DE3149249A1

DE3149249A1 - Ansaugsystem fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3149249A1
Application number: DE19813149249
Authority: DE
Inventors: Shoji Asaka Saitama Masuda
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1980-12-13
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1982-10-14
Also published as: JPS6018808B2; FR2496178A1; US4497286A; JPS5799230A; FR2496178B1; DE3149249C2

Description

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Patentanwälte Dipl.-Iws. ti: Wßicil^ANN./MPL.-PHYs. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska

D/80

8000 MÜNCHEN 86 If

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA Postfach860sao ^h 27-8, Jingumae 6-chome, Shibuya-ku,

I O K γ O JAPAN

γ , TELEX 522621

Ansaugsystem für einen Verbrennungsmotor

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugsystem für einen Verbrennungsmotor.

Mit zunehmender Beachtung sowohl der Fragen zur Umweltverschmutzung als auch zur Kraftstoff-Kilometerleistung von Verbrennungsmotoren, die sowohl in Automobilen als auch in Motorrädern verwendet werden, wurden diesbezügliche Anstren· gungen unternommen und wesentliche Fortschritte für die Luft/Kraftstoff-Gemi sch-Verteilungsei nrichtungen, welehe Ansaugsysteme für solche Verbrennungsmotoren darstellen, erzielt. Einer dieser Fortschritte bestand in der Wiederentdeckung der Vorteile, die mit bestimmten volumetrisehen Kapazitäten im Zusammenhang mit dem Ansaugkanal oder mit Ansaugkanälen von Verbrennungsmotoren unter bestimmten Betriebsbedingungen einhergehen. Die Ladeleistung, die zu einer verbesserten Ausgangsleistung führt, ergibt sich dabei aus der Verwendung einer Gemischversorgungskammer, die zusammen mit dem Ansaugkanal nahe dem Ansaugventil des Motors angeordnet ist.

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Trotz der beobachteten Verbesserung, die mit der Verwendung einer derartigen Gemischversorgungskammer einhergeht, bestehen weiterhin bestimmte Schwierigkeiten. Es wurde festgestellt, daß die Motorleistung nachteilig durch derartige Einrichtungen während Perioden einer plötzlichen Änderung der Drosselventi1stel1ung beeinflußt wird. Beispielsweise kommen die Vorteile solcher Gemischversorgungskammern während eines Beschleunigungsvorganges für ein-Kraftfahrzeug nicht zum Tragen. Das bedeutet, daß bestimmte Nachteile notwendigerweise mit den Vorteilen solcher Gemischversorgungskammern in Kauf genommen wurden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein Ansaugsystem für einen Verbrennungsmotor mit einer ventilgesteuerten Ansaugöffnung vorgesehen, das einen Ansaugkanal, der sich zu der ventilgesteuerten Ansaugöffnung hin erstreckt, ein Drosselventil, das in dem Ansaugkanal angeord-

. i ·'>.:·'· 1 3U9249

net ist, und eine Gemischversorgungskammer, die mit dem
Ansaugkanal zwischen dem Drosselventil und der ventilgesteuerten Ansaugöffnung in Verbindung steht, enthält. Das erfindungsgemäße Ansaugsystem ist dadurch gekennzeichnet, daß
ein Steuerventil zwischen der Gemischversorgungskammer und dem Ansaugkanal vorgesehen ist, um die Austauschvorgänge
zwischen diesen beiden zu steuern.

Das bedeutet, daß die vorliegende Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen auf ein Ansaugsystem gerichtet ist, bei dem eine vorteilhafte Verwendung einer Gemischversorgungskammer in Verbindung mit einem Ansaugkan.al vorgesehen ist und trotzdem bestimmte Nachteile eliminiert werden, die mit nichtbeständigen Drosselventi1 einstel1ungen oder

dergl. einhergehen. Zur Steuerung der Austauschvorgänge ist ein Steuerventil zwischen dem Ansaugkanal und der Gemischversorgungskammer eines derartigen Ansaugsystems vorgesehen. Eine derartige Venti1 einrichtung kann vorteilhafterweise durch ein Vakuum innerhalb des Ansaugkanals und/oder

durch die Drosselventi1stel1ung gesteuert werden. Desweiteren kann ein federnder Mechanismus zum Steuern eines solchen Steuerventils bei der Gemischversorgungskammer durch
die Drosselventi1stellung zu dem Zwecke benutzt werden, daß das Steuerventil von den mehr abrupten Betätigungsbewegungen des Drosselventils isoliert wird.

