DE2624420B2

DE2624420B2 - Steuergerät an Vergasern für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2624420B2
Application number: DE2624420A
Authority: DE
Inventors: Jacques Sevres Chenet (Frankreich)
Original assignee: Industrielle De Brevets Et D'etudes Sibe Sa Neuilly-Sur-Seine (frankreich) Ste
Current assignee: Industrielle De Brevets Et D'etudes Sibe Sa Neuilly-Sur-Seine (frankreich) Ste
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2624420A1; AR209656A1; GB1506996A; FR2315617A1; JPS524928A; AU1479876A; IT1066405B; SE7606754L; AU505175B2; DE2624420C3; US4095567A; MX142940A; ES449086A1; JPS5529253B2; SE436060B; BR7604126A; FR2315617B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät an Vergasern für Brennkraftmaschinen, das als pneumatischer Stellmotor ausgebildet zwei Stellglieder umfaßt, von denen das erste Stellglied über ein Gestänge einen Anschlag für den Antrieb der Hauptdrosselklappe in Abhängigkeit des stromab der Hauptdrosselklappe aus dem Ansaugkanal abgenommenen Druckes als Steuerdruck verstellt und damit die Schließstellung der Hauptdrosselklappe festlegt, und von denen das zweite Stellgied unter dem Einfluß von einem Steuerdruck steht, der von der gleichen Druckquelle wie für das erste Steuergerät herrührt, wobei das Steuergerät ferner ein vom zweiten Stellglied gesteuertes Ventil umfaßt, und wobei eine Belüftung des Steuerdruckraumes des esten pneumatischen Stellgliedes vorgesehen ist.

Es kann der Fall auftreten, daß auch eine im Leerlauf laufende Brennkraftmaschine eine zusätzliche Belastung übernehmen muß, z. B. bei modernen Kraftfahrzeugen für einen Verdichter für eine Klimatisierungsanlage oder die Hydraulikpumpe eines Automatikgetriebes. Da in der Regel die Steuerung der Leerlaufdrehzahl durch eine vorbestimmte Mindestöffnung der Hauptdrosselklappe erfolgt, besteht bei ansteigender Belastung der Brennkraftmaschine die Gefahr, daß die Drehzahl abfällt u. U. die Maschine abstirbt. Der Brennkraftmaschine muß, um die erhöhte Belastung der Maschine bei gleichbleibender Leerlaufdrehzahl zu ermöglichen, eine erhöhte Menge von Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt werden.

Dazu ist es bekannt (FR-PS 15 94 991), einen pneumatischen Stellmotor als Steuerdruck mit dem stromab der Hauptdrosselklappe herrschenden Unterdruck zu beaufschlagen, wobei der Stellmotor ein Steuerglied betätigt, welches den Durchgangsquerschnitt eines die Drosselklappe überbrückenden Zusatzluftkanals steuert Bei Absinken der Motordrehzahl unter Wirkung einer Zusatzlast öffnet der Stellmotor mehr oder weniger das Verschlußorgan in dem Überbriickungsluftkanal und führt dadurch eine erhöhte Menge Brennstoff-Luft-Gemisch zu. Diese Anordnung erfordert jedoch einen erheblichen Mehraufwand für den Vergaser und führt u. U. bei normalem Betrieb zu Störungen.

Es ist ferner bekannt (FR-PS 7 36 960), einen pneumatischen Stellmotor, der als Steuerdruck durch den Unterdruck hinter der Hauptdrosselklappe beaufschlagt ist, mit der Drosselklappe selbst so zu verbinden, daß er, wenn der Unterdruck durch entsprechende Verminderung der Leerlaufdrehzah) infolge einer Zusatzlast unter einen vorbestimmten Grenzwert fällt, die Drosselklappe teilweise öffnet. Bei dieser bekannten Anordnung müssen durch den Stellmotor jedoch die erheblichen Gegenkräfte, die in Schließrichtung auf die Drosselklappe wirken, ebenso wie die erheblichen Reibungskräfte des Betätigungsgestänges der Drosselklappe überwunden werden.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist ein Steuergerät der eingangs erwähnten Art an Vergasern von Brennkraftmaschinen bekannt (DE-OS 15 76 524), das über ein Gestänge auf die Hauptdrosselklappe des Vergasers als Schließbegrenzer wirkt. Dabei enthält das Steuergerät zwei Stellglieder, deren ersteres als Stellmotor für den Begrenzungsanschlag der Drosselklappe dient, während das zweite über ein Ventil den Druck im Steuerdruckraum des ersten Stellgliedes beeinflußt.

