DE2147027C3

DE2147027C3 - Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2147027C3
Application number: DE2147027A
Authority: DE
Inventors: Heinz 7141 Hochberg Mueller; Paul 7140 Ludwigsburg Schoenefeld
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1971-09-21
Filing date: 1971-09-21
Publication date: 1974-03-21
Also published as: DE2147027B2; US3830210A; SE386958B; IT961792B; DE2147027A1; GB1361728A; FR2154186A5

Description

3 \ 4

ir Brennkraftmaschine wiedergeben- stalteten Absatz einer eine Durchgangsbohrung 40

den Medium abgenommenen Solltemperatur durch aufweisenden Gewindemuffe 41 angedruckt^ l oc einen Thermostaten vom Ventilsitz abgehoben ist die Durchcangsbohrung 40 hat der Kaum ■« ^cmt und die Sieuerdruckleiiung öffnet. \om Ventilkörper 38 über den Thermostaten J7 ge-Die Brennkraftmaschine erhält nunmehr während 5 steuerte Verbindung/um Reinluiftraum 8 de, Ans.iut,-der Warmfahrperiode auch bei Vollast erwärmte liiftmters 7. Außerdem münden in den Kaum J- ü.l Luft und erreicht dadurch die günstigste Betriebs- Abschnitte 22 und 23 der Steuetürucklcitung.^ temperatur rascher. Hierdurch sind die Nachteile des An die Abschnitte 21 und 22 der Sleueruruckiei-Kaltstartbetriebes beachtlich herabgesetzt. Nach Er- tung ei zwischen dem Stellmotor 17 und dem inerreichen der Betriebstemperatur wird der Brennkraft- io mostatventil 32 ein Rückschlagventil 50 angeschlc«- maschine Jagegen bei Vollast in bekannter Weise sen. Das Gehäuseunterteil 51 besteht aus AlumiiHir Kaltluft zur Steigerung der Leistung zugeführt. nium-Spritzguß mit guter Wärmeleitfähigkeit unu Nachstehend wird ein in der Zeichnung dargestell- ragt mit einem Absatz 52 in eine Öffnung 4« des tes AusführiinssbeiNpie! der Erfindung näher erläu- Ventilkammerdeckels 4 der Brennkraftmaschine ι tert. In der Zeichnung zeigt 15 hinein. Es umschließt zusammen mit dem aus Kunst-F ig. I die schemiitische Darstellung eines an den stoff bestehenden Gehäuseoberteil 53 einen Kaum Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeschlos- 54. in den der Abschnitt 21 der Steuerdruckle.tung senen Ansaugluftfilters mit der Regelvorrichtung der einmündet. Der Raum 54 enthalt einen U-ioimig g<_- Frfindung, " boaenen Bimetallthermostaten 55, dessen unterer Fi ».2^ das bei der Regelvorrichtung der Fig.! 20 Schenkel 56 für einen guten Wärmeübergang mit ν erwendete, an das Thermostatventil und an den einer großer. Fläche eng am Bode,-, des Ge.iauscu.i-Stellmoior angeschlossene Rückschlagventil im terteilsSl anliegend testgeW.t ist. Der onere >>uuη I iinasschniu in Vergrößerter Darstellung. " kel 57 ist an seinem freien Ende nach oben abgewm-D~ie Brennkraftmaschine 1 hat einen Ansauska- kelt und wirkt auf einen als Kugel ausgestalteten nal2, ein Auspuffrohr 3 und einen Ventilkammer- 25 Ventilkörper 58 ein. Eine in e.ne G.windebo.irung deekel 4. Der -\nsau»kanal 2 trägt einen Vergaser 5 59 des Gehäuseoberteils 53 eingeschraubte Gewmdemit einer willkürlich betätigbaren Hauptdrossel- ivjffe 60 hat einen als Ventilsitz 61 ausgcbilde en klappe 6. Auf den Vergaser 5 ist ein Ansaugluft«!- Absatz und eine vom Ventilko'per 3» über den tei 7 mit einem ringförmigen, radial von außen nach Thermostaten 55 gesteuerte Verbindung 6- /u einem innen durchströmten, einen Reinluftraum 8 umschlie- 30 Raum 63 oberhalb der Gew.ndcmuife 60. der \on «enden Filtereinsatz 9 und einem Ansaugrohr 10 auf- einem abnehmbaren Deckel 64 luftdir.it verschlossen »esetzt. Das Ansaugrohr 10 hat einen Rohlufts'utzen ist. In den Raum 63 mundet der Abschnitt — ul. Il in den ein Kaltkiftkanal 12 und ein Warmluftka- Stcue-rdruckleitung ein. der das Thermostanenm jnal 13 einmünden. Die Warmluft wird von der Nähe mit dem Rückschlagventil 50 verbindet Die UeIeM-des Auspuffrohres 3 der Brennkraftmaschine 1 züge- 3f gung des Rückschlagventils 50 an dem \ tnt.i_führt kammcrdeckel4 erfokt über einen Drahtbügel 70. Eine in dem Rohluftstutzen If schwenkbar an- Zum Einjustieren des Rückschlagventils kann der ,eordnete. exzentrisch gelagerte Steuerklappe 14 hat Deckel 64 abgenommen und die Gew.ndcmu U ow einen Schwenkhebel 15; an dem die Antriebstange 16 mehr oder weniger tief m die Gewindebohumg sv eine< pneumatischen Stellmotors 17 angreift. Der 40 eingeschraubt werden.

