DE3324890A1

DE3324890A1 - Unterdruckerzeugung bei einem verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3324890A1
Application number: DE19833324890
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl.-Ing.(FH) 7257 Ditzingen Wieland
Original assignee: WIELAND ALFRED DIPL ING FH
Current assignee: WIELAND ALFRED DIPL ING FH
Priority date: 1982-10-21
Filing date: 1983-07-09
Publication date: 1985-01-17

Description

Unterdruckerzeugung bei einem
Verbrennungsmotor Die Erfindung betrifft die Unterdruckerzeugung bei einem Verbrennungsmotor insbesondere Dieselmotor für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem auf einen Hauptbremszylinder wirkenden unterdruckbetätigten Bremskraftverstärker.
Die meisten Personenkraftfahrzeuge sind heute mit unterdruckbetätigten Bremskraftverstärkern ausgerüstet, bei denen die Zusatzbremskraft aus der Druckdifferenz zwischen einem im Bremskraftverstärker wirkenden Unterdruck und dem atmosphärischen Druck resultiert. Bei Personenkraftfahrzeugen mit Dieselmotor wird der benötigte Unterdruck durch besondere Unterdruckpumpen erzeugt, die im allgemeinen mechanisch vom Dieselmotor angetrieben werden.
Bei der bekannten Unterdruckerzeugung mittels mechanisch angetriebener Unterdruckpumpen ist als nachteilig anzusehen, daß sie in ihrer Herstellung durch hohen Material- und Fertigungsaufwand verhältnismäßig teuer ist. DaXder Bedarf an Unterdruck für den Bremskraftverstärker in der Regel sehr gering ist und nur dann auftritt, wenn das Personenkraftfahrzeug abgebremst werden muß, ist weiter von Nachteil, daß die Unterdruckpumpe ständig angetrieben wird. Dadurch ist eine Blindleistung erforderlich, die einen unnötigen Energieverbrauch zur Folge hat und zu verschleißbedingten Abnützungen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterdruckerzeugung zu schaffen, die diese Nachteile beseitigt und zu wesentlich geringeren Herstellkosten gefertigt werden kann, die betriebssicher ist und einem geringen Verschleiß unterliegt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Zylinder des Verbrennungsmotors bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker die Funktion einer Unterdruckpumpe dadurch übernimmt, daß im Luftansaugkanal dieses Zylinders ein Drosselglied angeordnet ist, daß zwischen dem Drosselglied und dem Zylinder am Luftansaugkanal die Unterdruckleitung des Bremskraftverstärkers angeschlossen ist, daß das Drosselglied bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker den Luftansaugkanal verschließt und bei ausreichendem Unterdruck öffnet.
Um eine besonders betriebssichere Unterdruckerzeugung zu erhalten, ist die Erfindung so ausgebildet, daß das Drosselglied mit einer in Schließrichtung des Drosselgliedes wirkenden Zugfeder und einem an die Unterdruckleitung des Bremskraftverstärkers angeschlossenen in Schließ- und öffnungsrichtung des Drosselgliedes wirkenden Unterdruckschalter verbunden ist, der bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstarker das Drosselglied öffnet und bei nicht ausreichendem Unterdruck schließt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Unterdruckschalter aus einer in einem Gehäuse luftdicht nach außen abgedichteten Membrane besteht, die bei Unterdruck im Bremshraftverstärker gegen eine Druckfeder wirkt, deren Kraft von außen durch ein Stellteil verstellt werden kann.
Damit wird fer Vorteil erreicht, daß der notwendige Unterdruck im Bremskraftverstärker auf die technischen Gegebenheiten jedes einzelnen Kraftfahrzeugs angepaßt werden kann urd die Einzelteile der vorgeschlagenen UnterdruckerzeLgung in groben Toleranzen und damit wirtschaftlich nergesterlt werden können.
Eine weitere vortzilhaf'e Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß beim Öffnen des Drosselgliedes bevor es seine geöffnete Endlage einnimmt ein höherer Unterdruck im Bremskraftverstärker erforderlich ist, als in seiner geöffneten Endlage.
Durch diesen Vorschlag wird eine Hyteresecharakteristik des Schaltvorgangs des Drosselgliedes erreicht, die einmal die Häufigkeit der Schaltungsintervalle reduziert und zum andern eine unstabile Öffnungslage des Drosselgliedes verhiIdert, so daß bei ausreichendem Unterdruck im Bremskrftverstärker der Luftansaugkanal vollständig geöffnet ist und keine Verluste beim Ansaugen der Luft durch den Zylinder des Verbrennungsmotors entstehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker die Schließwirkung der mit dem Drosselglied verbundenen Zugfeder durch einen Elektromagneten verstärkt wird, der von einem in der Unterdruckleitung des Bremskraftverstärkers eingebauten elektronischen Druckaufnehmer bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker angesteuert wird.
