DE3741880A1 - Device for preventing backflows of fresh gas in the intake pipe of an internal combustion engine - Google Patents

Abstract

In a device which is described for example in DE-PS 3024812 and has a diaphragm valve (1), constructed as a non-return valve, in the intake pipe (6) of an internal combustion engine, an electromagnet (7) is assigned to the diaphragm elements (2), the said electromagnet (7) only being excited at relatively high speeds of revolution of the motor with the effect of opening the diaphragm valve (1) so that then it does not present any flow resistance to the fresh gas flowing in (3). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 30 24 812 bekannt ist. Diese bekannte Vorrichtung erzeugt während bestimmter Phasen des Arbeitszyklus′ der Brennkraftmaschine im unteren Drehzahlbereich derselben eine Druckanhebung in dem zwischen dem Membranventil und dem üblichen Einlaßventil liegenden, vorkammerartigen Saugrohrbereich, die in vorteilhafter Weise zu einer Ab­ senkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs der Maschine und einer Er­ weiterung ihres Vollastarbeitsbereich zu niedrigeren Drehzahlen führt. Be­ züglich der Einzelheiten kann auf die Beschreibung der genannten Patent­ schrift verwiesen werden.The invention relates to a device according to the preamble of the patent Proverb 1, as is known for example from DE-PS 30 24 812. These known device generates during certain phases of the working cycle ' the internal combustion engine in the lower speed range, a pressure increase in the one between the diaphragm valve and the usual inlet valve, antechamber-like intake manifold area, which advantageously leads to an ab reduction of the specific fuel consumption of the machine and an er extension of their full-load work area leads to lower speeds. Be for details, refer to the description of said patent scripture.

Wenn sich auch in überraschender Weise gezeigt hat, daß sich im Bereich der interessierenden hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein nachteiliger Leistungsverlust durch das Vorhandensein des Membranventils nicht bemerkbar macht, ist es doch erforderlich, zwecks Erzielung eines optimalen Maschinen­ wirkungsgrads, d. h. eines minimalen Kraftstoffverbrauchs und einer ent­ sprechenden Verringerung der Umweltbelastung, auch kleinste in der Maschine auftretende Leistungsverluste zu vermeiden.Although surprisingly it has been shown that in the area the high engine speed of interest is a disadvantage Performance loss due to the presence of the diaphragm valve not noticeable It is necessary to achieve optimal machines efficiency, d. H. a minimal fuel consumption and an ent speaking reduction in environmental impact, even the smallest in the machine to avoid occurring performance losses.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art unter Wahrung ihrer vor­ teilhaften Eigenschaften so weiterzubilden, daß bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine, also dann, wenn an sich die "Vorkammerwirkung" der bekannten Vorrichtung nicht erforderlich ist bzw. nicht eintritt, Strömungsverluste durch das Membranventil eliminiert sind.The invention is accordingly based on the object of a device mentioned in the preamble of claim 1 while respecting their prior to further develop some of the properties so that at higher speeds the Internal combustion engine, that is, when the "prechamber effect" of the known  Device is not required or does not occur, flow losses are eliminated by the diaphragm valve.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung be­ schreiben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in the characterizing Features of the main claim, advantageous embodiments of the invention be write the subclaims.

Die Erfindung sorgt also dafür, daß bei höheren Drehzahlen durch die die Federkraft überwindende Kraft des Elektromagneten die Membrankörper in ihre voll geöffnete Stellung bewegt werden, in der sie sich flach an den inneren Umfang des Saugrohrs anlegen. Verständlicherweise muß das Saugrohr zumindest im Bereich des Membranventils aus einem Material bestehen, das keine magne­ tische Abschirmwirkung besitzt.The invention thus ensures that at higher speeds through the The spring force of the electromagnet overcomes the membrane body in its fully open position, in which they lie flat against the inner Position the circumference of the suction pipe. Understandably, the intake manifold must at least in the area of the diaphragm valve made of a material that does not magne has shielding effect.

