DE2127875C3 - Vorrichtung zur Zuführung von Zusatzluft an einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

luftdicht verschlossen. Ein Membranelement 17 sitzt fest zwischen dem Deckel 16 und dem Flansch 13«, wodurch sich eine Membrankammer 18 zwischen dem Deckel 16 und dem Membranelement 17 bildet. Der Deckel 16 ist mit einer Öffnung 19 versehen, durch welche sich ein Rohr 20 erstreckt.

Ein zylindrischer Block 21 sitzt zwischen dem Ventilgehäuse 13 und dem Wandabschnitt 11 der Ansaugleitung 12. Der Block weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum 22 auf und trägt einstückig einen etwa im Mittelbereich angeordneten, radial nach außen ragenden Bund 23. Dieser liegt luftdicht zwischen dem Flansch 13 b des Ventilgehäuses 13 und dem Wandab^hnitt 11 der Ansaugleitung 12. Der zylindrische Biock 21 ragt außerdem mit einem Ende in das Ventilgehäuse 13 hinein und trägt einstückig eine Buchse 24, um darin im Gleitsitz eine Kolbenanordnung 25 aufzunehmen. Sein anderes Lnde liegt innerhalb einer Ausnehmung 26 im Wandabschnitt 11. die über eine Bohrung 27 mit der Ansaugleitung 12 in Verbindung steht.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, weist das im Ventilgehäuse 13 liegende Ende des zylindrischen Blocks 21 an der Seite einen weggeschnittenen Bereich 28 auf, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Ventilgehäuse? 13 und dem Hohlraum 22 herzustellen. Das andere Ende des Blocks, das in der Ausnehmung 26 liegt, trägt eine Stufe 29, um einen im Durchmesser verminderten Endabschnitt 30 mit einem Ventilsitz 31 zu bilden.

Der zylindrische Block 21 weist weiterhin einen Kanal 32 auf, dessen Öffnung 32 a in demjenigen Raum mündet, der von der Seitenfläche der Ausnehmung 26 und dem im Durchmesser verminderten Endabschnitt 30 des Blocks gebildet wird. Das andere offene Ende 32 b des Kanals steht mit einem Rohr 33 in Verbindung, welches an dieser Stelle fest am Bui.d 23 angeordnet ist. Das Rohr 33 ist seinerseits mit dem Rohr 20 in bekannter Weise verbunden, z.B. über Verbindungsstücke 34, 35, 36. Damit entsteht ein Meßrohr bzw. eine Steuerdruckentnahmeleitung, welches in der Lage ist, eine direkte Verbindung zwischen der Öffnung 32 a und der Membrankammer 18 herzustellen. Besitzt das Ventilgehäuse 13 eine erreichend dicke Wand, so kann der Kanal 32 als Steuerdruckentnahmeleitung durch diese Wand des Ventilgehäuses hindurch geführt werden, ohne daß Verbindungsstücke 20, 33 bis 36 erforderlich wären.

Aus Gründen, die noch später erläutert werden, ist der im Durchmesser verminderte Endabschnitt 30 ar seinem Ventilsitz 31 mit einer Öffnung 31 α versehen, die mit dem Kanal 32 in Verbindung steht.

Die Kolbenanordnung 25 erstreckt sich in Längsrichtung durch das Ventilgehäuse 13 und den Hohlraum 22, während sie im Gleitsilz von der einstückig an dem zylindrischen Block 21 befestigten Buchse 24 getragen wird. Ein Ende der Kolbenanordnung ist über Befestigungselemente, wie beispielsweise das Element 37, am Membranelement 17 befestigt. Das andere Ende der Kolbenanordnung steht in fester Verbindung mit einem Ventilkörper 38, welches einen elastischen Belag 39 trägt. Letzterer besteht vorzugsweise aus synthetischem Gummi und ist etwa von der gleichen Größe wie der Ventilsitz 31. Die Kolbenanordnung 25 kann sich zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung hin- und herbewegen. Die erste Stellung geht aus der Zeichnung hervor. Dabei wird der Hohlraum 22 von dem Ventilkörper 38 verschlossen. In der zweiten Stellung, die später noch näher erläutert wird, steht der Hohlraum 22 mit der Ausnehmung 26 in Verbindung. Die Kolbenanordnung 25 wird normalerweise gegen ihre erste Stellung verspannt, und zwar von einer Schraubenfeder 40, die zwischen dem Membranelement 17 und dem die Buchse 24 umgebenden Ende des zylindrischen Blocks 21 angeordnet ist.

