DE2405710B2

DE2405710B2 - Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2405710B2
Application number: DE2405710A
Authority: DE
Inventors: Shinya Katayama; Takehiko Tachikawa Tokio Kita; Kazuaki Kobayashi; Tatsujiro Okuno
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2405710C3; FR2216453B1; JPS49115520U; US3885003A; GB1453229A; FR2216453A1; DE2405710A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und zweiten Ansaugleitung, die eine Verbindung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der Brennkraftmaschine herstellen, einer ersten Drosselklappe, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung angeordnet ist, einem Rückschlagventil, das in der ersten Ansaugleitung stromab von der ersten Drosselklappe und nahe dem stromabwärtigen Ende der ersten Ansaugleitung nur dann öffnet, wenn der Druck auf der stromauf liegenden Seite des Rückschlagventils über dem auf der stromab liegenden Seite liegt, einer zweiten Drosselklappe, die in der zweiten Ansaugleitung nahe ihrem stromabwärtigen Ende angeordnet ist und funktional über ein Gestänge mit der ersten Drosselklappe verbunden ist und im Sinne einer Öffnung der zweiten Ansaugleitung betätigbar ist, wenn die erste Drosselklappe über ein bestimmtes Maß hinaus geöffnet wird.

Bei einem aus der US-PS 24 52 698 und der DE-OS 2016591 bekannten Ansaugsystem mit einer ersten Ansaugleitung und einer zweiten Ansaugleitung sind in den beiden Ansaugleitungen jeweils Drosselklappen vorgesehen, die nacheinander mit Hilfe eines die beiden Drosselklappen verbindenden Gestänges öffnen. Um ein Zurückströmen von verbrannten oder brennbaren Gasgemischen aus der Brennkraftmaschine durch die Ansaugleitungen hindurch in den Vergaser z.j verhindem, wurde bereits vorgeschlagen, diese bekannten Ansaugsysteme in der ersten Ansaugleitung, deren Drosselklappe zuerst geöffnet wird, mit einem Rückschlagventil nahe ihrem Ausströmende zu versehen, das erst dann öffnet, wenn der Druck stromauf von dem Rückschlagventil ausreichend größer als der stromab herrschende Druck ist.

Diese herkömmlichen Ansaugsysteme haben den Nachteil, daß nach einem öffnen der ersten Ansaugleitung und einem nachfolgenden öffnen der zweiten Ansaugleitung diese bei bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine nicht mit eimern ausreichend großen Strömungsquerschnitt geöffnet werden kann, um einen zum Ansaugen von Kraftstoff auch in der zweiten Ansaugleitung ausreichend starken Unterdruck zu erzeugen. Als Folge davon wird durch die nur teilweise geöffnete zweite Ansaugleitung entweder nur reine Luft oder aher ein extrem mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch angesaugt, das zu einer weiteren Verdünnung des durch die erste Ansaugleitung hindurch

jo angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Verbrennungsraum aer Brennkraftmaschine führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches; herkömmliches Ansaugsystem so zu verbessern, daß bei allen möglichen Betriebsbedingungen einer Brennkraftma-

J5 schine nach einem durch das öffnen der ersten Ansaugleitung veranlaßten nachfolgenden Öffnen auch der zweiten Ansaugleitung diese mit Sicherheit immer so weit geöffnet wird, daß ein zum Ansaugen von Kraftstoff auch in der zweiten Ansaugleitung ausrei-

4Q chender Unterdruck entsteht.

Bei einem Ansaugsystem der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein Hilfsdrosselventil, das in der zweiten Ansaugleitung stromab der äußeren Mischkammer und stromauf der

*5 zweiten Drosselklappe angeordnet ist und im Sinne einer Öffnung der zweiten Ansaugleitung in Abhängigkeit von der Strömung zum stromabwärtigen Ende der zweiten Ansaugleitung betätigbar ist, und durch eine Kraftstoff-Austritlsdüse, die in die zweite Ansaugleitung

w an einer Stelle unmittelbar stromauf von dem sich in ihrer im wesentlichen geschlossenen Stellung befindlichen Hilfsdrosselventil mündet.

