DE2536420A1

DE2536420A1 - Steuereinrichtung fuer die lufttemperatur in der ansauganlage einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2536420A1
Application number: DE19752536420
Authority: DE
Inventors: Robert Theodore Florine
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1976-03-11
Also published as: CA1025300A; US3888411A; GB1481384A

Description

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H.August 1975 W-w-3123

G-eneral Motors Corporation, Detroit, Michigan , VoSt.A₀

Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage

einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage einer Brennkraftmaschine mit einem Luftkanal mit einem Frischlufteinlass am einen Ende und einem Warmlufteinlass stromabwärts des Frischlufteinlasses, wobei die Steuereinrichtung um einen Zapfen schwenkbar im Luftkanal zwischen einer ersten Stellung, in der der Frischlufteinlass gesperrt und der Warmlufteinlass geöffnet ist, und einer zweiten Stellung, in der der Prischlufteinlass geöffnet und der Warmlufteinlass gesperrt ist, verstellbar angeordnet ist»

Es ist bekannt, die Ansauglufttemperatur bei Brennkraftmaschinen durch Einstellen einer Steuereinrichtung im Luftkanal eines Luftfilters dadurch zu steuern, dass die Steueinrichtung einen Frischlufteinlass und oinen zusätzlichen Warmlufteinlass beeinflusste Die Steuereinrichtung hat hierzu einen den Prischlufteinlass steuernden Teil und einen den Warmlufteinlass steuernden Teil_o Während des Betriebes spricht

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die Steuereinrichtung auf die G-rosse des Luftstroms an, wobei bei hohem Luftdurchlass nur Frischluft zuströmt, während eine Warmluftzufuhr unterbunden ist, um einen maximalen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine zu erzielen_o Wird dagegen die Steuereina?*« richtung durch einen Bimetallstreifen abhängig von der Ansaug— lufttemperatur betätigt, so steht dem Ansprechen der Steuereinrichtung auf den luftstrom die Kraft des Bimetallstreifens entgegen«, Hat der die zusätzliche Warmluftzufuhr steuernde Teil der Steuereinrichtung eine Stellbewegung ausgeführt, so steht dem Absperren der Warmluftzufuhr bei hohem Luftdurchsatz der Luftstrom durch den zusätzlichen Lufteinia&a entgegen«.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Steuereinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dags diese Nachteile vermieden sindj bei einem temperaturge— steuerten Luftfilter, bei dem die Steuereinrichtung vom Bimetallstreifen unmittelbar beeinflusst ist, die Steuereinrichtung zu ermöglichen, bei einer gegebenen Luftdurchflussmenge unbeeinflusst von der Schließkraft des Bimetallstreifens nur Frischluft zuzuleiten,,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung voneinander unabhängig auf dem Zapfen gelagert ein Führungsteil und Steuerelemente enthält, die von einer Feder gleichsinnig belastet sind, dass im Luftkanal eine temperaturempfindliche Einrichtung stromabwärts der Einlasse angeordnet ist und über einen Steuerarm gegen das Führungsteil anliegt und die Steuereinrichtung bei Ansauglufttem- ■

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peraturen unterhalb eines vorgegebenen Werts in die erste Stellung und oberhalb des vorgegebenen Werts in die zweite Stellung bewegt, und in Zwischenstellungen die Ansauglufttemperatur auf den vorgegebenen Wert regelt, und dass die Steuereinrichtung auf die zweite Stellung gegen die Kraft der Feder unabhängig vom Pührungsteil bei einem Luftstrom oberhalb eines vorgegebenen Werts fcto| zur Erhöhung des Frischluftanteils bewegbar ist_o

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellte In den Zeichnungen zeigen

Figo 1 eine Seitenansicht eines Luftfilters einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung na_ch der Erfindung,

]?igo 2 einen geschnittenen Ausschnitt aus I¹Xg. 1 in grösserem Maßstabe, wobei die Steuereinrichtung in der Stellung bei niedriger Ansauglufttemperatur und kleiner Durchflussmenge gezeichnet ist,

I¹Ig₀ 3 eine Darstellung entsprechend Figo 2, jedoch mit der Steuereinrichtung in der Stellung bei niedriger Ansauglufttemperatur und grosser Durchflussmenge,

I¹Ig₀ 4 eine Draufsicht zu Figo 3 mit weggebrochenen Teilen,

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Figo 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Figo 2

in grösserem Maßstäbe und Figo 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig.2

in grösserem Maßstäbe_o

Der in Fig. 1 dargestellte Luftfilter 10 hat ein Hauptgehäuse 12 für ein nicht dargestelltes Filterelement und ein Einlassrohr 14» in dem die Steuereinrichtung für die Ansaugluft enthalten ist₀

