DE3323304C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ansaugluftsteuer­ system mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Die Last einer mit Diesel betriebenen Verbrennungskraftma­ schine wird über die Menge des pro Einspritzimpuls von der Kraftstoffeinspritzpumpe in die Verbrennungskammern einge­ spritzten Dieselkraftstoffes reguliert und nicht über die Luftmenge, die den Verbrennungskammern zum Verbrennen des eingespritzten Dieselkraftstoffes zugeführt wird. Ein Diesel­ motor wird daher üblicherweise gestoppt, indem seine Kraft­ stoffzufuhr von der Einspritzpumpe im wesentlichen voll­ ständig abgesperrt wird. Es ist bekannt, daß durch ein der­ artiges gleichzeitiges Absperren des Ansaugluftstromes und des eingespritzten Dieselkraftstoffes beim Abstoppen des Motors eine ruhige und exakte Stillegung des Motors in glatter Weise ohne übermäßige Vibrationen erreicht werden kann.

Bei vielen Systemen des Standes der Technik ist die Kraft­ stoffeinspritzpumpe oder ein anderer Teil des Kraftstoff­ systems oft mit einer Kraftstoffabsperrsicherheitsvorrich­ tung versehen, mit der die Kraftstoffzufuhr zum Diesel­ motor sicher abgesperrt werden soll, wenn sich der Diesel­ motor nicht in Betrieb befindet. Dadurch soll verhindert werden, daß der Motor zufällig wieder gestartet wird, falls beispielsweise das zugehörige Fahrzeug mit einge­ schaltetem Gang stehengelassen und dann möglicherweise im unbesetzten Zustand von hinten angestoßen wird oder einen Berg herabfährt. In diesen Fällen wird durch die Anord­ nung einer Kraftstoffabsperreinrichtung im Kraftstoffsystem des Fahrzeugs sichergestellt, daß sich das Fahrzeug nicht ohne weiteres selbständig machen kann. Die Anordnung einer derartigen Sicherheitseinrichtung des Standes der Technik ist jedoch sowohl in bezug auf die Herstellung als auch die Wartung des Fahrzeuges mit zusätzlichen Kosten und einer erhöhten Komplexität verbunden. Ferner ergibt sich eine ver­ minderte Zuverlässigkeit.

Ferner wird ein Dieselmotor normalerweise im übermageren Betriebszustand gefahren, bei dem überschüssige Luft den Verbrennungskammern zugeführt wird, d. h. mehr Luft, als tatsächlich für die Verbrennung der gerade in die Verbrennungs­ kammern eingespritzten Kraftstoffmenge erforderlich ist.

Es ist bekannt, daß die durch die Einführung der Ansaugluft in den Dieselmotor entstehenden Geräusche und Vibrationen und die entsprechenden Vibrationen im Betrieb des Motors reduziert werden können, indem dieser Ansaugluftstrom in den Motor gedrosselt wird, obgleich naturgemäß der Ansaug­ luftstrom nicht unter die Menge reduziert werden kann, die für eine vollständige Verbrennung des eingespritzten Kraft­ stoffes erforderlich ist, d. h. die stöchiometrische Menge.

Insbesondere dann, wenn der Ansaugluftstrom während einer Verzögerung, beispielsweise bei einer Motorbremsung, reduziert wird, kann das Auftreten von Dröhngeräuschen oder Nachhalleffekten im Fahrzeuginnenraum, das durch den Ansaug­ luftstrom verursacht wird und während dieses Betriebszu­ standes besonders störend sein kann, besonders stark ver­ ringert werden. Wenn das Fahrzeug jedoch mit einem Motor­ bremssystem versehen ist, ist es von Bedeutung, daß während einer derartigen Verzögerung der Ansaugluftstrom nicht zu stark gedrosselt wird, um den Wirkungsgrad des Motorbrems­ systems nicht zu verschlechtern. Wenn der Ansaugluftstrom zu stark reduziert wird, wird der Wirkungsgrad des als Pumpe wirkenden Motors so stark verringert, daß die Wirkungs­ weise der Motorbremse übermäßig verschlechtert wird.

Diese Drosselung des Ansaugluftstromes in den Dieselmotor wurde beim Stand der Technik durchgeführt, indem ein Ansaugluftdrosselventil im Ansaugluftsystem des Motors angeord­ net und dieses Drosselventil in Abhängigkeit von der von der Kraftstoffeinspritzpumpe in die Verbrennungskammern des Motors eingeführten Dieselkraftstoffmenge betätigt wurde. Auf diese Weise wurde sichergestellt, daß der Ansaugluftstrom nicht so stark gedrosselt wurde, daß die Ansaugluftmenge unter den stöchiometrischen Wert abfiel, wodurch eine übermäßig hohe Menge an unverbrannten Kohlenwasserstoffen, beispielsweise HC und CO, im Abgas des Dieselmotors sowie der Ausstoß von Qualm und Ruß vermieden wurde.