Da der Elektromagnet nur bei höheren Drehzahlen im Sinne des Öffnens des Membranventils entgegen der Wirkung der Federkraft, die durch entsprechende Ausbildung der dann an einem Rand starr eingespannten Membrankörper oder durch zusätzliche Federn erzeugt sein kann, die dann gleichsam von außen auf den zweckmäßigerweise über Scharniere am Saugrohr gehaltenen Membrankörpern aufliegen, erregt wird, arbeitet die Vorrichtung in unteren Drehzahlbereichen exakt wie die bekannte Vorrichtung, während sie bei höheren Drehzahlen unwirk­ sam gemacht wird. Zur Erzeugung eines Einschaltsignals für die Erregung des Elektromagneten kann eine ohnehin vorhandene Drehzahlmeßeinrichtung der Maschine dienen.Since the electromagnet only at higher speeds in the sense of opening the Diaphragm valve against the action of the spring force by appropriate Formation of the membrane body or rigidly clamped at one edge can be generated by additional springs, which are as it were from the outside on the membrane bodies, which are expediently held by hinges on the intake manifold rest, is excited, the device works in the lower speed ranges exactly like the known device, while inactive at higher speeds sam is done. To generate a switch-on signal for excitation of the electromagnet can be an existing speed measuring device serve the machine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 einen Längsschnitt durch den hier interessierenden Saugrohrbereich und deren Fig. 2 die in Fig. 1 bei II angedeutete Ansicht des Membranventils wiedergibt.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, FIG. 1 shows a longitudinal section through the intake manifold area of interest here and FIG. 2 shows the view of the diaphragm valve indicated at II in FIG. 1.

Das Membranventil 1 enthält eine Vielzahl von klappen- oder zungenförmigen Membrankörpern 2, die sich, solange keine Frischgaseinströmung 3 vorliegt, unter Wirkung der in einer Saugrohrerweiterung untergebrachten Federn 4 mit ihren Rändern aufeinander unter Bildung einer pyramidenförmigen Anordnung abstützen. Mit zunehmender Frischgaseinströmung 3 drückt diese die Membran­ körper 2 unter Schwenkung um die scharnierartigen Anlenkungen 5 am Saugrohr 6 auseinander, wodurch ein zunehmender Strömungsquerschnitt für die Frischgas­ einströmung 3 freigegeben wird. Wie in der eingangs gewürdigten DE-PS 30 24 812 im einzelnen ausgeführt, schließt im unteren Drehzahlbereich in be­ stimmten Taktphasen der Brennkraftmaschine bei geöffnetem Einlaßventil das demgemäß ein Rückschlagventil darstellende Membranventil 1 wieder, so daß sich zwischen ihm und dem Einlaßventil, d. h. in der sogenannten Vorkammer, ein erhöhter Frischgasdruck aufbaut, der in dieser Taktphase vom Abgasdruck im Brennraum der Maschine hervorgerufen wird.The diaphragm valve 1 contains a multiplicity of flap-shaped or tongue-shaped diaphragm bodies 2 which, as long as there is no fresh gas inflow 3 , are supported with their edges on one another by the action of the springs 4 accommodated in an intake manifold extension, forming a pyramid-shaped arrangement. With increasing fresh gas inflow 3 , this presses the membrane body 2 apart by pivoting about the hinge-like articulations 5 on the intake manifold 6 , as a result of which an increasing flow cross section for the fresh gas inflow 3 is released. As detailed in DE-PS 30 24 812, initially mentioned, closes in the lower speed range in certain clock phases of the internal combustion engine when the intake valve is open, which accordingly constitutes a check valve membrane valve 1 again, so that there is between it and the intake valve, ie in the so-called Pre-chamber, an increased fresh gas pressure builds up, which is caused by the exhaust gas pressure in the combustion chamber of the engine in this cycle phase.

Diese Wirkung stellt sich jedoch nur in unteren Drehzahlbereichen ein, während in höheren Drehzahlbereichen durch die Frischgaseinströmung 3 die Membranklappen 2 entgegen der Wirkung der Feder 4 praktisch dauernd geöffnet gehalten werden.However, this effect occurs only in the lower speed ranges, while in higher speed ranges the fresh gas inflow 3 keeps the membrane flaps 2 practically permanently open against the action of the spring 4 .

