EP2387659B1 - Drosselklappeneinrichtung - Google Patents

Drosselklappeneinrichtung Download PDF

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EP2387659B1
EP2387659B1 EP09768047.4A EP09768047A EP2387659B1 EP 2387659 B1 EP2387659 B1 EP 2387659B1 EP 09768047 A EP09768047 A EP 09768047A EP 2387659 B1 EP2387659 B1 EP 2387659B1
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EP
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valve
chamber
outlet
bypass
throttle flap
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EP09768047.4A
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EP2387659A1 (de
Inventor
Achim Meisiek
Wolfgang Schulz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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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
    • 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
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • F02D9/1055—Details of the valve housing having a fluid by-pass

Definitions

  • the invention relates to a throttle valve device according to the preamble of the main claim.
  • a throttle device comprising a arranged in a passage throttle and a throttle bypass passage comprising a bypass chamber which is connected via a chamber inlet to the passage upstream of the throttle valve and a chamber outlet to the passage downstream of the throttle valve, and with an idling actuator at least partially accommodated in the bypass chamber for controlling the bypass current.
  • the stepping motor is inserted through a chamber opening in the bypass chamber and has an axially adjustable valve member which cooperates with a valve seat formed at the bottom of the bypass chamber.
  • the chamber opening is tightly closed after installation of the stepper motor.
  • the throttle valve device with the characterizing features of the main claim has the advantage that the manufacturing costs are reduced by the idler actuator is designed as a separate valve having a valve inlet, a valve outlet, seen in the flow direction between the valve inlet and the valve outlet valve seat and a having the valve seat cooperating valve body, wherein the valve outlet protrudes into the chamber outlet and the valve inlet opens into the bypass chamber.
  • valve outlet of the idling actuator closes the chamber outlet of the bypass chamber in such a way that the bypass flow can only reach the chamber outlet of the bypass chamber via the valve outlet of the idling actuator, since the valve inlet and the valve outlet automatically do so without further connecting means, for example hoses are integrated into the bypass channel and bypassing the idle actuator is possible in the bypass channel.
  • the valve inlet and the valve outlet are arranged on the same side of the valve body.
  • the idling actuator is inserted into the bypass chamber and seals it to the outside, since the idler actuator designed as a stepping motor can be easily replaced in this way by the idler actuator designed as a valve without further adjustments.
  • the idle actuator is a solenoid valve, which is driven, for example clocked.
  • the drawing shows in section a simplified throttle device for throttling the intake air of an internal combustion engine.
  • the throttle valve device has a throttle valve 2 arranged in a through-channel 1 and a bypass channel 3 bypassing the throttle flap 2.
  • the bypass channel 3 comprises a bypass chamber 4, which is connected via a chamber inlet 5 with the passage 1 upstream of the throttle valve 2 and a chamber outlet 6 with the passage 1 downstream of the throttle valve 2.
  • the bypass chamber 4 is designed as a recess in the housing of the throttle valve device.
  • an idle actuator 9 is at least partially included for controlling the bypass current.
  • the idle actuator 9 is used to adjust the idle speed of an internal combustion engine 10, the is arranged downstream of the throttle valve device. From upstream of the throttle valve device, air is sucked in from the environment, for example via a suction filter 11.
  • the idling actuator 9 is designed as a separate valve, which has a valve inlet 9.1, a valve outlet 9.2, seen in the flow direction between the valve inlet 9.1 and the valve outlet 9.2 arranged valve seat 9.3 and a valve seat with the valve 9.3 9.4, wherein the valve outlet 9.2 extends into the bypass chamber 4 into the chamber outlet 6 and the valve inlet 9.1 opens directly into the bypass chamber 4.
  • the valve outlet 9.2 of the idling actuator 9 closes the chamber outlet 6 of the bypass chamber 4 in such a way that the bypass flow can pass essentially only via the valve outlet 9.2 of the idling actuator 9 into the chamber outlet 6 of the bypass chamber 4.
  • a bypass of the idle actuator 9 via the chamber inlet 5 in the bypass chamber 4 and from there directly into the chamber outlet 6 is permitted at most for a small, not affecting the function leakage current.
  • the valve outlet 9.2 at its chamber outlet 6 end facing an insertion bevel 13.
  • the bypass chamber 4 can also taper at its chamber outlet 6 having bottom 14 tapered to the chamber outlet 6 out.
  • a sealing means may be provided between the chamber outlet 6 and the valve outlet 9.2, a sealing means may be provided.
