DE19638503A1 - Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ansaug­ klappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren und insbesondere auf eine derartige Steuervorrichtung, die in Verbindung mit einem Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem verwendet werden kann.

Aus der JP 5-296067-A ist eine herkömmliche Ansaugklap­ pen-Steuervorrichtung bekannt, bei der der hohle Haupt­ körper einen Einlaßanschluß, der mit einem stromaufseiti­ gen Ansaugrohr verbunden ist, sowie einen Auslaßanschluß, der mit dem stromabseitigen Ansaugkrümmer verbunden ist, umfaßt. Ferner trägt der hohle Hauptkörper eine Drossel­ klappenwelle, an der eine Drosselklappe angebracht ist, wobei die Welle den hohlen Hauptkörper durchdringt.

Die an der Drosselklappenwelle angebrachte Drosselklappe ist zusammen mit der Drosselklappenwelle um deren axiale Mittellinie drehbar und weist einen ersten Außenumfangs­ abschnitt, der sich stromaufwärts bewegt, und einen zwei­ ten Außenumfangsabschnitt, der sich stromabwärts bewegt, auf. Andererseits sind im Hauptkörper eine erste Wandflä­ che, die sich gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe befindet, und eine zweite Wandfläche, die sich gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe befindet, ausgebildet. Bezüglich der Form der ersten und zweiten Wandflächen ist aus der JP 5-296067-A bekannt, diesen Wandflächen eine sphärische Form zu verleihen.

Wenn sich daher in dieser herkömmlichen Anordnung die Drosselklappe in einer vollständig geschlossenen Stellung (Leerlaufstellung) befindet, sind die Zwischenräume zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drossel­ klappe und der gegenüber befindlichen ersten Wandfläche sowie zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der gegenüber befindlichen zweiten Wandfläche sehr eng, so daß nur eine sehr kleine Öffnung möglich ist, d. h. nahezu ein Kontaktzustand vorliegt. Wenn ferner die Drosselklappe dazu veranlaßt wird, sich aus der geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung mit gegebenem Winkel zu drehen, werden die Abstände zwischen diesen äußeren Umfängen und den Wandflächen im wesentlichen konstant gehalten.

Wenn sich die Drosselklappe dreht, nimmt die Öffnungsflä­ che in der Ansaugleitung um einen Erhöhungsanteil zu, der mit der Bewegung aufgrund der Drehung übereinstimmt, so daß die Ansaugluftdurchflußmenge durch den Drosselklap­ penkörper entsprechend leicht ansteigt. Wenn die Drehung der Drosselklappe einen vorgegebenen Winkel übersteigt, nimmt die Öffnungsfläche in der Ansaugleitung in Abhän­ gigkeit von der Drehung der Drosselklappe ab diesem vorgegebenen Winkel schnell zu, da sich der Außenumfang der Klappe über den ihr zugewandten Bereich der Wandflä­ che bewegt, der in der Ansaugleitung nur bis zu diesem vorgegebenen Winkel sphärisch geformt ist, woraus sich das Merkmal einer schnellen Erhöhung der Ansaugluftdurch­ flußmenge in bezug auf die Drosselklappenöffnung ab diesem vorgegebenen Winkel ergibt.

Probleme in Verbindung mit diesem herkömmlichen Ansaug­ klappen-Steuersystem für Verbrennungsmotoren bei Verwen­ dung mit einer Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfassen die Ansammlung von Ablagerungssubstanzen auf­ grund von Spritzern vom Motor, des EGR-Gases, des PCV- Gases und dergleichen auf den Oberflächen des Klappenkör­ pers stromabseitig von der Klappe, so daß der Spalt zwischen der Drosselklappe und den sphärischen Flächen des Körperelements leicht verstopft. Ein ähnliches Phäno­ men tritt in einem Vergasersystem, einem Einzelpunkt- Kraftstoffeinspritzsystem oder dergleichen auf. Da jedoch das Benzin in diesen Systemen stromaufseitig von der Drosselklappe zugeführt wird, werden diese angesammelten Ablagerungssubstanzen weggespült, so daß ihre Ansammlung, die die Leitung zwischen den Flächen der Drosselklappe und dem Körper selbst verstopft, verhindert wird. Da jedoch im Fall des Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystems die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in dem stromabseitig von der Drosselklappe angeordneten Ansaugkrümmer vorgese­ hen ist, ist ein solches Spülen durch Benzin nicht mög­ lich.

In dem Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem sammelten sich diese Ablagerungssubstanzen in einem Spalt zwischen den Flächen der Drosselklappe und dem Körper selbst an. Ferner besitzen diese Ablagerungen, die aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Schwefelverbindungen aufgebaut sind, einen teerähnlichen Zustand, der bei hohen Temperaturen viskos ist, sich bei niedrigen Temperaturen jedoch verfe­ stigt, so daß das Problem entsteht, daß ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe insbesondere dann, wenn die Temperatur niedrig ist, beeinträchtigt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmoto­ ren zu schaffen, die einen gleichmäßigen Betrieb der Drosselklappe selbst dann sicherstellt, wenn sich strom­ abseitig von der Drosselklappe Ablagerungen ansammeln, indem deren nachteiligen Wirkungen beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsfor­ men der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Die erfindungsgemäße Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren umfaßt einen Drosselklappenkörper, der eine Ansaugleitung bildet, und eine Drosselklappe, die im Körperelement drehbar angebracht ist und einen ersten Außenumfangsabschnitt, der sich aus der geschlos­ senen Stellung stromaufseitig in bezug auf den Drossel­ klappenkörper dreht, sowie einen zweiten Außenumfangsab­ schnitt, der sich aus der geschlossenen Stellung stromab­ seitig in bezug auf den Drosselklappenkörper dreht, besitzt, wobei eine erste Wandfläche des Körperelements, die dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe gegenüberliegt, sphärisch ausgebildet ist, während eine zweite Wandfläche des Körperelements, die dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe gegenüberliegt, zylindrisch ausgebildet ist.

In dieser Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbren­ nungsmotoren ist ein Abstand L zwischen dem ersten Außen­ umfangsabschnitt der Drosselklappe und der Innenfläche des Körperelements, die sich gegenüber dem ersten Außen­ umfangsabschnitt der Drosselklappe befindet, in der Leerlaufstellung der Drosselklappe so bemessen, daß er gleich einem Abstand L zwischen dem zweiten Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe und der Innenfläche des Kör­ perelements, die sich gegenüber dem zweiten Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe befindet, ist. In dieser Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren liegt der obengenannte Abstand L vorzugsweise in einem Bereich, der von 5 µm bis 10 µm definiert ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbren­ nungsmotoren ein Abstand L1, der zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der Innenflä­ che des Körperelements gegenüber dem ersten Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe in einem Leerlaufzustand der Drosselklappe definiert ist, vorzugsweise größer als ein Abstand L2, der zwischen dem zweiten Außenumfangsab­ schnitt der Drosselklappe und der Innenfläche des Körper­ elements gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe definiert ist.

