusatzluft durch Einblasen oder automatische Begrenzung der Schließung der Drosselklappe.

Im allgemeinen sind die Einrichtungen zum Einführen und zur Regelung der Zusatzluft oder zur Begrenzung der Schließung der Drosselklappe in eine Einheit gruppiert und nahe dem Vergaser und dem Ansaugflansch zum Motor angeordnet. Eine solche Anordnung ist aus Gründen platzmäßiger Behinderung und schwieriger Zugänglichkeit schwer realisierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in die Ansaugleitung einer Brennkraftmschine zu schaffen, die durch Verwendung mechanischer Steuerteile betriebssicher arbeitet und an einer beliebigen Stelle des Motors unabhängig von der Ansaugleitung angeordnet werden kann.

Die Erfindung besteht darin, daß an dem die Kurvenfläche aufweisenden Raumnocken ein die Kurvenfläche quer zur Tasteinrichtung bewegender erster pneumatischer Stellmotor angreift, dessen mit dem Ansaugkanal stromab der Hauptdrosselklappe verbundener Steuerdruckraum von mindestens einer Rückstellfeder durchsetzt ist, und daß der Raumnocken stirnseitig mit einem Schiebeventil zusammenwirkt, das eine Verbindung zum Steuerdruckraum eines zweiten pneumatischen Stellmotors zu einem stromab der Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals bei Überschreiten eines durch die Charakteristik der Rückstellfeder vorgegebenen Solldruckwertes aufsteuert, wobei gleichzeitig der zweite Stellmotor über ein Gestänge öffnend auf die Hauptdrosselklappe wirkt.

Der die Kurvenfläche aufweisenden Raumnocken ist in vorteilhafter Weise einerseits in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Drosselklappe drehbar und andererseits in Abhängigkeit von dem in den pneumatischen Stellmotoren herrschenden Druckverschiebbar gelagert, wobei eine entsprechende Koppelung der Steuersignale auch über längere Strecken mit einfachen Mitteln durchführbar ist. Dabei wird die Verschiebebewegung des Raumnockens durch den direkt an den Raumnocken angrenzenden

pneumatischen Stellmotor bewirkt, indem dieser über dungsgemäÖe Vorrichtung diese Konstruktion in

eine Unterdruckleitung mit der Ansaugleitung des zwei Elemente A und B, die voneinander unterschie-

Motors verbunden ist, wobei die übertragung dieses den und unabhängig voneinander angeordnst sind.

Unterdruckes über lungere Strecken ohne Schwierig- Das Elemente, das die Zuführung 13 von zusüiz-

keiten möglich ist. Außerdem sorgt die direkte Kop- 5 licher Luft umfaßt, isi integrierender Bestandteil <jes

pelung des pneumatischen Stellmotors mit dem Vergasers oder ist zwischen dem Vergaser und dem

Raumnocken für eine spielfreie Bewegungsübertra- Ansaugkanal 12 eingebaut. Das Element B dagegen,

gung. Dadurch, daß sich der Raunmocken zusammen das die pneumatischen Stellmotoren 42 und 43, vien

mit dem pneumatischen Stellmotor ohne weiteres an Raumnocken 49 und derer. Zubehöreinrichtungen

jeder beliebigen Stelle des Motors anbringen läßt, io umfaßt, ist von dem Element Λ getrennt und an ir-

köniien Montageschwierigkeiten vermieden werden. gendeinem vom Motor frei gelassenen Platz unabhän-

Es kann Platz eingespart werden, was insbesondere gig von dem Element^ angeordnet. Der Raumnok-

im modernen Automobilbau von Vorteil ist. Weiter- ken 49 kann außer der Steuerung der Ausgleichsklappe

hin besteht die Möglichkeit, den pneumatischen 15 weitere Funktionen haben, die dem beabsichtigten

Stellmotor und den Raumnocken als universelle Bau- 15 Resultat dienen, jedoch nicht Gegenstand der Erfin-

gruppe auszulegen, die als Seitenteil nicht lediglich dung sind. Er kann insbesondere über eine Übertra-

auf einen einzigen Motortyp eingestellt ist. Durch die gung den Vorschub der Zündvorrichtung des Motors

kombinierte Aussteuerung in Abhängigkeit von der steuern. Über eine andere Übertragung kann der