Durch das unmittelbar von der in der zweiten Ansaugleitung herrschenden Strömung geöffnete HiTFsdrosselventil wird unabhängig von einem an irgendeiner bestimmten Stelle der ersten Ansaugleitung herrschenden Unterdruck der Strömungsquerschnitt auch der zweiten Ansaugleitung mit Sicherheit so weit geöffnet, daß eine ausreichende Menge von Kraftstoff auch in die

M) zweite Ansaugleitung angesaugt werden kann, um auch durch diese hindurch dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine eine zusätzliche Menge an Kraftstoff-Luft-Gemisch zuzuführen. Um diese Wirkung auch bei einer anfänglich nur sehr kleinen öffnung der in der

h^r> zweiten Ansaugleitung vorgesehenen zweiten Drosselklappe sicherzustellen, die nach dem Öffnen der in der ersten Ansaugleitung vorgesehenen ersten Drosselklappe um ein bestimmtes Maß von dieser bewirkt wird, ist

in unmittelbarer Nähe des Hilfsdrosseiventils eine zusätzliche Kraftstoff-Austrittsdüse vorgesehen, die bereits auch bei einem anfänglichen nur sehr kleinen Ansaugunterdruck in der zweiten Ansaugleitung bereits eine ausreichende Kraftstoffmenge zur Verfugung stellt, damit selbst bei dieser sehr geringen Strömung innerhalb der zweiten Ansaugleitung ein ausreichend fettes Kraftstoff-Luft-Geniisch durch die nur geringfügig geöffnete zweite Drosselklappe an den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine gegeben wird.

Eine die besondere Ausbildung des Hilfsdrosseiventils betreffende Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansaugsystems,

Fig.2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des AnsauKsystems nach F i g. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht teilweise im Schnitt nach V-V in Fig.2, eines Teils des Ansaugsystems nach F i g. 1 und 2.

