DE3901418A1 - Zumesseinrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zumeßeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es sind verschiedentlich Einrichtungen bekannt geworden, die die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine auch bei stark unterschiedlichen Betriebsbedingungen auf einen für einen einwandfreien Rundlauf erforderlichen Wert regeln. Dazu wird bei neueren Einrichtungen für fremdgezündete Brennkraftmaschinen im allgemeinen der Anstellwinkel der Drosselklappe oder der Durchlaßquerschnitt eines in einem Bypasskanal der Drosselklappe befindlichen Leerlauf-Regel­ ventils in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie Betriebstemperatur, Last, elektronisch geregelt und damit die der Brennkraftmaschine zuzuführende Leerlaufluftmenge bestimmt. Diese kann zwischen einem Höchstwert bei sich summierenden ungünstigen Bedingungen und einem Minimalwert bei optimalen Betriebsbedingungen schwanken.

Aus Sicherheitsgründen wird bei diesen Leerlaufdrehzahl- Regeleinrichtungen gefordert, daß bei Ausfall der Regelung die Drosselklappe oder das Leerlauf-Regelventil in Richtung des minimalen Durchlaßquerschnitt zurückgestellt wird. Dieser Durchtrittsquerschnitt kann jedoch beispielsweise bei noch nicht warm gefahrener Brennkraftmaschine für einen Leerlaufbetrieb zu gering sein, so daß der Motor im Leerlauf stehenbleibt. Es ist deshalb weiter vorgeschlagen worden, für diesen Fall den Anstellwinkel der Drosselklappe auf einen Festwert zu erhöhen, der unter den meisten Betriebsbedingungen den Rundlauf der Brennkraftmaschine im Leerlauf gewährleistet und somit einen Notfahrbetrieb ermöglicht.

Es ist bereits bekannt, beispielsweise aus der DE-PS 30 37 398, daß die Startstellung der Drosselklappe insbesondere bei betriebswarmer Brennkraftmaschine erheb­ lich von der für einen zufriedenstellenden Leerlauf eine geregelten Drosselklappenstellung abweicht. Die Stellein­ richtung nach der Patentschrift weist daher einen vom Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe gesteu­ erten pneumatischen Stellmotor auf, der über ein Federele­ ment auf das Betätigungsgestänge für die Drosselklappe wirkt und den Leerlaufanschlag darstellt. Bei fehlender Druckdifferenz, also bei stillstehender Brennkraftmaschine, wird durch eine eingebaute weitere Feder die Drosselklappe in die Startstellung gebracht und so das sonst notwendige Betätigen des Gaspedals beim Starten der betriebswarmen Brennkraftmaschine vermieden. Nachteilig bei der bekannten Stelleinrichtung ist der zusätzliche konstruktive Aufwand, der neben dem elektronischen Regler zum Erreichen des ange­ strebten Zwecks notwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zumeß­ einrichtung nach dem Gattungsbegriff dahingehend weiterzu­ bilden, daß das Startverhalten der Brennkraftmaschine ver­ bessert ist. Aus Gründen der Abgasreduzierung soll dabei die Betätigung des Gaspedals und damit die willkürliche Änderung des Drosselklappenanstellwinkels beim Starten überflüssig sein. Schließlich soll der bauliche Aufwand zur Erreichung dieses Ziels möglichst gering gehalten werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnen­ den Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei ist vorteilhaft, daß in einfacher Weise das selbsttätig wirkende Ventil in der Drosselklappe selbst angeordnet ist.

Weiter ist vorteilhaft, daß diese Anordnung des selbsttätig wirkenden Ventils auch dann möglich ist, wenn die Leerlaufluftmenge durch ein in einem Bypass-Kanal vorgese­ henes Regelventil erfolgt.

Vorteilhaft ist weiter, daß das selbsttätig wirkende Ventil in einfacher Weise als Rückschlagventil ausgebildet sein kann, das derart auf der stromauf liegenden Seite der Drosselklappe angeordnet ist, daß es unter dem Einfluß der strömenden Luft gaschlossen wird.

Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich dann, wenn das Rückschlagventil als Zungenventil auf der stromauf liegenden Seite der Drosselklappe angeordnet ist. Dabei kann in vorteilhafter Weise die Zunge entsprechend der Biegelinie eines einseitig eingespannten Trägers mit gleichmäßig verteilter Last entsprechen, so daß die Zunge unter dem Einfluß planeben auf dem Drosselklappenflügel aufliegt.

