SE447291B - Lag differentialtryckfordrojningsventil - Google Patents

Description

447 291 10 1.5 20 25 30 35 2 växlande motorförhällanden genom relativt långa tids- fördröjningar mellan en motors varvtalsändring och en reaktionsändring i dämpanordningen, baserad på motorns OY ändring. _ w En speciell metod för att styra ett segment av motorns varvtalsändringar skulle vara att undvika användningen Ä av en fördröjningsventil men detta skulle leda till ojämna motordriftförhållanden samt problem i samband med reglering av föroreningar. Alternativt skulle en styrd förbikoppling av en fördröjningsventil, under ett givet förhållande eller efter det att en bestämd parameter överskridits, föredragas. Ett dylikt förbikopplingsarrangmang skulle ändå tillåta fördröjningsventilen att arbeta på dess nuvarande sätt, varvid fördröjningstider för långsamma motorändringstillstånd tillåtes, och icke desto mindre skulle det tillstånd elimineras, varvid det förekommer en hastig ändring i det övervakade tillståndet, t ex en hastig minskning i motorns ingasvakuum (d v s en ökning i trycknivå).

En 1ågdifferentialtryckfördröjningsventil, som är konstruerad enligt uppfinningens principer, innefattar en membranpåverkningsanordning, som är monterad i höljet för att avgränsa en tredje kammare intill ingàngskammaren och separera och avtäta ingångskammare samt nämnda tredje kammare med avseende på varandra, varvid väggkonstruk- tionen avgränsar en ingångsport för ingàngskammaren för âstadkommande av en ingångsförbindelse, varvid väggkonstruk- tionen också avgränsar en utgångsport för utgångskammaren för åstadkommande av en utgångsförbindelse, ett ihåligt skaft med ett nära dess ena ände fastsatt tätníngsorgan, varvid skaftet sträcker sig genom separeringsplattans port, genom ingàngskammaren och genom membranpåverknings- anordningen in i den tredje kammaren, samt en förspännings- fjäder med en känd förspänningskraft, varvid fjädern är belägen i ingàngskammaren eller i den tredje kammaren och verkar för att förspänna membranpåverkningsanordningen Y för slutning av separeringsplattans port med tätnings~ \ 10 15 20 30 35 447 291 3 organet, när tryckskillnaden mellan ingångs- och utgångs- kamrarna är lägre än fjäderns förspänningskraft.

Såsom speciellt följer av uppfinningen tillåter förskjutning av skaftet och tätningen från separerings- plattans port en snabb avledning av en plötslig ändring i vakuum- eller tryckskillnad över en fast eller förut- bestämd tryck- eller vakuumnivå. En sådan nivå kan utgöras av de sista fem centimetrarna av kvicksilvertryckskillnad vid ett vakuumtillstånd. De sista fem centimetrarna vakuum- differential (tryckdifferential) avledes då genom den fasta öppningen på vanligt sätt, till dess att jämvikts- tillstånd förekommer mellan ingångs- och utgångskamrarna.

Denna sista eller fasta vakuumnivå bestämmes av fjäderns förspänning.

I de två ritningsfigurerna användes samma hänvis- ningsbeteckningar för att identifiera likadana kompo- nenter.

Fig l visar en tvärsektion, som schematiskt illust- rerar en lågdifferentialtryckfördröjningsventil.

Fig 2 visar en tvärsektion av en alternativ utförings- form av lågdifferentialtryckfördröjningsventilen.

I fig l visas en lâgdifferentialtryckfördröjnings- ventil med en hus- eller väggkonstruktion 12, som inne- fattar åtminstone en sidovägg 13, varvid huset 12 avgränsar ett hölje, en ingångsport 14 och en utgångsport 16.

Höljet är delat i tre kamrar. En separeringsplatta eller ett separeringselement 18 är monterat i höljet och av- gränsar tillsammans med huset 12 därigenom en utgångskammare 20. En membranpåverkningsanordning 22, som är tätande monterad i höljet, avgränsar tillsammans med huset 12 en tredje kammare 24. Membranpåverkningsanordningen 22, separeringsplattan l8 och ventilhuset 12 avgränsar en ingångskammare 26, som är belägen mellan kamrarna 20 och 24 i höljet.

Separeringsplattan l8 avgränsar en centralt belägen port 28, vilken åstadkommer förbindelse mellan ingångs- kammaren 26 och utgångskammaren 20. Separeringsplattan 10 15 20 25 30 35 447 291 4 18 avgränsar en fast öppning eller ett hål 30 och ett paraplyventilarrangemang 32 är också monterat i separerings- plattan 18. Både öppningen 30 och ventilen 32 åstadkommer förbindelse mellan ingângskammaren 26 och utgångskammaren 20. Såsom visas reagerar ventilarrangemanget 32 för att avlasta högre tryck i ingångskammaren 26 därigenom balan- sera denna med trycket i utgångskammaren 20. Den fasta öppningen 30 åstadkommer förbindelse mellan ingångs- kammaren 26 och utgängskammaren 20 för att tillåta en långsamt styrd ändringshastighet av tryck mellan kam- rarna 20 och 26.

