DE2816727C2

DE2816727C2 - Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2816727C2
Application number: DE2816727A
Authority: DE
Inventors: Herbert 7140 Ludwigsburg Alf; Volker 7123 Sachsenheim Ernst; Rudi 7140 Ludwigsburg Hainle; Rudolf 7141 Oberstenfeld Leipelt
Original assignee: Filterwerk Mann & Hummel 7140 Ludwigsburg De GmbH; Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Filterwerk Mann & Hummel 7140 Ludwigsburg De GmbH; Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1982-03-25
Also published as: GB2024374A; GB2024374B; ES479661A2; SE438181B; SE7901987L; FR2423647A2; DE2816727A1; AR214845A1; FR2423647B2; US4231343A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschienen nach Patent 26 46 936 entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Das Patent 26 46 936 bezieht sich auf eine Regelvorrichtung, bei der ein Wachsthermostat einen Teil des Antriebsgestänges zwischen Stellmotor und Steuerklappe bildet Eine Justiermöglichkeit für das Antriebsgestänge ist nicht vorgesehen, so daß die nicht zu vermeidenden Fertigungstoleranzen recht eng bemessen sein müssen. Dementsprechend sind bei der Herstellung verhältnismäßig große Anforderungen an die Maßgenauigkeit der Teile zu stellen.

Die Erfindung hat eine weitere Ausbildung der

Regelvorrichtung zum Gegenstand und bezweckt, die Fertigung der Regelvorrichtung zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist dies mit den Merkmalen im Kennzeichen des Hauptanspruchs erreicht

Nunmehr kann die Regelvorrichtung justiert werden. Dies ermöglicht gröbere Fertigungstoleranzen bei gleich gutem oder besserem Einhalten der vorgeschriebenen Temperaturen der Mischluft.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Scheibe aus einem mit dem Rahmen starr verbundenen Ringteil und einem mit diesem verschraubten Mittelteil zusammengesetzt ist und daß die Gehäusewand des Steuerdruckraums mittig eine durch einen einrastbaren Deckel dicht verschließbare Öffnung für das Einführen von Schraubwerkzeugen aufweist.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung weist das einstückig mit der Scheibe verbundene Mittelteil einen koaxial zum Wachsthermostaten angeordneten Gewindestutzen auf, mit dem der mit einem Gewindestück versehene Rahmen verschraubt ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung eines an den Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine angeschlossenen Luftfilters mit der Regelvorrichtung der Erfindung,

F i g. 2 einen Achsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des pneumatischen Stellmotors und des ίο Antriebsgestänges in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 einen Achsschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des pneumatischen Stellmotors und des Antriebsgestänges in vergrößerter Darstellung.

Der Ansaugkanal 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine trägt einen Vergaser 2 mit einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe 3. Ein Luftfilter 4 ist auf den Vergaser 2 aufgesetzt und hat einen ringförmigen, radial von außen nach innen durchströmten, einen Reinluftraum 5 umschließenden Filtereinsatz 6 sowie ein Ansaugrohr 7. In den Ansaugstutzen 8 des Ansaugrohres 7 münden ein Kaltluftkanal 9 und ein Warmluftkanal 10. Die Warmluft wird durch eine nicht dargestellte Warmluftleitung von der Nähe des Auspuffrohres der Brennkraftmaschine her dem Warmluftkanal 10 zugeführt.

An einer in dem Ansaugstutzen 8 schwenkbar angeordneten Steuerklappe 11, die um die Schwenkachse 13 bewegbar ist, greift das Antriebsgestänge 14 eines als Membrandose ausgebildeten pneumatischen Stelleo motors 15 an.

Das Gehäuse 16 des Stellmotors 15 (F i g. 2) v/eist ein Oberteil 17 mit der Gehäusewand 18 und ein Unterteil 19 mit dem Boden 20 auf. Der Stellmotor 15 enthält eine Membran 21 aus Gummi und eine einen Steuerdruckes raum 22 durchsetzende erste Rückstellfeder 23. Er ist über eine Steuerdruckleitung stromabwärts der Hauptdrosselklappe 3 des Vergasers 2 an den Ansaugkanal 1 der Brennkraftmaschine angeschlossen. Die Steuerklap-

pe 11 ist durch den pneumatischen Stellmotor 15 gegen die Kraft der Rückstellfeder 23 aus ihrer in F i g. 1 ausgezogen gezeigten Endstellung, in der sie den Warmluftkanal 10 abschließt und gleichzeitig den Kaltluftkanal 9 öffnet, in ihre andere, gestrichelt dargestellte Endstellung schwenkbar, in der sie den Kaltluftkanal 9 abschließt und den Warmluftkanal 10 öffnet

