EP0178420B1 - Vorrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl - Google Patents
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- EP0178420B1 EP0178420B1 EP85110400A EP85110400A EP0178420B1 EP 0178420 B1 EP0178420 B1 EP 0178420B1 EP 85110400 A EP85110400 A EP 85110400A EP 85110400 A EP85110400 A EP 85110400A EP 0178420 B1 EP0178420 B1 EP 0178420B1
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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 device for regulating the idling speed of an internal combustion engine with an intake manifold, in which an arbitrarily actuable throttle valve is arranged, around which a bypass leads with a bypass valve that can be controlled as a function of operating parameters of the internal combustion engine and that regulates a flow cross-section of one of them Has electromagnets movable relative to a valve set valve member, which has a pressure compensation surface in a back pressure chamber, from which a pressure compensation connection leads to the upstream side of the valve member.
- Devices of this type serve to keep the pollutant content in the exhaust gases of an internal combustion engine low and to reduce fuel consumption. They are currently becoming increasingly widespread. Examples of the prior art are DE-A-3010167, GB-A-2066930 and DE-A-31 13 986. These documents expressly state that the valve member should be pressure balanced. This must also be striven for so that the actuator can be adjusted with as little force as possible and remains in its respective position by itself. According to DE-A-3010167 and GB-A-2066930, the pressure compensation connection is a bore through the valve member. DE-A-31 13986 is a line which opens between the bypass valve and the suction pipe into the line leading to the bypass valve.
- a seat valve is known from US-A-38 73063, which has a pressure compensation device with which the inlet pressure acting on the valve member is compensated.
- a pressure compensation connection leads from near the narrowest gap between the valve member and the valve seat to a counter pressure chamber into which the valve member projects with a pressure compensation surface.
- the invention has for its object to develop a device of the type mentioned for regulating the idle speed, which enables the most complete possible pressure equalization in any position of the valve member and is therefore to be adjusted with as little force as possible and to be held in its respective position.
- the pressure compensation connection begins as close as possible to the narrowest gap between the valve member and the valve seat and that the valve seat is designed to widen conically towards the outlet side, the valve member (4) having a region which widens conically towards the outlet side, the area of which Cone angle is larger than the cone angle of the valve seat and with which it can be moved into the conical extension (13) of the valve seat (7).
- the device is structurally favorable if the valve seat is formed by a housing gradation into which the pressure compensation connection opens and which is covered towards the gap and towards the outflow side by a flange-like component which forms the valve seat and has at least one pressure inlet bore towards the gap.
- This embodiment also makes it possible to change the valve seat independently of the housing design and to adapt it to the particular circumstances.
- the pressure compensation connection does not necessarily have to pass through the housing of the device. According to another embodiment of the invention, it can also extend through the valve member to the gap.
- the invention allows numerous design options. One of them is shown very schematically in the drawing in a sectional view and is described below.
- the drawing shows a part of a housing 1 of a bypass valve 2 into which air flows in the direction of an arrow 3, which leaves the bypass valve 2 behind a valve member 4 in the direction of an arrow 5.
- the valve member 4 projects into a valve seat 7 with a conical area 6.
- a counterpressure chamber 8 serves to equalize the pressure of the valve member, from which a pressure equalization connection 9 leads to a housing gradation 10, which is covered by a flange-like component 11.
- This component 11 forms the actual valve seat 7.
- Its inner circumferential surface forms a conical widening 13 which increases in diameter towards the outlet side of the bypass valve 2. Between its conical widening 13 facing the conical region 6 of the valve member 4 and the conical region 6 there is an angle of 5 to Formed 25 degrees.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine mit einem Saugrohr, in dem eine willkürlich betätigbare Drosselklappe angeordnet ist, um die ein Bypass mit einem in Abhängigkeit von Betriebskenngrössen der Brennkraftmaschine ansteuerbaren Bypassventil führt, das zur Regelung eines Durchströmquerschnittes ein von einem Elektromagneten relativ zu einem Ventilsatz verschiebliches Ventilglied hat, welches eine Druckausgleichsfläche in einer Gegendruckkammer aufweist, von der aus eine Druckausgleichsverbindung zur Anströmseite des Ventilgliedes führt.
- Vorrichtungen dieser Art dienen dazu, den Schadstoffgehalt in den Abgasen einer Brennkraftmaschine niedrig zu halten und den Kraftstoffverbrauch zu senken. Sie finden gegenwärtig immer stärkere Verbreitung. Als Beispiel für den Stand der Technik seien die DE-A-3010167, die GB-A-2066930 und DE-A-31 13 986 genannt. In diesen Schriften ist ausdrücklich angeführt, dass das Ventilglied druckausgeglichen sein soll. Das ist auch unbedingt anzustreben, damit das Stellglied möglichst kraftarm verstellt werden kann und in seiner jeweiligen Stellung von selbst verbleibt. Gemäss der DE-A-3010167 und der GB-A-2066930 ist die Druckausgleichsverbindung eine durch das Ventilglied geführte Bohrung. Bei der DE-A-31 13986 handelt es sich um eine Leitung, die zwischen dem Bypassventil und dem Ansaugrohr in die zum Bypassventil führende Leitung mündet.
