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Einstellvorrichtung für den Leerlaufanschlag der Drosselklappe einer
Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für den
Leerlaufanschlag der vom Leistungshebel her entgegen einer Federkraft betätigbaren
Drosselklappe einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer solchen Dieselbrennkraftmaschine
mit pneumatischem Einspritzpumpenregler.
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Bei einer bekannten Dieselbrennkraftmaschine wird die Leerlaufdrehzahl
durch Einstellen einer Anschlagschraube eingestellt, die die am meisten geschlossene
Stellung der Drosselklappe bestimmt. Dabei muß der verbleibende Luftspalt bei kaltem
Motor mindestens so groß bemessen sein, daß der Motor auch in noch kaltem Zustand,
d.h. bei kaltem Schmieröl und entsprechend großen Reibungswiderständen ohne Schütteln
mit einer ausreichenden Drehzahl umläuft, die bei etwa 800 U/min liegen kann. Sobald
der Motor seine normale Betriebstemperatur erreicht, läuft er bei dieser Klappeneinstellung
jedoch mit zu hoher Leerlaufdrehzahl, was zu einer überhöhten Beanspruchung der
Schaltgetriebesynchronisierung und damit auch zu einer größeren Schaltdauer führt.
Zur Vermeidung dieses Mangels ist es bei der vorgenannten bekannten Brennkraftmaschine
erforderlich, die genannte Anschlagschraube wieder so weit herauszuschrauben, bis
die gewünschte normale Leerlaufdrehzahl durch entsprechende Verringerung des Leerlaufspaltes
der Drosselklappe erreicht ist. Eine solche manuelle Nacheinstellung der Leerlaufstellung
der DrosselkLappe erfordert nicht.
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nur eine entsprechende Sachkenntnis des insbesonderebei Personenkraftwagen
großen in Frage kommenden Personenkreises, sondern sie kann bei einer konstruktiv
bedingten schlechten Zugänglichkeit der genannten Einstellschraube auch schwierig
und lästig sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Mangel
zu beheben und eine Handeinstellung des Leerlaufanschlages der Drosselklappe zu
erübrigen.
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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Betätigungsgestänge der Drosselklappe an einem auf deren Welle drehbar gelagerten
Schlepphebel angreift und die mit diesem über ein Federglied nachgiebig verbundene
Welle über eine in Abhängigkeit von einer geeigneten Betriebsgröße (Saugrohr-Unterdruck,
Kühlwassertemperatur) der Brennkraftmaschine selbsttätig gesteuerte Betätigungsvorrichtung
relativ zum Schlepphebel aus der bei normaler Betriebstemperatur eingenommenen Anschlagstellung
mit sinkender Betriebstemperatur zunehmend im Öffnungssinn der Drosselklappe drehbar
ist.
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Eine solche selb)attätig gesteuerte Betätigungsvorrichtung kann unabhängig
von den in der Regel kräftig bemessenen Teilen der Leistungshebel-Betätigungsvorrichtung
und damit sehr empfindlich und genau arbeiten und bedarf außerdem nur verhältnismäßig
kleiner Betätigungskräfte, da die vom Federglied zwischen Schlepphebel und Drosselklappenwelle
aufzubringende Federkraft nur gerade so groß zu sein braucht, daß Flatterbewegungen
der Drosselklappe ausgeschlossen bleiben.