Stellung der Drosselklappe und in Abhängigkeit von Nocken eine weitere Steuerung vornehmen, die den

dem in dem Saugrohr wirkenden Unterdruck kann 20 guten Arbeiten des betrachteten Motors dienlich ist,

das Einbringen von Zusatzluft im Betrieb der Brenn- beispielsweise die Steuerung eines Ventils, dus in den

kraftmaschine derart gesteuert werden, daß eine Ver- Lufterwärmungskreislauf oder die Frischluftzufuhr

besserung im gesamten Bereich des Motorkennfeldes zum Motorgehäuse geschaitei ist. oder die Steuerung

erreicht wird. der Klappen, die in bekannter Weise die Abkühlung

Weitere Vorteile bestehen darin, daß der sowohl 35 des Kühlers steuern, oder eine Steuerung, die auf die

axial verschiebbare als auch um seine Achse drehba- Drehung des schraubenförmigen Ventilators wirkt

ren Nocken leicht herstellbar, bequem montierbar bzw. das Bauteil 13, welches das Element A verkör-

und sehr betriebssicher ist. pert, weist einen geringen Platzbedarf auf und kann

In der Zeichnung ist ein Ausiührungsbeispiel der beispielsweise in der Form einer Platte ausgestaltet

Erfindung in schematischer Weise dargestellt und 30 sein, die an ihrer Oberseiie 31 und der Unterseite 32

wird nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung sind eben ausgebildet und zwischen dem Ansatz 33 des

das Auslaßrohr 10 des Vergasers, in dem eine Vergasers und dem Ansaugkanal 12 angeordnet ist.

Hauptdrosselklappe 11 vorgesehen ist, und der An- Dieses Bauteil 13 ist somit an der Stelle einer ge-

saugkanal 12 zum Motor für das vergaste Gemisch wohnlichen dichten Verbindung angeordnet, die den

dargestellt Um zu vermeiden, daß in den Abgasen 35 Vergaser und das Ansaugrohr trennt.

Giftstoffe enthalten sind, ist bei 13 am Ausgang des Das Teil 13 ist senkrecht zu seinen Flächen mit so

Vergasers ein Einlaß für zusätzliche Luft in das Ver- vielen Bohrungen 35 zum Durchgang des aus dem

gasergemisch vorgesehen. Diese Menge von zusätzli- Vergaser kommenden Gemisches versehen, wie die-

cher Luft, die bei 13 durch eine Leitung 14 einge- ser selbst Auslaßöffnungen 10 aufweist, wobei die

führt wird, wird durch eine entsprechende Vorrich- 4° Bohrungen 35 des Teiles 13 und die Auslaßöff-

tung 15, die als Ventil oder vorzugsweise als Aus- r.ungen 10 den gleichen Durchmesser aufweisen. Um

gleichsklappe ausgebildet sein kann, gesteuert. jede Bohrung 35 ist eine Ringitttung 37 vorgesehen,

Um dem beabsichtigten Effekt zu entsprechen, die über symmetrisch verteilte enge Durchgänge oder

nämlich die Emission von Giftgas zu unterdrücken, Spalte 38 mit der jeweiligen Bohrung 35 in Vcrbin-

wird die Steuereinrichtung 15 in bekannter Weise 45 dung steht. Die Ringleitungen 37 sind mit einer

von einem Mechanismus betätigt, der sowohl auf die Außenleitung 39 zur Zuführung von zusätzlicher

Drehung der Hauptdrosselklappe 11 des Vergasers Luft verbunden.

als auch auf den Unterdruck in dem Ansaugkanal 12 Die Einrichtungen zur automatischen Steuerung anspricht. Der Unterdruck betätigt dabei über eine der zusätzlichen Luft sind an einer von dem Bauteil Verbindung 16 die pneumatischen Stellmotoren 42 50 13 entfernt liegenden Stelle B angeordnet, und zwar und 43, die vorzugsweise mit einer innenliegenden dort, wo der nötige Platz vorhanden ist, ohne die anRückstellfeder 45, 46 versehen sind. Die pneumati- deren Elemente des Motors zu stören. Aus der sehen Stellmotoren 42, 43 nehmen bei einer Ver- Zeichnung ist zu erkennen, daß die pneumatischen Schiebung einen Raumnocken 49 mit, der gleichzeitig Stellmotoren 42 und 43 an einem Sockel 41 befestigt eine Drehbewegung erhalten kann, die über eine 55 sind und über die Leitung 44 mit der Zuführungslei-Verbindung 20 mit der Achse 21 die Hauptdrossel- tung IC für den Unterdruck in Verbindung stehen. klappe 11 auf die Nockenachse 50 übertragen wird. Die in den pneumatischen Stellmotoren angcordnc-Der Raumnocken 49, dessen Bewegungen sowohl ten Rückstellfedern 45 und 46 weisen vorzugsweise durch die Drehung der Hauptdrosselklappe 11 als ungleiche Federkonstanten auf. Dhs dem Sockel gcauch durch den Unterdruck im Ansaugkanal 12 ge- 60 genüberliegende Ende 47 des pneumatischen Stcilsteuert werden, ist so eingerichtet, daß er über eine motors 43 ist an der Lagerung 48 des Raumnockens entsprechende Übertragungseinrichtung 55, 58, 60, 49 befestigt, z. B. mit einer Schraube, in welcher der 61 die Ausglebhsklappe 15 zur Zuführung von zu- Raumnocken 49 frei drehbar ist.
sätzlicher Luft steuert. Die Lagerung 48 wird auf einer Achse 50 gctra-Während bei bekannten Vorrichtungen alle oben- 65 gen, damit sie unter der Wirkung der pneumatischen erwähnten Einrichtungen in einer Konstruktion zu- Stellmotoren 42, 43 auf dieser verschoben werden sammengefaßt werden, die zwischen dem Vergaser kann. Die Lagerung 48 und der Raumnocken 49 und dem Einlaßrohr angeordnet ist, trennt die erfin- werden von einem Finger 51 mitgenommen, der von