Bei dieser bekannten Anordnung wird die Beaufschlagung des ersten Stellmotors, der den Begrenzungsanschlag für die Hauptdrosselklappe verstellt, unabhängig von seiner Stellung nur durch die Druckverhältnisse beeinflußt. Dadurch ist eine genaue Einstellung des Anschlages, wie sie für eine exakte Konstantregelung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine unabhängig von der Belastung wünschenswert ist, nicht möglich.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein derartiges Steuergerät der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine wesentlich genauere Steuerung, in Abhängigkeit von dem in der Ansaugleitung stromab der Hauptdrosselklappe herrschenden Unterdruck erreicht wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das vom zweiten Stellgied gesteuerte Venil einen Ventilteller umfaßt, der mit einem Ventilschaft verbunden, im ersten Stellglied axial gegen die Kraft einer Schließfeder beweglich gelagert ist und Durchtrittsöffnungen freigibt, die eine Verbindung des Steuerdruckraumes mit der Atmosphäre bewirken, sobald das erste Stellglied durch den Steuerdruck so weit in den

Steuerdruckraum bewegt ist, bis ein mit dem zweiten Stellglied verbundener Anschlag durch Anlage am Ventilschaft den Ventilteller aus der Schließlage bewegt

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Steuergerätes wird im Gegensatz zu dem zuletzt beschriebenen bekannten Steuergerät, bei dem die Regelung des Beaufschlagungsdruckes für das erste Stellglied ausschließlich von den Druckverhältnissen abhängt, die Lage des Anschlages für die Hauptdrosselklappe direkt durch die Stellung des ersten pneumatischen Stellgliedes gesteuert, welches die Rolle eines Abtastinstruments übernimmt Das Ventil, welches den Steuerdruck für das erste Stellglied steuert, liegt in dem Stellglied selbst und wird in Abhängigkeit von dessen Stellung durch einen Anschlag betätigt, der sich seinerseits wiederum in Abhängigkeit vom Bezugsdruck, nämlich dem Druck unterhalb der Hauptdrosselklappe in der Ansaugleitung verstellt Dadurch erfolgt eine genaue Einstellung der Lage des Stellgliedes und damit des Anschlages, auch bei sehr geringfügigen Bewegungsabläufen und eine ausgezeichnete Konstantregelung der Leerlaufdrebzahl, unabhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine. Die Rege.ung gemäß der Erfindung bildet eine Art von Servomec. ianismus, der die Stellung des ersten Steuergliedes und damit die Stellung des Begrenzungsanschlages für die Hauptdrosselklappe direkt beeinflußt, während die bekannte Vorrichtung eine einfache Druckregelung darstellt Die Stellung des Gestänges ist bei dieser Letzteren nur durch das Gleichgewicht zwischen einer Druckkraft und einer durch eine Feder ausgeübten Gegenkraft bestimmt und von kinetischen Reibungskräften stark beeinflußt.

Um eine schnellere Einpendelung der bei der Verstellung auftretenden Pendelbewegungen zu ermöglichen, ist der Steuerdruckraum des ersten Stellgliedes vorzugsweise über eine kalibrierte öffnung an die Steuerdruckquelle angeschlossen. Das zweite pneumatische Stellglied wird vorzugsweise von einer Aneroidkapsel gebildet, die in einer Kammer angeordnet ist, in welcher ebenfalls der Steuerdruck herrscht. Dabei kann zwischen der Kammer und dem Ansaugkansl ebenfalls eine kalibrierte Öffnung angeordnet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 schematisch in einem Axialschnitt ein Steuergerät und die mit ihm in Verbindung stehenden Teile des Vergasers,

Fig.2 ein Schaubild, welches die Beziehungen zwischen der Motordrehzahl N und dem im Ansaugkanal hinter der Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt herrschenden Druck P für verschiedene öffnungen des Drosselorgans darstellt, und

F i g. 3 einen Teilschnitt ähnlich F i g. 1 ,wobei die Teile in einer Stellung dargestellt sind, welche sie beim Leerlaufbetrieb unter Zusatzbelastung der Brennkraftmaschine einnehmen.

