DE2737307C2

DE2737307C2 - Vorrichtung zur steuerbaren Zuführung von Kalt- und Warmluft zum Luftfilter einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2737307C2
Application number: DE2737307A
Authority: DE
Inventors: Brian Colenutt; Gerald Bruce Southampton Hampshire Collins; Ronald George Gear; Peter Howard Gretton; Gardner Southampton Hampshire Owen; Edward Charles Hedgend Hampshire Poore
Original assignee: GENERAL MOTORS Ltd DETROIT MICH US
Current assignee: GENERAL MOTORS Ltd DETROIT MICH US
Priority date: 1976-08-18
Filing date: 1977-08-18
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2737307A1; DE7725688U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur steuerbaren Zuführung von Kalt- und Warmluft zum Luftfilter einer Verbrennungskraftmaschine mit einem im Luftansaugrohr angeordneten Klappenventil, das bei manueller Betätigung den Warmluft- oder Kaltlufteingang verschließt und bei einem vorgegebenen Unterdruck den Kaltlufteinlaß öffnet und den Warmlufteinlaß verschließt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der AT-PS 19 353 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das Klappenventil als gewichtsbelastete Steuerklappe ausgebildet, deren Drehpunkt in einem Randbereich der Klappe und im Bereich des Zusammentreffens von im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufenden Warmluft- und Kaltluftleitungen gelegen ist. Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist vor allem, daß die beiden Öffnungen zugeordnete Steuerklappe stets ein Strömungshindernis darstellt und äußerst unerwünschte, eine einwandfreie Ansaugung der Luft verhindernde Turbulenzen verursacht. Diese Unregelmäßigkeiten in der Luftansaugung führen auch dazu, daß sich kein genau definierter Unterdruck einstellen kann und demgemäß beispielsweise der Warmlufteingang auch dann noch offen bleibt, wenn er bereits geschlossen sein sollte, so daß als Folge davon der Verbrennungskraftmaschine ein unerwünscht fettes Gemisch zugeführt wird.

Aus der US-PS 39 74 808 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur steuerbaren Zuführung von Kalt- und Warmluft zum Luftfilter einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei der ein Doppelklappenventil verwendet ist. Dieses Doppelklappenventil besitzt zwei beabstandete und über einen Steg verbundene Klappenflächen und ist mit einer an der dem Kaltlufteinlaß zugeordneten Klappenfläche ausgebildeten, in Kanalmitte gelegenen Schwenkachse versehen. In Richtung eines Verschließens der Kaltluftzufuhr ist diese Doppelklappenanordnung mittels einer Feder vorgespannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung verschließt das Klappenventil den Warmluft- oder Kaltlufteingang ίο in Abhängigkeit der Temperatur der angesaugten Luft, und es ist keine Steuerung in Abhängigkeit von einem bestimmten Unterdruck vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der

eingangs definierten Gattung in der Weise auszubilden, daß eine weitgehend störungsfreie Luftströmung bei gleichzeitigem, sehr empfindlichem Ansprechen auf den jeweiligen Unterdruck gewährleistet ist.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß das Klappenventil eine erste, etwa um ihre Mitte schwenkbar in Warmlufteinlaß gelagerte Klappenfläche und eine dazu beabstandete zweite Klappenfläche für den Kaltlufteinlaß aufweist, die in ihrer Öffnungsstellung jeweils im wesentlichen parallel zur Achse des zugeordneten Einlasses angeordnet sind, und daß eine Spannfeder mit einem Ende an der Klappe und mit dem anderen Ende an der Wand des Warmlufteinlasses befestigt ist und die Klappe in Schließrichtung des Kaltlufteinlasses vorspannt.

Abgesehen davon, daß durch die Verwendung eines Klappenventils mit zwei beabstandeten Klappenflächen eine größere Freiheit in der Anpassung an unterschiedliche räumliche Anordnungen der Lufteinlässe ermöglicht wird, erbringt die Erfindung die Vorteile, daß die beiden Klappenflächen in ihren jeweiligen öffnungsstellungen im wesentlichen koaxial zu den jeweils zugehörigen Eingängen ausgerichtet sind und damit eine störungsfreie, im anschließenden Luftfilter besonders einfach zu reinigenden Luftstrom sicherstellen, und daß aufgrund der mittigen Lagerung einer Klappenfläehe ein sehr empfindliches Ansprechen auf geringe Änderungen der Druckdifferenzen erreicht wird und deshalb eine sehr exakte und definierte Verstellung des Klappenventils in Abhängigkeit vom Unterdruck erfolgt, welche sich wiederum in einer Optimierung des jeweiligen Mischungsverhältnisses auswirkt.