Die Steuerdruckleitung 37 enthält ein als Thermostatventil 25 ausgebildetes Belüftungsventil. Im Veniilgehäuse 26 ist ein Bimetallthermostat 27 einseitig festgelegt, der an seinem freien Ende einen Ventilkörper 28 trägt Der Ventilkörper 28 steuert bei Erreichen der Solltemperatur eine Verbindung 29 zum Reinluftraum 5 des Luftfilters 4 £uf. Die Übertragung der Temperatur vom Reinluftraum 5 auf den Bimetallthermostaten 27 erfolgt durch eine nicht dargestellte, im Verhältnis zur Verbindung 29 kleine Öffnung, die in bekannter Weise einen die Druckverhältnisse nur unwesentlich beeinflussenden Luftstrom vom Reinluftraum 5 in das Innere des Ventilgehäuses 26 zuläßt.

Das Antriebsgestänge 14 weist einen Wachsthermostaten 40 mit Antriebsstift 41 und Thermostatgehäuse 42 auf. Der Boden des Thermostatgehäuses 42 ist mit einer schwenkbar an der Steuerklappe 11 angekuppelten Antriebsstange 44 fest verbunden.

In dem Gehäuse 16 des pneumatischen Stellmotors 15 ist ein Membranstützkörper 59 angeordnet, der aus einer Scheibe 50 und einem Rahmen 56 besteht. Die Scheibe 50 hat ein Ringteil 51, an dem sich die Membran jo 21 abstützt. Die Scheibe 50 bildet außerdem das Widerlager für die erste Rückstellfeder 23. Sie weist ein Rohrstück 52 mit Innengewinde 53 auf. Das Rohrstück

52 hat einen Absatz 54 und ist mit dem in den Kaltluftkanal 9 hineinragenden und in Richtung 12 (Fig. 1) der durch ihn strömenden Luft mit Öffnungen 55 versehenen Rahmen 56 starr verbunden. Der Boden 57 des Rahmens 56 dient als Widerlager für eine als Druckfeder ausgebildete zweite Rückstellfeder 58, deren andere Stirnseite gegen eine Schulter 43 des Wachsthermostaten 40 anliegt.

Das Mittelteil 60 der Scheibe 50 ist als Kappe mit Außengewinde 61 ausgebildet und in das Innengewinde

53 des Rohrstücks 52 eingeschraubt. Es hat an seiner Unterseite eine Vertiefung 62, in die der Wachsthermostat 40 mit seinem Antriebsstift 41 eingreift. An seiner Oberseite weist das Mittelteil 60 als Schlitz ausgebildete Kanten 53 auf, die beim Justieren des Antriebsgestänges

14 zum Ansetzen eines Schraubenziehers bestimmt sind. Selbstverständlich können auch anders geformte Kanten, wie Innen- oder Außenvierkant od. dgl., zum Ansetzen von Schraubwerkzeugen an dem Mittelteil 60 vorgesehen sein.

In der Gehäusewand 18 des Steuerdruckraums 22 des Oberteils 17 ist mittig eine Öffnung 65 angeordnet, durch die das Schraubwerkzeug zum Justieren des Antriebsgestänges 14 in das Gehäuse 16 des Stellmotors

15 eingeführt werden kann. Mittels eines in bekannter Weise einrastbaren Deckels 66 wird die öffnung 65 nach erfolgter Einstellung des Antriebsgestänges verschlossen. Zur Abdichtung des Steuerdruckraums 22 gegenüber der Außenluft ist eine Dichtung 67 vorgesehen, die gegen den Rand der Öffnung 65 anliegt.

Der Boden 20 des pneumatischen Stellmotors 15 ist als unbeweglicher Anschlag 24 ausgebildet, gegen den bei maximaler Ausdehnung der ersten Rückstellfeder 23 die Scheibe 50 mit dem Absatz 54 anliegt.

