DE3633260A1 - Steuervorrichtung zur regelung der leerlaufluft fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Bauart.

Derartige Steuervorrichtungen sind bei mit "Motronic" ausgerüste­ ten Brennkraftmaschinen üblich. Bei der bekannten Bauart wird zur Regelung der Leerlaufluft die am Umfang der Kammer angeord­ nete Durchbrechung vom Drehschieber gesteuert. Der Drehschieber umfaßt ein mit dem Schrittschaltmotor drehfest verbundenes schei­ benförmiges Teil, in dessen äußeren Umfangsbereich eine axial sich erstreckende Zunge angeordnet ist. Diese der Querschnittssteuerung der umfänglichen Durchbrechung dienende Zone ist der Kontur des Gehäuses im Schwenkbereich bis auf einen kleinstmöglichen Umfangs­ spalt angepaßt.

Der Umfangsspalt bestimmt die Leckluftmenge, die für eine einwand­ freie Regelung der Leerlaufluft möglichst gering sein soll. Ein entsprechend geringer Umfangsspalt hat den Nachteil, daß bei einer durch hohe Motorraumtemperaturen verursachten Verformung der Zunge diese am Gehäuse streifen kann. Entsprechend der zwischen Zunge und Gehäuse auftretenden Reibkraft verschlechtert sich die Qualität der Regelung der Leerlaufluft. Weiter ist bei den bekannten Drehschiebern zu beobachten, daß die radial von innen nach außen an der Steuerkante der Zunge vorbeiströmende Luft auf der den Umfangsspalt begrenzenden Außenseite der Zunge öl- und wasserhaltige Ablagerungen bewirkt. Diese den Umfangsspalt verringernden Ablagerungen haben eine die Regelqualität ungünstig beeinflußende Schwergängigkeit zur Folge. Weiter können bei tiefen Temperaturen die wasserhaltigen Ablagerungen oder Kondensate zu einem Einfrieren des Drehschiebers im Gehäuse führen.

Ferner ist bei der bekannten Steuervorrichtung der elektrische Schrittschaltmotor von dem zur Steuerung bzw. Regelung der Leerlaufluft dienenden Teil der Kammer lediglich durch den die Zunge tragenden, scheibenförmigen Teil getrennt, wobei der scheibenförmige Teil mit Spiel in der Kammer des Gehäuses angeord­ net ist. Da somit der elektrische Antrieb des Drehschiebers nicht vor Öl- und Wasserkondensaten geschützt ist, sind zur Vermeidung von Kurzschluß und Korrosion kostenaufwendige Abhilfemaßnahmen erforderlich. Zusätzlich wird die Verwendung der Steuervorrichtung durch vorgeschriebene Einbaulagen eingeschränkt. Schließlich bewirkt die Steuerung der radial abströmenden Leerlaufluft eine zusätzliche Belastung der Lager. Die radiale Belastung des Dreh­ schiebers verursacht zusätzlichen Lagerverschleiß, der zu einer Verringerung des Umfangsspaltes zwischen der Zunge und der Gehäuse- bzw. Kammerwand führt und in Verbindung mit den weiter o. g. Nachteilen der verformten Zunge und den auf der Zunge vorhandenen Ablagerungen einen schwergängigen oder blockierten Drehschieber ergibt. Da der Umfangsspalt des Dreh­ schiebers aus den vorgenannten Gründen nicht auf ein gewünscht kleines Maß zu bringen ist, kann auch die Leckluftmenge nicht beliebig reduziert werden. Eine zu große Leckluftmenge kann die Regelung stören und zu einem "sägenden" Leerlauf der Brennkraft­ maschine führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Bauart mit einfachen Mitteln derart zu verbessern, daß die vorgenannten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Der Vorteil der Erfindung liegt in der Kombination eines Flachdrehschiebers mit einer Kondensatsperre, wobei mit dem Flachdrehschieber die zuströmende Leerlaufluft gesteuert bzw. geregelt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kombination ist der Flachdrehschieber als stirnseitige Begrenzung einer Trommel vorgesehen. Der Trommel strömt die gesteuerte bzw. geregelte Leerlaufluft in axialer Rich­ tung zu, wobei die die Ablagerungen bewirkenden Strömungsvorgänge der in den Innenraum der Trommel einströmenden Leerlaufluft an der dem Innenraum der Trommel zugewandten Steuerkante ausgelöst werden. Dadurch aus der Leerlaufluft ausgeschiedene öl- und wasserhaltige Bestandteile werden somit an der Trommelinnenseite abgelagert. Störende Ablagerungen zwischen der Stirnwand der Kammer und dem Flachdrehschieber sind damit in vorteilhafter Weise vermieden. Zugleich bildet aber auch die Trommel die Konden­ satsperre, die ein Vordringen von öl- und wasserhaltigen Konden­ saten zum elektrischen Antriebsteil der Steuervorrichtung unter­ bindet. Da ferner der Innenraum der Trommel vom motorseitigen Unterdruck beaufschlagt wird, ist auch eine Ausbringung des Kondensats sichergestellt.