In dieser Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbren­ nungsmotoren liegt der obengenannte Abstand L1 vorzugs­ weise in einem Bereich, der von 50 µm bis 100 µm defi­ niert ist, während der obengenannte Abstand L2 vorzugs­ weise in einem Bereich liegt, der von 5 µm bis 10 µm definiert ist.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in der obenbeschriebenen Ansaugklappen- Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren stromabseitig von der Drosselklappe vorzugsweise eine Überzugsschicht ausgebildet, die einen Werkstoff mit Schmiereigenschaft und niedrigem Reibkoeffizienten enthält.

In dieser Luftansaugklappen-Steuervorrichtung für Ver­ brennungsmotoren ist die obige Überzugsschicht vorzugs­ weise auf einer Innenfläche eines Wellenlagergehäuses, das die obenerwähnte Drosselklappenwelle aufnimmt, an der die Drosselklappe angebracht ist und die relativ zum Körperelement drehbar ist, auf den stromabseitigen äuße­ ren Umfangsflächen der Drosselklappe sowie auf den Innen­ flächen des Körperelements gegenüber dem stromabseitigen Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe ausgebildet.

In dieser Ansaugklappen-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ist die Dicke der obenbeschriebenen Überzugs­ schicht vorzugsweise gleich oder größer als die Größe eines Spalts zwischen den Außenumfangsabschnitten der Drosselklappe und dem Körperelement.

Weiterhin sind in der obenerwähnten Ansaugklappen-Steuer­ vorrichtung gemäß der Erfindung vorzugsweise ein Motor, der die Drosselklappe antreibt, ein Sensor, der den Drehwinkel der Drosselklappe erfaßt, sowie eine Steuer­ einrichtung vorgesehen, die so beschaffen ist, daß sie als Antwort auf eine Bewegungsgröße eines Gaspedals einen Steuerbefehl an den Motor aus gibt und außerdem die Dre­ hung des Motors als Antwort auf ein Ausgangssignal vom Sensor steuert.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise stromabseitig von der Drossel­ klappe ein Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem ange­ schlossen.

Nun wird die Implementierung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Indem eine Innenfläche des Körperelements gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drossel­ klappe sphärisch ausgebildet ist und eine Innenfläche des Körperelements gegenüber dem zweiten Außenumfangsab­ schnitt der Drosselklappe zylindrisch ausgebildet ist, wobei der zweite Außenumfangsabschnitt gegenüber der zylindrischen Fläche des Körperelements so beschaffen ist, daß er sich bei einer Drehung der Drosselklappe von der zylindrischen Fläche wegbewegt, da sich der dazwi­ schen befindliche Spalt bei einer Drehung erweitert, tritt selbst dann, wenn sich auf den stromabseitigen Oberflächen der Drosselklappe Ablagerungen ansammeln, keine Schwierigkeit aufgrund eines Hängenbleibens der Drosselklappe an der Ablagerung auf, wie dies im Stand der Technik normalerweise beobachtet wird, so daß ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt ist.

Da ferner ein Abstand L zwischen dem ersten Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe und der ersten Innenfläche des Körperelements gegenüber dem ersten Außenumfangsab­ schnitt im wesentlichen gleich einer Strecke L zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der zweiten Innenfläche des Körperelements gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt ist, wenn sich die Drossel­ klappe im Leerlaufzustand befindet, ist sichergestellt, daß die Luftdurchflußmenge in einem Bereich, in dem die Drosselklappenöffnung klein ist, reduziert werden kann.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist unter den Annahmen, daß erstens ein Abstand zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt der Drossel­ klappe und der Innenwandfläche des Körperelements gegen­ über dem ersten Außenumfangsabschnitt gleich L1 ist und ein Abstand zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der Innenfläche des Körperelements gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt gleich L2 ist, und daß zweitens L1 größer als L2 ist, ein gleichmä­ ßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt, da der Einfluß aufgrund von Ablagerungen auf Seiten des ersten Außenumfangs beseitigt ist.

Genauer kann ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt werden, wenn der Abstand L1 im Bereich von 50 µm bis 100 µm liegt und der Abstand L2 im Bereich von 5 µm bis 10 µm liegt.

Wenn weiterhin eine Überzugsschicht, die aus einem Schmierwerkstoff mit niedrigem Reibkoeffizienten herge­ stellt ist, auf der stromabseitigen Oberfläche der Dros­ selklappe ausgebildet ist, kann ein Spalt zwischen der Drosselklappe und dem Körperelement reduziert werden, so daß in einem Anfangszustand eine kleine Öffnung geschaf­ fen wird.

Um ferner die Öffnung wirksamer zu reduzieren, sind in Bereichen, die die Innenseite des Wellenlagergehäuses, das das Lager der Drosselklappenwelle mit der daran angebrachten Drosselklappe aufnimmt, das die Welle am Körperelement drehbar unterstützende Lager, einen Teil der stromabseitigen äußeren Umfangsfläche der Drossel­ klappe sowie einen Teil der Innenfläche des Körperele­ ments, der sich gegenüber dem stromabseitigen Außenum­ fangsabschnitt der Drosselklappe und in dessen Nähe befindet, umfassen, Überzugsschichten ausgebildet.

Um ferner die Öffnung im Anfangszustand zu reduzieren, sind die Dicken der Überzugsschichten so bemessen, daß sie gleich oder größer als die Größe des Spalts zwischen dem Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und dem Körperelement sind.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Ansaugklappen-Steuervorrichtung einen Motor, der die Drosselklappe betätigt, einen Sen­ sor, der den Drehwinkel der Drosselklappe erfaßt, und eine Steuereinrichtung, die als Antwort auf eine Bewe­ gungsgröße des Gaspedals einen Steuerbefehl an den Motor erzeugt und gleichzeitig die Drehung des Motors auf der Grundlage eines Ausgangssignals vom Sensor steuert, so daß keine Schwierigkeit eines Anhaftens der Drosselklappe an den Ablagerungen auftritt, so daß eine gleichmäßige Steuerung der Öffnung der Drosselklappe auch bei Verwen­ dung eines Motors mit geringem Drehmoment sichergestellt ist.