Wie die Fig_o 2 bis 5 zeigen, besteht das Ansaugrohr 14 aus einer oberen S_chale 16 und einer unteren Schale 18, die längs ihrer Kanten 20 durch Umbördeln miteinander verbunden sind (s₀Figo5)o Zwischen den Schalen 16 und 18 ist eine Zwischenwand 22 eingesetzt, die eine Aussparung 23 der unteren Schale 18 überdeckt, so dass eine vom Luftkanal 26 getrennte Kammer 24 gebildet ist„

Der Luftkanal 26 hat am einen Ende einen Frischluft-| einlass 28 und einen zum Hauptgehäuse 12 des Filters führenden I Auslass 3Oo Die Kammer 24 ist über einen Stutzen 32 mit einer Warmluftquelle verbunden, beispielsweise einer Heizeinrichtung,, die den Auslasskasten der Bremnkraftmaschine umgibt. Aus der Kammer 24 kann warme Luft durch zwei Öffnungen 34 strömen, die

i in nach unten gerichteten Flanschen 35 der Zwischenwand 22 vor—j

gesehen sind, und gelangt dann in zwei quer liegende Kanäle 36,j die von Wänden 37 der Schalen 16 und 18 begrenzt sind und oben in den Luftkanal 26 stromabwärts des Frischlufteinlasses 28 mündenο

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Eine Steuereinrichtung 38 hat ein schmales Führungsteil 40 und eine Steuerklappe 42, die unabhängig voneinander schwenkbar an einem Zapfen 44 gelagert sind«, Der Zapfen 44 sitzt in zwei nach oben gerichteten Lappen 46 der Zwischenwand 22 ₉ Eine Torsionsfeder 48 (Fig.4) hat ein in Querrichtung liegendes Ende 50, das über dem Führungsteil 40 liegt, und zwei in Längsrichtung liegende Enden 52, die unterhalb der Steuerklappe 42 liegen_e

Die Steuerklappe 42 hat eine breite Platte 54» die sich quer über den Frischlufteinlass 28 erstreckt und diesen steuert, und zwei in Querrichtung liegende Platten 56, die in den Kanälen 56 liegen und die Öffnungen 34 für die Zusatzwarmluft steuern«,

Ein Steuerarm 58 liegt mit einem abgebogenen Ende dauernd gegen das Führungsteil 40 an, während sein anderes Ende mit einer Spirale 62 aus Bimetall verschweisst ist₀ Die Spirale 62 ist stromabwärts der Kanäle 36 an einer Achse 64 befestigt, die gegen Drehen in einem nach oben gerichteten Flansch 66 eines Halters 68 festgelegt ist₀ Der Halter 68 hat einen horizontalen Flansch 70, der durch Schrauben 72 mit der unteren Schale 18 verbunden ist. Der Flansch 66 hat mehrere Schilde 74, die die Spirale zum Teil umschliessen, wodurch ein einwandfreies Ansprechen a-^f die Temperatur der im Luftkanal 26 vorbeiströmenden Ansaugluft erreicht wird_o

Wird angenommen, dass im Betrieb die Steuereinrichtung 38 anfänglich die in Fig. 2 gezeichnete Stellung einnimmt, so ist die Frischluftzufuhr gesperrt und es gelangt Ie-

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diglich Warmluft zum Luftkanal 26. Die Steuerklappe spricht auf die Durchflussmenge an und versucht sich entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 44 zu schwenken, wobei das Führungsteil 40 durch die Torsionsfeder 48 in Anlage gegen den Steuerarm 58 gehalten wird. Mit sich erwärmender Ansaugluft senkt sich der Steuerarm 58 und gestattet die Schwenkung des Führungsteils 40 und der Steuerklappe 42 entgegen dem Uhrzeigersinne Dann werden die Öffnungen 34 für die Zusatzwarmluft zum Teil durch die Platten 56 geschlossen und es ergibt sich ein erhöhter Anteil an frischluft, der über die Platte 54 strömt₀ Die Spirale 62 aus Bimetall bewegt somit die Steuerklappe 42 fäC zwischen den Stellungen nach Figo 2 und 3 und steuert die Temperatur der Ansaugluft durch Beeinflussung der Anteile an Frischluft und Zusatz— warmluft ο Bei normalen Betriebsbedingungen wird die Bimetallspirale 62 die Steuerklappe in einer Zwischenstellung halten, bei der sich eine Ansauglufttemperatur von beispielsweise 46° C ergibt.

