DE2110142A1

DE2110142A1 - Unterdruckregelventil

Info

Publication number: DE2110142A1
Application number: DE19712110142
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Fisker, Henry Juhl Jensen, Port Credit, Ontario (Kanada)
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1971-03-03
Publication date: 1971-10-07
Also published as: NL7103086A; BE763944A; FR2084305A5

Description

Unterdruckregelventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterdruckregelventil insbesondere jedoch nicht ausschließlich zur Brennstoffeinsparung bei Benzin (Gas)- und Dieselmotoren, insbesondere Verbrennungsmotoren für PKW, LKW, Traktoren, Busse usw. Unterdruckregelventile gemäß Erfindung eignen sich zur Regelung des Volumens der dem Ansaugstutzen eines Fahrzeugmotors zugeleiteten Zweitluft in Abhängigkeit von den Erfordernissen bei unterschiedlicher Last und unterschiedlichen Betriebsbedingungen.

Im Vergaser eines Benzin (Gas)-Motors befindet sich eine Drosselklappe, die sich beim Niedertreten des Gaspedals öffnet und bewirkt, daß sich mit jeweils einem Anteil Benzin eine Luftmenge (normalerweise etwa 17 Anteile) vermischt, wie sie zur Herstellung eines ordnungsgemäß verbrennenden Gemisches erforderlich ist. Wird das Gaspedal losgelassen, so schließt sich die

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Drosselklappe nahezu vollständig und sperrt den überwiegenden Anteil der dem Vergaser durch, das Luftfilter zugeleiteten Luft, Dies ist der Betriebszustand, in welchem Kraftstoff ungenutzt verloren geht und zu einer Verdünnung des Öles beitragen kann; dies ist auch der Zeitpunkt, in welchem mit großer Wahrscheinlichkeit eine unvollständige Verbrennung zu erwarten ist, sich Kohle auf den Zündkerzen, den Kolben und Zylinderköpfen bildet und aus dem Auspuff Kohlenwasserstoffe und Kohlenstoffmonoxyd austreten. Beim Loslassen des Gaspedales tritt im Ansaugstutzen des Motors eine beträchtliche Erhöhung des Unterdruckes ein. Normalerweise beträgt der Unterdruck im Ansaugstutzen des Motors etwa 380 bis 460 mm und erhöht sich beim Loslassen des Gaspedales schlagartig auf etwa 685 mm. Infolge der Zunahme des Unterdruckes wird mehr Benzin vom Motor angesaugt und da die Drosselklappe bei freigegebenem Gaspedal im wesentlichen geschlossen ist, strömt über den Vergaser zuwenig Luft in den Motor ein, um für eine ausreichende Verbrennung zu sorgen» Die gleichen Überlegungen gelten auch für Zwillingsvergaser.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Unterdruckregelventil zu schaffen, welches zur Regelung des Unterdruckes an eine Ansaugleitung anschließbar ist» . ...-..-

Die Erfindung geht aus von einem Unterdruckregelventil insbesondere für Vergasermotoren, mit einer Untex-druckkammer» in welcher eine dem Ventil zugeordnete Federanordnung aufgenommen ist und in der sich eine mit einer Ansaugleitung zu verbindende Öff-, nung befindet.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die Unterdruckkammer._:.-, —-, durch eine die Federanordnung gegen Verunreinigung schützende r>i-I Membran in zwei Abschnitte unterteilt ist. VorteilhafterwetB^:;:-v-i ist die mit der Ansaugleitung zu verbindende Öffnung der Unterdruckkammer mit einem selbstzentrierenden Kugelventil versehen,,-

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wobei vorzugsweise eine federanordnung vorgesehen ist, welche das Kugelventil vom Ventilsitz wegzudrücken sucht.

Bei einer "bevorzugten Ausführungsform kann gemäß Erfindung vorgesehen sein, daß in der mit der Ansaugleitung zu verbindenden Öffnung der Unterdruckkammer ein Doppelventil, d.h. ein Ventil mit zwei Ventilkörpern, angeordnet ist, wobei dann, wenn der eine Ventilkörper zu weit öffnet, der andere Ventilkörper die Öffnung verschließt. Vorzugsweise sind die beiden Ventilkörper des Doppelventils einstellbar. Diese Anordnung ermöglicht es z.B., einem Fahrzeugmotor während einer Talfahrt die Bremswirkung zu erhalten, wobei ausserdem die Steuerung des Austrittes von Kohlenstoffmonoxyd, Kohlenwasserstoff und Kohlenstoffdioxyd verbessert ist. Bei den Ventilkörpern des Doppelventils kann es sich beispielsweise um Ventilkegel oder Kugeln handeln, die einstellbar befestigt sind«

Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in das Luftdurchsatzsystem des Motxors ein Unterdruckregelventil gemäß Erfindung gelegt wird. Darüber hinaus schafft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Steuerung der aus dem Motor austretenden Abgase, da dann, wenn das Unterdruckregelventil ordnungsgemäß eingestellt und kalibriert ist, die aus dem Motor austretende Menge an Kohlenstoffmonoxyd wesentlich verringert werden kann.

