Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Füllungssteller (3) für ein Kraftfahr­zeug. Der Querschnitt einer kritischen Öffnung (31) eines Füllungs­stellers, an dem sich die Randkante der Drosselklappe (2) wäh­rend ihrer Öffnungsbewegung vorbeibewegt ist so gestaltet, daß unterhalb einer Zwischenstellung (21) der Drosselklappe (2) keine zu ihrer Randkante parallel verlaufende Begrenzungskante der Öff­nung vorhanden ist. Dadurch werden die sonst bei integrierten Füllungstellern auftretenden Pfeifgeräusche und eine uner­wünschte Verformung der Stellerkennlinie vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Füllungssteller für ein Kraftfahr­zeug gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Ziel der Erfindung ist es, einen solchen Drosselklappenstutzen mit Verbindungsöffnungen zum Anschluß eines Leerlauffüllungs­stellers so kurz wie möglich zu gestalten.

[0003] Hierzu werden erfindungsgemäß die Verbindungsöffnungen zum An­schluß eines Leerlauffüllungsstellers sehr nahe der Schließpo­sition der Drosselklappe angeordnet. Durch die beanspruchte Ge­staltung der Begrenzungskanten der Verbindungsöffnungen relativ zu der Randkante der Drosselklappe wird die Erzeugung von Stör­geräuschen und eine unerwünschte Verformung der Stellerkennli­nie vermieden.

[0004] Die erfindungsgemäße Lösung ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

[0005] Die Erfindungsidee basiert auf der Erkenntnis, daß die genann­ten Probleme dann auftreten, wenn der Drosselklappe im Bereich kleiner Drosselklappenwinkel zu ihrer Randkante parallel ver­laufende Begrenzungskanten einer der Öffnungen des Leerlauffül­lungsstellers mit geringem Abstand gegenüberstehen.

[0006] Der Grund für die Verformung der Stellerkennlinie ist ebenfalls in solchen parallel verlaufenden Kanten zu finden. Überfährt nämlich die Drosselklappe eine solche parallele Kante, so än­dert sich abrupt der effektive Drosselquerschnitt des Drossel­klappenstutzens durch die hinzukommende oder wegfallende Fläche über den Öffnungsquerschnitt des Leerlauffüllungsstellers über den zusätzliche Luft strömen kann. Dies ergibt die Verformung der Stellerkennlinie im Bereich der Öffnung hin zu größeren Luftdurchsatzwerten, was dem Bestreben nach einem möglichst stetigen Verlauf der Stellerkennlinie zu widerläuft.

[0007] Die erfindungsgemäße Lösung sieht deshalb vor, den Öffnungsquer­schnitt so zu gestallten, daß unterhalb einer Zwischenstellung bis zu einer Schließstellung der Drosselklappe keine zur Dros­selklappenrandkante parallel verlaufenden Begrenzungskanten an der Öffnung vorhanden sind. Bei Stellungen der Drosselklappe oberhalb der Zwischenstellung ist der Spalt zwischen der Rand­kante der geöffneten Drosselklappe und der Wandung des Drossel­klappenstutzens bereits so groß, daß keine Pfeifgeräusche mehr auftreten können. Dann ist auch die Luftdurchsatzrate bereits so groß, daß die Effekte über den Öffnungsquerschnitt des Leer­lauffüllungsstellers keine merklichen Auswirkungen mehr auf die Stellerkennlinie haben. Die Winkellage der Zwischenstellung hängt von Form und Abmessugen des Drosselklappenstutzens, der Drosselklappe sowie des Öffnungsquerschnitts des Leerlauffül­lungsstellers ab und wird durch Versuche ermittelt. Sie beträgt maximal 30 Grad.

[0008] Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Drosselklappenstutzen mit einer Ein- und Auslaßöffnung für einen integrierten Leerlauffüllungssteller,

Figur 2 eine Draufsicht auf die Ein- und Auslaßöffnungen in Richtung des Pfeiles II in Figur 1 und

Figur 3 einen Vergleich zweier Stellerkennlinien mit und ohne der erfindungsgemäßen Einrichtung.

[0009] Die Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Drossel­klappenstutzen 1, der in den nicht dargestellten Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist. In dem Drosselklappen­stutzen 1 ist eine Drosselklappe 2 drehbar gelagert. Die Dros­selklappe 2 ist in ihrer Schließstellung gezeigt, d.h. bei einem Drosselklappenwinkel α gleich Null. Sie ist fest mit einer Achse 21 verbunden, über die sie von außen her von der Schließstellung α = 0° ausgehend, entgegen dem Uhrzeigersinn in der eingezeichneten Pfeilrichtung geöffnet werden kann.

