DE2652983C3 - Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen mit zwei durch eine federbelastete Membran getrennten Kammern, die über ein steuerbares Vt.-.til miteinander in Verbindung stehen und von denen eine atmosphärisch belüftet ist und mit einem Eingangsdruckraum, wobei in Abhängigkeit von der Stellung eines mit der Membran in Wirkverbindung stehenden, Motorsbetriebsparametern entsprechende Stellflächen abtastenden Stößels der im Eingangsdruckraum herrschende Druck über ein Ventil in die andere Kammer gelangt und dort einen Steuerdruck bildet.

Ein derartiges Steuerventil wird z. B. für eine Steuereinrichtung zum Betrieb von mehrzylindrigen Brennkraftmaschinen benötigt, wie in der älteren Patentanmeldung P 25 48 985.4-13 beschrieben. Bei einer solchen Einrichtung wird ein mit einer räumlich gekrümmten Steuerfläche versehener Raumnocken in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung verdreht und durch einen veränderlichen Betriebsparameter auf seiner Achse verschoben. Das Steuerventil wandelt einen Eingangsdruck um in einen Steuerdruck, mit dem z. B. ein Abgasrückführventil gesteuert wird.

Bei diesem Steuerventil wird der Stößel unmittelbar über eine sich an der Membran abstützende Feder auf den Raumnocken gedrückt Die Federkraft muß daher mit der Kraft, die durch den Eingangsdruck erzeugt wird, im Gleichgewicht stehen.

Der Nachteil dieser Ausführung liegt darin, daß die Anpreßkraft des Stößels den Raumnocken verschiebt, da die räumlich gekrümmte Fläche als schiefe Ebene wirkt, die einer senkrechten Kraft ausweichen kann. Dadurch ergeben sich falsche Zuordnungen z. B. der Abgasrückführmenge zum Betriebspunkt der Brennkraftmaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil zu schaffen, das diesen Nachteil vermeidet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Eingangsdruckraum von dem federbelasteten Stößel durchdrungen ist, der in einem zusammen mit dem Stößel die Ventile bildenden Membranteller gleitend geführt ist und Bohrungen bzw. Ausnehmungen aufweist, von denen die eine, ausgehend vom Bereich des Eingangsdruckraumes, diesen mittels des Membrantellers mit der Steuerdruckkammer oder die andere beide Kammern miteinander verbindet

Grundsätzlich sind Membranen, deren Teller eine Durchdringung oder Ventile aufweisen, nicht neu. So ist aus der US-PS 24 28 377 ein Brennstoffdruckregler bekannt in dem eine Membran zwei mit Brennstoff gefüllte Kammern bildet, die mittels einer die Membran

ίο durchdringenden Röhre verbunden sind, und wobei die Membrane die Röhre entsprechend den Druckverhältnissen in den Kammern relativ zu einem starr angeordneten Kegel bewegt, so daß der Übertritt des Brennstoffs von einer Kammer in die andere gesteuert wird. Ferner ist aus der DE-AS 10 15 645 ein pneumatischer Regler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen bekannt, der mittels zweier gleichachsig angeordneter Membrandosen eine Stabilisierungswirkung erzielt, indem eine vom Saugrohrunterdruck beaufschlagte Membran ein in dem Membranteiier der zweiten Membran angeordnetes Aufreißventii betätigt, so daß zwischen der mit Saugrohrunterdruck beaufschlagten Membrankammer und einer atmosphärisch belüfteten Membrankammer der zweiten Dose ein

Druckausgleich stattfindet

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 zwei Steuerventile mit Überdruck als Eingangsdruck und

