DE2557925A1 - Drosselklappenstelleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappenstelleinrichtung und insbesondere auf eine Verbesserung einer solcher Einrichtung in Hinsicht auf deren Arbeitsweise .

Wird ein Kraftfahrzeug während seines Laufs verzögert, steigt der Anteil an unverbrannten Bestandteilen in den Abgasen erheblich an. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Einrichtung vorgeschlagen, die Drosselklappenstelleinrichtung genannt wird. Diese Drosselklappenstelleinrichtung arbeitet in der Weise, daß sie die Drosselklappe oder das Drosselventil in einer vorbestimmten Offenstellung hält, in der es etwas gegenüber einer Leerlaufstellung geöffnet ist, wenn das Kraftfahrzeug verzögert wird, um auf diese Weise eine vorbestimmte minimale Luftzufuhrmenge durch die Ansaugleitung

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aufrechtzuerhalten und auf diese Weise den erheblichen Ausstoß an unverbranntem Material in den Abgasen zu vermeiden.

Üblicherweise besitzt die Drosselklappenstelleinrichtung eine öffnung zur Ertastung des Ansaugunterdrucks, eine Membraneinrichtung, eine Leitungseinrichtung, die die öffnung mit der Membraneinrichtung verbindet, wobei die Leitungseinrichtung ein Mittel zur Verzögerung der Unterdruckübertragung besitzt, ferner einen Drosselklappenstellhebel, der durch die Membraneinrichtung betätigt wird und diese zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verdreht, sowie einen Drosselklappenantriebshebel, der auf einer Drehwelle der Drosselklappe sitzt und mit dem Ende eines Drosselklappenstellhebels in Arbeitsberührung bringbar ist, um die Rückbewegung der Drosselklappe in einer vorbestimmten Öffnungsstellung zu stoppen, wenn sich der Drosselklappenstellhebel in der ersten Drehstellung befindet, während ein Abheben von dem Ende des Drosselklappenstellhebels unter Ermöglichung voller Rückkehr der Drosselklappe in die Leerlaufstellung stattfindet, wenn der Drosselklappenstellhebel sich in der zweiten Drehstellung befindet. Wenn bei einer Drosselklappenstelleinrichtung vorgenannter Art ein Kraftfahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft oder beschleunigt wird■und die Drosselklappe in eine relativ große Öffnungsstellung bewegt wird, ist der durch die öffnung ertastete Ansaugunterdruck relativ niedrig (klein) und dementsprechend die Membran in einer Richtung gelöst, so daß der Drosseiklappen-

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stellhebel in die erste Drehstellung bewegt wird. Wird in diesem Zustand das Gaspedal freigegeben, um das Kraftfahrzeug zu verzögern, und wird dadurch die Drosselklappe in Richtung auf ihre Schließstellung bewegt, kommt der auf der Drehwelle der Drosselklappe sitzende Drosselklappenantriebshebel mit dem Ende des Drosselklappenstellhebels in Arbeitsberührung, wodurch die.Drosselklappe an einer Rückkehr in ihre Leerlaufstellung gehindert und in einer Offenstellung gehalten wird, in der sie gegenüber der Leerlaufstellung etwas geöffnet ist. Nach dem Schließen der Drosselklappe bis zu dieser Öffnungsstellung steigt der Ansaugunterdruck, wie er durch die öffnung erfühlt wird, schnell auf einen relativ großen Wert an. Der erhöhte Ansaugunterdruck wird auf die Membrankammer der Membraneinrichtung über das Mittel zur Verzögerung der Unterdruckübertragung mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung übertragen, die durch das Verzögerungsmittel bewirkt wird. Wenn dann der auf die Membrankammer wirkende Unterdruck allmählich ansteigt, wird die Membraneinrichtung in Gegenrichtung zur vorgenannten* Lösungsrichtung gezogen und dadurch der Drosselklappenstellhebel in Richtung auf die zweite Drehstellung bewegt. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne vom Beginn der Verzögerung - diese Zeitspanne wird durch das Verzögerungsmittel für die Verzögerung der Unterdruckübertragung eingestellt - erreicht der Drosselklappenstellhebel die zweite Drehstellung, wobei sich das Ende des Drosselklappenstellhebels von dem Drosselklappenantriebshebel abhebt, wodurch die Drosselklappe von der

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Behinderung befreit wird, die durch den Drosselklappenstellhebel bedingt ist; die Drosselklappe kehrt dann in ihre Leer- -. lauf of f enstellung zurück.