In den F i g. 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Ansaugsystems 55 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine gezeigt Das Ansaugsystem 55 umfaßt einen Stufenvergaser 56 mit einem ersten Abschnitt 57 und einem zweiten Abschnitt 58 sowie einer ersten Ansaugleitung 60 und einer zweiten Ansaugleitung 62, die durch den ersten Abschnitt 57 bzw. den zweiten Abschnitt 58 hindurchgehen und über ein nicht dargestelltes Luftfilter mit der Atmosphäre in Verbindung stehen sowie über Auslaßöffnungen 64 bzw. 66 mit nicht dargestellten Einlaßöffnungen der Brennkraftmaschine verbunden sind. Der Stufenvergaser 56 umfaßt eine Luftklappe 68, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung 60 angebracht ist, eine erste innere Mischkammer 70 und eine zweite innere Mischkammer 72, die in de·· ersten Ansaugleitung 60 bzw. der zweiten Ansaugleitung 62 ausgebildet sind und in die eine erste Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse 74 bzw. eine zweite Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse 76 münden. Ferner umfaßt der Stufenvergaser 56 eine erste äußere Mischkammer 78 und eine zweite äußere Mischkammer 80, die stromab der ersten bzw. der zweiten inneren Mischkammer 70 bzw. 72 ausgebildet sind, und eine erste Drosselklappe 82, die stromab der ersten äußeren Mischkammer 78 angeordnet und an einer drehbaren Welle 83 befestigt i'j'. Die Luftklappe 68 wird automatisch in der Weise betätigt, daß sie normalerweise die eme Ansaugleitung 60 öffnet, diese jedoch schließt, wenn die Brennkraftmaschine im kalten Zustand bzw. während des Warmlaufens betrieben wird. Die erste und die zweite Kraftstoff-Hauptaustrittsdüse 74 bzw. 76 stehen mit einer nicht dargestellten Schwimmerkammer in Verbindung. Die erste Drosselklappe 82 ist über ein nicht dargestelltes Gestänge mit einem nicht dargestellten Gaspedal verbunden und manuell bzw. mechanisch betätigbar, um die Strömung brennbaren Gemisches durch die erste Ansaugleitung 60 entsprechend den Drehmoment- bzw. Lastanforderungen zu steuern. Eine zweite Drosselklappe 84 ist auf einer drehbaren Welle 85 befestigt und in der zweiten Ansaugleitung 62 nahe der Auslaßöffnung 66 bewegbar t>5 angeordent. Die zweite Drosselklappe 84 ist mit der ersten Drosselklappe 82 über ein Gestänge 86 mechanisch verbunden, das außerhalb der ersten und der zweiten Ansaugleitung 60 bzw. 62 angeordnet ist. Das Gestänge 86 umfaßt einen ersten Hebel 88, der an seinem eii.en Ende fest mit der Welle 83 der erste·! Drosselklappe 82 verbunden ist und einen Ansatz 92 aufweist, der senkrecht zur Oberfläche des ersten Hebels 88 in der in F i g. 3 gezeigten Weise steht, eine an ihrem einen Ende schwenkbar mit der Welle 83 der ersten Drosselklappe 82 verbundenen Platte 94, eine an einem Ende schwenkbar mit dem anderen Ende der Platte 94 verbundenen Stange % und einen zweiten Hebel 98, der an seinem einen Ende schwenkbar mit dem anderen Ende der Stange % verbunden ist und mit seinem anderen Ende auf der Welle 85 der zweiten Drosselklappe 84 befestigt ist. In der Platte 94 ist ein Schlitz 102 ausgebildet, in den der Ansatz 92 des ersten Hebels 88 bewegbar eingesteckt ist und der in Richtung der Drehbewegung des Ansatzes 92 länglich ausgebildet iist Die zweite Drosselklappe 84 wird in ihrer geschlossenen Stellung gehalten, in der sie die zweite Ansaugleitung 62 vollständig schließt um zu verhindern, daß verbrannte Gase oder brennba.ü Gemisch aus der Elrennkraftmaschine in den Vergase» 56 gedrückt werden, wenn die erste Drosselklappe 82 geschlossen und weniger als um einen bestimmten Betrag geöffnet ist Die Platte 94 wird auf der Welle 83 durch den ersten Hebel 38 in dem Sinne gedreht, daß die zweite Drosselklappe 84 aus ihrer geschlossenen Stellung in Öffnungsrichtung gedreht wird, so daß die zweite Ansaugleitung 62 geöffnet wird, wenn die erste Drosselklappe 82 weiter als um den bestimmten Betrag geöffnet wird. Die zweite Drosselklappe 84 ist so ausgebildet, daß sie die zweite Ansaugleitung 62 vollständig öffnet, wenn die erste Drosselklappe 82 die erste Ansaugleitung 60 vollständig öffnet- Die zweite Drosselklappe 84 steht unter Vorspannung in Richtung auf ihre geschlossene Stellung, in der die zweite Ansaugleitung 62 vollständig geschlossen ist, durch eine Spanneinrichtung, wie beispielsweise eine Zugfeder 104. die mit ihrem einen Ende an einer Außenwand iO5 der ersten und zweiten Ansaugleitung 60 und 62 und mit ihrem anderen Ende am zweiten Hebel 98 befestigt ist. In der ersten Ansaugleitung 60 ist nahe der Auslaßöffnung 64 ein Rückschlagventil bzw. Blattfederventil 106 angeordnet. Das Rückschlagventil 106 umfaßt ein Ventilwiderlager 108, das an seinem einen Ende in einer in einem Gehäuseteil 110 ausgebildeten Ausnehmung 109 mittels eines geeigneten Befestigungsmittels, wie beispielsweise einer Schraube 112, befestigt ist, in die erste Ansaugleitung 60 hineinragt und zur Auslaßöffnung 64 hin gekrümmt ist, so daß es sich in Längsrichtung der ersten Ansaugleitung 60 erstreckt, ein Ventilblatt 114, das ein freies Ende hat und das mit seinem anderen Ende am Ventilwiderlager 108 befestigt is.: und auf dem Ventilwiderlager aufliegen kann, wenn das Ventilblatt die erste Ansaugleitung 60 öffnet, sowie einen Ventilsitz 11b, der an einer Innenwand der ersten Ansaugleitung 60 ausgebildet ist und auf dem das Ventilblatt 114 mit seinem freien Ende aufsitzen kann, wenn das Ventilolp'.t die erste Ansaugleitung 60 schließt. Das Ventilwiderlager 108 dient dazu, eine zu starke Verformung des Ventilblattes 114 in Richtung auf die Auslaßöffnung 64 zu verhindern. Das Ventilülatt 114 ist aus biegsamem Material, beispielsweise Metall, hergestellt und durch die Differenz zwischen den Drücken in der ersten Ansaugleitung 60 verformbar, die auf die beiden Seiten des Ventiiblattes 114 aufgrund der Bewegung eines nicht dargestellten Arbeitsteils der Brennkraftmaschine wirken. Wenn der auf der dem