[0010] An den Drosselklappenstutzen 1 ist ein in der Zeichnung ange­deuteter Leerlauffüllungssteller 3 direkt angeflanscht, über den bei geschlossener Drosselklappe 2, im Leerlauf der Brenn­kraftmaschine, ein entsprechender Teilluftstrom T eingeregelt werden kann.

[0011] Eine Einlaßöffnung 31 und eine Auslaßöffnung 32 des Leerlauffül­lungsstellers 3 ist in der Figur 2 in der Draufsicht in Richtung des Pfeiles II in Figur 1 gezeigt. Die umgebenden Teile sind da­bei weggelassen. Der Querschnitt der Einlaßöffnung 31 ist in der Draufsicht rechteckig abzüglich der Fläche eines Dreiecks, das durch einen in die Einlaßöffnung 31 eingesetzten Körper 311 ge­bildet wird. Der Körper 311 ist zum Inneren des Leerlauffül­lungsstellers hin abgeflacht, um den Teilluftstrom T möglichst wenig zu behindern.

[0012] Wird nun die Drosselklappe 2 geöffnet, so erreicht sie bei einem Drosselklappenwinkel α von ungefähr 10 Grad die untere Begren­zungskante der Rechteckfläche der Einlaßöffnung 31. Wäre der Körper 311 nicht vorhanden, so stünden sich die Randkante der Drosselklappe und die untere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 parallel gegenüber. Durch den bei einem solchen kleinen Dros­selklappenwinkel α geringen Luftspalt zwischen den beiden Kan­ten würde die durchströmende Luft dann zu Pfeifgeräuschen füh­ren. Außerdem würde sich beim weiteren Öffnen der Drosselklappe 2 nach Passieren der parallelen Begrenzungskante der Einlaßöff­nung 31 abrupt ein größerer Drosselquerschnitt über die Einlaß­öffnung 31 ergeben.

[0013] Diese beiden Effekte werden jedoch durch den Körper 311 ver­hindert. Die in der Draufsicht dreieckförmige Form des Körpers 311 im Öffnungsquerschnitt der Einlaßöffnung 31 gewährleistet, daß die Drosselklappe 2 bei ihrer weiteren Öffnungsbewegung keine parallelen Kanten passiert. Lediglich an der Spitze des Dreiecks überfährt die Drosselklappe 2 eine minimale parallele Begrenzungskante. Diese spielt aber keine Rolle wegen ihrer "punktförmigen" Länge und wegen dem dabei vorhandenen großen Luftspalt zwischen der Randkante der Drosselklappe 2 und dem Öffnungsquerschnitt.

[0014] Die obere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 liegt in diesem Fall bereits oberhalb eines Drosselklappenwinkels α 1. Dieser definiert eine Zwischenstellung der Drosselklappe 2, oberhalb der der Einfluß einer parallelen Begrenzungskante der Einlaßöff­nung 31 keine Rolle mehr spielt.

[0015] Der Querschnitt der Einlaßöffnung 31 kann insbesondere jede be­liebige Form haben. Es muß nur gewährleistet sein, daß die Drosselklappe 2 im Bereich kleiner Drosselklappenwinkel keine parallelen Begrenzungskanten überfährt.

[0016] Wie in Figur 1 und 2 zu erkennen, hat die Auslaßöffnung 32 in der Draufsicht einen runden Querschnitt. Sie wird durch ein Rohrstück gebildet, das in einer Bohrung der Wandung des Dros­selklappenstutzens 1 steckt, ins Innere des Drosselklappenstut­zens 1 hineinragt und wie in Figur 1 ersichtlich, schräg abge­schnitten ist. Die Schnittebene bildet dabei mit der Längsachse des Drosselklappenstutzens einen mit der Spitze gegen den Luft­strom gerichteten spitzen Winkel. Dadurch entsteht gegenüber dem Hauptluftstrom Q ein Schild, in dessen Strömungsschatten alle Begrenzungskanten der Ausströmöffnung 32 liegen. So kann der über den Leerlauffüllungssteller 3 kommende Teilluftstrom T leichter in den Drosselklappenstutzen 1 einströmen, womit die Luftdurchsatzrate des Leerlauffüllungsstellers 3 verbessert wird.