Beim Zusammenbau des Stellmotors 15 wird zunächst die Membran 21 am Ringteil 51 der Scheibe 50 festgelegt Dann setzt man den Rahmen 56 mit der zweiten Rückstellfeder 58, dem Wachsthermostaten 40 sowie der Antriebsstange 44 in das Unterteil 19 des Gehäuses 16 ein und schraubt das Mittelteil 60 in das Rohrstück 52 der Scheibe 50. Nach dem Einlegen der ersten Rückstellfeder 23 wird das Gehäuse 16 verschlossen, indem Ober- und Unterteil miteinander in bekannter Weise dicht verbunden werden. Zum Justieren des Antriebsgestänges 14 wird das Schraubwerkzeug durch die Öffnung 65 in den Schlitz 63 zwischen den Kanten des Mittelteils 60 eingeführt und dieses entsprechend den vorgeschriebenen Einstellwerten verdreht. Zweckmäßig sichert man das Mittelteil 60 nach dem Justieren gegen Verdrehen beispielsweise durch einen Klebstoff, wobei gleichzeitig eine Abdichtung des Gewindes erfolgen kann. Schließlich wird noch der Deckel 66 in die öffnung 65 eingerastet.

Für die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der F i g. 3 sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 2. Der ebenfalls als Membrandose ausgebildete pneumatische Stellmotor 70 weist ein Oberteil 71 und ein Unterteil 72 mit dem Boden 73 auf. Er enthält ferner eine Membran 74 aus Gummi und die einen Steuerdruckraum 76 durchsetzende erste Rückstellfeder 23. Der Stellmotor 70 ist an die Steuerdruckleitung 37 angeschlossen.

In dem pneumatischen Stellmotor 70 ist ein Membranstützkörper 82 angeordnet, der aus einer Scheibe 77 und einem Rahmen 90 besteht. Die Scheibe 77 hat ein Ringteil 78, an dem sich die Membran 74 abstützt, und ein einstückig mit ihm verbundenes Mittelteil 84. Sie bildet das Widerlager für die erste Rückstellfeder 23 und weist einen koaxial zum Wachsthermostaten 40 angeordneten Gewindestutzen 79 auf. An ihrer Unterseite hat die Scheibe 77 im Mittelteil 84 eine Vertiefung 80, in die der Wachsthermostat 40 mit seinem Antriebsstift 41 eingreift. An ihrer Oberseite weist sie einen Schlitz 81 zwischen den Kanten auf, die zum Ansetzen eines Schraubenziehers für das Justieren des Antriebsgestänges 14 bestimmt sind. Anders geformte Kanten zum Ansetzen von Schraubwerkzeugen sind auch hier selbstverständlich möglich.

Der Rahmen 90 ragt mit einem wie bei dem oben beschriebenen Rahmen 56 der Fig. 2 ausgebildeten Ende in den Kaltluftkanal 9 hinein. Am anderen Ende hat er eine Gewindestück 91, über das er mit dem Gewindestutzen 79 der Scheibe 77 verschraubt ist.

Der Boden 73 des pneumatischen Stellmotors 70 ist als unbeweglicher Anschlag 75 ausgebildet, gegen den bei maximaler Ausdehnung der ersten Rückstellfeder 23 der Rahmen 90 mit dem Absatz 92 anliegt.

Beim Zusammenbau des Stellmotors 70 wird zunächst der Rahmen 90 mit der zweiten Rückstellfeder 58 und dem Wachsthermostaten 40 sowie der Antriebsstange 44 in das Unterteil 72 eingesetzt. Anschließend verschraubt man die mit der Membran 74 ausgerüstete Scheibe 77 mit dem Rahmen 90 und justiert das Antriebsgestänge entsprechend den vorgeschriebenen Einstellwerten. Zweckmäßig erfolgt auch hier eine Sicherung gegen Verdrehen. Nach dem Einlegen der ers'en Rückstellfeder 23 wird das Gehäuse des Stellmotors 70 dann dicht verschlossen und dabei die Membran 74 am Umfang abgedichtet eingespannt.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine herrscht in dem ganzen Ansaugsystem ein Unterdruck.

