EP0392057B1 - Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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EP0392057B1
EP0392057B1 EP89106653A EP89106653A EP0392057B1 EP 0392057 B1 EP0392057 B1 EP 0392057B1 EP 89106653 A EP89106653 A EP 89106653A EP 89106653 A EP89106653 A EP 89106653A EP 0392057 B1 EP0392057 B1 EP 0392057B1
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EP
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throttle valve
opening
throttle
section
flow regulator
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Siemens AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M3/00Idling devices for carburettors
    • F02M3/06Increasing idling speed

Definitions

  • the invention relates to a filling plate for motor vehicles according to the preamble of claims 1 or 2.
  • Such a filling plate is known from US Pat. No. 4,474,152.
  • the opening is round, so that the throttle valve does not run over a boundary edge of this opening cross-section running parallel to its peripheral edge during its opening movement between the closed position and the intermediate position. This is important because otherwise noise and deformation of the actuator characteristic can occur. The reason for this can be found in such parallel edges. If the throttle valve passes over such a parallel edge, the effective throttle cross-section of the throttle valve connector changes abruptly due to the additional or omitted area over the opening cross-section of the idle filling actuator, through which additional air can flow. This results in the deformation of the actuator characteristic in the area of the opening towards larger air throughput values, which runs counter to the attempt to keep the actuator characteristic as constant as possible.
  • the object of the invention is to make a throttle valve connector with connection openings for connecting an idle filling actuator as short as possible, with a finely adjustable change in the throttle cross-section to be achieved when crossing the boundary edge.
  • a throttle valve 2 is rotatably mounted in the throttle valve neck 1.
  • an idling fill actuator 3 indicated in the drawing is flanged directly, via which a corresponding partial air flow T can be adjusted when the throttle valve 2 is closed and the internal combustion engine is idling.
  • FIG. 2 An inlet opening 31 and an outlet opening 32 of the idle filling actuator 3 is shown in FIG. 2 in a top view in the direction of arrow II in FIG. 1. The surrounding parts are omitted.
  • the cross section of the inlet opening 31 is rectangular in plan view minus the area of a triangle formed by a body 311 inserted into the inlet opening 31.
  • the body 311 is on the inside of the idle filling actuator flattened out in order to hinder the partial air flow T as little as possible.
  • the throttle valve 2 If the throttle valve 2 is now opened, it reaches the lower boundary edge of the rectangular area of the inlet opening 31 at a throttle valve angle ⁇ of approximately 10 °. If the body 311 were not present, the edge edge of the throttle valve and the lower boundary edge of the inlet opening 31 would be parallel to one another . Due to the small air gap between the two edges at such a small throttle valve angle ⁇ , the air flowing through would then lead to whistling noises. In addition, when the throttle valve 2 is opened further after passing the parallel boundary edge of the inlet opening 31, a larger throttle cross section would result abruptly via the inlet opening 31.
  • the triangular shape of the body 311 in plan view in the opening cross section of the inlet opening 31 ensures that the throttle valve 2 does not pass any parallel edges during its further opening movement.
  • the throttle valve 2 only runs over a minimal parallel boundary edge at the tip of the triangle. However, this does not matter because of its "punctiform" length and because of the large air gap between the edge of the throttle valve 2 and the opening cross section.
  • the upper boundary edge of the inlet opening 31 is already above a throttle valve angle 1. This defines an intermediate position of the throttle valve 2, above which the influence of a parallel boundary edge of the inlet opening 31 no longer plays a role.
  • the outlet opening 32 has a round cross section in plan view. It is formed by a piece of pipe, which is in a bore in the wall of the throttle valve connector 1, into the interior of the throttle valve connector 1 protrudes and, as can be seen in Figure 1, is cut obliquely.
  • the section plane forms an acute angle with the tip against the air flow with the longitudinal axis of the throttle valve assembly. This creates a shield with respect to the main air flow Q, in the flow shadow of which all boundary edges of the outflow opening 32 lie.
  • the partial air flow T coming via the idle fill actuator 3 can flow more easily into the throttle valve connector 1, which improves the air throughput rate of the idle fill actuator 3.
  • FIG. 3 shows a diagram with two actuator characteristics K1, K2.