[0017] Die Figur 3 zeigt ein Diagramm mit zwei Stellerkennlinien K1, K2. Dabei ist jeweils der Hauptluftsrom Q, gemessen in Kilo­gramm pro Stunde, über dem Drosselklappenwinkel α in Grad auf­getragen.

[0018] Die Stellerkennlinie (K1) ist ohne die erfindungsgemäße Ein­richtung aufgenommen, also ohne die Verwendung des Körpers 311 und des Rohrstücks 321. Die Drosselklappe 2 erreicht dann bei ihrer Öffnungsbewegung bei α gleich 10 Grad die untere, paral­lel verlaufende Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31 und bei α gleich 20 Grad die obere Begrenzungskante der Einlaßöffnung 31. Die Luftdurchsatzkennlinie K1 in Figur 3 zeigt dementspre­chend in diesem Winkelbereich von 10 bis 20 Grad eine Verfor­mung hin zu größeren Werten des Hauptluftstroms Q. Grund dafür ist die parallel verlaufende untere Begrenzungskante der Ein­laßöffnung 31 und der damit verbundenen abrupten Änderung des Drosselquerschnittes beim Überfahren dieser Begrenzungskante.

[0019] Die Stellerkennlinie K2 ist dagegen unter Verwendung des Kör­pers 311 und des Rohrstücks 321 aufgenommen. Sie zeigt, daß die Vermeidung von zur Drosselklappenrandkante parallel liegenden Begrenzungskanten der Einlaßöffnung 31 wieder eine gleichmäßig, parabelförmig verlaufende Stellerkennlinie ergibt, wie sie auch ohne Vorhandensein eines integrierten Leerlauffüllungsstellers 3 vorhanden wäre.

Ansprüche

1. Füllungssteller für ein Kraftfahrzeug
mit einem Drosselklappenstutzen (1),
mit einer in dem Drosselklappenstutzen schwenkbar gelagerten Drosselklappe (2),
mit Verbindungsöffnungen in der Wandung des Drosselklappenstut­zen (1) zum Anschluß eines Leerlauffüllungsstellers (3), die bei geschlossener Drosselklappe (2) - in Strömungsrichtung gesehen - vor bzw. hinter der Drosselklappe liegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine der beiden Öffnungen - nachfolgend die kritische Öff­nung genannt - wenigstens zum Teil in einem Abschnitt der Wan­dung liegt, der durch die Schließstellung und eine Zwischen­stellung der Drosselklappe (2) begrenzt ist, daß die Zwischen­stellung maximal 30 Grad von der Schließstellung entfernt ist und
daß der Öffnungsquerschnitt der kritischen Öffnung so gestaltet ist, daß die Drosselklappe (2) bei ihrer Öffnungsbewegung zwi­schen der Schließstellung und der Zwischenstellung keine zu ihrer Randkante parallel verlaufende Begrenzungskante dieses Öffnungsquerschnitts überfährt.

2. Füllungssteller nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs­querschnitt der kritischen Öffnung eine Rechteckfläche abzüglich der Fläche eines Dreiecks ist, wobei die Rechteckfläche zwei zu einer Längsachse des Drosselklappenstutzens (1) senkrechte Be­grenzungskanten hat und eine Seite des Dreiecks die der Schließ­stellung der Drosselklappe (2) nächstliegende Begrenzungskante der Rechteckfläche ist.

3. Füllungssteller nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs­querschnitt der kritischen Öffnung eine Rechteckfläche abzüglich der Fläche eines Kreisabschnitts ist, wobei die Rechteckfläche zwei zu einer Längsachse des Drosselklappenstutzens (1) senk­rechte Begrenzungskanten hat und die geradlinige Kante des Kreisabschnitts die der Schließstellung der Drosselklappe (2) nächstliegende Begrenzungskante der Rechteckfläche ist.

4. Füllungssteller nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die kritische Öffnung die Einlaßöffnung (31) des Füllungsstellers (3) ist.

5. Füllungssteller nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Drossel­klappenstutzen (1) ein Schild angeordnet ist, so daß alle Be­grenzungskanten der Auslaßöffnung in seinem Strömungsschatten bezüglich des über die Drosselklappe (2) kommenden Hauptluft­stroms (Q) liegen.

6. Füllungssteller nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöff­nung (32) einen kreisförmigen Querschnitt hat und der Schild dadurch gebildet ist, daß in der Auslaßöffnung ein Rohrstück (321) steckt, das in den Drosselklappenstutzen (1) ragt, wobei der in den Drosselklappenstutzen (1) ragende Teil schräg abge­schnitten ist.

Zeichnung