På vardera sidan av membranpåverkningsanordningen 22 är i kamrarna 24 och 26 fästa plattor 34 respektive 36. Fästplattorna 34 och 36 avgränsar centralt belägna öppningar 38 och 40, genom vilka ett ihåligt skaft 42 monteras, varefter öppningarna 38 och 40 är tätade.

Skaftet 42 sträcker sig genom kammaren 26 och porten 28 och åstadkommer därigenom förbindelse mellan kamrarna 20 och 24. Skaftet 42 är påverkbart av membranpåverknings- anordningen 22. En tätningsanordning eller en tätning 44 är fäst vid den ände av det ihåliga skaftet 42, som skjuter in i kammaren 20 via porten 28, för att täta porten 28, när ventilen befinner sig i det i figur 1 visade läget. En förspänningsfjäder 46, som är monterad mellan separeringsplattan 18 och fästplattan 36 i kammaren 26, håller tätningen 44 i ett slutet läge i det i figur l åskådliggjorda ventilläget. Fjädern 46 kan väljas för att åstadkomma en förspänningskraft med något förutbestämt värde.

Porten 14, som leder från ingångskammaren 26 i sido- väggen 13, har en nippel 48 för åstadkommande av förbindelse mellan en vakuumkälla 52 och kammaren 26. Pâ samma sätt har porten 16, som leder från utgångskammaren 20 i sido- väggen 13, en nippel 50 för âstadkommande av förbindelse mellan kammaren 20 och den vakuumstyrda anordningen eller elementet 54, som vanligen utgöres av en vakuummotor eller en dämpanordning. 10 15 20 25 30 35 447 291 5 Lâgdifferentialtryckfördröjningsventilen 10 reagerar för ett vakuumtillstånd, i detta fall ett trycktillstånd under atmosfärstryck. Uttrycken "ingångsvakuum“ och "ut- gàngsvakuum" hänför sig till tillstånden i ingångskammaren 26 respektive utgångskammaren 20. Källan för vakuum kan utgöras av en förbränningsmotors ingasvakuum eller en vakuumpump men i det fall, då ingasvakuum från en bil- motor användes, kommer ventilen att följa de varierande vakuumtillstånden, så att följande tillstånd kommer att uppnås: (1) ingångsvakuumtillståndet kommer att vara lika med utgångsvakuum vid vakuumändringar större än förspänningsfjäderns 46 förspänningskraft; och (2) vid olika vakuum, som är större än fjäderns 46 förspännings- kraft, tillåter ventilen 10 ingángsvakuum att omedelbart vara lika med utgångsvakuum, varvid ventilen endast åstadkommer en fördröjning för den sista delen av skill- naden i vakuumnivåer.

I det åskådliggjorda läget i figur l àskâdliggöres fördröjningsventilen 10 med det ihåliga skaftet 42 så beläget, att tätningen 44 gör ingrepp med separerings- plattan 18, varigenom porten 28 tätas. Membranpåverknings~ anordningen 42 med fästplattorna 34 och 36 behålles i detta läge av fjäderns 46 förspänningskraft. Tryck- eller vakuumnivån i utgångskammaren 20 överföres kontinuerligt till den tredje kammaren 24 via det ihåliga skaftet 42.

När ett vakuum införes i ingångskammaren 26 kan detta överföras till kammaren 20 via den fasta öppningen 30. Denna ändringshastighet är emellertid relativt långsam på grund av utformningen och följaktligen är trycknivån i kamrarna 20 och 24 vanligen högre än trycknivån i kammaren 26. Allt eftersom vakuumet i kammaren 26 ökar, d v s trycket minskar, ökar skillnaden mellan trycken i kamrarna 26 och 20, till dess den är tillräcklig för att eliminera fjäderns 46 förutbestämda förspänningskraft.

När skillnadstrycket mellan kamrarna 20 och 26 ökar an- passas det genom skillnaden mellan kamrarna 24 och 26.

