DE2347872A1

DE2347872A1 - Luftansaugsystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2347872A1
Application number: DE19732347872
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ernest Buckman; Brian Frank Colenutt; Robin Elgar Datlen
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-10-06
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2347872B2; CA982431A; US3858565A; AU6028073A; FR2202233B1; GB1434529A; AU470646B2; FR2202233A1

Description

W/Vh- 2981 20.9.73

General Motors Corporation, Detroit, Mich., V.St_QA.

Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Saugdruckmotor abhängig vom Saugrohrdruck betätigten Ventil, das die

] Zumischung von Warmluft zur angesaugten Aussenluft bewirkt, und dem Saugdruckmotor ein temperaturabhängiges Ventil zugeordnet ist, das dem Saugdruckmotor eine mit steigender Temperatur der Ansaugluft ansteigende Luftmenge zuleitet.

! Ein derartiges Luftansaugsystem ist beispiels-

weise durch die DT-PS 1 576 561 bekannt.

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Es wurde hierbei festgestellt, dass unter besonderen Betriebsbedingungen, insbesondere wenn die Brennkraftmaschine verhältnismässig kalt ist> ein ungewöhnlich hoher Anteil von unverbrannten Kohlenwasserstoffen mit den Abgasen ausgestossen wird, wenn eine plötzliche Beschleunigung der Brennkraftmaschine erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden, d.h. das Luftansaugsystem der eingangs i

\ erwähnten Art so auszugestalten, dass bei plötzlichen Beschleunigungen der verhältnissmässig kalten Brennkraftmaschine eine ι ausreichende Zuteilung von Warmluft erfolgt, um hierdurch einen

I ungebührlich hohen Anteil von unverbrannten Kohlenwasserstoffen ^! in den Abgasen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Leitung zwischen dem Saugdruckmotor und der Quelle für den Saugrohrdruck ein temperaturabhängiges Rückschlagventil

iso angeordnet ist, dass es bei kalter Brennkraftmaschine geschlossen ist und einen Strom vom Saugdruckmotor zur Quelle für den Saugrohrdruck gestattet, jedoch in entgegengesetzter Richtung

unterbindet, und nach Warmlaufen der Brennkraftmaschine öffnet

:und den freien Durchstrom in beiden Richtungen gestattet.

'■ Zweckmässig sind das temperaturabhängige Rückschlag-^

ι ventil und das temperaturabhängige Ventil, das dem Saugdruck-

ι
motor Luft zuteilt, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.

-3-

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung I -

' ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel

■ - i

' der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigen

; Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brenn- j

I kraftmaschine mit einem Luftansaugsystem

; nach der Erfindung,

j Fig. 2 eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausfüh-

j rungsform eines Temperaturfühlers der An-

I lage gemäss Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 2 mit fortgelassenem Deckel,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig.2,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 3 und

Fig. 7 einen Teilschnitt nach der Linie VII_-VII in Fig.6.

Das in Fig. 1 dargestellte Luftansaugsystem enthält einen Luftfilter 1 mit einem Gehäuse, das aus einer oberen Schale 2 und einer unteren Schale 3 gebildet ist, zwischen

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denen ringförmige Abstützungen für ein ringförmiges Filterelement 4 gebildet sind. Der Luftfilter 1 weist ein Lufteinlassrohr 5 auf, das an die obere Schale 2 angeschlossen ist, so dass eintretende Luft durch das Filterelement 4 hindurchtretend das Gehäuse des Luftfilters durchströmt und dann durch ein Auslassrohr 6 in der unteren Schale 3 über das Saugrohr 22 eines Vergasers der Brennkraftmaschine 23 zugeleitet wird.

An dem Lüfteinlassrohr 5 ist ein Saugdruckmotor 7 j befestigt, der ein Gehäuse 8 aufweist, das durch eine biegsame ^: Membran 9 verschlossen ist. Die Membran 9 ist über einen Stössel ! 10 mit einer schwenkbar gelagerten Ventilklappe 11 verbunden,

ι die in dem Lufteinlassrohr 5 liegt und den Zustrom von Aussenluft zum Luftfilter steuert. Das eine Ende der Ventilklappe

