DE3814411C2

DE3814411C2 -

Info

Publication number: DE3814411C2
Application number: DE3814411A
Authority: DE
Inventors: Guenter 4040 Neuss De Haertel
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1990-01-25
Also published as: GB8909151D0; IT1231148B; FR2630781A1; GB2217781A; DE3814411A1; GB2217781B; IT8947721A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Luftansaugkanal nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine ähnliche Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 33 45 127 bekannt und weist eine stromab der Hauptdrosselklappe angeordnete Zusatzdrosselklappe auf, mit der zur Vermeidung des Lastwechselstoßes bei von Brennkraftmaschinen angetriebenen Fahrzeugen bei schnellem Durchtreten des Gaspedals eine stoßartige Beschleunigung des Fahrzeugs vermieden werden soll, wobei die auf die Zusatzdrosselklappe einwirkende Membranvorrichtung neben der stromab der Hauptdrosselklappe mit dem Luftansaugkanal verbundenen Membrankammer eine weitere Membrankammer aufweist, die mit der Atmosphäre verbunden ist. Alternativ ist in der Druckschrift angegeben, daß die Zusatzdrosselklappe auch stromauf der Hauptdrosselklappe angeordnet sein kann, wobei Zweifel an der Funktionsfähigkeit dieser Ausführungen bestehen. Aus der Beschreibung geht hervor, daß die Zusatzdrosselklappe eine geringfügig größere Ansaug-Querschnittsfläche freiläßt als die Hauptdrosselklappe in ihrer Leerlaufstellung. Da die Leerlaufstellung der Hauptdrosselklappe jedoch motortemperaturabhängig variiert, ist anzunehmen, daß die Einstellung der Zusatzdrosselklappe die größtmögliche Ansaug-Querschnittsfläche berücksichtigt.

Hierdurch ist der Lastwechselstoß bei betriebswarmer Brennkraftmaschine, insbesondere aus Leerlauf- oder Teillastbetrieb heraus immer noch spürbar, da bei schnellem Durchtreten des Gaspedals bzw. schneller Öffnung der Hauptdrosselklappe sofort Luft durch die teilweise geöffnete Zusatzdrosselklappe vom Motor angesaugt werden kann.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Vorrichtung, diese derart zu gestalten, daß bei einfachstem Aufbau der Vorrichtung, ein Lastwechselstoß in allen Betriebsbereichen mit Sicherheit vermieden ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen genannt.

Mit der Erfindung erzielbare Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels genannt.