Bei der Durchführung der zuvor genannten Steuerung wird in
einer bevorzugten Art und Weise eine Membraneinrichtung benutzt, um das Steuerventil für die Gemischversorgungskammer gemäß der Höhe des Vakuums innerhalb des Ansaugkanals zu
steuern. Ein Drossel gestänge, das eine Stoßdämpfungsfeder
in Form eines elastischen Federelementes hat, ist ebenfalls dem Steuerventil zugeordnet und mittels einer Feder in Richtung auf eine Position vorgespannt, in der das Steuerventil geschlossen ist. Das Gestänge ist derart angeordnet, daß,
wenn das Drosselventil teilweise geöffnet wird, die Stellung des Steuerventils in starkem Maße durch das Vakuum des

Ansaugkanals reguliert wird.

Ein Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren im einzelnen beschrieben. . ·

Fig. T zeigt eine Schnittansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht längs einer Linie 2-2 in Fig. 1 .

Fig. 1 zeigt, wie bereits erläutert, eine Schnittansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels für die vorliegende · Erfindung. Es ist ein Teil eines Verbrennungsmotors mit einem Zylinder 10, einem Zylinderkopf 12 und einem Kolben 14 gezeigt. Ein Ansaugkanal 16 führt in den Zylinderkopf zu einer ventilgesteuerten Ansaugöffnung 18, die durch ein Ansaug- oder Tellerventil 20 gesteuert wird. Ein Drosselsystem 22, das ein Drosselventil 24 enthält, ist an dem anderen Ende des Ansaugkanals 16 vorgesehen und wird durch ein Drossel gestänge 26 gesteuert. Aus dem zuvor Ausgeführten geht hervor, daß im wesentlichen ein herkömmlicher Verbrennungsmotor gezeigt ist, in den das hier beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung eingebaut ist. Zusätzliche herkömmliche Mechanismen, die einem derartigen Verbrennungsmotor zugeordnet sind (n.icht gezeigt), werden ebenfalls im Zusammenhang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrachtet.

Der Ansaugkanal 16 ist in der Nähe der ventilgesteuerten Ansaugöffnung 18 in bezug auf die Innenwand des Zylinders 10 geneigt. Der ventilgesteuerten Ansaugöffnung 18 benachbart und zwischen der Ansaugöffnung und dem Drosselventil ist ein Durchlaß 28 angeordnet. Der Durchlaß 28 erstreckt sich seitlich von dem Ansaugkanal 16 zu einem Ventilmechanismus, der allgemein mit 30 bezeichnet ist. Auf der anderen Seite des Ventilmechanismus 30 erstreckt sich ein zu-

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sätzlicher Durchlaß 32 in Richtung auf eine Gemischversorgungskammer 34, die ein vorgewähltes Volumen hat, um eine optimale Ladeleistung für das Ansaugsystem bereitzustellen. Das bedeutet, daß die Gemischversorgungskammer 34 eine zusätzliche volumetrische Kapazität für den Ans.augkanal ■ 16 an einem vorteilhaften Ort relativ zu der ventilgesteuerten Ansaugöffnung 18 zur Verfügung stellt.

Der Ventilmechanismus 30, der zwischen dem Durchlaß 28 und dem zusätzlichen Durchlaß 32 angeordnet ist, ist für die Steuerung des Austausches zwischen der Gemischversorgungskammer 34 und dem Ansaugkanal 16 bestimmt. Der Ventilmechanismus 30 enthält ein Steuerventil 36, das in dem hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Flügelventil ist, welches drehbar mittels einer Stange 38 montiert ist. Das Steuerventil 36 kann so in Zusammenarbeit mit der Stange 38 gedreht werden, um zu sperren oder einen Austausch zwischen der Gemischversorgungskammer 34 und dem Ansaugka- . nal 16 zu gestatten.

