DE2557925B2 - Drosselklappenstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappenstelleinrichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Drosselklappenstelleinrichtung dieser Art bekannt (US-PS 27 62 235). Bei dieser bekannten Drosselklappenstelleinrichtung öffnet das Unterdrucksteuerventil, das als Magnetventil ausgebildet ist, die Leitung zwischen dem Steuerdruckraum der Membraneinrichtung und der Ansaugleitung nur dann zur Atmosphäre, wenn sich der Wählhebel des der Brennkraftmaschine zugeordneten automatischen Getriebes in seiner Neutralstellung befindet, so daß dann das Drosselklappenstellelement seine erste Stellung einnimmt, was eine höhere Leerlaufdrehzahl zur Folge hat Unter allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bei denen der Wählhebel nicht in seiner Neutralstellung ist, wird dagegen das Drosselklappen-Stellelement in seiner zweiten Stellung gehalten. Dies bedeutet, daß die bekannte Drosselklappenstelleinrichtung keinerlei Einfluß auf die Stellung der Drosselklappe bei Verzögerungen während der Fahrt hat und insbesondere nicht bewirkt, daß die Drosselklappe etwas mehr als in ihrer Leerlaufstellung geöffnet gehalten wird, wenn während der Fahrt das Gaspedal des Kraftfahrzeugs freigegeben wird.

Zur Verminderung des Schadstoffgehalts im Abgas einer ein Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine sowie zur Vermeidung von Überlastungen eines katalytischen Wandlers im Abgassystem ist es jedoch sinnvoll, der Brennkraftmaschine bei Freigabe des Gaspedals zunächst mehr Luft als im normalen Leerlauf zuzuführen und diese erhöhte Luftzufuhr auch dann beizubehalten, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine trotz Freigabe des Gaspedals hoch bleibt, wie dies beispielsweise bei Bergabfahrt mit Motorbremsung der Fall ist. Diese Funktion kann die bekannte Drosselklappenstelleinrichtung nicht erfüllen, da sie die Rückkehr der Drosselklappe in ihre Leerlaufstellung nur dann verändert, wenn sich der Wählhebel in Neutralstellung befindet.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Drosselklappenstelleinrichtung so weiterzubilden, daß sie die Drosselklappe bei Freigabe des Gaspedals für eine begrenzte Zeit etwas mehr als in ihrer Leerlaufstellung geöffnet hält, wobei sie die Drosselklappe so lange nicht in ihre Leerlaufstellung zurückkehren läßt, wie die Drehzahl der Brennkraftmaschine oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Aufgrund dieser Ausbildung nimmt das Drosselklappenelement bei Teil- und Vollastbetrieb seine erste Stellung ein, in der es vollständiges .Schießen der Drosselklappe verhindert. Dieser Zustand herrscht, wenn das Gaspedal freigegeben wird, so daß die Drosselklappe nach Freigabe des Gaspedals etwas mehr als in ihrer Leerlaufstellung geöffnet bleibt. Der danach in der Ansaugleitung entstehende hohe Unterdruck wird nur verzögert zur Membraneinrichtung übertragen, so daß diese das Drosselklappenstellelement erst nach einer gewissen Zeit in seine zweite Stellung führen kann. Wenn jedoch zu diesem Zeitpunkt die Drehzahl der Brennkraftmaschine noch hoch ist, ist die Leitung noch zur Atmosphäre offen, so daß der Steuerdruckraum mit hohem Druck beaufschlagt bleibt und das Drosselklappenstellelement in seiner ersten Stellung bleibt. Erst wenn die Drehzahl ausreichend gesunken ist, so daß das Unterdrucksteuerventil schließt, wird das Drosselklappenstellelement in seine zweite Stellung zurückgefüiirt. Dadurch werden zu hohe Temperaturen im Abgassystem bei Schiebebetrieb verhindert.

Aus der US-PS 36 45 241 ist eine Drosselklappenstelleinrichtung bekannt, bei der ebenfalls bei der Betäti-

gung des Drosselklappenstellelements die Drehzahl berücksichtigt wird. Diese bekannte Einrichtung umfaßt <!ine elektronische Schaltung, die die Drehzahl der Brennkraftmaschine feststellt und bei hoher Drehzahl ein Magnetventil schließt, das dadurch ermöglicht, daß sich im Steuerdruckraum einer Men:braneinrichtung Unterdruck aufbaut, der das Drosselklappenstellelement in solcher Stellung hält, daß die Drosselklappe etwas mehr als in ihrer Leerlaufstellung geöffnet ;st Unterhalb der bestimmten Drehzahl, bei der das Magnetventil schließt, kann das Drosselklappenstellelement diese Stellung nicht einnehmen, so daß bei Freigabe des Gaspedals bei Drehzahlen unterhalb des Grenzwertes die Drosselklappe ganz in ihre Leerlaufstellung zurückkehren kann.