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Gesäß einer konstruktiven Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung
für die Einstellung des Leerlaufanschlages der Drosselklappe als eine Membrankammer
ausgebildet, deren mit der Weil. über eine ii Öffnungssinn der Droselklappe wirksame
Schleppsteuerung gekuppelte und durch ein Feder ia Öffnungssinn der Droseelkiappe
vorgespannte,
außen vom Atmosphärendruck beaufschlagte Membrane
über den vom Saugrohrdruck der Brennkraftmaschine beeinflußten Kammerdruck entgegen
der Federkraft bis in eine Stellung verschiebbar ist, die der einer normalen Betriebstemperatur
zugeordneten Stellung der Drosselklappe entspricht. Handelt es sich bei der so ausgerüsteten
Brennkraftmaschine um eine Einspritzbrennkraftmaschine, dann ist es gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders zweckm§ßig, wenn die genannte Membrankammer
mit dem Saugrohr-Unterdruck der Brennkraftmaschine über eine von der zu einem Einspritzpumpenregler
führenden Druckleitung abzweieende Zweigleitung beaufschlagt ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung
für die Einstellung des Leerlaufanschlages der Drosselklappe als ein auf die Kühlwassertemperatur
der Brennkraftmaschine ansprechender, mit der Welle über die im Uffnungssinn der
Drosselklappe wirksame Schleppsteuerung gekuppelter Thermostat ausgebildet. Hierbei
wird der Thermostat gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung dieses Erfindungsvorschlages
im Kühlwasserrücklauf der Brennkraftmaschine, gegebenenfalls noch vor einem K(ihlwasserthermostat,
angeordnet.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigen: Fig. 1 ein Drosselklappenaggregat einer mit der selbsttätig arbeitenden
Betätigungsvorrichtung versehenen Brennkraftmaschine in einer 5 chematish. gehaltenen,v
zugleich das Betätigungsgestänge des Leistungshebels und die Schleppsteuerung der
Drosselklappe veranschaulichenden Seitenansicht; Fig. 2 eine Schemadarstellung der
Gesamtanordnung der das Drosselklappenaggregat gemäß Fig. 1 aufweisenden Betätigungsvorrichtung,
wobei das in Fig. 1 sichtbare Drosselklappenaggregat links in einer Stirnansicht
in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 und rechts in einer Seitenansicht gemäß Fig.
1 von hinten dargestellt ist;
Fig. 3 eine Einzelheit des Drosselklappenaggregates
in einer Ausschnittdarstellung des Teiles A gemäß Fig. 2; Fig. 4 eine abgewandelte
Einzelheit der Betätigungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3.
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Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Drosselklappenaggregat 1 ist
am Ansaugrohr 2 einer im übrigen nicht dargestellten Dieselbrennkraftmaschine angeordnet
und besteht im wesentlichen aus einem Klappengehäuse 3, einer dieses diametral durchsetzenden
Welle 4 und einer auf dieser innerhalb dem Klappengehäuse 3 festgelegten Drosselklappe
5, die über einen auf der Welle 4 außerhalb des Klappengehäuses 3 festgelegten Mitnehmerhebel
6 aus einer die Bohrung -7 des Klappengehäuses 3 nahezu abschließenden Leerlaufstellung
gemäß Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn geöffnet werden kann.
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Die Betätigung der Drosselklappe 5 erfolgt über einen auf der Welle
4 drehbar gelagerten und über eine kräftige Zugfeder 8 in deren Schließsinne vorgespannten
Schlepphebel 9, der mit dem Mitnehmerhebel 6 über eine Drehfeder 10 derart nachgiebig
verbunden ist, daß der Schlepphebel 9 bei am meisten entspannter Drehfeder 10 in
der aus Fig. 1 hervorgehenden Weise nahezu die gleiche Winkelstellung wie der Mitnehmerhebel
6 einnimmt und an diesem anliegt. Auf der Welle 4 ist weiterhin ein in Fig. 3 für
sich dargestelltes, etwa U-förmig abgewinkeltes Anschlagstück 11 unverdrehbar festgelegt,
dessen beide, einen Winkel von etwa 900 einschließenden Schenkel von je einer Anschlagschraube
12 bzw. 13 durchsetzt sind. Diese Anschlagschrauben können gemäß Fig. 2 mit einem
am Klappengehäuse 3 parallel zur Klappenachse vorstehenden Anschlagstift 14 im Sinne
einer Begrenzung des Drehbereichs der Drosselklappe 5 zusammenwirken.