Wenn der Dieselmotor im Leerlauf betrieben wird, bei dem das Gaspedal des zugehörigen Fahrzeuges vom Fahrer voll­ ständig freigegeben wird, darf ein derartiges Ansaugluft­ drosselventil nicht vollständig geschlossen werden, sondern sollte zumindest geringfügig geöffnet bleiben, damit zur Aufrechterhaltung dieses Leerlaufzustandes eine ausreichende Menge an Ansaugluft in den Motor strömen kann. Daher kann das vorstehend beschriebene Ansaugluftdrosselventil des Standes der Technik nicht dazu eingesetzt werden, den Ansaugluftstrom in den Dieselmotor vollständig abzusperren, wenn der Motor gestoppt werden soll. Andererseits kann das eingangs beschriebene Ansaugluftabsperrventil des Standes der Technik, das zum vollständigen Absperren des Ansaugluft­ stromes in den Dieselmotor verwendet wird und hierzu voll­ ständig geschlossen werden muß, nicht mit dem Gaspedalsystem des Fahrzeuges verbunden werden, so daß mit Hilfe eines derartigen Ansaugluftabsperrventils eine richtige Drosselung der Menge der Ansaugluft in Abhängigkeit von der jeweiligen Motorlast nicht durchgeführt werden kann. Es war daher beim Stand der Technik erforderlich, zwei unabhängige Systeme vorzusehen, und zwar eines zum Steuern der Ansaugluftmenge im Betrieb des Dieselmotors und das andere zum vollständigen Absperren des Ansaugluftstromes, wenn der Motor gestoppt werden sollte. Dies war naturgemäß mit einem beträchtlichen Aufwand und einer entsprechenden Komplexität des Motors ver­ bunden und hat zu einer schlechten Wartungsfähigkeit und Zuverlässigkeit geführt.

Ein Ansaugluftsteuersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-AS 21 65 304 bekannt. Bei diesem bekannten System wird ein Anschlagelement betätigt, das die Leer­ laufstellung (erste Anschlagstellung) und die vollständig geschlossene Stellung (zweite Anschlagstellung) des Ansaugluftsteuerventils festlegt. Zum Vorschieben und Zurückziehen des Anschlagelementes dienen hierbei ein Elektromagnet und eine Schraubenfeder. Hierbei befindet sich bei stromlosem Elektromagneten das Anschlagglied in der zurückgezogenen Stellung (verursacht durch die Feder), in der das Ansaugluftsteuerventil die zweite Anschlagstellung einnimmt, d. h. der Luftansaugkanal durch die Drosselklappe vollständig geschlossen ist. Beim erneuten Starten der Brennkraftmaschine schließt sich ein mit dem Zündschalter synchron betätigter Schalter, so daß der Elektromagnet erregt und das Anschlagglied in eine vorgeschobene Stellung gezogen wird. Diese Stellung entspricht der Leerlaufstellung, d. h. der ersten Anschlagstellung des Ansaugluftsteuerventils.

Mit anderen Worten, beim Gegenstand der Entgegenhaltung muß der Elektro­ magnet erregt sein, um die Leerlaufstellung des Ansaugluftsteuerventils aufrechtzuerhalten. Bei entregtem Elektromagnet ist das Ansaugluftsteuerventil vollständig geschlossen, und zwar über den gesamten Zeitraum, während dem die Zündung ausgeschaltet ist.

Diese Ausführungsform hat den Nachteil, daß bei Stromausfall im Betrieb des Motors das Ansaugluftsteuerventil in die geschlossene Stellung gerät, so daß hierbei bei nicht durchgedrücktem Gaspedal die Luftzufuhr vollständig gesperrt und der Motor abgewürgt wird. Es versteht sich, daß ein derartiger Zustand unerwünscht ist. Darüber hinaus muß beim Anlassen des Motors das Ansaugluftsteuerventil erst vom Elektromagneten in die etwas geöffnete Stellung (Leerlaufstellung) überführt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugluftsteuersystem der angegebenen Art zu schaffen, das bei Ausfall während des Betriebes des Dieselmotors einen normalen Weiterbetrieb desselben gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ansaugluftsteuersystem der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß beim Erfindungsgegenstand die Feder das Ventilanschlag­ element von der zweiten Verlagerungsstellung weg in die erste Verlagerungsstellung (Leerlaufstellung des Ansaugluftsteuerventils) drückt, wird verhindert, daß sich ein Ausfall der Betätigungseinheit (durch Ausfall der Unterdruckpumpe, Stromausfall) nachteilig auf den Betrieb des Dieselmotors auswirkt, indem er nämlich dessen Luftzufuhr bei nicht durchgedrücktem Gaspedal vollständig absperrt. Beim Erfindungsgegenstand wird erst mit dem Ausschalten der Zündung die entsprechende Betätigungseinheit in Betrieb gesetzt, die dann die entsprechende Verstellung des Ansaugluftsteuerventils bewirkt. Ist nunmehr die Betätigungseinheit defekt, so wird das Ansaugluftsteuer­ ventil nicht mehr verstellt, wodurch zwar ein Nachlaufen nicht mehr verhindert werden kann, jedoch in jedem Falle sichergestellt wird, daß das Ansaugluftsteuerventil in der Leerlaufstellung (auch beim Wiederstarten) verbleibt, so daß die vorstehend geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Beim Erfindungsgegenstand ist ferner dafür Sorge getragen, daß bei korrekter Funktionsweise des Systems das Ansaugluftsteuerventil eine kurze Zeitspanne nach dem Ausschalten der Zündung wieder in die erste Anschlagstellung (Leerlaufstellung) zurückgeführt wird. Dies wird bei einer Betätigung mittels Unterdruck einfach dadurch erreicht, daß beim Ausschalten der Zündung die entsprechende Unterdruckpumpe mit ausgeschaltet wird und entsprechende Lecks im System für einen Unterdruckabbau sorgen. Bei einer Ausführungsform mit elektrischer Betätigung trägt eine entsprechende Schaltung hierfür Sorge.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird der Dieselmotor rasch und wirksam außer Betrieb gesetzt, ohne daß übermäßig große Vibrationen erzeugt werden. Wenn der Dieselmotor im Leerlauf läuft, kann eine bestimmte Luftmenge das Steuerventil passieren, die zur Aufrechterhaltung des Leerlaufes ausreicht. Somit wird das Ansaugluftsteuerventil für zwei getrennte Zwecke eingesetzt. Das bedeutet, daß der Mechanismus viel einfacher, billiger und zuverlässiger ist als eine Ausführungsform, bei der zwei getrennte Luftsteuerventile für diese beiden Zwecke eingesetzt werden. Ein solches doppeltwirkendes Ansaugluftsteuerventil wird dadurch möglich, daß das Ventilanschlagelement zwei Anschlagstellungen einnehmen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungs­ form eines Ansaug­ luftsteuersystems in einem ersten Betriebszu­ stand, in dem ein Luftansaugkanal eines Diesel­ motors von einem Ansaugluftsteuerventil nicht vollständig verschlossen ist;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die einem Teil der Fig. 1 entspricht und einen Teil der dort gezeigten ersten Ausführungsform in einem zweiten Betriebszustand zeigt, in dem der Luftan­ saugkanal durch das Steuerventil vollständig ver­ schlossen ist;