! trägt ein Ventilglied 12, das abhängig von der Bewegung der

Ventilklappe 11 eine Öffnung 14 öffn-et oder schliesst. Die j Öffnung 14 führt zu einer Zusatzluftleitung 15, über die Warm-

luft dem Luftfilter 1 zugeleitet werden kann. Die Zusatzluft-

leitung 15 kann beispielsweise so angeordnet werden, dass sie neben einem Teil der Brennkraftmaschine liegend schnell erwärmt wird, sobald die Maschine angelaufen ist, also beispielsweise neben dem Auslasskasten. Sie kann aber auch durch Leitungen mit einem derartigen Teil der Brennkraftmaschine verbunden sein. In dem Gehäuse 8 des Saugdruckmotors 7 liegt eine Feder 13,

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j die die Membran 9 belastet, so dass das Ventilglied 12 normaler-

weise die Öffnung 14 zur Zusatzluftleitung 15 verschliesst. Die Kammer des Saugdlruckmotors 7 ist über einen Stutzen 16 ,mit einer Leitung 17 verbunden, deren anderes Ende über einen

■ Stutzen 18 an einen Temperaturfühler 19 angeschlossen ist. Der Temperaturfühler 19 liegt innerhalb des Gehäuses des Luftfilters 1 im Bereich der unteren Schale 3, an der ein zweiter S Stutzen 20 vorgesehen ist, der über eine Leitung 21 mit der

Quelle für den Saugrohrdruck,zweckmässig das Saugrohr 22 des

U-ι Vergasers,verbunden ist. Der Anschluss der Leitung erfolgt

I stromabwärts einer Drosselklappe 24 des Vergasers.

! Eine bevorzugte Ausführungsform des Temperatur-

' fühlers 19 ist in den Fig. 2 bis 7 dargestellt. Der TemperaturfühlEr 19 hat ein im wesentliches hapfförmiges Gehäuse 26, das : von einem Deckel 25 überdeckt wird. Beide Teile bestehen aus 'Kunststoff und können gelenkig miteinander verbunden sein, um : durch einen Schnappverschluss in ihrer Lage zueinander tfestge-

legt zu werden. In abgewandelter Weise oder zusätzlich hierzu

■ können die beiden Teile durch einen Kleber miteinander verbunden

werden. Wie Fig. 3 erkennen lässt, ist das Gehäuse an seinen ι beiden Enden offen,

j Eine Zwischenplatte 27 ist abgedichtet mit dem Ge-

jhäuse 26 verbunden und begrenzt hiermit eine Kammer 28, wobei

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zur Ab<Sciitung eine ringfömge Dichtung 29 zwischen beiden Teilen vorgesehen ist. Die bereits erwähnten Stutzen 18 und 20 sind an den Boden 30 des Gehäuses 26 angeschlossen.

Die Zwischenwand 27 enthält eine Öffnung 31, die durch ein Ventilglied 32 verschliessbar ist. Das Ventilglied 32 sitzt am Ende eines Bimetallstreifens 33, dessen anderes Ende an der Zwischenwand 27 durch einen Niet 34 befestigt ist. Wie Fig.4 erkennen lässt, ist das das Ventilglied 32 tragende Ende des Bimetallstreifens 33 gegabelt, wodurch die Montage des Ventilgliedes und des Bimetallstreifens an der Zwischenwand erleichtert wird. Das Ventilglied 32 enthält eine nach oben offene Aussparung 35, in die ein abgebogener Schenkel eines Armes 36 ragt, der ein Teil einer den Bimetallstreifen 33 überdeckenden Deckplatte 37 ist. Die Deckplatte 37 ist an der Zwischenwand 27 durch die Nieten 34 befestigt, wobei der Bimetallstreifen 33 zwischen diesen beiden Teilen festgeklemmt ist.

Das dem Niet 34 abgewandte Ende der Deckplatte 37 hat eine nach unten abgebogene Zunge 38 mit einem Gewindeloch zur Aufnahme einer Einstellschraube 39.

Innerhalb der Kammer 28 liegt eine Tragplatte 40 j (Fig. 5), an deren einem Ende ein Kragen 41 mit Innengewinde ; j gebildet ist, der mit Preßsitz in ein Loch 42 des Bodens 30 ! des Gehäuses 26 eingedrückt ist. Am freien Ende der Tragplatte40,

■ i

ι ;

j ist ein zweiter Bimetallstreifen 43 befestigt, dessen anderes !

•7 j

' I

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Ende gegabelt ist land unter einen erweiterten Kopf 44 eines Ventilgliedes 45 greift.

