DE2942615A1 - Einstelleinrichtung fuer die hilfsluft einer verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Einstelleinrichtung fuer die hilfsluft einer verbrennungskraftmaschineInfo
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Description
-J-
Die Erfindung befaßt sich mit der Steuerung der Gasströmung und insbesondere mit der Einstellung der Zuluft für eine Verbrennungskraftmaschine in einen Nebenkanal in der Nähe einer Drosselklappe in einem Luftansaugkanal zur
Lieferung einer geeigneten Luftmenge beim Startbetrieb dee kalten Motors.
Beim Starten bzw. Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine im kalten Zustand
sind die Verbrennungsbedingungen nicht optimal, und es treten erhöhte Reibungsverluste auf. Hieraus resultiert eine anwachsende Belastung des Motors.
Vom KaltstartAJeg uiird der Verbrennungskraftmaschine eine anwachsende Luftmenge zugeführt, bis der Motor warmgelaufen ist und unter normalen Bedingungen läuft.
Hierzu ist in der Verbrennungskraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung eine Einstelleinrichtung für die Zusatzluft bzw. Hilfsluft vorgesehen mit einem Steuerventil, das in Abhängigkeit von der Temperatur öffnet. Diese Einstelleinrichtung befindet sich in einem Nebenkanal in der Umgebung der Drosselklappe im Luftansaugkanal und wirkt in der Weise, daß bei
kaltem Motor die Luftmenge ansteigt und gleichzeitig Hilfaluft bzw. Zusatzluft der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird. Auf diese Weise ISBt sich
das Starten des Motors in kaltem Zustand verbessern.
Die Menge der benötigten Hilfsluft nimmt mit fortschreitendem Warmlaufen
der Verbrennungskraftmaschine ab, wie dies in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ißt. Demzufolge wirkt die Einstelleinrichtung für die
Hilfsluft so, daß im Lauf der Zeit die Menge der zugeführten Hilfaluft abnimmt. Im folgenden werden zunächst zwei bekannte Einstelleinrichtungen für
die Hilfsluft im einzelnen im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erste bekannte
Einstelleinrichtung bzw. Steuereinrichtung. Eine VerschluBvorrichtung 1
besitzt eine Verschlußplatte 1a in einem Nebenluftkanal 2, welche ver-Bchwenkbar durch eine Halterung U an der Kanalwand 2 befestigt ist. Die
Verschlußplatte 1a liegt an ihrem einen Ende am Ende eines Bimetallstreifens
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an, der in einer Bimetallstreifenkammer 5 neben dem IMebenluftkanal 2 angeordnet
ist. Bei einer Auslenkung des Bimetallstreifens 2 uiird die Verschlußplatte
1a um die als Zapfen ausgebildete Anlenkstelle verschwenkt, so daß
der Nebenkanal geöffnet oder geschlossen uiird. Bei dieser Vorrichtung läßt es sich jedoch nicht vermeiden, daß in der Nähe der Lagerstelle, um die die
Verschlußplatte verschuienkbar ist, um die Verschlußplatte ein geringes Spiel
vorhanden ist, so daß kein Verbindungskanal zwischen dem Nebenkanal 2, in welchem die Luft strömt,und der Bimetallstreifenkammer 5 entsteht. Insofern
ist es nicht möglich, einen Luftaustritt aus der Bimetallstreifenkammer 5
vollständig zu vermeiden. Der Druck in dem IMebenluftkanal 2 iet äußerst
niedrig uiegen der Saugwirkung der Verbrennungskraftmaschine an der flußabbiMrts
gerichteten Seite des Luftkanals 2, so daß Luft aus der Bimetall-Btreifenkammer
5 in den Luftkanal 2 eindringt. Der Luftaustritt aus der Bimetallkammer 3 führt zu einer Abkühlung derselben,und die Wärme wird durch
die Metallwand der Bimetallstreifenkammer 5 abgeführt, so daß ein Aufwärmen
des Bimetallstreifens 3 durch eine Heizeinrichtung G mährend des Warmlaufens
der Verbrennungskraftmaschine behindert wird. Diese Beeinträchtigung wirkt
sich insbesondere dann stark aus, wenn die Umgebungslufttemperatur niedrig
ist, wodurch die Verschiebung des Bimetallstreifens 3 derart verlangsamt wird, daß dieser nicht in seine richtige, vorbestimmte Stellung gelangt.
