SE447409B - Differentialtryckfordrojningsventil - Google Patents

Description

447 409 10 15 20 25 30 35 2 förbrukning. Nuvarande fördröjningsventilarrangemang hindrar tomgàngshastighetdämpanordningen från att kompen- sera plötsligt varierande motorförhållanden genom åstad- kommande av relativt långa tídsfördröjningar mellan en motortillstàndsändring och en reaktion pà denna ändring i dämpanordningen, varvid ändringen i dämpanordningen är baserad på den avkända motorändringen.

En metod för att styra ett segment av den ovannämnda vakuumändringen är undvikande av användning av en fördröj- ningsventil. Detta leder emellertid till ojämna motor- driftförhàllanden samt ökade problem i samband med reg- lering av föroreningar. Alternativt föredrages ett styr- arrangemang av förbikoppling av en fördröjningsventil under ett givet förhållande eller efter det att en bestämd parameter överskridits. Ett dylikt förbikopplingsarrange- mang tillåter en fördröjningsventil att arbeta på dess nuvarande sätt under de flesta förhållanden samtidigt som det eliminerar det förhållandet att det förekommer en hastig ändring i det övervakade tillståndet, t ex en retardatíon, som förorsakar en hastig minskning i motorns ingàngsvakuum från atmosfärstrycket. Dessa plötsliga ändringar i vakuumnivàer uppträder ofta i en bilmotor, speciellt vid sådana förhållanden som hastig acceleration och hastighet retardation.

En differentialtryckfördröjningsventil, som är konstruerad enligt uppfinningens principer, innefattar en i höljet monterad membranpåverkningsanordning, som avgränsar en tredje kammare intill ingàngskammaren, en i membranpáverkningsanordningen belägen öppning, som åstadkommer förbindelse mellan ingángskammaren och den tredje kammaren, varvid väggkonstruktionen avgränsar en ingàngsport för ingángskammaren för åstadkommande av en ingångsförbindelse, varvid väggkonstruktionen även avgränsar en utgångsport för utgångskammaren för- = âstadkommande av en utgàngsförbindelse, ett skaft med ett nära skaftets ena ände fastsatt tätningsorgan, varvid skaftet sträcker sig genom separeringsplattans port genom ingángskammaren och är ansluten till och påverkas av 10 15 20 25 30 35 447 409 3 membranpáverkningsanordningen samt en förspänningsfjäder som är belägen antingen i ingángskammaren eller den tredje kammaren och verkar för att förspänna membran- páverkningsanordningen för slutning av separeringsplattans port med tätningsorganet vid frånvaro av en förutbestämd tryckskillnad mellan den tredje kammaren och ingångs- kammaren.

Närmare bestämt har denna differentialtryckfördröj- ningsventil såsom ett huvudändamål att tillåta snabb avledning av en plötslig ändring i vakuum eller tryck- skillnad, varvid ändring sker från ett fast eller förut- bestämt tryck eller en fast eller förutbestämd vakuum- nivå. Tryck- eller vakuumskillnaden mellan ingångs- och utgàngskamrarna tillátes att balansera eller bibehålla jämvikt genom öppnande av den centralt belägna porten.

Förspänningen hos den i en av kamrarna monterade fjädern bestämmer den nivå, vid vilken denna port, d v s skaftet och tätningen, kommer att öppna. Trycket eller vakuum- skillnaden mellan ingàngskammaren och den tredje kammaren och utgángskamrarna när därefter jämvikt via de fasta öppningarna hos separeringselementet och membranpáverk- ningsanordningen.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvis- ning till den bifogade ritningen, varvid samma hänvisnings- beteckningar användes för att identifiera likadana komponenter.

Figur l visar en tvärsektion av en schematiskt återgiven tryckdifferentialfördröjningsventil.

Figur 2 visar en tvärsektion avseende en alternativ utföringsform av en tryckdifferentialfördröjningsventi1.

