DE2723360A1

DE2723360A1 - Einrichtung zum regeln der luftzufuhr einer verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2723360A1
Application number: DE19772723360
Authority: DE
Inventors: David Henry Butcher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1977-05-24
Publication date: 1977-12-08
Also published as: JPS5317831A; GB1585173A

Description

David Henry Butcher, Slinfold / England

Einrichtung zum Regeln der Luftzufuhr einer Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Luftzufuhr einer Innen-Verbrennungskraftmaschine mit einer beweglichen Drosselvorrichtung, an die sich ein Lufteinlaßkanal anschließt, mit einer Drosselsteuervorrichtung, die aus einer minimalen Lage in eine Maximallage verschiebbar ist, um die Drosselvorrichtung zu verstellen, mit einem druckempfindlichen Umformer, der mit der Drosselvorrichtung, der Steuervorrichtung und dem Lufteinlaßkanal so verbindbar ist, daß er auf den darin herrschenden Luftdruck anspricht und die Verstellung der Drosselvorrichtung in Abhängigkeit von der Drosselsteuervorrichtung verringert, um einer Zunahme des Drucks in einem Teil des verfügbaren Stellweges der Drosselsteuervorrichtung von der minimalen Lage zur Maximallage entgegenzuwirken, wobei dieser Teil ein Ende kurz vor der Maximallage aufweist.

Eine Innen-Verbrennungskraftmaschine, wie sie für Kraftfahrzeuge verwendet wird, hat normalerweise eine verstellbare Drosselvorrichtung, an die sich ein Lufteinlaßkanal zur Versorgung der Verbrennungskraftmaschine mit Luft für die Verbrennung des Kraftstoffs anschließt. Ein einziger Einlaßkanal in Form eines EinlaßVerteilers kann alle Zylinder der Maschine mit Luft versorgen. Es können aber auch zwei oder mehr Einlaßkanäle mit je einer eigenen Drosselvorrichtung zur Versorgung jeweils nur eines oder mehrerer Zylinder

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mit Luft vorgesehen sein. Bei den meisten Verbrennungskraftmaschinen ist die Drosselvorrichtung ein Teil eines Vergasers, in dem der Brennstoff, gewöhnlich leichter Kohlenwasserstoff, in der erforderlichen Menge in einem dem Einlaßkanal zugeführten Luftstrom vergast wird. Bei anderen Verbrennungskraftmaschinen wird der Brennstoff in dosierten Mengen in die Zylinder oder jenseits der Drosselvorrichtung in den Einlaßkanal eingespritzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift 2 509 423 beschrieben ist, dahingehend zu verbessern, daß sie eine weitere Verringerung des Kraftstoffverbrauchs ermöglicht, während die Verstellung der Drosselsteuervorrichtung auf den erwähnten Teil des verfügbaren Stellwegs beschränkt wird, so daß eine Verstellung der Drosselsteuervorrichtung über das erwähnte Ende hinaus eine weitere Verstellung der Drosselvorrichtung bewirkt, die verfügbar ist, wenn eine starke Beschleunigung gewünscht wird.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung einen Unterdruckbehälter und eine Umschaltventilvorrichtung aufweist, mittels der der Umformer am und jenseits vom erwähnten Ende von dem Lufteinlaßkanal trennbar und mit dem Unterdruckbehälter verbindbar ist.

Die Schaffung eines Unterdruckbehälters ist einfach. In der

mit

Praxis kann er/dem Einlaßkanal über ein Rückschlagventil verbunden sein, um ein Abblasen zu ermöglichen, wenn der Druck in dem Einlaßkanal niedrig ist, wobei eine Vakuumpumpe normalerweise nicht erforderlich ist. Darüber hinaus lassen sich normalerweise befriedigende Ergebnisse mit einem Behälter erzielen, dessen Abmessungen hinreichend klein sind, um Einbauschwierigkeiten zu vermeiden. Zwar könnte ein Vakuum- bzw. Unterdruckverlust in einem in der erwähnten Weise mit dem Einlaßkanal verbundenen Behälter aufgrund einer wiederholten Verateilung der Drosselsteuervorrichtung bis in die Nähe des erwähnten Endes

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auftreten, doch ist dieser Effekt vernachläßigbar.