ίο \\ L-nn die Kolbenanordnung 25 unter dem Einfluß des Unterdrucks in d.r Ansaugleitung 12 gegen die Wirkung der Feder 40 aus der ersten in die zweite Stellung verschoben wird, kann die Luft aus dem Hohlraum 22 in die Ansaugleitung 12 strömen. Diese Luft wird von der Luftquelle zugeführt, und zwar über die Leitung 15, durch die Öffnung 14 und durch den weggeschnittenen Bereich 28. Der Luftstrom aus dem Hohlraum 22 in die Ansaugleitung 12 strömt dann über einen Spalt 41, welcher sich zwischen der

Seitenkante des Ventilkörpt.:. 38 und der seitlichen Fläche der Ausnehmung 26 bi'.Jet. Dieser Spalt 41 wirkt dann als Meßquerschnitt. Die Menge an Primärluft, die der Ansaugleitung 12 zugeführt werden soll, kann abhängen von der Größe des Meßquer-

sxhnitts. Dieser sollte so dimensioniert sein, daß eine große Menge an Primärluft der Ansaugleitung und damit der Verbrennungskammer zugeführt werden kann, um eine vollkommene Fehlzündung des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer hervorzurufen. Obwohl also in der Verbrennungskammer eine Fehlzündung auftritt, kann das verdünnte Gemisch im richtigen Verhältnis angereichert werden, und zwar in einem nicht gezeigten Reaktor, der zum Abgassystem gehört. Die Anreicherung erfolgt in einem solchen Ausmaß, daß das ungezündete Gemisch in dem Reaktor vollständig verbrannt wird.

Der elastische Belag 39. der zusammen mit dem Ventilelement 38 am Ende der Kolbcnanordnung 25 befestigt ist, dient dazu, einen dichten Abschluß des Hohlraums 22 sicherzustellen, wenn die Kolbenanordnung 25 ihre erste Stellung einnimmt. Auch absorbiert er, sofern dies erforderlich sein sollte, den Stoß, der gegebenenfalls bei der Anlage des Ventil-

elements 38 am Ventilsitz 31 auftreten kann. Jedoch ist der elastische Belag 39 nicht von wesentlicher Bedeutung, sofern nur in irgendeiner Weise ein dichter Abschluß des Hohlraums 22 über das Vcntilelement 38 erzielt werden kann.

Die Öffnung 32 α des Kanals 32 ist so angeordnet, daß dann, wenn die Kolbenanordnung 25 ihre zweite Stellung einnimmt, ein Teil der vorbeislrömenden Zusatzluft Jurch den Kanal 32 iu die Membrankammer 18 eingesaugt werden kann. Obwohl diese aus dem Hohlraum 22 kommende und über die Ausnehmung 26 in die Ansaugleitung 12 gelangende Luft mit hoher Geschwindigkeit strömt, kann ein Anteil in die Membrankammer gelangen, und zwar auf Grund der Tatsache, daß sich ein Unterdruck in der Membrankammer und damit in dem Kanal 32 aufbauen kann, wenn die Kolbenanordnung 25 aus ihrer ersten Stellung ge^en die Wirkung der Feder 40 in ihre zweite Stellung verschoben wird. Die Einführung von Luft durch den Kanal 32 in die Membrankammer 18 sorgt dafür, daß die Kolbenanordnung 25 mit Sicher heit in ihrer zweiten Stellung verbleibt, und zwar während einer Zeitspanne, während welcher der Druck in der Ansaugleitung 12 geringer ist als der

stromauf des Meßquerschnitts im Hohlraum 22 herr- Arbeitet eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahr-

