DE3325548A1 - Einrichtung zur regelung der leerlaufdrehzahl eines verbrennungskraftstoffmotors - Google Patents
Einrichtung zur regelung der leerlaufdrehzahl eines verbrennungskraftstoffmotorsInfo
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M3/00—Idling devices for carburettors
- F02M3/06—Increasing idling speed
- F02M3/07—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
- F02M3/075—Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed the valve altering the fuel conduit cross-section being a slidable valve
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Description
VDO Adolf Schindling AG -^y■- 6000 Frankfurt/Main
Gräfstraße 103
G-R Kl-kl / 1722 /13.7.83
Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl eines
Verbrennungskraftstoffmotors
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungskraftstoffmotors nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Regelung der Leerlaufdrehzahl werden Einrichtungen verwandt,
um eine möglichst geringe Drehzahl insbesondere in Kraftfahrzeugen einzustellen, die günstige Verbrauchs- und
Emissionswerte.zur Folge hat. Beim Gleichbleiben der Füllung
des Verbrennungskraftstoffmotors können Schwankungen der
Leerlaufdrehzahl insbesondere durch unterschiedliche Belastungen
auftreten, die durch Hilfsaggregate verursacht sind. Hinzu
kommt, daß bei kleinerer Leerlaufdrehzahl sich der Betriebszustand
eines Verbrennungskraftstoffmotors nahe dem instabilen Drehzahlbereich befindet, in dem bei einer weiteren
zusätzlichen Belastung der Motor absterben kann. Deswegen wird der Luftdurchfluß, bzw. die Füllung im Leerlauf
nicht fest eingestellt, sondern entsprechend den Schwankungen der Leerlaufdrehzahl reguliert. Hierzu wird ein Hubmagnet
mit einem Stellstrom beaufschlagt, der unter anderem in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl gebildet wird, die eine
solche Verstellung des mit dem Hubmagneten verbundenen Ventilelements bewirkt, daß die Ist-Drohzahl eine vorgegebene
Soll-Drehzahl weitgehend unabhängig von Störgrößen erreicht.
Im einzelnen sind bekannte Einrichtungen zur Regelung der
Leerlaufdrehzahl so ausgebildet, daß bei stromlosen Hubmagneten das Ventilelement durch, die Rückstellfeder beispielsweise
in einer . geschlossenen Stellung gehalten wird. Erst wenn der Hubmagnet mit dem Stellstrom beaufschlagt
wird, bewegt sich das Ventilelement entgegen der Kraft der Rückstellfeder in eine zwischen der voll geöffneten und
geschlossenen Stellung befindliche mittlere Stellung, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen der Magnetkraft und der
•Kraft der Rückstellfeder herrscht.
Das Ventilelement ist in der Regel als Prallplatte ausgebildet, die gegen Schneiden einer Leerlaufluft-Durchlaßöffnung
beweglich ist.
Es ist erwünscht, daß· mit dem Stellglied auch ein minimaler
Luftmassenstrom einstellbar ist, der beispielsweise kleiner
als 2 kg/h sein kann. Jedoch wird das Minimum des Luftmassenstroms dadurch begrenzt, daß in der bisherigen Gestaltung
der Einrichtungen jede Bewegung des Hubmagneten als elektrisches
Antriebsorgan starr auf das Ventilelement bzw. eine Prallplatte als Dichtorgan übertragen wurde. Wenn in einer
solchen Anordnung das Dichtorgan dynamisch gegen eine Dichtkante bzw. Schneiden bewegt wird, prallt das Dichtorgan von
der Dichtkante zurück und bewirkt somit eine unerwünschte Öffnung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der
eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß sie auch im Bereich kleiner einzustellender Luftmassenströme genau,
insbesondere Dhne Rückprellen arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Gestaltung der Einrichtung mit den in dem Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip werden anstatt des bisher
vorliegenden schwingungsfähigen Systems, welches beispielsweise aus einem Kern eines Hubmagneten, einer Schubstange,
die den Hubmagneten mit dem Dichtorgan, bzw. Ventilelement verbindet, sowie einer Rückstellfeder^ woduch dieses eine
schwingungsfähige System verhältnismäßig massereich ist,
zwei schwingungsfähige Systeme jeweils geringerer Masse geschaffen, und zwar so, daß das Prellverhalten des Dichtorgans
bzw. des Ventilelements günstig beeinflußt wird.' Im einzelnen besteht ein erstes schwingunsfähiges System aus dem beweglichen
Teil des elektrischen Antriebsorgans, insbesondere eines Kerns, mit einer Schubstange sowie einer Rückstellfeder, die
direkt mit dem beweglichen Teil des Antriebsorgang in Verbindung steht. "Direkt" bedeutet in diesem Zusammenhang,' daß
die Rückstellfeder nicht über die vorgesehene Entkoppelfeder auf den beweglichen Teil des Antriebsörgans einwirkt.. Von
diesem ersten schwingungsfähigen System ist das zweite schwingungsfähige System durch die Entkoppelfeder getrennt,
welche Bewegungen und Kräfte von dem ersten schwingungsfähigen System auf das zweite schwingungsfähige System übertragen
kann. Das zweite schwingungsfähige System besteht im wesentlichen aus dem Dichtorgan bzw. dem Ventilelement, insbesondere
einer Prallplatte sowie einer Gegenfeder,
sowie Verbindungselementen
odor Verbindungsabschnitten, die das Dichtorqnn mit
der Gegenfeder einerseits und der Entkoppelfeder andererseits
verbinden. Die Gegenfeder ist so direkt mit dorn Dicht organ
verbunden.