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Die Anschlagschraube 12 dient zur Einstellung der größten
Öffnungsstellung
der Drosselklappe 5 bei Vollast, während die Anschlagschraube 13 zur Einstellung
der Leerlauf-Anschlagstellung der Drosselklappe 5 dient. Weiterhin ist am Klappengehäuse
3 noch ein ebenfalls etwa parallel zur Klappenachse vorstehender Anschlagstift 15
vorgesehen, der die Leerlauf-Endstellung des Schlepphebels 9 festlegt und gegen
den der Schlepphebel durch die Zugfeder 8 mit einem gegenüber dem Drehmoment der
Drehfeder 10 wesentlich größeren Drehmoment vorgespannt ist.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß
die das beschriebene Drosselklappenaggregat 1 aufweisende Dieselbrennkraftmaschine
in einem Kraftfahrzeug angeordnet und die Drosselklappe 5 von einem Fahrfußhebel
16 her betätigt werden kann. Der Fahrfußhebel 16 ist über ein Gestänge 17 mit dem
freien Ende des Schlepphebels 9 gekuppel-t, so daß der Schlepphebel 9 mit zunehmender
Betätigung des Fahrfußhebels 16 entgegen der Kraft der Zugfeder 8 gemäß Fig. 1 im
Gegenuhrzeigersinn geschwenkt und damit die Drosselklappe 5 entsprechend gebffnet
wird.
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Die gegenseitige Anschlagstellung zwischen Schlepphebel 9 und Mitnehmerhebel
6 ist in nicht besonders darges-tellter Weise so vorgesehen, daß hierbei die Drosselklapne
5 mit Sicherheit ihre am meisten geschlossene Stellung einnehmen kann. in der Praxis
wird die Drosselklappe 5 jedoch nicht ganz so weit geschlossen sein, da ihr über
die Leerlauf-Anschlagschraube 13 eine gerade so weit geöffnete Ends-tellung gegeben
wird, daß die Brennkraftmaschine bei wamem fiotor durch das itlappengehäuse 3 und
das Ansaugrohr 2 hindurch eine so große Luftmenge erhält, daß die gewünschte Leerlaufdrehzahl
von etwa 800 U/min erreicht wird. Es ist deshalb in der Regel damit zu rechnen,
daß in der Leerlaufeinstellung - bei nicht betätigtem Fahrfußhebel 16 - der Mitnehmerhebel
6 bereits um einen kleinen Winkelbetrag gegenüber dem Schleppheb-el 9 im Gegenuhrzeigersinn
entgegen
der Kraft der Drehfeder 10 verdreht ist. Dies hat lediglich zur Folge, daß zu Beginn
der Fahrfußhebel-Betätigung der Schlepphebel 9 zunächst ohne eine Einwirkung auf
die Drosselklappe 5 so lange im Gegenuhrzeigegsinn gedreht wird, bis er am Nitnehmerhebel
6 anlegt, woraufhin bei weiterer Fahrfußhebel-Betätigung der Mitnehmerhebel 6 vom
Schlepphebel 9 mitgenommen wird.
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Die Dieselbrennkraftmaschine gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist mit einer Einspritzpumpe 18 mit pneumatischem Regler 19 versehen, der vom Luftdruck
im Klappengehäuse 3 an aer Stelle der Drosselklappe 5 über eine Druckleitung 20
beau ->chlagt ist. Beim Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine und entsprechend
geschlossener Drosselklappe 5 herrscht an der Druckabnahmestelle 21 im einen öffnungsspalt
der nicht ganz geschlossenen Drosselklappe 5 ein derart großer Unterdruck, daß dadurch
die Regelstange 22 der Einspritzpumpe 18 vom Regler 19 her in üblicher und deshalb
hier nicht besonders beschriebener Weise in ihre Leerlaufeinstellung zurückgezogen
wird.
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Gemäß den Fig. 2 und 3 ist auf der Welle 4 an der dem Mitnehmerhebel
6 und dem Schlepphebel 9 gegenüberliegenden Seite des Klappengehäuses 3 weiterhin
ein Regulierhebel 23 festgelegt, der an seinem freien Ende innerhalb seiner Bewegungsebene
in radialer Richtung ein Langloch 24 aufweist. Das Langloch 24 ist von einem eine
Betätigungsstange 25 verlängernden Bowdenzug 26 durchsetzt, auf dosen freiem Ende
unmittelbar hinter dem Regulierhebel 23 ein Stellring 27 festgelegt ist.