schendc Druck, d. h. im wesentlichen der Atmosphä- zeugs, welche mit einer Vorrichtung nach F i g. 1 verrcndruck. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der sehen ist, unter normalen Betriebsbedingungen, so Druck in der Membrankammer 18, der beim Wan- liegt der Ventilkörper 38 unter der Wirkung der Federn der Kolbcnanordnung 25 in ihre zweite Stellung 5 der 40 am Ventilsitz 31 an, so daß der Unterdruck in beträchtlich vermindert wurde, auf diesen Druck ab- der Ansaugleitung 12 auch in der Stcuerdruckentgeglichcn wird, und zwar durch die Zuführung von nahmeleitung herrscht. Dementsprechend wird dieser Luft in die Membrankammer 18. Wie bereits er- Unterdruck der Membrankammer 18 mitgeteilt, so wähnt, liegt die öffnung 31a am Ventilsitz 31, so daß der Ventilkörper 38 nach oben gedruckt wird, daß sie von dem Ventilelement 38 verschlossen wird. io und zwar über die Kolbenanordnung 25, die mit dem wenn die Kolbenanordnung 25 ihre erste Stellung Membranelcment 17 der Membrankammer 18 vereinnimmt. bunHen ist. Der Ventilkörper 38 stützt sich also fest

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist dasje- gegen den Ventilsitz 31 ab.

rüge Ende des zylindrischen Blocks 21, das innerhalb Wird jedoch die Drosselklappe geschlossen und

der Ausnehmung 26 liegt, etwa von der Mitte aus ge- 15 damit die Brennkraftmaschine verzögert, so ergibt gen den Ventilsitz 31 abgeschrägt, wobei die öffnung sidi ein scharfer Druckabfall in der Ansaugleitung. 32 α des Kanals 32 in der Schrägfläche 30' liegt. In diesem Fall kann der Ventilkörper 38 nach unten

Alternativ dazu kann der Kanal 32, der bei der er- bewegt werden, und zwar sowohl gegen die elastische sten und zweiten Ausführungsform entsprechend den Kraft der Feder 40 als auch gegen die des Mem-F i g. 1 und 2 in dem zylindrischen Block 21 vorgese- ao branclemenls 17. Dementsprechend gelangt Zusatzhen ist, im Wandabschnitt der Ansaugleitung 12 lie- luft durch die Leitung 15 vom Luftfilter in den gen. Diese Anordnung geht aus F i g. 3 hervor. Dabei Raum stromaufwärts des Ventilkörpers 38 und von mündet die öffnung 32 a des Kanals in einem Hohl- dort aus durch den Zusatzluftkanal in die Ansaugleiraum, der zwischen der Schrägfläche 30' und dem tung 12. Die Luft strömt dabei durch den Spalt 41 Ventilkörper 38 gebildet wird. Letzterer berührt den as zwischen der Seitenkante des Ventilelements 38 und Ventilsitz 31, und zwar mit dem dazwischenliegen- der innenfläcKi der Ausnehmung 26. Auf Grund des den elastischen Belag 39. Wenn der erwähnte Hohl- Spaltes 41 baut sich ein Differenzdruck zwischen der raum fehlt, kann sich der Kanal 32 in die Ausneh- stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts mung 26 öffnen, und zwar stromauf des Meßquer- gelegenen Seite des Ventilkörpers 38 auf, wobei der Schnitts des Spalte? 41 hei geöffnetem Ventilelement 30 Druck stromaufwärts des Spaltes 41 Jm wesentlichen 38. Der Kanal 32 ist mit einem Steuerglied verbun- dem Atmospharendruck entspricht, wählend der den, das über Regeleinrichtungen den Betrieb der Druck stromabwärts des Spaltes im wesentlichen auf Brennkraftmaschine beeinflußt. Außerdem kann, wie den Unterdruck in der Ansaugleitung 12 abgeglichen es bei der Ausführungsform nach F i g. 3 gezeigt ist, ist. Dementsprechend kann der sich stromaufwärts auf die Kolbenanordnung 25 gemäß F i g. 1 und 2 35 des Spaltes 41 öffnende Kanal 32 den Atmosphärenverzichtet werden. Dann ist eine Druckfeder 42 zwi- druck in die Membrankammer 18 einführen, woschen dem Boden der Ausnehmung 26 und der be- durch der Ventilkörper 38 gegen die Wirkung der nachbarten Fläche des Ventilkörpers 38 angeordnet. Feder 40 stetig in geöffneter Stellung gehalten wird. Letzterer gleitet in der Ausnehmung 26. Der Meß- Wechselt die Brennkraftmaschine anschließend

querschnitt bzw. der Spalt 41 ist im Vcntilelement 38 40 vom Schiebebetrieb in den normalen Betriebszuausgebildet. und zwar an beliebiger Stelle außerhalb stand, wobei der Druck in der Ansaugleitung 12 anderjenigen Fläche, die von dem Querschnittsbereich steigt, so legt sich der Ventilkörper 38 gegen den des Ventilsitzes 31 überdeckt wird. Ventilsitz 31, und zwar unter der Wirkung der Feder

Insbesondere bei der Ausführungsform nach 40.