Somit kann die nachteilige Wirkung aufgrund von Ablage­ rungen, die sich stromabseitig von der Drosselklappe ansammeln, was oftmals der Fall ist, wenn ein Mehrpunkt- Kraftstoffeinspritzsystem stromabseitig von der Drossel­ klappe angeschlossen ist, im wesentlichen beseitigt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines wichtigen Elements einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Ver­ brennungsmotoren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines wichtigen Elements der Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbren­ nungsmotoren gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung längs der Linie A-A von Fig. 1;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Durchflußmenge durch die Drosselklappe und der Öffnung der Drosselklappe für Ansaugklappen-Steu­ ervorrichtungen gemäß der Erfindung und zum Ver­ gleich für Ansaugklappen-Steuervorrichtungen des Standes der Technik angibt;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines wichtigen Elements einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Ver­ brennungsmotoren gemäß einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 4 längs der Linie V-V;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines wichtigen Elements einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Ver­ brennungsmotoren gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 6 längs der Linie V-V; und

Fig. 8 ein Diagramm, das Änderungen der Leerlaufdrehzahl relativ zur Gesamtfahrstrecke für eine Ansaug­ klappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zum Vergleich für eine Ansaugklappen-Steuervorrichtung des Standes der Technik angibt.

Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer wichtigen Komponente einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung.

Ein Hohlkörperelement 1 besitzt einen stromaufseitigen Einlaß 2, der an ein Einlaßrohr angeschlossen ist, und einen stromabseitigen Auslaß 3, der an einen Ansaugkrum­ mer angeschlossen ist. Eine Drosselklappenwelle 4, an der eine Drosselklappe 5 angebracht ist, durchdringt das Hohlkörperelement 1 in seitlicher Richtung und ist durch ein (nicht gezeigtes) Lager unterstützt. Die Drossel­ klappe 5 ist an der Drosselklappenwelle 4 angebracht, welche sich in Richtung des Pfeils (X) drehen kann. Eine quer durch den Hohlkörper gezeichnete durchgezogene Linie gibt eine Stellung der Drosselklappe an, in der sich diese in einem vollständig geschlossenen Zustand (Leerlaufzustand) befindet.

Die Drosselklappe 5 besitzt einen ersten Außenumfangsab­ schnitt 5a, der sich aus der geschlossenen Stellung stromaufwärts bewegt, und einen zweiten Außenumfangsab­ schnitt 5b, der sich aus der geschlossenen Stellung stromabwärts bewegt. Andererseits sind im Körperelement und längs einer Wand einer Ansaugluftleitung eine erste Wandfläche 6, die sich gegenüber dem ersten Außenumfangs­ abschnitt 5a der Drosselklappe befindet, und eine zweite Wandfläche 8, die sich gegenüber dem zweiten Außenum­ fangsabschnitt 5b der Drosselklappe befindet, vorgesehen.

Die erste Wand 6, die eine gegenüber dem ersten Außenum­ fangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 befindliche Gegen­ wandfläche definiert, besitzt eine im wesentlichen sphä­ rische Oberfläche; hierbei dreht sich die Drosselklappe 5 aus der durch die durchgezogene Linie dargestellten vollständig geschlossenen Stellung um einen Winkel 0 in eine durch unterbrochene Linien dargestellte Stellung. Wenn daher angenommen wird, daß ein Spalt zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der sphärischen ersten Wandfläche 6 an der Position der durchgezogenen Linie, die die Leerlaufstellung angibt, durch L gegeben ist, bleibt ein Abstand zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a und der sphärischen ersten Wandfläche 6 an der Position der unterbrochenen Linie der um einen Winkel θ gedrehten Drosselklappe konstant bei L. Beispielsweise liegt der Spalt L vorzugs­ weise im Bereich von 5 bis 10 µm. Was den Winkel θ be­ trifft, kann sich der Wert in Abhängigkeit von den erfor­ derlichen Eigenschaften des Motors ändern, die sphärische Fläche kann jedoch stets so ausgebildet werden, daß sie einen Winkelbereich abdeckt, der vorzugsweise von 10 bis 35° reicht. Da das Hauptmerkmal der Erfindung nicht in dieser sphärischen Wandfläche besteht, ist beispielsweise der Winkel θ nicht kritisch.

Ferner ist die zweite Wandfläche 8 zylindrisch geformt. In der Leerlaufstellung, die durch die durchgezogene Linie angegeben ist, ist ein Spalt L zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe und der zwei­ ten Wandfläche 8 mit zylindrischer Form gleich L, was im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe und der ersten Wandfläche 6 mit sphärischer Form ist. Wenn sich die Drosselklappe 5 jedoch dreht, nimmt der Spalt L zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b und der zweiten Wandfläche 8 zu.

Streng genommen ist die Form der Drosselklappe 5 in bezug auf die axiale Mittellinie der Drosselklappenwelle 4 nicht symmetrisch, sondern sie besitzt lediglich relativ zur axialen Mittellinie der Drosselklappenwelle 4 eine nahezu gleich Form.

Ablagerungssubstanzen aufgrund von Spritzern vom Motor oder dergleichen neigen dazu, sich an den stromabseitigen Oberflächen der Drosselklappe 5 sowie an der Innenwand­ fläche des Körperelements 1 stromabseitig von der Dros­ selklappe 5 anzusammeln. Da im Stand der Technik die Wandfläche des Körperelements 1 gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 sphärisch ausgebildet ist, bleibt der Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der zweiten Wandfläche des Körperelements verhältnismäßig klein. Daher entstand bisher das Problem, daß bei einer Ansamm­ lung von Ablagerungen in der Nähe des zweiten Außenum­ fangs der Drosselklappe und bei einer Drehung der Dros­ selklappe in Richtung des Pfeils (X) ein Verstopfen des Spalts zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der zweiten Wandfläche des Körperele­ ments auftreten konnte.

Indem jedoch die zweite Wandfläche zylindrisch ausgebil­ det wird und infolgedessen der Abstand zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 und der zweiten Wandfläche 8 des Körperelements, die zylin­ drisch ist, bei einer Drehung der Drosselklappe 5 an­ steigt, tritt kein Problem des Anhaftens aufgrund von Ablagerungssubstanzen auf, wie dies im Stand der Technik beobachtet worden ist, so daß ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt ist.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Ansaugklappen- Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung längs der Linie A-A von Fig. 1.

Die Luftdurchflußmenge durch den Luftfilter des Verbren­ nungsmotors wird anhand der Menge gemessen, die sich durch einen Spalt der Ansaugluftleitung zwischen der Innenwand 6 und der Drosselklappe 5 bewegt und dem Motor zugeführt wird. Die Drosselklappe 5 ist wie erwähnt an einer Drosselklappenwelle 4 angebracht. An einem Ende der Drosselklappenwelle 4 ist ein Zahnrad 11 montiert, das mit einem Zahnrad 10 in Eingriff ist, welches seinerseits an der Rotorwelle eines Motors 9 angebracht ist.