Vorzugsweise ist das Luftansaugrohr als Y-Rohr ausgebildet, wobei der Kaltlufteinlaß und der Warmlufteinlaß als einstückige Verlängerungen des Luftansaugrohres ausgebildet sind und in einem Winkel zu ihm verlaufen, und dabei das Klappenventil um eine vertikale Achse schwenkbar ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Klappenventil am Verbindungsteil zwischen den Klappenflächen Umlenkelemente aufweist. Diese Umlenkelemente unterstützen den Öffnungsvorgang des Klappenventils bei hohem Ansaugvakuum und stabilisieren die Ventilstellung in den Zwischenlagen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine Draufsicht eines Teils eines Luftfilters für

eine Verbrennungskraftmaschine einschließlich eines Teils eines Ansaugrohres in schematischer Darstellung, F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des in F i g. 1 zu sehenden Klappenventils, und

F i g. 3 eine schematische, teilweise geschnitten dargestellte Ansicht einer weiteren Ausführungsform

der Erfindung.

F i g. 1 zeigt ein Luftansaugrohr 1 eines Luftfilters 2 einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Luftansaugrohr in Form eines Y-Rohres ausgebildet ist und einen Kaltlufteinlaß 3 sowie einen Warmlufteinlaß 4 aufweist, welche zueinander einen Winkel von etwa 30° einnehmen.

Das Ansaugrohr 1 besteht aus einem oberen und einem unteren Kunststoff-Formteil, wobei nur der untere Teil 5 gezeigt ist. Der Kaltlufteinlaß 3 und der ₎₀ . Warmlufteinlaß 4 sind im Querschnitt kreisförmig und gehen über ein etwa elliptische Form besitzendes Teil in einen Einlaßstutzenabschnitt 6 des Luftfilters 2 über.

Die das Ansaugrohr 1 bildenden Formteile sind über Schnappverbindungen 7 gegenseitig zu fixieren.

Die Enden der Kaltluft- und Warmlufteinlässe 3, 4 sind mit Innengewinde 8 versehen, um die Verbindung mit flexiblen Rohren und Schläuchen sicherzustellen und zu erleichtern.

Im Warmlufteinlaß 4 ist ein Klappenventil 10 schwenkbar angeordnet, das eine erste Klappenfläche 11 und eine zweite Klappenfläche 12 besitzt, die durch ein Verbindungsteil 14 beabstandet sind. Die Klappenflache 11 ist auf einem Drehzapfen 15 befestigt, der in geeignet angebrachten, in der Zeichnung nicht dargestellten Bohröffnungen gelagert ist. Ein Ende des Drehzapfens 15 trägt einen Arm 16, mittels dessen das Klappenventil manuell zwischen seinen zwei Endpositionen hin und her bewegt und in den Endstellungen verriegelt werden kann. In der Endstellung, in der der Warmlufteinlaß 4 geschlossen ist, ist dazu ein Anschlagen mit einem Stop-Glied 17 vorgesehen.

Eine Spannfeder 18 ist mit einem Ende an einem Ansatz 19 auf der Klappenfläche 11 und mit ihrem anderen Ende an der Wand des Ansaugrohres an der Stelle 20 verankert, und diese Feder spannt das Klappenventil 10 in eine Stellung vor, in der die Klappenfläche 12 in Eingriff mit dem zugeordneten, im Kaltlufteinlaß 3 ausgebildeten Sitz ist, so daß dieser Kaltlufteinlaß geschlossen werden kann, während die Klappenfläche 11 in dieser Position im wesentlichen axial ausgerichtet im Warmlufteinlaß 4 gelegen ist und einen turbulenzfreien Warmlufteintritt gestattet.

Wenn der Luftfilter bei Warmwetterbedingungen verwendet wird, wird das Klappenventil 10 mit Hilfe des Arms 16 und des Stop-GIiedes 17 so verriegelt, daß die Klappenfläche 11 an einem Sitz im Warmlufteinlaß 4 anliegt und diesen Warmlufteinlaß verschließt, während die Klappenfläche 12 im wesentlichen koaxial im Kaltlufteinlaß 3 gelegen ist, wie dies mit durchbrochenen Linien in F i g. 1 gezeigt wird. Auch in diesem Falle wird ein turbulenzfreier Eintritt von Kaltluft sichergestellt.