Hierdurch wird die Geschwindigkeit,mit der die Verschlußeinrichtung geschlossen
wird, verlangsamt, so daß der Verbrennungskraftmaschine mehr Luft zugeführt wird, als dies beim Warmlaufen erforderlich ist. Darüber hinaus
IMBt sich die Verschlußeinrichtung nicht vollständig verschließen, selbst
dann, wenn der Motor vollständig warmgelaufen ist, woraus resultiert, daß
der Motor mit einer gegenüber dem voreingestellten Wert erhöhten Drehzahl
umläuft.
Um die Verschiebung des Bimetallstreifens 3 nicht zu behindern, läßt sich
die Heizeinrichtung 6 lediglich an einem Teil des Bimetallstreifens 3 befestigen,
wodurch jedoch die Temperatursteuerung des Bimetallstreifens schmierig wird und Fehler in der Auslenkung des Bimetallstreifens auftreten.
Hieraus ergibt sich eine unstabile Steuerung der Verbrennungskraftmaschine.
Die in der Fig. if dargestellte Vorrichtung ist aus der US-PS 3 618 B90
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bekannt. Diese Vorrichtung besitzt einen becherförmigen Teil 1D aus Isoliermaterial in einem Gehäuse 11 souie eine Heizeinrichtung 12 am Boden
des becherförmigen Teiles. Über der Heizeinrichtung ist eine Bimetallspule 13 angeordnet. Die Bimetallspule besitzt in ihrem Mittelpunkt einen vertikal nach oben gerichteten Steg, an dessen Spitze ein hohlzylindrisches
Ventilelement 15 befestigt ist. Dieses Ventilelement besitzt eine Öffnung 15a in seiner Seitenwand und eine nach oben gerichtete Öffnung 15b. Das
Uentilelement ist drehbar in einem Ventilsitz 16 angeordnet, der eine Auslassöffnung aufweist, die mit der nach oben gerichteten Öffnung des Ventilelements ausgerichtet ist. Ferner besitzt der Ventilsitz eine Einlaßöffnung,
die wahlweise mit der Öffnung in der Seitenwand des Ventilelements in eine
ausgerichtete Stellung in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Ventilelements gebracht werden kann. Ein elektrisches Stromversorgungskabel 17 dient
zur Stromversorgung der Heizeinrichtung. Diese Vorrichtung bewirkt eine langsame Steuerung der Luftmenge, welche während des Startbetriebs der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, da der Steg des Ventilelements am
mittleren bzw. inneren Ende der Bimetallspule befestigt ist. An dieser
Stelle ist die Auslenkung der Spule geringer als am äußeren Ende.
Die beiden bekannten Vorrichtungen sind von unterschiedlichem Typ. Die erste
bekannte Vorrichtung kann,wie in Fig. 3 dargestellt, an der mit Bezugsziffer 20 bezeichneten Stelle als Einstellvorrichtung für die Hilfeluft eingebaut werden. Ferner sind eine Ansaugkammer 21, Gummimuffen 23, Zh, ein
Luftfilter 25, ein Luftströmungsmesser 26, Drosselklappen 27, ein KaItstartventil 28, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 29, ein Saugluftventil
30, eine Zündkerze 31 und ein Kolben 32 dargestellt.
Die zweite bekannte Vorrichtung kann an einem Flansch oder Chassis eines
Motorfahrzeuges befestigt Bein, wie das in Fig. k dargestellt ist. Bei
diesen Vorrichtungen werden Gummimuffen und Klammern und andere Verbindungsmittel verwendet, um Einlaßleitungen und Auslaßleitungen stromaufwärts und
stromabwärts von der Drosselklappe zu befestigen. Durch derartige Gummimuffen und Klemmeinrichtungen werden die Herstellungskosten erhöht,und außerdem müssen noch zusätzliche andere Bauteile vorgesehen sein. Hierdurch erhöht sich die Anzahl der Anschlüsse, wodurch die Luft dichtigkeit beeinträchtigt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einstelleinrichtung für die Hilfsluft einer Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei der unter Vermeidung
der vorstehenden Nachteile während des Warmlaufens der Verbrennungskraftmaschine die Menge der Hilfsluft, welche von der Maschine angeaaugt wird,
rasch verringert wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Verbrennungskraftmaschine
mit einem Luftansaugkanal, in welchem eine Drosselklappe vorhanden ist und
von welchem stromabwärts und stromaufwärts von der Drosselklappe nach außen
Kanäle gerichtet sind, gelöst durch eine Einstelleinrichtung für die Hilfsluft, welche folgende Bestandteile aufweist:
(a)einenBefestigungsblock, in welchem ein IMebenkanal gebildet ist, dessen
eines Ende angepaßt ist an einem aus dem Ansaugkanal abgezweigten Kanal, der stromaufwärts von der Drosselklappe angeordnet ist und dessen anderes Ende angepaßt ist mit einem weiteren in den Ansaugkanal mündenden
Kanal, der stromabwärts von der Drosselklappe angeordnet ist;
(b) eine bewegliche Verschlußeinrichtung im Nebenkanal zur Steuerung des
Lüirkungsquerschnitts des Nebenkanals;
(c) eine luftdichte Kammer , die vom Nebenkanal abgetrennt ist;
(d) eine Bimetallspule in der luftdichten Kammer, deren mittleres Ende
an der Kammer befestigt ist;
(e) ein Eingriffselement, das das äußere Ende der Bimetallspule mit der
Verschlußeinrichtung in der Ueise in Eingriff bringt, daß eine Bewegung der Bimetallspule in Abhängigkeit einer Temperaturänderung mechanisch auf die Verschlußeinrichtung übertragen wird und
(f) eine Heizeinrichtung in der luftdichten Kammer zur wahlweisen Aufheizung der Bimetallspule, wobei
die Einrichtung für die Hilfsluft direkt am Luftansaugkanal befestigt
ist.
