EP0153962B1 - Ventilanordnung zur Leerlaufdrehzahlregelung von Verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0153962B1
EP0153962B1 EP83112875A EP83112875A EP0153962B1 EP 0153962 B1 EP0153962 B1 EP 0153962B1 EP 83112875 A EP83112875 A EP 83112875A EP 83112875 A EP83112875 A EP 83112875A EP 0153962 B1 EP0153962 B1 EP 0153962B1
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EP
European Patent Office
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valve
closing member
closing
lifting rod
valve arrangement
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EP83112875A
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EP0153962A1 (de
Inventor
Stephan Wietschorke
Gerhard Ruschek
Andreas Sausner
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Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/06—Increasing idling speed
    • F02M3/07—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • F02M3/075—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed the valve altering the fuel conduit cross-section being a slidable valve

Definitions

  • the invention relates to a valve arrangement in a bypass line bridging a throttle valve of an intake line for regulating the idling speed of internal combustion engines by controlling the amount of air on the intake side of the intake line leading to the internal combustion engine, with an electromechanical actuator having a solenoid through which a closing member counteracts a lifting rod the force of a return spring can be moved in the opening direction, with a connection of a certain cross-section from the inlet side to the outlet side of the closing element being arranged in a valve which is closed in the opening position of the closing element and can be opened in the closing position of the closing element.
  • Such valve arrangements are used to keep the idle speed of the engine as low as possible, but at the same time to regulate it so that with additional loads, such as. B. by auxiliary units, the idle speed does not decrease until the engine dies.
  • a linear current is applied to the solenoid, which among other things. is formed as a function of the actual speed and which causes such an adjustment of the closing element that the actual speed reaches a predetermined target speed largely independently of disturbance variables.
  • the actuator When the solenoid is de-energized, the actuator, and with it the closing element, is moved by the return spring either to the fully open or to the fully closed position. This is the case if no current is applied to the solenoid outside of the driving mode.
  • valve arrangement of the type described above is known. In the area of a small opening of the closing member, the valve is also partially open at the same time, so that no fine regulation of the idling speed can take place. Furthermore, from "Patent Abstracts of Japan", Volume 6, No. 220 (M-169) (1098), November 5, 1982; JP-A-57 126 535 a valve arrangement is known in which a first and a second are arranged one inside the other In the uncontrolled position, the passages of both valves are completely open at the same time.
  • FR-A-21 10 603 and FR-A-229 217 show a poppet valve which can be opened by an electromagnetically actuated lifting rod and the closing part of which is attached to the free end of the lifting rod, the lifting rod projecting through a connection formed in the closing member, at the inlet-side mouth of the seat of the poppet valve is formed.
  • the closing part of the valve is fastened to the free end of the lifting rod on the inlet side, and if the lifting rod projects through the connection formed axially in the closing element, at whose inlet-side mouth the seat of the valve is formed, then there is a high degree of integration and double functions of the components of the normal control and the components of the valve.
  • the closing part is held in its seat, from which it is automatically lifted when the normal control is closed.
  • the valve is preferably a poppet valve and in this way can simultaneously form a stop on the lifting rod, against which the closing member is in contact during normal operation.
  • the return spring can have a greater spring force than the spring acting on the closing element.
  • the latter can be arranged displaceably between two stops on the lifting rod.
  • An embodiment of the invention is shown in the single figure of the drawing and shows a valve arrangement according to the invention in cross section.
  • a throttle valve 2 is rotatably arranged in an intake line 1 leading to an internal combustion engine (not shown).
  • the area in front of the throttle valve 2 can be connected to the area behind the throttle valve 2 via a bypass 3.
  • the passage of the bypass 3 can be blocked more or less by a valve arrangement in that its closing member 4 can be moved towards a valve seat 5. When the closing member 4 is seated, no air can flow via the bypass 3 from the atmosphere side to the suction side of the suction line 1.
  • the closing member 4 is arranged axially displaceably on the lifting rod carrying a core 9 of a lifting magnet 7 and is loaded in the closing direction by a return spring 8.