Stellmotor enthält eine Gummimembran 18 und eine Während des Betriebes der Brennkralimase i.il

einen Steuerdruckraum 19 durchsetzende Rückstell- herrscht in dem ganzen Ansaugsystem em

feder 20 und ist über die Steuerdruckleitung 21. 22, druck, der im Ansaugkana· 2 am größten .st und/um

23 stromab der Hauptdrosselklappe 6 des Vcrga- Kaltluftkanal 12 hin abnimmt. Der große UiKu

mab der Hauptdrosselklappe 6 des Vcrga Kaltluftkan

an den Ansaugkanal 2 der Brennkraftma- 45 cks Ansaugkanals 2 wird durch d,e Stciadn.LKo-

l anschlössen. D,c Stcucrklappe 14 ist tun, 21. 22. 23 in den Stcucrdruckraunr, 19 ks pneu

den pneumatischen Stellmotor 17 gegen die malischen Stellmotors 17 unter ha In de ^'"^hr·" ^

Kraft der Rückstellfeder 20 aus ihrer einen, in übertragen, wo er entsprechend den a . buden S

dll i ! i d Mbran herrschenden l'"«^{tr lll}'^{tkl l}

Kraft der Rückstellfeder 20 aus ihrer einen, in übertragen, wo er enp

Fin. 1 ausuc/oucn gezeigten Endslcllung. in ,!er sie ten der Membran herrschenden l'"«^{tr lll}'^{tkl l}

den Warmluftkanaf 13 abschließt und gleichzeitig 5° entsprechend der Nlcmbraiiflach^ eine lvr.m ,um

den Kaltluf.kanal 12 öffnet, in ihre andere, gestri- Verstellen der Steuerklappe 14 ausubL m l.mf uß

chelt daruestelltc Endstellung schwenkbar, in der sie auf die Druckverhaltn.sse in de SU u l·utkk n,

Är ⁿ ^{bhlißt d l wmluit} a J^ ^aii«: r ä^

stellung

^{abschlicßt und tlcn warmluit}- a J^ ^a

"Tn die siucrdrucklcilung 21, 22, 23 ist zwischen ₅₅ Thermostajventils 32 umschl^eii ™ ^- einem kalibrierten Drosselquerschnitt 30 und dem dringt und den B.mctal then . cn 3^ m , Stellmotor 17 ein im RcinlufUaum 8 angeordnetes. Diese, Anted der unter I■■ W^ «.% ^ ^ ^ bd bfi l Blüft in den Ansaugkana 12 strom

Stellmotor 17 ein im RcinlufUaum 8 angeordnetes. Diese, Ant

am Filtergehäuseboden befestigtes, als Bclüftungs- in den Ansaugkana 12 strom . J

ventil ausgebildetes Thermostatventil 32 angcschlos- ring und dien» lcd.gi.cn da/u, k.

sen. Das Gehäuse 33 des Thermostatvcntils um- 60 ,en 37 ausrechend mit der Mist J ^UJ '"

8 bi E ßrc W.rkung u£ ^gc

sen. Das Gehäuse 33 des Thermostatvcntils um- 60 ,en 37 ausrechend mit der J J ^_ft

schließt einen Raum 34, der mit dem Rcinluftraum 8 bringen. Eine großcrc W.rkung u£ ^gcgcn d c LU

des Ansaugluftfilters 7 über eine öffnung 35 in stan- aus, die durch d.e Durchgangsh°"™% ™

dig offener Verbindung steht. Im Raum 34 ist ein Bi- Raum 34 gelangen kann, we, η dcr Bimcta t. r m

metallthcrmostat 37 angeordnet, der auf einen als stat 37 s.ch oberhalb einer u ,rhis I mmcn So^ hem pc

