DE2339955C2

DE2339955C2 - Betätigungseinrichtung für die Vordrosselklappe eines Vergasers von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2339955C2
Application number: DE2339955A
Authority: DE
Inventors: David Ch. Dearborn Mich. Irish; Richard J. Farmington Mich. Junttonen
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1972-11-15
Filing date: 1973-08-07
Publication date: 1985-02-21
Also published as: JPS525647B2; US3752133A; DE2339955A1; JPS4980427A; GB1419602A; CA972240A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung für die Vordrosselklappe eines Vergasers von Brennkraftmaschinen der durch den Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.

Bei einer Betätigungseinrichtung dieser Art nach der DE-PS 22 34 276 ist der Thermoschalter für eine unter Kaltstartbedingungen der Brennkraftmaschine vorbestimmte Einschalttemperatur des Halbleiters von etwa 15°C geeicht, so daß beim Überschreiten dieser Umgebungstemperatur sofort die volle Heizleistung des Halbleiters für die Aufwärmung der Bimetallfeder zur Verfügung steht und somit die Vordrosselklappe ohne nachteilige Verzögerung augenblicklich geöffnet wird. Damit wird unter solchen Kaltstartbedingungen der Brennkraftmaschine ein höherer Schadstoffanteil in den Auspuffgasen vermieden, der bei einer langsameren Öffnung der Vordrosselklappe sonst als Folge einer dann entsprechend länger andauernden Zuleitung eines zu fetten Gemisches zu der Brennkraftmaschine auftreten würde. Die Verwendung eines Halbleiters mit positivem Temperaturkoeffizienten ergibt bei dieser Betätigungseinrichtung im übrigen die unveränderte Beibehaltung dieser vollen Heizleistung bis zum Erreichen einer oberen Grenztemperatur, bei welcher sich dann ein Schaltpunkt für den Halbleiter ausbildet, so daü bei allen höheren Temperaturen die durch den Halbleiter bewirkte zusätzliche Aufwärmung der Bimetallfeder dann mangels eines nennenswerten Stromdurchganges

aufgrund eines dann sehr hohen Widerstandes des Halbleiters entfällt und somit die Bimetallfeder bei der dann warmgelaufenden Brennkraftmaschine entsprechend geschont wird. Bei gegenüber der Einschalttemperatur des Thermoschalters niedrigeren Umgebungstemperaturen ist andererseits die Bimetallfeder allein für die verschiedenen Drehlagen der Vordrosselklappe maßgebend.

Aus der DE-PS 8 06 179 ist für eine gattungsfremde Betätigungseinrichtung für die Vordrosselklappe einer Vergasers von Brennkraftmaschinen bekannt, deren auch dabei durch eine Bimetallfeder beeinflußte Verstellbewegung aus der Schließstellung in die Öffnungsstelle mittels einer im Zündstromkreis der Brennkraftmaschine angeordneten Heizspirale zu beschleunigen, deren Wärmeabgabe bei betätigtem Zündschalter dabei auch noch durch einen vorgeschalteten Ohm'schen Widerstand verringert sein kann. Parallel zu dem Heizstromkreis dieser Heizspirale ist ein zweiter Ohm'scher Widerstand geschaltet, der über einen bei kalter Brennkraftmaschine geöffneten und nur ab einer bestimmten Warmlauftemperatur der Maschine oder alternativ einer bestimmten Temperatur der Auspuffgase geschlossenen Unterbrecherschaiter an den Heizstromkreis der Heizspirale für eine dann vorliegende Reihenanordnung mit deren einem Vorschaltwiderstand angeschlossen ist, so daß dann also die Wärmeabgabe der Heizspirale noch weiter verringert und somit das öffnen der Vordrosselklappc entsprechend weniger beschleunigt wird.

Abgesehen davon, daß diese gattungsfremde Betätigungseinrichtung unter Kaltstartbedingungen hinsichtlich der Aufwärmung der Bimetallfeder für eine Kleinhaltung der Schadstoffanteile in den Auspuffgasen der Brennkraftmaschine viel zu langsam reagiert und daher bei ihr wegen eines reichlich verzögerten öffnens der Vordrossclklappe über einen entsprechend längeren Zeitraum eine für die Kleinhaltung der Schadstoffanteile in den Auspuffgasen schädliche Zufuhr eines zu fetten Gemisches zu der Brennkraftmaschine stattfindet, tritt bei ihr auch noch ein merklicher Stromfluß durch die Heizspirale bei warmgelaufener Brennkraftmaschine auf, weil ja dann der Unterbrecherschalter mit einer Zuschaltung des einen Ohm'schen Widerstandes geschlossen ist.