Wenn der Fahrer 15 auf das Gaspedal 16 tritt, wird von der Steuereinrichtung 14 die Verschiebungsgröße des Gaspedals 16 erfaßt, woraufhin als Antwort auf die er­ faßte Verschiebung ein Steuerbefehl für die Betätigung des Motors 9 zum Motor 9 geliefert wird. Das Drehmoment des Motors 9 wird durch die Zahnräder 10 und 11 reduziert und an die Drosselklappenwelle 4 übertragen, um die Drosselklappe 5 um einen gewünschten Winkel zu drehen.

Andererseits ist an der Drosselklappe 4 ein Drosselklap­ penwinkelsensor angebracht, der den Drehwinkel der Dros­ selklappe 5 erfaßt. Der erfaßte Drehwinkel wird zur Steuereinrichtung 14 geliefert, so daß ein Steuerbefehl zum Motor 9 rückgekoppelt wird, derart, daß die Drossel­ klappe 5 präzise um den gewünschten Winkel gedreht wird.

Weiterhin ist die Drosselklappenwelle 4 mit einer Dros­ selklappenfeder 12 versehen, die dazu dient, ein Spiel zwischen den Zahnrädern 10 und 11 zu verhindern und die Drosselklappe zu schließen, wenn ein gleichmäßiger Be­ trieb des Motors aus irgendeinem unbekannten Grund zum Zeitpunkt einer Verzögerung nicht sichergestellt ist.

Aufgrund der Notwendigkeit, die Ansaugklappen-Steuervor­ richtung kompakt auszubilden, ist eventuell eine kleinere Größe des Motors erforderlich, was ein niedrigeres Aus­ gangsdrehmoment des Motors zur Folge hat, so daß im Stand der Technik in diesem Fall lediglich ein minimales Drehmoment zum Antreiben der Drosselklappe garantiert war. Wenn daher ein Anhaften aufgrund von Ablagerungssub­ stanzen vom Motor, die sich an der Drosselklappe und an der Innenwandfläche der Ansaugleitung ansammeln, auf­ tritt, ist ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe nicht sichergestellt. Wenn jedoch an der zweiten Innen­ wand gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe eine zylindrische Wandfläche vorgesehen ist, kann das Problem des Anhaftens aufgrund angesammel­ ter Ablagerungen beseitigt werden und kann ein gleichmä­ ßiger Betrieb der Drosselklappe selbst dann sicherge­ stellt werden, wenn in dem elektronisch gesteuerten Drosselklappensystem die Drosselklappe durch einen klei­ nen Motor mit geringem Drehmoment betätigt wird.

In Fig. 3 ist eine Beziehung der durch die Drosselklappe durchgelassenen Ansaugluftdurchflußmenge gegenüber der Öffnung der Drosselklappe gezeigt. Fig. 3 ist ein schema­ tisches Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Öff­ nung der Drosselklappe und den Luftdurchflußmengen durch die Öffnungen in Ansaugklappen-Steuersystemen für Ver­ brennungsmotoren sowohl im Fall der Erfindung als auch im Fall des Standes der Technik darstellt.

Die gerade durchgezogene Linie O stellt ein dem Vergleich dienendes herkömmliches Beispiel dar, in dem sich die durch die Drosselklappe durchgelassene Ansaugluftmenge in bezug auf Änderungen der Drosselklappe linear verändert.

Die Kurve P in Strichlinien stellt ein weiteres herkömm­ liches Beispiel dar, in dem sowohl die erste als auch die zweite Innenfläche des Körperelements, die sich gegenüber dem ersten bzw. dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe befinden, eine sphärische Form besitzt, wobei die durch die Drosselklappe durchgelassene Luft­ durchflußmenge die Eigenschaft besitzt, daß sie bei einer konstanten Änderung der Öffnung der Drosselklappe bis zum Winkel θ sehr langsam zunimmt und nach Überschreiten des Winkels θ plötzlich stark zunimmt.

Im Gegensatz dazu stellt die durch die Strichpunktlinie dargestellte Kurve Q die Ergebnisse eines Beispiels dar, die in einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbren­ nungsmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Diese Kurve besitzt die Eigenschaft, daß sich die durch die Drosselklappe strömende Luftdurchflußmenge in bezug auf Änderungen der Öffnung der Drosselklappe stär­ ker linear als im Fall der Kurve P verhält. Da die zweite Innenwandfläche des Körperelements zylindrisch ausgebil­ det ist, während die erste Wandfläche sphärisch ausgebil­ det ist, wird die Änderungsrate der durch die Drossel­ klappe durchgelassenen Luftdurchflußmenge wenigstens in einem Bereich der Drosselklappenöffnung im Winkelbereich von 0° bis θ größer als bei der Kurve P. Daher ist die Beschleunigungsleistung der Kurve Q gegenüber der durch die herkömmliche Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren geschaffenen Beschleunigungsleistung, die durch die Kurve P dargestellt ist, wesentlich verbes­ sert. Weiterhin ist das Problem des Anhaftens, das im Stand der Technik aufgrund angesammelter Ablagerungen auftritt, beseitigt, so daß ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt ist.

Die Kurve R, die durch eine Zweipunkt-Strich-Linie darge­ stellt ist, bezieht sich beispielhaft auf eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die später beschrieben wird.

Nun wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer wichtigen Komponente einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Ver­ brennungsmotoren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 5 ist eine Draufsicht von Fig. 4 längs der Linie V-V.

Das Hohlkörperelement 1 ist mit einem stromaufseitigen Einlaß 2, der an eine Ansaugrohrleitung angeschlossen ist, sowie mit einem stromabseitigen Auslaß 3, der an einen Ansaugkrümmer angeschlossen ist, versehen. Die Drosselklappenwelle 4 durchdringt den hohlen Abschnitt des Körperelements 1 und ist von einem (nicht gezeigten) Lager unterstützt, wobei an der Drosselklappenwelle 4, die in Richtung des Pfeils um ihre axiale Mittellinie drehbar ist, eine Drosselklappe 5 angebracht ist. Eine horizontale durchgezogene Linie in Fig. 4 zeigt die vollständig geschlossene Stellung der Drosselklappe (Leerlaufzustand).

Die Drosselklappe 5 ist mit einem ersten Außenumfangsab­ schnitt 5a, der sich stromaufseitig dreht, und mit einem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b, der sich stromabseitig dreht, versehen. Andererseits sind an der Ansaugleitungs­ wand innerhalb des Körperelements 1 eine erste Wandfläche 6 gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe sowie eine zweite Wandfläche 8 gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe ausgebildet.