Aus der DE-AS 15 26 543 ist es in Verbindung mit dem Leerlaufsystem eines Vergasers bekannt, als drehzahlabhängige Steuergröße den Förderluftdruck einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Luftpumpe zu verwenden. 2"

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Darstellung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Ansaugleitung eines Vergasers, in der sich eine 2ϊ Drosselklappe 3 befindet, die auf einer Drehwelle 2 sitzt und um eine Achse O drehbar ist Auf der Drehwelle 2 der Drosselklappe sitzt ein Drosselklappenantriebshebel 4. Auf einem Schwenkzapfen 5 sitzt drehbar ein Drosselklappenstellelement 6, dessen eines Ende 7 mit w einer Stellschraube Ta versehen ist, die sich neben drm freien Ende des Drosselklappenantriebshebels 4 befindet und selektiv mit diesem in Arbeitsberührung bringbar ist. Das andere Ende 8 des Drosselklappen-Stellelements 6 ist mit einer Membran 12 einer r> Membraneinrichtung 11 über einen Schwenkzapfen 9 und eine Stange 10 verbunden. Die Membran 12 wird durch eine Schrpubendruckfeder 13 nach oben vorgespannt. Unterhalb der Membran 12 befindet sich eine Membrankammer 14, die über eine Leitung 15, ein ■»> Unterdruckverzögerungsventil 16 und eine weitere Leitung 17 mit einer Unterdruckabnahmestelle 18 verbunden ist, die in Richtung auf die Innenseite der Ansaugleitung 1 an einer Stelle ziemlich weit unterhalb der Drosselklappe 3 öffnet. Das Unterdruckverzöge- -r> rungsventil 16 besitzt eine Düse 19 und ein Rückschlagventil 20, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei der Einsatz in der Weise erfolgt, daß auf das aus der Leitung 15 in Richtung auf die Leitung 17 fließende Strömungsmittel eine vorbestimmte Drosselwirkung ^r>» ausgeübt wird, während im wesentlichen freier Durchfluß von der Leitung 17 in Richtung auf die Leitung 15 möglich ist.

Von einem Zwischenabschnitt der Leitung 1/ ist eine Verbindung 21 abgezweigt, die mit einem Unterdruck- ^r>^r> Steuerventil 22 verbunden ist. Dieses Ventil 22 besitzt einen Ventilaufbau aus einem Ventilkörper 23 und einem Ventilsitz 24, der ein Ende der Leitung 21 öffnen und schließen kann, sowie eine Membraneinrichtung mit einer Membran 25, die den Ventilkörper 23 in t>o Öffnungsrichtung und Schließrichtung betätigt. Die Membran 25 wird durch eine Schraubendruckfeder 26 in der Zeichnung nach oben beaufschlagt und kann über eine Membrankammer 27 nach unten gedrückt werden, die sich darüber befindet und über eine Leitung 28 mit f>^r> Förderluftdruck einer Luftpumpe gespeist wird, die durch eine Maschine (beides nicht gezeigt) angetrieben wird, so daß der Ventilkörper 23 in Abhängigkeit vom Gleichgewicht zwischen der Kraft der Schraubendruckfeder 26 und des Förderluftdrucks der Luftpumpe auf und ab bewegbar ist. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet einen Luftfilter, der die Luft reinigt, die in die Leitung 21 eingeführt wird, wenn das Unterdmcksteuerventil 22 durch den Ventilkörper 23 geöffnet wird und letzterer durch Betätigung der Membran 25 vom Ventilsitz 24 abgehoben ist. Es ist eine weitere Membran 32 vorgesehen, um einen Teil der Membrankammer 27 zu begrenzen, gleichzeitig aber Beweglichkeit des Ventilkörpers zu gestatten.