  • the main air flow Q measured in kilograms per hour, is plotted in degrees over the throttle valve angle ⁇ .
  • the actuator characteristic curve (K1) is recorded without the device according to the invention, that is, without the use of the body 311 and the pipe section 321.
  • the throttle valve 2 then reaches the lower, parallel boundary edge of the inlet opening 31 and 20 at its opening movement at ⁇ equal to 10 ° ° the upper boundary edge of the inlet opening 31.
  • the air flow characteristic K1 in FIG. 3 accordingly shows a deformation in this angular range from 10 to 20 ° towards larger values of the main air flow Q.
  • the reason for this is the parallel lower boundary edge of the inlet opening 31 and the abrupt associated therewith Changing the throttle cross-section when crossing this boundary edge.
  • the actuator characteristic curve K2 is recorded using the body 311 and the pipe section 321. It shows that the avoidance of boundary edges of the inlet opening 31 which are parallel to the edge of the throttle valve edge again results in a uniform, parabolic-shaped actuator characteristic curve as would also be present without the presence of an integrated idling filling actuator 3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Füllungssteller für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.
  • Ein derartiger Füllungssteller ist durch die US-PS 4 474 152 bekannt. Bei dieser Ausführung ist die Öffnung rund, so daß die Drosselklappe bei ihrer Öffnungsbewegung zwischen der Schließstellung und der Zwischenstellung keine zu ihrer Randkante parallel verlaufende Begrenzungskante dieses Öffnungsquerschnittes überfährt. Dies ist deshalb von Bedeutung, da ansonsten Störgeräusche und eine Verformung der Stellerkennlinie auftreten können. Der Grund dafür ist in solchen parallel verlaufenden Kanten zu finden. Überfährt nämlich die Drosselklappe eine solche parallele Kante, so ändert sich abrupt der effektive Drosselquerschnitt des Drosselklappenstutzens durch die hinzukommende oder wegfallende Fläche über den Öffnungsquerschnitt des Leerlauffüllungsstellers, über den zusätzliche Luft strömen kann. Dies ergibt die Verformung der Stellerkennlinie im Bereich der Öffnung hin zu größeren Luftdurchsatzwerten, was dem Bestreben nach einem möglichst stetigen Verlauf der Stellerkennlinie zuwiderläuft.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drosselklappenstutzen mit Verbindungsöffnungen zum Anschluß eines Leerlauffüllungsstellers so kurz wie möglich zu gestalten, wobei eine fein dosierbare Änderung des Drosselquerschnittes beim Überfahren der Begrenzungskante erreicht werden soll.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei Zelgen:
    • Figur 1 einen Querschnitt durch einen Drosselklappenstutzen mit einer Ein- und Auslaßöffnung für einen integrierten Leerlauffüllungssteller,
    • Figur 2 eine Draufsicht auf die Ein- und Auslaßöffnungen in Richtung des Pfeiles II in Figur 1 und
    • Figur 3 einen Vergleich zweier Stellerkennlinien mit und ohne der erfindungsgemäßen Einrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Drosselklappenstutzen 1, der in den nicht dargestellten Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist. In dem Drosselklappenstutzen 1 ist eine Drosselklappe 2 drehbar gelagert. Die Drosselklappe 2 ist in ihrer Schließstellung gezeigt, d.h. bei einem Drosselklappenwinkel α gleich Null. Sie ist fest mit einer Achse 21 verbunden, über die sie von außen her von der Schließstellung α = 0° ausgehend, entgegen dem Uhrzeigersinn in der eingezeichneten Pfeilrichtung geöffnet werden kann.
  • An den Drosselklappenstutzen 1 ist ein in der Zeichnung angedeuteter Leerlauffüllungssteller 3 direkt angeflanscht, über den bei geschlossener Drosselklappe 2, im Leerlauf der Brennkraftmaschine, ein entsprechender Teilluftstrom T eingeregelt werden kann.
  • Eine Einlaßöffnung 31 und eine Auslaßöffnung 32 des Leerlauffüllungsstellers 3 ist in der Figur 2 in der Draufsicht in Richtung des Pfeiles II in Figur 1 gezeigt. Die umgebenden Teile sind dabei weggelassen. Der Querschnitt der Einlaßöffnung 31 ist in der Draufsicht rechteckig abzüglich der Fläche eines Dreiecks, das durch einen in die Einlaßöffnung 31 eingesetzten Körper 311 gebildet wird. Der Körper 311 ist zum Inneren des Leerlauffüllungsstellers hin abgeflacht, um den Teilluftstrom T möglichst wenig zu behindern.