In der erwähnten Offenlegungsschrift ist eine Anordnung beschrieben, mittels der die Ansprechgeschwindigkeit der Drosselvorrichtung erhöht wird, um eine höhere Beschleunigung durch einen Hebelmechanismus zu erzielen, der in dem letzten Teil des verfügbaren Verstellwegs der Drosselsteuervorrichtung wirksam ist. Hierbei sind jedoch hohe Körperkräfte zur Betätigung des Hebelmechanismus erforderlich, und außerdem ist die mechanische Belastung hoch.

Es ist daher vorteilhaft, das Erreichen des erwähnten Endes anzuzeigen, in dem vorzugsweise der Verstellung der Drosselsteuervorrichtung ein Widerstand entgegengesetzt wird. Hierbei ist es günstig, wenn ein Bauteil vorgesehen ist, das an oder jenseits von dem erwähnten Ende federbelastet ist. Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht in einer Stange, die mit ihrem Ende bei Erreichen des oben erwähnten Endes an mindestens einer federbelasteten Kugel anliegt.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, im wesentlichen im Querschnitt,

Fig. 2 den größeren Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels im Querschnitt und

Fig. 3 im Querschnitt eine Ventilvorrichtung, die einen Teil des zweiten Ausführungsbeispiels bildet und in einem größeren Maßstab als in Fig. 2 dargestellt ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat ein Gehäuse 1, das innen einen Umformer 2 aufweist, der aus zwei tassen- oder napf-

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förmigen Teilen 3 und 4 besteht, die bei 5un den äußeren Rand einer ringförmigen Rollmembran 6 herum zusammengebördelt sind. Auf einer Stange 7, die durch eine öffnung 8 im Gehäuse 1 und eine Führung 9 im Teil 3 verschiebbar gelagert ist, sitzt ein tassen- oder kappenförmiges Teil 10, das bei 11 am inneren Rand der Membran 6 angebördelt ist.

Teil 4 des Umformers 2 ist bei 12 an einer Stange 13 befestigt, die durch ein mit einem Drosselpedal 15' verbundenes Kabel 14 nach links (in der Zeichnung) verschiebbar ist.

Die Stange 7 ist durch ein Kabel 15 mit einem Hebel 16 verbunden, der bei 17 an der Drosselklappe 18 eines Drosselventils angelenkt ist. Durch Ziehen am Kabel 15 wird das Drosselventil gegen die Kraft einer Feder 19 geöffnet und die Drosselung des Luftstroms, der durch den Pfeil A angedeutet ist, in den Einlaßverteiler einer Innen-Verbrennungskraftmaschine verringert.

Ein Vakuum- oder Unterdruckabzweigrohr M steht mit dem Inneren des Verteilers 20 in Verbindung. Venn das Rohr M mit dem Inneren des Teils 4 des Umformers 2 verbunden ist und im Verteiler Atmosphärendruck (bei angehaltener Verbrennungskraftmaschine) oder Überdruck (bei weitgeöffnetem Ventil 18 und laufender Verbrennungskraftmaschine) herrscht, werden durch das Niedertreten des Drosselpedals 15' lediglich die Teile 3 urd 4 des Umformers nach links verschoben, so daß eine Belastungsfeder 22 zusammengedrückt wird, wobei diese Verschiebung durch eine Rollbewegung der Membran 6 ermögliht wird. Auf die Stange 7 oder das Kabel 15 wird keine Zugkraft ausgeübt. Eine Zugkraft wird nur dann auf die Stange 7 und das Kabel 15 zum Öffnen des Ventils 18 gegen die Kraft der Feder 19 ausgeübt, wenn der Druck im Teil 4 niedrig ist. Der Effekt des ersten Teils der Verstellbewegung des Pedals 15· besteht in einer Änderung der Ansprechempfindlichkeit des Drosselventils 18, um einer Zunahme des Drucks im Verteiler 20 entgegenzuwirken und den Kraftstoffverbrauch zu verringern.

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Am Ende des ersten Teils des Stellweges drückt sich das Ende einer Stange 13 zwischen federbelastete Kugeln, die auf einem Kreis angeordnet sind und von denen nur eine Kugel 21 in der Zeichnung dargestellt ist. Das Auseinanderdrücken der Kugeln erfordert eine leicht feststellbare zusätzliche Kraft vom Fahrer, so daß ihm dadurch angezeigt wird, daß das Ende des ersten Teils des Pedalstellwegs erreicht ist.