Wie Fig. 5 zeigt, ist mit dem Ventilglied 45 ein verlängerter Führungsschaft 46 verbunden und unterhalb des Ventilgliedes 45 eine ringförmige Dichtung 47 aufgesetzt. Letztere ist gegen einen ringförmigen Ventilsitz 48 am oberen Ende des Stutzens 18 bewegbar. Der Stutzen 18 besteht aus Kunststoff und ist mit einem Aussengewinde in das innengewinde des Kragens 41 der Tragplatte 40 einschraubbar. Die relative Lage zwischen dem Dichtungsring 47 und dem Ventilsitz 48 kann durch das Ausmass des Einschraubens des Stutzens 18 in das Gewindeloch 41 eingestellt werden und die Abdichtung in der eingestellten Lage kann durch das Einbringen von Dichtungswerkstoff an die Verbindungsstellen,gegebenenfalls auch zwischen dem Kragen 41 und dem Loch 42, vorgenommen werden.

Wie Fig. 6 zeigt, kann die Tragplatte 40 drehfest in dem Loch 42 durch an dem Boden 30 des Gehäuses 26 befestigte Nieten 49 festgelegt werden. In abgewandelter Weise und auch \

zusätzlich können,wie in Fig. 7 und in gestrichelten Linien ! in F3,£. 6 dargestellt, am Boden 30 zueinander parallele Leisten 50 gebildet werden, zwischen die ein Teil der Tragplatte 40 im Bereich des Kragens 41 greift. j

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-8-Arbeitweise

Ist der Luftfilter 1 an eine Brennkraftmaschine angebaut, so befindet sich der Temperaturfühler 19 in unmittelbarer Nähe neben dem Vergaser oder einem anderen Teil der Brennkraftmaschine, der sich erwärmt, wenn die Brennkraftmaschine ihre normale Betriebstemperatur erreicht. Da der Bimetallstreifen 33 zwischen den offenen Enden des Gehäuses des Temperaturfühlers 19 liegt, ist er von der den Filter 1 durchströmenden gefilterten Luft umspült. Er spricht daher auf die Temperatur der Luft an, die durch das Lufteinlassrohr 5 oder die Zusatzlufteinlassleitung 15 oder beide zugeleitet wird. Die Lage des Bimetallstreifens 33 wird mittels der Einstell- \ schraube 39 in der Deckplatte 37 eingestellt, wobei das Ende

j der Einstellschraube gegen die Zwischenwand 27 anliegt und j

die Deckplatte 37 mit dem Bimetallstreifen 33 relativ zur Zwischenwand 27 bewegt wird. Der Bimetallstreifen 33 wird so eingestellt, dass bei kalter Brennkraftmaschine das Ventilglied 32 die Öffnung 31 verschliesst, sodass der Saugrohrdruck über die Leitung 21, den Stutzen 20, das Gehäuse 25»26 des Temperaturfühlers 19, den Stutzen 18 und die Leitung 17 zum Saugdruckmotor 7 geleitet wird und dort einen Zug auf die Ventilklappe 11 ausübt, durch den das Ventilglied 12 angehoben wird und die Öffnung 14 zur Zusatzlufteinlassleitung

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freigibt. Es wird dann Warmluft in den Luftfilter 1 angesaugt

i und über diesen dem Vergaser zugeleitet, um eine wirksame Veri
brennung des Gemischs beim Warmlaufen der Brennkraftmaschine

: zu erreichen. Zu dieser Zeit, wenn der Saugrohrdruck anfänglich dem Saugdruckmotor 7 zugeleitet wird, kann Luft durch das Rübkschlagventil 45, durch den Stutzen 18 strömen, da der

i Saugrohrdruck das Ventil etwas öffnet.

; Bei ansteigender Lufttemperatur biegt sich der Bi- ! metallstreifen 33 durch und bei einer vorgegebenen Lufttemperaj tür gibt das Ventilglied 32 die Öffnung 31 frei und gestattet

i den Eintritt von Luft in die Kammer 28, wodurch der Saugdruck

j in dem Saugdruckmotor 7 verringert wird. Hierdurch erfolgt eine ί

j Verstärkte Zufuhr von Kaltluft. Wird während der Warmlaufj
periode der Brennkraftmaschine,jedoch bevor die Ansaugluft auf die vorgegebene Temperatur erwärmt worden ist, die Brenn- ; kraftmaschine stark beschleunigt, so fällt der Saugrohrdruck durch das weite Öffnen der Drosselklappe kräftig ab. Wird dieser unmittelbar auf den Saugdruckmotor 7 übertragen, so ergäbe sich ein Schliessen der Öffnung 14 zur Zusatzlufteinlass-; j leitung für Warmluft, obwohl die Öffnung 31 durch das Ventil- ; glied 32 geschlossen ist, so dass dann nur Kaltluft der Maschine zugeleitet wird. Hierdurch ergäbe sich ein Brennstoff-Luftgemisch, das bei der verhältnismässig geringen Temperatur nicht '

