DE3736685A1 - Stelleinrichtung zur beeinflussung der leistung einer brennkraftmaschine - Google Patents
Stelleinrichtung zur beeinflussung der leistung einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Leistung
einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist bereits ein Regelsystem bekannt, das abhängig von
Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzahl die Motordrosselklappe im
begrenzenden Sinn beeinflußt, um übermäßige Fahrzeuggeschwindigkeit und
Motorschäden zu verhindern. Das bekannte Regelsystem umfaßt dazu außer der
üblichen, durch ein Gestänge mit dem Gaspedal verbundenen, Drosselklappe im
Luftansaugkanal eine zweite nachgeschaltete Drosselklappe, deren
Öffnungswinkel allein durch die Stellgröße der Regeleinrichtung bestimmt
ist. Diese Anordnung hat gegenüber anderen bekannten Stelleinrichtungen,
bei denen sowohl der Fahrer als auch die Regeleinrichtung einander
überlagernd auf die einzige Drosselklappe einwirken, den Vorzug der
größeren Einfachheit und Rückwirkungsfreiheit, sie erhöht jedoch die
Baulänge des Ansaugkanals in unerwünschter Weise.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinrichtung
nach der Gattung so weiterzubilden, daß eine Vielzahl von Regelfunktionen
unabhängig von der Stellung des Gaspedals ausführbar sind. Insbesondere
sollen alle das Drehmoment und/oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine
und/oder die Geschwindigkeit des damit ausgerüsteten Fahrzeugs begrenzenden
Funktionen unabhängig vom Willen des Fahrers durchführbar sein. Ferner soll
die Baulänge der Stelleinrichtung nur unwesentlich, nach einer bevorzugten
Ausführungsform überhaupt nicht, größer sein als bei Verwendung nur einer
Drosselklappe.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen. Dabei ist vorteilhaft, daß die
Bewegungen der Drosselklappen um ihre jeweiligen Drehachsen unabhängig
voneinander erfolgen kann. Weiter ist vorteilhaft, daß als zusätzliche
Sicherheit beim Bruch von Rückstellfedern beide Drosselklappen im Sinne
größter Restsicherheit unter dem Einfluß der Druckdifferenz im Ansaugrohr
gedreht werden.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausführungsformen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Generell geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß jede Drosselklappe
üblicher Bauart zwischen der völlig geschlossenen Stellung und der voll
geöffneten Stellung maximal um einen Weg von im Bogenmaß entsprechend 90°
im Winkelmaß, geschwenkt wird. Entsprechend bestreichen die beiden Flügel
der Drosselklappenscheibe in der Ansicht auf die Drehachse entweder den
ersten und dritten oder den zweiten und den vierten Quadranten, so daß
wenigstens einer der nicht bestrichenen Quadranten oder auch alle beide für
die Bewegung der zweiten Drosselklappe nutzbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in
nachfolgender Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes
Ausführungsbeispiel schematisch im Längsschnitt,
Fig. 2 ein anderes
Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellung,
Fig. 3 die Ausführungsform
nach Fig. 2 in abweichender Schnittdarstellung.
In Fig. 1 weist der Drosselklappenstutzen 11 eine erste Drosselklappe 12
auf, die in bekannter Weise mechanisch mit dem Fahrpedal verbunden ist.
Diese Verbindung kann entweder über ein Gestänge oder einen Kabelzug
erfolgen. Die Drosselklappe 12 ist mit der Achse 13 etwas außermittig
gelagert und läßt sich um diese Achse 13 von der gestrichelt dargestellten
Schließstellung in die durchgezogen dargestellte Offenstellung mittels des
Fahrpedals bewegen. Dabei überstreichen die beiden Flügel der
Drosselklappe 12 die Quadranten II und IV.
Unterhalb der Drosselklappe 12 ist im Drosselklappenstutzen 11 eine zweite
Drosselklappe 14 auf der Achse 15 gelagert, die ebenfalls von der
gestrichelt dargestellten Schließstellung in die durchgezogen dargestellte
Offenstellung mittels einer der bekannten Regeleinrichtungen gedreht werden
kann. Dabei überstreichen die beiden Hälften der Drosselklappe 14 ebenfalls
die Quadranten II und IV.