Im allgemeinen ist das Unterdruckregelventil an den Ansaugstutzen des Motors angeschlossen und regelt den Eintritt von Nebenluft. Die Einstellung des Unterdruckregelventils richtet sich nach dem betreffenden Motor, bei dem es zum Einsatz kommt. Im allgemeinen wird es jedoch so eingestellt, daß der normale Unterdruck im Ansaugstutzen etwa 330 bis 380 mm beträgt; natürlich erfolgt die

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Einstellung unter Verwendung eines Unterdruckprüfgerätes. Die Einstellung des Ventils kann durch eine Gegenmutter oder eine andere, für den Zweck geeignete Vorrichtung gesichert werden. Wenn das Gaspedal losgelassen wird und sich der Unterdruck im Ansaugstutzen erhöht, so muß unbedingt mehr Luft in die Ansaugleitung eingeleitet werden. Unter der Wechselwirkung des Unterdruckes im Ansaugstutzen und dem Atmosphärendruek öffnet sich demzufolge das Unterdruckregelventil und läßt Luft in die Ansaugleitung eintreten« Hierdurch verringert sich der Unterdruck und w gleichzeitig wird die für die ordnungsgemäße Verbrennung notwendige Luft zur Verfügung gestellt. Wird das Gaspedal wieder niedergetreten, so schließt das Ventil, wenn im Ansau^tutzen der Unterdruck wieder auf den normalen Wert geht.

Das Unterdruckregelventil kann dazu dienen, die Luftverunreinigung zu verhindern oder zu verringern, da die Menge an unverbranntem oder teilweise verbranntem Kraftstoff verringert wird, die anderenfalls in die Atmosphäre entweichen würde.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sind Ausführungsbeispiele derselben anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 einen schematisch und im Schnitt ein Unterdruckventil gemäß Erfindung,

Pig. 2 einen Teilschnitt unter Verdeutlichung einer anderen Art der Verbindung der beiden Unterdruckkammern des Ventils nach Pig. 1,

Pig. 3 das Ventil nach Fig. 1 in der Draufsicht,

Pig. 4- einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungs» form eines Unterdruckregelventils,

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Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Ausführungsform, die gegenüber der nach Fig„ 5 leicht abgewandelt ist,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform und

Fig. 8 und 9 Schnitt durch zwei bevorzugte Ausführungsformen von Ventilen für die mit der Ansaugleitung zu verbindende Kammer eines Unterdruckregelyentils.

Das in Fig. 1 wiedergegebene Unterdruckregelventil weist eine Unterdruckkammer auf, die durch die luftdicht eingesetzte Membran 2 in zwei Abschnitte 1a, 1b unterteilt ist» An einer Seite der Memban 2 befindet sich ein Ventilkörper 3» der mit einem Ventilsitz 4 eines an ein (nicht dargestelltes) Luftfilter anschließbaren Lufteinlasses zusammenwirkt. Der Ventilkörper 3 weiat einen Ventilkegel 5 mit einem Chromüberzug oder einem Überzug aus Teflon (Warenzeichen) auf, der an dem Ventilstößel 6 befestigt ist. Bei dem Ventilsitz 4 handelt es sich um ein in das Gehäuseteil 7 eingeschraubtes Gewindestück. Das Gewindestück kann in verschiedenen Größen angeliefert werden, die sich nach den Lufteinlässen von Motoren unterschiedlicher Leistung richten. An der vom Ventilsitz 4 abgewandten Seite der Membran befindet sich eine einstellbare Federanordnung 8. Zur einstellbaren Federanordnung 8 gehört die auf den Schaft 10 aufgesteckte Feder 9, wobei der Schaft 10 an der Membran 2 befestigt ist oder an dieser anliegt. An dem von der Membran 2 abgewandten Ende der Feder 9 befindet sich ein hohler Gewindezapfen 11, der in das Gehäuseteil 12 eingeschraubt und mittels der Gegenmutter 13· festgezogen ist. Der Kopf 14 des hohlen Gewindezapfens 11 ist mittels einer Schraube 15 an einer Trägerkonsohle

