DE2616355B2 - Einrichtung zur Begrenzung der Schließstellung der Hauptdrosselklappe eines Vergasers für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Begrenzung der Schließstellung der Hauptdrosselklappe eines Vergasers für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Einrichtung ist aus der US-PS 20 59 410 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung steht der Steuerdruckraum des pneumatischen Stellantriebs normalerweise mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung, während der Anschlag von elastischen Mitteln in Schließrichtung der Hauptdrosselklappe verstellt gehalten wird, so daß der Anschlag die Hauptdrosselklappe bei ihrer Bewegung in Schließrichtung nicht behindert. Wenn der Steuerdruckraum mit Unterdruck beaufschlagt wird, verstellt der Stellantrieb den Anschlag entgegen der Schließrichtung der Hauptdrosselklappe, so daß diese nicht in ihre Leerlaufstellung zurückkehren kann, sondern etwas geöffnet gehalten wird. Wenn das an das Saugrohr angeschlossene Steuerventil bei Saugrohrunterdruck oberhalb eines bestimmten Wertes geöffnet wird, schließt es die Verbindung zwischen dem Steuerdruckraum des Stellantriebs und der Atmosphäre, während es gleichzeitig eine Verbindung vom Steuerdruckraum zum Saugrohr herstellt

Diese Ausbildung der bekannten Einrichtung hat zur Folge, daß die Schließstellung der Hauptdrosselklappe bei starkem Saugrohrunterdruck, also insbesondere wenn bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine das Gaspedal freigegeben wird, so daß die Hauptdrosselklappe schnell in ihre Schließstellung zurückzukehren versucht, die Schließstellung so begrenzt wird, daß noch genügend Luft angesaugt werden kann, um zu starken Saugrohrunterdruck zu verhindern. Zu starker Saugrohrunterdruck ist unerwünscht, weil er zu einer Überfettung des im Vergaser gebildeten Luft-Kraftstof f-Gemischs und somit zu starker Verunreinigung der Abgase führen würde. Nachteilig bei der bekannten Einrichtung ist, daß auch bei einer Verzögerung der Brennkraftmaschine aus hoher Drehzahl zunächst die Hauptdrosselklappe vollständig geschlossen wird, so daß sich hoher Ansaugunterdruck aufbaut, bevor die Drosselklappe dann wieder etwas geöffnet wird. Wenn das Steuerventil der bekannten Einrichtung so eingestellt wird, daß es erst bei hoher Drehzahl entsprechendem Saugrohrunterdruck anspricht, begrenzt es die Schließstellung der Hauptdrosselklappe bei Verzögerung der Brennkraftmaschine aus niedrigerer Drehzahl nicht Es ist jedoch erwünscht, daß auch bei einer solchen Verzögerung zumindest anfänglich die Hauptdrosselklappe nicht vollständig geschlossen werden kann. Wenn andererseits das Steuerventil so eingestellt ist, daß es bereits bei einer Verzögerung aus niedrigerer Drehzahl anspricht, hält es die Hauptdrosselklappe länger offen, als dies notwendig ist, um einerseits geringe Emission an unverbrannten Kohlenwasserstoffen und andererseits geringe Abgasmenge und geringen Kraftstoffverbrauch bei nicht belasteter Brennkraftmaschine zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß die Begrenzung der Schließstellung der Hauptdrosselklappe oberhalb eines bestimmten Wertes des Saugrohrunterdrucks nicht erst verzögert erfolgt Ferner soll es auch möglich sein, die Schließstellung der Hauptdrosselklappe bei Verzögerung aus niedriger Drehzahl für eine kurze Zeit zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch I gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung erfolgt die Steuerung der Druckbeaufschlagung des Stellantriebs nicht nur durch das Steuerventil sondern auch durch die Hauptdrosselklappe. Bei teilweise oder ganz geöffneter Hauptdrosselklappe liegt am Stellantrieb annähernd atmosphärischer Druck an, so daß der Anschlag in einer Stellung gehalten wird, in der er die Schließstellung der Hauptdrosselklappe begrenzt Dies hat zur Folge, daß der Anschlag die Stellung, in der er die Hauptdrosselklappe etwas geöffnet hält, bereits einnimmt, bevor die Drosselklappe vom Gaspedal freigegeben wird, d.h. bevor die Verzögerung der Brennkraftmaschine erfolgt, so daß die bei der bekannten Einrichtung auftretende Übergangsphase vermieden wird. Wenn die Verzögerung aus einer Drehzahl erfolgt bei der der Saugrohrunterdruck bei fast geschlossener Hauptdrosselklappe den bestimmten Wert nicht überschreitet, bleibt das Steuerventil geschlossen, so daß am Stellantrieb