der im Ansaugkanal 1 am größten ist und zum Kaltluftkanal 9 hin abnimmt. Der große Unterdruck des Ansaugkanals 1 wird durch die Steuerdruckleitung 37 in den Steuerdruckraum 22 bzw. 76 des pneumatischen Stellmotors 15 bzw. 70 oberhalb der Membran 21 bzw. 74 übertragen. Dort übt er entsprechend den auf beiden Seiten der Membran herrschenden Unterdrücken und entsprechend der Membranfläche eine Kraft zum Verstellen der Steuerklappe 11 aus. Einen wesentlichen Einfluß auf die Druckverhältnisse in der Steuerdruckleitung hat außerdem die Luft, die durch die Verbindung 29 in das Ventilgehäuse 26 des Thermostatventils 25 und somit in die Steuerdruckleitung 37 gelangen kann, wenn der Bimetallthermostat 27 sich oberhalb einer vorbestimmten Temperatur nach oben weggebogen und der Ventilkörper 28 die Verbindung 29 geöffnet hat.

Bei geschlossener Vergaserdrosselklappe, beispielsweise im Leerlaufbetrieb, ist der Unterdruck im Ansaugkanal 1 besonders groß. Wenn dann bei entsprechend niedriger Temperatur der angesaugten Luft die Verbindung 29 geschlossen ist, vermag der im Stellmotor 15 bzw. 70 oberhalb der Membran auftretende große Unterdruck die Steuerklappe 11 gegen die Kraft der ersten Rückstellfeder 23 in die gestrichelt gezeichnete Stellung zu schwenken, bei der sie den Kaltluftkanal 9 verschließt und den Warmluftkanal 10 geöffnet hat.

Überschreitet die Temperatur der Luft, die durch den Warmluftkanal 10 in den Ansaugstutzen 8 eintritt und nach Durchqueren des Filtereinsatzes 6 in den Reinluftraum 5 gelangt und damit das Thermostatventil 25 beeinflußt, einen vorbestimmten Wert, so beginnt sich der Bimetallthermostat 27 nach oben zu krümmen. Der Ventükörper 28 gib! die Verbindung 29 zum Reinluftraum 5 frei, und es kann zusätzlich Reinluft in die Steuerdruckleitung 37 eindringen und dort den Unterdruck abbauen. Als Folge davon schwenkt die Steuerklappe 11 von ihrer den Kaltluftkanal 9 verschließenden Endstellung so weit weg. bis die Mischluft die Temperatur hat, bei der sich ein Gleichgewichtszustand zwischen der Kraft der ersten Rückstellfeder 23 einerseits und den an der Membran 21 bzw. 74 des Stellmotors 15 bzw. 70 sowie an der Steuerklappe 11 auftretenden Kräften andererseits einstellt.

Mit zunehmendem Öffnen der Hauptdrosselklappe 3 des Vergasers 2 verringert sich der Unterdruck in dem Ansaugkanal 1. Bei vollständig geöffneter Hauptdrosselklappe 3, also bei Vollastbetrieb, ist der Unterdruck im Ansaugkanal 1 und damit im Steuerdruckraum 22 bzw. 76 des pneumatischen Stellmotors 15 bzw. 70 so gering, daß er nicht mehr ausreicht, um die Kraft der ersten Rückstellfeder 23 zu überwinden. Oberhalb einer vorbestimmten Temperatur der durch den Kaltluftkanal 9 einströmenden Kaltluft ist der Warmluftkanal 10 dann geschlossen, und die Brennkraftmaschine erhält nur Luft durch den Kaltluftkanal 9, wie dies in der Fig. 1 der

ίο Zeichnung dargestellt ist. Die sich durch Abschließen des Warmluftkanals 10 ergebende geringere Temperatur der Ansaugluft führt zu einem besseren Füllungsgrad der Maschine, so daß gerade im Vollastbetrieb eine bessere Leistung erzielt ist.

Unterschreitet jedoch die durch den Kaltluftkanal 9 angesaugte Luft die vorbestimmte Temperatur, so kann die zweite Rückstellfeder 58 den Wachsthermostaten 40 so weit zusammenschieben und damit das Antriebsgestänge derart verkürzen, daß bei der Bewegung der Steuerklappe 11 in der den Warmluftkanal 10 abschließenden Richtung der Absatz 54 bzw. 92 der Scheibe 50 bzw. 77 gegen den Anschlag 24 bzw. 75 anliegt, bevor der Warmluftkanal 10 vollkommen abgeschlossen ist. In dieser Stellung der Steuerklappe 11 wird noch etwas Warmluft zugemischt, so daß die Mischluft einen gewünschten Wert nicht unterschreitet und bei Vollast die gefürchtete Vergaservereisung sicher vermieden ist.