Die erste Wandfläche 6 definiert einen Abschnitt des Körperelements gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a und weist im Drehwinkelbereich der Drosselklappe 5 zwischen der vollständig geschlossenen Stellung, die durch die horizontale, durchgezogene Linie dargestellt ist, und der mit unterbrochenen Linien dargestellte, um den Winkel e gedrehte Stellung eine sphärische Form auf. Unter der Annahme, daß der Abstand in dem durch die durchgezogene Linie dargestellten Leerlaufzustand zwi­ schen dem Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der ersten sphärischen Wandfläche 6 durch L1 gegeben ist, wird der Abstand in einer um den Winkel θ gedrehten Stellung, die durch unterbrochene Linien dargestellt ist, konstant bei L1 gehalten.

In dieser weiteren Ausführungsform ist der Spalt L1 beispielsweise im Bereich von 50 bis 100 µm definiert, der somit weiter als der Spalt von Fig. 1 ist. Der Winkel θ, der in Abhängigkeit von den geforderten Eigenschaften des Verbrennungsmotors veränderlich sein kann, beträgt vorzugsweise ungefähr 30°. Die Ansammlung von Ablage­ rungssubstanzen aufgrund von Spritzern des Motors, des EGR-Gases oder des PCV-Gases findet in der Leerlaufstel­ lung der durch die horizontale durchgezogene Linie darge­ stellten Leerlaufstellung der Drosselklappe 5 nicht statt, sondern tritt erst auf, wenn die Drosselklappe 5 den in Fig. 4 dargestellten Winkel θ₁, der ungefähr 20° beträgt, übersteigt. Wenn daher Motorspritzer oder der­ gleichen bei geöffneter Drosselklappe auftreten, sammeln sich Ablagerungen auch im Abschnitt der Wandfläche 6 des Körperelements 1 gegenüber dem ersten Außenumfangsab­ schnitt 5a der Drosselklappe 5, die um den Winkel θ₁ gedreht ist, an. Wenn sich auf dem Abschnitt der Wandflä­ che 6 Ablagerungen angesammelt haben und wenn die Dros­ selklappe 5 in Richtung des Pfeils gedreht wird, wird die Drosselklappe während ihrer Bewegung durch die angesam­ melten Ablagerungssubstanzen behindert. Um dies zu ver­ hindern, ist der Spalt L1 zwischen dem ersten Außenum­ fangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der sphärischen ersten Wandfläche 6 des Körperelements beispielsweise auf 50 bis 100 µm erweitert.

Durch die Ausbildung der obenbeschriebenen Wandanordnung ist es möglich, ein Anhaften oder ein Verstopfen im Spalt zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drossel­ klappe 5 und der sphärischen ersten Wandfläche 6 unabhän­ gig von der Ansammlung von Ablagerungssubstanzen aufgrund von Motorspritzern und dergleichen zu beseitigen, wodurch ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe sicherge­ stellt wird.

Weiterhin besitzt die zweite Wandfläche 8 gemäß der vorliegenden Erfindung eine zylindrische Form. In dem durch die horizontale, durchgezogene Linie dargestellten Leerlauf zustand ist der Spalt zwischen dem zweiten Außen­ umfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 und der zweiten Wandfläche 8 des Körperelements, die zylindrisch ist, durch L2 definiert. In dieser Ausführungsform liegt L2 beispielsweise vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 µm. Bei einer Drehung der Drosselklappe 5 nimmt jedoch die Größe dieses Spalts L2 allmählich zu.

Streng gesprochen ist die Form der Drosselklappe 5 rela­ tiv zur axialen Mittellinie der Drosselklappenwelle 4 nicht symmetrisch, sie besitzt jedoch relativ zu dieser axialen Mittellinie nahezu die gleiche Form.

Die Ablagerungssubstanzen aufgrund von Motorspritzern oder dergleichen sammeln sich auf der stromabseitigen Oberfläche der Drosselklappe 5 sowie auf der Innenfläche des Drosselklappenkörperelements 1 stromabseitig von der Drosselklappe 5 an. Da im Stand der Technik die Form der zweiten Fläche des Körperelements 1 gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 sphärisch war, blieb der Abstand zwischen dem zweiten Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe und der zweiten Wandfläche des Körperelements im wesentlichen konstant auf einem kleinen Wert. Wenn sich daher Ablagerungen in der Nähe des zweiten Außenumfangs der Drosselklappe absetzten und wenn die Drosselklappe in Richtung des Pfeils gedreht wurde, konnte eine Hemmung zwischen dem zweiten Außenum­ fangsabschnitt der Drosselklappe und der zweiten Wandflä­ che des Körperelements auftreten.

Wenn jedoch wie in der Erfindung die zweite Wandfläche zylindrisch ausgebildet ist, kann, da der Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe und der zylindrischen zweiten Wandfläche 8 bei einer Drehung der Drosselklappe zunimmt, das Problem des Anhaf­ tens aufgrund der Ansammlung von Ablagerungen wie im Stand der Technik beseitigt werden, so daß ein gleichmä­ ßiger Betrieb der Drosselklappe sichergestellt ist.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 3 die Beziehung der durchge­ lassenen Luftdurchflußmenge in bezug auf die Öffnungen der Drosselklappe in der Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß der zuletzt beschriebenen weiteren Ausführungsform genauer beschrieben.

In Fig. 3 gibt die Kurve R, die durch eine Zweipunkt- Strich-Linie dargestellt ist, eine Charakteristik der erfindungsgemäßen Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren an, gemäß der die Drosselklappen- Luftdurchflußmenge in einer angenähert linearen Beziehung von der Öffnung der Drosselklappe abhängt. Da die zweite Wandfläche des Körperelements zylindrisch ist, während die erste Wandfläche des Körperelements sphärisch ist, wird die Änderungsrate der durch die Drosselklappe durch­ gelassenen Luftdurchflußmenge im Bereich von 0° bis θ der Drosselklappenöffnung im Vergleich zur Kurve P größer. Da ferner der Spalt zwischen der sphärischen Wandfläche des Körperelements und dem Außenumfangsabschnitt der Drossel­ klappe größer als im Fall der Kurve Q ist, ist die durch­ gelassene Luftdurchflußmenge etwas größer als im Fall der Kurve Q.

Daher wird die Beschleunigungsleistung im Vergleich zu derjenigen des Standes der Technik, der durch die Kurve P angegeben ist, wesentlich verbessert. Weiterhin tritt kein Problem einer Hemmung aufgrund von Ablagerungen auf, so daß ein gleichmäßiger Betrieb der Drosselklappe si­ chergestellt ist.

Nun wird eine nochmals weitere Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 6, 7 und 8 beschrieben.

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht einer Ansaugklappen- Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß der nochmals weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, während Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 6 längs der Linie V-V ist.