. Im Falle neuzeitiger moderner Kraftfahrzeuge, die im Abgassystem mit einem oxydierenden katalytischen Wandler versehen sind, um Abgase zu reinigen, ergibt sich das Problem, daß bei Abwährtsfahren einer relativ langen 'Gefällestrecke und Freigabe der Drosselklappenstelleinrichtung nach einer relativ kurzen Zeitspanne unter Rückführen der Drosselklappe in ihre Leerlaufstellung eine relativ große Menge an unverbrannten Bestandteilen mit den Abgasen ausgestoßen wird, wobei diese Bestandteile in dem oxydierenden katalytischen Wandler verbrannt werden, der dadurch überhitzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das vorgenannte Problem zu lösen und eine verbesserte Drosselklappenstelleinrichtung für ein Kraftfahrzeug zu-schaffen, das mit einem oxydierenden katalytischen Wandler versehen ist, wobei die Drosselklappenstelleinrichtung wie eine übliche Drosselklappenstelleinrichtung in der Weise arbeitet, daß sie die Drosselklappe für eine vorbestimmte Zeitspanne in einer gegenüber der Leerlaufstellung etwas geöffneten Offenstellung hält, wenn beim Lauf des Fahrzeugs das Gaspedal freigegeben worden ist, ,um die-Drosselklappe in ihre voll geschlossene Stellung rückzuführen, während die Drosselklappenstelleinrichtung in einer anderen Weise arbeitet, um trotz Freigabe des Gaspedals

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die Drosselklappe in der Offenstellung zu halten, auch nachdem die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, und. zwar so lange,' wie die Maschine mit einer über einer vorbestimmten Drehzahl liegenden Drehzahl arbeitet.

Erfindungsgemäß wird vorstehende Aufgabe durch eine Drosselklappenstelleinrichtung gelöst, die eine Tastöffnung zur Erfühlung des Ansaugunterdrucks besitzt, eine Membraneinrichtung, eine Leitungseinrichtung, die die Tast- ' Öffnung und eine Membrankammer der Membraneinrichtung verbindet und ein Verzögerungsmittel zur Verzögerung der Unterdruckübertragung besitzt, durch einen Drosselklappenstellhebel oder Positionierhebel, der durch die Membraneinrichtung betätigbar ist, um eine Drehung zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung herbeizuführen, sowie durch einen Drosselklappenantriebshebel, der auf der Drehwelle der Drosselklappe sitzt und mit einem Ende des Drosselklappenstellhebels in Arbeitsberührung bringbar ist, um die Rückführung der Drosselklappe in einer vorbestimmten Offenstellung aufzuhalten, wenn der Drosselklappenstellhebel sich in der ersten Drehstellung befindet, während ein Abheben von dem Ende des Drosselklappenstellhebels für die Ermöglichung der vollen Rückkehr der Drosselklappe in die Leerlaufposition erfolgt, wenn der Drosselklappenstellhebel sich in der zweiten Drehstellung befindet, wobei die Erfindung gekennzeichnet ist durch ein Unterdrucksteuerventil, das selektiv einen Zwischenabschnitt der Leitungseinrichtung zur Atmosphäre öffnet und durch den Förderluftdruck einer Luftpumpe gesteuert wird, die durch eine

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Maschine "angetrieben wird, urn auf diese Weise zu öffnen, wenn der Luftdruck über einem, vorbestimmten Wert liegt.

Ein mit einer Abgasreinigungseinrichtung versehenes Kraftfahrzeug besitzt gewöhnlich eine Luftpumpe, die durch · eine Maschine angetrieben wird, um Luft in das Abgassystem zu blasen. Der Förderluftdruck der Luftpumpe ist normalerweise proportional zur Drehgeschwindigkeit der Maschine. Es kann daher die Hohe des Förderluftdrucks der.Luftpumpe als· ein Signal verwendet werden, das die Drehgeschwindigkeit der Maschine repräsentiert. Die Erfindung nutzt diese Tatsache und beabsichtigt,· die Drosselklappenstelleinrichtung direkt durch den Förderluftdruck derLuftpumpe ohne Eingliederung eines komplizierten Steuersystems, d.h.- Ermittlung der Drehzahl der Maschine durch einen Tachometer, zu steuern, wodurch ein Zwangssteuersystem mit sehr einfachem Aufbau erhalten wird, das die Drosselklappenstelleinrichtung in der vorbeschriebenen Weise steuert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Darstellung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Ansäugleitungsabschnitt eines Vergasers, in dem sich eine Drosselklappe 3 befindet, die auf einer Drehwelle 2 sitzt und um eine Achse 0 drehbar ist. Auf der Drehwelle 2 der Drosselklappe sitzt ein Drosselklappenantriebshebel 4. Auf einem