Die beiden schwingungsfähigen Systeme und die Entkoppel-
imens]
COPY
feder sind so dimensioniert, daß bei periodischer Anregung
BAD
-S-
des ersten schwingungsfähigen Systems dieses erste System
über die Entkoppelfeder versucht, das Dichtorgan verstärkt gegen die Dichtkante zu drücken, wenn das Dichtorgan gerade
von der Dichtkante zurückprellen will. Die auf das Dichtorgan einwirkende Kraft, die von dem ersten schwingungsfähigen
System herrührt, ist also um etwa 180° gegen die durch den • PrellVorgang bzw. den Stoß zwischen dem Dichtorgan und der
Dichtkante auf das Dichtorgan einwirkenden Kraft phasenver-.
schoben.
Dadurch wird insgesamt erreicht, daß das Dichtorgan auch bei einer dynamischen Steuerung in der Nähe der Dichtkante bzw.
auf der Dichtkante nicht in unerwünschter Weise periodisch öffnet. Es läßt sich so eine genaue Regelung des
Leerlauf-Luftmassenstroms bei kleinsten Werten erzielen.
In besonders zweckmäßiger Weise ist nach' Anspruch 2 die Entkoppelfeder
als Druckfeder ausgebildet, die unter der Wirkung der Rückstellfeder und der Gegenfeder zusammengedrückt wird.
Die Rückstellfeder und die Gegenfeder werden also genutzt, um de.n Kraftschluß über die Entkoppelf eder im statischen Zustand
herzustellen.
Gemäß Anspruch 3 sind die Rückstellfeder und die Gegenfeder
als sogenannte Arbeitsfedern, relativ weich dimensioniert, während die Entkoppelfeder verhältnismäßig hart ist, um nur
geringe Wegverluste zwischen der Bewegung des ersten schwingungsfähigen Systems mit dem beweglichen Teil des Antriebsorgans zu dem zweiten schwingungsfähigen System mit dem
Dichtorgan zu verursachen.
Die Massen des ersten schwingungsfähigen Systems und des
zweiten schwingungsfähigen Systems sind im Verhältnis zueinander bevorzugt so dimensioniert, daß der auf das Dicht-
Λ-
5 organ von der Dichtkante ausgeübte Rückstoß nicht größer als die momentan anregende Kraft des ersten schwingungsfähigen
Systems ist.
Das erste schwingungsfähige System wird in an sich bekannter Weise auch deswegen periodisch angeregt, um eine mechanische
Hysterese der Verstellung des beweglichen Teils des ersten Systems und damit des Dichtorgans möglichst zu vermeiden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit einer Figur erläutert, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung teilweise im. Längsschnitt vereinfachend
dargestellt ist:
In der Zeichnung ist mit 1 ein Kern eines angedeuteten Hubmagneten
bezeichnet. Der Hubmagnet wird durch eine Spule erregt. Zu dem Hubmagneten gehören den magnetischen Fluß
führende ferromagnetische Teile, um infolge der Erregung eine Kraftwirkung auf den Kern 1 auszuüben. Diese den magnetischen
Fluß führenden ferromagnetische Teile sind jedoch nicht dargestellt, da sie auf aas dynamische Verhalten der Einrichtung
keine unmittelbaren Einfluß haben. Der Kern 1 ist mittels einer Schubstange 3 an zwei Stellen 4 und 5 verschiebbar
gelagert. Diese Stellen können in dem den magnetischen Fluß führenden ferromagnetischen Teil angeordnet sein. Ein Ende
der Schubstange 3 führt zu einer Rückstellfeder 6. Ein
anderes Ende der Schubstange 3 steht mit einer Entkoppelfeder 7 in Verbindung.