Um bei höheren Drehzahlen jeglichen Strömungsverlust und damit jegliche Leistungseinbuße der Brennkraftmaschine durch das Membranventil 1 auszu­ schließen, ist am Umfang des Saugrohrs 6, das zumindest in diesem Bereich aus einem magnetisch nicht abschirmenden Material hergestellt sein muß, der Elektromagnet 7 angeordnet, der nur bei Erreichen einer vorgegebenen Mindestdrehzahl erregt wird und dann eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die die zumindest teilweise aus eisenhaltigem Werkstoff bestehenden Membran­ klappen 2 in ihre Öffnungsstellung 2′ verschwenkt, in der sie sich flach gegen den inneren Umfang des Saugrohrs 6 legen.In order to exclude any flow loss and thus any loss of performance of the internal combustion engine through the diaphragm valve 1 at higher speeds, the solenoid 7 is arranged on the circumference of the intake manifold 6 , which must be made of a magnetically non-shielding material at least in this area, and can only be reached when it is reached a predetermined minimum rotational speed is energized and then generates an electromagnetic force, the flaps 2 pivoted to its open position 2 ', to put them into the down flat against the inner circumference of the draft tube 6 at least partly of ferrous material membrane.

Wie in Fig. 1 bei 7′ angedeutet, kann zusätzlich zum Elektromagneten 7 oder an seiner Stelle im Bereich der Feder 4 ein Elektromagnet vorgesehen sein, der dann auf die zumindest teilweise aus eisenhaltigem Material bestehen­ den Federn 4 im Sinne eines Zurückziehens derselben einwirkt. In diesem Falle braucht die Frischgaseinströmung bei höheren Drehzahlen zwecks Öffnens des Membranventils 1 nicht gegen die Kraft der Federn 4 zu arbeiten, die mit ihren in Fig. 1 linken Enden am Saugrohr festgelegt sind. Während also bei Einwirkung des Elektromagneten 7 auf die Membranklappen 2 diese die Feder 4 in ihre bei 4′ angedeutete zurückgezogene Stellung schwenken, geschieht dies bei Vorhandensein des Elektromagneten 7′ durch direkte Krafteinwirkung desselben auf die Federn 4.As indicated in Fig. 1 at 7 ' , in addition to the electromagnet 7 or in its place in the area of the spring 4, an electromagnet can be provided, which then acts on the at least partially made of ferrous material, the springs 4 in the sense of withdrawing the same. In this case, the fresh gas inflow need not work at higher speeds to open the diaphragm valve 1 against the force of the springs 4 , which are fixed to the intake manifold with their left ends in FIG. 1. So while when the electromagnet 7 acts on the diaphragm flaps 2, these pivot the spring 4 into their retracted position indicated at 4 ' , this is done in the presence of the electromagnet 7 ' by the same acting directly on the springs 4 .

Mit der Erfindung ist also eine Verbesserung der Vorrichtung nach der DE-PS 30 24 812 oder ähnlicher, mit einem Membranventil im Saugrohr ausgerüsteter Vorrichtungen geschaffen, die in vorteilhafer Weise jeden Leistungsverlust durch das Vorhandensein eines Membranventils bei höheren Drehzahlen vermeidet.With the invention is an improvement of the device according to DE-PS 30 24 812 or similar, equipped with a diaphragm valve in the intake manifold Devices created that advantageously any loss of performance avoided by the presence of a diaphragm valve at higher speeds.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Verhinderung von Frischgas-Rückströmungen im Saugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem Membranventil mit zungen- oder klappen­ artigen Membrankörpern, die durch die jeweilige Frischgaseinströmung entgegen Federkraft in Öffnungsstellung bewegt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bewegliche Bestandteile (2, 4) des Membranventils (1) magne­ tisch wirksamen Werkstoff enthalten und ihnen am Saugrohr (16) zumindest ein nur bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine im Sinne des Öffnens des Membranventils (1) erregter Elektromagnet (7, 7′) zugeordnet ist.1. Device for preventing fresh gas backflow in the intake manifold of an internal combustion engine with a diaphragm valve with tongue-like or flap-like membrane bodies, which are moved by the respective fresh gas inflow against spring force in the open position, characterized in that moving parts ( 2 , 4 ) of the diaphragm valve ( 1 ) contain magnetically active material and they are assigned to the intake manifold ( 16 ) at least one only at higher speeds of the internal combustion engine in the sense of opening the diaphragm valve ( 1 ) excited electromagnet ( 7, 7 ' ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrankörper (2) magnetisch wirksamen Werkstoff enthalten.2. Device according to claim 1, characterized in that the membrane body ( 2 ) contain magnetically active material. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder­ kraft durch gesonderte, sich auf den Membrankörpern (2) abstützende Federn (4) erzeugt wird, die magnetisch wirksamen Werkstoff enthalten.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the spring force is generated by separate, on the membrane bodies ( 2 ) supporting springs ( 4 ) containing magnetically active material.