Fig. 3 eine schematische Ansicht ähnlich Fig. 1, die eine zweite Ausführungsform eines Ansaugluftsteuersystems in einem ersten Betriebzustand zeigt.

In Fig. 1 ist in schematischer Weise eine erste Ausführungs­ form eines Ansaugluftsteuersystems in einem ersten Betriebs­ zustand dargestellt, während Fig. 2 diese erste Ausführungs­ form in einem zweiten Betriebszustand zeigt. In Fig. 2 ist mit 1 ein Ventilkörper dargestellt, durch den ein Luft­ ansaugkanal 2 ausgebildet ist. Der Ventilkörper 1 ist an ein Ende eines Ansaugkrümmers 3 angeschlossen, der mit ei­ nem Luftansaugkanal 4 versehen ist. Die anderen Enden des Ansaugkrümmers 3 und des Ansaugkanales 4 (in den Figuren nicht gezeigt) stehen mit einer Luftansaugöffnung oder ent­ sprechenden Luftansaugöffnungen eines Dieselmotors be­ kannter Bauart in Verbindung.

Im Luftansaugkanal 2 befindet sich ein schmetterlingsartig ausgebildetes Ansaugluftsteuerventil 6, das fest an einer Ventilwelle 5 montiert ist, die quer über den Luftansaug­ kanal 2 im Ventilkörper 4 drehbar gelagert ist. Wenn daher die Ventilwelle 5 und das zugehörige Steuerventil 6 um die Achse der Ventilwelle vor- und zurückgedreht werden, regu­ liert das Steuerventil 6 den Luftströmungswiderstand des Luftansaugkanals 2. Das Steuerventil 6 und die Ventilwelle 5 stehen im Uhrzeigersinn in Fig. 1 unter Vorspannung, d. h. in Schließrichtung des Steuerventils 6 und damit in Richtung auf einen zunehmenden Strömungswiderstand des Luftansaugkanals 2. Dies wird durch eine Feder erreicht, die in den Figuren nicht dargestellt ist. An einem Ende der Ventilwelle 5 ist ein Steuerventilbetätigungshebel 7 fest montiert, der an einem von seiner mittleren Achse entfernt angeordneten Punkt mit einem Anschlagvorsprung 8 sowie an einem anderen Punkt entfernt von seiner mittleren Achse mit einem Lastbetätigungsstift 9 versehen ist. An diesem einen Ende der Ventilwelle 5 ist ebenfalls ein Ventil­ anschlagelement 10 drehbar gelagert, das an einem von der mittleren Achse entfernt angeordneten Punkt mit einem An­ schlagschraubenlagervorsprung 11 und des weiteren mit einem Anschlagsteuerhebel 50, der von der mittleren Achse vor­ steht, versehen ist. In eine im Anschlagschraubenlager­ vorsprung 11 ausgebildete Gewindebohrung ist eine Anschlag­ verstellschraube 12 eingeschraubt, die somit in der Rota­ tionsbahn des Anschlagvorsprunges 8 angeordnet ist und diesem gegenüberliegt, so daß die im Uhrzeigersinn erfol­ gende Drehung des Betätigungshebels 7, der Ventilwelle 5 und des Steuerventils 6, d. h. eine Drehung in Schließ­ richtung des Steuerventils 6, begrenzt werden kann.

Das von der Ventilwelle 5 entfernt angeordnete Ende des Anschlagsteuerhebels 50 ist in flexibler und treibender Weise mit einem Ende einer Betätigungsstange 14 ver­ bunden, deren anderes Ende mit einer Membran 16 einer Membranbetätigungseinheit 13, die am Ventilkörper 1 mon­ tiert ist, in Verbindung steht.

Diese Membranbetätigungseinheit 13 steuert die Anschlag­ stellung des Steuerventils 6, d. h. den maximalen Winkel, den das Steuerventil 6 im Uhrzeigersinn in den Figuren, d. h. in Schließrichtung, erreichen kann. Die Membran 16 der Membranbetätigungseinheit 13 ist innerhalb eines Gehäuses 15 gelagert und begrenzt zum Teil eine Membran­ kammer 17. Eine Vakuumöffnung 19 mündet in die Membran­ kammer 17 ein, und eine druckausübende Schraubenfeder 18 ist in der Membrankammer 17 montiert, so daß die Membran 16 in den Figuren nach links unter Vorspannung steht.