I figur l visas en tryckdifferentialfördröjningsventil 10, som har en väggstruktur 12 med en sidovägg 14 och en bottenvägg 16, varvid väggstrukturen 12 avgränsar ett höljë, en ingángsport 18 samt en utgàngsport 20. . z Höljet är delat i tre kamrar. En separeringsplatta eller ett element 22 är monterat i höljet och avgränsar till- sammans med detta en utgàngskammare 24. Ett membran eller en pneumatisk påverkningsanordning 26, som år monterad i höljet, avgränsar tillsammans med höljet 12 447 409 10 15 20 25 30 35 4 en tredje kammare 28. Membranpáverkningsanordningen 26, separeringsplattan 22 och väggkonstruktionen 12 avgränsar en ingångskammare 13, som är belägen mellan kamrarna 24 och 28 i höljet.

Separeringsplattan 12 avgränsar en centralt belägen port 32, som åstadkommer förbindelse mellan ingångs- kammaren 30 och utgångskammaren 24. I separeringsplattan 22 finns en fast öppning 34 samt ett paraplyliknande ventil- arrangemang 36. öppningen 34 och ventilen 36 åstadkommer förbindelse mellan ingângskammaren 30 och utgàngskammaren 24.

Den fasta öppningen 34 åstadkommer förbindelse mellan ingângskammaren 30 och utgángskammaren 24 och tillåter en styrd tryckändringsgrad mellan kamrarna 30 och 24.

En andra, fast öppning 38, som åstadkommer förbindelse mellan ingångskammaren 30 och den tredje kammaren 28 och som tillåter en styrd tryckändringsgrad, är monterad i membranpâverkningsanordningen 26. På vardera sidan av membranpâverkningsanordningen 26 finns monterings- 30. Till monteringsplattan 42 är ett skaft 44 anslutet, vilket plattor 40 och 42 i kammaren 28 respektive är försett med en tätning eller en tätningsanordning 46, monterad vid skaftets motsatta ände. Skaftet 44 sträcker sig genom kammaren 30 och porten 32 och skaftet 44 för- skjuter vid sin rörelse tätningen 46 för öppnande av porten 32 eller för tätande ingrepp med och slutning av nämnda port. Skaftet 44 påverkas av membranpåverknings- anordningen 26. Skaftet 44, membranpåverkningsanordningen 26 och tätningen 46 visas i slutningsläge för porten i figur l. En förspänningsfjäder 48, som är monterad mellan separeringsplattan 22 och monteringsplattan 42 i kammaren 30, håller tätningen 46 i ett slutet läge i den åskådliggjorda ventilpositionen. Fjäderns 48 förspänningskraft kan väljas enligt något förutbestämt värde ner till ett tryck motsvarande en 5,08 cm lång kvicksilverpelare eller mera.

Porten 18, som vetter från ingångskammaren 30 i sidoväggen 14, har ett i väggen fastsatt kopplingselement 50 för kommunicerande förbindelse mellan vakuumkällan 54 10 15 20 25 30 35 447 409 S och kammaren 30. På samma sätt har porten 20, som vetter från utgángskammaren 24 i bottenväggen 16, ett i nämnda vägg fäst kopplingselement 52 för kommunicerande för- bindelse mellan kammaren 24 och en styrd anordning ëller ett styrt element 56, vanligen en vakuummotor eller en vakuumdâmpanordning.

Differentia1tryckfördröjningsventilen 10 reagerar för ett vakuumtillstånd, t ex i detta fall ett tryck- förhållande under atmosfärstrycket. Uttrycken "ingångs- vakuum" och "utgångsvakuum" hänför sig till förhållandet i ingângskammaren 30 respektive utgángskammaren 24.- Vakuumkällan 54 kan utgöras av en förbränningsmotors ingångsvakuum eller en vakuumpump. Då ingàngsvakuum från en bilmotor användes kommer ventilen att följa de varierande vakuumförhàllandena, så att följande för- hâllanden kommer att råda: l) Ingângsvakuumförhållandena kommer att vara lika med utgángsvakuumförhállandena vid vakuumändringar, som är större än förspänningsfjäderns 48 förspänningskraft; och 2) vid olika vakuum större än kraften hos förspänningsfjädern 48 tillåter ventilen 10 ingången att omedelbart vara lika med utgången, varvid endast en fördröjning för den del av skillnaden i vakuum- nivåer, som är mindre än fjäderns 48 förspänningskraft, tillàtes.