  • the invention makes it possible in a simple manner to replace an expensive idling actuator designed as a stepping motor with a more cost-effective idler actuator designed as a separate valve. By mounting the separate valve to the throttle device space and connecting hoses or pipes are saved.
  • the idling actuator 9 is inserted with the valve outlet 9.2 through a chamber opening 12 in the bypass chamber 4 and closes it tight with the remaining outside of the bypass chamber 4 housing.
  • the valve inlet 9.1 and the valve outlet 9.2 are automatically integrated into the bypass channel without further connecting means.
  • the idler actuator 9 is held in the bypass chamber 4 cohesively, positively and / or non-positively, for example by screwing, latching, welding, gluing or pressing.
  • a press fit between the nozzle-shaped valve outlet 9.2 and the chamber outlet 6 may be provided, which also provides the necessary Tightness achieved.
  • the nozzle-shaped valve outlet 9.2 may be formed as a thin-walled, elastic tube, so that lateral accelerations can be better absorbed in the assembled state.
  • the idling actuator 9 is a solenoid valve, which is operated, for example clocked and normally closed.
  • valve inlet 9.1 and the valve outlet 9.2 are arranged according to the embodiment on the same side of the valve, wherein the valve outlet 9.2 is designed as a nozzle and the valve inlet 9.1 is formed by annularly arranged around the valve outlet 9.2 openings.
  • the idling actuator 9 may have a protruding into the bypass chamber 4, radially outside of the valve inlet 9.1 and the valve outlet 9.2 arranged shoulder 15 for easier insertion of the Leerlaufstellers 9 in the bypass chamber 4.
  • the diameter of the shoulder 15 corresponds approximately to the diameter of the bypass chamber 4.
  • a sealing means 16 for example a so-called O-ring or a molded sealing lip, is provided.
  • the idler plate 9 is centered by the sealing means 16 or the shoulder 15 at a first location and by the protruding into the chamber outlet 6 nozzle portion 9.2 at a second location and held for example by press fitting.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Drosselklappeneinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs.
  • Es ist schon eine Drosselklappeneinrichtung bekannt, mit einer in einem Durchgangskanal angeordneten Drosselklappe und einem die Drosselklappe umgehenden Bypasskanal, der eine Bypasskammer umfasst, die über einen Kammereingang mit dem Durchgangskanal stromauf der Drosselklappe und über einen Kammerausgang mit dem Durchgangskanal stromab der Drosselklappe verbunden ist, und mit einem zumindest teilweise in der Bypasskammer aufgenommenen Leerlaufsteller zur Steuerung des Bypassstroms. Der Schrittmotor ist durch eine Kammeröffnung in die Bypasskammer eingesteckt und weist ein axial verstellbares Ventilglied auf, das mit einem am Boden der Bypasskammer gebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Die Kammeröffnung ist nach der Montage des Schrittmotors dicht verschlossen. Nachteilig ist, dass der Leerlaufsteller als Schrittmotor ausgeführt und dadurch vergleichsweise teuer ist.
  • GB 2 362 942 A offenbart ein weiteres Beispiel
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Drosselklappeneinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellungskosten verringert werden, indem der Leerlaufsteller als separates Ventil ausgebildet ist, das einen Ventileingang, einen Ventilausgang, einen in Strömungsrichtung gesehen zwischen dem Ventileingang und dem Ventilausgang angeordneten Ventilsitz und einen mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper aufweist, wobei der Ventilausgang in den Kammerausgang hineinragt und der Ventileingang in die Bypasskammer mündet.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Drosselklappeneinrichtung möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn der Ventilausgang des Leerlaufstellers den Kammerausgang der Bypasskammer derart verschließt, dass der Bypassstrom nur über den Ventilausgang des Leerlaufstellers in den Kammerausgang des Bypasskammer gelangen kann, da der Ventileingang und der Ventilausgang auf diese Weise ohne weitere Verbindungsmittel, beispielsweise Schläuche, automatisch in den Bypasskanal integriert sind und im Bypasskanal keine Umgehung des Leerlaufstellers möglich ist. Der Ventileingang und der Ventilausgang sind dazu auf der gleichen Seite des Ventilgehäuses angeordnet.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Leerlaufsteller in die Bypasskammer eingesteckt ist und diese nach außen dicht verschließt, da der als Schrittmotor ausgeführte Leerlaufsteller auf diese Weise einfach durch den als Ventil ausgeführten Leerlaufsteller ohne weitere Anpassungen ersetzbar ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist der Leerlaufsteller ein Magnetventil, das beispielsweise getaktet angesteuert ist.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Zeichnung zeigt im Schnitt eine vereinfacht dargestellte Drosselklappeneinrichtung zur Drosselung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine.