Es ist zwar bekannt, als Startvorrichtung für Otto-Motoren dienende handbetätigte Vordrosseln mit einem Flatterventil zu versehen. Dabei handelt es sich jedoch um Flatterven­ tile, die bei stillstehender Brennkraftmaschine unter dem Einfluß der Feder geschlossen sind und sich bei geschlosse­ ner Vordrossel unter dem Einfluß des zunehmenden Unter­ drucks im Saugrohr bei laufender Brennkraftmaschine öffnen und so eine für den Warmlauf ausreichende Luftmenge sicher­ stellen. Die Sicherstellung einer erhöhten Startluftmenge bei betriebswarmer Brennkraftmaschine und weitgehend geschlossener Drosselklappe wird durch die bekannten Start­ vorrichtungen, die vor allem den Kaltstart erleichtern sollen, nicht berührt.

Ferner ist es bekannt (DE-OS 26 33 575), in einer Stau­ scheibe zur Messung der durch eine Brennkraftmaschine ange­ saugten Luftmenge eine Öffnung vorzusehen und diese durch ein temperaturabhängiges Element zur näherungsweisen Tempe­ raturkompensation der angesaugten Luft mehr oder weniger zu verschließen. In einer Ausführungsform ist dieses tempera­ turabhängige Element als einseitig befestigter Bimetall­ streifen ausgebildet, der auf der stromab liegenden Seite der Stauscheibe angeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Ventilanordnung in der Drosselklappe,

Fig. 2 eine gleichwirkende zweite Ausführungsform eines Ventils in der Drosselklappe.

In Fig. 1 ist in einem teilweise dargestellten Drossel­ klappenstutzen 1 auf der Drosselklappenwelle 2 die Drossel­ klappe 3 befestigt. Die Drosselklappenwelle 2 ist in bekannter Weise beidseitig im Drosselklappenstutzen 1 dreh­ bar gelagert. Die Drosselklappenwelle 2 und damit die auf ihr befestigte Drosselklappe 3 werden in bekannter Weise durch ein mit einem Regelkreis verbundenes Stellglied bewegt, um den Drosselklappenspalt 5 dem Luftbedarf der Brennkraftmaschine anzupassen.

Einer der beiden Flügel der Drosselklappe 3 ist mit einer Anzahl Öffnungen 6 versehen, die durch ein Tellerventil 7 abdeckbar sind. Das Tellerventil 7 besteht aus einem in ei­ ner zentralen Bohrung 8 geführten Schaft 9, der an seinem stromauf gelegenen Ende zentrisch einen Ventilteller 10 trägt. Eine Spiralfeder 11 hält das Tellerventil 7 geöff­ net, wobei ein stromab gelegener Anschlag 12 den Öffnungs­ weg des Tellerventils 7 begrenzt.

Unter der Wirkung der Spiralfeder 11 ist das Tellerventil 7 bei stehender Brennkraftmaschine geöffnet, d. h., die Bohrungen 6 sind vom Ventilteller 10 - wie in Fig. 1 dar­ gestellt - freigegeben.

Es sei angenommen, daß die in der Zeichnung dargestellte jeweilige Position der Drosselklappe 3 den Drosselklappen­ anstellwinkel repräsentiert, der der Notlaufstellung bei ausgefallener Elektronik der Leerlaufregeleinrichtung ent­ spricht. Der Drosselklappenspalt 5 stellt also einen Luft­ durchlaßquerschnitt dar, der im allgemeinen den Leerlauf einer einmal gestarteten Brennkraftmaschine ermöglicht.