F i g. 3 kann das offene Ende 32 α des Kanals 32 an 45 Mit dem Kanal 32 und der daran angeschlossenen beliebiger Stelle in dem Wandabschnitt 11 der An- Steuerdruckentnahmeleitung kann auch die Zündvorsaugleitung 12 vorgesehen sein, in der sie z.B. von richtung der Brennkraftmaschine gesteuert werden, der Dicke des Ventilkörpers 38 überdeckt wird, vor- Weiterhin kann die Steuerdruckentnahmeleitur·"·. ausgesetzt, daß sie bei geöffneter Stellung des Ventil- dazu verwendet werden, um die Zündvorrichtung körpers 38 stromaufwärts des Meßquerschnitts 41 50 eines Reaktors zu steuern, wodurch unverbrannte Hegt. Bestandteile aus dem Abgas entfernt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

zwecke erwünschte Größe bzw. Konstanz, so daß

Patentanspruch: sich instabile Steuerverhältnisse ergeben können.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Auf-Vorrichtung zur Zuführung von Zusatzluft an gäbe zugrunde, eine konstruktive Ausbildung einer einer Brennkraftmaschine, mit einem an der An- 5 Vorrichtung der genannten Art zu finden, die den saugleitung stromab der willkürlich betätigbaren, zunächst in der Steuerdruckentnahmeleitung wirksaden Durchsatz steuernden Drosselklappe an- men, stromab der willkürlich betätigbare.n Drosselgeordneten Zusatzventil, dessen über eine Feder klappe im Ansaugkanal herrschenden schwankenden in Schließstellung gehaltener Ventilkörper bei Druck nach dem Öffnen des Zusatzluftventils durch Schiebebetrieb von dem stromab der Drossel- io einen stabileren Druck ersetzt, ohne daß hierbei aufklappe herrschenden Druck geöffnet wird und in wendige Konstruktionen vorgesehen werden sollen,
der geöffneten Stellung Zusatzluft über einen Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch stromab vom Ventilsitz liegenden Meßquerschnitt gelöst, daß die Öffnung der Steuerdruckentnahmeleiströmen läßt, wobei im Bereich des Meßquer- tung unmittelbar stromauf des Meßquerschnitts liegt. Schnitts eine Steuerdruckentnahmeleitung über 15 Hierdurch wird erreicht, daß bei geöffnetem Zumindestens eine Öffnung angeschlossen ist, die satzluftveniil die Steuerdruckentnahmeleitung nicht mit mindestens einem Steuergerät verbunden ist, mehr, wie bei der bekannten Vorrichtung, mit dem mit dem ein Steuerorgan auf eine dem Schiebel«- durch die Zusatzluftzufuhr nur teilweise angehobetrieb entspre.'iende Arbeitsstellung einstellbar nen Unterdruck im Ansaugkanal, sondern mit dem ist, dadurch gekennzeichnet, daß die 20 vor dem Meßquerschnitt, d.h. vor der Entspan-Öffnung (32 a) der Steuerdruckentnahmeleitung nungsstelle herrschenden Zusatzluftdruck beaufunmittelbar stromauf des Meßquerschnitts (41) schlagt ist, der praktisch dem Atmosphärendruck liegt. entspricht. Bei geschlossenem Zusatzluftventil dage-

gen gelangt, wie bei der bekannten Vorrichtung, der

35 in der Ansaugleitung herrschende Unterdruck zur Öffnung der Steuerdruckentnahmeleitung. Deshalb

