DE2630180A1 - INTAKE CONTROL DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINE - Google Patents
INTAKE CONTROL DEVICE FOR A COMBUSTION ENGINEInfo
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Patentanwälte Dipl.-Ing. H.W. ickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.FinckePatent attorneys Dipl.-Ing. H.W. ickmann, Dipl.-Phys. Dr K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.\veickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. F. A. \ Veickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN SBH POSTFACH 860 8208 MUNICH 86, THE SBH POSTFACH 860 820
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Shibuya-kuShibuya-ku
Tokyo, 150
JapanTokyo, 150
Japan
Ansaugsteuervorrichtung für eine BrennkraftmaschineIntake control device for an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Ansaugsteuervorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem in einem Ansaugkanal vorgesehenen Drosselventil, dessen Schließbewegung abhängig vom Unterdruck vor und hinter dem Ventil regulierbar ist.The invention relates to an intake control device for an internal combustion engine, with one in an intake duct provided throttle valve whose closing movement can be regulated depending on the negative pressure in front of and behind the valve is.
Bekanntlich führt eine plötzliche Abnahme der Maschinendrehzahl zu einem Anstieg der in die Atmosphäre mit den Abgasen abgegebenen, die Luft verschmutzenden Anteile. Soll dies jedoch durch eine Verzögerung der Schließwirkung des Drosselventils im Ansaugkanal vermieden werden, so tritt eine weitere Schwierigkeit auf,, denn der erwünschte Bremseffekt der Maschine zur Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit wird beeinträchtigt. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ansaugsteuervorrichtung zu schaf- £enK die die Abgabe verschmutzender Anteile in die Atmosphäre innerhalb zulässiger Grenzen hält und gleichzeitig eine Beibehaltung einer ausreichenden Bremswirkung durch die Maschine gewährleistet.-It is known that a sudden decrease in the engine speed leads to an increase in the proportions which are released into the atmosphere with the exhaust gases and pollute the air. However, if this is to be avoided by delaying the closing action of the throttle valve in the intake passage, a further difficulty arises because the desired braking effect of the engine for reducing the vehicle speed is impaired. It is an object of the invention to provide a Ansaugsteuervorrichtung to sheep £ K s the dispensing of polluting components in the atmosphere is maintained within acceptable limits and at the same time maintaining sufficient gewährleistet.- a braking effect by the engine
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Eine Ansaugsteuervorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur automatischen Einführung von Zusatzluft in den Ansaugkanal hinter dem Drosselventil bei plötzlichem Unterdruckanstieg hinter dem Drosselventil.An intake control device of the type mentioned at the beginning is characterized according to the invention in order to achieve this object by means of a device for the automatic introduction of additional air into the intake duct behind the throttle valve in the event of a sudden rise in vacuum downstream of the throttle valve.
Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung zur automatischen Einführung von Zusatzluft einen Lufteintrittskanal mit einem Steuerventil, das schnell geöffnet wird, wenn der plötzliche Unterdruckanstieg auftritt, jedoch relativ langsam geschlossen wird, wenn der Unterdruck verringert wird.Preferably, the device for the automatic introduction of additional air comprises an air inlet duct with one Control valve that opens quickly when the sudden rise in vacuum occurs, but relatively slowly is closed when the negative pressure is reduced.
Vorzugsweise hat das Steuerventil ein bewegliches Ventilelement, das mit einer druckabhängig arbeitenden Vorrichtung zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung bewegbar ist, wobei die druckabhängig arbeitende Vorrichtung ein bewegliches Element enthält, das auf einer Seite dem Druck im Lufteintrittskanal ausgesetzt ist und auf der anderen Seite mit einer geschlossenen Kammer in Verbindung steht. Ferner ist an dem beweglichen Element eine Ventilvorrichtung vorgesehen, die die Strömung von der geschlossenen Kammer zum Lufteintrittskanal begrenzt und in der entgegengesetzten Richtung eine relativ unbegrenzte Strömung zuläßt.The control valve preferably has a movable valve element which operates with a pressure-dependent device is movable between an open and a closed position, the pressure-dependent device contains a movable element which is exposed to the pressure in the air inlet duct on one side and on the other side communicates with a closed chamber. Furthermore, on the movable element is a Valve device provided that the flow of the closed Chamber limited to the air inlet channel and a relatively unlimited in the opposite direction Flow allows.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ansaugsteuervorrichtung nach der Erfindung und Fig. 2 eine graphische Darstellung der Eigenschaften des Drosselventils der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.An embodiment of the invention is described below with reference to the figures. Show it: Fig. 1 is a schematic sectional view of a suction control device according to the invention and FIG. 2 is a graph showing the characteristics of the throttle valve of the apparatus shown in FIG.