Der Vorteil dieser Ausbildung der Erfindung liegt darin, daß eine unter Umständen bei konstanter Drehzahl des Verbrennungsmotors mögliche unterdruckabhängige Zwischenlage des Drosselgliedes vermieden wird, bei der Füllungsverluste des mit der Erfindung versehenen Zylinders auftreten können.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß das Drosselglied bei Überschreitung eines bestimmten Unterdrucks im Bremskraftverstärker durch einen von einem in der Unterdruckleitung des Bremskraftverstärkers eingebauten elektronischen Druckaufnehmer angesteuerten Elektromagneten geöffnet und bei Unterschreitung durch eine Feder-geschlossen wird, Dadurch wird eine besonders wirtschaftlich herstellbaren Lösung geschaffen, die außerdem einfach zu installieren ist und kaum gewartet werden muß. Außerdem wird dadurch die Sicherheitsredundanz der Erfindung erhöht, da bei einem Ausfall der elektrischen Bauteile das Drosselglied durch die Feder zwangsläufig geschlossen wird und Unterdruck zur Verfügung steht.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine betriebssichere und energiesparende Einrichtung geschaffen wird, die ein geringes Gewicht hat, die nur bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker in Funktion tritt und damit kaum einem Verschleiß unterliegt, die wegen ihrer geringen Anzahl von Einzelteilen, die in Massenproduktion in groben Toleranzen und einfachen Fertigungstechnologien gefertigt werden können, zu einem Bruchteil der Kosten der bekannten Unterdruckerzeugung hergestellt werden kann.
Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Erfindung mit Lage des Drosselgliedes bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker Fig. 2 Lage des Drosselgliedes mit Unterdruckschalter bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker Fig. 3 Anordnung elektrischer Mittel zum Erreichen vollständiger Öffnung bzw. Schließung des Drosselgliedes Fig. 4 Betätigung des Drosselgliedes durch elektrische Mittel und einer Feder Dargestellt ist ein Verbrennungsmotor 1 mit vier Zylindern 2, 2', 2'', 2"'. Am Zylinder 2 ist die Erfindung angebracht. Beim Betrieb des Verbrennungsmotors 1 strömt Luft im Luftansaugkanal 3, der den Kastenfilter 4 mit dem Zylinder 2 verbindet. In Fig. 1 und Fig. 3 ist das Drosselglied 6 in geschlossener Lage dargestellt und liegt dabei am Schließanschlag 8 an. Es ist in einem Gehäuse 5 drehbar gelagert. In dieser Lage des Drosselgliedes 6 entsteht zwichen diesem und dem Zylinder 2 im Luftansaugkanal 3 gegenüber dem atmosphärischen Druck ein Unterdruck.
Dieser wird mittels der Unterdruckleitung 12, die an den Luftansaugkanal 3 angeschlossen ist, über das Rückschlagventil 14 dem Bremskraftverstärker 17 zugeführt. An diesem ist der Hauptbremszylinder 18 angebracht, der über die Bremsleitungen 19 auf die Radbremszylinder 20 wirkt. An die Unterdruckleitung 12 ist mittels der Unterdruckleitung 13 der Unterdruckschalter 11 angeschlossen. Dieser ist mit der Stange 10 und dem Hebel 7 mit dem Drosselglied 6 verbunden.
Bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker 17 wird mittels der Druckfeder 22 die Membrane 21 nach außen gedrückt und, unterstützt durch die Zugfeder 16, bringt über die Stange 10 und den Hebel 7 das Drosselglied 6 zur Anlage an den Schließanschlag 8, so daß dieses den Durchlaß im Gehäuse 5 verschließt.
Dies führt zur Bildung eines Unterdrucks im Luftansaugkanal 3. Bei einem bestimmten Unterdruck wird die Membrane 21 des Unterdruckschalters 11 gegen die Druckfeder 22 nach innen gezogen und bringt das Drosselglied 6 zur Anlage an den Offenanschlag 9, so daß die Luft im Luftansaugkanal 3 frei strömen kann Die Befestigungspunkte der Zugfeder 16 am Hebel 7 und am Lagerpunkt 23 sind so angeordnet, daß beim Öffnen des Drosselgliedes 6 kurz bevor dieses am Offenanschlag 9 zur Anlage kommt die Schließwirkung der Zugfeder 16 auf das Drosselglied 6 in eine Öffnungswirkung geändert wird. Durch diesen Schnappeffekt wird einmal die Hysteresecharakteristik des Unterdruckschalters 11 derart beeinflußt, daß die Schaltintervalle reduziert werden und zum andern eine stabile, stromparallele Offenlage des Drosselgliedes 6 erreicht. Die Einstellung des im Bremskraftverstärkers 17 wirkenden Unterdrucks erfolgt durch das Stellteil 15, mit dem die Kraft der Druck feder 22 verändert werden kann.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie der Elektromagnet 27 die Schließwirkung der Zugfeder 16 auf das Drosselglied 6 verstärkt. Mit der Unterdruckleitung 13 ist ein elektronischer Druckaufnehmer 24 verbunden, der bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker 17 den Elektromagneten 27 unter Strom setzt. Der Elektromagnet 27 verstärkt in diesem Zustand über die Stange 29 die Schließwirkung der Zugfeder 16. Bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker 17 wird der Elektromagnet 27 stromlos und gibt das Drosselglied 6 zur Öffnung frei.
Fig. 4 zeigt die Betätigung des Drosselgliedes 6 durch einen Elektromagneten 30 und eine Feder 28. In der Unterdruckleitung 12 des Bremskraftverstärkers 17 ist ein elektronischer Druckaufnehmer 24 angeordnet,der bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker 17 den Elektromagneten 30 unter Strom setzt, der so über die Stange 29 das Drosselglied 6 öffnet. Bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker 17 wird der Elektromagnet 30 stromlos und verliert seine Wirkung, so daß die Feder 28 das Drosselglied 6 in Schließstellung bringen kann.
Bezugsziffernliste 1 Verbrennungsmotor 2 Zylinder 3 Luftansaugkanal 4 Kastenluftfilter 5 Gehäuse 6 Drosselglied 7 Hebel 8 Schließanschlag 9 Offenanschlag 10 Stange 11 Unterdruckschalter 12 Unterdruckleitung 13 Unterdruckleitung 14 Rückschlagventil 15 Stellteil 16 Zugfeder 17 Bremskraftverstärker 18 Hauptbremszylinder 19 Bremsleitung 20 Radbremszylinder 21 Membrane 22 Druckfeder 23 Lagerpunkt 24 elektronischer Druck aufnehmer 25 Fahrzeugbatterie 26 elektr. Leitung 27 Elektromagnet 28 Feder 29 Stange 30 Elektromagnet 6 Ansprüche 3 Bl. Zeichnungen, 4 Fig.
- Leerseite -

