DE3410909A1

DE3410909A1 - Stromventil

Info

Publication number: DE3410909A1
Application number: DE19843410909
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6234 Hattersheim Ruschek; Andreas 6000 Frankfurt Sausner
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1985-10-03

Description

3 " ' 3A10909

UDD Adolf Schindling AG Gräfstraße 1D3

6000 Frankfurt/Main

G-R Kl-kmG / 1770 1*+. März 19βί»

Stromventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stromventil, dessen Schließglied zur Veränderung seines Durchlaßquerschnittes mittels eines Stellmotors wegabhängig verstellbar ist, insbesondere zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotoren.

Stromventile dieser Art werden bereits in Kraftfahrzeugen zur Regelung der Leerlaufdrehzahl eingesetzt. Dabei dient als Schließglied eine Platte, ein Schieberkalben ader Schirm, welche mittels eines Stellmotors van einem Ventilsitz um definierte üJegbeträge abgehoben werden kann. Bei einem solchen Stromventil ist die Änderung des Luftmassendurchsatzes dem Stelluieg des Schließgliedes nicht proportional. In der nahezu geschlossenen Stellung des Stellgliedes führen schon geringe Stellwege zu grüßen Änderungen des Luftmassendurchsatzes, während bei weit geöffnetem Schließglied große Stellwege erforderlich sind, um eine gleich große Änderung des Luftmassendurchsatzes zu erzielen Da der Luftmassendurchsatz geregelt werden soll, ist eine Proportionalität zwischen Stellweg und Luftmassendurchsatz anzustreben, damit der Stellmotor in allen Bereichen gleich schnell und mit gleicher Auflösung den LuftmassE;ridurohBcit7 ve rändern V. nun .

Der I rf inciting 1 icqt clic; Aufgabe* zugrunde, ein St rom \/ en til dor eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß mit. einfachen Mitteln eine Proportionalität zwischen dem St eil wog seines Gehließgliedes und dem Durchsatz des Stomventils entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schließglied ein in eine zylindrische Öffnung ragender kegelförmiger Körper ist, dessen Mantelfläche sich in Schließrichtung derart verjüngt, daß sich eine Proportionalität zwischen Stellweg und Durchfluß ergibt.

Mit einem solchen Stromventil läßt sich das Regelverhalten einer Leerlaufregelung erheblich verbessern, weil der Stellmotor in allen Regelbereichen mit gleich vielen Schritten eine gleiche Änderung des Luftmassendurchsatzes herbeiführen kann. Stellt man keine höheren Anfor derungen an die Regelgüte, so kann man sich dank der Erfindung mit einem Stellmotor geringerer Auflösung begnügen, da die Stellschritte sich gleichmäßig über den gesamten Regelbereich verteilen.

Bei der Leerlaufregelung ist es vorteilhaft, wenn das Schließglied bei nicht bestromten Stellmotor die Öffnung weder vollständig verschließt noch vollständig freigibt, damit der Verbrennungsmotor mit einer mittleren Leerlaufdrehzahl laufen kann. Da man das Schiießglied jedoch nur in Schließstellung oder in Offenstellung mittels einer Feder vorspannen kann, ist das Erreichen einer Zwischenstellung problematisch. Wenn jedoch gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die zylindrische Öffnung im Stromventil von einer Schneide begrenzt ist und die Mantelfläche des Schließgliedes in Grundstellung des Schließgliedes durchmesserkleiner ist als die Öffnung, dann in Schließrichtung gesehen sich bis auf den Durchmesser der öffnung erweitert und anschließend sich zur Erzeugung einer Proportionalität zwischen Stellweg und

Durchfluß verjüngt, dann gibt das Schließglied in einer Endstellung einen definierten Querschnitt frei, so daß der Verbrennungsmotor mit einer ein Absterben ausschliessenden, mittleren Drehzahl laufen kann. 5

Eine alternative Möglichkeit, bei nicht bestromtem Stellmotor einen bestimmten Ventilqunrschnitt offenzuhalten, besteht darin, daß zur Betätigung des Schließgliedes ein Gewindegang vorgesehen ist, welcher von einer Grundstellung aus zunächst bis zu einem Wendepunkt in eine Richtung und dann weiter in die entgegengesetzte Richtung ansteigt. Diese Gestaltung führt dazu, daß bei einem Verdrehen des Schließgliedes in Schließrichtung dieses sich nach Erreichen der Schließstellung einen vorgegebenen Betrag zurückbewegt und dadurch einen bestimmten Querschnitt freigibt.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon stark schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäß

gestaltetes Stromventil, 25

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß gestalteten Stromventils.