Kugel ausgebildeten Ventilköipcr 38 einwirkt. Un- 65 ratur nach unten weggebogen und der Vcnt.lkorpcr

terhalb einer vorbestimmten Solltemperatur der An- 38 den Ventilsitz 39 freigegeben ha^

saugluft wird der Ventilkörper 38 von dem Bimetall- Einen Einfluß auf ^d« 2^™ί⁸*_{,^ι3

thermostaten 37 ^gen einen als Ventilsitz 39 ausge- Abschnitt 21 der Steuerdruckle.tung und somit

5 6

die Stellung der Stcucrklappc 14 übt außerdem das der Brennkraftmaschine beeinflußte Temperatur, im

Rückschlagventil 50 aus, indem es unterhalb einer vorliegenden Fall die von den Durchblasgasen in der

vorbestimmten Solltemperatur im Vcntilkammerdck- Ventilkammcr beeinflußte Temperatur, einen vorbc-

kel 4 der Brennkraftmaschine 1 die Steuerdrucklei- stimmten Wert überschreitet, drückt der Thermostat

Hing gegen Luftströmungen vom Thermostatventil 32 5 55 den Ventilkörper 58 vom Ventilsitz 61 ab, und

zum Stellmotor 17 verschließt und dadurch verhiti- der verringerte Unterdruck im Ansaugkanal 2 kann

dert, daß ein vorhandener Unterdruck in dem Steuer- sich voll auf die Membran 18 des Stellmotors 17 aus-

druckraum 19 des Stellmotors 17 durch Zuströmen wirken.

von Luft abgebaut und der Warmluftkanal 13 durch Bei vollständig geöffneter Hauptdrossclklappc 6 ist

die Stcucrklappe 14 verschlossen wird. io der Unterdruck im Ansaugkanal 2 und damit nun

Wenn die kalte Brennkraftmaschine I in Betrieb auch im Steuerdruckraum 19 des pneumatischen

genommen wird, drückt der Bimctallthcrmostat 37 Stellmotors 17 so gering, daß er nicht mehr die Kraft

des Thcrmostatvcntils 32 auf den Ventilkörper 38 der Rückstellfeder 20 überwindet. Dann ist der

und verschließt die Durchgangsbohrung 40 in der Warmluftkanal 13 auf jeden Fall geschlossen, und

Gewindebuchse 41, die den Reinluftraum 8 des An- 15 die Brennkraftmaschine 1 erhält nur Luft durch den

saugluftfilters 7 mit dem Raum 34 innerhalb des Kaltluftkanal 12. Die geringe Temperatur der Ansaug-

Ventilgehäuscs 33 verbindet. Der Thermostat 55 des luft ergibt dann einen besseren Füllungsgrad der

Rückschlagventils 50 hat dagegen den Ventilkörper Maschine, so daß im Vollastbetrieb cine bessere Lci-

58 freigegeben, so daß dieser die Verbindung 62 zwi- stung erzielt wird.

sehen dem an den Abschnitt 22 der Steuerdrucklei- ao Das Thermostatventil 32 beeinflußt in bekannter

tung angeschlossenen Raum 63 und dem an den Ab- Weise abhangig von der Temperatur der Luft im

schnitt 21 der Stcucrdrucklcitung angeschlossenen Reinluf«raum8 des Ansaugluftfilters 7 den Druck in

Raum 54 gegen Luftströmungen vom Thermostat- den Steucrleitungcn. Überschreitet die Temperatur

ventil 32 zum Stellmotor 17 verschließen kann. der Lufl, die durch den Warmluftkanal 13 in den

Bei geschlossener Hauptdrosselklnppc 6 des Vcr- 35 Rohluftstut/.en 11 eintritt und nach Durchqueren des

gasers 5, beispielsweise im Leerlaufbetrieb, ist der Filtcrcinstilzcs 9 in den Rcinluftraum 8 und von dort