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ohne grosse Anteile schädlicher Bestandteile verbrannt werden kann, insbesondere würde der Anteil an unverbrainten Kohlenv/asser stoff en ansteigen. Diese unerwünschte Wirkung wird durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Rückschlagventils 45 verhindert, dessen Bimetallstreifen 43 nicht der Ansaugluft ausgesetzt ist, sondern vorzugsweise durch Wärmeleitung aus dem Gehäuse 26 des Temperaturfühlers 19 erwärmt wird, und fenner durch Berührung und Strahlung von Teilen der Brennkraftmaschine. Da das Gehäuse 26 aus Kunststoff besteht, das weniger leitfähig als Metall ist, ist die Temperatur innerhalb der Kammer weniger von der Temperatur der Luft beeinflusst, die durch das Gehäuse 25,26 des Temperaturfühlers strömt.

Der Bimetallstreifen 43 des Rückschlagventils 45 spricht also im wesentlichen, auf die tatsächliche Temperatur der Brennkraftmaschine an, d.h. auf die Temperatur des Zylinderblocks und nicht auf die Temperatur der von den Abgasen erwärmten Luft, wie dies bei dem Bimetallstreifen 33 der Fall ist. Auf diese Weise ist ein Zustrom von Luft in den Saugdruckmotor 7 über die Leitungen 21 und 17 verhindert, da der Stutzen 18 durch den Bimetallstreifen 43 und das Rückschlagventil 45 abgesperrt bleibt, bis die Brennkraftmaschine eine vorgegebene Betriebstemperatur erreicht hat. Bei Erreichen dieser

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j ■ -ii- ^l

i ,

! Temperatur bieg^sich der Bimetallstreifen 43 durch und bewirkt j

; das Öffnen der Verbindung durch den Stutzen 18, wonach der Bi- j

metallstreifen 33 über das Ventilglied 32 den Saugdruckmotor 7 -^:

j so beeinflusst, dass eine gewünschte Einlasstemperatur aufrecht- \

j erhalten wird.

i Durch die erfindungsgemässe Ausbildung kann daher j

I (

j ein schnelles Beschleunigen der Maschine während der Warmlauf-
!zeit nicht zur Bildung von Abgasen mit hohem Anteil unver-

I ■ !

brannter Kohlenwasserstoffe führen. i

Um das Ventilglied 32 gegen Schwingungen weniger ; i anfällig zu machen, insbesondere im Bereich der Anfangsbewegung

des Öffnens, kann die Aussparung 35 mit einer viskosen Flüssig- !

keit gefüllt werden, durch die übet den Arm 36 eingeleitete ^:

Schwingungen gedämpft werden. j

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Claims

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Patentansprüche :

flJ Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Saugdruckmotor abhängig vom Saugrohrdruck betätigten Ventil, das die Zumischung von Warmluft zur angesaugten Aussenluft bewirkt, und dem Saugdruckmotor ein temperaturabhängiges Ventil zugeordnet ist, das dem Saugdruckmotor eine mit steigender Temperatur der Ansaugluft ansteigende Luft-¹ menge zuleitet, dadurch gekennzeichnet, j dass in der Leitung (17,18,19,20) zwischen dem Saugdruckmotor

(7) und der Quelle (22) für den Saugrohrdruck ein temperaturab- ! hängiges Rückschlagventil (44,45) so angeordnet ist, dass es ί bei kalter Maschine geschlossen ist und einen Strom vom Saugj druckmotor zur Quelle für den Saugrohrdruck gestattet, jedoch j in entgegengesetzter Richtung unterbindet, und nach Warmlaufen

; der Brennkraftmaschine öffnet und den freien Durchstrom in

beiden Richtungen gestattet.
! 2. Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen

! nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das temperaturab-

! hängige Rückschlagventil (44,45) und das temperaturabhängige ί Ventil (32), das dem Saugdruckmotor (7) Luft zuteilt, in einem ■ gemeinsamen Gehäuse (19) untergebrabht sind.