  • Wird nun die Drosselklappe 2 geöffnet, so erreicht sie bei einem Drosselklappenwinkel α von ungefähr 10° die untere Begrenzungskante der Rechteckfläche der Einlaßöffnung 31. Wäre der Körper 311 nicht vorhanden, so stünden sich die Randkante der Drosselklappe und die untere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 parallel gegenüber. Durch den bei einem solchen kleinen Drosselklappenwinkel α geringen Luftspalt zwischen den beiden Kanten würde die durchströmende Luft dann zu Pfeifgeräuschen führen. Außerdem würde sich beim weiteren Öffnen der Drosselklappe 2 nach Passieren der parallelen Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 abrupt ein größerer Drosselquerschnitt über die Einlaßöffnung 31 ergeben.
  • Diese beiden Effekte werden jedoch durch den Körper 311 verhindert. Die in der Draufsicht dreieckförmige Form des Körpers 311 im Öffnungsquerschnitt der Einlaßöffnung 31 gewährleistet, daß die Drosselklappe 2 bei ihrer weiteren Öffnungsbewegung keine parallelen Kanten passiert. Lediglich an der Spitze des Dreiecks überfährt die Drosselklappe 2 eine minimale parallele Begrenzungskante. Diese spielt aber keine Rolle wegen ihrer "punktförmigen" Länge und wegen dem dabei vorhandenen großen Luftspalt zwischen der Randkante der Drosselklappe 2 und dem Öffnungsquerschnitt.
  • Die obere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 liegt in diesem Fall bereits oberhalb eines Drosselklappenwinkels 1. Dieser definiert eine Zwischenstellung der Drosselklappe 2, oberhalb der der Einfluß einer parallelen Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 keine Rolle mehr spielt.
  • Wie in Figur 1 und 2 zu erkennen, hat die Auslaßöffnung 32 in der Draufsicht einen runden Querschnitt. Sie wird durch ein Rohrstück gebildet, das in einer Bohrung der Wandung des Drosselklappenstutzens 1 steckt, ins Innere des Drosselklappenstutzens 1 hineinragt und wie in Figur 1 ersichtlich, schräg abgeschnitten ist. Die Schnittebene bildet dabei mit der Längsachse des Drosselklappenstutzens einen mit der Spitze gegen den Luftstrom gerichteten spitzen Winkel. Dadurch entsteht gegenüber dem Hauptluftstrom Q ein Schild, in dessen Strömungsschatten alle Begrenzungskanten der Ausströmöffnung 32 liegen. So kann der über den Leerlauffüllungssteller 3 kommende Teilluftstrom T leichter in den Drosselklappenstutzen 1 einströmen, womit die Luftdurchsatzrate des Leerlauffüllungsstellers 3 verbessert wird.
  • Die Figur 3 zeigt ein Diagramm mit zwei Stellerkennlinien K1, K2. Dabei ist jeweils der Hauptluftsrom Q, gemessen in Kilogramm pro Stunde, über dem Drosselklappenwinkel α in Grad aufgetragen.
  • Die Stellerkennlinie (K1) ist ohne die erfindungsgemäße Einrichtung aufgenommen, also ohne die Verwendung des Körpers 311 und des Rohrstücks 321. Die Drosselklappe 2 erreicht dann bei ihrer Öffnungsbewegung bei α gleich 10° die untere, parallel verlaufende Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 und bei gleich 20° die obere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31. Die Luftdurchsatzkennlinie K1 in Figur 3 zeigt dementsprechend in diesem Winkelbereich von 10 bis 20° eine Verformung hin zu größeren Werten des Hauptluftstroms Q. Grund dafür ist die parallel verlaufende untere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 und der damit verbundenen abrupten Änderung des Drosselquerschnittes beim Überfahren dieser Begrenzungskante.