Die durch den Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine Betätigungseinrichtung der angegebenen Gattung so auszubilden, daß die Kleinhaltung der Schadstoffanteile in den Auspuffgasen unter Kaltstartbcdingungen der Brennkraftmaschine auch für Umgebungstemperaturen weiter optimiert wird, die niedriger als die Einschalttemperatur des Thermoschalters liegen, bei deren Überschreitung sofort die volle Heizleistung des Halbleiters zum Aufwärmen der Bimetallfeder zur Verfügung stehen soll. In den Ansprüchen 2 und 3 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß mit dem Vorsehen des zweiten Halbleiters jetzt auch für Umgebungstemperaturen niedriger als die Einschalttemperatur des Thermoschalters die Vcrstellbewegung der Vordrosselklappe aus der Schließstellung in die Öffnungsstcllung unter Kaltstartbedingungen durch die sofortige Bereitstellung auch von dessen voller Heizleistung von dem Augenblick an beschleunigt wird, wo mit dem Starten der Maschine begonnen wird, also mit dem Drehen des Zündschlüssels die Fahrzeugbatterie an den elektrischen Starterkreis der Brennkraftmaschine angeschlossen wird. Der dabei

dann durch den vorgesehenen zweiten Halbleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten stattfindende Stromdurchgang setzt mithin unabhängig von einer vorbestimmten Umgebungstemperatur niedriger als die Einschaltlemperatur des Thermoschalters sofort die Abgabe von dessen voller Heizleistung frei, so daß die Bimetallfeder für ein beschleunigtes Öffnen der Vordrosselklappe bereits zu einem Zeitpunkt vorgewärmt wird, bevor ihre entsprechend stärkere Aufwärmung durch den Halbleiter beginnt, der seine Einschaltung durch den Thermoschalter erfährt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schemaüsch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch einen Vergaser, dessen Vordrosselklappe durch eine nach der Erfindung ausgebildete Betätigungseinrichtung beeinflußbar ist,

F i g. 2 eine Schnittansicht der Betätigungseinrichtung und

F i g. 3 in schaubildlicher Darstellung die Abhängigkeit der Innenimpedanz von der Innentemperatur bei einem Halbleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten.

Der in F i g. 1 gezeigte Vergaser kann als ein Vierfachvergaser ausgebildet sein und weist ein aus einem oberen Lufteintrittsstutzen 12, einem Mittelteil 14 und einem unteren Anschlußflansch 16 zusammengesetztes dreiteiliges Gehäuse auf, das an den Ansaugkrümmer 18 einer Brennkraftmaschine angeflanscht wird. In dem Mittelteil 14 sind zwei Ansaugrohre 20 ausgebildet, die an ihrem Einlaß 22 jeweils eine zur Ansaugung des Brennstoffs dienende Verengung aufweisen, deren Wirkung durch je ein Hilfsventuri 24 verstärkt wird. In dem oberen Lufteintrittsstutzen 12 ist eine Vordrosselklappe 28 mittels einer Welle 30 exzentrisch gelagert, die normal in einer bestimmten Öffnungslage gehalten und nur für den Kaltstart vorübergehend in eine Schließlage gedrückt wird. In dem unteren Anschlußflansch 16 ist eine Drosselklappe 36 angeordnet, die mittels einer Welle 38 zwischen einer im Leerlauf der Maschine eingenommenen Schließlage und einer weit geöffneten Drehlage drehbar ist.

Die Vordrosselklappe 28 ist mit einer Betätigungseinrichtung 40 ausgerüstet, die aus einem an dem Anschlußflansch 16 einstückig ausgebildeten Gehäuse 42 besteht, in welchem das eine Ende einer Welle 44 gelagert ist. Das andere Ende der Welle 44 ist durch ein Stehlager 46 gelagert und über eine Hebelübersetzung 48,50 mit der Drehwelle 30 der Vordrosselklappe 28 für eine synchrone Drehung verbunden. An dem in das Gehäuse vorstehenden Ende der Welle 44 ist ein L-förmiger Hebel 54 befestigt, dessen einer Hebelarm 56 mit der Kolbenstange 76 eines Kolbens 78 gelenkig verbunden und dessen anderer Hebelarm 58 an dem äußeren Ende 59 einer Bimetallfeder 60 befestigt ist. Der Kolben 78 ist in einer Bohrung 79 des Gehäuses 42 verschieblich, das über eine Leitung 80, deren Einlaßende 82 unmittelbar unterhalb der Drosselklappe 36 ausgebildet ist, einen Anschluß an den Ansaugkrümmer 18 aufweist, so daß der Kolben 78 ständig dem Saugdruck der Brennkraftmaschine ausgesetzt ist.