  • Die Drosselklappeneinrichtung weist eine in einem Durchgangskanal 1 angeordnete Drosselklappe 2 und einen die Drosselklappe 2 umgehenden Bypasskanal 3 auf. Der Bypasskanal 3 umfasst eine Bypasskammer 4, die über einen Kammereingang 5 mit dem Durchgangskanal 1 stromauf der Drosselklappe 2 und über einen Kammerausgang 6 mit dem Durchgangskanal 1 stromab der Drosselklappe 2 verbunden ist. Die Bypasskammer 4 ist als Vertiefung im Gehäuse der Drosselklappeneinrichtung ausgeführt. In der Bypasskammer 4 ist zumindest teilweise ein Leerlaufsteller 9 zur Steuerung des Bypassstroms aufgenommen. Der Leerlaufsteller 9 dient zur Einstellung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine 10, die stromab der Drosselklappeneinrichtung angeordnet ist. Von stromauf der Drosselklappeneinrichtung wird Luft aus der Umgebung beispielsweise über einen Ansaugfilter 11 angesaugt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Leerlaufsteller 9 als separates Ventil ausgebildet ist, das einen Ventileingang 9.1, einen Ventilausgang 9.2, einen in Strömungsrichtung gesehen zwischen dem Ventileingang 9.1 und dem Ventilausgang 9.2 angeordneten Ventilsitz 9.3 und einen mit dem Ventilsitz 9.3 zusammenwirkenden Ventilkörper 9.4 aufweist, wobei der Ventilausgang 9.2 in die Bypasskammer 4 bis in den Kammerausgang 6 hineinreicht und der Ventileingang 9.1 unmittelbar in die Bypasskammer 4 mündet. Dabei verschließt der Ventilausgang 9.2 des Leerlaufstellers 9 den Kammerausgang 6 der Bypasskammer 4 derart, dass der Bypassstrom im wesentlichen nur über den Ventilausgang 9.2 des Leerlaufstellers 9 in den Kammerausgang 6 der Bypasskammer 4 gelangen kann. Eine Umgehung des Leerlaufstellers 9 über den Kammereingang 5 in die Bypasskammer 4 und von dort direkt in den Kammerausgang 6 ist höchstens für einen kleinen, die Funktion nicht beeinflussenden Leckagestrom zugelassen. Zum besseren Einführen des Ventilausgangs 9.2 in den Kammerausgang 6 der Bypasskammer 4 hat der Ventilausgang 9.2 an seinem dem Kammerausgang 6 zugewandten Ende eine Einführschräge 13. Die Bypasskammer 4 kann sich außerdem an ihrem den Kammerausgang 6 aufweisenden Boden 14 konisch zum Kammerausgang 6 hin verjüngen. Zwischen dem Kammerausgang 6 und dem Ventilausgang 9.2 kann ein Dichtmittel vorgesehen sein.
  • Die Erfindung ermöglicht auf einfache Art und Weise den Ersatz eines als Schrittmotor ausgeführten teuren Leerlaufstellers durch ein als separates Ventil ausgeführten kostengünstigeren Leerlaufsteller. Durch die Montage des separaten Ventils an der Drosselklappeneinrichtung werden Bauraum und Anschlussschläuche bzw. -rohre eingespart.
  • Der Leerlaufsteller 9 ist mit dem Ventilausgang 9.2 durch eine Kammeröffnung 12 in die Bypasskammer 4 eingesteckt und verschließt diese mit dem außerhalb der Bypasskammer 4 verbleibenden Gehäuse dicht. Allein durch das Einstecken in die Bypasskammer 4 wird der Ventileingang 9.1 und der Ventilausgang 9.2 ohne weitere Verbindungsmittel automatisch in den Bypasskanal integriert. Der Leerlaufsteller 9 ist in der Bypasskammer 4 stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig gehalten, beispielsweise durch Anschrauben, Verrasten, Anschweißen, Ankleben oder Einpressen. Um den Leerlaufsteller 9 kraftschlüssig in der Bypasskammer 4 zu halten, kann eine Presspassung zwischen dem stutzenförmigen Ventilausgang 9.2 und dem Kammerausgang 6 vorgesehen sein, die außerdem die notwendige Dichtheit erreicht. Der stutzenförmige Ventilausgang 9.2 kann als dünnwandiges, elastisches Rohr ausgebildet sein, damit Querbeschleunigungen im montierten Zustand besser aufgenommen werden können.