Da jeweils die Quadranten I und III frei bleiben, kann erfindungsgemäß die
Welle 15 zur Lagerung und zum Antrieb der Drosselklappe 14 auf einen
Abstand an die Welle 13 der Drosselklappe 12 herangerückt sein, der nur
wenig größer als der halbe Durchmesser des Drosselklappenstutzens 11 ist.
Infolgedessen beträgt die Länge L 1 des Drosselklappenstutzens 11 nur etwa
das 1,5-fache der Länge eines üblichen Drosselklappenstutzens, der
lediglich eine einzige Drosselklappe enthält.
Die außermittige Lagerung der beiden Drosselklappen 12, 14 erfolgt
vorteilhaft in der Weise, daß bei der manuell betätigten Drosselklappe 12
der Drosselklappenflügel mit dem größeren Flächenanteil in der
Offenstellung dem durch den Pfeil 16 dargestellten Luftstrom entgegensteht,
während bei der Drosselklappe 14 der Flügel mit dem größeren Flächenanteil
stromabwärts gerichtet ist. Dadurch ergibt sich ein doppelter
Sicherheitsgewinn: Wenn nämlich die mechanische Verbindung zwischen dem
Fahrpedal und der Drosselklappe 12 unterbrochen ist, wird die Drosselklappe
12 unter dem Einfluß der (nicht dargestellten) Rückholfeder in die
Schließstellung bewegt. Wenn auch noch die Feder gebrochen oder sonstwie
unwirksam sein sollte, bewirkt der Luftstrom im Drosselklappenstutzen 11,
daß bei der Drosselklappe 12 die Kräfte auf den Drosselklappenflügel mit
dem größeren Flächenanteil zum selbsttätigen Übergang in die
Schließstellung führt.
Ein gleichartiger Fehler der Kopplung zwischen der Drosselklappe 14 und der
Regeleinrichtung führt bei der Drosselklappe 14 zu einer vollständigen
Öffnung des Querschnitts, so daß ein Ausfall die Normalfunktion der
manuell betätigten Drosselklappe 12 nicht beeinträchtigt.
In Fig. 2 erfüllen die beiden Drosselklappen 22 und 24 im
Drosselklappenstutzen 21 die gleichen Funktionen wie die im Zusammenhang
mit Fig. 1 beschriebenen Drosselklappen 12 und 14. Aus Gründen der
Einsparung von Bauhöhe sind die beiden Drosselklappen 22, 24 gleichachsig
auf der Achse 23 gelagert. Einzelheiten der Ausbildung der Drosselklappen
22, 24 und ihrer Lagerung sind in Fig. 3 dargestellt und dort näher
beschrieben. Die Drosselklappen 22, 24 sind ebenfalls außermittig gelagert,
so daß sie im Havariefall unter dem Einfluß des durch den
Drosselklappenstutzen 21 strömenden Luftstroms in Richtung des Pfeils 26
selbsttätig geschlossen (manuell betätigte Drosselklappe 22) oder geöffnet
(durch Regeleinrichtung betätigte Drosselklappe 24) werden.
Die Betätigungsrichtung der Drosselklappe 24 ist gegenüber der Anordnung
nach Fig. 1 spiegelbildlich. Infolgedessen beschreibt die Drosselklappe 24
zwischen ihrer Schließ- und Öffnungsstellung einen Viertelkreis, wobei die
Quadranten I und III bestrichen werden, während die Drosselklappe 22 analog
der Darstellung in Fig. 1 zwischen ihrer Schließ- und Öffnungsstellung
einen Viertelkreis beschreibt, wobei beide Drosselklappenflügel die
Sektoren II und IV belegen. Wie ersichtlich, sind die Bewegungen der beiden
Drosselklappen 22 und 24 bei unabhängiger Lagerung voneinander völlig
unabhängig, so daß die angestrebten Funktionen trotz geringster Bauhöhe des
Drosselklappenstutzens 21 vollkommen erfüllt werden.
