DE3601125C2

DE3601125C2 -

Info

Publication number: DE3601125C2
Application number: DE3601125A
Authority: DE
Inventors: Isamu Toyota Aichi Jp Ota; Yutaka Okazaki Aichi Jp Nishimura; Shigeru Kariya Aichi Jp Nishio; Kenji Nagoya Aichi Jp Yogo
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1986-01-16
Publication date: 1989-03-02
Also published as: JPH0523818Y2; DE3601125A1; JPS61122356U; CA1258796A; US4700682A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses in einem Strömungskanal einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung, wie sie in der DE-OS 34 18 392 gezeigt ist, ist in einem Strömungskanal zwischen einem Vergaser und einem Absorptionsbehälter einer Brennkraftma schine angeordnet und dient der Steuerung des Kraftstoff dampfflusses in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine sowie von der Temperatur in der Umgebung der Vorrichtung.

Die Temperatur in der Umgebung der Vorrichtung ist infolge der bei einer Brennkraftmaschine vorgesehen Kühlvorrichtungen bei Betrieb der Brennkraftmaschine im wesentlichen konstant. Nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine und damit auch der Kühlvorrichtungen steigt die Temperatur an, bevor sie im Laufe der Zeit infolge Selbstkühlung gegen einen Endwert absinkt.

Der Betrieb der Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoff dampfflusses wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 3 erläutert. Die strichpunktierte Linie I zeigt die Tempera turschwankungen, denen die bekannte Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine unterliegt. Die bekannte Vorrichtung reagiert im abgeschaltenen Zustand der Brennkraftmaschine derart auf Temperaturänderungen, daß ein Ventilelement den Strömungskanal so lange geöffnet hält, wie die Temperatur der Vorrichtung oberhalb eines vorbestimmten Temperatur-Grenzwer tes d ₂ liegt, d. h. der Strömungskanal ist von einem Zeitpunkt t ₁, an dem kurz nach dem Abschalten der Brennkraft maschine die an der Vorrichtung wirksame Temperatur über den Temperatur-Grenzwert d ₂ ansteigt, bis zu einem Zeitpunkt t ₃ geöffnet, an dem die an der Vorrichtung wirksame Temperatur unter den Temperatur-Grenzwert d ₂ fällt.

Wenn der vorbestimmte Temperatur-Grenzwert so gering gewählt wird, daß das Ventilelement den Strömungskanal unmittelbar nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine öffnet, dann ist der Strömungskanal über einen sehr langen Zeitraum geöffnet, da es lange dauert, bis die Temperatur der Vorrichtung infolge Selbstkühlung unterhalb dieses niedrigen Temperatur- Grenzwertes fällt. Dadurch vermindert sich die Menge an Kraftstoffdampf im Einlaßsystem der Brennkraftmaschine derart, daß es schwierig wird, die Brennkraftmaschine anzu lassen, nachdem sie für längere Zeit abgeschaltet war. Wenn andererseits der vorbestimmte Temperatur-Grenzwert so hoch angesetzt wird, daß das Ventilelement nur über eine kurze Zeitspanne geöffnet und somit das oben beschriebene Problem vermieden ist, dann öffnet die Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses den Strömungskanal erst eine gewisse Zeit nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine. In dem Zeitraum zwischen dem Abschalten der Brennkraftmaschine und dem Öffnen des Strömungskanals bildet sich eine Menge an Kraftstoffdampf, die ein erneutes Anlassen der Brennkraft maschine kurz nach ihrem Abschalten erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses derart weiterzubilden, daß der nach dem Abschalten der Brennkraft maschine im Vergaser entstehende Kraftstoffdampf zu keiner negativen Beeinflussung des Anlaßverhaltens der Brennkraft maschine führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Erwärmvorrichtung kann die Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses schon während des Betriebs der Brennkraftmaschine auf eine Temperatur erwärmt werden, die oberhalb eines vorbestimmten, relativ hohen Temperatur-Grenzwertes liegt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Strömungskanal unmittelbar nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine geöffnet wird, so daß der Kraftstoffdampf zuverlässig absorbiert werden kann. Des weiteren ist der Zeitraum, in dem der Strömungskanal geöffnet ist, verringert, da die Temperatur der Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses infolge Selbstkühlung in relativ kurzer Zeit unter den vorbestimmten, relativ hohen Temperatur-Grenzwert fällt. Auf diese Weise verbleibt einerseits in der Anfangsphase des abgeschaltenen Zustands der Brennkraftmaschine in deren Einlaßsystem nicht so viel Kraftstoffdampf, daß ein sofortiges Wiederanlassen der Brennkraftmaschine erschwert wäre, und andererseits ist infolge des vorbestimmten, relativ hohen Temperatur- Grenzwertes die Zeitspanne, in der der Strömungskanal geöffnet ist und in der eine Absorbtion des Kraftstoffdampfes stattfindet, derart verkürzt, daß ein Anlassen der Brennkraftmaschine selbst dann ohne Schwierigkeiten erfolgen kann, wenn diese längere Zeit nicht in Betrieb war.