Die Stange 38 des Steuerventils 36 ist einem vakuumempfindlichen Venti1steuermittel zugeordnet, das benutzt wird, um das Steuerventil 36 zu betätigen. Zu diesem Zweck wird eine Membraneinrichtung 40 mit einem Venti1 Steuergestänge verwendet, um das Steuerventil 36 zu betätigen. Die Membraneinrichtung 40 enthält eine Vakuumkammer 42, die auf ein.er ersten Seite einer Membran 44 definiert ist. Mit der Vakuumkammer 42 und mit dem Ansaugkanal 16 kommuniziert eine Vakuumleitung 46 derart, daß das Vakuum innerhalb des Ansaugkanals 16 der Membran 44 mitgeteilt wird, um die Membran nach oben zu ziehen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Gegen das Vakuum in der Membraneinrichtung 40 wirkt eine Vorspannfeder 48. An einem'ersten Ende der Membran 44 ist eine Steuerstange 50 befestigt, die sich zu einem Venti1betätigungshebei 52 hin erstreckt. Der Venti1betätigungshebel 52 ist an dem einen Ende der Stange 38, wie dies am besten aus Fig. 2 zu erkennen ist, derart befestigt, daß er gezwungen ist,

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sich mit diesem zu drehen. Das bedeutet, daß ein erhöhtes Vakuum, dem der Ansaugkanal 16 ausgesetzt ist, in einer Drehbewegung des Steuerventils 36 in Richtung auf eine offene Position resultiert, die einen Austausch zwischen der Gemischversorgungskammer 34 und dem Ansaugkanal 16 gestattet. Vermöge der Vorspannfeder 48 führt ein reduziertes Vakuum innerhalb des Ansaugkanals 16 zu einer Drehbewegung des Steuerventils 36 in Richtung auf die geschlossene Stellung, wie es in Form einer Phantomdarstel1ung gezeigt ist.

. _r>w.

Ein drosselventi1 abhängiges Venti1steuermittel wird eben-*- falls dazu benutzt, um die Position des Steuerventils 36 zu steuern. Dieser Mechanismus enthält einen Regul ierhebel. 541 der um die Stange 38 drehbar montiert ist. Der Regul ier-h-e—_:

bei 54 ist nicht fest mit der Stange 38 verbunden, so daß er sich mit dieser drehen müßte. Vielmehr erstreckt sich ein Anschlagstift 56 in den Weg des Venti1betätigungshebVV 52 auf der Seite des Venti 1 betäti gungshebel s 52 hinein, "'um in die Öffnungsbewegung des Steuerventils 36 ei nzugrei Eine Feder 58 spannt den Regul ierhebel 54 in einer erste'n \ Drehrichtung vor, was den Anschlagstift 56 veranlaßt, in die Bewegung des Venti 1 betätigungshebel s 52 und damit aucjf" in die des Steuerventils 36 einzugreifen. Eine Unterlag- '.-""Z scheibe 60 stellt eine unabhängige Bewegung zwischen dem Venti1betätigungshebel 52 und dem Regulierhebel 54 sicher.

Die Feder 58 hat eine genügend große Stärke, um das S„teuer"-^:*""' ventil 36 in der geschlossenen Position ohne Rücksicht auf"?·: das Vakuum, dem die Membraneinrichtung 40 ausgesetzt ist, · zu halten. .

^rT"" Um den Regulierhebel 54 anzuheben, ist ein Venti1steuergestänge 62 an dem Drossel gestänge 26 und dem Regulierhebel 54 befestigt. Durch dieses Venti1 Steuergestänge führt das Öffnen des Drosselventils zu einer Bewegung des Regulierhebels 54 aus einer Position eines Eingriffs mit dem Steuerventil 36. Eine solche Bedingung ist in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeigt. Mit dem in Zusammenarbeit mit der

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Bewegung des Drosselgestänges 26 gedrehten Regulierhebel 54 und Anschlagstift 56 kann die Membraneinrichtung 40 das Steuerventil 36 in Abhängigkeit des Ans'augvakuums in dem Ansaugkanal 16 betätigen.
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In dem Venti1 Steuergestänge 62 ist dem Drossel gestänge 26 zugeordnet eine Stoßdämpfungsfeder 64 vorgesehen. Die Stoßdämpfungsfeder stellt ein federndes Glied zwischen dem Drosselgestänge 26 und dem Regulierhebel 54 dar. Die Elastizitat in diesem Glied bewirkt einen bestimmten Grad einer Abschirmung des Steuermechanismus des Steuerventils vor plötzlichen Änderungen in der Drosselventi1 einstel1ung. Solch eine plötzliche Änderung kann auftreten, wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges dieses stark beschleunigt.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Ansaugsystems beschrieben. Die Stellung des Steuerventils 36, wie sie mit ausgezogenen Linien gezeigt ist, entspricht einem Fahrzeug, das unter einer mittleren Last fährt. Der Regulierhebe!'54 wird gegen die Vorspannkraft der Feder 58 in seine Position, wie gezeigt, gedreht. Diese Drehung wird durch die übersteuernde Kraft des Drosselgestänges 26 durchgeführt, die über das Venti1 Steuergestänge 62 einwirkt. Einhergehend damit ist ein Vakuum unter einer solchen Fahrbedingung in dem Ansaugkanal 16 stromabwärts von dem Drosselventil 24 vorhanden. Dieses Vakuum kommuniziert auf natürliche Weise mit der Membraneinrichtung 40, was in der Drehung des Venti 1 betäti gungshebel s 52 gegen die Vorspannungskraft der Vorspannfeder 48 und in die Position, wie sie durch ausgezogene Linien in Fig. 1 gezeigt ist, resultiert. Unter derartigen Bedingungen steht die Vakuumkammer 42 im Austausch mit dem Ansaugkanal 16. Das Laden und Entladen von Gemisch in bzw. aus der Gemischversorgungskammer 34 werden auf diese Art und Weise normal wirksam durch die Bedingungen durch· geführt, die um die ventilgesteuerte Ansaugöffnung 18 herum bestehen.