weiterhin der Druck wirkt, der am Unteranschluß herrscht Dieser Druck wird im beschriebenen Fail zu Ansaugunterdruck, da die Hauptdrosselklappe ihre fast geschlossene Stellung einnimmt Dieser zunehmend stärker werdende Ansaugunterdruck verstellt den Anschlag in Schließrichtung der Hauptdrosselklappe, so daß sie in ihre normale Leerlaufstellung bzw. vollständig geschlossene Stellung zurückkehren kann. Dabei ist vorteilhaft, daß die Hauptdrosselklappe zuvor kurzzeitig etwas rgöffnet gehalten wird. Wenn dagegen die Hauptdrosselklappe vom Gaspedal bei einer Drehzahl freigegeben wird, bei der der Saugrohrunterdruck bei fast geschlossener Bauptdrosselklappe oberhalb des bestimmten Wertes liegt, öffnet das Steuerventil, so daß der Anschlag die Schließstellung der Hauptdrosselklappe begrenzt, bis die Drehzahl so niedrig ist, daß das Steuerventil schließt Vorteilhaft ist hierbei, daß die Hduptdrosselklappe zuvor nicht vollständig geschlossen wird.

Aus der US-PS 27 62 235 ist eine Einrichtung bekannt, bei der ein pneumatischer Stellantrieb die Schließstellung der Hauptdrosselklappe nur dann begrenzt, wenn sich das zugehörige Getriebe in Neutralstellung befindet, damit dann ein höherer Leerlauf erreicht wird. Der Stellantrieb dieser bekannten Einrichtung verstellt bei Unterdruckbeaufschlagung einen Anschlag für die Hauptdrosselklappe in deren Schließrichtung. Der Unterdruck für den Stellantrieb wird am Saugrohr abgenommen. Ein vorgesehenes Steuerventil ist als Magnetventil ausgebildet und wird von einem Schalter angesteuert, der vom Schalthebel des Getriebes geschaltet wird. Diese bekannte Einrichtung unterscheidet sich somit sowohl hinsichtlich ihrer konstruktiven Merkmale als auch hinsichtlich ihrer Funktionsweise von der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Ansicht des Aufbaus einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zur Begrenzung der Schließstellung einer Hauptdrosselklappe; und

F i g. 2 eine teilweise geschnittene, schematische Ansicht einer Abwandlung der Einrichtung gemäß Fig. 1.

Wie in F i g. 1 dargestellt ist ist eine Hauptdrosselklappe 2 fest mit einer Drosselklappenwelle 3 so verbunden, daß die Drosselklappe in einem Saugrohr 1 eines Vergasers einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges geschwenkt bzw. gedreht werden kann. Das eine Ende der Drosselklappenwelle 3 steht aus der Wand des Saugrohres I nach außen vor und ist fest mit einem Drosselhebel 4 verbunden. Ein Ende eines einen Anschlag 5 bildenden Hebels ist an demselben Ende der Drosselklappenwelle 3 drehbar gelagert Eine als Einstelleinrichtung dienende Schraube 6 ist in den Drosselhebel 4 eingeschraubt Das freie Ende der Schraube 6 ist dem Anschlag S zugewandt, so daß der Anschlag 5 die Schwenkbewegung des Drosselhebels 4 in Schließrichtung der Drosselklappe 2 begrenzen kann. Der Anschlag 5 und die Schraube 6 sind so angeordnet, daß die Schraube 6 auf dem als Schließbegrenzung wirkenden Anschlag 5 frühestens dann aufsitzt, wenn die Drosselklappe 2 bei der Bewegung in Schließrichtung kurz vor ihrer vollständig geschlossenen Stellung ist