Fig.2 zwei Steuerventile mit Unterdruck als Eingangsdruck

Dem Steuerventil 1 (F i g. 1 oben) wird über die Leitung 2 Druckluft z. B. einer motordrehzahlabhängigen Luftpumpe zugeführt Die Druckluft gelangt aus dem Eingangsdruckraum 3 in die Bohrung 4 zur Steuerbohrung 5. Bei Überdeckung mit der Steuerbohrung 6 gelangt die Druckluft in die Membrankammer 7 und läßt den Druck dort so lange ansteigen, bis die Membrane 8 gegen die Kraft der Druckfeder 9 so weit ausgewichen ist, daß zwischen den Steuerbohrungen 5 und 6 keine Überdeckung mehr vorhanden ist. In dem Stößel 10 ist eine weitere Bohrung 11 mit Steuerbohrung 12 untergebracht. Bei Überdeckung der Steuerbohrungen 6 und 12 strömt die unter Druck in der Membrankammer 7 befindliche Luft über die Bohrungen 12 und 11 in die Membrankammer 13 aus und gelangt von dort über die Bohrungen 14 in die Atmosphäre. Auf Grund der konstruktiven Ausführung

ist es möglich, durch axiale Verstellung des Stößels 10 auch die Membrane 8 um die gleichen Werte gegen die Kraft der Feder mittels Druckes zu verstellen, wobei sich je nach Federcharakteristik immer der Druck einstellt, der ein Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 9 herstellt Der Druck in der Membrankammer 7 ist deshalb direkt ein Maß für die Höhe des Abtastpunktes auf der räumlich gekrümmten Fläche des Raumnockens und kann als Steuergröße verwendet werden. Der Raumnocken wird in Abhängigkeit von der Drosselklappenstellung verdreht und in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter auf seiner Achse verschoben. In Fi g. 1 wird der Steuerdruck beispielsweise über die Leitung 16 zur Verstellung des ZUndzeitpunktes verwendet. Die Zusatzfeder 17 dient lediglich dazu, den Stößel 10 in Anlage auf der Fläche des Raumnockens 15 zu halten. Die Kraft der Feder 9 beeinflußt nicht den Steuerdruck in der Kammer 7. Die Abstützung der Federn 9 und 17 kann durch eine Schraube 18

verstellbar vorgesehen werden.

Bei dem Steuerventil 19, welches unterhalb des Raumnockens 15 in F i g. 1 dargestellt ist, wird im Prinzip in gleicher Weise die Raumnockenkontur in Steuerdruck umgesetzt, jedoch ist hier eine Umkehrung der Zuordnung Raumnockenerhebung zur Höhe des Steuerdruckes vorgesehen. Der Steuerdruck wird hier in Kammer 7 gebildet, wodurch die dem Steuerdruck entgegenwirkende Feder 9 in Kammer 13 angeordnet werden muB. Bei Eindrücken des Stößels 10 wird aber die Steuernute 20 und die Bohrung 21 die unter Druck in Kammer 7 befindliche Druckluft in die Kammer 13 abgeblasen und gelangt von dort Ober die Bohrung 14 in die Atmosphäre. Bei Austreten des Stößels 10 gelangt die Ober die Leitung 2 zugeführte Druckluft über die Bohrung 4 und die Steuerbohrung 5 und 6 in die Kammer 7 und bringt die Membran 8 um den gleichen Betrag gegen die Kraft der Feder 9 zum Ausweichen, bis keine Überdeckung zwischen den Steuerbohrungen 5 und 6 mehr besteht Die Druckfeder 22 ist als einstellbare Gegenfeder zur Feder 9 vorgesehen. Der Steuerdruck wird sich deshalb bei Einbau einer Gegenfeder 22 stets nach der Resultierenden dar Kräfte der Federn 22 und 9 bilden. Die Zusatzfeder 17 hat wiederum lediglich die Aufgabe, den Stößel 10 in ständiger Anlage an die Fläche des Raumnockens 15 zu halten. Mit dem in Kammer 7 gebildeten -Steuerdruck läßt sich beispielsweise die Menge des zurückgeführten Abgases steuern.