Die Zeichnung zeigt einen Luftansaugkanalabschnitt 1 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, im folgenden Drosselklappenstutzen genannt, der eine Haupt drosselklappe mit Welle 2 aufweist, welche über die zeichnerisch nicht dargestellten Teile Hebel/Seilscheibe und Bowdenzug mit dem Gaspedal verbunden ist. Sie kann vom Fahrer durch Druck auf das Gaspedal gegen die Kraft einer in Schließrichtung wirkenden Feder geöffnet werden. Stromaufwärts ist eine Zusatzdrosselklappe mit Welle 3 angeordnet, welche in Ruhestellung durch die Kraft einer Druckfeder 11 in Anschlagstellung (Anschlag zeichnerisch nicht dargestellt) voll geöffnet gehalten wird. Die Kraft der Druckfeder 11 wird über einen Teller einer Membran 9 und über eine mit dem Membranteller fest verbundene Membranstange 6 auf einen Einhängepunkt 5 der Zusatzdrosselklappe 3 übertragen. Ein durch die Hauptdrosselklappe 2 und die Zusatzdrosselklappe 3 im Drosselklappenstutzen 1 gebildeter Ansaugkanalabschnitt 4 steht über eine Öffnung 7 direkt mit einer Membran kammer 8 in Verbindung. Auf der gegenüberliegenden Seite der Membran 9 befindet sich eine Membrankammer 10 mit der auf die Membran 9 wirkenden Druckfeder 11. Die Membrankammer 10 ist ständig über eine Drossel 14 und eine Anschlußleitung 15 mit dem Luftansaugkanalabschnitt stromab der Hauptdrosselklappe des Drosselklappen stutzens 1 verbunden. Ein zur Drossel 14 parallel angeordnetes Rückschlagventil, bestehend aus einem Ventilschließkörper 12 und einer Druckfeder 13, öffnet nur dann einen Zusatzquerschnitt zwischen der Membrankammer 10 und der Anschluß leitung 15, wenn der Druck in der Membrankammer 10 höher als stromab der Hauptdrossel klappe 2 (Saugrohrdruck) ist. Damit wird erreicht, daß je nach Vorzeichen der Druckdifferenz der Druckausgleich unterschiedlich schnell erfolgt. Die Zusatz drosselklappe 3 stellt sich nach erfolgter Druckangleichung auf Saugrohrdruck in der Membrankammer 10 so ein, daß die Druckdifferenz an der Membran 9 mit der Kraft der Druckfeder 11 im Gleichgewicht ist. Je nach der gewählten Dimensionierung der Druckfeder 11, bezogen auf den wirksamen Querschnitt der Membrane 9, stellt sich damit eine unterschiedliche Druckdifferenz an der Membrane 9 und damit auch an der Hauptdrosselklappe 2 ein. Bei schwacher Dimensionierung der Druckfeder 11 wird deshalb der Druckabfall im Drosselklappenstutzen 1 zur Zusatz drosselklappe 3 verlagert. Bei schnellem Öffnen der Hauptdrosselklappe 2 gelangt der Saugrohrdruck unmittelbar auch in den Luftansaugkanalabschnitt 4. Damit verlagert sich die Drosselwirkung immer voll auf die Zusatzdrosselklappe 3. Da bei schwacher Dimensionierung der Druckfeder 11 beim Öffnen der Hauptdrosselklappe 2 nur ein geringer Druckabfall im Zwischenraum 4 bewirkt wird, steigt der Luftdurchsatz im Drosselspalt der Zusatzdrosselklappe auch nur geringfügig an (bei überkritischem Druckverhältnis kein Anstieg des Luftdurchsatzes). Weiterhin wirkt der Saugrohrdruck unmittelbar auch über die Öffnung 7 in der Membrankammer 8. Aufgrund des veränderten Druckes in der Membrankammer 8 ändert sich unmittelbar auch der Druck in der Membrankammer 10 um den gleichen Betrag in der gleichen Richtung. Mit der Änderung des Druckes in der Membrankammer 10 ändert sich unmittelbar auch das Volumen der in der Membrankammer 10 eingeschlossenen Luft durch geringfügiges Ausweichen der Membran 9 in Richtung Öffnen der Zusatzdrosselklappe 3. Dadurch wird mit Öffnen der Hauptdrosselklappe 2 auch unmittelbar der Luftdurchsatz im Klappenstutzen 1 erhöht. Bei schwacher Dimensionierung der Druckfeder 11 handelt es sich dabei nur um einen geringfügigen Betrag. Die durch die Druckfeder 11 vorgegebene Druckdifferenz an der Membrane 9 bleibt dagegen auch bei Instationär betrie erhalten. Aufgrund dieser Druckdifferenz strömt Luft über die Drossel 14 vom Luftansaugkanalabschnitt 4 in die Membrankammer 10, wodurch die Membran 9 weiter in Richtung Öffnen der Zusatzdrosselklappe 3 ausweicht und diese öffnet. Der sich mit Verringerung der Drosselwirkung an der Zusatz drosselklappe 3 verändernde Saugrohrdruck wirkt sich gleichermaßen auch auf die Drücke in den Membrankammern 8 und 10 aus, ohne daß dabei die von der Druckfeder 11 vorgegebene Druckdifferenz an der Membrane 9 beeinträchtigt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß der Öffnungsvorgang der Zusatzdrosselklappe 3 kontinuierlich und je nach Dimensionierung der Drossel 14 in gewünschter Zeitabhängigkeit abläuft. Bei voll geöffneter Hauptdrosselklappe 2 herrscht in der Membrankammer 10 solange ein geringerer Druck stromab der Zusatzdrosselklappe 3, bis diese ebenfalls voll geöffnet ist. Erst nach Erreichen der vollen Öffnung von der Zusatzdrosselklappe 3 findet zwischen der Membrankammer 10 und dem Drosselklappenstutzen eine Angleichung der Drücke statt. Durch die volle Öffnung beider Klappen wird sichergestellt, daß bei Vollast die volle Füllung erreicht wird. Bei einer Teilöffnung der Hauptdrosselklappe 2 erfolgt die verzögerte Öffnung der Zusatzdrosselklappe 3 in gleicher Weise wie oben beschrieben, wobei der Öffnungsvorgang der Zusatzdrosselklappe in dem Moment beendet wird, bei dem sich an der Hauptdrosselklappe 2 wieder die durch die Druckfeder 11 vorgegebene Druckdifferenz einstellt. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Beschleunigung aus Teillaststellungen eine Dämpfung des Füllungsanstieges erfolgt.