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung umfaßt einen pneumatischen Stellantrieb 7 für den Anschlag 5. Zum pneumatischen Stellantrieb 7 gehört eine Stange 8, die an ihrem äußeren Ende gelenkig mit dem Anschlag 5 verbunden ist Das Gehäuse des pneumatischen Stellantriebs 7 besteht aus zwei Gehäusehälften 9 und 10, zwischen denen eine Membran 11 eingespannt ist, die in ihrer Mitte fest mit einem Ende der Stange 8 verbunden ist Die Membran 11 und die Gehäusehälfte 9 begrenzen eine als Steuerdruckraum des Stellantriebs 7 wirkende Membrankammer 12 auf der von der Stange 8 abgewandten Seite der Membran 11. Zwischen der Gehäusehälfte 9 und der Membran 11 sitzt eine Rückstellfeder 13, die die Stange 8 nach rechts (in Fig. 1) zu drücken versucht Der Raum zwischen der Membran U und der Gehäusehälfte 10 steht mit der umgebenden Atmosphäre über die öffnung in Verbindung, durch die die Stange 8 verläuft Wenn die Stange 8 des Stellantriebs 7 ihre vorgeschobene Stellung einnimmt, hält sie dadurch den Anschlag 5 so, daß dieser die Schließstellung der Hauptdrosselklappe 2 begrenzt. Diese Stellung des Anschlags S bzw. dieser Zustand des Stellantriebs 7 wird als eingerückt bezeichnet.

Der Stellantrieb 7 ist über eine Steuerleitung 15 an das Saugrohr 1 angeschlossen. Die Steuerleitung 15 mündet an einem Unterdruckanschluß 14 in das Saugrohr 1. Der Unterdruckanschluß 14 befindet sich an solcher Stelle, daß er stromab der Drosselklappe 2 liegt, wenn die Drosselklappe 2 vollständig geschlossen ist, d. h. bei Leerlauf der Brennkraftmaschine und wenn die Drosselklappe 2 vom Anschlag 5 etwas geöffnet gehalten wird. Dagegen liegt der Unterdruckanschluß 14 stromauf der Drosselklappe 2, wenn die Drosselklappe teilweise oder ganz geöffnet ist, d. h. bei Teillast oder Vollast der Brennkraftmaschine. In der die Membrankammer 12 mit dem Unierdruckanschluß 14 verbindenden Steuerleitung 15 ist ein Verzögerungsventil mit einer Drosselstelle 16 angeordnet.

Von der Steuerleitung 15 zweigt an geeigneter Stelle, und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Verzögerungsventil und dem Stellantrieb, ein Leitungszweig 17 ab, der zu einem Steuerventil 13 führt, das den Leitungszweig 17 entweder sperrt oder mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung bringt.