Wie bereits ausgeführt, weicht die Startluftmenge, insbe­ sondere einer betriebswarmen Brennkraftmaschine, erheblich von der Ansaugluftmenge ab, die für die Aufrechterhaltung des Leerlaufs benötigt wird. Diese zusätzlich benötigte Luftmenge kann bei der Einrichtung nach der Erfindung durch die Bohrungen 6 hindurchströmen, bis die Brennkraftmaschine gezündet hat und deren Luftbedarf die Ausbildung einer Druckdifferenz zwischen der stromauf- und der stromab lie­ genden Seite der Drosselklappe 3 zur Folge hat. Die Kennli­ nie der Spiralfeder 11 des Tellerventils 7 ist nun so gewählt, daß sich das Tellerventil unter der Einwirkung der besagten Druckdifferenz schließt und damit die vorgegebene Leerlaufluftmenge lediglich durch den Drosselklappenspalt 5 strömt.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich lediglich im Aufbau, nicht jedoch in der Wirkungsweise von der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung. Gleiche Teile mit gleicher Wirkung sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen verse­ hen. Die Fig. 2 dargestellte Drosselklappe 3 weist in einem Flügel lediglich eine Öffnung 26 zum Durchtritt der zusätzlichen Startluftmenge auf. Das Ventilelement ist als Zungenfeder 27 ausgebildet, die als langgestrecktes Plätt­ chen aus einem federharten Material ausgeführt und in einigem Abstand von der Druchtrittsöffnung 26 durch ein Niet 28 mit der Drosselklappe 3 fest verbunden ist. Abwei­ chend von üblichen Rückschlagventilen ist die Zungenfe­ der 27 derart vorgebogen, daß das freie Ende einen vorgege­ benen Abstand von der stromaufseitig liegenden Oberfläche der Drosselklappe 3 aufweist. Die Form folgt dabei im Längsschnitt zweckmäßigerweise der Biegelinie eines einsei­ tig eingespannten Trägers mit gleichmäßig verteilter Last. Die Zusatzluftmenge umströmt die Zungenfeder 27 und ergänzt die durch den Drosselklappenspalt 5 strömende Ansaugluft beim Start der Brennkraftmaschine. Infolge der nach dem Starten der Brennkraftmaschine auftretenden Druckdifferenz und der dadurch ansteigenden Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr 1 wird die Zungenfeder gegen die Oberflä­ che der Drosselklappe 3 gepreßt und schließt dadurch die Öffnung 26. Dieser Zustand bleibt während der Leerlauf­ situation und für einen Teillastbereich auf jeden Fall erhalten.

Bei zunehmender Belastung der Brennkraftmaschine, d.h. zunehmendem Anstellwinkel der Drosselklappe, kann der Fall eintreten, daß die in der Drosselklappe angeordneten Ventile unter dem Einfluß der Federvorspannung öffnen. Dies ist jedoch absolut unschädlich, da die freien Querschnitte des Drosselklappenspaltes um ein mehrfaches größer sind als die Durchlaßquerschnitte der Bohrungen 6 bzw. 26.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, mehr als ein selbsttätig wirkendes Ventil auf der Fläche der Drosselklappe anzuordnen. Dabei ist es jedoch vorteil­ haft, wenn bei Verwendung von Zungenventilen deren freien Enden jeweils in Strömungsrichtung abwärts zeigen, um unkontrollierte Einwirkungen durch die Luftströmung im Saugrohr 1 zu vermeiden.

Claims (6)

1. Zumeßeinrichtung für die Luftzumessung einer fremdge­ zündeten Brennkraftmschine mit einer Drosselstelle variablen Durchtrittsquerschnitts im Ausgangweg zur Einstellung der zuzuführenden Luftmenge, inbesondere zur Regelung der Leerluftlaufmenge, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Festposition der Drosselstelle für den Fall einer abnormen Funktion der Regeleinrichtung zur Regelung der Leerlaufluftmenge vorgesehen ist und daß im Wirkungsbereich der Drosselstelle wenigstens ein selbsttätig wirkendes, die Drosselstelle umgehen­ des Ventil (7, 27) vorgesehen ist, welches unter dem Einfluß der strömenden Luft in seine geschlossene Stellung bringbar ist.

2. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drosselstelle durch den Drosselspalt (5) der Drosselklappe (3) im Ansaugstutzen (1) gebildet ist und das wengistens eine selbsttätig wirkende Ventil (7, 27) in der Drosselklappe (3) angeordnet ist.

3. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drosselstelle durch ein Regelventil in einem die Drosselklappe umgehenden Bypass-Kanal gebildet ist und das wenigstens eine selbsttätig wirkende Ventil (7, 27) in der Drosselklappe (3) angeordnet ist.

4. Zumeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine selbsttätig wirkende Ventil als federbelastetes Rückschlageventil (7) ausgebildet ist.

5. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine selbsttätig wirkende Ventil als Zungenventil (27) ausgebildet ist.

6. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zunge des Zungenventils (27) entsprechend der Biegelinie eines freitragenden Balkens mit gleichmäßig verteilter Last vorgebogen ist.