DE4202406C1

DE4202406C1 - IC engine air intake control with two intake ducts - has each duct with throttle flap, one for medium and top load, and second for idling

Info

Publication number: DE4202406C1
Application number: DE4202406A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. 7050 Waiblingen De Grohn; Arndt Dr.-Ing. 7056 Weinstadt De Peters; Selcuk Dipl.-Ing. 7129 Talheim De Geldec
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2012-01-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern der An saugluft einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 39 01 264 ist ein zweiflutiges Drosselklappenteil bekannt, bei dem zwei in parallel zueinander verlaufenden An saugkanälen angeordnete Drosselklappen von einer Stellvorrich tung über ein Kopplungselement angesteuert werden. Dabei er folgt die Winkelstellung der ersten Drosselklappe direkt über einen drehfest mit der ersten Drosselklappenachse verbundenen Hebel. Erst nachdem die erste Drosselklappe teilweise geöffnet ist, wird die zweite Drosselklappe mittels einer desmodro mischen Steuerung mit der ersten Drosselklappe gekoppelt, so daß bei einem weiteren Öffnen der ersten Drosselklappe die zweite Drosselklappe ebenfalls geöffnet wird, wobei beide Drosselklappen gemeinsam eine Maximalstellung erreichen.

Weiterhin sind aus der DE-OS 24 12 873 und DE-OS 35 20 559 entsprechende mehrflutige Drosselklappenteile bekannt, bei de nen neben der Hauptstellvorrichtung weitere, mittels Druckdosen betätigte Stellvorrichtungen vorgesehen sind, um die Drossel klappenverstellung variabler zu gestalten. Es ist aber mit den bekannten Drosselklappenverstellungen nicht möglich, die zweite Drosselklappe in einem Winkelbereich, in dem die erste Dros selklappe bereits ihre Maximalöffnung erreicht hat, weiter an zusteuern, beziehungsweise die zweite Drosselklappe erst dann zu öffnen, wenn die erste Drosselklappe bereits vollständig geöffnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es bei Verwendung nur einer Stelleinrichtung möglich ist, die zweite Drosselklappe weiter in Öffnungsstellung zu bewegen, nachdem die erste Drosselklappe bereits vollständig geöffnet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Haupt anspruches gelöst.

Die Verwendung einer Mitnehmerscheibe mit zwei Bogenschlitzen bietet den Vorteil, daß die Winkelstellung der beiden Drossel klappen durch zwei verschiedene Winkelbereiche der Mitnehmer scheibe beeinflußt werden, das heißt, daß die zweite Drossel klappe auch in einem Winkelbereich, in dem die erste Drossel klappe bereits vollständig geöffnet ist, weiterhin angesteuert werden kann.