Das Steuerventil 18 ist als Membranventil ausgebildet und umfaßt ein Gehäuse 20, das an seinem einen Ende geschlossen ist und in das eine Membran 21 eingespannt ist, die ungefähr in der Mitte des Innenraums des Gehäuses 20 angeordnet ist Die Membran 21 begrenzt in der in Fig. 1 rechten Hälfte des Gehäuses 20 einen Steuerdruckraum 23, in dem eine auf die Membran 21 wirkende Druckfeder 24 sitzt. Auf ihrer vom Steuerdruckraum 23 abgewandten Seite trägt die Membran 21 ein Ventilelement 25, das der Mündung 19 der Zweigleitung 17 im Steuerventil 18 gegenüberliegt, so daß die Druckfeder 24 das Ventilelement 25 in schließende Anlage an der Mündung 19 ?,u drücken versucht. Das Gehäuse 20 weist an seinem in F i g. 1 linken Ende eine zur umgebenden Atmosphäre offene Belüftungsöffnung 27 auf. Zwischen der Belüftungsöffnung 27 und dem Raum auf der vom Steuerdruckraum 23 abgewandten Seite der Membran 21 befindet sich ein Luftfilter 26 aus geeignetem Material, beispielsweise Schwamm- bzw. Schaumgummi, der in das in F i g. 1 linke Ende des Gehäuses 20 eingepaßt ist. Wenn das Ventilelement 25 von der Mündung 19 abgehoben ist, steht somit die Zweigleitung 17 in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre.

Der Steuerdruckraum 23 des Steuerventils 18 ist über eine zweite Steuerleitung 29 mit einem zweiten Unterdruckanschluß 28 im Saugrohr I verbunden. Der zweite Unterdruckanschluß 28 liegt stromab des ersten Unterdruckanschlusses 14. Im Steuerdruckraum 23 wirkt somit ständig der stromab der Drosselklappe 2 herrschende Saugrohrdruck.

Im folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend beschriebenen Einrichtung zur Begrenzung der Schließstellung der Hauptdrosselklappe erläutert. Wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf arbeitet, liegt der erste Unterdruckanschluß 14 stromab der Hauptdrosselklappe 2. Der im Saugrohr 1 erzeugte Unterdruck gelangt über den ersten Unterdruckanschluß 14 und die Drosselstelle 16 in die Membrankammer 12 des Stellantriebs 7, so daß in der Membrankammer 12 ein niedrigerer Druck als der atmosphärische Druck herrscht. Demzufolge werden die Stange 8 und somit der Anschlag 5 entgegen der Kraft der Rückstellfeder

13 zurückgezogen, so daß der Anschlag 5 ausgerückt ist und die Drosselklappe nicht daran hindert, ihre vollständig geschlossene Stellung einzunehmen.

Wenn dann ein nicht dargestelltes Gaspedal niedergetreten wird und dadurch die Drosselklappe geöffnet wird, um das Kraftfahrzeug anzufahren, gelangt der erste Unterdruckanschluß 14 stromauf der Hauptdrosselklappe 2, so daß am ersten Unterdruckanschluß 14 im wesentlichen atmosphärischer Druck anliegt Aufgrund des noch in der Membrankammer 12 herrschenden Unterdrucks strömt daher Luft über die Drosselstelle 16 des Verzögerungsventils in die Membrankammer 12, so daß der Druck in der Membrankammer 12 allmählich auf den atmosphärischen Druck ansteigt Dabei wird die Stange 8 vorgeschoben und der Anschlag 5 eingerückt, so daß dieser nun die Schließstellung der Hauptdrosselklappe begrenzt Die Verzögerungswirkung des Verzögerungsventils mit der Drosselstelle 16 ist vorzugsweise so bemessen, daß der Stellantrieb 7 seinen eingerückten Zustand erreicht hat, bevor das nicht dargestellte Getriebe das Kraftfahrzeug erstmalig nach dem Anfahren geschaltet werden muß.

Wenn das Kraftfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, d.h. gleicher Drehzahl und gleicher Belastung der Brennkraftmaschine, fährt, liegt der erste Unterdruckanschluß 14 stromauf der Hauptdrosselklappe 2. In der Membrankammer 12 herrscht daher annähernd atmosphärischer Druck, so daß der Anschlag 5 eingerückt ist. Wenn dann das Gaspedal freigegeben wird, um das Getriebe zu schalten, kehrt die Hauptdrosselklappe 2 in eine Stellung zurück, in der der erste Unterdruckanschluß 14 stromab der Hauptdrosselklappe 2 liegt, so daß am ersten Unterdruckanschluß

14 Unterdruck herrscht Da jedoch der Schaltvorgang verhältnismäßig kurze Zeit beansprucht, gelangt dieser Unterdruck wegen der Drosselstelle 16 nicht zur Membrankammer 12, so daß der Stellantrieb 7 und somit der Anschlag 5 eingerückt bleiben.

