DE3041079C2

DE3041079C2 - Steueranlage für die Temperatur der Ansaugluft von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3041079C2
Application number: DE3041079A
Authority: DE
Inventors: Edward Charles Hedge End Hampshire Poore
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1987-05-07
Also published as: GB2071205B; ES497316A0; GB2071205A; US4340172A; DE3041079A1; ES8202400A1; DE8029065U1; JPS6055707B2; JPS56141049A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Temperatur der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der DE-AS 20 09 236 bekannt. Diese Steuervorrichtung besitzt ein Ventilteil, das sowohl den Kaltlufteintritt als auch den Eintritt für angewärmte Luft jeweils in der Endstellung verschließt. Eine auf Temperatur ansprechende Einrichtung ist mit einem Kurbeltrieb für das Ventilteil über eine federnde Antriebsstange verbunden, die an dem Kurbeltrieb über eine in Längsrichtung der Kurbeltriebbewegung gerichtete Öse angreift. Die Federwirkung der Antriebsstange ist dadurch gegeben, daß diese hinter dem Kurbeltrieb um 180° bzw. 270° zurückgebogen ist. Liegt die Temperatur der Luft im Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine unter einer vorgegebenen Grenztemperatur für die auf Temperatur ansprechende Einrichtung, so ist der Kaltlufteintritt verschlossen. In dieser Stellung kann selbst hoher Unterdruck im Ansaugkanal der Brennkraftmaschine ein Öffnen des Ventilteils und damit einen Kaltlufteintritt nicht ermöglichen. Erst bei Erreichen einer Grenztemperatur, die üblicherweise im Null-Grad-Bereich liegt, wird das Ventilteil soweit freigegeben, daß es sich unter Einwirkung des Unterdrucks im Ansaugkanal ein gewisses, temperaturabhängiges Maß öffnen kann.

Wenn also bei dieser Steuervorrichtung bei tiefen Temperaturen Vollast und volle Leistung benötigt wird, so ist dies nicht möglich, da ausschließlich Warmluft angesaugt wird. Eine derartige Situation kann beispielsweise eintreten, wenn in einer Gefahrensituation im Verkehr trotz niedriger Außentemperatur kurz nach dem Anfahren schon Vollast benötigt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für die Temperatur der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die einerseits eine Vereisung des Vergasers wirksam verhindert und andererseits aber auch im unteren Temperaturbereich kurzzeitig bereits die volle Leistung zur Verfügung stellen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit einer derart aufgebauten Steuervorrichtung ist es auch dann, wenn die auf Temperatur ansprechende Einrichtung das Ventilteil in der Schließstellung für den Kaltlufteinlaß hält, möglich, durch einen vergrößerten Unterdruck im Ansaugkanal, beispielsweise bei geöffneter Drosselklappe, der Brennkraftmaschine soviel Kaltluft zuzuführen, daß die maximale Leistung der Brennkraftmaschine erreicht werden kann, wobei jedoch gleichzeitig eine Begrenzung vorgesehen ist, die eine zur Vereisung des Vergasers führende Temperaturerniedrigung sicher verhindert.