Claims

Ansprüche 1. Unterdruckerzeugung bei einem Verbrennungsmotor insbesondere Dieselmotor für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem auf einen Hauptbremszylinder wirkenden unterdruckbetätigten Bremskraftverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zylinder (2) des Verbrennungsmotors (1) bei nicht ausreichend.m Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) die Funktion einer Unterdruckpumpe dadurch übernimmt, daß im Luftansaugkaal (3) dieses Zylinders (2) ein Drosselglied (6) angeordnet ist, daß zwischen dem Drosselglied (6) und dem Zylinder (2) am Luftansaugkanal (3) die Unterdruckleitung (12) des Bremskraftverstärkers (17) angeschlossen ist, daß das Drosselglied (6) bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) den Luftansaugkanal (3) verschließt und bei ausreichendem Unterdruck öffnet.
2. Unterdruckerzeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (6) mit einer in Schließrichtung des Drosselgliedes (6) wirkenden Zugfeder (16) und einem an die Unterdruckleitung (12,13) des Bremskraftverstärkers (17) angeschlossenen in Schließ-und öffnungsrichtung des Drosselgliedes (6) wirkenden Unterdruckschalter (11) verbunden ist, der bei ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) das Drosselglied (6) öffnet und bei nicht ausreichendem Unterdruck schließt.
3. Unterdruckerzeugung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckschalter (11) aus einer in einem Gehäuse luftdicht nach außen abgedichteten Membrane (21) besteht, die bei Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) gegen eine Druckfeder (22) wirkt, deren Kraft von außen durch ein Stellteil (15) verstellt werden kann.
4. Unterdruckerzeugung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen des Drosselgliedes (6) bevor es seine geöffnete Endlage einnimmt ein höherer Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) erforderlich ist, als in seiner geöffneten Endlage.
5. Unterdruckerzeugung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) die Schließwirkung der mit dem Drosselglied (6) verbundenen Zugfeder (16) durch einen Elektromagneten (27) verstärkt wird, der von einem in der Unterdruckleitung (12,13) des Bremskraftverstärkers (17) eingebauten elektronischen Druckaufnehmer (24) bei nicht ausreichendem Unterdruck im Bremskraftverstärker (17) angesteuert wird.
6. Unterdruckezeugung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied (6) bei Überschreitung eines bestimmten Unterdrucks im Bremskraftverstärker (17) durch einen von einem in der Unterdruckleitung (12) des Bremskraftverstärkers (17) eingebauten elektronischen Druckaufnehmer (24) angesteuerten Elektromagneten (30) geöffnet und bei Unterschreitung durch eine Feder (28) geschlossen wird.