Weitere Ziele, Anwendungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Einlaßsystems einer Brennkraftmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses gemäß einem Ausfüh fungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 3 ein Diagramm, dem Temperaturverläufe über die Zeit sowie Öffnungs- und Schließzeitpunkte zu entnehmen sind.

Gemäß Fig. 1 steht ein Einlaßkanal 11 einer Vorrichtung 10 zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses mit einem nicht dargestellten Schwimmergehäuse eines Vergasers 1 über eine Leitung 6 und ein Auslaßkanal 12 mit einem Absorptionsbehäl ter 2 über eine Leitung 7 in Verbindung, so daß ein Strömungskanal zwischen dem Vergaser 1 und dem Absorptions behälter 2 gebildet ist. Die Vorrichtung 10 ist über eine Steckkupplung 5 und einen Zündschlüsselschalter 3 der Brennkraftmaschine mit einer Batterie 4 verbunden. Beim Schließen des Zündschlüsselschalters 3 liegt an der Vorrichtung 10 über die Steckkupplung 5 eine Spannung von der Batterie 4 an. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine öffnet die Vorrichtung 10 den Strömungskanal, so daß der sich im Schwimmergehäuse des Vergasers 1 bildende Kraftstoffdampf dem Absorptionsbehälter 2 zugeführt und absorbiert werden kann.

Gemäß Fig. 2 ist ein metallisches Ventilelement 20, das eine Glockenform mit einem offenen und einem geschlossenen Ende 22 aufweist, in einem Gehäuse 21 angeordnet. An dem Gehäuse 21 sind der Einlaß- 11 und der Auslaßkanal 12 ausgebildet, wobei das geschlossene Ende 22 des Ventilelements 20 den Einlaßkanal 11 öffnet und schließt. Die innere Oberfläche des offenen Endes des Ventilelements 20 sitzt verschiebbar über der äußeren Oberfläche eines metallischen Führungsteils 23, das unterhalb und koaxial zum Einlaßkanal 11 angeordnet ist. Ein zweites Spannelement 24, beispielsweise eine Spiralfeder, ist zwischen einem Absatz 25, der an der äußeren Umfangsfläche am offenen Ende des Ventilelements 20 ausgebildet ist, und einer Ringnut 26 angeordnet, die um die Einlaßöffnung des Einlaßkanals 11 herum verläuft. Das zweite Spannelement 24 ist aus einer Legierung mit Formerinnerungs vermögen gebildet, so daß es sich ausdehnt und eine Federkraft erzeugt, wenn seine Temperatur einen vorher bestimmten Temperatur-Grenzwert (z. B. 65°C) übersteigt, und sich auf eine konstante Länge zusammenzieht, wenn seine Temperatur unter den vorher bestimmten Temperatur-Grenzwert sinkt. Das zweite Spannelement 24 beaufschlagt das Ventilelement 20 in dessen Öffnungsstellung und öffnet somit den Einlaßkanal 11, wenn seine Temperatur oberhalb des vorherbestimmten Temperatur-Grenzwertes liegt.