Es ist jedoch auch möglich, die Grundstellung der Drosselklappe 24 der
Bewegung der Drosselklappe 22 über den elektrischen Antrieb stets so
nachzuführen, daß deren Drosselwirkung nur unwesentlichen Einfluß auf die
Gesamtdrosselwirkung hat. Dies kann wünschenswert sein, damit die
Ansprechzeit für den Regeleingriff der die Drosselklappe 24 betätigenden
Regeleinrichtung minimiert wird.
In Fig. 3 ist schematisch mit 31 der freie Querschnitt des
Drosselklappenstutzens 32 bezeichnet, durch den die von der
Brennkraftmaschine angesaugte Luft in Richtung des Pfeils 33 strömt.
Eine erste Drosselklappe 34 ist auf der quer zur Strömungsrichtung in den
Lagern 36, 37 gelagerten Welle 35 befestigt. Die Welle 35 wird durch den an
ihr befestigten Hebel 38 bewegt und durch die Rückholfeder 39 in ihre
Schließstellung gezogen. Der Hebel 38 weist an seinem freien Ende eine
Aufnahmeeinrichtung 39 für den (nicht dargestellten) Nippel des Gaszugs
auf, mit dem der Hebel 38 und damit die Welle 35 mit der Drosselklappe 34
verdreht wird, wenn der Hebel 38 entsprechend dem Willen des Fahrers aus
seiner Ruhelage bewegt wird. Ein lose auf der Welle 35 nahe deren
stirnseitigem Ende gelagerter Hebel 40 ist an seinem freien Ende durch den
Kugelkopf 41 über das (nicht dargestellte) Gestänge mit der
Regeleinrichtung verbunden und weist nahe dem freien Ende einen
Mitnehmerzapfen 42 auf, der den Hebel 38 in einer Bewegungsrichtung
mitnimmt und, gesteuert von einer Regeleinrichtung, beispielsweise beim
plötzlichen Zurücknehmen des Fahrpedals die Drosselklappe 34 nur verzögert
in die Schließstellung gelangen läßt, um den übermäßigen Ausstoß
unverbrannter Kohlenwasserstoffe im Schubbetrieb zu vermeiden.
Die Drosselklappe 34 ist auf der Welle 35 nur etwa zur Hälfte ihrer
Breitenabmessung befestigt. Auf der Welle 35 ist in den Lagern 43, 44 eine
Hohlwelle 45 drehbar gelagert, die auf einem Teil ihrer Länge, der in die
Drosselklappe 34 ragt, eine zweite Drosselklappe 46 trägt. Eine Dichtung 47
in der Wandung des Drosselklappenstutzens 32, die die Hohlwelle 45 umfaßt,
dichtet den Drosselquerschnitt 31 gegen Falschluft und die Umgebung gegen
das Austreten von Kraftstoff oder Ölanteilen ab. Die Drosselklappe 34 ist
ebenso wie die Drosselklappe 46 bis zur halben Breite geschlitzt, so daß
die Drosselklappen einander möglichst luftdicht, aber frei beweglich,
umfassen.
Die Hohlwelle 45 ist an ihrem freien Ende mit dem beweglichen Teil 48 einer
elektrischen Stelleinrichtung 48, 49 verbunden, die abhängig von den
Ausgangssignalen wenigstens einer Regeleinrichtung die Drosselklappe 46 im
Sinne einer Verringerung des Luftdurchflußquerschnittes verstellen kann.