I figur l visas fördröjningsventilen 10 med skaftet 44, som pressar tätningen 46 mot separeringsplattan 22, varigenom porten 32 avtätas. Membranpâverkningsanordningen 26 med monteringsplattorna 40 och 42 håller tätningen 46 i detta slutna läge genom förspänningsfjädern 48 vid vakuumdifferentialnivåer mellan kamrarna 30 och 28, vilka nivåer är mindre än fjäderns 48 förspänningskraft.

Trycket eller vakuumnivån hos ingàngskammaren 30 tillàtes kontinuerligt att i ett styrt förhållande överföras till den tredje kammaren 28 via den andra, fasta öpp- f! ningen 38.

När ett vakuum eller undertryck, såsom beskrivits tidigare, införes i kammaren 30 så kan det överföras till kamrarna 24 och 28 via den fasta öppningen 34 respektive 38. Genom utformningen är emellertid hastigheten för denna 10 15 20 25 30 35 447 409 6 _ trycköverföring relativt långsam. Undertryckminskningen, d v s tryckminskningen från atmosfärstrycket, kan i kammaren 30 bli större än vid en ökningshastighet, som är större än tryckutjämningshastigheten mellan kamrarna 28 och 30. Detta medför att skillnaden mellan trycket (en kraft) i kamrarna 30 och 28 kan öka till dess denna kraft är tillräcklig för att eliminera den förutbestämda fjäderkraften hos förspänningsfjädern 48 för öppnande av porten 32. Det förekommer även ett skillnadstryck mellan kamrarna 30 och 24, vilket följer tryckskillnaden mellan kamrarna 30 och 28 men det finns inte något fast förhållande mellan dessa två tryckskillnader. När tryck- skillnaden mellan kamrarna 30 och 28 är tillräckligt stor avböjes membranpåverkningsanordningen 26 mot kammaren 30, varvid skaftet 44 nedpressas och flyttar tätningsanord- ningen 46 från porten 32, varvid omedelbar förbindelse åstadkommas mellan kamrarna 30 och 24. Denna direkt- förbindelse balanserar omedelbart vakuumnivåerna i kam- rarna 30 och 24. Förspänningsfjädern 48 bringar ventilen 10 till det àskàdliggjorda läget, när differentialvakuum mellan kamrarna 30 och 28 är mindre än förspännings- kraften. Den kvarvarande obetydliga skillnaden mellan kamrarna 30 och 24 och 28 avledes sedan långsamt och balanseras via den fasta öppningen 34 respektive 38.

Vakuumnivàn i ingángskammaren 30 får omedelbart överföras till utgångskammaren 24, när det förekommer plötsliga stora ändringar i vakuumingângsnivån. Vid hastigheter för ingångsvakuumökning i kammaren 30, vilka är mindre än hastigheten för vakuumutjämning mellan kamrarna 30 och 28 via öppningen 38, kommer vakuumskill- naden mellan kamrarna 30 och 24 endast att överföras via öppningen 34. Omedelbar förbindelse mellan kamrarna 30 och 24 uppträder också vid en plötslig ökning i tryck i ingàngskammaren. Denna plötsliga tryckökning överföres via den paraplyliknande ventilen 36 från kammaren 30 via kammaren 24. Under en plötslig tryckökning bibehåller påverkningsanordningen 26 sitt läge och tätar porten 32 med tätningen 46. 10 15 20 25 30 35 447 409 7 Sålunda kommer utgàngsvakuumnivàn inte att vara högre än ingängsvakuumnivån och för eventuell vakuumskill- nad mellan ingången och utgången över kraften för för- spänningsfjädern 48 kommer det att finnas en omedelbar balanserande reaktion genom ventilen 10. Den slutliga inkrementala vakuumskillnad, som är mindre än förspän- ningsfjäderns kraft, tillàtes att långsamt balansera fràn kammaren 30 via öppningarna 34 och 38 till respektive kammare 24 och 28. på det gäller en bildämpstyranordning löses därigenom följande problem: Vid en felaktig start, d v s plötslig acceleration och sedan plötslig retardation, överföres ändringen i vakuumnivå omedelbart från ingàngsvakuum, via ingàngskammaren till utgángskammaren och därigenom till dämpanordningen för reducering av gasspjällets öppning och motorns varvtal. Denna reduktion i motorvarvtal resulterar i bränsleinbesparingar och ger föraren omedelbar styrning av motorn med en lägre tomgàngshastighet.