Eine Magnetspule 27 ist um das Führungsteil 23 herum angeordnet, und ein stabförmiger Anker 28 ist verschiebbar in das Führungsteil 23 eingesetzt. Ein erstes Spannelement 29, beispielsweise eine Spiralfeder, ist zwischen dem Führungsteil 23 und dem Anker 28 derart angeordnet, daß der Anker 28 gegen das Ventilelement 20 gedrückt wird. Der Magnetspule 27 wird von der Batterie 4 über die Steckkupplung 5 eine Spannung zugeführt. Wenn die Magnetspule 27 durch Zuführung einer Spannung energiert wird, drückt sie den Anker 28 gemäß Fig. 2 nach oben, so daß dieser das Ventilelement 20 in seiner Schließstellung hält. Wenn die zugeführte Spannung unterbrochen wird, ist die Magnetspule 27 deenergiert und die von der Magnetspule 27 auf den Anker 28 einwirkende Kraft ist nicht mehr wirksam. Im energierten Zustand erzeugt die Magnetspule 27 Wärme, die über das Führungsteil 23 und das Ventilelement 20 auf das zweite Spannelement 24 übertragen wird. Unterhalb des Ankers 28 ist am Boden des Gehäuses 21 ein Anschlagelement 30 ausgebildet, um die abwärts gerichtete Bewegung des Ankers 28 zu beschränken.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Vorrichtung 10 zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses erläutert.

Wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb ist, wird der Magnet spule 27 ständig eine Spannung zugeführt, so daß der Anker 28 konstant gemäß Fig. 2 nach oben gedrückt wird. Auf diese Weise wird während des gesamten Betriebs der Brennkraftma schine das Ventilelement 20 mittels des Ankers 28 nach oben gedrückt, wodurch der Einlaßkanal 11 geschlossen ist. Gleichzeitig wird die von der Magnetspule 27 erzeugte Wärme über das Führungsteil 23, das Ventilelement 20 und andere Abschnitte auf das zweite Spannelement 24 übertragen, so daß dieses auf eine Temperatur über den vorher bestimmten Temperatur-Grenzwert erwärmt wird, sich ausdehnt und dadurch eine Federkraft erzeugt, die das Ventilelement 20 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Das Ventilelement 20 ist aber an einer Bewegung in Öffnungsrichtung und somit an der Freigabe des Einlaßkanals 11 durch den Anker 28 gehindert, der durch die Magnetspule 27 nach oben gedrückt wird und auf diese Weise den Einlaßkanal 11 trotz der von dem zweiten Spannelement 24 ausgeübten Kraft geschlossen hält. Demzufolge ist der Strömungskanal zwischen dem Vergaser 1 und dem Absorptionsbehälter 2 während des Betriebs der Brennkraftmaschine durch das Ventilelement 20 geschlossen.

Wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, wird die der Magnetspule 27 zugeführte Spannung unterbrochen und die Kraft, die den Anker 28 nach oben drückte, ist nicht mehr wirksam. Obwohl der Anker 28 infolge des ersten Spannelements 29 weiterhin nach oben gegen das Ventilelement 20 in dessen Schließstellung beaufschlagt ist, wird das Ventilelement 20 mittels des zweiten Spannelements 24 nach unten gedrückt und öffnet den Einlaßkanal 11. Beim Abschalten der Brennkraftmaschine wird auch deren Kühlluftzufuhr unterbrochen und die Temperatur im Umfeld der Vorrichtung 10 steigt demgemäß an.