Der Saugrohrunterdruck wird bei den Ausführungen nach F i g. 2 neben der Verstellung des Raumnockens 15 auch als Arbeitsenergie für die Bildung des Steuerdrucks verwendet. Hierzu wird der Saugrohrdruck über die Leitung 23 und das Rückschlagventil 24 in ein Unterdruckreservoir 25 geleitet Von dort gelangt der Unterdruck über die Leitung 2 zu den Steuerventilen 26 und 27. Bei dem oberhalb des Raumnockens in F i g. 2 dargestellten Steuerventil 26 gelangt der Unterdruck über die Bohrung 4 und die Steuerbohrung 5 und 6 bei Überdeckung in die Membrankammer 7. Die Membran 8 wird dadurch gegen die Kraft der Feder 9 soweit bewegt, bis keine Überdeckung der Steuerbohrungen 5 und 6 mehr vorhanden ist Bei Eindrücken des Stößel 10 kommt die Steuernute 20 in Überdeckung mit der Steuerbohrung 6, wodurch eine Belüftung der Membrankammer 7 stattfindet und die Membran 8 durch die Feder 9 soweit zurückgedrückt wird, bis keine Überdeckung mehr stattfindet. Die Belüftung erfolgt aus deir Atmosphäre über die Bohrung 14 und die Kammer 13 sowie die Bohrung 21. Die Druckfeder 22 ist wiederum als einstellbare Gegenfeder zur Druckfeder 9 vorgesehen. Die Druckfeder 17 sorgt für eine ständige

Anlage des Stößel 10 auf der Fläche des Raumnockens

15.

Der Druck in der Kammer 7 und der Kenniinienwert

der Federn 9 und 22 ist ein Maß für die Höhenposition des Abtastpunktes des Stößel 10 auf der Fläche des Raumnockens 15 und kann als Steuerdruck herangezogen werden.
Bei idem Steuerventil 27, welches unterhalb des Raumnockens 15 in F i g. 2 dargestellt ist, handelt es sich im Prinzip um die gleiche Wirkungsweise wie im oberen Teil der Abbildung beschrieben, jedoch wurde auch hier wie in F i g. 1 eine Umkehrung der Zuordnungsgröße des Abtastpunktes zum Steuerdruck vorgenommen. Bei Eindrücken des Stößel 10 kommen (l.t Steuerbohrungen 5 und 6 zur Überdeckung, wodurch das Vakuum in der Kammer 7 vergrößert wird und die Membran 8 gegen die Kraft der Feder 9 soweit bewegt wird, bi? keine Überdeckung mehr vorhanden ist Beim Austreten des

Stößel 10 kommt eine Überdeckung zwischen der Steuerbohrung 6 mit der Steuernut 20 zustande, wodurch die Kammer 7 über die Bohrung 21 die Kammer 13 und die Bohrung 14 von der Atmosphäre her belüftet wird, bis keine Uberdeckung zwischen der Steuerbohrung 6 und der Steuernut 20 mehr stattfindet Das Unterdruckreservoir 25 hat die Aufgabe, auch in Kennfeldbereichen kleiner Saugrohrunterdrücke ausreichende Arbeitsenergie zur Bildung des Steuerdrucks bereitzustellen. Das Vakuum wird in dem Reservoir jeweils nur dann erhöht wenn der Saugrohrdruck geringer ist als der Druck im Reservoir. Durch Zwischenschalten des Rückschlagventils 24 wird ein Druckabbau im Reservoir im Bereich hoher Saugrohrdrücke verhindert

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Stößel 10 nur mit der geringen Kraft der Feder 17 auf den Raumnocken gedrückt wird, da es durch das gleitende Membrantellerventil 28 möglich ist, dali sich der Steuerdmck in Abhängigkeit von der Stellung des Stößel 10 durch Gleichgewicht zwischen der Kraft der Feder 9 und der Membrankraft bildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung für Brennkraftmaschinen, mit zwei durch eine federbelastete Membran getrennten Kammern, die über ein steuerbares Ventil miteinander in Verbindung stehen und von denen eine atmosphärisch belüftet ist, und mit einem Eingangsdruckraum, wobei in Abhängigkeit von der Stellung eines mit der Membran in Wirkverbindung stehenden, Motorbetriebsparametern entsprechende Stellflächen abtastenden Stößels der im Eingangsdruckraum herrschende Druck über ein Ventil in die andere Kammer gelangt und dort einen Steuerdruck bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsdruckraum (3) von dem federbelasteten Stößel (10) durchdrungen ist, der in einem zusammen mit dem Stößel die Ventile bildenden Membranteller gleitend geführt ist und Bohrungen bzw. Ausnehmungen (4, 11) aufweist, von denen die eine (4), ausgehend ram Bereich des Eingangsdruckraumes (3), diesen mitteis des Membran tellers (28) mit der Steuerdruckkammer (7) oder die andere (11) beide Kammern (7,13) miteinander verbindet