Figur 2 visar en alternativ utföringsform av en differentialfördröjningsventil 110, som reagerar för en ändring i tryck över atmosfärstrycket eller över ett eventuellt referenstryck. Fördröjningsventilen 110 visas tillsammans med en vâggkonstruktion 112 med en sidovägg 114 och en bottenvägg 116, varvid konstruktionen 112 avgränsar ett hölje, som är delat i tre kammare.

En separeringsplatta 118 är monterad i höljet och avgränsar i samverkan med konstruktionen 112 en utgångs- kammare 120. En membranpàverkningsanordning 122 är monterad i höljet och avgränsar tillsammans med konstruktionen 112 en tredje kammare 124. Volymen mellan membranpåverknings- anordningen 122 och separeringsplattan 118 i höljet utgör en ingångskammare 126. Separeringsplattan 118 avgränsar en centralt belägen port 128, som ástadkommer_ förbindelse mellan kamrarna 126 och 120. En fast öppning 130 samt en paraplyliknande ventil 132, som avleder ett högt tryck från utgångskammaren 120 till ingångs- kammaren 126 är monterade i separeringsplattan 118.

En fast öppning 134, som åstadkommer förbindelse mellan 10 15 20 25 30 35 447 409 3 _ ingångskammaren 126 och den tredje kammaren 124, är monterad i membranpåverkningsanordningen 122. Monterings- plattor 136 och 138 i respektive kamrar 124 och 126 är monterade på vardera sidan av membranpàverkningsan- ordningen 122. Skaftet 140 är fäst vid monteringsplattan 138 och är pàverkbart av membranet 122. Vid eller nära änden av skaftet 140 i kammaren 126 är en tätningsanord- ning 142 fäst, vilken anordning är påverkbar med skaftet eller röret 140 och kan bringas i ingrepp med separerings- plattan 118 för tätning av porten 128, när ventilen 110 befinner sig i det i figur 2 åskàdliggjorda läget. En förspänningsfjäder 144 är placerad mellan monterings- plattan 136 och konstruktionen 122 i kammaren 124 för att hålla kvar tätníngsanordningen 142 i det slutna läget.

Sidoväggen 114 avgränsar en ingângsport 146, som är försedd med en nippel 148 för förbindelse mellan en styrande eller övervakad tryckkälla 154 och ingångs- kammaren 126 hos ventilen 110. Bottenväggen 116 avgränsar en utgángsport 150, som har en nippel 152 för förbindelse mellan en tryckstyrd anordning eller ett tryckstyrt element 156 och utgàngskammaren 120 hos ventilen 110.

I figur 2 visas ventilens 110 slutna läge, varvid tätningsanordningen 142 gör ingrepp med separerings- plattan 118 för att spärra förbindelsen mellan kamrarna 126 och 120 genom porten 128. Membranpàverkningsanordningen 122, skaftet 140 och tätningen 143 bibehâlles i sina àskád- liggjorda lägen för att sluta porten 128 via förspännings- fjädern 144. Ett tryck, som införes i kammaren 126 via porten 146 från en källa 154, skulle avledas till utgångs- kammaren 120 via den fasta öppningen 130 och till kammaren 124 via den fasta öppningen 134. När trycket i ingångskammaren 126 är sådant, att tryckskillnaden mellan den tredje kammaren 124 och ingångskammaren 126 är större än fjäderns 140 för-. g spänningskraft kommer membranpâverkningsanordningen 122 att förflytta sig för att öppna porten 132 och därigenom omedelbart utjämna trycket i kamrarna 126 och 120. Membran- páverkningsanordningen 22 kommer att sluta porten 128 in 10 15 447 409 9 med tätningen 142, när fjäderns 144 förspänningskraft är större än tryckskillnaden mellan kamrarna 126 och 124.

Tryckskillnaden mellan kamrarna 126 och 124 avledes med en styrd hastighet genom den fasta öppningen 134.

En plötslig ökning i tryck i kammaren 120 över trycket i kammaren 126 skulle snabbt balanseras genom den paraply- liknande ventilen 132.