einem Rad 51α angetrieben wird. Das Rad selbst wird über einen Fernantrieb 20, 20 α gedreht, der mit der Drehung der Hauptdrosselklappe 11 des Vergasers gekoppelt ist.

Der Raumnocken 49 könnte derartig tailliert sein, daß aufeinanderfolgende Profile entstehen, auf denen sich mehrere Taster abstützen könnten.

Der in der Figur dargestellte Taster 55, der über einen Hebel 58 um eine Achse 59 schwenkbar ist, betätigt eine Stange 60, die eine fest mit der Ausgleichsklappe 15 verbundene Kurbel 61 antreibt, wobei die Ausgleichsklappe 15 die Menge der Zusatzluft in der Leitung steuert, durch die die Zusatzluft hinter den Vergaser geführt wird.

Die in den pneumatischen Stellmotoren angeordneten Rückstellfedern sind so ausgelegt, daß sich die Rückstellfeder 45 bei einem in der Leitung 16 herrschenden, genügend kleinen Unterdruck von beispielsweise weniger als 100 g/cm'- zusammenzieht, während die zweite Rückstellfeder 46 nur bei ausreichend großen Unterdrücken in der Größenordnung von 600 bis 700 g/cm² völlig zusammengedrückt wird.

An dem Sockel 41 ist ein Untcrdruck-Hilfsantrieb befestigt, beispielsweise ein pneumatischer Stellmotor 62, der durch den in der Leitung 63 herrschenden Unterdruck betätigt wird, wobei die Leitung 63 mit der Leitung 16 und der Zwischenschaltung eines Schieberventils 64 verbunden ist. Der pneumatische Stellmotor 62 begrenzt über einen um eine Achse 66 schwenkbaren Hebel 65 und eine Stange 67 die Schließung der Hauptdrosselklappe 11 des Vergasers. Das Schieberventil 64 sitzt auf einer Stange 68, deren Ende 69 sich gegen eine fest mit dem Raumnocken 49 verbundene Scheibe 70 abstützt.

Es ist zu erkennen, daß, wenn der Unterdruck in den pneumatischen Stellmotoren 42, 43 einen erheblichen Wert annimmt, die Scheibe 70 den Kopf 69 der Stange 68 zurückstößt. Die Stange 68 öffnet das Schieberventil 64, so daß der pneumatische Stellmotor 62 mit der Leitung 16 in Verbindung steht und mit dem in dem Ansaugkanal 12 herrschenden Unterdruck beaufschlagt wird.

Unter der Wirkung dieses Unterdrucks betätigt der pneumatische Stellmotor 62 das Gestänge 65 bis 67. das die Begrenzung der Verschiebung der Hauptdrosselklappe 11 des Vergasers sichert.

Die Leitung zur Zuführung von Zusatzluft kann direkt mit Luft aus der Atmosphäre gespeist werden. Es kann jedoch auch von Vorteil sein, diese mit aufgeheizter Luft zu speisen, wobei gleichzeitig das Motorengehäuse entgast werden kann.

Wenn der Motor normal läuft, d. h. wenn er den Wagen antreibt, oder wenn er langsam leerläuft, weisen die öffnung der Ausgleichsklappe 15 des Vergasers und der Unterdruck, der in dem Ansaugkanal 12 hinter dem Vergaser herrscht, gut vorherbestimmte Werte für jeden Betriebszustand des Motors auf, wobei den Weiten eine gleichfalls gute vorherbestimmte Position des Teiles mit dem Raumnocken 49 entspricht.