Der Kern 1, die Schubstange 3 und die Rückstellfeder 6 bilden
ein erstes schwingungsfähiges Feder/Masse-System.
Dieses erste schwingungsfähige System sieht über die Entkoppelfeder
7 mit einem zweiten schwingung?; fähigen System in Verbindung.
A-
Das zweite schwingungsfähige System umfaßt ein als Prallplatte 8 ausgebildetes Dichtorgan, welches direkt mit einer
Gegenfeder 9 in Verbindung steht. Die Prallplatte ist an
Stellen 10 und 11 verschiebbar gelagert. Sie wird im Ruhezustand und bei entregter Spule durch die Rückstellfeder 6
über die Entkoppelfeder 7 gegen eine schneidenförmige Dichtkante
12 gedrückt, welche eine Leerlauf-Luftdurchlaßoffnung
begrenzt.
Die Rückstellfeder 6 und die Gegenfeder 9 sind als Druckfedern
ausgebildet, um die Entkoppelfeder 7 im statischen Zustand zusammenzudrücken. Die Rückstellfeder 6 und die Gegenfeder
9 sind gegenüber der Entkoppelfeder 7 verhältnismäßig weich.. Somit können die Federn 6 und 9 als Arbeitsfedern
wirken, während die Entkoppelfeder 7. nur geringe Wegverluste
verursacht.
Im Betrieb der Einrichtung wird das erste schwingungsfähige
System durch die Spule 2 erregt.
Die Verstellung der Schubstange 3, die einTeil dieses ersten
schwingungsfähigen Systems bildet, wird über die Entkoppelfeder
7 auf das zweite schwingungsfähige System mit der Prallplatte 8 übertragen. Wenn die Prallplatte gegen die
Dichtkante 12 stößt, erhält sie einen unvollkommenen elastisehen
Stoß zurück, so daß sie insofern dazu tendiert, die Leerlauf-Luftdurchlaßöffnung in unerwünschter Weise momentan
freizugeben. Dies wird jedoch durch die über die Entkoppelfeder 7 von dem ersten schwingungsfähigen System in dieser
Phase übertragene besonders große Kraft entgegen der Richtung
des Rückstoßes verhindert. Hierzu sind also das
erste schwingungsfähige System und das zweite schwingungsfähige
System so aufeinander abgestimmt, daß die Prallplatte
X-
in der Phase der Berührung der Dichtkante einen um
180° phasengedrehten Impuls von dem ersten schwingungsfähigen
System erhält, der die Prallplatte auf die Dichtkante drückt. Die Massen des ersten schwingungsfähigen und des zweiten
schwingungsfähigen Systems sind dabei so aufeinander abzustimmen,
daß der Rückstoß auf die Prallplatte nicht größer, als die von dem ersten System ausgehende anregende Kraft
sein kann.
Insgesamt wird damit ein besonders großer nutzbarer Arbeitsbereich
der Einrichtung erzielt, der insbesondere auch im Bereich kleiner Luftmassenströme genaue Einstellungen erlaubt.
CCPY
Claims (3)
- . UDD Adolf Schindling AG Grafstraße 1D36D0D Frankfurt/MainG-R Kl-kl / 172213. Juli 1983 PatentansprücheEinrichtung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungskrnftstoffmotors durch Beeinflussung der 1'1Ul lung mit c?inom elektromechanischen Stellglied, das ein elektrisches. Antriebsorgan sowie mindestens ein kraftflußführendes Element zwischen dem Antriebsorgan und einem Ventilelement aufweist, sowie mit mindestens einer Rückstellfeder, die an dem Antriebsorgan angreift, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kraftflußführenden Element (Schubstange 3) und dem Ventilelement (Prallplatte 8) eine vorgespannte Entkoppelfeder (7) angeordnet ist und daß eine Gegenfeder (9) direkt (d.h. diesseits der Entkoppelfeder 7) mit dem Ventilelement in Verbindung steht.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,daß die Entkoppelfeder (7) als Druckfeder ausgebildet ist, die unter der Wirkung der Rückstellfeder (6) und der 25. Gegenfeder (9) im Ruhezustand zusammengedrückt wird. - 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geken nzeichnet, daß das Verhältnis der Federkonstanten der Entkoppelfeder (7) zu der Rückstellfeder (6) bzw. der Gegenfeder (9) 2:1 bis 3 : 1 beträgt.
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