Diese Regeleinrichtungen können Drehzahlbegrenzer, Drehmomentenregler,
Antischlupfregler und ähnliches sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß die
Drosselklappe 46 im Sinn einer gleichbleibenden Fahrzeuggeschwindigkeit als
Geschwindigkeitsregelorgan eingesetzt ist, wenn gleichzeitig die durch den
Fahrer manuell betätigte Drosselklappe 34 in ihrer voll geöffneten Position
verharrt. Am beweglichen Teil 48 der elektrischen Stelleinrichtung ist ein
Ende einer Rückholfeder 50 befestigt, deren anderes Ende an der Wandung des
Drosselklappenstutzens 32 festgelegt ist. Die Rückholfeder 50 dreht den
beweglichen Teil 48 der elektrischen Stelleinrichtung 48, 49 und damit die
Hohlwelle 45 mit der darauf befestigten Drosselklappe 46 ohne Einwirkung
von außen in die in der Fig. 1 (Bezugszeichen 14) und Fig. 2
(Bezugszeichen 24) dargestellte Offenstellung.
In vielen Fällen ist es erwünscht, über die jeweilige Stellung der
Drosselklappen im Drosselklappenstutzen 32 ein elektrisch auswertbares
Signal zu erhalten. Zu diesem Zweck ist an der Stirnseite der Welle 35 ein
erster Schleifer 51 und an der Stirnseite der Hohlwelle 45 ein zweiter
Schleifer 52 vorgesehen, die über verschiedene Quadranten einer
entsprechend gestalteten Potentiometerwiderstandsbahn entsprechend den
Bewegungen der Drosselklappen 34 und 46 bewegbar sind.
Claims (8)
1. Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Leistung einer
Brennkraftmaschine, mit einer ersten, im Ansaugweg der Luft liegenden,
vom Willen des Fahrers unmittelbar beeinflußbaren ersten Drosselklappe
und einer zweiten, im gleichen Ansaugweg liegenden, von
Regeleinrichtungen der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs
beeinflußbaren zweiten Drosselklappe, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Drosselklappe (12) und die zweite Drosselklappe (14) in einem
gemeinsamen Drosselklappenstutzen (11, 32) angeordnet sind.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand der beiden Drosselklappenachsen (13, 15) kleiner ist als der
Durchmesser jeder Drosselklappe.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achsen (13, 15 bzw. 23) wenigstens eine der beiden Drosselklappen (12,
14 bzw. 22, 24) außermittig zum Drosselquerschnitt im
Drosselklappenstutzen (11, 21, 32) gelagert sind.
4. Stelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drosselklappenflügel mit dem größeren Flächenanteil der ersten
Drosselklappe (12, 22, 34) in Offenstellung stromauf weist und der
Drosselklappenflügel mit dem größeren Flächenanteil der zweiten
Drosselklappe (14, 24, 43) stromab weist.
5. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Drosselklapppen (22, 24 bzw. 34, 43) koaxial
in ein und demselben Drosselklappenquerschnitt gelagert sind.
6. Stelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Drosselklappe (34) ausgehend vom Rand etwa zur Hälfte ihres
Durchmessers auf der einseitig im Drosselklappenstutzen (32) drehbar
gelagerte Welle 35 befestigt ist und die zweite Drosselklappe (43)
ausgehend von dem dem ersten Rand gegenüberliegenden Rand etwa zur
Hälfte ihres Durchmessers auf einer Hohlwelle (41) befestigt ist und
die Hohlwelle (41) die Welle 35 umschließt und einseitig im
Drosselklappenstutzen (32) gelagert ist.
7. Stelleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Welle
(35) und die Hohlwelle (41) stirnseitig je einen Schleifer (48, 49)
einer Potentiometeranordnung aufweisen.
8. Stelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Potentiometeranordnungen Teil eines Doppelpotentiometers sind.
Priority Applications (1)
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DE19873736685 DE3736685A1 (de) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Stelleinrichtung zur beeinflussung der leistung einer brennkraftmaschine |
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DE19873736685 DE3736685A1 (de) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Stelleinrichtung zur beeinflussung der leistung einer brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3736685A1 true DE3736685A1 (de) | 1989-05-11 |
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ID=6339365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873736685 Granted DE3736685A1 (de) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | Stelleinrichtung zur beeinflussung der leistung einer brennkraftmaschine |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3736685A1 (de) |
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