Ventilanordnung zur Leerlaufdrehzahlregelung von Verbrennungsmotoren

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotoren durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite einer zum Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung 1.
Sie besitzt ein elektromagnetisches Stellglied, das einen Hubmagenten 7 aufweist, durch den ein Schließglied 4 über ein Stellelement entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 8 bewegbar ist In einer Verbindung 10 bestimmten Querschnitts von der Einlaßseite zur Ansaugseite des Schließglieds 4 ist ein in Schließstellung des Schließglieds 4 öffenbares Ventil 11 angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmotorer durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite einer zum Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung, mit einem elektromechamischen Stellglied das einen Hubmagneten aufweist, durch den ein Schiließglied über ein Stellelement entgegen der Kraft einer Rückstellfeder bewegbar ist.

[0002] Derartige Ventilanordnungen dienen dazu, die Leerlaufdrehzahl des Motors möglichst niedrig zu halten, gleichzeitig aber so zu regeln, daß bei zusätzlichen Belastungen wie z.B. durch Hilfsaggregate die Leerlaufdrehzahl nicht bis zum Absterben des Motors sinkt. Dazu wird der Hubmagnet mit einem Stellstrom beaufschlagt, der u.a. in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl gebildet wird und der eine solche Verstellung des Schließglieds bewirkt daß die Ist-Drehzahl eine vorgegebene Soll-Drehzahl weitgehend unabhängig von Störgrößen erreicht.

[0003] Bei stromlosem Hubmagnet wird das Stellglied und mit ihm das Schließglied durch die Rückstellfeder entweder in die völlig offene oder in die völlig geschlossene Stellung bewegt. Dies ist der Fall, wenn außerhalb des Fahrbetriebs keine Strombeaufschlagung des Hubmagneten erfolgt.

[0004] Dies kann aber auch durch einen Defekt eintreten, durch den die Stromversorgung des Hubmagneten unterbrochen wird.

[0005] Bei den herkömmlichen Ventilanordnungen führt dies dazu, daß der Motor entweder mit einer maximalen Leerlaufdrehzahl oder aber mit einer minimalen Leerlaufdrehzahl mit der Gefahr des Absterbens des Motors läuft.

[0006] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine VEntilanordnung nach dem Oberbegriff zu schaffen, die mit einfachen Mitteln bei einem Ausfall des Hubmagneten eine möglichst niedrige aber gegen ein Absterben des Motors immer ausreichend hohe Leerlaufdrehzahl sicherstellt. Diese Aufnabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer Verbindung bestimmten Querschnitts von der einlaßseite zur Ansaugseite des Schließglieds ein in SchlieBstellung des SchlieBglieds öffenbares Ventil angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung ist der Querschnitt der Verbindung so groß, daß zwar ein Absterben des Motors verhindert wird, dies aber bei einer möglichst niedrigen Drehzahl. Bei Normalbetrieb erfolgt der Luftdurchsatz ausschließlich durch den Ventildurchgang der Ventilanordnung ohne Beeinflussung durch die zusätzliche Verbindung, da diese dann geschlossen ist. Nur im Falle des unbestromten Hubmagneten kommt es zu einem Öffnen dieser Verbindung.

[0007] Zur Einsparung von Bauraum kann die Verbindung und das Ventil im SchlieBglied angeordnet sein.

[0008] Das Stellelement ist vorzugsweise eine mit dem beweglichen Kern des Hubmagneten verbundene Hubstange. Diese Hubstange kann zusätzlich noch zu einer zweiten Funktion herangezogen werden, indem das Ventil von der Hubstange öffenbar ist. Damit ergibt sich ein einfacher Aufbau mit wenigen Bauteilen.

[0009] Das in Schließstellung auf dem Ventilsitz der Uentilanordnung aufliegende, in Schließrichtung von einer Feder beaufschlagte SchließgliEd kann verschiebbar auf der Hubstange angeordnet sein. Ist dabei auch das Schließteil des Ventils am einlaßseitigen freien Ende der Hubstange befestigt und durchragt die Hubstange die axial im Schließglied ausgebildete Verbindung, an deren einlaßseitigen Mündung der Sitz des Ventils ausgebildet ist, so ist ein hohes Maß an Integration und Doppelfunktionen der Bauteile der normalen Regelung und der Bauteile des Ventils erreicht. Zum normalen Regelvorgang ist das Schließteil auf seinem Sitz gehalten, von dem es bei geschlossenem Durchgang der Normalregelung selbsttätig aboehoben wird.

[0010] Vorzugsweise ist dabei das Ventil ein Tellerventil und kannauf diese Weise gleichzeitig einen Anschlag der Hubstange bilden, an dem das Schließglied im Normalbetrieb in Anlage ist.

[0011] Um sicherzustellen, daß bei stromlosem Hubmagnet das Ventil geöffnet ist, kann die Rückstellfeder die Hubstange in Schließrichtung beaufschlagen und eine größere Federkraft aufweisen, als die das Schließglied beaufschlagende Feder.

[0012] Zur Begrenzung des Hubes des Schließglieds kann dieses zwischen zwei Anschlägen auf der Hubstange verschiebbar angeordnet sein.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und zeigt eine erfindungsgemäße Ventilanordnung im Querschnitt.