Gesta-jfcet die Bimetallspirale 62 der Steuerklappe 42 nicht, die Stellung nach Fig. 3 einzunehmen, wenn eine sehr grosse Durchflussmenge, beispielsweise 1,7 m je Minute, verlangt wird, so wird die Steuerplatte 42 vom Führungsteil 40 gegen die Kraft der Feder 48 weggezogen, um durch den Luftstrom im Luftkanal 26 in die Stellung nach Fig_o 3 gebracht zu werden. In dieser Stellung werden die Öffnungen 34 für die Zusatzwarmluft voll geschlossen und es tritt ungedrosselte Frischluftzufuhr durch den Einlass 28 ein« . t

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Bei Anforderung einer hohen Durchflussmenge muss also die Steuerklappe lediglich die Kraft der Feder 48 überwinden und nicht a_uch noch die der Bimetallspirale 62, wodurch die Steuerung ausreichender Frischluft unter diesen Betriebsbedingungen, beschleunigt wirdo

Ferner ist zu bemerken, da_ss die die Öffnungen 34 für die Zusatzwarmluft steuernden Platten 56 nur gering auf den Luftstrom durch die Öffnungen 34 ansprechen, also wirksam die Warmluftzufuhr bei grossen Durchflussmengen durch den luftkanal unterbinden, da die Platten 56 und ihre Bewegungsrichtung quer zum Warmluftstrom durch die Öffnungen 34 liegen., Die Steuerklappe 42 dagegen liegt bei ihrer Schwenkbewegung im wesentlichen in Richtung des durch den Luftkanal strömenden Frischluft Stroms»

Die Vorteile der erfindungsgemässen Steuereinrichtung sind an die besondere bauliche Ausführungsform des Beispiels nicht gebunden. So könnte der Warmlufteinlass nach rückwärts gerichtet sein, anstelle in Querrichtung zu liegen, und in einen nach oben gerichteten Kanal zum Luftkanal übergehen,, Die Die Warmluftzufuhr steuernden Piätten könnten an der Rückseite anstelle an den Seiten der den Frischluftstrom steuernden Plat te vorgesehen sein, um die Warmluftzufuhr zu steuern,,

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Claims

Patentansprüche :

. 1₀ ,Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage einer Brennkraftmaschine mit einem luftkanal mit einem Fpischlufteinlass am einen Ende und einem Warmlufteinlass stromabwärts des Frischlufteinlasses, wobei die Steuereinrichtung um einen Zapfen schwenkbar im Luftkanal zwischen einer ersten Stellung, in der der Frischlufteinlass gesperrt und der Warmlufteinlass geöffnet ist, und einer zweiten Stellung, in den der Frischlufteinlass geöffnet und der Warmlufteinlass gesperrt ; ist, verstellbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) voneinander unabhängig auf dem Zapfen gelagert ein Führungsteil (40) und Steuerelemente (42) enthält, die von einer Feder (48) gleichsinnig belastet sind, dass im Luftkanal (26) eine temperatur— \ empfindliche Einrichtung (62) stromabwärts der Einlasse (28,34)

angeordnet ist und über einen Steuerarm (58) gegen das Führungs-* teil anliegt und die Steuereinrichtung bei Ansauglufttemperaturen unterhalb eines vorgegebenen Werts in die erste Stellung und

i oberhalb des vorgegebenen Werts in die zweite Stellung bewegt, ; und in Zwischenstellungen die Ans_auglufttemperatur auf den vorgegebenen Wert regelt, und dass die Steuereinrichtung auf die zweite Stellung gegen die Kamft der Feder unabhängig vom Führungsteil bei einem Luftstrom oberhalb eines vorgegebenen Werts zur Erhöhung des Frischluftanteils bewegbar ist .

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2o Steuereinrichtung nach Anspruch 1 für eine Luft— ansauganlage mit im wesentlichen horizontalen Luftkanal und an dessen Unterseite mündenden Warmluftkanal,d adurch gekennzeichnet , dass der Zapfen (44) zwischen dem Warmlufteinlass (34) und dem Frischlufteinlass (28) am Boden des Luftkanals (26) liegt und das Führungsteil (40) sich nach oben und stromabwärts erstreckt, dass stromabwärts des Warm— lufteinlasses ein spiraliger Bimetallstreifen (62) angeordnet ist und ein mit ihm verbundener Steuerarm (58) gegen das Pührungsteil anliegt und dieses bei Ansauglufttemperaturen unterhalb eines vorgegebenen Werts nach oben und bei oberhalb des vorgegebenen Werts liegenden Temperaturen nach unten bewegt, und dass das Steuerelement (42) unterhalb des ITUhrungsteils gegen dieses anliegt und unabhängig von diesem bei einem Luftstrom oberhalb eines vorgegebenen Werts gegen die Kraft der Feder (48) nach unten bewegbar ist, um die Warmluftzufuhr zu verringernο

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