Ein hohles, zylindrisches Körperelement 1 dieser Ausfüh­ rungsform der Erfindung weist einen stromaufseitigen Einlaß 2, der an eine Ansaugrohrleitung angeschlossen ist, sowie einen stromabseitigen Auslaß 3, der an einen Ansaugkrümmer angeschlossen ist, auf. Durch diesen hohl­ zylindrischen Körper 3 verläuft eine Drosselklappenwelle 4, die durch (nicht gezeigte) Lager unterstützt ist und an der eine Drosselklappe 5 angebracht ist.

Die an der Drosselklappenwelle 4 angebrachte Drossel­ klappe 5 ist um die axiale Mittellinie der Drosselklap­ penwelle 4 in Richtung des Pfeils drehbar. Eine durch eine horizontale durchgezogene Linie dargestellte Stel­ lung der Drosselklappe 5 entspricht der vollständig geschlossenen Stellung (Leerlaufzustand).

Die Drosselklappe 5 weist einen ersten Außenumfangsab­ schnitt 5a, der sich in bezug auf das Körperelement 1 stromaufseitig dreht, und einen zweiten Außenumfangsab­ schnitt 5b, der sich in bezug auf das Körperelement 1 stromabseitig dreht, auf. Andererseits sind im Körperele­ ment und an der Wand der Ansaugluftleitung gegenüber der Drosselklappe eine erste Wandfläche 6 gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe sowie eine zweite Wandfläche 8 gegenüber dem zweiten Außenum­ fangsabschnitt 5b der Drosselklappe ausgebildet.

Die erste Wandfläche 6, deren Form im wesentlichen sphä­ risch ist, definiert eine Verlängerung der Innenwandflä­ che des Körperelements gegenüber dem ersten Außenumfangs­ abschnitt 5a, die sich von der vollständig geschlossenen Stellung, die durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, bis zu einer durch unterbrochene Linien dargestell­ ten Stellung, die einer Drehung um den Winkel θ ent­ spricht, erstreckt. Unter der Annahme, daß der Spalt zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drossel­ klappe 5 und der sphärischen ersten Wandfläche 6 in der durch die durchgezogene Linie dargestellten Leerlaufstel­ lung durch L1 gegeben ist, wird der Spalt nach einer Drehung des ersten Außenumfangs 5a in die durch die unterbrochenen Linien dargestellte Stellung konstant bei L1 gehalten. Obwohl in Fig. 6 L1 nicht tatsächlich ange­ geben ist, wird damit im wesentlichen der gleiche Spalt wie in Fig. 4 bezeichnet.

Beispielsweise liegt die Größe dieses Spalts L1 vorzugs­ weise im Bereich von 50 bis 100 µm, so daß der Spalt größer als in der Ausführungsform von Fig. 1 ist. Obwohl er nämlich von den Eigenschaften des verwendeten Motors abhängen kann, beträgt der Winkel 6 angenähert 30°. Dann treten Ablagerungssubstanzen aufgrund von Spritzern des Motors, des EGR-Gases oder des PCV-Gases nicht auf, wenn sich die Drosselklappe 5 in der durch die durchgezogene Linie dargestellten Leerlaufstellung befindet, statt dessen treten sie auf, wenn sich die Drosselklappe 5 zum Winkel θ₁ oder darüber hinaus bewegt. Hierbei besitzt θ₁ vorzugsweise einen Wert von ungefähr 20°. Wenn daher Spritzer vom Motor oder dergleichen bei geöffneter Dros­ selklappe 5 auftreten, können sich Ablagerungssubstanzen selbst auf einem Teil der Wandfläche 6 gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a des Körperelements 1, der um den Winkel θ₁ gedreht ist, absetzen. Unter der Bedin­ gung, daß sich die Ablagerungssubstanzen an der Wandflä­ che 6 an der dem Winkel θ₁ entsprechenden Stelle ansam­ meln, trat bisher dann, wenn die Drosselklappe 5 durch Drehen in Richtung des Pfeils Y (siehe Fig. 4) geschlos­ sen wurde, das Problem einer Hemmung im Spalt zwischen der angesammelten Ablagerung und der Drosselklappe auf, wodurch eine gleichmäßige Bewegung verhindert wurde. Um ein solches Anhaften zu verhindern, ist der Spalt L1 zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drossel­ klappe 5 und der ersten Wandfläche 6 mit sphärischer Form in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung vergrö­ ßert, beispielsweise auf 50 bis 100 µm.

Durch die Schaffung der obenbeschriebenen Anordnung kann selbst dann, wenn sich Ablagerungsmaterialien aufgrund von Spritzern vom Motor oder dergleichen in der Ansaug­ leitung ansammeln, eine Hemmung im Spalt zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der ersten Wandfläche 6 verhindert werden, so daß eine gleichmäßige Bewegung der Drosselklappe während des gesamten Motorbetriebs sichergestellt wird.

Ferner weist die Wandfläche 8 eine zylindrische Form auf. Ein Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 und der zweiten Wandfläche 8 mit zylindrischer Form, der durch L2 definiert ist, besitzt in der durch die durchgezogene Linie dargestellten Leer­ laufstellung einen Wert von beispielsweise 5 µm bis 10 µm. Dieser Spalt L2 nimmt jedoch bei einer Drehung der Drosselklappe 5 aus der Leerlaufstellung allmählich zu.

Streng genommen ist die Form der Drosselklappe 5 relativ zur axialen Mittellinie der Drosselklappenwelle 4 nicht symmetrisch, sie besitzt jedoch im wesentlichen die gleiche Form.

Ablagerungsmaterialien aufgrund von Motorspritzern oder dergleichen sammeln sich auf der stromabseitigen Oberflä­ che der Drosselklappe 5 sowie an der Innenwandfläche des Drosselklappen-Körperelements 1 stromabseitig zur Dros­ selklappe 5 an. Da im Stand der Technik die Form der zweiten Wandfläche 8 des Körperelements 1 gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 sphärisch ausgebildet war, blieb der Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drosselklappe und der zweiten Wandfläche verhältnismäßig schmal. Wenn sich daher Ablagerungsmaterialien auf den Flächen in der Nähe des zweiten Außenumfangs der Drosselklappe ansammelten und wenn die Drosselklappe in Richtung des Pfeils X gedreht wird, trat das Problem der Hemmung im Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt der Drossel­ klappe und der zweiten Wandfläche des Körperelements auf.

Durch die Schaffung der zweiten Wandfläche mit zylindri­ scher Form wie in der vorliegenden Erfindung kann jedoch, da der Spalt zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt 5b der Drosselklappe 5 und der zweiten Wandfläche 8 mit zylindrischer Form bei einer Drehung der Drosselklappe 5 zunimmt, das Problem des Anhaftens aufgrund von Ablage­ rungen, wie im Stand der Technik zu beobachten ist, beseitigt werden, so daß eine gleichmäßige Bewegung der Drosselklappe sichergestellt ist.