Wenn das Ende der Stange 13 an den Kugeln anliegt, liegt die Stirnfläche 23 des Umformerteils 4 am Ende 24 eines verschiebbaren Ventilteils 25 an, das durch eine Feder 26 in die dargestellte Lage gedrückt wird.

Wenn sich das Ventilteil 25 in der dargestellten Lage befindet, steht das Unterdruckabzweigrohr M mit dem Innenraum des Umformerteils 4 über Abzweigungen 27 und 28 auf einem Ventilkörper 29 und Verbindungsrohre 30 und 31 in Verbindung, von denen zumindest das zuletzt genannte flexibel ist, so daß sich der Umformer im Gehäuse 1 verschieben kann. Der Kopf oder Kolben des Ventilteils 25 verschließt in der dargestellten Lage eine Abzweigung 35 am Ventilkörper 29, die über ein Rohr X mit dem Innenraum eines Vakuum- bzw. Unterdruckbehälters 33 verbunden ist. Der Behälter 33 steht über ein Rückschlagventil 34 mit einem Rohr M in Verbindung. Wenn der Kolben 32 die Abzweigung23 freigibt, ist der Innenraum des Behälters 33 über die Abzweigungen 35 und 28 mit dem Umformerteil 4 verbunden und Teil 4 vom Verteiler getrennt. Im Teil 4 wird ein Unterdruck ausgebildet, der das Drosselventil 18 bis zum Maximalwert öffnet, der der Lage des Pedals 15' entspricht. Eine weitere Verstellung des Pedals 15' bewirkt ein weiteres öffnen des VentELs 18, um gewünschtenfalls eine höhere Beschleunigung zu erzielen.

Eine Abzweigung 35' des Ventilkörpers 29 führt über ein Rohr und ein Einstellventil 37 ins Freie, wobei das Einstellventil ein einstellbares Leck bildet, um die Ansprechempfindlichkeit des Umformers 2 auf den Druck im Verteiler 20 während der Ver-

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stellung des Pedals 15' aus seiner minimalen Lage bis zu dem vorerwähnten Ende einstellen zu können, wie es in der älteren deutschen Patentanmeldung P 26 24 6^8.0 (deutsche Offenlegungsschrift 2 624 648) beschrieben ist.

In Fig. 1 sind die Verbindungsrohre zur Vereinfachung der Darstellung teilweise nur durch symbolisch gestrichelte Linien dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 ist das Gehäuse 1· ein Nylon-Preßteil, und das Umformerteil 4 ist von einer Führungsbuchse 38 umgeben, die ebenfalls aus Nylon geformt und im Gehäuse 1 gleitend gelagert ist.

Das Kabel 14 erstreckt sich durch einen Verbindungsbügel 39 am Teil 4 hindurch und stützt sich über eine Kugel 40, die am Kabel befestigt ist, am Bügel 39 ab. Die Stange 7' erstreckt sich vom kappenartigen Teil 10 durch eine Dichtungsbuchse9', die auf dem kappenförmigen Teil 3 sitzt und in ein Endteil mit größerem Durchmesser übergeht, der eine Ringschulter 41 bildet und eine stirnseitige Ausnehmung 42 aufweist, in der ein Befestigungsstück 43 für das Kabel 15 fest eingesetzt ist.

Im Gehäuse, und zwar an seinem einen Ende, sitzt sodann ein ringförmiger Keramikmagnet 44. Das Ende 40 der Stange 7 ist so bemessen, daß es durch eine Öffnung im Magneten 44 hindurchgeht, um sich an einem ferromagnetischen Dichtring 45 anzulegen, der auf der Buchse 9¹ und im Gehäuse 1¹ gleitend gelagert ist. Wenn das Pedal 15' bis zum Ende des ersten Teils seines Stellwegs verstellt wird, legt sich die Schulter 41 am Dichtring an. Eine weitere Verstellung des Pedals zieht dann den Dichtring 45 vom Magneten 44 weg, wobei die hierfür erforderliche Kraft vom Pedal 15' feststellbar ist. Diese magnetische Anordnung ist eine bevorzugte Alternative zu der Anordnung von Stange 13 und Kugeln 21 nach Fig. 1.