Eine vorteilhafte Weiterbildung wird durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 2 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Steuervorrichtung nach der Erfindung bei geschlossener Kaltluft- und geöffneter Warmluftklappe,
Fig. 2 eine Steuervorrichtung nach der Erfindung bei geöffneter Kaltluft- und geschlossener Warmluftklappe, und
Fig. 3 eine Steuervorrichtung nach der Erfindung bei teilweise geöffneter Kaltluft- und teilweise geöffneter Warmluftklappe.
In den Zeichnungen ist das Ansaugrohr 1 zu einem Filter dargestellt, der einem nicht dargestellten Vergaser einer Brennkraftmaschine vorgeschaltet ist. Das Ansaugrohr 1 weist einen Kaltlufteinlaß 2 für Außenluft und einen Warmlufteinlaß 3 auf, die im Bereich eines Ventilteils 4 miteinander zu einem Ansaugeinlaß 6 vereinigt sind. In diesem wird die kalte Außenluft mit Warmluft, die beispielsweise im Bereich des Auslaßsammlers der Brennkraftmaschine erwärmt wird, durch das Ventilteil 4 gesteuert vermischt.
Das Ventilteil 4 weist zwei Ventilklappen 7 und 8 auf, die den Querschnitt des Kaltlufteinlasses 2 bzw. den des Warmlufteinlasses 3 steuern. Die beiden Ventilklappen 7 und 8 sind durch einen Steg 9 miteinander verbunden. An einem Lappen 11 des Ventilteils 4 ist eine Schraubenfeder 10 befestigt, deren anderes Ende an der Wand des Warmlufteinlasses 3 festgelegt ist, so daß das Ventilteils 4 im Sinne eines Schliessens des Kaltlufteinlasses 2 belastet ist. Bei geschlossenem Kaltlufteinlaß 2 ist der Warmlufteinlaß 3 geöffnet. Die Wand des Ansaugeinlasses hat eine Aussparung 12 D-förmigen Querschnitts, die der Aufnahme eines Stellglieds 14 einer temperaturabhängigen Einrichtung 15 dient. Diese enthält einen Wachsthermostaten, dessen Gehäuse am einen Ende ein Gewinde 16 trägt, das in eine Mutter 17 eingeschraubt ist. Die Mutter 17 liegt zwischen zwei an der Wand des Ansaugeinlasses 6 sitzenden Armen 18, die Durchbrüche zum Durchtreten des Gewindes 16 haben. Das Gehäuse kann zum Zwecke des Kalibrierens in der Mutter 17 gedreht werden. In dem Gehäuse befindet sich ein Stößel 19, der axial beweglich ist und auf Volumenänderungen des im Gehäuse enthaltenen Wachses infolge von Temperaturänderungen anspricht.
Das Stellglied 14 besteht aus einem Kolben 20, der teleskopartig in einer Pfanne 21 verschieblich ist. Die Stirnseite 22 der Pfanne 21 weist eine zentral ausgenommene Nabe 23 auf, in der das abgerundete Ende des Stößels 19 Aufnahme findet. In der Pfanne 21 liegt eine Schraubendruckfeder 24 , die sich am Boden der Pfanne abstützt und mit ihrem anderen Ende in eine Aussparung in der Stirnseite des Kolbens tritt und gegen den Kolben 20 anliegt, der durch die Schraubendruckfeder 24 von der Pfanne 21 fort gedrückt wird.
Das andere Ende des Kolbens 20 ist im Durchmesser verringert und trägt am Ende einen ringförmigen radial gerichteten Anschlag 25.
Die der ersten Ventilklappe 7 abgewandte Fläche der zweiten Ventilklappe 8, in deren Bereich ein Zapfen 5, um den das Ventilteil 4 schwenkbar ist, vorgesehen ist, ist mit im wesentlichen radial zum Zapfen gerichteten Anschlägen 26 und 27 versehen.
Gegen den ersten Anschlag 26 kann der ringförmige Anschlag 25 des Stellglieds anfahren, um die zweite Ventilklappe 8 in die Schließstellung zu bewegen.
Der zweite Anschlag 27 ist zum ersten Anschlag 26 winkelversetzt und weist eine geringere radiale Länge auf. Der Winkelabstand zwischen beiden Anschlägen 26 und 27 ist so gewählt, daß er etwas größer als die Stärke des ringförmigen Anschlags 25 ist, so daß dieser zwischen beide treten kann.
Die Pfanne 21 des Stellglieds 14 wird gegen den Stößel 19 durch eine weitere Schraubendruckfeder 29 in Anlage gehalten, deren eines Ende sich an einer Schulter 28 im Bereich der Stirnseite 22 der Pfanne 21 abstützt, während ihr anderes Ende an einem Sitz der Aussparung 12 anliegt.