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befestigt. Der die einstellbare Federanordnung 8 aufnehmende Kammerabschnitt 1b ist über die Öffnung 17 an den Ansaugstutzen eines Motors angeschlossen; er ist ausserdem mit einem Anschluß 18 versehen, mittels welchem der Kammerabschnitt 1b an -ein (nicht dargestelltes) Unterdruckprüfgerät angeschlossen werden kann, um das Unterdruckregelventil einzustellen. Der den Ventilsitz 4 aufnehmende Kammerabschnitt 1a ist, über die Öffnung 19 an die-P.C-.V. Leitung, die vom Kurbelgehäuse kommt, oder an die Ansaugkammer unter dem Vergaser des Motors angeschlossen. Wiederum ist ein Anschluß 18 vorgesehen, um an den Kammerabschnitt 1a ein (nicht dargestelltes) Unterdruckprüfgerät anzuschliessen.

Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem den Ventilsitz aufweisenden Gewindestüok um ein austauschbares Teil handeln, so daß sich das Unterdruckregelventil an Motoren unterschiedlicher Leistung anpassen läßt«

Die beiden Gehäuseteile 7 und 12 können in geeigneter Weise mit einander verbunden sein, beispielsweise durch einen Schnappoder Bajonettverschluß, wenn die Gehäuseteile aus Kunststoff, z.Bο aus Polyurethan, gefertigt sind. Auch kann ein Schraubverschluß zur Verwendung kommen, wenn die Gehäuseteile z.B. spritz gepreßte Teile aus einer Aluminium-Zink-Legierung sind. Eine weitere Möglichkeit der Verbindung ist schematisch in -H¹Ig. 2 an gedeutet und besteht in der Anordnung miteinander verschraubter Flansche, d.h., die Wandungen sind mit Flanschen versehen und durch Schrauben miteinander verbunden, wobei die Membran zwischengelegt ist.

Die Fig, 3 zeigt das Unterdruckregelventil nach Figo 1 schematisch in der Draufsicht. ,.:,,:...^ v

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Die Fig«, 4 zeigt eine abgewandelte ]?orm eines Ventilkörpers mit einer selbstzentrierenden, drehbaren Kugel 20, die am Ventilsitz 4 anliegt. Die Kugel 20 ist an einem am Ventilstößel 6 angebrachten Sockel 21 aulgenommen. Die Fig« 5 zeigt ein Unterdruckregelventil ähnlich dem riach Fig. 1 jedoch mit einem Ventilkörper nach Fig. 4» wobei ausserdem eine Feder 22 vorgesehen ist, welche die Kugel 20 vom Ventilsitz 4 abzudrücken sucht. Die Feder 22 unterstützt die Funktion der Vorrichtung in sehr vorteilhafter Weise und verhindert ein Anhaften der drehbaren Kugel 20 am Ventilsitz 4. ^

Die Fig. 6 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 5 abgewandelte Ausführungsform, bei der die Öffnung 17 durch einen im Inneren verlaufenden Verbindungskanal 17a ersetet ist. Die Ausführungsform nach Fig. 7 ist im Prinzip ähnlich, jedoch so abgewandelt, daß sich die Herstellung der Teile des Unterdruckregelventils vereinfacht. Oberhalb des Ventilkörpers 20a ist die Feder 22a angeordnet, welche den Ventilkörper vom Ventilsitz abzudrücken sucht.

Die Figuren 8 und 9 zeigen zwei besonders vorteilhafte Ausführungsformen von Ventilen mit zwei Ventilkörpern, die be- M wirken, daß dann, wenn das Ventil durch einen der Ventilkörper zu weit geöffnet wird, der andere Ventilkörper den Durchtritt ganz oder teilweise verschließt. Anstelle der in Fig. 8 wiedergegebenen Ventilkegel können auch Kugeln zur Verwendung kommen, wie es strichpunktiert angedeutet ist. Natürlich kann auch dieses Ventil wie die zuvor beschriebenen Ventile in verschiedenen Größen hergestellt werden, um es verschiedenen Verwendungszwecken anzupassen.