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Vorteilhaft erweist sich bei der Erfindung, daß die Einstelleinrichtung
für die Hilfsluft aus einem Stück mit der Ansaugkammer gebildet sein kann,
so daß ein kompakter Aufbau und verringerte Herstellungskasten sich erzielen lassen.
Die Erfindung kommt bei einer Verbrennungskraftmaschine zur Anwendung,
welche einen Luftansaugkanal, der eine Drosselklappe enthält, aufweist. Der Luftansaugkanal ist mit Kanälen, die nach außen von Punkten stromaufwärts und stromabwärts von der Drosselklappe nach außen verlaufen, versehen. Die Einstelleinrichtung für die Hilfsluft besitzt einen Befestigungsblock, in welchem ein Nebenkanal gebildet wird. Ein Ende des Nebenkanals
ist in Strömungsverbindung mit dem Raum im Ansaugkanal stromaufwärts von der Drosselklappe, während das andere Ende des Nebenkanale mit dem Raum
Btromabwärts von der Drosselklappe im Luftansaugkanal ist. Eine bewegliche
Verschlußeinrichtung ist im Nebenkanal in der Weise angeordnet, daß der
Wirkungsquerschnitt des Nebenkanals eingestellt werden kann. Hierzu ist eine Bimetallspule in einer luftdichten Kammer eingeschlossen, welche wahlweise aufgeheizt werden kann. Das äußere Ende der Bimetallspule ist mit der
Verschlußeinrichtung verbunden, so daß eine Auslenkung der Bimetallspule in Abhängigkeit einer Temperaturänderung mechanisch auf die Verschlußmittel
übertragen wird. Die Einstelleinrichtung für die Hilfsluft kann direkt am Luftansaugkanal angeordnet bzw. befestigt sein.
In den beiliegenden Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Anhand der Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden,
wobei für gleichwirkende Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kurvendarstellung der Menge an Hilfsluft, welche beim
Starten und beim ülarmlaufen der Verbrennungskraftmaschine benötigt wird;
Fig. Z einen Querschnitt durch eine erste bekannte Einstelleinrichtung für die Hilfsluft;
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Saugluftsystem, bei dem die in
der Fig. 2 dargestellte Vorrichtung eingebaut ist;
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-B-
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Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zueite Einstelleinrichtung
für die Hilfsluft;
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Einstelleinrichtung für die
Hilfsluft, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist;
Fig. 6 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Verschlusses und einer Verschlußbefestigung in der Vorrichtung der
Fig. 5 und
die in der Fig. 5 dargestellte Einstelleinrichtung für die
Hilfsluft eingebaut ist.
In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Einstelleinrichtung für
die Hilfsluft, welche mit dem Bezugszeichen 40 versehen ist, dargestellt. Eine Verschlußeinrichtung 41, welche beispielsweise eine mit einem Fluorkohlenstoff-Polymerisat überzogene Metallplatte sein kann, ist derart angeordnet, daß sie um einen Befestigungsstift 42, der in einen Verschlußbefestigungsblock 43 eingesetzt ist, verschwenkt werden kann. Die Verschwenkung erfolgt innerhalb eines Nebenkanals 44 in der Nähe von Drosselklappen
27 in einer Ansaugkammer 21. Die Verschlußplatte 41 steht unter der Vorspannung einer Rückstellfeder, welche die Verschlußplatte in eine solche
Stellung vorspannt, in welcher der Nebenkanal einen maximalen Öffnungsquerschnitt aufweist. Der Nebenkanal 44 wird gebildet durch die Seitenwand
der Ansaugkammer 21, den Verschlußmontageblock 43 und eine wärmeisolierende
bland 46.