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zu- ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung führung von Zusatzluft an einer Brennkraftmaschine, der Vorteil, daß die beiden in der Steuerdruckentmit einem an der Ansaugleitung stromab der Willkür- nahmeleitung wirksam werdenden Druckzustände lieh betätigbaren, c^n Durchsatz steuernden Drossel- 30 wesentlich stabiler sind und sich um einen größeren klappe angeordneten Zusatzventil, dessen über eine Betrag unterscheiden, als dies bei der bekannten Feder in Schließstellung geha'tener Ventilkörper bei Vorrichtung der Fall ist. Dies ist insbesondere dann Schiebebetrieb von dem stromab ds Drosselklappe wichtig, wenn das an die Steuerdruckentnahmeleiherrschenden Druck geöffnet wird und in der geöff- tung angeschlossene Steuerglied nicht nur, wie beneten Stellung Zusatzluft über einen stromab vom 35 kannt, zum Steuern eines das Zusatzluftventil zusätz-Ventilsitz liegenden Meßquerschnitt strömen läßt, lieh steuernden pneumatischen Stellgliedes dienen wobei im Bereich des Meßquerschnitts eine Steuer- soll, sondern statt dessen oder zusätzlich auf andere druckentnahmeleitung über mindestens eine Öffnung Einrichtungen, die das Betriebsverhalten im Schiebeangeschlossen ist, die mit mindestens einem Steuer- betrieb, insbesondere den Anteil der unverbrannten gerät verbunden ist, mit dem ein Steuerorgan auf 40 Bestandteile in den Abgasen, beeinflussen soll. Bei eine dem Schiebebetrieb entsprechende Arbeitsstel- der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihren stabilung einstellbar ist. len und deutlich unterschiedlichen Steuerdruckver-Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art liegt häitnissen kann das Steuerglied beispielsweise den die Anschlußöffnung der Steuerdruckentnahmelei- Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine, einen im tung direkt im Ansaugkanal, d. h. bezüglich der Strö- 45 Auspuffsystem angeordneten Nachbrennreaktor und/ mungsrichtung der Zusatzluft stromab vom wirksa- oder eine weitere, im Auspuffsystem angeordnete men Meßquerschnitt des Zusatzluftventils. Der bei Zusatzluftzufuhr steuern.

Schiebebetrieb stromab der Drosselklappe im An- Ausführungsformen der Erfindung werden im fol-

saugkanal herrschende starke Unterdruck wird durch genden an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

das Einströmen der Zusatzluft bei geöffnetem Zu- 50 F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Au.s-

satzluftventil verringert, so daß sich je nach dem Be- führungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,

triebszustand des Zusatzluftventils zwei Druckzu- F i g. 2 einen Detailschnitt einer abgewandelten

stände ergeben, die bei der bekannten Vorrichtung Ausführungsform,

zum Steuern eines pneumatischen Stellgliedes dienen, F i g. 3 in ähnlicher Ansicht wie F i g. 2 eine wei-

welches eine das Zusatzluftventil zusätzlich in der 55 tere Ausführungsform.

Öffnungsstellung belastende Stellkraft erzeugt. Gemäß F i g. 1 ist eine nach der Erfindung ausge-Es zeigt sich jedoch in der Praxis, daß in dem stro- bildete Vorrichtung 10 zur Zuführung von Zusatzluft mab der Drosselklappe liegenden Abschnitt der An- an einem Wandabschnitt 11 einer Ansaugleitung 12 saugleitung je nach den Drehzahl- und Ansaugver- angeordnet, und zwar stromabwärts eiiier Drosselhältnissen der Maschine starke Druckschwankungen 60 klappe eines nicht gezeigten Vergasers, auftreten können, und diese Schwankungen können Die Vorrichtung 10 umfaßt ein Ventilgehäuse 13, durchaus größenmäßig mit der durch das öffnen des welches an beiden Enden radial abstehende Flansche Zusatzluftventils bewirken Druckerhöhung vergleich- 13 a und 13 b trägt sowie etwa im Mittelbereich mit bar sein. Der Unterschied zwischen den beiden ge- einer Öffnung 14 versehen ist. Diese Öffnung steht nannten verschiedenen Druckzuständen, die von der 65 über eine Leitung 15 mit einer Zusatzluftquelle, bei-S teuerdruckent nahmeleitung abgenommen und auf spielsweise mit einem nicht gezeigten Luftfilter in das pneumatische Stellglied übertragen werden sol- Verbindung. Das Ventilgehäuse 13 ist an einem len, hat deshalb in vielen Fällen nicht die für Steuer- Ende nahe dem Flansch 13 a mittels eines Deckels