Die Zeichnung zeigt die Drosselklappenstelleinrichtung in einer Stellung, in der die Drosselklappe 3 gerade in Richtung auf ihre voll geschlossene Stellung durch plötzliche Freigabe des Gaspedals für den Verzögerungsvorgang eines Kraftfahrzeugs zurückgekehrt ist, wobei das Kraftfahrzeug mit einer relativ hohen Geschwindigkeit fährt In dem Augenblick, in dem die Drosselklappe in die in der Zeichnung dargestellte Position zurückgekehrt ist, ist die Maschine noch nicht wesentlich verzögert, so daß der Luftdruck, der der Membrankammer 27 über die Leitung 28 von der durch die Maschine angetriebenen Luftpumpe zugeführt wird, sich noch auf einem hohen Niveau befindet, das er während des Laufs des Fahrzeugs vor dem Schließen der Drosselklappe inne hat. Es bleibt daher der Ventilkörper 23 vom Ventilsitz 24 abgehoben, so daß sich das Unterdrucksteuerventil 22 im Offenzustand befindet. Bevor die Drosselklappe in der dargesti Uten Weise geschlossen ist, ist der an der Unterdruckjbnahmestelle 18 anliegende Unterdruck relativ niedrig (klein) und das Unterdrucksteuerventil 22 wie in der Darstellung geöffnet, so daß die Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 11 mit einem im wesentlichen auf Atmosphärendruck stehenden Druck gespeist wird. Es wird daher die Membran 12 durch die Schraubendruckfeder 13 in der Zeichnung nach oben bewegt und sie nimmt eine Stellung ein, bei der das Drosselklappen-Stellelement 6 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Darstellung über die Stange 10 verschwenkt ist. In dieser Stellung liegt das Ende 7a des Drosselklappenstellelements so, daß es den Drehweg des freien Endes des Drosselklappenantriebshebels 4 sperrt, so daß bei Freigabe des Gaspedals und Drehung der Drosselklappe 3 in Richtung auf ihre Schließstellung der Drosselklappenantriebshebel 4 gemäß Darstellung mit dem Drosselklappenstellelement 6 in Berührung kommt, so daß die Drosselklappe 3 in einer Offenstellung gemäß Darstellung gehalten wird, die etwas gegenüber der Leerlaufoffenstellung geöffnet ist.

Wird die Drosselklappe bis zu der Offenstellung geschlossen, wie sie in der Figur dargestellt ist, und befindet sich das Kraftfahrzeug auf ebenem Grund oder fährt es bergauf, beginnt das Fahrzeug augenblicklich sich zu verzögern, wobei die Maschinendrehzahl allmählich absinkt und dementsprechend der Förderdruck der Luftpumpe abnimmt, der der Membrankammer 27 des Unterdrucksteuerventils 22 zugeleitet wird. Ist die Drehzahl der Maschine unter einen vorbestimmten Wert abgesunken, setzt sich der Ventilkörper 23 auf den Ventilsitz 24 und schließt das Ende der Leitung 21. Von dem Augenblick an, von dem die Drosselklappe 3 in die ^;n der Figur dargestellte Offenstellung rückgekehrt ist, liegt an der Unterdruckabnahmestelle 18 ein relativ hoher Unterdruck an; ist das Unterdrucksteuerventil 20 in der vorbeschriebenen Weise geschlossen worden, wird dieser Unterdruck allmählich über die Düse 19 des Unterdruckverzögerungsventils 16 auf die Membran-

kammer 14 der Membraneinrichtung 11 übertragen. Bevor nicht vom Augenblick der Freigabe des Gaspedals eine Zeitspanne verstrichen ist, die durch die Drosselwirkung der Düse 19 und dem Betriebszustand der Maschine bestimmt ist, wird die Drosselklappe 3 in einer Offenstellung gehalten, die gegenüber der Leerlaufstellung etwas geöffnet ist, so daß verhindert wird, daß eine große Menge an unverbrannten Bestandteilen durch Überdrosselung der Ansaugluft mit den Abgasen abgestoßen wird. Nach Verstreichen der vorgenannten Zeitspanne wird die Membran 12 durch den durch die Membrankammer 14 übertragenen Unterdruck gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 13 nach unten gezogen, wodurch das Drosselklappenstellelement 6 irn Uhrzeigersinn in der Figur um den Schwenkzapfen 5 verschwenkt wird und dadurch sein Endabschnitt 7a vom Ende des Drosselklappenantriebshebels 4 abgehoben wird. Dann schließt die Drosselklappe weiter in Richtung auf die Leerlaufstellung.