  • the solenoid 7 When the solenoid 7 is energized, the lifting rod 6 is moved more or less against the force of the return spring 8 in the opening direction.
  • connection 10 which leads from the inlet side to the suction side of the closing element 4.
  • This connection 10 has a cross-section which enables such an air throughput that, while the internal combustion engine is idling, dying is certainly avoided, but at the same time the engine is running at the lowest possible speed.
  • connection 10 can be shut off by a valve 11 when operating with an intact control.
  • the seat 12 of the valve 11 designed as a poppet valve is formed at the mouth of the connection 10 to the inlet side and can be closed by a closing part 13 fastened to the free end of the lifting rod 6 projecting through the connection 10.
  • the closing part 13 comes to rest on its seat 12 and at the same time forms a stop, via which the closing part 4 is lifted from its valve seat 5 by the lifting rod 6 moving in the opening direction.
  • the spring 14 holds the closing member 4 firmly in contact with the closing part 13.
  • the return spring 8 moves the lifting rod 6 and thus also the closing member 4 in the closing direction. After the closing member 4 has been placed on its valve seat 5, as shown in the figure, the return spring 8 moves the lifting rod even further in the closing direction than the stop 15 allows. This movement is possible because the return spring 8 can compress the spring 14 with its greater force.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung in einer ein Drosselventil einer Ansaugleitung überbrückenden Bypassleitung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotoren durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite der zum Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung, mit einem elektromechanischen Stellglied, das einen Hubmagneten aufweist, durch den ein Schließglied über eine Hubstange entgegen der Kraft einer Rückstellfeder in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei in einer Verbindung bestimmten Querschnitts von der Einlaßseite zur Auslaßseite des Schließglieds ein in Öffnungsstellung des Schließglieds geschlossenes und in Schließstellung des Schließglieds zu öffnendes Ventil angeordnet ist.
  • Derartige Ventilanordnungen dienen dazu, die Leerlaufdrehzahl des Motors möglichst niedrig zu halten, gleichzeitig aber so zu regeln, daß bei zusätzlichen Belastungen, wie z. B. durch Hilfsaggregate, die Leerlaufdrehzahl nicht bis zum Absterben des Motors sinkt. Dazu wird der Hubmagnet mit einem Stellstrom beaufschlagt, der u.a. in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl gebildet wird und der eine solche Verstellung des Schließglieds bewirkt, daß die Ist-Drehzahl eine vorgegebene Soll-Drehzahl weitgehend unabhängig von Störgrößen erreicht.
  • Bei stromlosem Hubmagnet wird das Stellglied und mit ihm das Schließglied durch die Rückstellfeder entweder in die völlig offene oder in die völlig geschlossene Stellung bewegt. Dies ist der Fall, wenn außerhalb des Fahrbetriebs keine Strombeaufschlagung des Hubmagneten erfolgt.
  • Dies kann aber auch durch einen Defekt eintreten, durch den die Stromversorgung des Hubmagneten unterbrochen wird.
  • Aus der GB-A-20 66 930 ist eine Ventilanordnung der oben beschriebenen Art bekannt. Im Bereich geringer Öffnung des Schließglieds ist gleichzeitig auch das Ventil teilweise geöffnet, so daß keine feine Regelung der Leerlaufdrehlzahl erfolgen kann. Weiterhin ist aus «Patent Abstracts of Japan", Band 6, Nr. 220 (M-169) (1098), 5, November 1982; JP-A-57 126 535 eine Ventilanordnung bekannt, bei der ineinander angeordnet ein erstes und ein zweites Ventil vorhanden sind. In der nicht angesteuerten Stellung sind die Durchgänge beider Ventile gleichzeitig völlig offen.
