DE19808548A1 - Negative pressure creating device for pneumatic brake amplifier of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung und/oder Verstärkung des Unterdrucks in einem pneumatischen Bremskraftverstärker für die Bremsanlage eines, von einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kraftfahrzeugs mittels einer Saugstrahlpumpe.The invention relates to a device for generating and / or reinforcement of the negative pressure in a pneumatic Brake booster for the brake system one, by one Internal combustion engine driven motor vehicle by means of a Suction jet pump.
Die Versorgung pneumatischer Bremskraftverstärker mit Unter druck erfolgt bei derartigen Vorrichtungen üblicherweise dadurch, daß der Bremskraftverstärker über eine Leitung mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors verbunden wird, in dem bei laufendem Motor stets ein mehr oder weniger großer Unterdruck herrscht. Zur Gewährleistung eines stets aus reichend hohen Unterdrucks für den Bremskraftverstärker ist bereits vorgeschlagen worden, im Ansaugsystem des Verbren nungsmotors eine Saugstrahlpumpe anzuordnen, bei der die vom Verbrennungsmotor angesaugte Luft als Treibgas dient (vgl. DE 195 03 568 A1, WO 96/313 79). Dadurch erreicht man, daß für den Bremskraftverstärker ein höherer Unterdruck und eine höhere Absaugleistung zur Verfügung gestellt werden kann, als dies mit einer Verbindungsleitung zwischen Bremskraftver stärker und Unterdrucksystem des Verbrennungsmotors allein erreicht werden kann.The supply of pneumatic brake boosters with sub Pressure usually takes place in such devices characterized in that the brake booster via a line with is connected to the intake system of the internal combustion engine, in always a more or less large one with the engine running There is negative pressure. To ensure an always out is sufficiently high vacuum for the brake booster already proposed in the intake system of burning to arrange a suction jet pump, in which the Air sucked into the internal combustion engine serves as propellant (cf. DE 195 03 568 A1, WO 96/313 79). Thereby one achieves that for the brake booster a higher vacuum and a higher suction power can be made available than this with a connecting line between Bremskraftver stronger and vacuum system of the internal combustion engine alone can be achieved.
Da moderne Verbrennungsmotoren hinsichtlich der Reiblei stungsverluste inzwischen so stark optimiert sind, daß ins besondere bei betriebswarmem Motor nur noch äußerst geringe Luftmengen benötigt werden, um den Verbrennungsmotor im Leerlauf zu betreiben, ergeben sich bei derartig angeordneten Saugstrahlpumpen Schwierigkeiten hinsichtlich der Leerlaufregelung. Die für den Leerlauf benötigte Luft menge ist dabei niedriger als die für einen ausreichenden Saugstrahleffekt zum Betreiben der Saugstrahlpumpe erforder liche Luftmenge. Bei betriebswarmem Verbrennungsmotor kann daher eine im Ansaugsystem des Motors angeordnete Saug strahlpumpe im Leerlaufbetrieb des Motors nicht genutzt werden (vgl. DE 195 03 568 A1).Because modern combustion engines in terms of friction power losses are now so strongly optimized that ins particularly low when the engine is warm Air volumes are required to the internal combustion engine To operate idle, arise in such a way arranged suction jet pumps difficulties with regard the idle control. The air required for idling The quantity is lower than that for a sufficient one Suction jet effect required to operate the suction jet pump air volume. When the internal combustion engine is warm, hence a suction arranged in the intake system of the engine jet pump not used when the engine is idling be (see. DE 195 03 568 A1).