Die Abmessungen der Regelvorrichtung und die Charakteristik des Wachsthermostaten 40 sind so gewählt, daß bei unterschiedlichen Temperaturen der angesaugten Kaltluft ein entsprechender Ausgleich durch Verlängern bzw. Verkürzen des Antriebsgestänges zwischen Steilmotor und Steuerklappe durch den Wachsthermostaten 40 in Zusammenarbeit mit der zweiten Rückstellfeder 58 erfolgt, um entsprechend etwas mehr oder weniger Warmluft hinzuzumischen und trotz unterschiedlicher Temperaturen der Kaltluft auch bei Teillast die gleiche Mischlufttemperatur im Bereich des temperaturabhängig betätigten Thermostatventils 25 zu erreichen.

Auf diese Weise läßt sich auch das unterschiedliche Abkühlen der Mischluft zwischen der Steuerklappe und dem temperaturabhängig betätigten Thermostatventil bei ungleichen Temperaturen der Kaltluft ausgleichen. Dies kann insbesondere bei längeren dazwischenliegenden Rohrleitungen wichtig sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung der Temperatur der Ansaugluft von gemischverdichtenden Brennkraftmaschinen mit einer im Ansaugstutzen eines Luftfilters schwenkbaren Steuerklappe zur gleichzeitigen Steuerung der Durchtrittsöffnung eines Warmluft- und eines Kaltluftkanals, auf die ein pneumatischer Stellmotor und ein Antriebsgestänge einwirkt, der eine einen Steuerdruckraum durchsetzende erste Rückstellfeder aufweist, die in Schließrichtung des Warmluftkanals wirkt, bei der der Steuerdruckraum des Stellmotors über eine Steuerdruckleitung mit dem stromab einer willkürlich betätigbaren Hauptdrosselklappe liegenden Abschnitt des Ansaugkanals verbunden ist und die Steuerdruckleitung ein Thermostatventil aufweist, des einen von einem Bimetall betätigten Ventilkörper beinhaltet, das den Ventilkörper bei Erreichen der Solltemperatur in Offenstellung bewegt und eine Verbindung zum Reinluftraum des Ansaugluftfilters aufsteuert, und bei der ein der Kaltluft ausgesetzter Thermostat vorgesehen ist, der über einen Anschlag den Schwenkbereich der Steuerklappe in der den Warmluftkanal abschließenden Richtung festlegt, wobei der Thermostat als Wachsthermostat ausgestaltet ist und einen Teil des Antriebsgestänges zwischen dem pneumatischen Stellmotor und der Steuerklappe bildet, das er mit zunehmender Temperatur der Kaltluft gegen die Kraft einer zweiten Rückstellfeder verlängert, und der Anschlag unbeweglich ausgebildet ist und zwischen der ersten Rückstellfeder und dem Wachsthermostat angeordnet ist und der pneumatische Stellmotor als Membrandose mit einer Scheibe ausgebildet ist, die sich an der Membran abstützt und wobei der Wachsthermostat einerseits an einem Mittelteil der Scheibe und andererseits über die zweite Rückstellfeder an dem Boden eines an der Scheibe befestigten, in den Kaltluftkanal hineinragenden Rahmens abgestützt ist, nach Patent 26 46 936, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelteil (60; 84) der Scheibe (50; 77) mit dem Rahmen (56; 90) verschraubt ist und Schlitze (63; 81) oder Kanten zum Ansetzen von Schraubwerkzeugen aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (50) aus einem mit dem Rahmen (56) starr verbundenen Ringteil (52) und einem mit diesem verschraubten Mittelteil (60) zusammengesetzt ist und daß die Gehäusewand (18) des Steuerdruckraums (22) mittig eine durch einen einrastbaren Deckel (66) dicht verschließbare Öffnung (65) für das Einführen von Schraubwerkzeugen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückig mit der Scheibe (77) verbundene Mittelteil (84) einen koaxial zum Wachsthermostaten (40) angeordneten Gewindestutzen (79) aufweist, mit dem der mit einem Gewindestück (91) versehene Rahmen (90) verschraubt ist.