Der in F i g. 1 dargestellte Vergaser besitzt einen Speisekreis für den normalen Betrieb und einen Leeroder Langsamlaufkreis, welche beide in einen Ansaugkanal 1 münden. Der Kanal 1 enthält in der durch einen Pfeil angegebenen Strömungsrichtung der Luft hintereinander einen Ansaugstutzen 2, ein an der Stelle eines Venturi 4 mündendes Haupteinspritzsystem 3 für den Kraftstoff und eine Hauptdrosselklappe 5, welche auf einer Welle 6 sitzt

Der Leerlaufkreis enthält einen Kanal 7, welcher strömungsaufwärts einerseits mit dem Ansaugstutzen 2 über eine kalibrierte öffnung 8 und andererseits mit einem nicht dargestellten) Konstantpegelbehälter für Brennstoff über eine kalibrierte öffnung 9 verbunden ist Der Kanal 7 ist strömungsabwärts mit einer in den Ansaugkanal 1 stromab der Drosselklappe 5 mündenden Öffnung 10 verbunden. Die Öffnung 10 kann mittels

in einer durch eine Feder 12 gebremsten Schraube 11 geregelt werden. Der Kanal 7 ist außerdem mit dem Kanal 1 durch eine sogenannte »Übergangsöffnung« 13 verbunden, welche eine solche Lage hat, daß sie von der strömungsaufwärts liegenden Seite auf die strömungsabwärts liegende Seite der Kante der Drosselklappe 5 übergeht wenn diese von der in F i g. 1 dargestellten Stellung der kleinsten öffnung etwas geöffnet wird.

Ein Steuergerät 20 besitzt ein Gehäuse aus mehreren zusammengesetzten Teilen und ist an dem Gehäuse des Vergasers befestigt In einer durch einen an ein Gehäuseteil 24 befestigten Gehäuseteil 23 begrenzten Kammer 22 des Gehäuses ist ein durch eine Aneroidkapsel 21 gebildetes zweites pneumatisches Stellglied angeordnet, welches das Steuerglied des Leerlaufsteuergerätes bildet Die Kammer 22 ist mit den stromab der Drosselklappe 5 liegenden Abschnitt des Ansaugkanals 1 über einen Kanal 25, einen Kanal 26 und eine mit einer kalibrierten öffnung 15 versehene Leitung 27 verbunden. Die Lage des Stellgliedes 21 innerhalb der Kammer 22 ist durch einen Gewindebolzen 28 einstellbar, welcher am Stellglied 21 befestigt und in einen mit Innengewinde versehenen Teil des Gehäuses 23 eingeschraubt ist. Eine auf den Gewindebolzen 28 aufgeschraubte Mutter 29 ermöglicht die Festlegung nach der Einstellung. Schließlich verschiebt sich ein an dem beweglichen Ende der Kapsel 21 befestigter Anschlag 30 bei Veränderungen des in dem stromab der Drosselklappe 5 liegenden Abschnitt des Ansaugkanais 1 herrschenden Unterdrucks. Der Anschlag 30 gleitet in dem Gehäuseteil 24 durch eine Bohrung 31.

Das freie Ende des Stabes dient als beweglicher Anschlag 30 für ein im Zentrum des Stellgliedes eines ersten pneumatischen Stellmotors 36 angebrachten Ventiltellers 35. Dieser Stellmotor enthält als Stellglied eine Membran 37, welche zwischen aneinander durch Schrauben 40 und 41 befestigten Schalen 38 und 39 eingespannt ist und einen mit dem stromab der Drosselklappe 5 liegenden Abschnitt des Ansaugkanals