Vergaser zugewandten Seite des Ventilblattes 114 wirkende Druck unter dem Druck liegt, der auf der der Brennkraftmaschine zugewandten Seite des Ventilblattes wirkt, wird das Ventilblatt 114 gegen den Ventilsitz 116 gedrückt, so daß die erste Ansaugleitung 60 geschlossen wird, damit verhindert wird, daß brennbares Gemisch oder verbrannte Gase von der Brennkraftmaschine zurück zum Vergaser 56 strömen. Wenn der auf die dem Vergaser zugewandte Seite des Ventilblattes 114 wirkende Druck höher als der Druck ist, der auf die der Brennkraftmaschine zugewandte Seite des Vcntilblattes wirkt, wird das Ventilblalt 114 gegen das Veniilwidcrlager 108 gezogen und vom Ventilsitz 116 weggebogen, so daß die erste Ansaugleitung 60 geöffnet wird und brennbares Gemisch vom Vergaser 56 zur Brennkraftmaschine strömen kann. In der zweiten Ansaugleitung 62 ist stromab der zweiten äußeren Mischkammer 80 ein I lilfsdrosselventil 118 angeordnet. Das I lilfsdrosselventil 118 umfaßt ein Ventilelcmcnt 119. das fest an einer drehbaren Welle 120 angeordnet ist. die außermittig in der zweiten Ansaugleitung 62 angeordnet ist. sowie einen im wesentlichen Ü-förmigen Arm 122, der mit seinem einen linde fest an der Welle 120 angebracht ist und sich außerhalb der zweiten Ansaugleitung 62 befindet. Das Vcntilelcment 119 wird durch ein Gewicht 124 in seine geschlossene Stellung gedruckt, in der es die zweite Ansaugleitung 62 schließt, wie dieses in Γ i g. 1 gezeigt ist. Das Gewicht 124 ist am anderen linde des Armes 12'2 angebracht. Das Ventilelement wird in seiner geschlossenen Stellung durch eine geeignete Hinrichtung, wie beispielsweise einen nicht dargestellten Anschlag, gehalten, an dem das Gewicht 124 anliegt. Das Vcntilelement 119 wird durch ilen Druck brennbaren Gemisches geöffnet, das in der zweiten Ansaugleitung 62 zur Brennkraftmaschine strömt und auf die Differenz zwischen einem kleineren Oberflächenbereich 126 und einem größeren Obcrfla chenbereieh 128 des Ventilelementes 119 wirkt. Die resultierende Kraft aufgrund dieses Druckes wirkt der Beaufschlagung durch das Gewicht 124 entgegen. Das Ausmaß der Öffnung des Vcntilelementes 119 hängt ab von dem Gewicht 124, dem Ausmaß der öffnung der zweiten Drosselklappe 84 bzw. der Menge des durch die