  • Die FR-A-21 10 603 sowie die FR-A-229 217 zeigt ein Tellerventil, das von einer elektromagnetisch betätigbaren Hubstange zu öffnen ist und dessen Schließteil am freien Ende der Hubstange befestigt ist, wobei die Hubstange eine im Schließglied ausgebildete Verbindung durchragt, an deren einlaßseitiger Mündung der Sitz des Tellerventils ausgebildet ist.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff zu schaffen, die mit einfachen Mitteln bei einem Ausfall des Hubmagneten eine möglichst niedrige, aber gegen ein Absterben des Motors immer ausreichend hohe Leerlaufdrehzahl sicherstellt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Ausbildung ist der Querschnitt der Verbindung so groß, daß zwar ein Absterben des Motors verhindert wird, dies aber bei einer möglichst niedrigen Drehzahl. Bei Normalbetrieb erfolgt der Luftdurchsatz ausschließlich durch den Ventildurchgang der Ventilanordnung ohne Beeinflussung durch die zusätzliche Verbindung, da diese dann geschlossen ist. Nur im Falle des unbestromten Hubmagneten kommt es zu einem Öffnen dieser Verbindung
  • Ist dabei das Schließteil des Ventils am einlaßseitigen freien Ende der Hubstange befestigt, und durchragt die Hubstange die axial im Schließglied ausgebildete Verbindung, an deren einlaßseitigen Mündung der Sitz des Ventils ausgebildet ist, so ist ein hohes Maß an Integration und Doppelfunktionen der Bauteile der normalen Regelung und der Bauteile des Ventils erreicht. Zum normalen Regelvorgang ist das Schließteil auf seinem Sitz gehalten, von dem es bei geschlossenem Durchgang der Normalregelung selbsttätig abgehoben wird.
  • Vorzugsweise ist dabei das Ventil ein Tellerventil und kann auf diese Weise gleichzeitig einen Anschlag der Hubstange bilden, an dem das Schließglied im Normalbetrieb in Anlage ist.
  • Um sicherzustellen, daß bei stromlosem Hubmagnet das Ventil geöffnet ist, kann die Rückstellfeder eine größere Federkraft aufweisen, als die das Schließglied beaufschlagende Feder.
  • Zur Begrenzung des Hubes des Schließglieds kann dieses zwischen zwei Anschlägen auf der Hubstange verschiebbar angeordnet sein.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und zeigt eine erfindungsgemäße Ventilanordnung im Querschnitt.
  • In einer zu einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung 1 ist eine Drosselklappe 2 drehbar angeordnet. Über einen Bypass 3 ist der Bereich vor der Drosselklappe 2 mit dem Bereich hinter der Drosselklappe 2 verbindbar. Der Durchgang des Bypasses 3 ist durch eine Ventilanordnung mehr oder weniger dadurch absperrbar, daß sein Schließglied 4 auf einen Ventilsitz 5 zubewegbar ist. Beim Aufsitzen des Schließgliedes 4 kann keine Luft über den Bypass 3 von der Atmosphärenseite zur Ansaugseite der Ansaugleitung 1 strömen.
  • Das Schließglied 4 ist axial verschiebbar auf der einen Kern 9 eines Hubmagneten 7 tragenden Hubstange angeordnet und durch eine Rückstellfeder 8 in Schließrichtung belastet. Bei Bestromung des Hubmagneten 7 wird die Hubstange 6 mehr oder weniger entgegen der Kraft der Rückstellfeder 8 in Öffnungsrichtung bewegt.
  • Die Bohrung, durch die die Hubstange 6 hindurchragt, sowie eine von dieser Bohrung zur Ansaugseite des Schließglieds 4 führende Bohrung bilden eine Verbindung 10, die von der Einlaßseite zur Ansaugseite des Schließglieds 4 führt. Diese Verbindung 10 besitzt einen Querschnitt, der einen solchen Luftdurchsatz ermöglicht, daß im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors zwar ein Absterben sicher vermieden wird, gleichzeitig aber der Motor mit der niedrigsten dazu möglichen Drehzahl läuft.