Unterdruck im Ansaugkanal 2 besonders groß. Der teilweise durch die Öffnung 35 in den Raum 34 gc-

nun im Stellmotor 17 unterhalb der Membran 18 langt, einen vorbestimmten Wert, so beginnt sich der

auftretende große Unterdruck vermag die Steuer- Bimctallthcrmostat 37 nach unten zu krümmen. Der

klappe 14 gegen die Kraft der Rückstellfeder 20 in 30 Ventilkörper 38 hebt sich von dem Ventilsitz 39 ab,

ihre in F i g. 1 gestrichelt gezeichnete Stellung zu und es kann zusätzlich Rcinluft in die Steuerdruck-

schwenken, bei der sie den Kaltluftkanal 12 vcr- leitung 21, 22, 23 eindringen und dort den Untcr-

schließt und den Warmluftkanal 13 geöffnet hat. druck abbauen. Die Stcucrklappc 14 schwenkt nun

Wird nun die Vcrgascrdrosselklappe 6 geöffnet, so von ihrer den Kaltluftkanal verschließenden Endstcl-

verringert sich der Unterdruck in dem Ansaiigka- 35 lung so weit weg. bis die Mischluft die Temperatur

nal 2. Zum Ausgleich des höheren Unterdrucks in hat. bei der sich ein Gleichgewichtszustand zwischen

den Abschnitten '22, 23 der Stcucrdrucklcitung der Kraft der Rückstellfeder 20 einerseits und den an

strömt Lufl vom Ansaugrohr 2 in diese Steuerdruck- der Membran 18 des Stellmotors 17 sowie an der

leitungsabschnitte ein. Der Stcucrdrucklcitungsab- Stcucrklappc 14 auftretenden Kräften andererseits

schnitt 21 bleibt durch das Rückschlagventil 50 ge- 40 einstellt.

gen einen solchen Luft- bzw. Druckausgleich vcr- Die Temperatur, die auf den Thermostaten des

schlossen. Damit bleibt die Stellung der Stcucrklappe Rückschlagventils einwirkt, kann an Stelle von den

14 in der in Fig. 1 gestrichelt gezeigten Lage, bei der Durchblasgasen beispielsweise auch vom Küh'was-

sie nur die Zufuhr von Warmluft durch den Warm- scr. von der Kühlluft oder von der Auspuffleitung

luftansaugkanal 13 zuläßt, erhalten. Der Brennkraft- 45 beeinflußt sein. Desgleichen kann der Thermostat im

maschine 1 wird nun auch bei Vollast zunächst nur Rückschlagventil so angeordnet sein, daß er der Mi-

envärmte Luft zugeführt, und sie erreicht schneller schungstemperatur der angesaugten Warm und

die günstigste Betriebstemperatur. Erst wenn die von Kaltluft ausgesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen mit ei«ier im Rohluftstutzen eines Ansaugluftfilters angeordneten, exzentrisch gelagerten Steuerklappe, die mit einem pneumatischen Stellmotor zusammenwirkt und in einer Endlage, über eine einen Steiierdruckrauni durchsetzende Rückstellfeder im Stellmotor bewegt, einen Warmluftkanal bei Unterschreiten eines Sollunterdruckes abschließt und gleichzeitig einen KaIlluftkanal aufstcuert, wobei der Steuerdruckraum des Stellmotors über eine Steuerdruckleitung, die xs einen kalibrierten Drosselquerschnitt beinhaltet, mit dem stromab einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist und in der Steuerdruckleitung ein temperaturabhängig betätigtes Thcr- χα mostatventil angeordnet ist, das einen von einem Bimetall betätigten Ventilkörper beinhaltet, und der Ventilkörper, bei Erreichen derSolltemperaiur in Offenstellung bewegt, eine Verbindung zum Reinluftraum des Ansaugluftfilters aufsteuert, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stcuerdruckleitung (21, 22, 23) zwischen dem Stellmotor (17) und dem Thermostatventil (32) ein von dem im Ansaugkanal (2) herrschenden Unterdruck geöffnetes Rückschlagventil (50) eingebaut ist, dessen Ventilkörper (58) bei einer vorbestimmten, einem den Betriebszustand der Brennkraftmaschine wiedergebenden Medium abgenommenen Solltemperatur durch einen Thermostaten (55) vom Venti.iitz (61) abgehoben ist und die Steuerdruckleitung öffnet.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen mit einer im Rohluftstutzen eines Ansaugluftfilters angeordneten, exzentrisch gelagerten Stcuerklappe, die mit einem pneumatischen Stellmotor zusammenwirkt und in einer Endlage, über eine einen Steuerdruckraum durchsetzende Rückstellfeder im Stellmotor bewegt, einen Warmluftkanal bei Unterschreiten eines SoII-unterdruckci abschließt und gleichzeitig einen Kaltluftkanal aufsteuert, wobei der Steuerdruckraum des Stellmotors über eine Steuerdruckleitung, die einen kalibrierten Drosselquerschnitt beinhaltet, mit dem stromab einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist und in der Steuerdruckleitung ein temperaturabhängig betätigtes Thermostatventi! angeordnet ist, das einen von einem Bimetall betätigten Ventilkörper beinhaltet, und der Ventilkörper, bei Erreichen der Solltemperatur in Offcnstcllung bewegt, eine Verbindung zum Reinluftraum des Ansaugluftfilters aufsteuert.