De fasta öppningarna 34 och 38 i figur l samt de fasta öppningarna 130 och 134 i figur 2 utgör hål, i vilken en porös propp kan vara införd, varvid öppningarna fungerar såsom fasta öppningar. ' Fackmannen torde inse att vissa variationer kan göras med avseende på de âskádliggjorda utföringsformerna.

Ehuru endast speciella utföringsformer av uppfinningen har beskrivits och visats är det uppenbart att olika alternativ och modifikationer kan förekomma. Avsikten med kraven är därför att täcka alla dylika modifikationer och varianter, vilka kan falla inom uppfinningens ram. f!

Claims (8)

10 15 20 25 30 :is 447 409 10 PATENTKRAV

1. l. Differentialtryckfördröjningsventil (l0,ll0), innefattande en väggkonstruktion (l2,ll2), som avgränsar ett hölje, en i höljet monterad separeringsplatta (22, ll8) för avgränsande av en ingångskammare (30,l26) och en utgångskammare (24,l20), varvid separeringsplattan avgänsar en port (32,l28) och en öppning (34,l30) mellan ingângs- och utgângskamrarna, en paraplyliknande ventil (36,l32), som är driftmässigt monterad i separerings- plattan för att avlasta ett övertryckstillstând, k ä n - n e t e c k n a d därav, att en i höljet monterad mem- branpâverkningsanordning (26,122), som avgränsar en tredje kammare (28,l24) intill ingångskammaren, en i membranpâverkningsanordningen belägen öppning (38,l34), som åstadkommer förbindelse mellan ingångskammaren och den tredje kammaren, varvid väggkonstruktionen avgränsar en ingångsport (l8,l46) för ingångskammaren för åstad- kommande av en ingángsförbindelse, varvid väggkonstruk- tionen ävenavgränsaren utgângsport (20,l50) för utgångs- kammaren för åstadkommande av en utgângsförbindelse, ett skaft (44,l40) med ett nära skaftets ena ände fast- satt tätningsorgan (42,l42), varvid skaftet sträcker sig genom separerinsplattans port (32,l28), genom ingångs- kammaren(30,l26)och är ansluten till och påverkas av membranpåverkningsanordningen (26,122) samt en förspän- ningsfjäder (48,l441, som är belägen antingen i ingångs- kammaren (30,l26) eller den tredje kammaren (28,l24) och verkas för att förspänna membranpâverkningsanordningen för slutning av separeringsplattans port (32,l28) med tätningsorganet (46,l42) vid frånvaro av en förutbestämd tryckskillnad mellan den tredje kammaren och ingângs- 5 kammaren.

2. Ventil enligt kravet l, däravy attsåväl öppningen (34,l30) i separeringsplattan (22,ll8) som öppningen (38,l34) i membranet (26,122) ut- k ä n n e t e c k n a d göres av en fast öppning. 10 l5 20 25 447 409 ll

3. Ventil enligt kravet 1, därav, att den vidare innefattar en porös propp, som är k ä n n e t e c k n a d monterad i separeringsplattans öppning (34,l30) och av- gränsar åtminstone en fast öppning.

4. Ventil enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att den vidare innefattar en porös propp, som är monterad i membranets öppning (38,l34) och som avgränsar åtminstone en fast öppning.

5. §. Fördröjningsventil enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den antingen innefattar en vakuumkälla, kopplad till ingângsförbindelsen för att påverka ventilen, eller en tryckkälla, kopplad till ingångsförbindelsen för att påverka ventilen.

6. Ventil enligt kravet l, därav, att nämnda fjäder (48,l44) åstadkommer en för- k ä n n e t e c k n a d spänningskraft motsvarande en tryckskillnad hos en kvick- silverpelare med en längd av 5,08 cm.

7. Ventil enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att tätningen är belägen i utgångskammaren (24) och att den paraplyliknande ventilen (36) vetter mot ut- gångskammaren (24) från ingângskammaren (30).

8. Ventil enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att tätningen (142) är belägen i ingângskammaren (126) och att den paraplyliknande ventilen (l32) vetter mot ingângskammaren (126) från utgângskammaren (120).