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Schwenkzapfen 5 sitzt-drehbar ein Drosselklappenstellhebel 6, dessen eines Ende 7 mit einer Einstellschraube 7a versehen ist, die sich neben dem freien Ende des Drosselklappenantriebshebels 4 befindet und selektiv mit diesem in Arbeitsberührung bringbar''ist. Das andere Ende 8 des Drosselklappenstellhebels 6 ist mit einer Membran 12 einer Membraneinrichtung 11 über einen Schwenkzapfen 9 und eine Stange 10 verbunden. Die Membran 12 wird durch eine Druckschraubenfeder 1.3 nach oben vorgespannt. Unterhalb der Membran 12 befindet sich eine Membrankammer 14, die über eine Leitung 15, ein Unterdruckverzögerungsventil 16 und eine weitere Leitung 17 mit einer Tastöffnung 18 verbunden ist, die in Richtung auf die Innenseite des Ansauglextungsabschnitts 1 an einer Stelle ziemlich weit unterhalb der Drosselklappe 3 öffnet. Das Unterdruckverzögerungsventil 16 besitzt eine Düse 19 und ein Rückschlagventil 20, die parallel .zueinander angeordnet sind, wobei der Einsatz in der Weise erfolgt, daß auf das aus der Leitung 15 in Richtung auf die Leitung 17 fließende Strömungsmittel eine vorbestimmte Drosselwirküng ausgeübt wird, während im wesentlichen freier Durchfluß von der Leitung 17 in Richtung auf die Leitung Ί5 möglich ist.

Von einem Zwischenabschnitt der Leitung 17 ist eine Leitung 21 abgezweigt, die mit einem Unterdrucksteuerventil 22 verbunden ist. Dieses Ventil 22 besitzt einen Ventilaufbau aus einem Ventilkörper 23 und einem Ventil^

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sitz 24, der ein Ende der Leitung 21 öffnen und schließen kann, sowie eine Membraneinrichtung mit einer Membran 25, die den. Ventilkörper 23 in Öffnungsrichtung und Schließrichtung betätigt. Die Membran 25 Wird durch eine Druckschraubenfeder

26 in der Zeichnung nach oben beansprucht und kann über eine Membrankammer 27 nach unten gedrückt werden, die sich darüber befindet und über eine Leitung 28 mit Förderluftdruck einer Luftpumpe gespeist wird, die durch eine Maschine (beides nicht gezeigt) angetrieben wird, so daß der Ventilkörper 23 in Abhängigkeit vom Gleichgewicht zwischen der Kraft der Druckschraubenfeder 26 und des Förderluftdrucks der Luftpumpe auf und ab beansprucht wird. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Luftfilter, der die Luft reinigt, die in die Leitung 21 eingeführt wird, wenn das Unterdrucksteuerventil 22 durch den Ventilkörper 23 geöffnet wird und Letzterer durch Betätigung der Membran 25 vom Ventilsitz 24 abgehoben ist. Es ist eine weitere Membran 32 vorgesehen, um einen Teil der Membrankammer

27 zu begrenzen, gleichzeitig aber Beweglichkeit des Ventilkörpers zu gestatten.

Die Zeichnung zeigt die Drosselklappenstelleinrichtung in deiner Stellung, in der die Drosselklappe 3 gerade in Richtung auf ihre voll geschlossene Stellung durch plötzliche Freigabe des Gaspedals für den Verzögerungsvorgang eines Kraftfahrzeugs zurückgekehrt ist, wobei das Kraftfahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeit fährt. In dem Augenblick, in dem die Drosselklappe in die in der Zeichnung dargestellte Position zurückgekehrt ist, ist die Maschine noch nicht wesentlich verzögert, so daß der Luftdruck, der der Membrankammer 27 über