Wenn die Membrankammer 17 mit Luft gefüllt wird, die unter einem höheren Druck als einem bestimmten vorgegebenen Druck steht, werden die Membran 16, die Betätigungsstange 14 und das Ende des damit verbundenen Anschlagsteuerhebels 15 durch die von der Schraubenfeder 18 ausgeübte Vorspannung in die in Fig. 1 dargestellten Positionen verschoben, bei denen das Ventilanschlagelement 10 eine erste Verlagerungsstellung ein­ nimmt. Wenn andererseits über die Vakuumöffnung 19 die die Membrankammer 17 mit Unterdruck beaufschlagt wird (d. h. wenn die in der Membrankammer 17 befindliche Luft teil­ weise durch die Vakuumöffnung 19 abgeführt wird) und dieser Unterdruck ausreichend groß ist, um den Druck in der Mem­ brankammer 17 unter den vorgegebenen Druck abzusenken, wird die Membran 16 gegen die von der Schraubenfeder 18 ausgeübte Vorspannung, die durch den durch den Unterdruck verursachten Saugeffekt überwunden wird, in der Figur nach rechts verschoben, wobei die Betätigungsstange 14 und das obere Ende des Anschlagsteuerhebels 50 in entspechender Weise nach rechts verschoben werden, so daß das Ventilan­ schlagelement 10 in eine zweite Verlagerungsstellung gelangt, wie in Fig. 2 gezeigt, die im Uhrzeigersinn etwas gegenüber der ersten Stellung verschoben ist. Durch die Wirkung der vorstehend erwähnten Feder, die in den Figuren nicht gezeigt ist, wird dabei der Anschlagvorsprung 8 so unter Druck ge­ setzt, daß er gegen die Anschlagverstellschraube 12, die drehbar am Ventilanschlagelement 10 befestigt ist, stößt. Dies geschieht sowohl, wenn sich das Anschlagelement 10 in seiner ersten Drehlage als auch in seiner zweiten Drehlage be­ findet. Daher ist die maximal verschobene Stellung des Steuerventils 6 und des drehbar damit verbundenen Betäti­ gungshebels 7 im Uhrzeigersinn auf eine erste Anschlag­ stellung begrenzt, wie in Fig. 1 gezeigt, wenn sich das Ventil­ anschlagelement 10 in seiner ersten Verlagerungsstellung befindet. In dieser Stellung ist das Steuerventil 6 aus seiner voll­ ständig geschlossenen Position heraus geringfügig ge­ öffnet. Mit anderen Worten, in diesem Fall kann das Steu­ erventil 6 nicht vollständig schließen. Andererseits kann sich das Steuerventil 6, wenn das Ventilanschlagelement 10 seine in Fig. 2 dargestellte zweite Drehlage einnimmt, im Uhrzeigersinn bis in seine vollständig geschlossene Position bewegen, die somit seine zweite Anschlagstellung darstellt.

Die Vakuumöffnung 19 der Membrankammer 17 steht über eine Vakuumleitung 20 mit einer Öffnung eines elektromagne­ tischen Schaltventils 21 in Verbindung. Das elektro­ magnetische Schaltventil 21 besitzt drei Öffnungen, und zwar die vorstehend erwähnte Öffnung a), sowie zwei Öffnungen b) und c) und ist mit einem Solenoid 22 versehen. Wenn das Solenoid 22 mit elektrischer Energie versorgt wird, wird die Öffnung a) mit der Öffnung b) in Verbindung gebracht, während die Öffnung c) ohne Verbindung mit einer anderen Öffnung verbleibt. Wenn andererseits das Solenoid 22 nicht mit elektrischer Energie versorgt wird, wird die Öffnung a) mit der Öffnung c) in Verbindung gebracht, während die Öffnung b) keine Verbindung mit einer anderen Öffnung auf­ weist. Das Solenoid 22 wird wahlweise von der Batterie 23 des Fahrzeuges über einen Tastenschalter 24, der nur dann geschlossen ist, wenn sich der Dieselmotor (nicht gezeigt) des Fahrzeuges in Betrieb befindet, mit elektrischer Energie versorgt.

Die Öffnung b) des elektromagnetischen Schaltventils 21 steht über ein Luftfilter 25 mit der Atmosphäre in Ver­ bindung, während die Öffnung c) über eine Vakuumleitung 26 an einen Zwischenspeicher 27 angeschlossen ist, der über eine andere Vakuumleitung 28 mit einer Vakuumpumpe 29 in Verbindung steht, die vom Dieselmotor des Fahr­ zeuges angetrieben wird. Auf diese Weise wird nur dann der Zwischenspeicher 27 mit Unterdruck beauf­ schlagt, wenn der Dieselmotor in Betrieb ist.

