DE2536421A1

DE2536421A1 - Steuereinrichtung fuer die lufttemperatur in der ansauganlage einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2536421A1
Application number: DE19752536421
Authority: DE
Inventors: John Dale Mcmichael
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: US3989186A; USB502652I5; CA1037330A; GB1481383A

Description

Patentanwalt ---. DlpMng. K. Wattier .„

1 BERLIN t9 / h 3

BolivaraKee 9 '

H.August 1975 W__w-3122

G-eneral Motors Oopporation, Detroit, Michigan, T.St₀-A₁

Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage

einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, die einen frischlufteinlass am einen Ende und einen Auslass zur Brennkraftmaschine am anderen Ende eines im wesentlichen horizontalen Luftkanals aufweist, sowie einen unterhalb des Luftkanals liegenden durch einen Kanal mit diesem ■verbundenen Zusatzlufteinlass.

Es ist "bekannt, die Ansaugluft temperatur bei Brennkraftmaschinen durch Einstellen einer Steuereinrichtung im Luftkanal eines Luftfilters dadurch zu steuern, dags die Steueinrichtung einen Frischlufteinlass und einen zusätzlichen Warmlufteinlass beeinflusst„ Die Steuereinrichtung hat hierzu einen den frischlufteinlass steuernden Teil und einen den Warm— lufteifil/ss steuernden Teil. Während des Betriebes spricht die Steuereinrichtung auf die G-rösse des Luftstroms an, wobei bei \ Hohem Luftdurchlass nur frischluft zuströmt, während eine Warm-i luftzufuhr unterbunden ist, um einen maximalen Wirkungsgrad

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der Brennkraftmaschine zu erzielen,, Wird dagegen die Steuereinrichtung durch einen Bimetallstreifen abhängig von der Ansauglufttemperatur 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 Lufteinlass entgegen₀

Der Erfindung liegt die Auggabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass diese Nachteile vermieden sind, also eine wirksamere Regelung der Ansauglufttemperatur ermöglicht wird, die vor allem von der Druckdifferenz am Warmlufteinlass unbeeinflusst bleibtο

Diese Aufgabe wird erfindungegemäss dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung ein Hauptsteuerelement im Luftkanal zur Steuerung der Frischluft durch den Frischlufteinlass und

ein Zusatzsteuerelement ~tm Kanal vom Zusatzlufteinlass zum Luftkanal zur unabhängigen Steuerung der Durchflussmenge aufweist, dass die Steuereinrichtung schwenkbar um einen Zapfen zwischen einer ersten Stellung, in der der Frischlufteinlass gesperrt und der Zusatzlufteinlass geöffent ist, und einer zweiten Stellung, in der der Frischlufteinlass geöffnet und der Zusatzlufteinlass gesperrt ist, bewegbar ist, wobei die Steuereinrichtung die Aufteilung der Luftströme durch den j Frischlufteinlass unf den Zusatzlufteinlass unabhängig von der Durchflussmenge durch den Zusatzlufteinlass bewirkte

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungeh der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüehen«,

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

Pig, 1 eine Seitenansicht eines Luftfilters einer Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung nach der Erfindung^

Figo 2 einen geschnittenen Ausschnitt aus Figo 1 in grösserem Maßstabe, wobei die Steuereinrichtung in der Stellung bei niedriger Ansauglufttemperatur und kleiner Durchflussmenge gezeichnet ist,

Pig. 3 eine Da_rstellung entsprechend Figo 2, jedoch mit der Steuereinrichtung in der Stellung bei niedriger Ansauglufttemperatur und grosser Durchflussmenge,

Fig_e 4 eine Draufsicht zu Fig. 3 mit weggebrochenen Teilen,

Figo 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig_o 2 in grösserem Maßstatee und

Figo 6 einen Schnitt nach der Linie 6—6 in Fig_o 2 in grösserem Maßstäbe«

Der in Figo 1 dargestellte Jfuftfilter 10 hat ein Hauptgehäuse 12 für ein nicht dargestelltes Filterelement und ein Einlassrohr 14» in dem die Steuereinrichtung für die Anäaug» luft enthalten ist.

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Wie die Figo 2 bis 5 zeigen, besteht das Ansaugrohr 14 aus einer oberen Schale 16 und einer unteren Schale 18, die längs ihrer Kanten 20 durch Umbördeln miteinander verbunden sind (soFigo5)o Zwischen den Schalen 16 und 18 ist eine Zwischenwand 22 eingesetzt, die eine Aussparung 23 der unteren Schale 18 überdeckt, so dass eine von dem Luftkanal 26 getrennte Kammer 24 gebildet ist₀

Der Luftkanal 26 haf_u am einen Ende einen Frischlufteinlass 28 und einen zum Hauptgehäuse 12 des Filters führenden Auslass 3O₀ Die Kammer 24 ist über einen Stutzen 32 mit einer Warmluftquelle verbunden, beispielsweise einer Heizeinrichtung die den Auslasskasten der Brennkraftmaschine umgibto Aus der Kammer kann warme Luft durch zwei Öffnungen 34 strömen, die in nach unten gerichteten Planschen 35 der Zwischenwand vorgesehen sind, und gelangt dann in zwei quer liegende Kanäle 36, die von Wänden 37 der Schalen 16 und 18 begrenzt sind und oben in den Luftkanal 26 stromabwärts des Frischlufteinlasses 28 münden.