Ferner ist in dieser Ausführungsform der Erfindung auf die stromabseitige Oberfläche der Drosselklappe 5 eine Schicht 20 aufgebracht, die aus einem Werkstoff wie etwa Molybdändisulfid aufgebaut ist, das eine Schmiereigen­ schaft und einen niedrigen Reibkoeffizienten besitzt. Die Bereiche, auf denen diese Schicht 20 aufgebracht ist, umfassen die Innenfläche 20a einer zwischen der Drossel­ klappenwelle 4 und dem Körperelement 1 definierten Lager­ bohrung, den stromabseitigen äußeren Umfangsabschnitt 20b der Drosselklappe 5 sowie die Innenwandflächenabschnitte 20c am Körperelement 1 gegenüber dem Außenumfangsab­ schnitt der Drosselklappe 5 und stromabseitig von der Drosselklappe 5.

Da der Spalt R₁ zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der Innenwandfläche 6 des Körperelements 1 gegenüber diesem Außenumfangsabschnitt 5a erweitert ist, ist die Menge der durchgelassenen Luftdurchflußmenge leicht erhöht, wie durch die Kurve R in Fig. 3 angegeben ist. Um daher sicherzustellen, daß nur eine normale Luftdurchflußmenge, wie sie durch die Kurve Q in Fig. 3 angegeben ist, durchgelassen wird, wird die Schicht 20 aus dem Werkstoff mit Schmiereigenschaft und niedrigem Reibkoeffizienten aufgebracht. Wenn bei­ spielsweise in einem Lösungsmittel gelöstes Molybdändi­ sulfid auf den obengenannten Bereich aufgebracht und dann getrocknet wird, wird der Spalt zwischen der Drossel­ klappe 5 und der Innenwandfläche des Körperelements 1 beseitigt. Wenn jedoch die Drosselklappe 5 nach dem Trocknen der Schicht zu einer Drehung gezwungen wird, wird zwischen der Drosselklappe 5 und dem Körperelement l ein Spalt mit einem Abstand von 5 µm bis 10 µm ausgebil­ det. Dadurch kann durch die Ausbildung einer solchen Schicht und durch die beschriebene Verarbeitung der anfängliche Spalt reduziert werden, damit nur die normale Luftdurchflußmenge, wie sie durch die Kurve Q in Fig. 3 angegeben ist, zugeführt wird.

Da als Schicht eine Substanz mit Schmiereigenschaft und niedrigem Reibkoeffizienten aufgebracht wird, verursacht sie keine Hemmung und kein Anhaften, selbst wenn zwischen den in Kontakt befindlichen Teilen nur ein kleiner Zwi­ schenraum vorhanden ist, so daß eine gleichmäßige und bevorzugte Bewegung der Drosselklappe sichergestellt ist.

Die aufgebrachte Beschichtung 20 mit der Schmiereigen­ schaft und dem niedrigen Reibkoeffizienten ist nicht auf Molybdändisulfid eingeschränkt, statt dessen können andere Werkstoffe wie etwa Graphit, Teflon oder derglei­ chen innerhalb des Umfangs der Erfindung in ähnlicher Weise aufgebracht werden.

Die Dicke der Beschichtung 20 liegt vorzugsweise im Bereich von 50 µm bis 100 µm oder mehr. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, daß der Spalt zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt 5a der Drosselklappe 5 und der ersten Wandfläche 6 des Körperelements 1 gegenüber diesem ersten Außenumfangsabschnitt 5a einen Wert im Bereich von 50 µm bis 100 µm besitzt, so daß die Dicke der Beschich­ tung auf einen Wert gesetzt wird, der geeignet ist, den Spalt zu füllen. Ferner wäre eine Erhöhung der Dicke der Beschichtung auf einige Millimeter nicht vorteilhaft, weil sich eine Beschichtung mit einer solchen Dicke sofort abschälen würde, vielmehr würde eine zu dicke Beschichtung den Vorteil der Wiederholung eines Zyklus, der das Ansammeln von Ablagerungen und das Abschälen eines Teils der Beschichtung zusammen mit den darauf befindlichen Ablagerungen umfaßt und später in Verbindung mit Fig. 8 erläutert wird, nicht besitzen.

Weiterhin kann diese Beschichtung aus der Schicht 20 auf die Ausführungsform von Fig. 1 angewendet werden, wobei in diesem Fall eine Dicke von 5 µm bis 10 µm oder mehr ausreichend ist.

Nun wird mit Bezug auf Fig. 8 der Vorteil des Aufbringens der Beschichtung aus der Schicht 20 mit einer Schmier­ eigenschaft und einem niedrigen Reibkoeffizienten auf den stromabseitigen Oberflächen der Drosselklappe 5 im ein­ zelnen beschrieben.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Änderungen der Leerlauf­ drehzahl relativ zur Gesamtfahrstrecke des mit einer Ansaugklappen-Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ausgerüsteten Fahrzeugs angibt.

Die durchgezogene Kurve S in Fig. 8 stellt eine Änderung der Leerlaufdrehzahl des Motors bei einer Anfangseinstel­ lung auf 750 min^-1 in Abhängigkeit von der Fahrstrecke dar, wenn der Motor durch eine herkömmliche Ansaugklap­ pen-Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren, in der die Innenflächen des Körperelements gegenüber den Außenumfän­ gen der Drosselklappe sphärisch ausgebildet sind und in der keine Beschichtung aus Molybdändisulfid aufgebracht ist, mit Luft versorgt wurde. Mit zunehmender Gesamtfahr­ strecke nimmt die Leerlaufdrehzahl des Motors ab, wie in Fig. 8 gezeigt ist, wobei die Leerlaufdrehzahl dann, wenn die Gesamtfahrstrecke ungefähr 5000 km erreicht, die Leerlaufdrehzahl auf 300 min^-1 abfällt, wodurch der Motor angehalten wird.

