EP0379632A1 - Zumesseinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0379632A1
EP0379632A1 EP89110081A EP89110081A EP0379632A1 EP 0379632 A1 EP0379632 A1 EP 0379632A1 EP 89110081 A EP89110081 A EP 89110081A EP 89110081 A EP89110081 A EP 89110081A EP 0379632 A1 EP0379632 A1 EP 0379632A1
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EP
European Patent Office
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valve
throttle
metering device
throttle valve
combustion engine
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Withdrawn
Application number
EP89110081A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Arnold Mann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Filing date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1005—Details of the flap
    • F02D9/102—Details of the flap the flap having movable parts fixed onto it
    • 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
    • F02M1/00—Carburettors with means for facilitating engine's starting or its idling below operational temperatures
    • F02M1/08—Carburettors with means for facilitating engine's starting or its idling below operational temperatures the means to facilitate starting or idling becoming operative or inoperative automatically
    • F02M1/14—Carburettors with means for facilitating engine's starting or its idling below operational temperatures the means to facilitate starting or idling becoming operative or inoperative automatically dependent on pressure in combustion-air- or fuel-air-mixture intake
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M19/00—Details, component parts, or accessories of carburettors, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M1/00 - F02M17/00
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    • F02M3/00—Idling devices for carburettors
    • F02M3/08—Other details of idling devices
    • F02M3/14—Location of idling system outlet relative to throttle valve

Definitions

  • these idle speed control devices are required to reset the throttle valve or the idle control valve in the direction of the minimum passage cross-section if the control fails.
  • this passage cross section can be too small for idle operation, for example, when the internal combustion engine has not yet warmed up, so that the engine stops at idle. It has therefore been further proposed, in this case, the throttle valve angle of attack to a fixed value which, under most operating conditions, guarantees the smooth running of the internal combustion engine at idle and thus enables emergency operation.
  • the actuating device has a pneumatic servomotor which is controlled by the negative pressure in the intake pipe downstream of the throttle valve and which acts via a spring element on the actuating linkage for the throttle valve and represents the idling stop. If there is no pressure difference, that is to say when the internal combustion engine is at a standstill, the throttle valve is brought into the start position by a built-in additional spring, and the otherwise necessary actuation of the accelerator pedal when starting the warm-up internal combustion engine is avoided.
  • a disadvantage of the known actuating device is the additional design effort which, in addition to the electronic controller, is necessary to achieve the desired purpose.
  • the automatically acting valve can be designed in a simple manner as a check valve which is arranged on the upstream side of the throttle valve in such a way that it is closed under the influence of the flowing air.
  • a particularly simple configuration results when the check valve is arranged as a tongue valve on the upstream side of the throttle valve.
  • the tongue can advantageously correspond to the bending line of a beam clamped on one side with an evenly distributed load, so that the tongue lies flat on the throttle valve wing under the influence.
  • this temperature-dependent element is designed as a bimetal strip fastened on one side, which is arranged on the downstream side of the baffle plate.
  • the throttle valve 3 is fastened on the throttle valve shaft 2 in a partially illustrated throttle valve connector 1.
  • the throttle valve shaft 2 is rotatably mounted on both sides in the throttle valve neck 1 in a known manner.
  • the throttle valve shaft 2 and thus the throttle valve 3 attached to it are moved in a known manner by an actuator connected to a control circuit in order to adapt the throttle valve gap 5 to the air requirement of the internal combustion engine.
  • the poppet valve 7 consists of a shaft 9 which is guided in a central bore 8 and which is connected to its upstream end centrally carries a valve plate 10.
  • a coil spring 11 keeps the poppet valve 7 open, with a stop 12 located downstream limiting the opening path of the poppet valve 7.
  • the poppet valve 7 is open when the internal combustion engine is stopped, i.e. that is, the bores 6 are released from the valve plate 10, as shown in FIG.
  • the throttle valve gap 5 thus represents an air passage cross section which generally enables the idling of an internal combustion engine once started.
  • the amount of starting air in particular an internal combustion engine that is at operating temperature, deviates considerably from the amount of intake air that is required for maintaining idling.
  • This additionally required amount of air can flow through the holes 6 in the device according to the invention until the internal combustion engine has ignited and whose air requirement results in the formation of a pressure difference between the upstream and the downstream side of the throttle valve 3.
  • the characteristic curve of the spiral spring 11 of the poppet valve 7 is now chosen so that the poppet valve closes under the action of the said pressure difference and thus the predetermined amount of idle air flows only through the throttle valve gap 5.
  • the embodiment according to FIG. 2 differs only in structure, but not in the mode of operation from that in FIG Figure 1 shown device. The same parts with the same effect are therefore provided with the same reference numerals.
  • the throttle valve 3 shown in FIG. 2 has only one opening 26 in a wing for the passage of the additional starting air quantity.
  • the valve element is designed as a tongue spring 27 which is designed as an elongated plate made of a spring-hard material and is fixedly connected to the throttle valve 3 at a certain distance from the passage opening 26 by a rivet 28.
  • the tongue spring 27 is pre-bent in such a way that the free end is at a predetermined distance from the surface of the throttle valve 3 on the upstream side.
  • the shape in the longitudinal section expediently follows the bending line of a beam clamped on one side with an evenly distributed load.
  • the amount of additional air flows around the tongue spring 27 and supplements the intake air flowing through the throttle valve gap 5 when the internal combustion engine starts.
  • the tongue spring is pressed against the surface of the throttle valve 3 and thereby closes the opening 26. This state remains in any case during the idling situation and for a partial load range .