Bei Kaltwetterbedingungen wird das Klappenventil 10 entriegelt und nimmt die in F i g. 1 mit durchgezogenen Linien gezeigte Position ein. Dabei wird der Kaltlufteinlaß durch die Klappenfläche 12 geschlossen, und die Klappenfläche 11 ermöglicht einen freien Eintritt von Warmluft über den Einlaß 4. Das Klappenventil wird in dieser Position durch die Vorspannung der Feder 18 gehalten.

Tritt im Motor, an den der Luftfilter angesetzt ist, ein starker Ansaugunterdruck auf oder ergibt sich ein solcher Unterdruck während starker Beschleunigungsphasen des Motors, so wird der Druckunterschied über der geschlossenen Klappenfläche 12 ausreichend groß, um die Vorspannung der Feder 18 auf das Klappenventil 10 zu überwinden. Von diesem Moment an schwenkt das Klappenventil 10 um die Achse 15 und ermöglicht den Eintritt kalter Luft über den Einlaß 3 während gleichzeitig der Anteil warmer Luft, die durch den Einlaß 4 strömt, verringert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein unerwünscht fettes Brennstoff/Luftgemisch in die Motoransaugleitung hineingezogen wird. Diejenige Unterdruckbedingung im Ansaugrohr, bei der das Klappenventil 10 in der beschriebenen Weise arbeiten soll, kann durch geeignete Wahl der Vorspannung der Feder 18 eingestellt werden.

Um während der Schwenkbewegungen des Klappenventils urn den Drehzapfen 15 die Stellung des Klappenventils zu stabilisieren, ist in Verbindungsteil 14 zwischen den Klappenflächen 11 und 12 eine Anordnung von Umlenkelementen 21,22 vorgesehen, die den Öffnungsvorgang des Ventils bei hohem Ansaugvakuum unterstützt und außerdem Schwankungen in der Ventilstellung verringert (F i g. 2).

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine dem Klappenventil nach F i g. 1 und 2 ähnliche Ventilanordnung verwendet wird, bei der jedoch dieses Klappenventil an einer horizontalen Achse 15' befestigt ist, während der Kaltlufteinlaß 3' vom horizontalen Endteil 23 eines Ansaugrohres Γ gebildet und der Warmlufteinlaß 4' durch eine kurze Röhre 24 realisiert ist, die gegenüber dem Ansaugrohr Γ rechtwinklig verläuft und sich nach unten erstreckt. Diese Ausführungsvariante arbeitet jedoch in gleicher Weise wie die anhand der F i g. 1 und 2 beschriebene Ausführungsform.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur steuerbaren Zuführung von Kalt- und Warmluft zum Luftfilter einer Verbrennungskraftmaschine mit einem im Luftansaugrohr angeordneten Klappenventil, das bei.jnanueller Betätigung den Warmluft- oder Kaltlufteingang verschließt und bei einem vorgegebenen Unterdruck den Kaltlufteinlaß öffnet uncTden Warmlufteinlaß verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil (10) eine erste, etwa um ihre Mitte schwenkbar im Warmlufteinlaß (4) gelagerte Klappenfläche (11) und eine dazu beabstandete zweite Klappenfläche (12) ^{für den} Kaltlufteinlaß (3) aufweist, die in ihrer Öffnungs-Stellung jeweils im wesentlichen parallel zur Achse des zugeordneten Einlasses (3, 4) angeordnet sind und daß eine Spannfeder (18) mit einem Ende an der Klappe (11) und mit dem anderen Ende an der Wand des Warmlufteinlasses (4) befestigt ist und die Klappe in Schließrichtung des Kaltlufteinlasses vorspannt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftansaugrohr (1) als Y-Rohr ausgebildet ist, wobei der Kaltlufteinlaß (3) und der Warmlufteinlaß (4) als einstückige Verlängerungen des Luftansaugrohrs (1) ausgebildet sind und in einem Winkel zu ihm verlaufen, und daß das Klappenventil (10) um eine vertikale Achse schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil (10) am Verbindungsteil (14) zwischen den Klappenflächen (11,12) Umlenkelemente (21,22) aufweist.