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In Fig. 1 ist ein Ansaugkanal 1 dargestellt, der zu einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine führt. Ein Drosselventil 2 ist in dem Ansaugkanal auf einer Achse 2a angeordnet, und eine Venturi-Anordnung 3 ist dem Drosselventil 2 vorgeordnet. Eine Steuervorrichtung mit einer Dämpfungsvorrichtung 4 arbeitet in Zuordnung zum Drosselventil 2 derart, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Drosselventils 2 gegenüber der minimalen Offnungsstellung begrenzt wird. Die Dämpfungsvorrichtung 4 enthält eine flexible Membran 5, die eine Wandung einer Unterdruckkammer 7 bildet. Die Unterdruckkammer 7 ist mit der Atmosphäre· über eine verengte Öffnung 6 verbunden, die nach Art einer Abluftdüse ausgebildet ist. Die Membran 5 ist mit einer Stange 8 verbunden, die wiederum mit einem Arm 9 schwenkbar gekoppelt ist. Der Arm 9 ist so angeordnet, daß er sich um die Längsachse der Drosselventilachse 2a dreht. Die Dämpfungsvorrichtung 4 enthält einen Anschlag 10, der eine Rückbewegung der Stange 8 begrenzt. Ein Vorsprung 2b ist an der Drosselventilachse 2a befestigt und wirkt auf den Schwenkarm 9 ein. Die Teile sind so bemessen, daß die Schließbewegung des Drosselventils 2 innerhalb weniger Grade seiner minimalen Öffnungsstellung gleichzeitig mit der Bewegung der Stange 8 und der Membran 5 erfolgt. Die Verbindung zwischen den Teilen 2b und 9 kann daher als eine Winkel-Totgangkupplung bezeichnet werden. Die Membran 5 behindert zu keinem Zeitpunkt die Öffnungsbewegung des Drosselventils 2.In Fig. 1, an intake duct 1 is shown, which leads to an internal combustion engine, not shown. A throttle valve 2 is arranged in the intake channel on an axis 2a, and a Venturi arrangement 3 is arranged upstream of the throttle valve 2. A control device with a damping device 4 works in association with the throttle valve 2 in such a way that that the speed of movement of the throttle valve 2 is limited compared to the minimum open position. The damping device 4 contains a flexible membrane 5 which forms a wall of a vacuum chamber 7. The vacuum chamber 7 is connected to the atmosphere via a narrowed opening 6 which is designed in the manner of an exhaust air nozzle is. The membrane 5 is connected to a rod 8, which in turn is pivotably coupled to an arm 9. The arm 9 is arranged to rotate about the longitudinal axis of the throttle valve axis 2a. The damping device 4 contains a stop 10 which limits a return movement of the rod 8. A protrusion 2b is on the throttle valve axis 2a is attached and acts on the swivel arm 9. The parts are dimensioned so that the closing movement of the throttle valve 2 within a few degrees of its minimum open position simultaneously with the movement of the Rod 8 and the membrane 5 takes place. The connection between parts 2b and 9 can therefore be used as an angular lost motion coupling are designated. The membrane 5 does not hinder the opening movement of the throttle valve 2 at any time.
Ein erster Unterdruckaustritt 11 relativ kleinen Durchmessers von beispielsweise ca. 1mm ist im Ansaugkanal 1 kurz vor einem Teil des Drosselventils 2 vorgesehen, der sich in seiner minimalen Öffnungsstellung befindet. Der Unterdruckaustritt 11 ist mit der Unterdruckkammer 7 über ein Einwegventil 12 in einem Kanal 13 verbunden. Wenn die Maschine läuft und das Drosselventil 2 nahe seiner minimalen Öffnungsstellung steht, so wird ein relativ starkerA first vacuum outlet 11 with a relatively small diameter of, for example, approx. 1 mm is shortly before the intake duct 1 a part of the throttle valve 2 is provided, which is in its minimum open position. The vacuum outlet 11 is connected to the vacuum chamber 7 via a one-way valve 12 in a channel 13. If the The machine is running and the throttle valve 2 is close to its minimum open position, so a relatively strong one
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Unterdruck in dem Kanal 13 erzeugt, so daß das Einwegventil 12 öffnet und die Membran 5 so bewegt wird, daß das Drosselventil 2 geöffnet wird.Negative pressure generated in the channel 13, so that the one-way valve 12 opens and the membrane 5 is moved so that the throttle valve 2 is opened.