Für die Bereitstellung von Unterdruck zum Betreiben eines pneumatischen Bremskraftverstärkers sind auch schon elek trisch oder mechanisch angetriebene Pumpen vorgeschlagen worden, die wegen der zwangsläufig mehrfachen Energieumwand lung in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor nur einen schlechten Gesamtwirkungsgrad aufweisen können, nicht un erhebliche zusätzliche Baukosten verursachen und schließlich auch weitere Störungsquellen für die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs darstellen.For providing negative pressure to operate a pneumatic brake boosters are already elek trically or mechanically driven pumps proposed been because of the inevitably multiple energy conversion development in a motor vehicle with an internal combustion engine only one may have poor overall efficiency, not un cause significant additional construction costs and eventually also other sources of interference for the operational safety of the Represent motor vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die robust und preisgünstig hergestellt werden kann, die Leistungsregelung des Verbrennungsmotors nicht beeinträchtigt oder kompliziert und die es erlaubt, den erforderlichen Unterdruck mit gutem Gesamtwirkungsgrad bereitzustellen.The invention has for its object a device to propose of the type mentioned, the robust and Can be manufactured inexpensively, the power control of the internal combustion engine is not impaired or complicated and which allows the required vacuum with good To provide overall efficiency.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Saugstrahlpumpe bei der Vorrichtung im Abgassystem des Verbrennungsmotors angeordnet ist und daß als Treibgas der Abgasstrom des Verbrennungsmotors benutzt wird.To solve this problem, the invention proposes that the suction jet pump in the device in the exhaust system the internal combustion engine is arranged and that as a propellant the exhaust gas flow of the internal combustion engine is used.
Mit einer derartig angeordneten Saugstrahlpumpe kann der zum Betreiben eines pneumatischen Bremskraftverstärkers erforder liche Unterdruck immer dann bereitgestellt werden, wenn der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs läuft. Eine derartig angeordnete Saugstrahlpumpe kann entweder allein für die Bereitstellung des Unterdrucks genutzt werden oder aber lediglich zur Verstärkung des Unterdrucks bei einem Brems kraftverstärker, der in üblicher Weise über eine Leitung mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors verbunden ist. Je nach Bedarf kann entweder eine einstufige oder eine zwei oder mehrstufige Saugstrahlpumpe im Abgassystem angeordnet werden. Zweckmäßigerweise wird im Abgassystem parallel zur Saugstrahlpumpe ein Bypass für den Abgasstrom vorgesehen, so daß die Strömungsverluste im Abgassystem herabgesetzt werden können, wenn die Saugstrahlpumpe nicht oder nur mit Teillast erforderlich ist. Mittels eines federbelasteten Regelventils kann der Abgasstrom in Abhängigkeit von dem im Bremskraftver stärker erreichten Unterdruck in die Saugstrahlpumpe und den Bypass durchströmende Teilströme aufgeteilt werden. Falls erforderlich, kann man vorsehen, daß die Teilströme jeweils zwischen etwa 0 und 100% des gesamten Abgasstromes ein stellbar sind. Schließlich ist noch vorgesehen, daß jeder Stufe der Saugstrahlpumpe in an sich bekannter Weise ein federbelastetes Rückschlagventil zugeordnet ist.With a suction jet pump arranged in this way, the Operation of a pneumatic brake booster required negative pressure are always provided when the Internal combustion engine of the motor vehicle is running. One of those arranged suction jet pump can either be used alone for the Provision of negative pressure can be used or only to increase the negative pressure in a brake power amplifier, which in the usual way with a line is connected to the intake system of the internal combustion engine. Each if necessary, either a one-step or a two or multi-stage suction jet pump arranged in the exhaust system become. Advantageously, in the exhaust system parallel to Suction jet pump provided a bypass for the exhaust gas flow, so that the flow losses in the exhaust system are reduced can, if the suction jet pump not or only with partial load is required. By means of a spring-loaded control valve can the exhaust gas flow depending on the braking force ver more reached vacuum in the suction jet pump and the Bypass flowing partial streams can be divided. If required, it can be provided that the partial streams in each case between about 0 and 100% of the total exhaust gas flow are adjustable. Finally, it is envisaged that everyone Stage of the suction jet pump in a manner known per se spring-loaded check valve is assigned.