Das in Figur 1 dargestellte Stromventil hat ein Gehäuse 1 mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich ein axial verschiebliches Schließglied 4, welches in eine Öffnung 5 ragt, deren Querschnitt in Abhängigkeit von der Stellung den Schlioß-

3^r> qliodfir; i\ mehr mlor weniger F γρ i qrqoben wird.

Für die Erfindung wesentlich ist, daß das Schließglied eine zumindest in etwa kegelförmige Mantelfläche 6 hat und sich in SchlJeßrichtung get; eh en im Durchmesser verringert. Diese Mimt el fläche 6 ist. so geformt, daß der Luftmasaendurchsat/ zwischen Fin]aß 2 und Auslaß 3 dem Stellweg des Sch]ießgliedes 4 proportional ist.

Die Verstellung des Schließgliedes 4 erfolgt mittels eines Stellmotors 7, der einen Schaft 10 des Schließgliedes 4 anzutreiben vermag. Ein Gewindegang 9 auf dem Schaft 10 greift in eine feststehendes Mutterteil 8. Der Gewindegang 9 führt in der dargestellten Zwischenstellung des Schließgliedes 4 zunächst bis zu einem Wendepunkt 11 nach unten und steigt dann erst gleichmäßig an. Dreht der Stellmotor 6 den Schaft 10 im Uhrzeigersinn, so wird auf Grund des Verlaufs des Gewindeganges das Schließglied 4 zunächst bis in Schließstellung angehoben, bevor es sich über seinen Regelbereich nach unten bewegt.

Die Ausführungsform gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen zunächst dadurch, daß das Schließglied 5 eine Mantelfläche 12 hat, die über ihren größten Bereich genau wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 nach unten hin ansteigt, dann jedoch einen sich im Durchmesser verjüngenden Bereich 13 hat. Die Öffnung 5 ist durch eine Schneide 14 begrenzt. Bewegt sich das Schließglied 4 in der Zeichnung gesehen nach unten, so wird die Öffnung 5 zunächst verschlossen. Dann erst beginnt der Regelbereich, in dem der Luftmassendurchsatz proportional dem Stellweg des Schließgliedes 5 zunimmt.

Claims

VDO Adolf Schindling AG - 1 - Gräfstraße 103

6000 Frankfurt/Main

G-R Kl-kmo / 1770 14. März

Ansprüche

il .J Stromventil, dessen Schließglied zur Veränderung seines Durchlaßquerschnittes mittels eines Stellmotors wegabhängig verstellbar ist, insbesondere zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotoren, dadurch qekennzeichnet, daß das Schließglied (4) ein in eine zylindrische Öffnung (5) ragender kegelförmiger Körper ist, dessen Mantelfläche (6) sich in Schließrichtung derart verjüngt, daß sich eine Proportionalität zwischen Stellweg und Durchfluß ergibt.
2. Stromventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Öffnung (5) von einer Schneide (14) begrenzt ist und die Mantelfläche (12) des Schließgliedes (4) in Grundstellung des Schließgliedes (4) durchmesserkleiner ist als die Öffnung (5), dann in Schließrichtung gesehen sich bis auf den Durchmesser der Öffnung (5) erweitert und anschließend sich zur Erzeugung einer Proportionalität zwischen Stellweg und Durchfluß verjüngt.
3. Stromventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Schließgliedes (4) ein Gewindegang (9) vorgesehen ist, welcher von einer Grundstellung aus zunächst bis zu.einem Wendepunkt (11) in eine Richtung und dann weiter in die entgegengesetzte Richtung ansteigt.