Über eine Welle 30, die seitlich gegenüber der Ventilwelle 5 versetzt ist, ist ein Lasthebel 31, der mit einem Stift­ betätigungsarm 51 und mit einem angetriebenen Arm 52 ver­ sehen ist, drehbar am Ventilkörper 1 montiert. Der Stift­ betätigungsarm 51 ist so angeordnet, daß er dem am Steuer­ ventilbetätigungshebel 7 montierten Lastbetätigungsstift 9 gegenüberliegt, wobei ein bestimmter Spalt 38 dazwischen verbleibt, wenn der Betätigungshebel 7 und das drehbar damit verbundene Steuerventil 6 ihre erste Anschlagstel­ lung einnehmen, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Stiftbetäti­ gungsarm liegt jedoch dem Lastbetätigungsstift nicht gegen­ über, wenn der Betätigungshebel 7 und das drehbar damit verbundene Steuerventil 6 ihre in Fig. 2 gezeigte zweite Anschlagstellung einnehmen. Wenn daher im zuerst genannten Fall der Lasthebel 31 ausgehend von dem Zustand, in dem sich der Betätigungshebel 7 und das Steuerventil 6 in ihrer ersten Anschlagstellung befinden und das Steuerven­ til 6 geringfügig geöffnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt, im Uhrzeigersinn gedreht wird, drückt sein Stiftbetäti­ gungsarm 51 gegen den Lastbetätigungsstift 9 und drückt den Betätigungshebel 7 und das Steuerventil 6 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn, so daß das Steuerventil 6 geöffnet und der wirksame Ansaugluftströmungswiderstand im Luftansaugkanal 2 verringert wird. Im vorstehend er­ wähnten zweiten Fall trifft jedoch ausgehend von dem Zu­ stand, bei dem sich der Betätigungshebel 7 und das Steuer­ ventil 6 in ihrer zweiten Anschlagstellung befinden und das Steuerventil 6 vollständig geschlossen ist, wie in Fig. 2, bei einer Drehung des Lasthebels 31 im Uhrzeiger­ sinn dessen Stiftbetätigungsarm 51 nicht auf den Lastbe­ tätigungsstift 9, so daß auf den Betätigungshebel 7 und das Steuerventil 6 gegen den Uhrzeigersinn kein Druck ausgeübt und das Steuerventil 7 nicht geöffnet wird.

Der angetriebene Arm 52 des Lasthebels 31 ist über eine Antriebsstange 32 mit einem Antriebsarm 34 eines Steuer­ hebels 53 der Kraftstoffeinspritzpumpe 33 verbunden. Dieser Steuerhebel 53 ist auf einer Steuerwelle 35 der Kraft­ stoffeinspritzpumpe 33 fest montiert und besitzt einen an­ deren Arm 36, der von einem nicht gezeigten Gestänge angetrieben wird, das zum Gaspedal oder einer anderen Lasteinstellvorrichtung des Fahrzeuges führt. Wenn daher das Gaspedal vom Fahrer heruntergedrückt wird, werden der Steuerhebel 53 und die Steuerwelle 35 in Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch wird die Last des Diesel­ motors (nicht gezeigt) erhöht, indem von der Pumpe 33 pro Einspritzhub mehr Kraftstoff in den Motor eingespritzt wird. Diese Bewegung wird gleichzeitig über die Stange 32 auf den Lasthebel 31 übertragen, der daher im Uhrzeiger­ sinn um einen Winkel bewegt wird, der der Motorlast ent­ spricht. Der Spalt 38 zwischen dem Stiftbetätigungsarm 51 des Lasthebels 31 und dem Lastbetätigungsstift 9 wird eingestellt, wenn das Gaspedal des Fahrzeuges freigegeben und kein Gas gegeben wird, und der Betätigungshebel 7 und das Steuerventil 6 werden in der vorstehend erwähnten er­ sten Anschlagstellung gehalten, indem die Länge der Stange 32 über eine bekannte Schraubvorrichtung so eingestellt wird, daß der Spalt 38 eine geeignete Größe erhält, worauf später Bezug genommen wird.

Das Ansaugluftsteuersystem funktioniert in der folgenden Weise.

Wenn am Anfang der Dieselmotor aus seinem Ruhezustand in Betrieb genommen wird, wird der vorher geöffnete Tasten­ schalter 24 geschlossen, so daß das Solenoid 22 des elektro­ magnetischen Schaltventils 21 mit elektromagnetischer Energie versorgt und somit die Öffnung a) mit der Öffnung b) verbunden wird, während vorher die Öffnung a) mit der Öffnung c) in Verbindung stand. Daher wird unter atmosphä­ rischem Druck stehende Luft über das Luftfilter 25 und die Öffnungen b) und a) sowie die Leitung 20 und die Öff­ nung 19 in die Membrankammer 17 der Membranbetätigungsein­ heit 13 eingeführt, so daß die Schraubenfeder 18 die Membran 16 und die Stange 14 in den Figuren nach links verschieben und somit den Anschlagsteuerhebel 50, das Ventilanschlagelement 10 und die Anschlagverstellschraube 12 in ihre erste Anschlagstellung bringen kann, die in Fig. 1 ge­ zeigt ist. Wenn man voraussetzt, daß das Gaspedal des Fahrzeuges im wesentlichen nicht betätigt wird, werden das Steuerventil 6 und der Betätigungshebel 7 über die Anschlagverstellschraube 12, die gegen den Anschlagvor­ sprung 8 stößt, in ihre in Fig. 1 gezeigte erste Anschlag­ stellung gebracht, wodurch das Steuerventil 6 geringfügig offen gehalten wird und genug Luft zum Starten des Diesel­ motors und für den Leerlauf desselben durch den Luftansaug­ kanal 2 und den Ansaugkrümmer 3 in die Verbrennungskammern des Motors eindringen kann. Auf diese Weise kann der Motor angelassen und im Leerlauf betrieben werden.