1 über eine kalibrierte öffnung 48, den Kanal 26 und die Leitung 27 verbundenen Steuerdruckraum 47 von einem Bezugsdruckraum 49 trennt, in welcher der Atmosphärendruck durch eine öffnung 50 aufrechterhalten wird. Der Ventilteller 35 besitzt einen ersten in der Wand der Schale 38 gleitenden Ventilschaftteil 35a und einen zweiten, sich an dem Ende des Stabes 30 stützenden Ventilschaftteil 356. Eine Schließfeder 42 ist zwischen der Schale 38 und einer durch einen in eine Nut des Ventilschaftteiles 35b eingesetzten Sprengring 44 gehaltene Scheibe 43 zusammengedrückt. Diese Schließfeder 42 sucht das Venti! 35 gegen die Schale 38 zu drücken. Wenn das Ventil so an der Schale 38 liegt, verschließt es Durchtrittsöffnungen 45 und 46 in der Schale 38, die den Steuerdruckraum 47 mit einem Hohlraum 51 der Schale 39 verbinden, in welchem der Atmosphärendruck durch Löcher 52 und 53 aufrechterhalten wird.
Ein Gehäuseteil 54 bildet mit dem Teil 24 das

Gehäuse des ersten Stellmotors 36. Diese Gehäuseteile 24 und 54 spannen den Umfangsabschnitt der das erste Stellglied bildenden Membran 37 ein. Der Gehäuseteil 54 dient als Anschlag für das Stellglied des Stellmotors 36, wenn die auf die Membran 37 durch den auf den Steuerdruckraum 47 übertragenen Unterdruck ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft einer Gegenfeder 55 ist.

Schließlich ist eine Lasche 56 an der Schale 39 durch ein Gestänge 57 mit einem auf der Welle 6 der Hauptdrosselklappe 5 lose drehbaren Anschlaghebel 58 verbunden. Ein Anschlagstift 59 des Hebels 58 bildet eine nur in einer Richtung wirksame Verbindung mit einem fest mit der Drosselklappe 5 verbunden Hebel 60, welche in der Öffnungsrichtung der Drosselklappe wirksam ist.

Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Je nach der Belastung, welcher der Motor ausgesetzt ist, erfordert eine bestimmte Leerlaufdrehzahl »No« öffnungen oto, «i, <X2... (Fig.2) der Drosselklappe, welche um so größer sind, je stärker der Motor belastet ist. Diesen Drosselklappenöffnungen entsprechen Driikke Po, Pu P2 in dem stromab der Drosselklappe 5 liegenden Abschnitt des Ansaugkanals 1.

Jedem für die Belastung des mit der Drehzahl TVb laufenden Motors kennzeichnenden Druckwert P entspricht ein bestimmter Zustand des zweiten Stellgliedes 21 und somit eine Stellung des freien Endes des Anschlags 30, da der Druck P auf die Kammer 22, in welcher dieses Stellglied untergebracht ist, durch die Leitung 27, den Kanal 26 und den Kanal 25 übertragen wird.

Wenn der Motor im Leerhlauf mit seiner kleinsten Belastung läuft, d. h. nur mit der den inneren Reibungen des Motors entsprechenden Belastung, befindet sich die Drosselklappe 5 in der Stellung der kleinsten öffnung OCo, und der Druck P hat den Wert Po. Unter diesen Bedingungen ist keine Berichtigungswirkung durch das Steuergerät 20 erforderlich. Man stellt das Steuergerät 20 so ein, daß unter diesen Bedingungen das freie Ende des Anschlages 30 das Stellglied des ersten Stellmotors 36 an dem Gehäuseteil 54 hält (wie in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet).

Wenn die Belastung des Motors von ihrem kleinsten Wert aus plötzlich zunimmt, sucht der Motor langsamer zu laufen, und sein Betriebspunkt sucht in dem Schaubild der F i g. 2 von A auf B überzugehen, worauf das Steuergerät eingreift. Infolge der Zunahme des Druckes P zieht sich die Kapsel als zweites Stellglied 21 zusammen und nimmt den Anschlag 30 mit. Der Ventilteller schließt sich. Der Druck nimmt im Steuerdruckraum 47 ab, bis der neue, durch die Leitung 27, den Kanal 26 und die kalibrierte öffnung 48 übertragene Wert P erreicht ist. Das Stellglied des ersten Stellmotors 36 verschiebt sich entgegen der Kraft der Feder 55, bis der Schaftteil 356 des Ventils 35 mit dem freien Ende des Anschlags 30 in Berührung kommt. Von diesem Augenblick an sucht sich das Ventil 35 zu öffnen, und Luft tritt durch die Öffnungen 45 und 46 in den Siteuerdruckraum 47, wodurch der Druck im Steuerdruckraum 47 auf einen solchen Wert zurückgeführt wird, daß das Stellglied des ersten Stellmotors 36 sich von neuem von dem Anschlag 30 zu entfernen und den Ventilteller 35 sich zu schließen sucht Der Druck nimmt dann im Steuerdruckraum 47 ab, und der Ventilteller 35 wird von neuem mit dem Ende des Anschlages 30 in Berührung gebracht, und so fort Bei richtiger Wahl der kalibrierten öffnungen 15 und 48 stellt sich schnell ein Gleichgewicht des Stellgliedes des ersten Stellmotors 36 ein, in welchem der Ventilteller 35 einen von dem durch die kalibrierten öffnungen ^f.5 und 48 dargebotenen Durchtrittsquerschnitt abhängenden Leckquerschnitt bestehen läßt.