  • Der Leerlaufsteller 9 ist ein Magnetventil, das beispielsweise getaktet betrieben und stromlos geschlossen ist.
  • Der Ventileingang 9.1 und der Ventilausgang 9.2 sind gemäß dem Ausführungsbeispiel auf der gleichen Seite des Ventils angeordnet, wobei der Ventilausgang 9.2 als Stutzen ausgeführt ist und der Ventileingang 9.1 durch ringförmig um den Ventilausgang 9.2 herum angeordnete Öffnungen gebildet ist.
  • Der Leerlaufsteller 9 kann eine in die Bypasskammer 4 hineinragende, radial außerhalb des Ventileingangs 9.1 und des Ventilausgangs 9.2 angeordnete Schulter 15 zur leichteren Einführen des Leerlaufstellers 9 in die Bypasskammer 4 aufweisen. Der Durchmesser der Schulter 15 entspricht etwa dem Durchmesser der Bypasskammer 4. Zwischen der Schulter 15 und der Wandung der Bypasskammer 4 ist ein Dichtmittel 16, beispielsweise ein sogenannter O-Ring oder eine angespritzte Dichtlippe, vorgesehen. Der Leerlaufsteller 9 ist durch das Dichtmittel 16 oder die Schulter 15 an einer ersten Stelle und durch den in den Kammerausgang 6 hineinragenden Stutzenabschnitt 9.2 an einer zweiten Stelle zentriert und beispielsweise durch Presspassung gehalten.
  • Bei geöffnetem Ventil strömt die Luft von stromauf der Drosselklappe 2 in den Bypasskanal 3 hinein, über den Kammereingang 5 in die Bypasskammer 4, von dort über den zumindest einen Ventileingang 9.1 und den geöffneten Ventilsitz 9.3 in den Ventilausgang 9.2 und schließlich über einen Abschnitt des Bypasskanals 3 in den Durchgangskanal 1 stromab der Drosselklappe 2. Bei geschlossenem Ventil ist der Bypasskanal 3 gesperrt.

Claims (10)

  1. Drosselklappeneinrichtung mit einer in einem Durchgangskanal (1) angeordneten Drosselklappe (2) und einem die Drosselklappe (2) umgehenden Bypasskanal (3), der eine Bypasskammer (4) umfasst, die über einen Kammereingang (5) mit dem Durchgangskanal (1) stromauf der Drosselklappe (2) und über einen Kammerausgang (6) mit dem Durchgangskanal (1) stromab der Drosselklappe (2) verbunden ist, und mit einem zumindest teilweise in der Bypasskammer (4) aufgenommenen Leerlaufsteller (9) zur Steuerung des Bypassstroms, wobei der Leerlaufsteller (9) als separates Ventil ausgebildet ist, und weist einen Ventileingang (9.1), einen Ventilausgang (9.2), einen in Strömungsrichtung gesehen zwischen dem Ventileingang (9.1) und dem Ventilausgang (9.2) angeordneten Ventilsitz (9.3) und einen mit dem Ventilsitz (9.3) zusammenwirkenden Ventilkörper (9.4) auf dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausgang (9.2) in den Kammerausgang (6) hineinragt und der Ventileingang (9.1) in die Bypasskammer (4) mündet.
  2. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausgang (9.2) des Leerlaufstellers (9) den Kammerausgang (6) der Bypasskammer (4) derart verschließt, dass der Bypassstrom nur über den Ventilausgang (9.2) des Leerlaufstellers (9) in den Kammerausgang (6) des Bypasskammer (4) gelangen kann.
  3. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufsteller (9) durch eine Kammeröffnung (12) in die Bypasskammer (4) eingesteckt ist und diese dicht verschließt.
  4. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileingang (9.1) und der Ventilausgang (9.2) auf der gleichen Seite des Leerlaufstellers (9) angeordnet sind.
  5. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilausgang (9.2) als Stutzen ausgeführt ist.
  6. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileingang (9.1) durch ringförmig um den Ventilausgang (9.2) herum angeordnete Öffnungen gebildet ist.
  7. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufsteller (9) eine in die Bypasskammer (4) hineinragende, radial außerhalb des Ventileingangs (9.1) und des Ventilausgangs (9.2) angeordnete Schulter (15) aufweist.
  8. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schulter (15) und der Bypasskammer (4) ein Dichtmittel (16) vorgesehen ist.
  9. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufsteller (9) in der Bypasskammer (4) durch Anschrauben, Verrasten, Anschweißen, Ankleben oder Einpressen gehalten ist.
  10. Drosselklappeneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerlaufsteller (9) ein Magnetventil ist.
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