Wenn in diesem Zustand das Gaspedal des Fahrzeugs zu­ nehmend durchgedrückt wird, um die auf den Motor einwir­ kende Last zu erhöhen, wird der Steuerhebel 53 im Uhr­ zeigersinn in Fig. 1 gedreht, so daß der Antriebsarm 34 und die Stange 32 in der Figur nach rechts bewegt werden und der Lasthebel 31 im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Nach einem bestimmten Intervall, das durch das Vorhanden­ sein des Spaltes 38 verursacht wird, drückt der Stiftbe­ tätigungsarm 51 gegen den Lastbetätigungsstift 9, wonach bei zunehmendem Anstieg der Motorlast das Steuerventil 6 und der Betätigungshebel 7 in den Figuren gegen den Uhr­ zeigersinn bewegt werden, was zu einem stetigen Öffnen des Steuerventils 6 und einer Reduzierung des Strömungs­ widerstandes am Luftansaugkanal 2 führt. Daher kann eine zur Verbrennung der eingespritzten erhöhten Kraftstoff­ menge, die dieser erhöhten Motorlast entspricht, geeignete Ansaugluftmenge in die Verbrennungskammern des Diesel­ motors eindringen.

Wenn der Dieselmotor außer Betrieb gesetzt werden soll, wird der Schalter 24 vom Fahrer geöffnet, so daß die Ener­ giezufuhr zum Solenoid 22 des elektromagnetischen Schalt­ ventils 21 gestoppt und somit die Öffnung a) mit der Öff­ nung c) in Verbindung gebracht wird, wobei die Öffnung a) vorher mit der Öffnung b) in Verbindung stand. Es wird daher nicht mehr wie vorher unter atmosphärischem Druck stehende Luft über das Luftfilter 25 und die Öffnungen b) und a) sowie die Leitung 20 und die Öffnung 19 zur Mem­ brankammer 17 der Membranbetätigungseinheit 13 geführt, sondern statt dessen wird die Membrankammer 17 über die Leitung 26, die Öffnungen c) und a) und die Leitung 20 sowie die Öffnung 19 mit Unterdruck beaufschlagt, der während des Betriebes des Dieselmotors bis zum jetzigen Zeitpunkt im Zwischenspeicher 27 gespeichert wurde. Dabei wird die Vorspannkraft der Schraubenfeder 18 durch die von diesem Unterdruck ausgehende Saugwirkung über­ wunden, so daß die Membran 16 und die Stange 14 in den Figuren nach rechts gezogen und der Anschlagsteuerhebel 50, das Ventilanschlagelement 10 sowie die Anschlagschraube 12 in ihre zweite Anschlagstellung gebracht werden, die in Fig. 2 gezeigt ist. Da beim Stopppen des Dieselmotors selbstverständlich das Gaspedal des Fahrzeugs nicht be­ tätigt wird, kehren das Steuerventil 6 und der Betätigungs­ hebel 7 nunmehr in ihre zweite Anschlagstellung zurück, die in Fig. 2 gezeigt ist, und werden dort über die An­ schlagschraube 12, die gegen den Anschlagvorsprung 8 stößt, gehalten. Das Steuerventil 6 ist daher nahezu vollständig geschlossen, so daß der Ansaugluftstrom für den Dieselmotor durch den Ansaugkanal 2 und den Ansaugkrüm­ mer 3 nahezu vollständig abgesperrt wird. Auf diese Weise wird der Dieselmotor schnell und wirksam außer Betrieb gesetzt, ohne daß übermäßig große Vibrationen bzw. Ge­ räusche erzeugt werden, da der Kompressionsgrad in den Zylindern des Motors unmittelbar bevor dessen Stoppen stark reduziert wird.

Der Grund für die Anordnung des Spaltes 38 zwischen dem Stiftbetätigungsarm 51 und dem Lastbetätigungsstift 9 im lastfreien Zustand ist darin zu sehen, daß man in der Praxis oft die Leerlaufdrehzahl des Dieselmotors erhöht, wenn Hilfsvorrichtungen, beispielsweise ein Kompressor für eine Klimaanlage, am Motor montiert sind. Mit anderen Worten, wenn eine derartige Hilfsvorrichtung verwendet wird, wird der Steuerhebel 53 der Kraftstoffeinspritz­ pumpe 33 etwas im Uhrzeigersinn in Fig. 1 aus seiner Leerlaufstellung, die in Fig. 1 gezeigt ist, heraus in eine Stellung für eine höhere Leerlaufdrehzahl verschoben, und zwar selbst dann, wenn das Gaspedal des Fahrzeuges für Leerlaufbetrieb vollständig freigegeben wird. In diesem Fall wird naturgemäß auch der Lasthebel 31 etwas im Uhrzeigersinn in Fig. 1 gedreht, so daß sich der Stiftbetätigungsarm 51 etwas dem Lastbetätigungsstift 9 annähert. In einem solchen Fall sollte der Lastbetätigungs­ stift 9 nicht auf den Stiftbetätigungsarm 51 auftreffen, um nicht zu verhindern, daß sich das Steuerventil 6 in die vollständig geschlossene Stellung bewegt, wenn der Schalter 24 bei vollständig freigegebenem Gaspedal geöffnet wird. Der Spalt 38 sollte daher groß genug ausgebildet sein, um einer derartigen Bewegung des Stift­ betätigungsarmes 51 bei einer Erhöhung der Leerlaufdreh­ zahl gerecht zu werden. Wenn andererseits der Spalt 38 zu groß ausgebildet wird, wird beim Anstieg der Motorlast vom Leerlaufbetrieb an das Öffnen des Steuerventils 6 unangemessen verzögert, was dazu führt, daß der Diesel­ motor Qualm oder andere unverbrannte Kohlenwasserstoffe ausstößt, was nicht akzeptiert werden kann. Wenn anderer­ seits zur Vermeidung dieses Effektes der Leerlauföffnungs­ grad des Ansaugluftsteuerventils 6 durch Änderung der Einstellung der Schraube 12 erhöht würde, würde dies zu einer Verringerung des Ansaugluftdrosseleffektes bei einer Verzögerung oder einem Einsatz der Motorbremse führen, die ebenfalls nicht akzeptabel ist. Der Spalt 38 sollte daher einen optimalen Wert besitzen, der in der vorstehend erwähnten Weise durch Regulierung der Länge der Stange 32 eingestellt wird.