Weitere Vorteile gehen aus den Unteransprüchen und der Be schreibung hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar gestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei beide Drosselklappen geschlossen sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 mit ge schlossener erster Drosselklappe und völlig geöffneter zweiter Drosselklappe,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 1, wobei beide Drosselklappen ganz geöffnet sind und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 bis 3 ist eine in einem ersten Ansaugkanal 1 ange ordnete erste Drosselklappe 2 und eine in einem zweiten An saugkanal 3 angeordnete zweite Drosselklappe 4 dargestellt. Mit der Achse 5 der ersten Drosselklappe 2 ist ein mit einer ersten Feder 6 versehener Schlepphebel 7 und mit der Achse 8 der zweite Drosselklappe 4 ein mit einer zweiten Feder 9 versehener Hebel 10 drehfest verbunden. Auf der Achse 5 der ersten Drosselklappe 2 ist außerdem eine Mitnehmerscheibe 11 drehbar gelagert. Sie weist zwei entlang des Scheibenumfangs verlaufende Bogenschlitze 12, 13 auf. Im ersten Bogenschlitz 12 ist ein Gestänge 14, das mit dem Hebel 10 verschwenkbar ver bunden ist, beweglich geführt. Im zweiten Bogenschlitz 13 ist der Schlepphebel 7 ebenfalls beweglich geführt. Hierzu weisen der Schlepphebel 7 und das Gestänge 14 Mitnehmeransätze 15, 16 auf, die in die Bogenschlitze 13, 12 eingreifen. Zur Begrenzung des Schwenkbereichs der Hebel 7, 10 sind jeweils ein Minimal anschlag 17, 18 und ein Maximalanschlag 19, 20 vorgesehen. Die Einstellung der Öffnungswinkel der Drosselklappen 2, 4 erfolgt über eine nicht dargestellte Stelleinrichtung, die direkt oder indirekt auf die Mitnehmerscheibe 11 einwirkt und diese um die Achse 5 der ersten Drosselklappe 2 verdreht.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Drosselklappe 2 als Hauptdrosselklappe im Hauptansaugkanal 1 zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit angeordnet, während die zweite Drossel klappe 4 als Nebendrosselklappe zur Leerlaufregelung in einer Bypassleitung 3 zum Hauptansaugkanal 1 angeordnet ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Vorrichtung mit drei verschiedenen Drosselklappenstellungen. Fig. 1 zeigt die Mitnehmerscheibe 11 in ihrer Ausgangsposition. Der Schlepphebel 7 wird durch die erste Feder 6 in Schließstellung gehalten, so daß der Schlepp hebel 7 am Minimalanschlag 17 anliegt und die Hauptdrossel klappe 2 geschlossen ist. Der Hebel 10 liegt gegen die Kraft der Feder 9 am Minimalanschlag 18 an, so daß die Nebendrossel klappe 4 ebenfalls geschlossen ist. Dies wird durch das Ge stänge 14 bewirkt, dessen Mitnehmeransatz 16 durch das Ende des Bogenschlitzes 12 in Schließstellung gebracht wird. Soll nun im Leerlauf die Ansaugluftmenge erhöht werden, so wird die Mit nehmerscheibe 11 mittels der nicht dargestellten Stellein richtung in Richtung des Pfeiles 21 gedreht und dadurch die Bogenschlitze 12, 13 gegen den Uhrzeigersinn verschoben. Das Gestänge 14 und der Hebel 10 können durch die Kraft der Feder 9 dieser Bewegung folgen, wodurch die Nebendrosselklappe 4 ge öffnet wird. Bei einem weiteren Verdrehen der Mitnehmerscheibe 11 kann die Nebendrosselklappe 4 soweit geöffnet werden, bis der Hebel 10 am Maximalanschlag 20 anliegt. Während der Drehung der Mitnehmerscheibe 11 wird der Schlepphebel 7 weiter durch die Feder 6 am Minimalanschlag 17 zur Anlage gebracht, während sich der Mitnehmeransatz 15 am Schlepphebel 7 entlang des Bo genschlitzes 13 bewegt.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung mit völlig geöffneter Nebendros selklappe 4 und geschlossener Hauptdrosselklappe 2. Soll nun zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit die Ansaugluftmenge weiter erhöht werden, so muß die Mitnehmerscheibe 11 durch die Stell einrichtung weiter im Gegenuhrzeigersinn verdreht werden. Dabei bleibt die Nebendrosselklappe 4 in der völlig geöffneten Stel lung und der Mitnehmeransatz 16 am Gestänge 14 bewegt sich entlang des Bogenschlitzes 12. Der Mitnehmeransatz 15 am Schlepphebel 7 wird dabei durch das Ende des Bogenschlitzes 13 im Gegenuhrzeigersinn bewegt, wodurch sich der Schlepphebel 7 gegen die Kraft der Feder 6 in Richtung des Maximalanschlages 19 bewegt und dabei die Hauptdrosselklappe 2 zunehmend öffnet.

Fig. 3 zeigt schließlich die Vorrichtung mit völlig geöffneter Hauptdrosselklappe 2 und Nebendrosselklappe 4. Dabei liegen beide Hebel 7, 10 an den Maximalanschlägen 19, 20 an. Soll die Ansaugluftmenge wieder verringert werden, so wird die Mitneh merscheibe 11 durch die Stelleinrichtung in entgegengesetzter Richtung, also im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch zuerst die Hauptdrosselklappe 2 und erst dann die Nebendrosselklappe 4 geschlossen wird.

Die Bogenschlitze 12, 13 sind vorteilhafter Weise derart auf der Mitnehmerscheibe 11 angeordnet, daß sich die Winkelbereiche α₁, α₂, in denen die Hauptdrosselklappe 2 oder die Nebendros selklappe 4 durch die Mitnehmerscheibe 11 bewegt werden, gerade berühren. Dadurch wird ein nahtloser Übergang von der Leerlauf in die Beschleunigungsphase und umgekehrt gewährleistet. Au ßerdem ist die Länge der beiden Bogenschlitze 12, 13 so ausge legt, daß sich während der Zeit, in der die Nebendrosselklappe 4 betätigt wird, sich der Mitnehmeransatz 15 des Schlepphebels 7 frei im Bogenschlitz 13 bewegen kann, beziehungsweise während der Zeit, in der die Hauptdrosselklappe 2 betätigt wird, sich der Mitnehmeransatz 16 des Gestänges 14 frei im Bogenschlitz 12 bewegen kann, so daß durch das Verdrehen der Mitnehmerscheibe 11 immer nur die Winkelstellung einer der beiden Drosselklappen 2, 4 beeinflußt wird. Selbstverständlich können durch die Hauptdrosselklappe 2 auch Zusatzfunktionen, wie die Antriebs schlupfregelung, die Motorschleppregelung oder die Geschwin digkeitsregelung realisiert werden. Hierzu muß nur die Stell einrichtung für die Mitnehmerscheibe 11 mit der notwendigen Steuerung versehen werden.