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3· Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen j nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an ein Gehäuse (2,3) ein Lufteinlassrohr (5) angeschlossen ist, das eine erste Öffnung für Aussenluft und eine zweite Öffnung (14) ; für Luft höherer Temperatur als die Aussenluft enthält, und das Gehäuse über ein Luftauslassrohr (6) mit dem Saugrohr (22) der Brennkraftmaschine (23) verbunden ist; dass der zweiten Lufteinlassöffnung (14) ein den Durchstrom steuerndes die Temperatur der Luft am Eintritt des Gehäuses regelndes Warmluftventil (12) zugeordnet ist, da durch eine Feder (13) in die Schliesslage belastet ist und mit dem Warmluftventil (12) der Saugdruckmotor (7) verbunden ist, der über eine Saugaruckleitung (17,18,28,20) mit der Quelle (22) für den Saugrohrdruck stromabwärts der Drosselklappe (24) der Brennkraftmaschine so verbunden ist, dass der Saugrohrdruck gegen die Kraft der Feder wirkt, dass in dem Gehäuse ein erstes temperaturabhängiges, eine Verbindung zwischen der Aussenluft und der Saugdruckleitung steuerndes Ventil (32) angeordnet ist, um die Stellung des Warmluftventils (12) abhängig von der Temperatur der Luft im Gehäuse zu bestimmen, und dass zwischen dem Saugdruckmotor (7) und der Quelle (22) für den Saugrohrdruck das temperaturabhängige Rückschlagventil (44,45) angeordnet ist.

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4. Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen^, nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2,3) das Gehäuse eines Luftfilters (l) ist, und das temperaturabhängige Rückschlagventil (45) in einer Kammer (28) innerhalb des Luftfilters angeordnet ist, von zwei abgedichtet miteinander verbundenen Teilen (25,26) begrenzt ist und über eine Öffnung (18) mit dem Saugdruckmotor (7),über eine zweite Öffnung (20) mit der Quelle (22) für den Saugrohrdruck und über eine Öffnung (31), die durch das erste temperatur empfindliche Ventil (32) gesteuert ist, mit dem Gehäuse (2,3) verbunden ist, und dass das erste temperaturabhängige Ventil (32) durch einea. ausserhalb der Kammer (28) liegenden, der das Gehäuse durchströmenden Luft ausgesetzten Bimetallstreifen (33) betätigbar ist, während das temperaturabhängige Rückschlagventil (34) innerhalb der Kammer (28) liegt und die erste öffnung (18) zum Saugdruckmotor (7) steuert, und dass der eine die Kaamer (28) begrenzende Teil (26) so angeordnet ist, dass auf ihn Wärme von der Brennkraftmaschine übertragen wird.

5· Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der andere die Kammer (28) begrenzende Teil (27) aus Metall besteht und die von .dem ersten temperaturabhängigen Ventil (32) gesteuerte Öffnung (31) enthält, während der ersterwähnte, die Kammer begrenzende Teil (26) aus Kunststoff besteht.

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6. Luftansaugsystem für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ersterwähnte, die Kammer (28) begrenzende Teil (26) mit dem Gehäuse (2,3) '' i des Luftfilters an einer Stelle verbunden ist, an der auf ihn Wärme von der Brennkraftmaschine durch Leitung und Strahlung

; übertragen wird.

, 7. L,uftansaugsystem für Brennkraftmaschinen nach

j i

! Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallstreifen

(33) des ersten temperaturabhängigen Ventils (32) an dem anderen^ ! die Kammer (28) begrenzenden Teil (27), und der Bimetallstreifen (43) des temperaturabhängigen Rückschlagventils (45) an einer mit dem ersterwähnten, die Kammer begrenzenden Teil (26) verbundenen Tragplatte (40) befestigt ist.

8_# Luft ansaugsystem für Brennkraftmaschinen nach j Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (18) ' zur Kammer (28) durch einen in ein Gewindeloch (41) des erst-

; erwähnten, die Kammer (28) begrenzenden Teils(26) einschraubbaren Stutzen gebildet ist, der einen Ventilsitz (48) für ein j von dem Bimetallstreifen (43) getragenes Ventilglied (44,46,47X

j des temperaturabhängigen Rückschlagventils (45) enthält, so dass! ι
die relative Lage zwischen dem Stutzen und dem Gewindeloch zur

! Einstellung der Öffnungstemperatur des temperaturabhangigen Rück+ j schlagventils (45) veränderlich ist.

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