Eine Steuereinrichtung 38 hat ein schmales Führungs— teil 40 und eine Steuerklappe 42, die unabhängig voneinander schwenkbar an einem Zapfen 44 gelagert sind. Der Zapfen sitzt in zwei nach oben gerichteten Lappen 46 der Zwischenwand 22_O Eine Torsionsfeder 48 (Fig„4) hat ein in Querrichtung liegen- ', des Ende 50 das über dem Führungsteil 40 liegt.und zwei in Längsrichtung liegende Enden 52, die unterhalb der Steuerklap- : pe 42 liegeno !

Die Steuer|ila£]be 42 hat eine breite Platte 54,die

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sich quer vor dem Prischlufteinlass 28 erstreckt und diesen steuert, und zwei in Querrichtung liegende Platten 56» die in den Kanälen 36 liegen und die Öffnungen 34 für die Zusatz-, warmluft steuern,,

Ein Steuerarm 58 liegt mit einm abgebogenen Ende 60 dauernd gegen das Führungsteil 40 an, während sein anderes Ende mit einer Spirale 62 aus Bimetall verschweisst ist. Die Spirale 62 ist stromabwärts der Kanile 36 an einer Achse 64 befestigt, die gegen Drehen in einem nach oben gerichteten Plansch 66 eines Halters 68 festgelegt ist_o Der Halter 68 hat einen horizontalen Plansch 70, der durch Schrauben 72 mit der unteren Schale 18 verbunden ist«. Der Plansch 66 ha-fc mehrere Schilde 74» die die Spirale zum Teil umschliessen, wodurch ein einwandfreies Ansprechen auf die Temperatur der vorbeiströmenden Ansaugluft im Luftkanal 26 erreicht wird_o

Wird angenommen, dass im Betrieb die Steuereinrichtung 38 anfänglich die in Pigo 2 gezeichnete Stellung einnimt, so ist die Prischluftzufuhr gesperrt und es gelangt lediglich Warmluft zum Luftkanal 26_o Die Steuerklappe spricht auf die Durchflußmenge an und versucht sich entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 44 zu schwenken, wobei das Pührungsteil 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 Pührungsteils 40 und der Steuerklappe 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,

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der über die Platte 54 strömte Die S4*pirale 62 aus Bimetall bewegt somit die Steuerklappe 42 zwischen den Stellungen nach Pig ο 2 und 3 "und steuert die Temperatur der Ansaugluft durch Beeinflussung der Anteile an Frischluft und Zusatzwarmluft. Bei normalen Betriebsbedingungen wird die Bimetallspirale die Steuerklappe in einer Zwischenstellung halten, bei der sich eine Ansauglufttemperatur von beispielsweise 46⁰C ergibt_o Gestattet die Bimetallspirale 62 der Stferklappe

nicht, die Stellung nach Figo 3 einzunehmen, wenn eine sehr

grosse Durchflussmenge, beispielsweise 1,7 m -je Minute, verlangt wird, so wird die Steuerplatte 42 vom Fphrungsteil 40 gegen die Kraft der Feder 48 weggezogen, um durch den Luftstrom im Luftkanal 26 in die Stellung nach Figo 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.

Bei Anforderung einer hohen Durchflussmenge muss also die Steuerklappe lediglich die Kraft der Feder 48 überwinden und nicht auch noch die der Bimetallspirale 62, wodurch die Steuerung ausreichender Frischluft unter diesen B_etriebs— bedingungen beschleunigt wird.

Ferner ist zu bemerken, dass die die Öffnungen 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 Luft-t kanal unterbinden, da die Platten 56 und ihre Bewegungsrichtung quer zum Warmluftstrom durch die Öffnungen 34 liegen_o Die gteu-

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42/

erklappe/dagegen liegt "bei ihrer Schwenkbewegung d im v/es entlichen in Richtung des durch den Luftkanal strömenden Prischluftstroms _o

Die Torteile 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 Platten könnten an der Rückseite anstelle an den Seiten der den Frischluftstrom steuernden EIaJJie Torgesehen sein, um die Warmluftzufuhr zu steuern«.