Auf einer Seite des Ansaugkanals 1 hinter dem Drosselventil 2 ist ein zweiter Unterdruckaustritt 14 vorgesehen, der mit der Unterdruckkammer 7 über einen zweiten Unterdruckkanal 17 verbunden ist. In diesem zweiten Unterdruckkanal 17 ist ein drehzahlabhängig arbeitendes Ventil 15a angeordnet, das bei einer relativ hohen Drehzahl der Maschine öffnet. Ferner ist in diesem Kanal 17 ein druckabhängig arbeitendes Ventil 15b vorgesehen, das bei einem relativ hohen Unterdruck öffnet. Außerdem ist ein Einwegventil 16 vorgesehen. Wenn die Dämpfungsvorrichtung 4 die Schließbewegung des Drosselventils 2 steuert, so wird ein Unterdruck hinter dem Drosselventil· 2 erzeugt und wirkt über den zweiten Unterdruckaustritt 14 und den zweiten Unterdruckkanal 17 auf die Unterdruckkammer 7 ein, so daß diese als eine Öffnungsvorrichtung für das Drosselventil 2 arbeitet. Eine Abnahme der Maschinendrehzahl oder eine Abnahme des Unterdrucks schließt den Kanal 17. Danach arbeitet die Dämpfungsvorrichtung 4 gemäß ihrer normalen Funktion, die in einer Steuerung der Schließeigenschaften des Drosselventils 2 besteht.On one side of the intake duct 1 behind the throttle valve 2, a second vacuum outlet 14 is provided, the is connected to the negative pressure chamber 7 via a second negative pressure channel 17. In this second vacuum channel 17 a speed-dependent operating valve 15a is arranged, which at a relatively high speed of the machine opens. Furthermore, a pressure-dependent operating valve 15b is provided in this channel 17, which at a relatively high Vacuum opens. A one-way valve 16 is also provided. When the damping device 4 the closing movement of the throttle valve 2 controls, a negative pressure is generated behind the throttle valve · 2 and acts via the second negative pressure outlet 14 and the second vacuum channel 17 to the vacuum chamber 7, so that this as an opening device for the throttle valve 2 works. A decrease in the machine speed or a decrease in the negative pressure closes the channel 17. Thereafter, the damping device 4 operates according to its normal function, which is in a control of the There is closing properties of the throttle valve 2.
Wenn die Ansaugsteuervorrichtung nur den vorstehend beschriebenen Mechanismus enthält, ohne daß die noch zu beschreibende Vorrichtung zur Einführung von Zusatzluft vorgesehen ist, so liegt die Schließcharakteristik des Drosselventils 2 gemäß der in Fig. 2 gezeigten Linie A zwischen einem Bereich B an der oberen Seite dieser Linie, wo die Bremswirkung der Maschine nicht auftritt, und einem Bereich C an der Unterseite dieser Linie, wo die verschmutzenden Anteilein den Abgasen unzulässige Werte erreichen. Wenn jedoch der Bereich C an der Unterseite der Linie A weiter bei-If the intake control device contains only the mechanism described above, without the device to be described for introducing additional air being provided, the closing characteristic of the throttle valve 2 lies between a region B on the upper side of this line according to the line A shown in FIG. 2 where the braking effect of the engine does not occur, and a region C at the bottom where the exhaust gases reach the v erschmutzenden Anteilein impermissible values of this line. However, if area C at the bottom of line A continues to
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spielsweise in den Bereich D abwärts verlegt werden kann, so kann die Linie A zur Linie A1 verlagert v/erden, wodurch eine bessere Bremswirkung und eine verbesserte Antriebswirkung erreicht wird. Eine solche Verschiebung in den Bereich D kann durch Einführung von Zusatzluft in den Ansaugkanal 1 bei plötzlicher Maschinenverzögerung erreicht werden. For example, can be moved downwards in the area D, the line A can be shifted to the line A 1 , whereby a better braking effect and an improved drive effect is achieved. Such a shift in the area D can be achieved by introducing additional air into the intake duct 1 in the event of a sudden engine deceleration.