Um der Gefahr einer Vereisung bei tiefen Temperaturen durch zusätzliche Abkühlung der gesteuerten Leerlaufluft entgegenzuwir­ ken, kann die Trommel in weiterer Ausgestaltung der Erfindung entweder aus Kunststoff oder an der Innenseite mit Kunststoff beschichtet sein. Weiter ist die Gefahr einer Vereisung in dem zwischen der Stirnwand der Kammer und dem Flachdrehschieber angeordneten Luftspalt wesentlich dadurch vermindert, daß dieser Luftspalt über einen relativ großen Umfangsspalt für die Trommel vom Unterdruck der Brennkraftmaschine leergesaugt wird. Dabei kann die Leckluftmenge über diesen Luftspalt in vorteilhafter Weise durch eine Labyrinthdichtung zwischen dem Flachdrehschieber und der Stirnwand der Kammer bestimmt werden. Da ferner die den Flachdrehschieber mit der Kondensatsperre kombinierende Trommel auch bei relativ hohen Umgebungstemperaturen formbeständig ist, können Luftspalt und Labyrinthdichtung vorteilhaft aufeinander abgestimmt werden. Weiter wird mit der Steuerung der axial ein­ strömenden Leerlaufluft eine geringere radiale Lagerbelastung erreicht. Schließlich kann die Einbaulage der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beliebig sein.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erzielung einer Kondensatsperre ein gehäusefester Ring mit einem kegeligen Kragen vorgesehen, der bei der Montage von Flachdrehschieber und Scheibe auf deren jeweilige Durchmesser elastisch aufweitbar ist und mit der Scheibe einen vorbestimmten axialen Spalt begrenzt. Auch mit dieser Ausgestaltung sind alle vorgenannten Vorteile erzielbar.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Steuervorrichtung zur Regelung der Leerlaufluft mittels eines in einer Trommel integrierten Flachdreh­ schiebers, wobei die Trommel als Kondensatsperre dient,

Fig. 2 eine weitere Steuervorrichtung mit einem gesonderten Flachdrehschieber und einer aus einem gehäusefesten Teil und einem rotierenden Teil gebildeten Kondensat­ sperre.

Eine Steuervorrichtung 1 zur Regelung der Leerlaufluft für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine umfaßt ein in einer nicht gezeigten Leerlaufluftleitung anordbares Gehäuse 2 mit zueinander quer gerichteten Anschlußstutzen 3 und 4. Weiter umfaßt die Steuervorrichtung 1 in einer vom Gehäuse 2 begrenzten Kammer 5 einen die luftführende Verbindung zwischen den Anschlußstutzen 3 und 4 steuernden Flachdrehschieber 6 sowie einen elektrischen Schrittschaltmotor 7 in gleichachsiger Antriebsverbindung. Der Flachdrehschieber 6 wirkt mit einer in einer Stirnwand 8 der Kammer 5 angeordneten Durchbrechung 9 zusammen, wobei die Durchbrechung 9 dem axial gerichteten Anschlußstutzen 3 zugeordnet ist. Der Flachdrehschieber 6 weist eine Steueröffnung 10 auf, mittels der die über den Anschlußstutzen 3 zuströmende Leerlaufluft gesteuert bzw. geregelt wird. Die Steueröffnung 10 kann je nach gewünschter bzw. der jeweiligen Brennkraftmaschine angepaßter Kennlinie einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.