Die Erfindung betrifft weiter ein Ventil zur Regelung des Ansaug-Unterdruckes für Vergasermotoren, mit einem gegen die

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Kraft einer Federanordnung öffenden, in einem Gehäuse aufgenommenen Ventilkörper. Das Neue und Erfinderische besteht hierbei darin, daß das Ventilgehäuse durch eine Membran in zwei Unterdruckkammern unterteilt ist, wobei die erste Kammer die das Ventil beaufschlagende Federanordnung aufnimmt und über eine Öffnung mit dem Ansaugstutzen des Motors verbunden ist, während sich in der zweiten Kammer der Ventilkörper mit zugeordnetem Ventilsitz befindet, der Verbindung mit der über ein Luftfilter herangeführtes Aussenluft hat, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß beim Ansteigen des Unterdruckes in der ersten Kammer bzw. im Ansaugstutzen des Motors das Ventil öffnet und die vom Luftfilter herangeführte Luft über eine aus der zweiten Kammer herausgeführte Öffnung als Nebenluft in das Luftdurchsatzsystem (P.G.V.-??) des Motors eintreten läßt.

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Claims

P a ten tan s ρ r ü c h e

j Unterdruckregelventil insbesondere für Vergasermotoren, ^— mit einer Unterdruckkammer, in welcher eine dem Ventil zugeordnete Federanordnung aufgenommen ist und in der sich eine mit einer Ansaugleitung zu verbindende Öffnung befin-» det, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer durch Λ eine die Federanordnung (8) gegen Verunreinigung schützende Membran (2) in zwei Abschnitte (1a, 1b) unterteilt ist.

2. Unterdruckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federanordnung (22; 22a) vorgesehen ist, welche den Ventilkörper (20; 2Oa) vom Ventilsitz (4) abzudrücken sucht.

3. Unterdruckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit der Ansaugleitung zu verbindenden Öffnung der Unterdruckkammer ein Ventilkörper in Form einer selbstzentrierenden, drehbaren Kugel (20) vorgesehen ist·

4. Unterdruckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der-mit der Ansaugleitung zu verbindenden Öffnung der Unterdruckkammer ein konischer Ventilkörper (5) angeordnet ist.

5. Unterdruckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung ein Doppelventil mit zwei Ventilkörpern angeordnet ist, wobei dann, wenn der eine Ventilkörper zu weit öffnet, der andere Ventilkörper den Durchtritt

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verschließt.

_o Unterdruckregelventil ■ nach. Inspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ventilkörper des 'Ventils einstellbar sind,

ο Verfahren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauches und der Verunreinigung in einem Motor mit Luftdurchsatzsystem, dadurch gekennzeichnet, daß in das Luftdurchsatzsystem des Motors ein Unterdruckregelventil nach Anspruch 1 gelegt wird ο

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdruckregelventil an den Ansaugstutzen angeschlossen wird und der Einlaßregelung für Mebenluft dient.

9. Ventil zur Regelung des Ansaug-Unterdruckes für Vergasermotoren, mit einem gegen die Kraft einer Federanordnung öffnenden, in einem Gehäuse aufgenommenen Ventilkörper, da-: durch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (7, 12) durch eine Membran (2) in zwei Unterdruckkammern (1a, 1b) unterteilt ist, wobei die erate Kammer (1b) die das Ventil beaufschlagende Federanordnung (8) aufnimmt und über eine Öffnung (17) mit dem Ansaugstutzen des iiotors verbunden ist, während sich in der zweiten Kammer (Ta) der Ventilkörper.(5; 20;- 20a) mit zugeordnetem Ventilsita (4) befindet, der Verbindung mit der über ein Luftfilter herangeführten Aussenluft hat, wobei die Anordnung -so getroffen ist, daß beim Ansteigen des Unterdruckes in der ersten Kammer (1b) bzw. im Ansaugstutzen des Motors das Ventil öffnet und die vom Luftfilter herangeführte Luft über eine

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aus der zweiten Kammer (la) herausgeführte Öffnung (19) als Hebenluft in das Luftdurchsatzsystem (P.C.V.-??) des Motors eintreten läßt.

Für den Anmelder: Meissner & Bolte Patentanwälte

Bremen, den 1. 3. 1971

Anmelder;

Henry Juni Jensen Fisker

1520 Stavetank Road
Port Credit
Ontario / Ganada

Priorität wird beansprucht aufgrund Patentanmeldungen England - 13359/70 vom 19. März 1970 England - 21645 vom 5. Mai 1970 England - 58301/70 vom 8.Dezember 1970

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