Daher ist an einer Seite des Ansaugkanals 1 und hinter dem Drosselventil 2 eine Öffnung 18 vorgesehen, die mit der Atmosphäre über einen Lufteintrittskanal 19 verbunden ist. Ein Steuerventil 20 ist in dem Lufteintrittskanal 19 vorgesehen, dieses öffnet automatisch, wenn der Unterdruck an der Öffnung 18 plötzlich ansteigt. Dadurch kann atmosphärische Luft durch die Öffnung 18 in den Ansaugkanal 1 eintreten. Das Steuerventil 18 ist mit einem beweglichen Element 23a verbunden, das auf einer ringförmigen, flexiblen Membran 23 befestigt ist. Eine Unterdruckkammer 21 ist auf einer Seite der Membran 23 ausgebildet, auf der anderen Seite ist eine geschlossene Kammer 24 vorgesehen. Eine auf dem beweglichen Element 23a vorgesehene Ventilklappe 26 wirkt als Einwegventil für die Öffnung 23b. Eine kleine Öffnung 25 ist in der Ventilklappe 26 vorgesehen und auf die Öffnung 23b ausgerichtet. Der Luftkanal 19 ist direkt mit der Unterdruckkammer 21 und ferner mit dem Steuerventil 20 über ein Kugelventil 27 verbunden, welches das Steuerventil 20 im Falle von Fehlzündungen schützt.Therefore, an opening 18 is provided on one side of the intake channel 1 and behind the throttle valve 2, which with is connected to the atmosphere via an air inlet duct 19. A control valve 20 is in the air inlet duct 19 provided, this opens automatically when the negative pressure at the opening 18 suddenly increases. Through this Atmospheric air can enter the intake duct 1 through the opening 18. The control valve 18 is with a movable element 23a connected, which is attached to an annular, flexible membrane 23. A vacuum chamber 21 is formed on one side of the membrane 23, on the other side is a closed chamber 24 provided. A valve flap 26 provided on the movable member 23a acts as a one-way valve for the opening 23b. A small opening 25 is provided in the valve flap 26 and is aligned with the opening 23b. The air duct 19 communicates directly with the vacuum chamber 21 and also with the control valve 20 via a ball valve 27, which protects the control valve 20 in the event of misfire.
Beim Betrieb der Maschine verursacht ein plötzlicher Anstieg des Unterdrucks an der Öffnung 18 eine Öffnung des Ventils 20 durch die Membran 23, wobei die Ventilklappe 26 geschlossen bleibt. Atmosphärische Luft kann dann durch das Kugelventil 27 und den Kanal 19 sowie die Öff-During the operation of the machine, a sudden increase in the negative pressure at the opening 18 causes the Valve 20 through the membrane 23, wherein the valve flap 26 remains closed. Atmospheric air can then through the ball valve 27 and the channel 19 as well as the opening
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nung 18 in den Ansaugkanal 1 gelangen. Eine v/eitere Verzögerung der Maschine ermöglicht einen Durchgang von Luft von der geschlossenen Kammer 24 zurUnterdruckkammer 21 durch die Öffnung 25, wodurch die durch die Öffnung 18 geführte Luftmenge verringert wird. Wird die Maschinenverzögerung beendet, so bewegt eine Feder 22 die Membran 23 in Schließstellung für das Ventil 20, und die Ventilklappe 26 wird geöffnet, so daß Luft von der Kammer 24 durch die Öffnung 23b in die Unterdruckkammer 21 eintreten kann.Approach 18 into the intake duct 1. Further deceleration of the machine enables passage of Air from the closed chamber 24 to the vacuum chamber 21 through the opening 25, whereby the amount of air guided through the opening 18 is reduced. Will the machine delay ended, a spring 22 moves the membrane 23 in the closed position for the valve 20 and the valve flap 26 is opened so that air can enter the vacuum chamber 21 from the chamber 24 through the opening 23b.