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Abstract

Es wird eine Zumeßeinrichtung für die einer Brennkraftmaßchine zuzuführende Leerlaufluftmenge angegeben. Die Zumeßeinrichtung umfaßt eine Drosselstelle variablen Durchtrittsquerschnitts, mit dem die Leerlaufluftmenge regelbar ist. Bei abnormer Funktion oder Ausfall der Regelung ist die Drosselstelle auf einen Wert für eine mittlere Leerlaufdrehzahl einstellbar. Zur Erhöhung der Startluftmenge für diesen Fall ist ein selbsttätig wirkendes Ventil (7, 27), vorzugsweise in der Drosselklappe (3), vorgesehen, daß sich nach dem Start unter dem Einfluß der strömenden Luft schließt.

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-Regel­ventils 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 denAnstellwinkel der Drosselklappe auf einen Festwert zu erhöhen, der unter den meisten Betriebsbedingungen denRundlauf 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 erheb­lich von der für einen zufriedenstellenden Leerlauf eine geregelten Drosselklappenstellung abweicht. Die Stellein­richtung nach der Patentschrift weist daher einen vom Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe gesteu­erten pneumatischen Stellmotor auf, der über ein Federele­ment 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 ange­strebten Zwecks notwendig ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zumeß­einrichtung nach dem Gattungsbegriff dahingehend weiterzu­bilden, daß das Startverhalten der Brennkraftmaschine ver­bessert 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 kennzeichnen­den Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin­dung 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 vorgese­henes 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 Flatterven­tile, die bei stillstehender Brennkraftmaschine unter dem Einfluß der Feder geschlossen sind und sich bei geschlosse­ner Vordrossel unter dem Einfluß des zunehmenden Unter­drucks im Saugrohr bei laufender Brennkraftmaschine öffnen und so eine für den Warmlauf ausreichende Luftmenge sicher­stellen. Die Sicherstellung einer erhöhten Startluftmenge bei betriebswarmer Brennkraftmaschine und weitgehend geschlossener Drosselklappe wird durch die bekannten Start­vorrichtungen, die vor allem den Kaltstart erleichtern sollen, nicht berührt.
  • Ferner ist es bekannt (DE-OS 26 33 575), in einer Stau­scheibe zur Messung der durch eine Brennkraftmaschine ange­saugten Luftmenge eine Öffnung vorzusehen und diese durch ein temperaturabhängiges Element zur näherungsweisen Tempe­raturkompensation der angesaugten Luft mehr oder weniger zu verschließen. In einer Ausführungsform ist dieses tempera­turabhängige Element als einseitig befestigter Bimetall­streifen 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
    • Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Ventilanordnung in der Drosselklappe,
    • Figur 2 eine gleichwirkende zweite Ausführungsform eines Ventils in der Drosselklappe.