κι zweite Ansaugleitung 62 zur Brennkraftmaschine strömenden brennbaren Gemisches und der Differenz /wischen dem kleineren Obcrflächcnbcrcich 126 und dem größeren Oberflädienbcreich 128 des Ventik'lementes 119. Somit kann das Hilfsdrossclvcntil 118 /um

f. öffnen der zweiten Ansaugleitung 62 zu beliebiger /en sicher betätigt werden, wenn die /weite Drosselklappe 84 durch die erste Drosselklappe 82. die um cm bestimmtes Maß geöffnet ist. geöffnet wird, indem für das Gewicht 124 und den Unterschied der Oberflächen-

.'Ii bereiche 126 und 128 geeignete Werte ausgewählt werden. Mine Kraftstofi-Hilfsaustriitsdüse 130 mündet in die /weile Ansaugleitung 62 an einer Stelle, an der das Ventilclemenl 119 des llilfsdrosselventils 118 die Ansaugleitung 62 schließt bzw. schließen kann. Die

;. Kraftstoff-1lilfsaustrittsiliisc 130 steht mit einer nicht dargestellten Quelle fiir Kraftstoff oder brennbares Gemisch in Verbindung und Kraftstoff oder brennbares GemisL.i wird in die zweite Ansaugleitung 62 eingespeist, wenn die Menge der durch die /weile innere

in Mischkammer 72 strömenden Luft nicht ausreicht, bei geringer Öffnung des Hilfsdrosseivintils 118 Kraftstoff aus der /weiten Kraftstoff Ilaiiptaustrittsdüsc 76 in die Mischkammer 72 zu saugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und zweiten Ansaugleitung, die eine Verbindung zwischen der umgebenden Atmosphäre und der Brennkraftmaschine herstellen, einer ersten Drosselklappe, die bewegbar in der ersten Ansaugleitung angeordnet ist, einem Rückschlagventil, das in der ersten Ansaugleitung stromab von der ersten Drosselklappe und nahe dem stromabwärtigen Ende der ersten Ansaugleitung angeordnet ist und die erste Ansaugleitung nur dann öffnet, wenn der Druck auf der stromauf liegenden Seite des Rückschlagventils über dem auf der stromab liegenden Seite liegt, einer zweiten Drosselklappe, die in der zweiten Ansaugleitung nahe ihrem stromabwärtigen Ende angeordnet ist und funktional über ein Gestänge mit der ersten Drosselklappe verbunden ist und im Sinne einer öffnung der zweiten Ansaugleitung betätigbar ist, wenn die erste Drosselklappe über ein bestimmtes Maß hinaus geöffnet wird, gekennzeichnet durch ein Hilfsdrosselventil (118). das in der zweiten Ansaugleitung (62) stromab der äußeren Mischkammer (80) und stromauf der zweiten Drosselklappe (84) angeordnet ist und im Sinne einer öffnung der zweiten Ansaugleitung (62) in Abhängigkeit von der Strömung zum stromabwärtigen Ende der zweiten Ansaugleitung (62) betätigbar ist, und durch eine Kraftstoff-Austrittsdüse (130), die in die zweite Ansaugleitung (62) an einer Stelle unmittelbar stromauf von dem sich in ihrer im wesentlichen geschlossenen Stelluv/g befindlichen Hilfsdrosselventil (118) mündet.

2. Ansaugsystem nach Ar; pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsdrosselventil (118) eine drehbare Welle (120), die in der zweiten Ansaugleitung (62) außermittig angeordnet ist, ein in der zweiten Ansaugleitung (62) angeordnetes, auf der Welle (120) befestigtes Ventilelement (119), einen Arm (122), der mit seinem einen Ende an der Welle (120) befestigt ist, und ein Gewicht (124) umfaßt, das am anderen Ende des Armes (122) befestigt ist und das Ventilelement (119) im Ruhezustand in einer die zweite Ansaugleitung (62) schließenden Stellung hält.