Därför böjer membranpåverkningsanordningen 22 av mot 10 15 20 25 30 35 447 291 6 kammaren 26, varvid det ihåliga skaftet 42 förskjutes och tätningsanordningen 44 sålunda förflyttas bort från porten 28. Detta åstadkommer omedelbart förbindelse mellan kamrarna 20 och 26 samt, via skaftet 40, till kammaren 24. Denna förbindelse verkar för att balansera vakuum- nivåerna i kamrarna 20, 24 och 26 till dess förspännings- fjädern 46 återför ventilen l0 till det åskådliggjorda läget, när differentialtrycket mellan kamrarna 20 och 26 är mindre än fjäderns förspänningskraft. Det kvar- varande obetydliga skillnadstrycket mellan kamrarna 20 och 26 tillåtes sedan långsamt att avledas via den fasta öppningen 30, som kan utgöras av en porös propp.

Vakuumniván i ingångskammaren 26 tillåtes därför att omedelbart överföras till kammaren 20, när det före- kommer plötsliga ändringar i vakuuminnivàn över fjäderns 46 förspänningskraft. Denna plötsliga förbindelse mellan kamrarna 26 och 20 skulle alltså förekomma om det före- kommer en plötslig ökning i tryck i ingångskammaren.

Denna tryckökning skulle via paraplyventilen 32 överföras från kammaren 26 till kamrarna 20 och 24. Sålunda framgår att utgångsvakuumnivån kommer att vara lägre eller lika med ingångsvakuumnivån. Vid detta tillstånd, varvid summan av trycknivån i utgångskammaren 20 och förspänningsfjäder- kraften är lika med trycknivän i ingàngskammaren 26, kommer ventiltätningen 44 att anligga mot tätningsporten 28. Denna slutliga inkrementala vakuumskillnad mellan ingångs- och utgångskamrarna tillåtes att långsamt balan- seras via öppningen 30.

Då det gäller dämpstyranordningen i en bil löses därigenom följande problem: Vid en felaktig start, d v s vid plötslig acceleration och därefter plötslig retarda- tion, överföres ändringen i vakuumnivâ omedelbart från ingasvakuum, via ingångskammaren 26, till utgångskammaren 20 och därigenom till dämpanordningen (icke Visad) för reducering av gasspjällöppningen och motorns varvtal.

Denna reduktion i motorvarvtal resulterar i bränslein- besparingar och ger föraren omedelbart styrning av motorns N. 10 15 20 25 30 35 447 291 7 tomgångshastighet, vilket står i motsats till vad som gäller för nu förekommande fördröjningsventiler, varvid ändringen i vakuum måste avledas endast genom en fast öppning.

Figur 2 visar en alternativ utföringsform av en lågdifferentialtryckfördröjningsventil 110, som reagerar för en ändring i tryck över atmosfärstryck eller över ett referenstryck. Fördröjningsventilen 110 visas med ett ventilhus 112, som har en sidovägg 113, varvid ventil- huset 112 avgränsar ett hölje, vilket är delat i tre kamrar.

En separeringsplatta 114 är monterad i höljet och avgränsar tillsammans med huset 112 utgångskammaren 116.

En membranpåverkningsanordning 118 är tätande monterad i höljet och avgränsar tillsammans med ventilhuset 112 en tredje kammare 120. Volymen mellan membranpåverknings- anordningen 118 och separeringsplattan 114 i höljet utgör en ingångskammare 122.

Separeringsplattan 114 avgränsar en centralt belägen port 124, som åstadkommer förbindelse mellan kamrarna 122 och 116. Separeringsplattan 114 avgränsar en fast öppning 126. En paraplyliknande ventil 128, vilken reagerar för att avleda ett högre tryck från utgångskammaren 114 till ingàngskammaren 122, är också monterad i monterings- plattan 114. Genom porten 124 är ett ihàligt skaftrör 129 infört, vilket rör sträcker sig genom kammaren 122 till kammaren 120 via fästplattorna 130 och 132, vilka har centrala öppningar 134 respektive 136. Dessa fäst- plattor 130, 132 är fästa på vardera sidan av membran- påverkningsanordningen 118 i kammaren 120 respektive 122. Röret 129 är fäst vid fästplattorna 130 och 132 och kan sålunda förskjutas av membranet 118. De centrala öppningarna 134, 136 är avtätade för att hindra förbindelse mellan kamrarna 122 och 120. Vid det ihåliga skaftröret 129 är i kammaren 122 fäst en tätande anordning eller en tätning 138. vilken är rörlig tillsammans med röret 129 och kan bringas i ingrepp med separeringsplattan 10 15 20 25 30 35 447 291 8 114 för att täta porten 124, när ventilen 110 befinner sig 140 112 138 i det åskådliggjorda läget. En förspänningsfjäder är belägen mellan fästplattan 130 och ventilhuset i kammaren 120 för att hålla tätningsanordningen i det slutna läget, såsom visas.