[0014] In einer zu einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung 1 ist eine Drosselklappe 2 drehbar angeordnet. Über einen By-pass 3 ist der Bereich vor der Drosselklappe 2 mit dem Bereich hinter der Drosselklappe 2 verbindbar. Der Durchgang des By-passes 3 ist durch eine Ventilanordnung mehr oder weniger dadurch absperrbar, daß sein Schließglied 4 auf einen Ventilsitz 5 zubewegbar ist. Beim Aufsitzen des Schließgliedes 4 kann keine Luft über den By-pass 3 von der Atmosphärenseite zur Ansaugseite der Ansaugleitung 1 strömen.

[0015] Das Schließglied 4 ist axial verschiebbar auf der einen Kern 9 eines Hubmagneten 7 tragenden Hubstange angeordnet und durch eine Rückstellfeder 8 in SchlieBrichtung belastet. Bei Bestromung des Hubmagneten 7 wird die Hubstange 6 mehr oder Weniger Entgegen der kraft der Rückstellfeder 8 in öffnungsrichtung bewegt.

[0016] Die Bohrung,durch die die Hubstange 6 hindurchragt, sowie eine von diesser Bohrung zur Ansaugseite des Schließlieds 4 führende Bohrung bilden eine Verbindung 10, die von der EinlaBseite zur Ansaugseite des Schließglieds 4 führt. Diese Verbindung 10 besitzt einen Querschnitt, der einen solchen Luftdurchsatz ermöglicht, daß im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors zwar ein Absterben sicher vermieden wird gleichzeitig aber der Motor mit der niedrigsten dazu möglichen Drehzahl läuft.

[0017] Die Verbindung 10 ist durch ein Ventil 11 bei Betrieb mit intakter Regelung absperrbar. Der Sitz 12 des als Tellerventil ausgebildeten Ventils 11 ist an der Mündung der Verbindung 10 zur EinlaBseite gebildet und kann durch ein am die Verbindung 10 durchragenden freien Ende der Hubstange 6 befestigtes Schließteil 13 verschlossen merden. Durch eine an der Hubstange 6 abgestützte Feder 14 geringerer Kraft als der Rückstellfeder 8 ist das Schließglied 4 auf seinen Ventilsitz 5 beaufschlegt.

[0018] Bei bestromtem Hubmagnet 7 kommt das Schließteil 13 auf seinem Sitz 12 zur Anlage und bildet gleichzeitig einen Anschlag, über den Schließteil 4 durch die sich in Öffnungsrichtung bewegende Hubstange 6 von seinem Ventilsitz 5 abgehoben wird. Die Feder 14 hält dabei das SchlieBglied 4 fest in Anlage an dem Schließteil 13.

[0019] Im Falle eines Stromloswerdens des Hubmagneten 7 bewegt die Rückstellfeder 8 die Hubstange 6 und damit auch das Schließglied 4 in Schließrichtung. Nach dem Aufsetzen des Schließglieds 4 auf seinem Ventilsitz 5, wie es in der Figur dargestellt ist, bewegt die Rückstellfeder 8 die Hubstange 6 noch µm soviel weiter in Schließrichtung wie es der Anschlag 15 ihr erlaubt. Diese Bewegung ist möglich, da die Rückstellfeder 8 mit ihrer größeren Kraft die Feder 14 zusammendrücken kann.

[0020] Durch das weitrbewegen wird gleichzeitig das Schließteil 13 des Ventils 11 von seinem Sitz 12 abgehoben, so daß ein durch den Querschnitt der Verbindung 10 bestimmter Luftdurchsatz von der Einlaßseite zur Ansaugseite möglich ist, der zum sicheren Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors erforderlich ist.

Ansprüche

1. Ventilanordnung zur.Regelung der Leerlaufdrehzahl von Verbrennungsmoteren durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite einer zum Verbrennungsmotor führenden Ansaugleitung, mit einem elektromechanischer Stellglied, cas einen Hutmagneten aufweist, durch den ein Schliesglied über ein Stellelement entgegen der Kraft einer Fückstellfeder bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Verbindung (10) bestimmten Quetschnitts von der Einlaßseite zur Auslaßseite des SchlieBglieds (4) ein in SchliEßstellung des EchlieBclieds (4) äffenbares Ventil (11) angeordnet ist.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, caB Verbindung (10) und Ventil (11) im Schließglied (4) angeordnet sind.

3. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement eine mit dem beweglichen Kern (9) des Hubmagneten (7) verbundene Hubstange (6) ist.

4. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (11) von der Hubstange (6) öffenbar ist.

5. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schließstellung auf dem Ventilsitz (5) der Ventilanordnung aufliegende, in Schließrichtung von einer Feder (14) beaufschlagte Schließglied (4) verschiebbar auf der Hubstange (6) angeordnet ist.

6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das SchliEßteil (13) des Ventils (11) am einlaßseitigen freien Ende der Hubstange (6) befestigt ist und die Hubstange (6) die axial im SchliEßglied (4) ausgebildete Verbindung (10) durchragt, an deren einlaßseitigen Mündung der Sitz (12) des Ventils (11) ausgebildet ist.

7. Ventilanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (11) ein Tellerventil ist.

8. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (8) die Hubstange (6) in Schließrichtung beaufschlagt und eine größere Federkraft aufweist als die das Schließglied (4) beaufschlagende Feder (14).

9. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (4) zwischen zwei Anschlägen auf der Stange (6) verschiebbar angeordnet ist.

Zeichnung