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die Leitung 28 von der durch die Maschine angetriebenen Luftpumpe zugeführt wird, sich noch auf einem höhen Niveau befindet, das er während des Laufs des Fahrzeugs vor dem Schließen der Drosselklappe inne hat. Es bleibt daher der Ventilkörper 23 vom Ventilsitz 24 abgehoben, so daß sich das Unterdrucksteuerventil 22 im Offenzustand befindet. Da der an der Tastöffnung 18 anliegende Unterdruck relativ niedrig (klein) ist und das Unterdrucksteuerventil 22 wie in der.Darstellung geöffnet ist, wird die Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 11 mit einem im wesentlichen auf Atmosphärendruck stehenden Druck gespeist, bevor die Drosselklappe in der darge-. stellten Weise geschlossen ist. Es wird daher die Membran 12 durch die Druckschraubenfeder 13 in der Zeichnung nach oben bewegt und nimmt eine gelöste Stellung ein, bei der der Drosselklappenstellhebel 6 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Darstellung über die Stange 10 verschwenkt ist. In dieser Stellung liegt das Ende 7a des Drosselklappenstellhebels so, daß es den Drehweg des freien Endes des Drosselklappenantriebshebels 4 sperrt, so daß bei Freigabe des Gaspedals und Drehung der Drosselklappe 3 in Richtung auf ihre Schließstellung der Drosselklappenantriebshebel 4 gemäß Darstellung mit dem Drosselklappenstellhebel 6 in Berührung kommt, so daß die Drosselklappe 3 in einer Offenstellung gemäß Darstellung gehalten wird, die etwas gegenüber der LeerlaufOffenstellung geöffnet ist.

Wird die Drosselklappe bis zu der Offenstellung

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geschlossen, wie sie in der Figur dargestellt ist, und befindet sich das Kraftfahrzeug auf ebenem Grund oder fährt es bergauf, beginnt -das Fahrzeug augenblicklich sich zu verzögern, wobei die Maschinendrehzahl allmählich absinkt und dementsprechend der Förderdruck der. Luftpumpe abnimmt, der der Membrankammer 27 des Unterdrucksteuerventils 22 zugeleitet wird. Ist die ■ Drehzahl der Maschine unter einen vorbestimmten Wert abgesunken, setzt sich der Ventilkörper 23 auf den Ventilsitz 24 und schließt das Ende der Leitung 21. Von dem Augenblick an, von dem die Drosselklappe 3 in die in der Figur dargestellte Offenstellung rückgekehrt ist, liegt an der Tastöffnung 18 ein relativ hoher Unterdruck an; ist das Unterdrucksteuerventil 20 in der vorbeschriebenen Weise geschlossen worden, wird dieser Unterdruck allmählich über die Düse 19 des Unterdruckverzögerungsventils 16 auf die Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 11 übertragen. Bevor nicht vom Augenblick der Freigabe des Gaspedals eine Zeitspanne verstrichen ist, die durch die Drosselwirkung der Düse 19 und dem Betriebszustand der Maschine bestimmt ist, wird die Drosselklappe 3 in einer Offenstellung gehalten, die gegenüber der Leerlaufstellung etwas geöffnet ist, so daß verhindert wird, daß eine große Menge an unverbrannten Bestandteilen durch Überdrosselung der Ansaugluft mit den Abgasen abgestossen wird. Nach Verstreichen der vorgenannten Zeitspanne wird die Membran 12 durch den durch die Membrankammer 14 übertragenen Unterdruck gegen die Wirkung der Druckschraubenfeder 13 nach unten gezogen, wodurch der Drosselklappenstellhebel 16 im Uhrzeigersinn in der Figur

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um den Schwenkzapfen 5 verschwenkt wird und dadurch sein Endabschnitt 7a vom Ende des Drosselklappenantriebshebels abgehoben wird. Dann schließt die Drosselklappe weiter in Richtung auf die Leerlaufstellung.

Läuft das Kraftfahrzeug auf einer langen Gefällestrecke abwärts bleibt die Maschine selbst dann, wenn die Drosselklappe 3 durch Freigabe des Gaspedals auf die Drosselöffnungsstellung geschlossen worden ist, auf einer relativ hohen Drehzahl, und zwar unter der Bremswirkung infolge der kinetischen Energie der Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs sowie des Fahrers und der Fahrgäste, wodurch ein hoher Luftdruck aufrechterhalten wird, der über die Leitung 28 von der Luftpumpe der Membrankammer 27 des Unte.rdrucks teuervent ils zugeleitet wird. Es bleibt daher der Ventilkörper 23 vom Ventilsitz 24 abgehoben. Selbst wenn daher in diesem Fall ein relativ hoher Unterdruck an der Tastöffnung 18 anliegt, bleibt die Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 11 über die Leitung 21 im wesentlichen auf Atmosphärendruck geöffnet, wodurch der Drosselklappenstellhebel 6 in der in der Zeichnung dargestellten Drehstellung verbleibt. Fährt somit das Kraftfahrzeug auf einer langen Gefällestrecke abwärts, wird die Drosselklappe während des gesamten Laufs des Fahrzeugs nicht in die Leerlaufstellung rückgeführt, so daß die Gefahr vermieden wird, daß eine große Menge an wegen Luftmangel unverbrannten Bestandteilen in das Abgassystem gelangt und der oxydierende katalytische Wandler überhitzt wird.