Beim Schließen der Hauptdrosselklappe 2 wird der Druck stromab der Haupt drosselklappe 2 unmittelbar stark verringert, wodurch sich vorübergehend die Richtung der Druckdifferenz umkehrt. In diesem Fall öffnet der Ventilschließ körper 12 gegen die Kraft der Druckfeder 13 parallel zur Drossel 14, wodurch kurzfristig eine entsprechende Schließung der Zusatzdrosselklappe 3 und eine Angleichung der Drücke in dem Luftansaugkanalabschnitt 4 und den Membrankammern 8 und 10 zum Druck stromab der Hauptdrosselklappe 2 erfolgt. Dies ist insbesondere zur Vermeidung von Lastschlägen für den Fall der Gasrücknahme mit anschließendem Gasgeben erforderlich (beim Beschleunigen mit Gangwechseln üblich).

In der Zeichnung ist die Membrankammer 8 in Wandungen des Drosselklappenstutzens integriert. Es ist jedoch auch möglich, die Membranverstellvorrichtung als Membrandose auszubilden, die an einem beliebigen Motor- oder Fahrzeugteil angehängt ist und über Gestänge an die Zusatzdrosselklappe 3 angreift. Die Membrankammern 8 und 10 können dabei über flexible Anschlußleitungen mit den Luftansaug kanalabschnitten 4 und 16 verbunden werden.

Claims

1. Steuervorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Luftansaugkanal, in dem eine mit einem Gaspedal gekoppelte Hauptdrosselklappe und eine von der willkürlichen Verstellung der Hauptdrosselklappe unabhängig verstellbare Zusatz drosselklappe angeordnet sind, wobei die Verstellung der Zusatzdrosselklappe durch eine Membranvorrichtung erfolgt, deren stromab der Hauptdrosselklappe mit dem Luftansaugkanal über eine Anschlußleitung verbundene Membrankammer eine in Öffnungs richtung der Zusatzdrosselklappe wirkende Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membrankammer (8) einen Verbindungskanal (7) zum Luftansaugkanal (4) aufweist und daß der Verbindungskanal (7) stromauf der Hauptdrosselklappe (2) und stromab der Zusatzdrosselklappe (3) in den Luftansaugkanal (4) einmündet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Luftansaugkanalabschnitt (16) stromab der Hauptdrosselklappe (2) verbundene Membrankammer (10) im Zuge der Anschlußleitung (15) ein Rückschlagventil (12) aufweist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Rückschlagventil (12) zwischen Anschlußleitung (15) und Membrankammer (10) ein Drossel (14) angeordnet ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Membrankammern (8, 10) in den Luftansaugkanalwandungen integriert ist.

5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranvorrichtung als Membrandose ausgeführt ist.