Im Leerlauf und bei Fahrt mit gleichmäßiger Geschwindigkeit unter Teillast der Brennkraftmaschine ist — allenfalls mit Ausnahme der Beschleunigungsphasen zum Gangwechsel — die Drehzahl der Brennkraftmaschine nicht sehr hoch, so daß auch der Unterdruck im Saugrohr 1 und demzufolge im Steuerdruckraum 23 des Steuerventils 18 nicht hoch ist und unterhalb des bestimmten Wertes liegt, bei dem das Steuerventil 18 anspricht Die Mündung 19 bleibt daher bei den genannten Betriebszuständen geschlossen.

Es wird nun der Fall betrachtet, daß das Kraftfahr

zeug aus gleichmäßiger Fahrt verzögert wird. Wenn zu Beginn dieses Zustandes der Wert des im Saugrohr 1 herrschenden Unterdrucks kleiner als der vorbestimmte Wert des Steuerventils 18 ist, ist die Mündung 19 geschlossen und somit der Leitungszweig 17 nicht belüftet. Der am ersten Unterdruckanschluß 14 herrschende Unterdruck wird daher zum Stellantrieb 7 übertragen, so daß in dessen Membrankammer 12 der Unterdruck allmählich zunimmt und die Stange S allmählich entgegen der Kraft der Rückstellfeder 13 zurückgezogen wird, bis schließlich der Anschlag S ausgerückt ist. Die Drosselklappe 2 folgt der allmählichen Ausrückbewegung des Anschlags 5, so daß die Drosselklappe 2 allmählich in ihre vollständig geschlossene Stellung gelangt Wenn der Unterdruck im Saugrohr 1 während der Verzögerung größer als der bestimmte Wert ist oberhalb dessen das Steuerventil 18 öffnet, wird dadurch die Membran 21 und somit das Ventilelement 25 von der Mündung 19 abgehoben. Über

.< die Belüftungsöffnung27,den Luftfilter 26,die Mündung 19, den Leitungszweig 17 und die Steuerleitung 15 gelangt daher atmosphärischer Druck in die Membrankammer 12. Daher wird der Stellantrieb 7 eingerückt gehalten, obwohl am ersten Unterdruckanschluß 14 Unterdruck anliegt Wenn dann die Fahrzeuggeschwindigkeit und somit die Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgrund der Verzögerung absinken, sinkt auch der Unterdruck im Saugrohr 1 unter den bestimmten Wert des Steuerventils 18, so daß dessen Ventilelement 25 die

^: Mündung 19 schließt Dies hat zur Folge, daß der Unterdruck im Saugrohr 1 zur Membrankammer 12 des Stellantriebs 7 gelangt und dieser allmählich ausgerückt wird. Die Drosselklappe 2 kann daher allmählich in ihre vollständig geschlossene Stellung zurückkehren.

Wenn die Drosselklappe 2 in ihre vollständig geschlossene Stellung zurückgekehrt ist kann es vorkommen, daß der Unterdruck im Saugrohr 1 erneut auf einen Wert oberhalb des bestimmten Wertes ansteigt so daß das Steuerventil 18 erneut öffnet und

<>■ der Stellantrieb 7 erneut einrückt Dies kann wiederholt geschehen. Das wiederholte Einrücken und Ausrücken des Stellantriebes 7 ist möglich, da die Druckbeaufschlagung des Stellantriebes 7 nicht allein von der Stellung der Drosselklappe gesteuert wird.