E" genügt, in Vorversuchen auf einem gewöhnlichen Prüfstand oder einem Rollenprüfstand die öffnung der Ausgleichsklappe 15 zur Regelung der Menge der zusätzlichen Luft und die Einstellung des Zündverteilers zu bestimmen, die für jeden Betriebszustand des Motors in bezug auf die Leistung den spezifischen Verbrauch und die Abgabe giftiger Vcrbindungen durch den Motor die zufriedenstellendsten Ergebnisse liefern, wobei der Raumnocken eine entsprechende Profilicrung erhält, damit die entsprechenden Taster die optimale Regelung bewirken, die in den Versuchen ermittelt worden ist. Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Vorrichtung automatisch und jederzeit die experimentell als am zufriedenstellendsten ermittelten Bedingungen der Vergasung und Frühzündung verwirklicht.

Wenn der Motor durch den Wagen (oder durch

ao seine eigene Trägheit) angetrieben wird, neigt jegliche zu starke Schließung der Drosselklappe des Vergasers dazu, in dem Ansaugkanal einen übermäßigen Unterdruck zu schaffen (auf jeden Fall stärker als bei Verzögerung im Leerlauf). Durch diesen Unas terdruck wird das mit dem Nocken versehene Teil ziemlich weit mitgenommen, damit die auf dessen Ende sitzende Scheibe 70 das Schieberventil 64 des Hilfsantriebes 62 betätigt, so daß der Hilfsantrieb in der Richtung arbeitet, bei der die Drosselklappe geöffnet wird (oder zumindest gehindert wird, sich völlig zu schließen).

Durch diesen Mechanismus verhindert die erfindungsgemäße Vorrichtung, daß der in der Einlaßleitung herrschende Unterdruck auf einen zu geringen Wert abfällt, bei dem eine gute Verbrennung nicht mehr garantiert ist, und vermeidet dadurch, daß mit den Abgasen Kohlenwasserstoffe abgegeben werden. Ferner und unter denselben Bedingungen verschiebt der Raumnocken 49, der auf den Zündverteiler wirkt (oder auf einen zweiten Hilfsantrieb, der durch denselben Steuerschieber wie di; Drosselklappe des Vergasers versorgt wird), diesen Verteiler in Richtung späterer Zündung, so daß einer störenden Verminderung der Bremsung durch den Motoi entgegengewirkt wird.

In der vorangehenden Beschreibung wurde erwähnt, daß der Raumnocken z. B. aus drei Profilabschnitten bestehen kann, wobei jeder der Profilabschnitte einen Sektor von etwas weniger als 120^c einnehmen kann. Wenn der Raumnocken nur zwe^: Taster betätigen soll, ist seine Drehung auf 180° beschränkt. Wenn nur ein Taster vorgesehen ist, kanr der Nocken eine volle Drehung von etwas wenige; als 360° ausführen.

Es kann jedoch auch mit zwei oder drei Tasten eine volle Drehung von 360° erzielt werden, inden die Taster über die Länge des Raumnockens 49 ver schoben werden, wobei jedem der Taster eine ent sprechende Länge auf dem Nocken zugeordnet wird

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Zuführung von Zusatzluft in die Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine stromab der willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe eines Vergasers, die eine Steuereinrichtung für die Zusatzluftmenge aufweist, die eine Kurvenfläche umfaßt, die synchron mit der Hauptdrosselklappe des Vergasers einstellbar ist und mit einer Tasteinrichtung zusammenwirkt, deren Stellung mindestens einen Parameter für den Öffnungsgrad des Zusatz-Lufteintrittsquerschnittes darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Kurvenfläche aufweisenden Raumnocken (49) ein die Kurvenfläche quer zur Tasteinrichtung (55) bewegender erster pneumatischer Stellmotor (42, 43) angreift, dessen mit dem Ansaugkrnal (12) stromab der Hauptdrosselklappe (11; verbundener Steuerdruckraum von mindestens einer Rückstellfeder (45, 46) durchsetzt ist, und daß der Raumnocken (49) stirnseitig mit einem Schiebeventil (64) zusammenwirkt, das eine Verbindung (16) zum Steuerdruckraum eines zweiten pneumatischen Stellmotors (62) zu einem stromab der Hauptdrosselklappe (11) liegenden Abschnitt des Ansaugkanals (12) bei Überschreiten eines durch die Charakteristik der Rückstellfeder (45, 46) vorgegebenen Solldruckwertes aufsteueit, wobei gleichzeitig der zweite Stellmotor (62) über e\n Gehänge (65, 67) öffnend auf die HauptdrossHklappe (11) wirkt.