  • Die Stellerkennlinie K2 ist dagegen unter Verwendung des Körpers 311 und des Rohrstücks 321 aufgenommen. Sie zeigt, daß die Vermeidung von zur Drosselklappenrandkante parallel liegenden Begrenzungskanten der Einlaßöffnung 31 wieder eine gleichmäßig, parabelförmig verlaufende Stellerkennlinie ergibt, wie sie auch ohne Vorhandensein eines integrierten Leerlauffüllungsstellers 3 vorhanden wäre.

Claims (5)

1. Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Drosselklappenstutzen (1), mit einer in dem Drosselklappenstutzen schwenkbar gelagerten Drosselklappe (2), mit Verbindungsöffnungen in der Wandung des Drosselklappenstutzen (1) zum Anschluß eines Leerlauffüllungsstellers (3), die bei geschlossener Drosselklappe (2) - in Strömungsrichtung gesehen - vor bzw. hinter der Drosselklappe liegen, wobei die vor der Drosselklappe liegende Öffnung - nachfolgend die kritische Öffnung genannt - wenigstens zum Teil in einem Abschnitt der Wandung liegt, der durch die Schließstellung und eine Zwischenstellung der Drosselklappe (2) begrenzt ist, wobei die Zwischenstellung maximal 30° von der Schließstellung entfernt ist und der Öffnungsquerschnitt der kritischen Öffnung so gestaltet ist, daß die Drosselklappe (2) bei ihrer Öffnungsbewegung zwischen der Schließstellung und der Zwischenstellung keine zu ihrer Randkante parallel verlaufende Begrenzungskante dieses Öffnungsquerschnitts überfährt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der kritischen Öffnung eine Rechteckfläche abzüglich der Fläche eines Dreiecks ist, wobei die Rechteckfläche zwei zu einer Längsachse des Drosselklappenstutzens (1) senkrechte Begrenzungskanten hat und eine Seite des Dreiecks die der Schließstellung der Drosselklappe (2) nächstliegende Begrenzungskante der Rechteckfläche ist.
2. Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug mit einem Drosselklappenstutzen (1), mit einer in dem Drosselklappenstutzen schwenkbar gelagerten Drosselklappe (2), mit Verbindungsöffnungen in der Wandung des Drosselklappenstutzen (1) zum Anschluß eines Leerlauffüllungsstellers (3), die bei geschlossener Drosselklappe (2) - in Strömungsrichtung gesehen - vor bzw. hinter der Drosselklappe liegen, wobei die vor der Drosselklappe liegende Öffnung nachfolgend die kritische Öffnung genannt - wenigstens zum Teil in einem Abschnitt der Wandung liegt, der durch die Schließstellung und eine Zwischenstellung der Drosselklappe (2) begrenzt ist, wobei die Zwischenstellung maximal 30° von der Schließstellung entfernt ist und der Öffnungsquerschnitt der kritischen Öffnung so gestaltet ist, daß die Drosselklappe (2) bei ihrer Öffnungsbewegung zwischen der Schließstellung und der Zwischenstellung keine zu ihrer Randkante parallel verlaufende Begrenzungskante dieses Öffnungsquerschnitts überfährt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsquerschnitt der kritischen Öffnung eine Rechteckfläche abzüglich der Fläche eines Kreisabschnitts ist, wobei die Rechteckfläche zwei zu einer Längsachse des Drosselklappenstutzens (1) senkrechte Begrenzungskanten hat und die geradlinige Kante des Kreisabschnitts die der Schließstellung der Drosselklappe (2) nächstliegende Begrenzungskante der Rechteckfläche ist.
3. Füllungssteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die kritische Öffnung die Einlaßöffnung (31) des Füllungsstellers (3) ist.
4. Füllungssteller nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Drosselklappenstutzen (1) ein Schild angeordnet ist, so daß alle Begrenzungskanten der Auslaßöffnung in seinem Strömungsschatten bezüglich des über die Drosselklappe (2) kommenden Hauptluftstroms (Q) liegen.
5. Füllungssteller nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (32) einen kreisförmigen Querschnitt hat und der Schild dadurch gebildet ist, daß in der Auslaßöffnung ein Rohrstück (321) steckt, das in den Drosselklappenstutzen (1) ragt, wobei der in den Drosselklappenstutzen (1) ragende Teil schräg abgeschnitten ist.
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