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Die Betätigungsstange 25 geh-t von einer in einem Leerlauf-Reglergehäuse
28 befindlichen und dieses in zwei Kammern 29 und 30 unterteilenden Membrane 31
aus und durchsetzt das Reglergehäuse aus der Kammer 30 über einen die Herausführungs-Öffnung
luftdicht abdichtenden Balg 32 nach außen. Innerhalb der Kammer 30 ist die Betätigungsstange
25 von einer Regeldruckfeder
33 umgeben, die die Membrane 31 im
Falle in den Kammern 29 und 30 befindlicher gleicher Drücke gemäß Fig. 2 nach links
bis an den Anschlag 34 einer aus der Kammer 29 durch das Leerlauf-Reglergehäuse
28 nach außen ragenden Anschlagschraube 35 verschiebt. Im übrigen ist die Kammer
29 über eine Entlüftungsbohrung 36 des Leerlauf-Reglergehäuses 28 mit der Atmosphäre
verbunden, während die Kammer 30 über eine Zweigleitung 37 an die Druckleitung 20
angeschlossen ist.
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Die Anordnung des beschriebenen Leerlauf-Reglers ist gemäß Fig. 2
so getroffen, daß der Regulierhebel 23 bei stehender Brennkraftmaschine und dementsprechend
an der Anschlagschraube 35 anliegender Membrane 31 über den Stellring 27 unter Mitnahme
der Drosselklappe 5 entgegen der Kraft der Drehfeder 10 gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn
so weit herausgeschwenkt ist, daß die damit bestimmte Leerlauf-Luftmenge auch bei
kalter Brennkraftmaschine dazu ausreicht, die gewünschte Leerlauf-Drehzahl von beispielsweise
etwa 800 U/min zu erzielen.
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Nach dem Anlassen der mit der beschriebenen selbsttätigen Einstellvorrichtung
für den Leerlaufanschlag versehenen Brennkraftmaschine reicht der an der Druckabnahmestelle
21 und damit in der Kammer 30 vorhandene Unterdruck zunächst noch nicht dazu aus,
die Membrane 31 entgegen der Kraft der Regeldruckfeder 33 (gemäß Fig. 2) nach rechts
zu verschieben. Werden mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine und des
Schmieröles die Reibungswiderstände der Brennkraftmaschine jedoch kleiner, dann
nimmt die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine und damit auch der Unterdruck
im Regler 19 der Einspritzpumpe 18 und in der Kammer 30 des Leerlaufreglers zu.
Würde die Drosselklappe 5 nun nicht weiter geschlossen werden, was bisher nur durch
ein entsprechendes Herausschrauben der Anschlagschraube 13 umstEndlich von Hand
möglich war, dann würde der an der Druckabnahmestelle 21 durch die Drehzahlvergrößerung
hervorgerufene größere
Unterdruck nicht dazu ausreichen, über den
Regler 19 die eingespritzte Kraftstoffmenge der Einspritzpumpe 18 so weit zu verringern,
daß die gewünschte Leerlaufdrehzahl der. Brennkraftmaschine erhalten bleibt. Bei
der beschriebenen Einstellvorrichtung bewirkt der durch die Drehzahlvergrößerung
erzeugte Unterdruck jedoch ein Verschieben der Membrane 31 des Leerlaufreglers (gemäß
Fig. 2)nach rechts, wodurch auch der Regulierhebel 23 durch die Drehfeder 10 im
Gegenuhrzeigersinn geschwenkt und die Drosselklappe 5 weiter geschlossen wird, bis
schließlich nach Erreichen der normalen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine
die Leerlauf-Grundeinstellung der Drosselklappe 5 erreicht iSts bei der die Anschlagschraube
13 am Anschlagstift 14 <vgl. Figt 3) anliegt.