Arbeitsweise

Wenn die nicht dargestellte Brennkraftmaschine im Kaltstart anläuft, befindet sich die Steuervorrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Die erste Ventilklappe 7 schließt den Kaltlufteinlaß 2, während die zweite Ventilklappe 8 den Warmlufteinlaß 3 voll offen läßt. Der Stößel 19 des Wachsthermostaten ist völlig zurückgezogen und das Stellglied 14 nimmt die gezeichnete Lage ein.
Fig. 2 veranschaulicht den heißen Betriebszustand. Durch die gesteuerte Luftzufuhr erfolgte eine Temperaturerhöhung im Ansaugeinlaß, so daß sich der Stößel 19 aus dem Gehäuse des Wachsthermostaten herausbewegte und das Stellglied 14 verstellte. Hierbei hat der ringförmige Anschlag 25 des Stellglieds gegen den ersten Anschlag 26 anliegend das Ventilteil 4 um den Zapfen 5 geschwenkt, wobei dies gegen die Kraft der Schraubenfeder 10 erfolgt. Die zweite Ventilklappe 8 schließt nunmehr den Warmlufteinlaß 3, während die erste Ventilklappe 7 im Kaltlufteinlaß 2 im wesentlichen in dessen Längsachse liegt und im wesentlichen ungedrosselten Zustrom der Außenluft gestattet. Bei dieser Bewegung erfolgt keine Berührung zwischen dem ringförmigen Anschlag 25 des Stellglieds 14 und dem zweiten Anschlag 27 des Ventilteils 4, da der Zwischenraum zwischen den Anschlägen 26 und 27 ausreichend groß ist.
In Fig. 3 ist ein Zustand dargestellt, in dem die Maschine noch kalt ist und volle Drosselklappenöffnung vorgenommen wird. Das Stellglied 14 befindet sich dann in der zurückgezogenen Lage, in der unter der Kraft der Schraubenfeder 10 die zweite Ventilklappe 8 den Warmlufteinlaß offenhielte; jedoch ist bei voller Drosselklappenöffnung die Druckdifferenz am Ventilteil 4 ausreichend, um die Kraft der Schraubenfeder 10 zu überwinden, so daß das Ventilteil 4 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird und den Kaltlufteinlaß 2 öffnet. Dann kommt aber der zweite Anschlag 27 zur Anlage gegen den ringförmigen Anschlag 25, wodurch das volle Schliessen des Warmlufteinlasses 3 durch die zweite Ventilklappe 8 verhindert ist. Der Kaltluft wird somit Warmluft zugemischt, wodurch ein Vereisen des Vergasers unter diesen Betriebsbedingungen verhindert ist.
Beim Aufwärmen der Maschine tritt eine Verstellung des Stellglieds 14 ein, bei der die Berührung zwischen dem ringförmigen Anschlag 25 und dem zweiten Anschlag 27 endet und wieder die Anlage des ringförmigen Anschlags 25 gegen den ersten Anschlag 26 eintritt, so daß die weiteren Bewegungen des Ventilteils 4 temperaturabhängig vom Wachsthermostaten gesteuert werden.
Sollte bei Übertemperaturen im Ansaugeinlaß 6 die axiale Bewegung des Stößels 19 größer sein als zum vollen Schliessen der zweiten Ventilklappe 8 erforderlich ist, so wird die überschüssige Bewegung ohne Schaden für das Ventilteil 4 durch Zusammendrücken der Schraubendruckfeder 24 zwischen der Pfanne 21 und dem Kolben 20 aufgenommen.

Claims

1. Steuervorrichtung für die Temperatur der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem zwischen zwei Endlagen schwenkbaren Ventilteil zum abwechselnden Öffnen bzw. Schließen eines Kaltluft-Einlasses oder eines Einlasses für angewärmte Luft zu einem Ansaug-Einlaß für die Brennkraftmaschine, wobei das Ventilteil in Schließrichtung des Kaltluft-Einlasses vorgespannt ist, und mit einer temperaturabhängigen Einrichtung in dem Lufteinlaß, die ein Betätigungsglied enthält, das in Abhängigkeit von ansteigender Temperatur in dem Lufteinlaß an dem Ventilteil angreift und es gegen seine Vorspannung zum Öffnen des Kaltluft-Einlasses und zum Schließen des Warmluft-Einlasses bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß bei tiefen Ansauglufttemperaturen und im Höchstlastbereich der Brennkraftmaschine das Ventilteil (4) unabhängig von der Ansaugtemperatur sich kaltluftseitig begrenzt öffnet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Warmlufteinlaß (3) zugeordneten Ventilklappe (8) ein Anschlag (27) vorgesehen ist, der mit dem Betätigungsglied (20, 25) der temperaturabhängigen Einrichtung (15) zusammenwirkt.