Läuft das Kraftfahrzeug auf einer langen Gefällestrecke abwärts, bleibt die Maschine selbst dann, wenn die Drosselklappe 3 durch Freigabe des Gaspedals auf die Drosselöffnungsstellung geschlossen worden ist, auf einer relativ hohen Drehzahl, und zwar unter der Bremswirkung infolge der kinetischen Energie der Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs sowie des Fahrers und der Fahrgäste, wodurch ein hoher Luftdruck aufrechterhalten wird, der über die Leitung 28 von der Luftpumpe der Membrankammer 27 des Unterdrucksteuerventils zugeleitet wird. Es bleibt daher der Ventilkörper 23 vom Ventilsitz 24 abgehoben. Selbst wenn daher in diesem Fall ein relativ hoher Unterdruck an der Unterdruckabnahmestelle 18 anliegt, bleibt die Membrankammer 14 der Membraneinrichtung 11 über die Leitung 21 im wesentlichen auf Atmosphärendruck

ίο geöffnet, wodurch das Drosselklappenstellelement 6 in der in der Zeichnung dargestellten Drehstellung verbleibt. Fährt somit das Kraftfahrzeug auf einer langen Gefällestrecke abwärts, wird die Drosselklappe während des gesamten Laufs des Fahrzeugs nicht in die

!■> Leerlaufsteüung rückgeführt, so daß die Gefahr vermieden wird, daß eine große Menge an wegen Luftmangels unverbrannten Bestandteilen in das Abgassystem gelangt und der oxydierende katalytische Wandler überhitzt wird.

Im Weg der Leitung 17 kann eine drosselnde Düse 30 vorgesehen werden, um einen scharfen Umschaltvorgang des Unterdrucksteuerventils 22 zu erhalten. Ferner kann in der Leitung 28 eine drosselnde Düse 31 vorgesehen werden, um Pulsieren des Luftpumpenför-

2^r> derdrucks zu beseitigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drosselklappenstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einer Membraneinrichtung, deren Steuerdruckraum über eine Verzögerungsein- s richtung und eine Leitung an die Ansaugleitung stromab der Drosselklappe angeschlossen ist, einem von der Membraneinrichtung betätigten Drosselklappenstellelement, das in einer ersten Stellung die Drosselklappe etwas mehr als in ihrer Leerlaufstellung geöffnet hält und bei ausreichend hohem Unterdruck im Steuerdruckraum eine zweite Stellung einnimmt, in der es das Schließen der Drosselklappe bis in die Leerlaufstellung nicht behindert, und einem Unterdrucksteuerventil, das is eine Verbindung der Leitung zur Atmosphäre beherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdrucksteuerventil (22) ein pneumatisch betätigtes Ventil ist, das vom Förderluftdruck einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Luftpumpe so gesteuert wird, daß es bei Förderluftdruck oberhalb eines bestimmten Wertes die Verbindung (21) zur Atmosphäre freigibt, und das bei geschlossenem Unterdrucksteuerventil und niedrigem Unterdruck in der Ansaugleitung (1) das Drosselklappen-Stellelement (6) seine erste Stellung einnimmt

2. Drosselklappenstelleinrichtung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdrucksteuerventil (22) eine Membran (25) besitzt, die ein Ende einer Membrankammer (27) begrenzt, die μ mit Förderluftdruck der Luftpumpe gespeist wird, wobei die Membran durch den Luftpumpenförderdruck in eine erste Richtung und durch eine Schraubendruckfeder (26) in eine hierzu entgegengesetzte zweite Richtung beaufschlagt ist und mit « einem Ventilkörper (23) verbunden ist, der sich auf einen zugehörigen Ventilsitz (24) setzen kann, wenn der Ventilkörper in die zweite Richtung bewegt wird, wobei der Ventilsitz in einem Zwischenabschnitt der Verbindung (21) eingeschlossen ist.

3. Drosselklappenstelleinrichtung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankammer (27) auf einer Seite durch eine zweite Membran (32) begrenzt ist, die Strömungsmittelabdichtung der Membrankammer (27) gewährleistet und Beweglichkeit des Ventilkörpers (23) aufrechterhält.

4. Drosselklappenstelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung (17) zwischen der Unterdruckabnahmestelle (18) an der ^Γ>" Ansaugleitung und der Verbindung (21) eine drosselnde Düse (30) eingeschaltet ist.

5. Drosselklappenstelleinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (28), « die den Förderluftdruck der Luftpumpe zur Membrankammer (27) des Unterdrucksteuerventils (22) führt, eine drosselnde Düse (31) eingeschaltet ist.