Die Kammer 5 weist ferner am Umfang eine Durchbrechung 11 auf, über die die gesteuerte bzw. geregelte Leerlaufluft in den radial gerichteten Anschlußstutzen 4 abströmt. Jenseits der umfänglichen Durchbrechung 11 für die abströmende Leerlaufluft ist in der Antriebsverbindung zwischen dem Flachdrehschieber 6 und dem Schrittschaltmotor 7 eine die Kammer 5 im wesentlichen untertei­ lende Scheibe 12 angeordnet. Die Scheibe 12 bildet mit dem axial beabstandeten Flachdrehschieber 6 über einen zylindrischen Mantel 13 eine Trommel 14. Die Trommel 14 weist eine mit der umfänglichen Durchbrechung 11 der Kammer 5 korrespondierende Ausnehmung 15 im Mantel 13 auf. Aus der Leerlaufluft ausfallende Kondensate an Öl, Wasser und anderen Fremdstoffen nimmt die Trommel 14 auf, wodurch sie zum Kammerteil 5′ des Schrittschaltmotors 7 hin eine wirksame Kondensatsperre bildet. Weiter werden durch Strömungsver­ hältnisse an der trommelinnenseitigen Kante der Steueröffnung 10 bewirkte öl- und wasserhaltige Ausscheidungen an der Innenseite der Trommel 14 abgelagert. Eine mit Kunststoff ausgekleidete oder aus Kunststoff gefertigte Trommel 14 wirkt ferner einer frühzei­ tigen Vereisung von wasserhaltigen Kondensaten entgegen. Zur Erzielung einer relativ kleinen Leckluftmenge bei einem relativ großem Spalt zwischen dem Flachdrehschieber 6 und der Stirnwand 8 der Kammer 5 sind Labyrinthdichtungen 16 und 17 vorgesehen.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Steuerungsvorrichtung 1′ sind mit der Steuervorrichtung 1 der Fig. 1 identische Teile mit den gleichen Bezugsziffern belegt. Bei der Steuervorrichtung 1′ ist zwischen der Scheibe 12 und dem Schrittschaltmotor 7 in der Kammer 5 zur Erzielung einer Kondensatsperre ein gehäusefester Ring 18 angeord­ net, der einen zur Scheibe 12 gerichteten, kegeligen Kragen 19 aufweist. Dieser Kragen 19 ist aus einem elastischen Material und in seinen Abmessungen so beschaffen, daß er bei der Montage von Flachdrehschieber 6 und Scheibe 12 auf deren jeweilige Durchmesser elastisch aufweitbar ist. Mit der in der Kammer 5 plazierten Scheibe 12 begrenzt der Kragen 19 einen vorbestimmten axialen Spalt 20.

Claims (6)

1. Steuervorrichtung zur Regelung der Leerlaufluft für Brenn­ kraftmaschinen,

• - die ein in einer Leerlaufluftleitung anordbares Gehäuse (2) mit zueinander quer gerichteten Anschlußstutzen (3, 4) sowie
• - in einer vom Gehäuse begrenzten Kammer (5) einen die luft­ führende Verbindung zwischen den Anschlußstutzen steuernden Drehschieber (6) und einen Schrittschaltmotor (7) in gleich­ achsiger Antriebsverbindung umfaßt,
• - wobei die Leerlaufluft über eine einem axial gerichteten An­ schlußstutzen (3) zugeordnete Durchbrechung (9) in einer Stirnwand der Kammer zuströmt und über eine Durchbrechung (11) am Umfang der Kammer abströmt in den radial gerichteten Anschlußstutzen (4),

dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Flachdrehschieber (6) mit der stirnwandseitigen Durchbrechung (9) zur Steuerung bzw. Regelung der einströmen­ den Leerlaufluft zusammenwirkt,
• - daß in der Antriebsverbindung zwischen Flachdrehschieber (6) und Schrittschaltmotor (7) jenseits der umfänglichen Durchbrechung (11) für die abströmende Leerlaufluft eine die Kammer (5) im wesentlichen unterteilende Scheibe (12) angeord­ net ist,
• - die ein Element einer zum Kammerteil (5′) des Schrittschalt­ motors (7) hin wirksamen Kondensatsperre (Trommel 14, Ring 18) bildet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Flachdrehschieber (6) mit der axial beabstandeten Scheibe (12) über einen zylindrischen Mantel (13) eine Trommel (14) bildet,
• - die eine mit der umfänglichen Durchbrechung (11) der Kammer (5) korrespondierende Ausnehmung (15) im Mantel aufweist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (14) aus Kunststoff oder an der Innenseite mit Kunststoff beschichtet ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen Scheibe (12) und Schrittschaltmotor (7) in der Kammer (5) ein gehäusefester Ring (18) angeordnet ist,
• - der einen zur Scheibe gerichteten, kegeligen Kragen (19) trägt,
• - der bei der Montage von Flachdrehschieber (6) und Scheibe (12) auf deren jeweiligen Durchmesser elastisch aufweitbar ist, und
• - mit der Scheibe (12) einen vorbestimmten axialen Spalt (20) begrenzt.

5. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachdrehschieber (6) mit der Stirn­ wand (8) der Kammer (5) über Labyrinthdichtungen (16, 17) zusammenwirkt.