Das Steuerventil 20 ist höher, beispielsweise um 80mm oder mehr, als die Öffnung 18 angeordnet. Dadurch wird verhindert, daß Kraftstoff aus dem Kraftstoff-Luftgemisch in dem Steuerventil 20 angesammelt wird.The control valve 20 is arranged higher, for example by 80 mm or more, than the opening 18. This prevents that fuel from the fuel-air mixture is accumulated in the control valve 20.
Der verengten Öffnung 6 ist ein Elektromagnetventil 30 zugeordnet, das über den Zündungsschalter 31 der Maschine mit der Batterie 2 verbunden ist. Wenn der Zündungsschalter geschlossen wird, so wird das Elektromagnetventil 30 eingeschaltet und geschlossen. Wenn der Zündungsschalter geöffnet wird, so wird das Elektromagnetventil 30 durch seine Feder geöffnet, so daß atmosphärische Luft in die Unterdruckkammer 7 strömen kann. Wenn die Maschine stillgesetzt wird, wird also das Drosselventil 2 ohne die Funktion der Dämpfungsvorrichtung 4 in seine Leerlaufstellung gebracht, wodurch ein Nachlaufen der Maschine vermieden wird.The narrowed opening 6 is assigned an electromagnetic valve 30, which is connected to the battery 2 via the ignition switch 31 of the engine. When the ignition switch is closed, the solenoid valve 30 is turned on and closed. When the ignition switch is open is, the solenoid valve 30 is opened by its spring, so that atmospheric air in the Vacuum chamber 7 can flow. When the machine is stopped, so the throttle valve 2 without the Function of the damping device 4 brought into its idle position, causing the machine to overrun is avoided.
Eine plötzliche Verzögerung der Mascline bewirkt also eine sofortige Öffnung des Steuerventils 20 durch den Unterdruck hinter dem Drosselventil 2, so daß atmosphärische Luft mittels des Steuerventils 20 in den Ansaugkanal 1 geführt wird. Dies führt zu einer besseren Verbrennung und einer damit verbundenen Beibehaltung der Abgasqualität während der Maschinenverzögerung. Ferner führenA sudden delay in the Mascline therefore causes a immediate opening of the control valve 20 by the negative pressure behind the throttle valve 2, so that atmospheric Air is fed into the intake duct 1 by means of the control valve 20. This leads to better combustion and an associated maintenance of the exhaust quality during the engine deceleration. Further lead
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die durch die Linie A1 in Fig. 2 gezeigten Schließeigenschaften des Drosselventils 2 zu einer besseren Bremswirkung der Maschine beim Verzögern sowie zu einer besseren Antriebswirkung, verglichen mit den Schließeigenschaften A, die bei Fehlen der Zuführung von Zusatzluft gelten.the closing properties of the throttle valve 2 shown by the line A 1 in Fig. 2 for a better braking effect of the machine when decelerating and for a better driving effect, compared with the closing properties A, which apply in the absence of additional air supply.
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Claims (5)
öffnet, jedoch bei Unterdruckverringerung relativ
langsam schließt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device for the automatic introduction of additional air comprises a control valve (20) containing the air inlet duct (19), and that the control valve (20) rapidly in the event of a sudden increase in negative pressure
opens, but relatively when the vacuum is reduced
slowly closes.
arbeitende Vorrichtung ein bewegliches Element (23a) umfaßt, welches auf einer Seite dem Druck im Lufteintritt skanal (19) ausgesetzt ist, auf der anderen
Seite mit einer geschlossenen Kammer (24) verbunden
ist und das Ventilelement (26) trägt, und daß das
Ventilelement (26) die Strömung von der geschlossenen Kammer (24) zum Lufteintrittskanal (19) begrenzt, in der entgegengesetzten Richtung jedoch eine relativ
unbehinderte Strömung zuläßt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the control valve (20) contains a movable valve element (26) which is movable by a pressure-dependent device between an open and a closed position that the pressure-dependent
working device comprises a movable element (23a) which is exposed on one side to the pressure in the air inlet channel (19), on the other
Side connected to a closed chamber (24)
is and the valve element (26) carries, and that the
Valve element (26) limits the flow from the closed chamber (24) to the air inlet duct (19), but in the opposite direction a relative
allows unhindered flow.
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