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Claims

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Patentansprüche :

/1Λ Steuereinrichtung für die Lufttemperatur in der Ansauganlage einer Brennkraftmaschine, die einen Frischlufteinlass am einen Ende und einen Auslass zur Brennkraftmaschine am anderen Ende eines im wesentlichen horizontalen Luftkanals aufweist, sowie ei/en unterhalb des Luftkanals liegenden durch einen Kanal mit diesem verbundenen Zusatzlufteinlass, da« durch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) ein Hauptsteuerelement (54) im Luftkanal (26) zur ^; Steuerung der Frischluft durch den Frischlufteinlass (28) und j ein Zusatzsteuerelement (56) im Kanal (36) sram Zusatzluftein- ; lass (34) zum Luftkanal zur unabhängigen Steuerung der Durchflussmenge aufweist, dass die Steuereinrichtung schwenkbar um \ einen Zapfen (44) zwischen einer ersten Stellung, in der der ; Frischlufteinlass gesperrt und der Zusatzlufteinlass geögfnet \ ist, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der der Frisctylufteinlags geöffent und der Zusatzlufteinlass gesperrt ist, j wobei die Steuereinrichtung die Aufteilung der Luftströme duretj, den Frischlufteinlass und den Zusatzlufteinlass unabhängig von j der Durchflussmenge durch den Zusatzlufteinlass bewirkt,

2ο Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigungseinrichtung (62) mit einer Feder (48,50,52) zusammenarbeitet, die die Steuereinrichtung (38) unter bestimmten Betriebsbedingungen in die erste Stellung; belastet und das Hauptsteuerelement (54) auf den Luftstrom durch den Luftkanal (26) anspricht und bei ansteigendem Luftstrom in die zweite Stellung gegen die Kraft der Feder bewegt

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wird o

3„ Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal das Einlassrohr (14) ' eines Luftfilters (10) der Brennkraftmaschine ist und durch eine obere und eine untere Schale (16 bzw_o18) gebildet ist, und dessen eines Ende zur Aussenluft offen den Frischlufteinlass (28) bildet, dass die Schalen in Querrichtung liegende Ansätze haben, die zwei Kanäle (36) begrenzen, die ausserhalb und beiderseits des Luftkanals (26) liegen und stromab des Frischlufteinlasses in den Luftkanal münden, dass die untere Schale (18) eine Aussparung (23) enthält, die von einer Zwischenwand (22) überdeckt eine Zusatzluftkammer (24) unterhalb des Luftkanals begrenzt, die mit einer Warmluftquelle verbindbar ist, und dass die Zwischenwand (22) zwei nach unten gerichtete Plansche (35) enthält, die die Zusatzluftkammer von den beiden Kanälen trennen und die Öffnungen (34) enthalten, die einen im wesentlichen horizontalen Luftstrom von der Zusatzluftkammer zu den Kanälen gestatten«,

4β Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Zapfen (44), um den die Steuereinrichtung schwenkbar ist, am Boden der unteren Schale (18) zwischen dem -Frischlufteinlass (28) und der Mündung der Kanäle (36) vorgesehen ist, dass sich die Steuereinrichtung nach oben und in · Strömungsrichtung geneigt erstreckt und zwei in Querrichtung liegende Z-usatzsteuerelemente (56) in den Kanälen (36) zu deren von den Grosse des Luftstroms unabhängigen Steuerung aufweist, und dass die Betätigungseinrichtung (62,58) den

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Frischlufteinlass sperrt und den Zusatzlufteinlass öffnet bei
Ansauglufttemperaturen unterhalb eines vorgegebenen Werts und
den 3?rischlufteinlass öffnet und din Zusatzlufteinlasst sperrt, wenn die Ansauglufttemperatur oberhalb des vorgegebenen Werts
liegt, um die Ansauglufttemperatur auf den vorgegebenen Wert zu regeln und ausserdem bei einer Luftdurchflussmenge oberhalb
eines vorgegebenen Werts unabhängig von der Luftansaugtemperatur die Zusatzluftzufuhr zu sperren»

5ο Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Zapfen (44) der Steuereinrichtung ^; ein Führungsteil (40) sehweri/bar gelagert ist und sich nach oben und stromabwärts erstreckt und ein spiraliger Bimetallstreifen (62) stromabwärts der beiden Kanäle (36) im Luftkanal (26) vorgesehen ist, der einen Steuerarm trägt, der gegen da_s 3?ührungsteil anliegt und diesen bei Ansauglufttemperaturen unterhalb eignes vorgegebenen Werts in die obere Grenzlage und oberhalb dieses Werts in die untere Grenzlage bewegt, und die um din Zapfen (44) schwenkbare Steuereinrichtung (42) unterhalb des IHihrungs— teils (40) liegt und die ^edern (48) Führungsteil und Steuerein-

richtung (42) im gleichen Sinne belasten. j

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