  • Die Verbindung 10 ist durch ein Ventil 11 bei Betrieb mit intakter Regelung absperrbar. Der Sitz 12 des als Tellerventil ausgebildeten Ventils 11 ist an der Mündung der Verbindung 10 zur Einlaßseite gebildet und kann durch ein am die Verbindung 10 durchragenden freien Ende der Hubstange 6 befestigtes Schließteil 13 verschlossen werden. Durch eine an der Hubstange 6 abgestützte Feder 14 geringerer Kraft als der Rückstellfeder 8 ist das Schließglied 4 auf seinen Ventilsitz 5 beaufschlagt.
  • Bei bestromtem Hubmagnet 7 kommt das Schließteil 13 auf seinem Sitz 12 zur Anlage und bildet gleichzeitig einen Anschlag, über den Schließteil 4 durch die sich in Öffnungsrichtung bewegende Hubstange 6 von seinem Ventilsitz 5 abgehoben wird. Die Feder 14 hält dabei das Schließglied 4 fest in Anlage an dem Schließteil 13.
  • Im Falle eines Stromloswerdens des Hubmagneten 7 bewegt die Rückstellfeder 8 die Hubstange 6 und damit auch das Schließglied 4 in Schließrichtung. Nach dem Aufsetzen des Schließglieds 4 auf seinen Ventilsitz 5, wie es in der Figur dargestellt ist, bewegt die Rückstellfeder 8 die Hubstange noch um soviel weiter in Schließrichtung, wie es der Anschlag 15 ihr erlaubt. Diese Bewegung ist möglich, da die Rückstellfeder 8 mit ihrer größeren Kraft die Feder 14 zusammendrücken kann.
  • Durch das Weiterbewegen wird gleichzeitig das Schließteil 13 des Ventils 11 von seinem Sitz 12 abgehoben, so daß ein durch den Querschnitt der Verbindung 10 bestimmter Luftdurchsatz von der Einlaßseite zur Ansaugseite möglich ist, der zum sicheren Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors erforderlich ist.

Claims (6)

1. Ventilanordnung in einer ein Drosselventil (2) einer Ansaugleitung (1) überbrückenden Bypassleitung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotoren durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite der zum Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung (1), mit einem elektromechanischen Stellglied, das einen Hubmagneten (7) aufweist, durch den ein Schließglied (4) über eine Hubstange (6) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (8) in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei in einer Verbindung (10) bestimmten Querschnitts von der Einlaßseite zur Auslaßseite des Schließglieds (4) ein in Öffnungsstellung des Schließglieds (4) geschlossenes und in Schließstellung des Schließglieds (4) zu öffnendes Ventil (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindung (10) und Ventil (11) im Schließglied (4) angeordnet sind und das Ventil (11) von der Hubstange (6) gegen die Kraft einer sich am Schließglied (4) abstützenden Feder (14) zu öffnen ist, wobei das in Schließstellung auf dem Ventilsitz (5) der Ventilanordnung aufliegende, in Schließrichtung von der Feder (14) beaufschlagte Schließglied (4) verschiebbar auf der Hubstange (6) angeordnet ist und bei der Aktivierung des Hubmagneten (7) über das Ventilschließteil (13) des Ventils (11), das dabei an dem im Schließglied (4) angeordneten Ventilsitz anliegt, geöffnet wird.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (6) mit dem beweglichen Kern (9) des Hubmagneten (7) verbunden ist.
3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (13) des Ventils (11) am einlaßseitigen freien Ende der Hubstange (6) befestigt ist und die Hubstange (6) die axial im Schließglied (4) ausgebildete Verbindung (10) durchragt, an deren einlaßseitigen Mündung der Sitz (12) des Ventils (11) ausgebildet ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (11) ein Tellerventil ist.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (8) eine grössere Federkraft aufweist als die das Schließglied (4) beaufschlagende Feder (14).
6. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (4) zwischen zwei Anschlägen auf der Stange (6) verschiebbar angeordnet ist.
EP83112875A 1983-08-11 1983-12-21 Ventilanordnung zur Leerlaufdrehzahlregelung von Verbrennungsmotoren Expired EP0153962B1 (de)

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