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Ein Anschluß 46 für das Befestigungsstück 47 einer Ventilanordnung, die in Fig. 3 dargestellt ist, enthält ein Rohr 48, das es einer Kolbenstange 49 gestattet, an der Stelle 49' auf den Dichtring 45 zu drücken. Die Ventilanordnung hat Anschlüsse 28, 35 und 35', die den in Fig. 1 dargestellten entsprechen und mit Kanälen in Verbindung stehen, die in den Innenraum des Ventilkörpers 29' münden. Die Kolbenstange 49 endet in einem Kolben 50, der lose in einer Ausnehmung 51 eines Endverschlusses 52 des Ventilkörpers 29' sitzt und eine schwache Rückstellfeder 53 für den Kolben 50 enthält.

Innerhalb eines sich innen erweiternden Teils 54 des Ventilkörpers 29' weist die Kolbenstange einen Anschlag 55 auf. Eine Dichtung 56 aus elastomerem Material drückt gegen den Anschlag 55 und die Innenseite des Endverschlusses 52. Diese Dichtung hat die Form eines Wellrohrs.

Während die Kolbenstange 49 der Wegbewegung des Dichtrings 45 vom Magneten 44 folgt, versperrt die Dichtung 56 zu Anfang den zum Anschluß 35 führenden Teil. Eine Weiterbewegung der Stange 49 führt dann zu einer Mitnahme der Dichtung durch den Kolben 50, so daß ein Durchlaß frei wird. Die Anschlüsse 28 und 35 stehen dann miteinander in Verbindung, so daß der Innenraum des Um formers 2 mit einem Unterdruckbehälter, wie dem Behälter 33 nach Fig. 1, verbunden ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Regeln der Luftzufuhr einer Innen-Verbrennungs-Kraftmaschine mit einer beweglichen Drosselvorrichtung, an die sich ein Lufteinlaßkanal anschließt, mit einer Drosselsteuervorrichtung, die aus einer minimalen Lage in eine Maximallage verschiebbar ist, um die Drosselvorrichtung zu verstellen, mit einem druckempfindlichen Umformer, der mit der Drosselvorrichtung, der Steuervorrichtung und dem Lufteinlaßkanal so verbindbar ist, daß er auf den darin herrschenden Luftdruck anspricht und die Verstellung der Drosselvorrichtung in Abhängigkeit von der Drosselsteuervorrichtung verringert, um einer Zunahme des Drucks in einem Teil des verfügbaren Stellweges der Drosselsteuervorrichtung von der minimalen Lage zur Maximallage entgegenzuwirken, wobei dieser Teil ein Ende kurz vor der Maximallage aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Unterdruckbehälter und eine Umschaltventilvorrichtung aufweist, mittels der der Umformer am und jenseits vom erwähnten Ende von dem Lufteinlaßkanal trennbar und mit dem Unterdruckbehälter verbindbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckbehälter ein Rückschlagventil aufweist und mit dem Einlaßkanal über dieses Rückschlagventil verbindbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Mittel zum Anzeigen einer Überschreitung des erwähnten Endes aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das

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Mittel ein am und jenseits vom erwähnten Ende federbelastetes Bauteil ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Stange ist, die endseitig an mindestens einer federbelasteten Kugel am erwähnten Ende anliegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel ein Bauteil ist, das an einem ferromagnetischen Teil anliegt, wenn das erwähnte Ende erreicht ist, und danach das ferromagnetische Teil von einem Magneten wegbewegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet und das ferromagnetische Teil beide ringförmig sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse verschiebbares Teil und eine das verschiebbare Teil mit dem Gehäuse verbindende, jedoch die Verschiebung gestattende Membran aufweist, und daß das Mittel eine Stange, die mit dem verschiebbaren Teil verbunden ist, und ein Mittel zum mechanischen oder magnetischen Belasten der Stange jenseits des erwähnten Endes aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventilvorrichtung durch das erwähnte Mittel betätigbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer so mit der Drosselsteuervorrichtung verbindbar ist, daß er mit dieser bewegbar ist, und daß die Umschaltventilvorrichtung ein Kolbenventil ist, dessen Kolben durch die Berührung mit dem Umformer verschiebbar ist.

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