Weitere Einzelheiten werden anhand des in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels sowie anhand des Dia gramms gemäß Fig. 2 näher erläutert.Further details are explained in more detail with reference to the embodiment shown schematically in FIG. 1 and with the aid of the diagram according to FIG. 2.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht die erfindungs gemäße Vorrichtung aus einem rohrförmigen Gehäuseteil des Abgassystems 2, in dem eine zweistufige Saugstrahlpumpe 1 angeordnet ist. Zwischen der Saugstrahlpumpe 1 und dem Gehäu se des Abgassystems 2 ist ein Bypass 3 vorgesehen, der dem Abgasstrom zur Verfügung steht, wenn der Überströmkanal 11 am Regelventil 4 geöffnet ist. Die linke Ringfläche des Regelventils 4 ist über den Anschluß 9 von dem im Bremskraft verstärker herrschenden Unterdruck beaufschlagt, während die rechte Ringfläche des Regelventils 4 über den Anschluß 10 mit Umgebungsdruck beaufschlagt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the device according to the invention consists of a tubular housing part of the exhaust system 2 , in which a two-stage suction jet pump 1 is arranged. A bypass 3 is provided between the suction jet pump 1 and the housing of the exhaust system 2 , which is available to the exhaust gas flow when the overflow channel 11 on the control valve 4 is open. The left annular surface of the control valve 4 is acted upon by the negative pressure prevailing in the braking force via the connection 9 , while the right annular surface of the control valve 4 is acted upon by the ambient pressure via the connection 10 .
Bei entsprechender Druckdifferenz zwischen Bremskraftver stärker und Umgebung wird das Regelventil 4 gegen die Rück stellkraft der Feder nach links verschoben, so daß der Über strömkanal 11 freigegeben wird. Der gesamte Abgasstrom teilt sich dann selbsttätig im Verhältnis der in der Saugstrahlpum pe 1 und im Bypass 3 vorhandenen Strömungswiderstände, so daß über die Saugstrahlpumpe 1 stets nur so viel Abgas strömt, wie zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Unterdrucks im Bremskraftverstärker erforderlich ist.With a corresponding pressure difference between Bremskraftver stronger and the environment, the control valve 4 is moved against the return force of the spring to the left, so that the overflow channel 11 is released. The entire exhaust gas flow then divides itself automatically in the ratio of the flow resistances present in the suction jet pump 1 and in the bypass 3 , so that only as much exhaust gas flows through the suction jet pump 1 as is necessary to maintain a predetermined negative pressure in the brake booster.
Das Abgas durchströmt die Vorrichtung vom Einlaß 7 zum Auslaß 8, wobei bei geschlossenem Regelventil 4 die gesamte Ab gasmenge die beiden Stufen der Saugstrahlpumpe durchströmt, die dabei ihre größtmögliche Leistung erreicht, die ihrer seits selbstverständlich vom insgesamt verfügbaren Abgasstrom abhängig ist. Durch entsprechende Auslegung der beiden Rück schlagventile 5 und 6 kann man Einfluß auf die Charakteristik der beiden Stufen der Saugstrahlpumpe nehmen.The exhaust gas flows through the device from the inlet 7 to the outlet 8 , with the entire gas quantity flowing through the two stages of the suction jet pump when the control valve 4 is closed, which thereby achieves its greatest possible performance, which of course depends on the total available exhaust gas flow. By appropriate design of the two check valves 5 and 6 you can influence the characteristics of the two stages of the suction jet pump.
In Fig. 2 ist ein möglicher Kennlinienverlauf für die beiden Stufen der Saugstrahlpumpe 1 dargestellt. Man sieht sofort, daß die erste Stufe über den gesamten, praktisch erreichbaren Unterdruck bzw. Vakuumdruck wirksam ist, während die zweite Stufe nur den halben Druckbereich abdeckt, dafür aber eine deutlich höhere Saugleistung erbringt. Es bedarf für den Fachmann keiner weiteren Erläuterungen, wie er durch Ab stimmung der Strömungsquerschnitt in der ersten und zweiten Stufe sowie durch Auswahl der Federkennlinie für die Rück schlagventile 5 und 6 Einfluß auf die in Fig. 2 als Beispiel dargestellten Kennlinien nehmen kann. Ferner ist ohne weite res ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mittels der genannten Parameter optimal an die verschiedensten Bedürfnisse angepasst werden kann.In FIG. 2 a possible characteristic curve is shown for the two stages of the sucking jet pump. 1 You can see immediately that the first stage is effective across the entire, practically achievable vacuum or vacuum pressure, while the second stage only covers half the pressure range, but provides a significantly higher suction power. No further explanations are required for the person skilled in the art as to how he can influence the characteristic curves shown in FIG. 2 as an example by tuning the flow cross section in the first and second stages and by selecting the spring characteristic for the return check valves 5 and 6 . Furthermore, it is readily apparent that the device according to the invention can be optimally adapted to a wide variety of needs using the parameters mentioned.
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