Sidoväggen 113 avgränsar en ingångsport 142 med en däri fäst nippel 144 för förbindelse mellan en styrande eller övervakande tryckkälla 150 och ventilens 110 ingångs- kammare 122. Sidoväggen 113 avgränsar en utgångsport 146 med en däri fäst nippel 148 för förbindelse mellan en tryckstyrd anordning eller ett element 152 och ventilens 110 utgångskammare 116.

' Läget för den i figur 2 åskådliggjorda ventilen 110 är sådant, att tätningsanordningen 138 gör ingrepp med separeringsplattan 114 för att blockera förbindelsen mellan kamrarna 122 och 116 via porten 124. Trycknivån i kammaren 116 överföres kontinuerligt till kammaren 120 via skaftet 129. Membranpåverkningsanordningen 118, skaftet 129 och tätningen 138 hålles alla i sina åskåd~ liggjorda lägen, varvid porten 124 slutes av förspännings- fjäderns 140 kraft. Ett relativt lågt tryck, som införes i kammaren 122 via porten 142 från en tryckkälla 150, avledes till utgångskammaren 116 via den fasta öppningen 126. När trycket i ingångskammaren 122 är sådant, att tryckskillnaden mellan den tredje kammaren 120 och ingångs- kammaren 122 är större än förspänningskraften hos fjädern 140, så förflyttas membranpåverkningsanordningen 118 för att förskjuta tätningsanordningen 138 utåt och sålunda öppna porten 124, vilket tillåter trycken i kamrarna 116 och 122 att balansera trycken över förspänningsfjäderns 140 kraft. Trycken i kamrarna 116 och 120 är ekvivalenta beroende på förbindelsen genom det ihåliga skaftet 129.

Därför kommer porten 124 att förbli öppen, till dess tryckskillnaden mellan kamrarna 122 och 116 är lika med eller mindre än fjäderns 140 förspänningskraft. Varje tryckskillnad mellan kamrarna 122 och 116, som är mindre än fjäderns 140 förspänningskraft, kommer att avledas 10 447 291 9 via den fasta öppningen 126. En plötslig tryckökning i kammaren 116 över trycket i kammaren 122 skulle hastigt balanseras via paraplyventilen 128. ' Fjädrarnas 46 och 140 förspänningskraft kan vid de visade utföringsformerna enligt figurerna 1 och 2 väljas till något förutbestämt värde ned till 5 cm kvick- silver eller större.

Ehuru endast speciella utföringsformer av uppfin- ningen har beskrivits och visats så är det uppenbart att olika ändringar och modifikationer kan göras. Avsikten är därför att i patentkraven täcka alla dylika modifika- tioner och ändringar, som kan falla inom ramen för upp- finningen.

Claims (2)

1. 0 15 20 25 30 447 291 10 PATENTKRAV l. Lågdífferentialtryckfördröjningsventil (10), innefattande en väggkonstruktion (l2,ll2), som avgränsar ett hölje, en separeringsplatta (l8,ll4), som är monterad i höljet för att avgränsa en ingångskammare (26,l22) och en utgângskammare (20,ll6), varvid separeringsplattan avgränsar en port (28,l24) och en öppning (30,l26) mellan ingångs- och utgângskamrarna, en paraplyformad ventil (32,l28), som är monterad i separeringsplattan, k ä n - n e t e c k n a d därav, att en membranpâverkningsanord- ning (22,ll8), som är monterad i höljet för att avgränsa en tredje kammare (24,l20) intill ingângskammaren (26,l22) och separera och avtäta ingângskammare (26,l22) samt nämnda tredje kammare (24,l20) med avseende på varandra, varvid väggkonstruktionen avgränsar en ingângsport (14, 142) för ingångskammaren för åstadkommande av en ingångs- förbindelse, varvid väggkonstruktíonen också avgränsar en utgângsport (l6,l46) för utgângskammaren för åstad- kommande av en utgângsförbindelse, ett ihåligt skaft (42,l29) med ett nära dess ena ände fastsatt tätnings- organ (44,l38), varvid skaftet sträcker sig genom sepa- reringsplattans port (28,l24), genom ingângskammaren (26,l22) och genom membranpåverkningsanordningen (22, ll8) in i den tredje kammaren (24,l20), samt en för- spänningsfjäder (46,l40) med en känd förspänningskraft, varvid fjädern är' belägen i ingângskammaren (26,l22) eller i den trejde kammaren (24,l20) och verkar för att förspänna membranpâverkningsanordningen (22,ll8) för slutning av separeringsplattans port (28,l24) med tät- ningsorganet, när tryckskillnaden mellan ingångs- och utgângskamrarna är lägre än fjäderns förspänningskraft.

2. Ventil enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att separeringsplattans öppning (30,l26) är en fast öppning (30).