  • In Figur 1 ist in einem teilweise dargestellten Drossel­klappenstutzen 1 auf der Drosselklappenwelle 2 die Drossel­klappe 3 befestigt. Die Drosselklappenwelle 2 ist in bekannter Weise beidseitig im Drosselklappenstutzen 1 dreh­bar 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 ei­ner zentralen Bohrung 8 geführten Schaft 9, der an seinem stromauf gelegenen Ende zentrisch einen Ventilteller 10 trägt. Eine Spiralfeder 11 hält das Tellerventil 7 geöff­net, wobei ein stromab gelegener Anschlag 12 den Öffnungs­weg 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 Figur 1 dar­gestellt - freigegeben.
  • Es sei angenommen, daß die in der Zeichnung dargestellte jeweilige Position der Drosselklappe 3 den Drosselklappen­anstellwinkel repräsentiert, der der Notlaufstellung bei ausgefallener Elektronik der Leerlaufregeleinrichtung ent­spricht. Der Drosselklappenspalt 5 stellt also einen Luft­durchlaßquerschnitt dar, der im allgemeinen den Leerlauf einer einmal gestarteten Brennkraftmaschine ermöglicht.
  • Wie bereits ausgeführt, weicht die Startluftmenge, insbe­sondere 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 lie­genden Seite der Drosselklappe 3 zur Folge hat. Die Kennli­nie 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 Figur 2 unterscheidet sich lediglich im Aufbau, nicht jedoch in der Wirkungsweise von der in Figur 1 gezeigten Einrichtung. Gleiche Teile mit gleicher Wirkung sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen verse­hen. Die Figur 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 Plätt­chen aus einem federharten Material ausgeführt und in einigem Abstand von der Druchtrittsöffnung 26 durch ein Niet 28 mit der Drosselklappe 3 fest verbunden ist. Abwei­chend von üblichen Rückschlagventilen ist die Zungenfe­der 27 derart vorgebogen, daß das freie Ende einen vorgege­benen Abstand von der stromaufseitig liegenden Oberfläche der Drosselklappe 3 aufweist. Die Form folgt dabei im Längsschnitt zweckmäßigerweise der Biegelinie eines einsei­tig 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 Brennkraftmaßchine auftretenden Druckdifferenz und der dadurch ansteigenden Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Saugrohr 1 wird die Zungenfeder gegen die Oberflä­che der Drosselklappe 3 gepreßt und schließt dadurch die Öffnung 26. Dieser Zustand bleibt während der Leerlauf­situation 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 vorteil­haft, 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 fremdge­zündeten Brennkraftmschine mit einer Drosselstelle variablen Durchtrittsquerschnitts im Ausgangweg zur Einstellung der zuzuführenden Luftmenge, inbesondere zur Regelung der Leerluftlaufmenge, dadurch gekenn­zeichnet, 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 umgehen­des Ventil (7,27) vorgesehen ist, welches unter dem Einfluß der strömenden Luft in seine geschlossene Stellung bringbar ist.
2. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, 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 gekennzeich­net, 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 gekennzeich­net daß die Zunge des Zungenventils (27) entsprechend der Biegelinie eines freitragenden Balkens mit gleichmäßig verteilter Last vorgebogen ist.
EP89110081A 1989-01-19 1989-06-03 Zumesseinrichtung für eine Brennkraftmaschine Withdrawn EP0379632A1 (de)

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DE3901418A1 (de) 1990-07-26

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