Der VerschluQmontageblock 43 kann beispielsweise mit Hilfe eines Klebstoffs
an der Wand der Ansaugkammer 21, in welcher die Drosselklappe angeordnet
ist, befestigt sein. Die wärmeisolierende bJand 46 bildet einen Uandteil
einer Bimetallspulenkammer 47 und kann an der Unterseite des Verschlußmontageblockes durch geeignete Schrauben 4B befestigt sein. Die Verschlußplatte
gleitet luftdicht auf einem Verschlußsitz, der durch Vorsprünge auf dem Uerschlußmontageblock 43 gebildet wird. In der Fig. 6 ist die Ausbildung
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der Verschlußeinrichtung und des Verschlußsitzes 49 im einzelnen dargestellt.
Die Verschlußeinrichtung 41 in Form der Verschlußplatte besitzt einen Hauptverschlußplattenteil 41a an einer Stelle, an welcher durch den Hauptverschlußplattenteil 41a eine Öffnung 49a im Verschlußsitz 49 geschlossen werden kann. Auf diese LJeise läßt sich die Luftmenge, welche durch die Öffnung
49a hindurchströmt, steuern. LJenn die Öffnung 49a und eine Verschlußöffnung
41c im Hauptverschlußplattenteil 41a übereinstimmen, ergibt sich die größte
hindurchfließende Luftmenge.
Die Verschlußeinrichtung 41 besitzt außerdem einen ZusatzverschluBplattenteil 41b, der so angeordnet ist, daß ein bogenförmiger Schlitz 49b, der in
eine Rippe des VerschluBsitzes auf dem Verschlußmontageblock 43 eingeformt ist, geschlossen wird. Der ZusatzverschluBplattenteil 41b ist mit einem
Verbindungsstab 50 versehen, der durch den Schlitz 49b hindurchragt und
mit dem äußeren Ende einer Bimetallspule 51 in der Bimetallspulenkammer 47 verbunden ist. Die Verschlußeinrichtung 41 kann durch den Verbindungsstab
50 in Drehung versetzt werden. Diese Drehung erfolgt in Abhängigkeit von der Auslenkung der Bimetallspule 51 auf einem Bogen um den Befestigungsstift 42 innerhalb der Seitenwände des Schlitzes 49b. Der Schlitz 49b,
durch den der Verbindungsstab 50 hindurchragt, ist zu jeder Zeit luftdicht durch den Zusatzverschlußplattenteil 41b verschlossen. Auf diese LJeise wird
verhindert, daß Luft aus der Bimetallspulenkammer 47 ausströmt, was als Nachteil beim Stand der Technik der Fall ist. Die Bimetallspule 51 wird
von der Bimetallspulenkammer 47 umgeben. Ein lilandteil dieser Kammer wird
von der isolierenden LJand 46 gebildet und der Rest wird von der wärmeisolierenden LJand 52 gebildet. Die wärmeisolierenden LJände 46 und 52 können
beispielsweise aus Asbest und Glaswolle bestehen. Auf diese LJeise wird eine Abkühlung der Bimetallspule 51 durch die Atmosphäre verhindert. Ferner ist
die Kammer luftdicht ausgebildet, bo daß eine genaue Steuerung der Temperatur der Bimetallspule möglich ist. Die Bimetallspule 51 wird durch eine
scheibenförmige Heizeinrichtung 53 Bufgeheizt, die unter der Bimetallepule
angeordnet ist. Die Heizeinrichtung kann wahlweise mit Hilfe elektrischer Anschlußdrähte 54 und eines Schalters 55 durch eine Stromquelle 56, wie
das in Fig. 7 dargestellt ist, versorgt werden.