Fig. 4 zeigt eine weiter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier wird im Unterschied zu den Fig. 1 bis 3 die Bewegung der Mitnehmerscheibe durch zwei Zahnscheibensegmente 22, 23 auf die Nebendrosselklappe 4 übertragen. Ansatt der Zahnscheibensegmente 22, 23, wie in Fig. 4 dargestellt, können auch komplette Zahnradscheiben verwendet werden. Das erste Zahnscheibensegment 22 ist dabei drehbar auf der Achse 5 der Hauptdrosselklappe 4 gelagert. Es weißt auf der der Mitnehmer scheibe 11 zugewandten Seite einen Mitnehmeransatz 24 auf, der in den Bogenschlitz 12 der Mitnehmerscheibe 11 eingreift. Das zweite Zahnscheibensegment 23 ist drehfest auf der Achse 8 der Nebendrosselklappe 4 gelagert. Die Radien der Zahnscheibenseg mente 22, 23 sind so gewählt, daß die Zahnkränze 25, 26 der beiden Zahnscheibensegmente 22, 23 kraftschlüssig ineinander greifen. In der hier gezeigten Ausgangsstellung liegt der Mit nehmeransatz 24 des Zahnscheibensegments 22 am Ende des Bogen schlitzes 12 an. Dadurch wird die Nebendrosselklappe 4 gegen die Kraft der Feder 9 in ihrer Schließstellung gehalten, wobei der Hebel 10, an dem die Feder 9 angreift, am Minimalanschlag 18 anliegt.

Die Verstellung der Drosselklappen 2, 4 erfolgt dabei ganz analog zum oben beschriebenen Verfahren. Zum Öffnen der Neben drosselklappe 4 wird beispielsweise die Mitnehmerscheibe 11 durch die Stelleinrichtung im Gegenuhrzeigersinn verdreht. Da durch kann sich das Zahnscheibensegment 22 durch die Kraft der Feder 9 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn bewegen. Durch die in einandergreifenden Zahnkränze 25, 26 wird dabei die Bewegung auf das andere Zahnscheibensegment 23 übertragen, das sich da bei im Uhrzeigersinn dreht und die Nebendrosselklappe 4 öffnet.

Claims

1. Vorrichtung zum Steuern der Ansaugluft einer Brennkraftma schine mit

- einer ersten, in einem ersten Ansaugkanal (1) angeordneten Drosselklappe (2) zur Steuerung der Ansaugluft in einem mittleren oder oberen Lastbereich,
- einer zweiten, in einem zweiten Ansaugkanal (3) angeordneten Drosselklappe (4) zur Steuerung der Ansaugluft im Leerlauf,
- einer Feder (6), die die erste Drosselklappe (2) in ihrer Schließstellung hält und einer zweiten Feder (9), die die zweite Drosselklappe (4) in Öffnungsrichtung vorspannt,
- einer von einer Stelleinrichtung ausgehenden, über Kopp lungselemente mit einer Mitnehmerscheibe (11) zusammenwir kenden gemeinsamen Steuerung beider Drosselklappen (2, 4),
- wobei die Mitnehmerscheibe (11) auf der Achse (5) der ersten Drosselklappe (2) aufgesetzt und frei drehbar gelagert ist,
- wobei die Mitnehmerscheibe (11) zwei Bogenschlitze (12, 13) aufweist, in die die Mitnehmeransätze (15, 16, 24) der Kopp lungselemente der Drosselklappenbetätigung verschiebbar ein greifen,
- wobei die Mitnehmeransätze (15, 16, 24) der Kopplungselemente in den Bogenschlitzen (12, 13) so zur Anlage kommen, daß die Drosselklappen (2, 4) in der selben Drehrichtung der Mitneh merscheibe (11) geöffnet werden,
- wobei die erste Drosselklappe (4) erst dann geöffnet wird, wenn die zweite Drosselklappe (2)ß zumindest teilweise geöff net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement als Gestänge (14) ausgebildet ist, das an einem mit der zweiten Drosselklappe (4) drehfest verbundenen Hebel (10) verschwenkbar befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement aus zwei ineinandergreifenden Zahn scheibensegmenten (22, 23) besteht, wobei das erste Zahnschei bensegment (22) drehbar auf der Achse (5) der ersten Drossel klappe (2) gelagert ist und einen Mitnehmeransatz (24) auf weist, der in den Bogenschlitz (12) eingreift, und wobei das zweite Zahnscheibensegment (23) drehfest mit der zweiten Dros selklappenachse (8) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbereiche der Drosselklappen (2, 4) durch Mini malanschläge (17, 18) und Maximalanschläge (19, 20) begrenzt werden.