Falls unter der Bedingung einer mittleren Last, wie sie zuvor erläutert wurde, das Drosselventil 24 langsam geöffnet wird, um die Fahrbedingung in eine solche bei höherer Geschwindigkeit zu bringen, wird der RegulierhebeV 54 in Abhängigkeit davon, nach oben gedreht, um den Anschlagstift 56 weiter von dem Eingriff mit dem Steuerventil 36 zu entfernen. Indessen wird das Vakuum in dem Ansaugkanal 16 mit der Öffnung des Drosselventils 24 graduell herabgesetzt. Dies veranlaßt die Membraneinrichtung 40, das Steuerventil 36 durch das Steuergestänge in Richtung auf die geschlossene Position zu bewegen. Auf diese Weise wird der Austausch mit der Gemischversorgungskammer 34 mit dem reduzierten Vakuum in dem Ansaugkanal 16 gedrosselt, um die Funktion dieser Gemischversorgungskammer zu beschränken.

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Wiederum gilt unter der Annahme der Bedingung für eine mittleren Last, wie sie zuvor erläutert wurde, daß, falls das Drosselventil 24 plötzlich geöffnet wird, um eine rapide Beschleunigung zum Zwecke des Überholens oder zu einem anderen Zweck zu bewirken, das federnde Glied in Form der Stoßdämpfungsfeder 64 einen plötzlichen Stoß auf den Regulierhebel verbindert. Die Bedingung des weitgeöffneten Drosselventils wirkt außerdem dahingehend,· daß das Vakuum innerhalb des Ansaugkanals 16 reduziert wird, was in der Membraneinrichtung 40 dazu'führt, daß das Steuerventil 36 geschlossen wird. Das bedeutet, daß unter der Bedingung einer rap.iden Beschleunigung oder einer hohen Last der Austausch mit der Gemischversorgungskammer 34 ausgeschaltet wird. Der Motor arbeitet dann so, als wäre keine derartige Gemischversorgungskammer vorhanden. Wenn das Vakuum innerhalb des Ansaugkanals 16 wieder verstärkt wird, wird das Steuerventil 36 geöffnet und die Gemischversorgungskammer wird wieder wirksam.

Wegen des übersteuernden Einflusses der als Vorspannungsfeder wirkenden Feder 58, die sowohl direkt auf den Regulierhebel 54 als auch über den Anschlagstiff 56 auf den Ventil-

betätigungshebel 52 einwirkt, wird das Steuerventil 36 wirksam geschlossen, wenn das Drosselventil entweder für eine Verzögerung oder im Leerlauf freigegeben wird. Diese Bedingung ist durch unterbrochene Linien in Fig. 1 gezeigt. Sie wird ohne Rücksicht auf das Vakuum innerhalb des Ansaugkanals 16 wdgen der Kraft der Feder 58 aufrechterhalten. Das bedeutet, daß die Gemischversorgungskammer 34 unter diesen Bedingungen wiederum unwirksam ist.

Schließlich gilt, daß, wenn die Motorbedingung der des Leerlaufs entspricht und das Drosselventil schnell geöffnet wird, das Drossel gestänge 26 unmittelbar auf das Ventilsteuergestänge 62 zusammen mit dem Regulierhebel 54 einwirkt. Die Stoßdämpfungsfeder 64 verursacht indessen eine kurzzeitige Verzögerung in der Betätigung des Regulierhebels 54. Während dieser Verzögerung wird das Vakuum in dem Ansaugkanal 16 drastisch durch das Öffnen des Drosselventils reduziert. Darum spricht die Membraneinrichtung 40 an, indem sie den Venti1betätigungshebels 52 und damit das Steuerventi! 36 in dessen geschlossener Stellung festhält. Demzufolge bleibt die Gemischversorgungskammer 34 während einer derartigen rapiden Beschleunigung aus dem Leerlauf heraus unwirksam.