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1D -
beispielB der Erfindung läSt sich die Menge der Ansaugluft während des
Startbetriebs der Verbrennungskraftmaschine genauer in Abhängigkeit von
der Temperatur steuern. Dies hat seinen Grund auch darin, daß der Verbindungsstab
für die Verschlußplatte mit dem Außenende der Bimetallspule verbunden
ist. LJie weiterhin aus der Fig. 7 zu ersehen ist, kann die Einstelleinrichtung
40 direkt an einer Seite der Ansaugkammer, in welcher die Drosselklappe angeordnet ist, vorgesehen sein. Gummimuffen, Klemmvorrichtungen
und andere Befestigungsvorrichtungen, welche bei bekannten Vorrichtungen notwendig sind, wie das beispielsweise in der Fig. 3 gezeigt ist,
können entfallen. Man gewinnt daher eine Einstelleinrichtung für die Hilfsluft
mit einem kompakten Aufbau. Um die Verschlußeinrichtung it und die Bimetallspule
51 in luftdichter üJeise miteinander verbinden zu können, wird
ein Verbindungsstab 50 im dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet. Zum
gleichen Zweck ist es jedoch möglich, einen Verbindungshebel zu verwenden, der aus einem abgebogenen Teil des Zusatzverschlußplattenteiles 41b gebildet
wird. Das in der Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel kann noch dahingehend
abgeändert werden, daß der ZusatzverschluGplattenteil 41b und
der Schlitz 49b in Fortfall kommen und daß der Befestigungsstift, um den
die Verschlußplatte schwenkbar angeordnet ist ,durch die Trennwand 46 zuischen
dem Nebenkanal 44 und der Bimetallspulenkammer 47 hindurchdringt und
direkt oder über einen Arm mit der Bimetallspule verbunden ist, so daß die
VerschluBeinrichtung geöffnet oder geschlossen werden kann.
Im vorstehenden wurde die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert. Änderungen des Ausführungsbeispieles und andere Ausführungsbeispiele
sind im Rahmen der Erfindung noch möglich.
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Leerseite
Claims (5)
1.1 Einstelleinrichtung für die Hilfsluft, die beim Startbetrieb in eine
vierbrennungskraftmaschine mit einem Ansaugkanal und einer darin angeordneten
Drosselklappe angesaugt wird, mit einem von einem stromaufwärts von der
Drosselklappe im Ansaugkanal gelegenen Raum zu einem stromabwärts von der
Drosselklappe im Ansaugkanal gelegenen Raum führenden Nebenkanal für die
Hilfsluft,
gekennzeichnet durch:
(a) einen Befestigungsblock (£+3), in welchem der IMebenkanal (44) eingeformt
ist, dessen eines Offnungsende angepaßt und verbunden ist mit einem in
den Ansaugkanal (21) stromaufwärts von der Drosselklappe (27) mündenden
Kanal und dessen anderes Offnungsende angepaßt und verbunden ist mit einem weiteren stromabwärts von der Drosselklappe in den Ansaugkanal
mündenden Kanal;
(b) eine V/erschlußeinrichtung (41) im Nebenkanal (44) zur gesteuerten Einstellung
des üJirkungsquerschnittes des Nebenkanals (44);
(c) eine luftdichte Bimetallspulenkammer (47), die luftdicht vom Nebenkanal
(44) getrennt ist;
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ORIGINAL INSPECTED
(d) eine Bimetallspule (41) in der Bimetallspulenkammer (47), deren mittleres
Ende in der Bimetallspulenkammer befestigt ist;
(e) Eingriffsmittel (50), welche das äußere Ende der Bimetallspule (51)
mit der Verschlußeinrichtung (41) in Eingriff bringen, so daß eine
Auslenkung der Bimetallspule (51) in Abhängigkeit einer Temperaturänderung
mechanisch übertragen wird auf die l/erschlußeinrichtung (41);
(f) eine Heizeinrichtung (53) in der Bimetallspulenkammer (47), die zur
uahlueisen Aufheizung der Bimetallspule (51) dient,
wobei die Einstelleinrichtung für die Hilfsluft direkt am Ansaugkanal
(21) befestigt ist.
2. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die LJandteile (46, 52) der Bimetallspulenkammer
aus uiärmeisalierendem Material bestehen.
3. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß die Verschlußeinrichtung (41) eine im wesentlichen flache Platte mit einer Öffnung (41c) aufweist, die uerschwenkbar am
Befestigungsblock (1*3) angeordnet ist, wobei durch einen V/erschlußsitz
(49) in Form von Vorsprüngen des Befestigungsblockes die flache Ver-
schlußplatte luftdicht auf dem Verschlußsitz verschiebbar ist.
4. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Eingriffsmittel gebildet sind von einem Stift (50), der durch einen im Befestigungsblock (43) vorgesehenen Schlitz
(49b) ragt, wobei der Schlitz von einem Teil des Verschlußsitzes (49)
umgeben ist, der luftdicht an der flachen Verschlußplatte anliegt.
5. Einstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß die Eingriffsmittel (5D) gebildet sind von einem abgebogenen Teil der flachen Verschlußplatte, der durch einen im Be
festigungsblock (43) vorgesehenen Schlitz (49b) hindurchragt, wobei dieser Schlitz umgeben ist von einem Teil des Verschlußsitzes (49), der
luftdicht an der flachen Verschlußplatte (41) anliegt.
030017/09A6
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