Andererseits gibt die unterbrochene Linie T die Änderungen der Leerlaufdrehzahl des Motors in Abhängigkeit von den Fahrstrecken bei einer Ausführungsform der Erfindung an. Der Abschnitt T₁ der unterbrochenen Linie, der eine Fahrstrecke von ungefähr 4000 km abdeckt, zeigt eine abnehmende Leerlaufdrehzahl, was die Tatsache widerspie­ gelt, daß die Ansaugleitung aufgrund der Ansammlung von Ablagerungen enger wird. Obwohl eine eindeutige Bestim­ mung wegen der Abhängigkeiten von verschiedenen Bedingun­ gen wie etwa dem Motortyp, den thermischen Bedingungen und dergleichen nicht möglich ist, kann im Fall eines Vierzylindermotors mit einem Hubraum von beispielsweise 2000 cm³ normalerweise bei einer Fahrstrecke von ungefähr 4000 km ein Teil der Molybdändisulfid-Schicht von der Oberfläche nach und nach abgeschält werden. Dieses Ab­ schälen wird durch das Benzin oder durch flüchtige Sub­ stanzen des Motoröls bei Spritzern vom Motor, die mit dem Molybdändisulfid reagieren, bewirkt. Zusammen mit dem Abschälen eines Teils des Molybdändisulfids von der Oberfläche der Beschichtungsschicht werden auf der Ober­ fläche des Molybdändisulfids angesammelte Ablagerungen ebenfalls entfernt. Dann steigt die Leerlaufdrehzahl des Motors im Bereich einer Fahrstrecke von 4000 bis 5000 km allmählich an, wie durch die unterbrochene Linie T₂ angezeigt ist. Dies ist durch eine erhöhte Ansaugluft­ durchflußmenge durch den Spalt zwischen dem Außenumfangs­ abschnitt der Drosselklappe und der Innenfläche des Körperelements bedingt, da der Spalt dazwischen allmäh­ lich vergrößert wird, wenn der Teil der Molybdändisulfid- Schicht sowie die darauf befindlichen Ablagerungen nach und nach abgeschält werden. Bei einer Überschreitung der Fahrstrecke von 5000 km nimmt die Leerlaufdrehzahl in ähnlicher Weise von der im wesentlichen wiederhergestell­ ten Anfangsbedingung ab, da die durchgelassene Ansaug­ luftdurchflußmenge aufgrund der allmählichen Ansammlung von Ablagerungen wieder abnimmt. Die Leerlaufdrehzahl des Motors verändert sich aufgrund des obenbeschriebenen Phänomens in Abhängigkeit von spezifischen Fahrstrecken, wie durch die Kurve T in unterbrochenen Linien darge­ stellt ist. Die Menge der dem Motor zugeführten Ansaug­ luftdurchflußmenge kann jedoch erfindungsgemäß im wesent­ lichen in der Umgebung eines vorgegebenen Werts gehalten werden.

Wie oben beschrieben worden ist, besitzt eine erfindungs­ gemäße Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungs­ motoren den Vorteil, daß eine gleichmäßige Bewegung der Drosselklappe selbst dann sichergestellt werden kann, wenn sich Ablagerungen auf den stromabseitigen Oberflä­ chen der Drosselklappe ablagern, da die nachteilige Wir­ kung der Ablagerungen durch die erfindungsgemäße Anord­ nung beseitigt werden kann.

Claims (10)

1. Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungs­ motoren, mit
einem Drosselklappen-Körperelement (1), das eine Ansaugluftleitung bildet, und
einer Drosselklappe (5), die im Drosselklappen- Körperelement (1) drehbar angebracht ist und einen ersten Außenumfangsabschnitt (5a), der sich in bezug auf das Drosselklappen-Körperelement (1) stromaufseitig dreht, sowie einen zweiten Außenumfangsabschnitt (5b), der sich in bezug auf das Drosselklappen-Körperelement (1) strom­ abseitig dreht, aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselklappen- Körperelement (1) enthält:
eine sphärische Oberfläche, die an einer ersten Innenwand (6) gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt (5a) der Drosselklappe (5) ausgebildet ist, und eine zylindrische Oberfläche, die an einer zwei­ ten Innenwand (8) gegenüber dem zweiten Außenumfangsab­ schnitt (5b) der Drosselklappe (5) ausgebildet ist.

2. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand L1, der zwischen dem ersten Außenum­ fangsabschnitt (5a) der in der Leerlaufstellung befindli­ chen Drosselklappe (5) und der ersten Innenwand (6) des Drosselklappen-Körperelements (1) gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt (5a) der Drosselklappe (5) defi­ niert ist, im wesentlichen gleich einem Abstand L2 ist, der zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt (5b) der in der Leerlaufstellung befindlichen Drosselklappe (5) und der zweiten Innenwand (8) des Drosselklappen-Körper­ elements (1) gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt (5b) der Drosselklappe (5) definiert ist.

3. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände L1, L2 einen Wert im Bereich von 5 µm bis 10 µm besitzt.

4. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand L1, der zwischen dem ersten Außenum­ fangsabschnitt (5a) der in der Leerlaufstellung befindli­ chen Drosselklappe (5) und der ersten Innenwand (6) des Drosselklappen-Körperelements (1) gegenüber dem ersten Außenumfangsabschnitt (5a) der Drosselklappe (5) defi­ niert ist, größer als ein Abstand L2 ist, der zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt (5b) der in der Leer­ laufstellung befindlichen Drosselklappe (5) und der zweiten Innenwand (8) des Drosselklappen-Körperelements (1) gegenüber dem zweiten Außenumfangsabschnitt (5b) der Drosselklappe (5) definiert ist.

5. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand L1 im Bereich von 50 µm bis 100 µm liegt und der Abstand L2 im Bereich von 5 µm bis 10 µm liegt.

6. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschichtung (20) aus einer Substanz mit Schmiereigenschaft und niedrigem Reibkoeffizienten, die auf einem Teil der zur Drosselklappe (5) stromabseitigen Oberflächen ausgebildet ist.

7. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Beschichtung (20) mit der Sub­ stanz einen inneren Abschnitt (20a) einer im Körperele­ ment (1) befindlichen Lagerbohrung für die drehbare Anbringung einer die Drosselklappe (5) haltenden Drossel­ klappenwelle (4), einen äußeren Umfangsabschnitt (20b) auf der stromabseitigen Fläche der Drosselklappe (5) sowie eine Innenwandfläche (20c) des Körperelements (1) gegenüber dem Außenumfangsabschnitt (5a, 5b) der Drossel­ klappe (5) und stromabseitig von der Drosselklappe (5) umfaßt.

8. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (20) mit der Substanz eine Dicke besitzt, die einen Spalt zwischen dem Außenumfangsab­ schnitt (5a, 5b) der Drosselklappe (5) und der Innenwand­ fläche (6, 8) des Körperelements (1) im wesentlichen füllen kann.

9. Ansaugklappen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Motor (9) zum Betätigen der Drosselklappe (5),
einen Sensor (13) zum Erfassen eines Drehwinkels (6) der Drosselklappe (5) und
eine Steuereinrichtung (14), die in Übereinstim­ mung mit einer Verschiebung eines Gaspedals (16) ein Ausgangssignal für den Motor (9) erzeugt und die Drehung des Motors (9) als Antwort auf ein Ausgangssignal vom Sensor (13) steuert.

10. Ansaugklappen-Steuervorrichtung für Verbrennungs­ motoren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem, das stromabseitig an die Ansaugklappen-Steuervorrichtung angeschlossen ist.