- Es hat sich gezeigt, dass die Kraft, welche das Ventilglied in Öffnungsrichtung bewegt, nicht nur von der Druckdifferenz sondern auch von der Stellung des Ventilgliedes abhängig ist. Das wird vor allem durch die sich mit der Stellung des Ventilgliedes verändernden Strömungsverhältnisse im Bypassventil verursacht. Es ergibt sich deshalb, dass bei den bekannten Vorrichtungen nur ein unvollkommener Druckausgleich des Ventilgliedes des Bypassventils möglich ist.
- Aus der US-A-38 73063 ist ein Sitzventil bekannt, das eine Druckausgleichseinrichtung aufweist, mit der der das Ventilglied beaufschlagende Einlassdruck kompensiert wird. Dabei führt eine Druckausgleichsverbindung von nahe des engsten Spaltes zwischen Ventilglied und Ventilsitz zu einer Gegendruckkammer, in die das Ventilglied mit einer Druckausgleichsfläche ragt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Regelung der Leerlaufdrehzahl zu entwickeln, welche in jeder Stellung des Ventilgliedes einen möglichst vollkommenen Druckausgleich ermöglicht und deshalb möglichst kraftarm zu verstellen und in ihre jeweilige Stellung zu halten ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Druckausgleichsverbindung möglichst nahe des engsten Spalts zwischen Ventilglied und Ventilsitz beginnt und dass der Ventilsitz sich zur Auslassseite hin konisch erweiternd ausgebildet ist, wobei das Ventilglied (4) einen sich zur Auslassseite hin kegelig erweiternden Bereich aufweist, dessen Kegelwinkel grösser ist als der Konuswinkel des Ventilsitzes und mit dem es in die konische Erweiterung (13) des Ventilsitzes (7) hineinbewegbar ist.
- Durch diese im Vergleich zum Stand der Technik nicht oder nur unwesentlich aufwendigere Gestaltung der Vorrichtung werden die Strömungsverhältnisse im Bypassventil bezüglich des Druckausgleichs besser berücksichtigt, so dass in allen Stellungen des Ventilgliedes ein vollkommener Druckausgleich erfolgt. Dadurch ist der Energiebedarf des das Ventilglied bewegenden Elektromagneten äusserst gering.
- Weiterhin erfolgt der Druckausgleich ganz besonders exakt. Hiervon abgesehen hat sich gezeigt, dass ein Bypassventil mit einem solchen Ventilsitz weniger zur Verschmutzung neigt als die bisher bekannten Bypassventile.
- Besonders günstig ist es, wenn zwischen der konischen Erweiterung und dem kegligen Bereich des Ventilgliedes in Schliessstellung des Ventilgliedes ein zur Anströmseite hin offener Winkel von 5 bis 25 Grad besteht.
- Konstruktiv günstig ist die Vorrichtung gestaltet, wenn der Ventilsitz durch eine Gehäuseabstufung gebildet ist, in die die Druckausgleichsverbindung mündet und die zum Spalt und zur Abströmseite hin durch ein flanschartiges Bauteil abgedeckt ist, welches den Ventilsitz bildet und zum Spalt hin zumindest eine Druckeinlassbohrung hat. Diese Ausführungsform erlaubt es auch, den Ventilsitz unabhängig von der Gehäuseausbildung zu verändern und den jeweiligen Gegebenheiten anzupassen.
- Die Druckausgleichsverbindung muss nicht notwendigerweise durch das Gehäuse der Vorrichtung führen. Sie kann gemäss einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch durch das Ventilglied hindurch bis zum Spalt verlaufen.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist stark schematisch in der Zeichnung in Schnittdarstellung gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.
- Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Gehäuses 1 eines Bypassventils 2, in das in Richtung eines eingezeichneten Pfeiles 3 Luft einströmt, die das Bypassventil 2 hinter einem Ventilglied 4 in Richtung eines Pfeiles 5 wieder verlässt. Das Ventilglied 4 ragt mit einem kegligen Bereich 6 in einen Ventilsitz 7 hinein.
- Nicht dargestellt ist ein Elektromagnet, mit dem das Ventilglied, in der Zeichnung gesehen nach rechts, verschoben werden kann, so dass das Bypassventil 2 mehr oder weniger öffnet. Zum Druckausgleich des Ventilgliedes dient eine Gegendruckkammer 8, von der aus eine Druckausgleichsverbindung 9 zu einer Gehäuseabstufung 10 führt, die durch ein flanschartiges Bauteil 11 abgedeckt ist. Dieses Bauteil 11 bildet den eigentlichen Ventilsitz 7. Seine Innenmantelfläche bildet eine zur Auslassseite des Bypassventils 2 im Durchmesser zunehmende, konische Erweiterung 13. Zwischen seiner dem kegligen Bereich 6 des Ventilgliedes 4 zugewandten konischen Erweiterung 13 und dem kegligen Bereich 6 ist ein Winkel von 5 bis 25 Grad gebildet. Eine Druckeinlassbohrung 12, oder mehrere solcher Bohrungen, verbinden die Gehäusestufung 10 mit dem Spalt zwischen dem kegligen Bereich 6 und der Aussenmantelfläche des flanschartigen Bauteils 11. Dadurch erfolgt der Druckabgriff für die Druckausgleichskammer 8 möglichst nahe am engsten Spalt.
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