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Im Weg der Leitung 17 kann eine Drosselstelle 30 vorgesehen werden, um einen scharfen Umschaltvorgang des Unterdrücksteuerventils 22 zu erhalten. Ferner kann in der Leitung 38 eine Drosselstelle 31 vorgesehen werden, um Pulsieren des Luftpumpenförderdrucks zu beseitigen.

Die Erfindung liefert somit eine Drosselklappen-Stelleinrichtung, die durch den Ansaugunterdruck betrieben werden kann, um eine Drosselklappe für eine vorbestiirante Zeit in einer drosselnden Öffnungsstellung zu erhalten, wenn das Gaspedal freigegeben ist' und as Kraftfahrzeug läuft, wobei ein Unterdrucksteuerventxl vorgesehen ist, um selektiv das mit Ansaugunterdruck arbeitende System so lange auszuschalten, so lange die Drehzahl des Kraftfahrzeugs über einem vorbestimmten Wert liegt und wobei das Unterdrucksteuerventxl durch den Förderluftdruck einer Luftpumpe gesteuert wird, die durch die Maschine angetrieben wird.

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Claims (5)

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   -13-Patentansprüche

   / 1. / DrosselklappeiiStelleinrichtung mit einer Tastöffnung zur Ermittlung des Ansauglextungsuntordrucks, einen Membraneinrichtung, einer Leitungseinrichtung, die die Tastöffnung und eine Membrankammer der Membraneinrichtung verbindet und in der sich eine Verzögerungseinrichtung für die Verzögerung der Unterdruckübertragung befindet, mit einem Drosselklappenstellhebel, der durch die Membraneinrichtung betätigbar ist und zwischen einer ersten und einer zweiten Drehstellung verschwenkbar ist, sowie mit einem Drosselklappenantriebshebel, der auf der Drehwelle der Drosselklappe sitzt und mit einem Ende des Drosselklappenstellhebels in Anlageberührung bringbar ist, um das Rückführen der Drosselklappe in eine vorbestimmte Öffnungsstellung aufzuhalten, wenn der Drosselklappenstellhebel sich in der ersten Drehstellung befindet, während ein Abheben von dem Ende des Drosselklappenstellhebels und die Möglichkeit zur vollen Rückkehr der Drosselklappe in eine Leerlaufstellung ermöglicht wird, wenn der Drosselklappenstellhebel sich in seiner zweiten Drehstellung befindet, gekannzeichnet durch ein Unterdrucksteuerventil (22), das selektiv einen Zwischenabschnitt der Leitungseinrichtung (15, 17, 2t) zur Atmosphäre öffnet und durch den Förderluftdruck einer durch die Maschine getriebenen Luftpumpe so gesteuert wird, daß es öffnet, wenn der Luftdruck über einem vorbestimmten Niveau liegt.

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2. 2. Drosselklappenstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdrucksteuerventil (22)

   -eine Membran (25) besitzt, die ein Ende einer Membrankammer (27) begrenzt, die mit Förderluftdruck der Luftpumpe gespeist wird, wobei die Membran durch den Luftpumpenförderdruck in eine erste Richtung und durch eine Druckschraubenfeder (26) in eine hierzu entgegengesetzte zweite Richtung beansprucht ist und mit einem Ventilkörper (23) verbunden ist, der sich auf einen zugehörigen Ventilsitz (24) setzen kann, wenn der "Ventilkörper in die zweite Richtung bewegt wird, wobei der Ventilsitz an den Zwischenabschnitt der Leitungseinrichtung eingeschlossen ist.
3. 3. Drosselklappenstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankammer (27) auf einer Seite durch eine zweite Membran (32) begrenzt ist, die Strömungsmittelabdichtung der Membrankammer (27) gewährleistet und Beweglichkeit des Ventilkörpers (23) aufrechterhält.
4. 4. Drosselklappenstelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitungseinrichtung (17) zwischen der Tastöffnung (18) und dem Zwischenabschnitt (21) eine drosselnde Düse (3O) eingeschaltet ist.
5. 5. Drosselklappenstelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß in einer Leitung (28), die den Förderluftdruck der Luftpumpe zur Membrankammer (27) des Unterdrucksteuerventils (22) führt, eine drosselnde Düse (31) eingeschaltet ist. -„

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