ι '· In F i g. 2 ist eine Abwandlung der Einrichtung gemäß F i g. 1 dargestellt Die in F i g. 2 dargestellte Abwandlung unterscheidet sich von der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform lediglich hinsichtlich des Verzögerungsventils. Das in F i g. 1 nicht bezifferte Verzöge-

^r-" rungsventil ist bei der Abwandlung gemäß Fi g. 2 durch ein Verzögerungsventil 40 ersetzt das in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung unterschiedliche Strömungswiderstände hat Das Verzögerungsventil 40 weist eine erste Drosselstelle 41 sowie eine zweite

v> Drosselstelle 42 und ein Rückschlagventil 43 auf, das in Reihe mit der zweiten Drosselstelle 42 angeordnet ist Das Rückschlagventil 43 ist nur dann geöffnet wenn die Strömung in der Steuerleitung 15 in Richtung zum Stellantrieb 7 erfolgt

«' Wenn bei der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform zur Vermeidung von Abgasverunreinigungen der Widerstand der Drosselstelle 16 groß gemacht wird, damit der Stellantrieb 7 bei einer Verzögerung möglichst lange eingerückt bleibt

« ergibt sich daraus der Nachteil daß es längere Zeit dauert, bis der Stellantrieb 7 eingerückt ist, nachdem die Drosselklappe 2 wieder geöffnet worden ist Bei der Abwandlung gemäß Fi g. 2 ist dieser Nachteil behoben.

da das Verzögerungsventil in beiden Strömungsrichtungen unterschiedliche Strömungswiderstände hat, so daß es möglich ist, die Zeitdauer, während der bei einer Verzögerung des Kraftfahrzeuges der Stellantrieb eingerückt bleibt, zu verlängern, während andererseits die Zeitdauer bis zum Einrücken des Stellantriebes 7 nach dem öffnen der Hauptdrosselklappe 2 kurz bemessen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Begrenzung der Schließstellung der Hauptdrosselklappe eines Vergasers für eine Brennkraftmaschine, mit einem pneumatischen Stellantrieb, der einen Anschlag als Schließbegrenzung für die Drosselklappe verstellt und mit dem stromab der geschlossenen Drosselklappe herrschenden Unterdruck gegen die Kraft einer Rückstellfeder beaufschlagbar ist, sowie einem pneumatischen Steuerventil, das vom Saugrohrunterdruck oberhalb eines bestimmten Wertes geöffnet wird und die Beaufschlagung des Stellantriebs mit Unterdruck oder atmosphärischem Druck in der Weise steuert, daß bei geöffnetem Steuerventil die Drosselklappe vom Anschlag weiter geöffnet gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Stellantrieb (7) bei Unterdruckbeaufschlagung den Anschlag (5) in Schließrichtung der Hauptdrosselklappe (2) gegen die Kraft der in Öffnungsrichtung wirkenden Rückstellfeder (13) versteilt, daß der Unterdruckanschluß (14) für den Stellantrieb bei teilweise oder ganz geöffneter Hauptdrosselklappe stromauf der Hauptdrosselklappe mündet und daß bei geöffnetem Steuerventil (18) die Steuerleitung (15) des Stellantriebs mit der Atmosphäre verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Drosselstelle (16,41) in der Steuerleitung (15) des Stellantriebs (7).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass zur Drosselstelle (41) eine weitere Drosselstelle (42) und in Reihe mit dieser ein Rückschlagventil (43) angeordnet sind, das in Strömungsrichtung zum Stellantrieb (7) öffnet

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (18) ein Membranventil ist, dessen Steuerdruckraum (23) an das Saugrohr (1) stromab der Hauptdrosselklappe (2) angeschlossen ist und dessen Bezugsdruckraum mit der Atmosphäre in Verbindung steht, und daß ein von der Steuerleitung (15) des Stellantriebs (7) abzweigender Leitungszweig (17) in den Bezugsdruckraum so mündet, daß seine Mündung (19) von der unter Federbelastung in Richtung zur Mündung stehenden Membran (21) verschließbar ist.