Die an dem zweiten Spannelement 24 wirksame Temperatur, d. h. die Temperatur im Umfeld der Vorrichtung 10 zeigt die durchgezogene Linie J in Fig. 3. Demgemäß bringt das zweite Spannelement 24 das Ventilelement 20 in dessen Öffnungsstellung, wenn die Temperatur des zweiten Spannelements 24 über einem vorherbestimmten Temperaturwert d₃ liegt, der seinerseits über dem Wert d ₂ liegt. Auf diese Weise wird mittels des Ventilelements 20 der Einlaßkanal 11 im wesentlichen zu dem Zeitpunkt geöffnet, an dem die Brennkraftmaschine abgeschaltet wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn dann im Laufe der Zeit die Temperatur der Brennkraftmaschine absinkt und demgemäß die Temperatur des zweiten Spannelements 24 unter den vorherbestimmten Temperaturwert d₃ fällt, kehrt das zweite Spannelement 24 aufgrund ihres Formerinnerungs- bzw. ihres temperaturabhän gigen Formänderungsvermögens auf seine ursprüngliche Länge zurück und übt keine nach unten gerichtete Kraft mehr aus. Folglich wird das Ventilelement 20 infolge des ersten Spannelements 29 nach oben bewegt und schließt den Einlaßkanal 11. Der Zeitpunkt t ₂, an dem der Einlaßkanal 11 durch das Ventilelement 20 geschlossen wird, liegt beispielsweise etwa 40 Minuten nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine und damit weit vor dem Zeitpunkt t ₃, bei dem der Einlaßkanal bei einer herkömmlichen Vorrichtung geschlossen wird. Die gestrichelte Linie K in Fig. 3 zeigt die Menge an Kraftstoffdampf, die im Vergaser 1 im Laufe der Zeit entsteht. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, hält das Ventilelement 20 den Einlaßkanal 11 in einem Zeitraum geöffnet, in dem die erzeugte Kraftstoffdampfmenge relativ groß ist.

Die erste Spiralfeder 24 kann nicht nur mittels der Magnetspule 27, sondern auch infolge anderer Vorrichtungen erwärmt werden.

Da der Strömungskanal der den Vergaser und den Absorptions behälter verbindet, etwa gleichzeitig mit dem Abschalten der Brennkraftmaschine geöffnet wird, kann die Brennkraftmaschine auch bei einer noch relativ hohen Temperatur, beispielsweise innerhalb einer Zeitspanne von fünf oder sechs Minuten nach ihrem Abschalten, wieder angelassen werden, ohne daß Probleme auftreten.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung des Kraftstoffdampfflusses in einem Strömungskanal zwischen einem Vergaser und einem Absorptionsbehälter einer Brennkraftmaschine, mit
einem Ventilelement zum Öffnen und Schließen des Strömungs kanals,
einem ersten Spannelement, mittels dessen das Ventilelement in Schließrichtung beaufschlagt ist,
einem zweiten Spannelement, das dem ersten Spannelement entgegenwirkt und das Ventilelement bei einer Temperatur oberhalb eines vorherbestimmten Temperatur-Grenzwertes ent gegen der Kraft des ersten Spannelementes in Öffnungsstellung hält, und
einer Schließvorrichtung, die das Ventilelement bei Betrieb der Brennkraftmaschinen in seiner Schließstellung hält,
gekennzeichnet durch eine Erwärmvorrichtung, mittels der das zweite Spannelement (24) während des Betriebs der Brennkraft maschine auf eine Temperatur oberhalb des vorherbestimmten Temperatur-Grenzwertes erwärmbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Spannelement (24) eine Feder aus einem Werkstoff mit temperaturabhängigem Formänderungsvermögen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Schließvorrichtung einen Anker (28) aufweist, der in Abhängigkeit von einer Energierung bzw. Deenergierung einer Magnetspule (27) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmvorrichtung von der Magnetspule (27) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme der Magnetspule (27) dem zweiten Spannelement (24) über die Schließvorrichtung und das Ventilelement (20) zuge führt wird.