Wenn der Dieselmotor außer Betrieb gesetzt worden ist, wird natürlich die Vakuumpumpe 29 nicht weiter betätigt, so daß die Unterdruckzufuhr zum Zwischenspeicher 27 gestoppt wird. Der im Zwischenspeicher 27 vorhandene Unterdruck fällt daher auf­ grund von vorhandenen Lecks und aus anderen Gründen nach einer bestimmten Zeitdauer auf Null ab, so daß das Druck­ niveau in der Membrankammer 17 der Betätigungseinheit 13 nach Ablauf einer bestimmten charakteristischen Zeit­ dauer einen Wert nahe Atmosphärendruck erreicht, obwohl die Öffnung a) des elektromagnetischen Schaltventiles 21 noch mit der Öffnung c) in Verbindung steht. Nach Ablauf dieser charakteristischen Zeitdauer werden die Membran 16 und die Stange 14 wieder durch die Kraft der Schraubenfeder 18 in den Figuren nach links gedrückt, so daß der Anschlag­ steuerhebel 50, das Ventilanschlagelement 10 und die Anschlag­ schraube 12 in ihre in Fig. 1 gezeigte erste Anschlag­ stellung zurückgeführt werden. Dadurch werden auch das Steuer­ ventil 6 und der Betätigungshebel 7 über die Anschlag­ schraube 12, die gegen den Anschlagvorsprung 8 stößt, wieder in ihre in Fig. 1 gezeigte erste Anschlagstellung zurückgeführt. Das Steuerventil 6 wird daher wieder geringfügig geöffnet und ist zum Anlassen des Diesel­ motors bereit, da nunmehr eine ausreichende Luftmenge zum Anlassen des Motors und zu dessen Betrieb im Leer­ lauf durch den Luftansaugkanal 2 und den Ansaugkrümmer 3 strömen und in die Verbrennungskammern des Motors ein­ dringen kann. Selbst wenn der Dieselmotor wieder ange­ lassen wird, bevor die vorstehend erwähnte charakte­ ristische Zeitspanne abgelaufen ist und somit im Zwischenspeicher 27 noch ein beträchtlicher Unterdruck herrscht, bewirkt das Schließen des Schalters 24 in jedem Fall, daß die Öffnung a) des Schaltventils 21 mit der Öffnung b) des­ selben in Verbindung gebracht und somit sehr rasch unter atmosphärischem Druck stehende Luft zur Membrankammer 17 geführt wird. Auf diese Weise wird das Steuerventil 6 schnell in seine erste Anschlagstellung gebracht.

Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist die Membran 16 nur dann einer Druck­ differenz zwischen ihren beiden Seiten ausgesetzt, wenn der Dieselmotor gestoppt wird und für eine ziemlich kurze Zeitdauer danach, so daß die nutzbare Lebensdauer und die Zuverlässigkeit der Membranbetätigungseinheit 13 in vorteilhafter Weise verlängert werden, da die Membran 16 über einen größeren Zeitanteil nicht unter Spannung steht. Wenn darüber hinaus die Membran 16 gelegentlich brechen sollte, so daß die Einheit 13 un­ wirksam wird und nicht mehr die Stange 14 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung herausbewegen kann, wird das Ansaug­ luftsteuerventil 6 niemals mehr in seine vollständig ge­ schlossene Stellung (d. h. seine zweite Anschlagstellung) bewegt, selbst dann nicht, wenn der Dieselmotor außer Betrieb gesetzt wird. Die erzielten Wirkungen in bezug auf ein Außerbetriebsetzen des Motors ohne Vibrationen gehen daher verloren. Es ist jedoch trotz­ dem noch möglich, den Dieselmotor zu starten und in zufriedenstellender Weise zu betreiben, da das Steuer­ ventil 6 zu diesem Zeitpunkt den Luftansaugkanal 2 in Abhängigkeit von der Motorlast in geeigneter Weise drosselt, so daß ein Leerlaufbetrieb des Dieselmotors noch möglich ist. Der Dieselmotor verbleibt daher noch funktionsfähig, so daß die beschriebene und dargestellte erste Ausführungsform absolut zuverlässig arbeitet.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines Ansaugluftsteuersystems in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 dargestellt. Hierbei sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen. In bezug auf diese dritte Ausführungsform ist keine Figur vorhanden, die der Fig. 2 entspricht. Dem Fachmann sind jedoch die entsprechenden Details aus der nachfolgenden Beschreibung ohne weiteres verständ­ lich.