Das bedeutet, daß, wie oben erläutert wurde, die Verwendung eines Steuerventils zwischen der Gemischversorgungskammer und dem Ansaugkanal eine Ausschaltung der Gemischversorgungskammer während bestimmter Bedingungen, unter denen die Gemischversorgungskammer wenig vorteilhaft ist, erlaubt.

Wie verdeutlicht wurde, können sowohl die Drosselventi1 einstellungen als auch das Vakuum innerhalb des Ansaugkanals zur Regulierung dieser Gemischversorgungskammer benutzt werden. Desweiteren können durch die Verwendung des federnden Elementes in einem bestimmten der Gestänge augenblickli ehe Fehl reaktionen ebenfalls vermieden werden. Selbstverständlich können andere Gestängeanordnungen verwendet werden, um vergleichbare Wirkungen zu erzielen.

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Claims

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Patentansprüche:

1J Ansaugsystem für einen Verbrennungsmotor mit einer ventilgesteuerten Ansaugöffnung und einem Ansaugkanal, der sich zu der ventilgesteuerten Ansaugöffnung des Verbrennungsmotors hin erstreckt, mit einem Drosselventil, das innerhalb des Ansaugkanals angeordnet ist, und mit einer Gemischversorgungskammer, die mit dem Ansaugkanal zwischen dem Drosselventil und der ventilgesteuerten Ansaugöffnung kommuniziert, dadurch gekennzei chnet , daß ein Ventilmechanismus (30) mit einem Steuerventil (36) innerhalb des Ansaugkanals (16) angeordnet ist, um die Austauschvorgänge zwischen dem Ansaugkanal (16) und der Gemischversorgungskammer (34) zu steuern.
2. Ansaugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn- *

15zei chnet, daß vakuumgesteuerte Venti1 steuermittel ΐ

(40-52) zum Betätigen des Ventilmechanismus' (30) in Abhän- '%

gigkeit von dem Vakuum innerhalb des Ansaugkanals (16) vorgesehen sind.
3. Ansaugsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vakuumgesteuerten Venti 1 steuermit- i' te! eine Membraneinrichtung (40), von der eine Seite in einer Vakuumkammer (42) mit dem Ansaugkanal (16) kommuniziert, enthalten, daß sich eine Steuerstange (50) und ein Venti1betätigungshebel (52) zwischen der Membraneinrichtung (40) und dem Ventilmechanismus (30) erstrecken und daß ein Venti1 Steuergestänge derart konstruiert und angeordnet ist, daß es das Steuerventil (36) mit einem verstärkten Vakuum innerhalb des Ansaugkanals (16) öffnet.
4. Ansaugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzei chnet , daß drosselventi1 ab- .

hängige Venti1steuermittel, nämlich ein Regulierhebel (54) *

und ein Anschlagstift (56), zum Begrenzen der Betätigung £

des Ventilmechanismus (30) in Abhängigkeit von der Position des Drosselventils (24) des Verbrennungsmotors vorgesehen sind.
5. Ansaugsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drossel gestänge (26) vorgesehen ist, das mit dem Drosselventil (24) gekoppelt ist, daß die drosselventi1abhängigen Venti1 steuermittel ein Venti1steuergestänge (62) und den Regulierhebel (54) enthalten, welche sich von dem Drossel gestänge (26) aus zu dem Ventilmechanismus (30) hin erstrecken, daß der Anschlagstift (56) an dem Regulierhebel (54) angebracht und derart angordnet ist, daß er selektiv in die Bewegung des Steuerventils (36) eingreifen kann, und daß eine Feder (58) vorgesehen ist, die mit dem Regulierhebel (54) gekoppelt ist, um den Regulierhebel (54) und den Anschlagstift (56) in einer ersten Richtung zum Eingreifen mit dem Steuerventil (36) vorzuspannen.
6. Ansaugsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e 20kennzei chnet , daß die drosselventi1abhängigen Venti1steuermittel ein federndes Glied in Form einer Stoßdämpf ungsfeder (64) haben, das derart konstruiert und angeordnet ist, daß es plötzliche Bewegungen des Drosselventils (24) von dem Ventilmechanismus (30) fernhält.