Der dann erhaltenen Gleichgewichtsstellung entspricht eine vergrößerte, über das Gestänge 57, den Hebel 58, den Anschlagstift 59 und den Hebel 60 festgelegte öffnung der Hauptdrosselklappe 5, wie dies F ig. 3 zeigt.

Wenn die Steifigkeit der das zweite Stellglied bil&enden Aneroidkapsel einerseits und die durch den Hebel 58 eingeführte Verstärkungswirkung andererseits richtig gwählt wurden, hält die neue Öffnungsstellung der Drosselklappe 5 die Drehzahl der im Leerlauf laufenden Brennkraftmaschine praktisch auf dem Wert N₀.

Für die Kraft der Schließfeder 42 wird der kleinstmögliche mit einem einwandfreien Arbeiten verträgliche Wert (von größenordnungsmäßig einigen Gramm) gewählt, so daß die von dem Ventilteller 35 auf den Anschlag 30 und somit auf die das zweite Stellglied bildende Aneroidkapsel ausgeübte Kraft praktisch vernachlässigbar ist. Hierdurch wird vermieden, daß das zweite Stellglied großen Beanspruchungen ausgesetzt wird.

Die Erfindung kann abgewandelt werden. So kann insbesondere das zweite Stellglied z. B. durch eine Membran gebildet werden, welches auf einer Seite dem von dem Ansaugkanal durch die kalibrierte öffnung 15 und die Leitung 27 übertragenen Unterdruck als Steuerdruck ausgesetzt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuergerät an Vergasern für Brennkraftmaschinen, das als pneumatischer Stellmotor ausgebildet, zwei Stellglieder umfaßt, von denen das erste Stellglied über ein Gestänge einen Anschlag für den Antrieb der HauptdrosselkJappe in Abhängigkeit des stromab der Hauptdrosselklappe aus dem Ansaugkanal abgenommenen Druckes als Steuerdruck verstellt und damit die Schließstellung der Hauptdrosselklappe festlegt, und von denen das zweite Stellglied unter dem Einfluß von einem Steuerdruck steht, der von der gleichen Druckquelle wie für das erste Steuergerät herrührt, wobei das Steuergerät ferner ein vom zweiten Stellglied gesteuertes Ventil umfaßt, und wobei eine Belüftung des Steuerdruckraumes des ersten pneumatischen Stellglieds vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vom zweiten Stellglied gesteuerte Venil einen Ventilteller (35) umfaßt, der mit einem Ventilschaft (35a, b) verbunden im ersten Stellglied (37) axial gegen die Kraft einer Schließfeder (42) beweglich gelagert ist und Durchtrittsöffnungen (45, 46) freigibt, die eine Verbindung des Steuerdruckraumes (47) mit der Atmosphäre bewirken, sobald das erste Stellglied (37) durch den Steuerdruck so weit in den Steuerdruckraum (47) bewegt ist, bis ein mit dem zweiten Stellglied (21) verbundener Anschlag (30) durch Anlage am Ventilschaft (35a, b) den Ventilteller (35) aus der Schließlage bewegt.

2. Steuergerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruckraum (47) über eine kalibrierte öffnung (48) an die Druckquelle angeschlossen ist.

3. Steuergerät nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite pneumatische Stellglied (21) von einer Aneroidkapsel gebildet wird, die in einer Kammer (22) angeordnet ist.

4. Steuergerät nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (22) und dem Ansaugkanal (1) eine kalibrierte öffnung (15) angeordnet ist.