Bei dieser zweiten Ausführungsform entspricht die Kon­ struktion des Steuerventilbetätigungshebels 7, des Ventilanschlag­ elementes 10 und der anderen mechanischen Teile, die dem Ventilkörper 1 zugeordnet sind, im wesentlichen der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Konstruktion der ersten Ausführungsform. Der Anschlagsteuerhebel 50 wird jedoch bei dieser zweiten Ausführungsform nicht über eine Membranvorrichtung, wie beispielsweise die Membranbetä­ tigungseinheit 13 der ersten Ausführungs­ form, angetrieben, sondern über einen Kolben 41 einer Solenoidbetätigungseinheit 40 bekannter Bauart, bei der eine Spule 42 von einer Steuereinheit 45 wahl­ weise mit elektrischer Energie versorgt wird. Wenn die Spule 42 der Betätigungseinrichtung 40 nicht mit elek­ trischer Energie von der Steuereinheit 45 versorgt wird, wird der Kolben 41 durch die von einer Schrauben­ feder 43 ausgeübte Kraft in der Figur nach links ge­ drückt und bringt somit den Anschlagsteuerhebel 50 und das Ventilanschlagelement 10 in ihre erste Verlagerungsstellung, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Das Steuerventil 6 kann hierbei nicht vollständig geschlossen wer­ den, um einen Leerlaufbetrieb aufrechtzuerhalten. Wenn die Spule 42 mit elektrischer Energie versorgt wird, wird der Kolben 41 in der Figur nach rechts gegen die Kraft der Feder 43, die überwunden wird, bewegt, so daß der Anschlagsteuerhebel 50 und das Ventilanschlagelement 10 wiederum wie bei der ersten Ausführungsform in ihre zweite Verlagerungsstellung gebracht werden, in der das Steuer­ ventil 6 vollständig geschlossen werden kann, um den Dieselmotor außer Betrieb zu setzen. Die Steuereinheit 45 kann ein Verzögerungsrelais o. ä. enthalten und wird von der Batterie 23 des Fahrzeuges mit elektrischer Energie sowie vom Tastenschalter 24 mit einem elek­ trischen Signal versorgt. Die Steuereinheit 45 funktioniert so, daß sie nach einer bestimmten Zeit nach dem Öffnen des Schalters 24 aus dem geschlossenen Zustand eine Erregungsspannung an die Spule 42 der Betätigungs­ einrichtung 40 abgibt und diese Erregungsspannung sonst nicht zur Verfügung stellt. Die Steuerschaltung 45 kann somit zur Ausführung dieser Funktion verschiedenartig ausgebildet sein, so daß Einzelheiten an dieser Stelle nicht erläutert werden.

Somit kann sich auch bei dieser zweiten Ausführungsform das Steuerventil 6, wenn der Dieselmotor außer Betrieb gesetzt wird, in den vollständig geschlossenen Zustand bewegen. Das Steuerventil 6 wird jedoch auch im Leer­ laufbetrieb geringfügig offengehalten. Es wird somit die gleiche grundlegende Funktionsweise erreicht wie bei der anderen Ausführungsform, wobei diese Funktionsweise auf elektrischem Wege und nicht auf me­ chanischem Wege erreicht wird, wie dies bei der ersten Ausführungsform der Fall war. Mit der zweiten Ausführungsform werden somit die gleichen Vorteile er­ zielt.

Claims (3)

1. Ansaugluftsteuersystem für einen mit einem Luftansaugkanal versehenen Dieselmotor mit Kraftstoffeinspritzung mit einem Ansaugluftsteuerventil, das im Luftansaugkanal zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungs­ stellung zum Steuern des Luftdurchsatzes durch den Luftansaugkanal hin und her bewegbar ist, einer Ventilbetätigungseinrichtung zum Bewegen des An­ saugluftsteuerventils zwischen der Schließ- und der Öffnungsstellung in Ab­ hängigkeit von der Kraftstoffeinspritzung und einer Ventilanschlageinrich­ tung zum Beschränken der Bewegung des Ansaugluftsteuerventils in die Schließstellung bis zu einer ersten Anschlagstellung, in der eine zum Be­ trieb des Dieselmotors im Leerlauf erforderliche kleine Luftmenge durch den Luftansaugkanal strömen kann, und bis zu einer zweiten Anschlagstellung, in der das Ansaugluftsteuerventil den Luftdurchsatz durch den Luftansaugkanal vollständig unterbricht, wobei die Ventilanschlageinrichtung ein Ventil­ anschlagelement aufweist, dessen Position die erste und zweite Anschlag­ stellung des Ansaugluftsteuerventils festlegt, und eine Betätigungsein­ heit zum wahlweisen Anordnen des Ventilanschlagelementes zwischen einer der ersten Anschlagstellung des Ansaugluftsteuerventils entsprechenden ersten Verlagerungsstellung und einer der zweiten Anschlagstellung des Ansaugluftsteuerventils entsprechenden zweiten Verlagerungsstellung und die Betätigungseinheit eine Feder umfaßt, und mit einer Steuerschaltung zum Steuern des Betriebes der Betätigungseinheit in Abhängigkeit vom Ein- und Ausschalten eines Zündschalters des Dieselmotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (18, 34) das Ventilanschlagelement (10) von der zweiten Verlagerungsstellung weg in die erste Verlagerungsstel­ lung drückt und daß die Betätigungseinheit (13, 40) das Ventilanschlag­ element (10) nur über eine bestimmte Zeitdauer, nachdem der Motor durch Betätigen des Zündschalters (24) ausgeschaltet worden ist, gegen die Feder (18, 43) von der ersten Verlagerungsstellung weg in die zweite Verlagerungsstellung bewegt, wobei die Zeitdauer von einer Verzögerungs­ einrichtung (27, 45) bestimmt wird.

2. Ansaugluftsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit eine Membranbetätigungseinheit (13) ist, deren Membrankammer (17) mit Unterdruck beaufschlagbar ist, der über einen Zwischenspeicher (27) von einer beim Ausschalten des Dieselmotors außer Betrieb gesetzten Unterdruckpumpe (29) geliefert wird.

3. Ansaugluftsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinheit eine Solenoid-Betätigungseinheit (40) ist, deren Spule (42) über eine Steuereinheit (45) nur über die bestimmte Zeitdauer nach dem Ausschalten des Motors erregt wird.