Eine derartige Regelvorrichtung wird beispielsweise in der französischen Offenlegungsschrift 014 691 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung ist der Unterdruck in den Steuerdrucklcitungen und damit auch in dem pneumatischen Stellmotor bei Vollastbetrieb so gering, daß die pneumatischen Kräfte von der Kraft der Rückstellfeder im Stellmotor übenroffen werden und die Steuprklappe den Warmlüftkanal bei diesem Betriebszustand grundsätzlich verschließt. Durch die alleinige Zufuhr von kalter Ansaugluft wird bei Vollast in vorteilhafter Weise ein besserer Füllungsgrad der Brennkraftmaschine und damit eine höhere Leistung erreicht.

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung aber, daß auch während der Warmfahrperiode die vom Auspuff angebotene Heißluft nur bei Teillast, nicht aber bei Vollast zur Aufwärmung der Brennkraftmaschine genutzt werden kann. Hierdurch wird das Erreichen" der für die Gemischbildung und Verbrennung günstigsten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine erheblich verzögert.

Die gleichen Nachteile weist die Regelvorrichtung der deutschen Offenlegungsschrift 1 950 546 auf, hei der das Thermostalventil im Saugrohr der Brennkraftmaschine angeordnet ist, um störenden Einflüssen durch Wärmeabgabe der strömenden Luft an die Saugrohrwand und an den verdampfenden Kraftstoff zu begegnen.

Ferner ist in der Praxis allgemein bekannt, die Steuerklappe durch einen im Ansaugluftstrom angeordneten Thermostaten zu betätigen. Mit einem solchen Antrieb der Sleuerklappc hält man die Temperatur der Ansaugluft unabhängig von der strömenden Luftmenge in einem bestimmten Bereich. Zwar wird dann der Brennkraftmaschine beim Anlauf zunächst nur Warmluft und mit fortschreitender Erwärmung zunehmend Kaltluft zugeführt, jedoch ist eine den jeweiligen Betriebszuständen angepaßte Regelung nicht vorgesehen, so daß auch von der erwärmten Brennkraftmaschine bei Vollast unerwünscht warme Luft angesaugt wird. Verminderte Füllung und damit geringere Leistung der Maschine sind die Folgen.

Bei der Regelvorrichtung der deutschen Offenlcgungsschrift i 926 181 wirken zwei Bimetallthermostatcn gleichsinnig auf eine mit zwei Stcuerklappen versehene Klappenachsc ein. Dev eine Thermostat ist der Temperatur des Gemisches aus kalter und warmer Ansaugluft, der andere der Temperatur der Außenluft ausgesetzt. Dadurch sollen beim Durchströmen des kalten Filters auftretende Wärmevcrlustc ausgeglichen werden, um unabhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine und der Außentemperatur dem Vergaser Luft möglichst gleichbleibender Temperatur zuzuführen. Eine Leistungssteigerung bei Vollast der auf Betriebstemperatur aufgeheizten Brennkraftmaschine durch alleinige Zufuhr von kalter Ansaugluft ist nicht beabsichtig! und tritt auch nicht ein. Außerdem erfordert diese Regelvorrichtung eine besondere konstruktive Ausbildung, bei der die Thermostaten in bestimmten einander zugeordneten Bereichen des Ansaugsystcms angeordnet sein müssen. Dadurch ist die Verwendbarkeit der Regelvorrichtung stark eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion der Regelvorrichtung unter Beseitigung der aufgezeigten Mangel bekannter Bauarten zu verbessern.

Ausgehend von der eingangs genannten Regelvorrichtung besteht die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß darin, daß in die Steuerdruckleitung zwischen dem Stellmotor und dem Thermostatventil ein von dem im Ansaugkanal herrschenden Unterdruck geöffnetes Rückschlagventil eingebaut ist, dessen Ventilkörper bei einer vorbestimmten, einem den Be-