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Die zunehmende Schließbewegung der Drosselklappe 5 hat mit der zunehmenden
Drosselung einen entsprechenden Anstieg des Unterdruckes an der Druckabnahmestelle
21 zur Folge, wodurch nunmehr auch der Regler 19 dazu in der Lage ist, die Einspritzmenge
so weit zurückzunehmen, daß die gewünschte Leerlaufdrehzahl eingehalten wird.
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Sollte die Betriebstemperatur der laufenden Brennkraftmaschine etwa
im Winter so weit absinken, daß dadurch auch die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine
absinkt, dann hat der in der Kammer 30 des Leerlaufreglers entsprechend abfallende
Unterdruck zur Folge, daß nunmehr die Membrane 31 durch die Regeldruckfeder 30 (gemäß
Fig. 2) nach links verschoben und damit über den Bowdenzug 26 und den Regulierhebel
23 auch die Drosselklappe 5 in eine entsprechend weiter geöffnete Leerlaufstellung
gedreht wird.
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Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß
der pneumatische
Leerlaufregler durch einen in Fig. 4 dargestellten thermostatischen Leerlaufregler
38 ersetzt ist. Dieser Regler weist in einem Gehäuse 39 einen üblichen, beispielsweise
über die temperaturabhängige Ausdehnung einer FlUssigkeit arbeitenden Thermostaten
40 auf, aus dem bei steigender Temperatur ein Betätigungsstift 41 herausbewegt wird.
An diesen Betätigungsstift 41 schließt der Bowdenzug 26 des ersten Ausführungsbeispiels
in gleicher @ Weise wie dort an, so daß die Längsverschiebungen des Bowdenzuges
26 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel über den Stellring 27 auf
den Regulierhebel 23 übertragen werden.
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Das Gehäuse 39 ist an den Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine
zwischen dem Zylinderkopfaustritt und einem üblichen Kühlwasser-Therm'ostaten angeschlossen,
:3-0 daß der Thermostat 40 die Temperatur des unmittelbar aus dem Zylinderkopf der
Brennkraftmaschine austretenden Kühlwassers fühlt.
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Die Arbeitsweise der dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechenden
Einstellvorrichtung entspricht grundsätzlich der bereits beschriebenen Arbeitsweise
der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Vorrichtung. Bei noch kaltem Kühlwasser
wird der Regulierhebel 23 über den Bowdenzug 26 gemäß Fig, 4 im Uhrzeigersinn so
weit entgegen der Kraft der Drehfeder 10 geschwenkt, daß auch bei kalter Brennkraftmaschine
mit entsprechend großen Reibungswiderständen die gewünschte Leerlaufdrehzahl gewährleistet
wird. Erwärmt sich die Brennkraftmaschine und bewegt sich demgemäß der Betätigungsstift
41 (gemäß Fig. 4) nach rechts, dann kann sich auch die Drosselklappe 5 in ihrer
Leerlaufstellung entsprechend mehr schließen, bis schließlich bei betriebswarmer
Brennkraftmaschine die Anschlagschraube 13 (Fig. 3) am Anschlagstift 14 anliegt.
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Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele
gebunden. So könnte die auf die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ansprechende
und zur selbsttätigen Regelung ausgenutzte Betriebsgröße statt des Unterdruckes
im Saugrohr oder des Xühlwassers auch der Druck oder die Temperatur des Schmieröles
oder im Falle einer luftgekühlten Brennkraftmaschine auch die Lufttemperatur der
durch ein Gebläse an den Arbeitszylindern der Brennkraftmaschine vorbeigeführten
Kühlluft sein; Wenn sich die Erfindung auch bevorzugt zur i)ieselbrennkraftmasc'flinen
mit pneumatischer Einspritzpumpenregelung eignet, so ist sie doch auch bei allen
anderen Brennkraftmaschinen mit Drosselklappensteuerung mit ähnlichen Vorteilen
anwendbar.
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Patentansprüche: