DE3806186C3 - Einrichtung zur Steuerung der Menge der Ansaugluft in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Menge der Ansaugluft in einer Brennkraftmaschine, mit einem Drosselklappenstutzen, der einen Teil eines horizontal angeordneten Luftansaugkanals für die Brennkraftmaschine bildet, einer Drosselklappe, die im Drosselklappenstutzen angeordnet ist, einem die Dros­ selklappe umgehenden, unterhalb des horizontal ange­ ordneten Luftansaugkanals angeordneten Umleitkanal mit zwei offenen, in den Luftansaugkanal vor bzw. hin­ ter der Drosselklappe mündenden Enden und einem weiteren Ventil, das im Umleitkanal zur Steuerung der Menge von Nebenluft dient, die durch den die Drossel­ klappe umgehenden Umleitkanal strömt.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus der deutschen Ge­ brauchsmusterschrift 71 11 725 bekannt.

Brennkraftmaschinen ähnlicher Bauart sind auch aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 18124/1984 und aus der offengelegten japanischen Pa­ tentanmeldung 5856/1984 bekannt.

Aus der österreichischen Patentschrift 152 227 ist es bekannt, bei einer Brennkraftmaschine zum Zerstäuben des aus einer Anlaß- und Leerlaufdüse austretenden Brennstoffes im horizontäl angeordneten Drosselklap­ penstutzen auf der Luftansaugseite an der tiefsten Stelle der Innenwand ein vorspringendes Hindernis vorzuse­ hen, gegen das der aus der Anlaß- und Leerlaufdüse austretende Brennstoff anströmt.

Bei den bekannten Einrichtungen der eingangs ge­ nannten Art können Flüssigbestandteile, die sich an der Innenwand des Drosselklappenstutzens absetzen und an ihr herabfließen, in den Umleitkanal gelangen. Diese Flüssigbestandteile werden häufig gebildet durch Treib­ stoff, der in dem aus der Maschine austretenden Gas enthalten ist, Treibstoff, der in der zirkulierenden Um­ luft enthalten ist, Feuchtigkeit, Kohlenstoff, Ölnebel und andere Substanzen, die bei der Verbrennung entstehen. Sie haften an der Innenfläche des Drosselklappenstut­ zens. Besonders dann, wenn die Maschine nicht in Be­ trieb ist, fließen diese haftenden Substanzen an der Wandfläche aufgrund der Schwerkraft abwärts und sammeln sich im unteren Teil der zylindrischen Wand­ fläche. Dann fließen sie weiter in den Umleitkanal, der sich unter dem Drosselklappenstutzen befindet, und ge­ langen auch in den Bereich des im Umleitkanal vorhan­ denen Ventils. Sie können dort zusammenbacken. Als Folge davon wird ein reibungsloser Betrieb des Ventils behindert, so daß die Genauigkeit der Steuerung der Nebenluftmenge verschlechtert wird. Vor allem nach längerem Betrieb der Brennkraftmaschine bildet sich auch ein Sumpf, der zur Vermeidung anhaltender Be­ triebsstörungen entfernt werden muß. Hierzu muß die Maschine relativ häufig gewartet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bei Ausbildung des unterhalb des Luftansaugkanals angeordne­ ten Umleitkanals für die Steuerung der Leerlaufdrehzahl das Eindringen und längere Ansammeln von Flüssigbestandteilen in diesen Umleitkanal vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nicht nur das Eindringen der Flüssigbestandteile in den Um­ leitkanal verhindert, sondern darüber hinaus auch eine ständige Beseitigung der im Ansaugstutzen abgesetzten Flüssigbestandteile durch den Ansaugluftstrom gewähr­ leistet. Auch wenn die Maschine nach vorübergehen­ dem Stillstand das nächstemal gestartet wird, werden die Flüssigbestandteile, die entweder im unteren Be­ reich des Ansaugkanals oder um die Rille oder Rippe verblieben sind, durch den starken Luftsog in die Ma­ schine eingezogen und verschwinden.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen nä­ her beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im Querschnitt,

Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt längs der Linie II-II,

Fig. 3 die Einrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt längs der Linie III-III und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Einrichtung im Querschnitt.

Zunächst wird die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Die Einrichtung besitzt einen Drosselklappenstutzen, der sich horizontal erstreckt und einen Ansaugkanal bildet, dessen Innenwand die Bezugszahl 1 trägt. Eine Ventil- oder Drosselklappe 2 ist im Drosselklappenstutzen befestigt. Eine Klappenwelle 3 ist horizontal und im rechten Winkel zur Achse des Ansaugkanals angeordnet. Im Ansaugkanal sind Rillen oder Rippen 4 ausgebildet. Umleitkanäle 5a und 5b er­ strecken sich vom Boden der Innenwand des Drossel­ klappenstutzens vertikal nach unten. Der Umleitkanal 5b öffnet sich in den Ansaugkanal hinein an einer Stelle über der Mittellinie des Ansaugkanals über einen Füh­ rungskanal 5c, der sich vom Umleitkanal 5b erstreckt. Der Umleitkanal 5a öffnet sich direkt in den Ansaugka­ nal hinein. Ein Flansch 50 dient zur Befestigung des Drosselklappenstutzens an der Maschine. Der vorer­ wähnte Führungskanal 5c ist in diesem Flansch als Ka­ nal ausgebildet. Der Führungskanal 5c wirkt mit einem (nicht gezeigten) Flansch auf Seiten der Maschine zu­ sammen, um einen tunnelartigen Kanal zu bilden.

Die Luftmenge, die durch den Ansaugkanal auf der Innenseite 1 des Drosselklappenstutzens in Richtung des Pfeiles A zur Maschine fließt, wird durch die Ver­ wendung der Ventilklappe 2 willkürlich gesteuert. Dann spritzen (nicht gezeigte) Teibstoffeinspritzdüsen, die an (nicht dargestellten) Ansaugrohren der Maschine vor­ gesehen sind, Treibstoff in Abhängigkeit von der Luft­ menge ein. Folglich wird der Maschine ein Luft-Treib­ stoff-Gemisch zugeführt. Wenn die Maschine nicht un­ ter Last läuft, nimmt die Ventilklappe 2 die dargestellte Lage ein. Unter dieser Bedingung wird die Menge der Nebenluft, die durch die Umleitkanäle 5a und 5b fließt, in der Weise gesteuert, daß die Maschinendrehzahl auf einem konstanten Wert bleibt, der für die Temperatur des Kühlmittels der Maschine geeignet ist.

Zu diesem Zweck ist die Einrichtung mit einem pro­ portional wirkenden Magnetventil 9 ausgestattet, das ein Ventilgehäuse 15 aufweist. Dieses Gehäuse hat ein Lufteinlaßrohr 28a und ein Luftauslaßrohr 28b, welche mit den Umleitkanälen 5a bzw. 5b verbunden sind. Die Nebenluft fließt vom Lufeinlaßrohr 28a zum Luftaus­ laßrohr 28b durch einen Ventilhohlraum 31, der in ei­ nem Zylinder 32 ausgebildet ist. Ein Ventilkörper 41, der aus einem beweglichen Eisenkern besteht, ist im Zylin­ der 32 angeordnet, um die offene Fläche des Hohlrau­ mes 31 zu steuern. Der Kern ist zwischen Federn 42 und 43 montiert und wird entsprechend dem elektrischen Strom gesteuert, der durch eine Solenoidwicklung 40 fließt.

Eine (nicht dargestellte) elektronische Steuerschal­ tung vergleicht die tatsächlich gemessene Maschinen­ drehzahl mit einer angestrebten Maschinendrehzahl und erzeugt ein Signal entsprechend der Differenz (sie­ he japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 18124/1984). Die Solenoidspule 40 wird mit einem Si­ gnal gespeist, um die Stellung des Ventilkörpers 41 im Verhältnis zur Stromstärke des Signals zu steuern. So­ mit wird die offene Fläche des Hohlraumes 31 auf einen Wert eingesteuert, welcher der Lage des Ventilkörpers 41 entspricht. Als Folge davon wird die Luftmenge, die durch die Umleitkanäle 5a und 5b fließt, so gesteuert, daß die Maschinendrehzahl der angestrebten Drehzahl gleich wird. Selbstverständlich wird Treibstoff von den Treibstoffeinspritzdüsen entsprechend der Luftmenge eingespritzt und erreicht die Maschine zusammen mit Luft.

Während des Betriebs der Maschine fließt das Luft- Treibstoffgemisch mit einer hohen Strömungsgeschwin­ digkeit in die durch den Pfeil A gekennzeichnete Rich­ tung, so daß die Flüssigbestandteile für die Innenfläche 1 des Drosselklappenstutzens keine Probleme darstellen. Wenn jedoch die Maschine im Ruhezustand ist, haften die Flüssigbestandteile, die in dem aus der Maschine austretenden Gas und in der zirkulierenden Umluft ent­ halten sind, an der Innenfläche des Drosselklappenstut­ zens und bewegen sich aufgrund der Schwerkraft ab­ wärts. Jedoch fließen die Flüssigbestandteile schwerlich in den Führungskanal 5c, da sich dieser Führungskanal 5c in den Ansaugkanal an einer Stelle öffnet, die nahe dem oberen Bereich der Innenwand 1 des Drosselklap­ penstutzens ist. Daher fließen die Flüssigbestandteile nicht durch den Umleitkanal 5b.

Die Flüssigbestandteile, die zum Umleitkanal 5a sich abwärtsbewegen, treffen auf die Rillen 4, die durch eine vertikale Wand 4a und eine horizontale Wand 4b gebil­ det sind. Dann verteilen sie sich horizontal entlang den horizontalen Wänden 4b. Deshalb fließen sie nicht di­ rekt in den Umleitkanal 5a. Wenn die Maschine das nächstemal gestartet wird und die Menge der Ansaug­ luft zunimmt, bläst die Ansaugluft die an den horzonta­ len Wänden 4b verbliebenen Flüssigbestandteile weg. Die Flüssigbestandteile, die im unteren Bereich der In­ nenfläche 1 des Drosselklappenstutzens bleiben, wer­ den aus Vertiefungen 44 herausgedrückt und durch die große Menge der Ansaugluft zerkleinert, so daß sie ver­ schwinden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Umleitkanal 5b vom Führungskanal 5c, der im Flansch 50 gebildet ist. Ein ähnlicher Führungskanal, der sich vom Umleitkanal 5a erstreckt, kann anstelle der Rillen oder Rippen 4 ausgebildet werden.

Nunmehr wird auf Fig. 4 bezug genommen, wo eine weitere erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt ist. Diese Einrichtung ist der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ein­ richtung ähnlich mit der Ausnahme, daß vor dem Um­ leitkanal 5b Rillen 4 anstatt des Führungskanals 5c aus­ gebildet sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstrec­ ken sich die horizontalen Wände 4b der Rillen 4 buch­ stäblich horizontal. Die horizontalen Wände 4b können vom Umleitkanal 5a aus nach rechts abwärts und vom Umleitkanal 5b aus nach links abwärts geneigt sein. Falls es die Spritzgießtechnik erlaubt, kann eine ringför­ mige Sperre wie z. B. ein Vorsprung oder eine Rippe um jeden der Umleitkanäle ausgebildet sein.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen enthalten die Umleitkanäle das proportional wirkende Magnetventil 9.

Dieses Ventil kann durch ein temperaturabhängiges Ventil ersetzt werden, welches aufgrund von "Thermo­ wax" oder dergleichen funktioniert. In diesem Fall kön­ nen natürlich ähnliche Vorteile erzielt werden.

Wie oben beschrieben ist, sind in der neuartigen erfin­ dungsgemäßen Einrichtung Rillen oder Rippen auf der Innenfläche des Drosselklappenstutzens über dem Um­ leitkanal oder ein Führungskanal ausgebildet, der sich von dem Umleitkanal erstreckt und nahe dem oberen Bereich der Innenfläche des Drosselklappenstutzens an­ geordnet ist.

Deshalb fließen Flüssigbestandteile, welche in dem aus der Maschine austretenden Gas und in der zirkulie­ renden Umluft enthalten sind, nicht in den Umleitkanal. Als Folge davon wird die Genauigkeit der Steuerung der Nebenluftmenge nicht vermindert und die Steue­ rungsmechanismen erleiden keine Funktionseinbuße, selbst wenn die Einrichtung über lange Zeit eingesetzt wird.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Steuerung der Menge der An­ saugluft in einer Brennkraftmaschine, mit

• a) einem Drosselklappenstutzen, der einen Teil eines horizontal angeordneten Luftansaugka­ nals (1) für die Brennkraftmaschine bildet.
• b) einer Drosselklappe (2), die im Drosselklap­ penstutzen angeordnet ist,
• c) einem die Drosselklappe (2) umgehenden, unterhalb des horizontal angeordneten Luft­ ansaugkanals (1) angeordneten Umleitkanal (5a, 5b, 5c) mit zwei offenen, in den Luftan­ saugkanal (1) vor bzw. hinter der Drosselklap­ pe (2) mündenden Enden und
• d) einem weiteren Ventil (9), das im Umleitka­ nal (5a, 5b, 5c) zur Steuerung der Menge von Nebenluft dient, die durch den die Drossel­ klappe (2) umgehenden Umleitkanal (5a, 5b, 5c) strömt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) beide offenen Enden des Umleitkanals (5a, 5b, 5c), der mit seinem Ventil (9) die Drehzahl der Brennkraftmaschine in der Weise steuert, daß sie auf einem konstanten Wert bleibt, wenn die Maschine nicht unter Last läuft, im Drosselklappenstutzen so angeordnet sind, daß mindestens eines der offenen Enden des Umleitkanals (5a, 5b, 5c) oberhalb einer die Mittelachse des Luftansaugkanals (1) ein­ schließenden horizontalen Ebene mündet und/­ oder mindestens ein offenes Ende des Umleit­ kanals (5a, 5b, 5c) am Boden des Drosselklap­ penstutzens und unterhalb einer dafür vorge­ sehenen Rille oder Rippe mündet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe (2) liegende offene Ende des Umleit­ kanals (5a, 5b, 5c) oberhalb der Mittelachse des Luftansaugkanals (1) angeordnet und durch einen im Drosselklappenstutzen ausgebildeten Füh­ rungskanal (5c) des Umleitkanals gebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe (2) liegende offene Ende des Umleitkanals (5a, 5b, 5c) unterhalb der Rille oder Rippe angeordnet ist.