Die Bimetallfeder 60 ist innerhalb eines mittels eines aus einem Isoliermaterial bestehenden Dichtungsringes 64 abgeteilten Teilraumes mittels eines zu ihrer Befestigung vorgesehenen Domes 84 an einem gegen sie wirksamen Wärmestrahler 85 angeordnet, an welchem noch zwei verschieden große Halbleiter 86 und 87 mit positivem Temperaturkoeffizienten befestigt sind. Der Dichtungsring 64 weist eine von dem Hebelarm 58 durchgriffene bogenförmige Schlitzöffnung 62 und eine Bohrung 83 auf, über welche ein Anschluß an den zweiten Teilraum des Gehäuses 42 besteht i.i welchem eine Verbindui.gsleitung 68 zu dem Auspuffrohr der Brennkraftmaschine mündet. In dieser Verbindungsleitung 68 ist ein nicht näher gezeigter Vorwärmer angeordnet, so daß in das Gehäuse 42 ein heißer Luftstrom angesaugt wird, wenn sich nach dem Starten der Maschine in dem Ansaugkrümmer 18 ein bestimmter Saugdruck eingestellt hat Der angesaugte Luftstrom wird über nicht dargestellte Umgehungskanäle aus dem Gehäuse 42 abgeleitet Der beispielsweise aus Aluminium bestehende, topfförmig ausgebildete Wärmestrahler 85 ist am Boden eiiier Isolierkappe 90 derart befestigt daß die beiden Halbleiter 86 und 87 eine Anordnung in dem gebildeten Hohlraum erfahren und durch den Boden dieser Isolierkappe hindurch der eine Halbleiter 86 einen Anschlußkontakt 88 für einen normal auf Abstand angeordneten Schließkontakt 93 eines aus einem Bimetall gebildeten Thermoschalters 94 und der zweite Halbleiter 87 einen Anschlußkontakt 97 an eine mit dem Thermoschalter 94 gemeinsame Anschlußklemme 96 für ein Stromkabel erhält, das an die Lichtmaschine des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist. Der Thermoschalter 94 ist dabei mit seinem den Schließkontakt 93 tragenden Bimetall auf ein Ansprechen bei einer Umgebungstemperatur von etwa 18°C ausgebildet, so daß bei dieser Umgebungstemperatur sein Schließkontakt 93 zur Anlage an den Anschlußkontakt 88 des Halbleiters 86 gebracht wird und somit dann der beim Starten der Brennkraftmaschine aus der Lichtmaschine über die Anschlußklemme 96 zugeleitete Strom nicht nur direkt über den Anschlußkontakt 97 durch den Halbleiter 87, sondern indirekt auch über den dann betätigten Thermoschalter 94 durch den Halbleiter 86 fließen kann. Dieser den beiden Halbleitern 86 und 87 gemeinsame Stromkreis ist im übrigen über den Wärmestrahler 85 sowie ein an Masse liegendes Schutzgehäuse 92 der Isolierkappe 90 geschlossen.

Sobald Strom durch die beiden Halbleiter 86 und 87 fließt, findet nach dem Schaubild der F i g. 3 durch Joule'sche Wärme eine rasche Selbsterwärmung der Halbleiter stalt, wobei sich ihre Innenimpedanz über einen größeren Temperaturbereich praktisch nicht verändert.

Die Innenimpedanz der Halbleiter verbleibt vielmehr bis zum Erreichen einer oberen Grenztemperatur Ts von beispielsweise 121 "C nahezu konstant und erhöht sich danach sprunghaft, was zur Folge hat, daß oberhalb dieser mithin einen Schaltpunkt für die Halbleiter ergebenden oberen Grenztemperatur der weitere Stromfluß durch die Halbleiter praktisch aufhört und daher keine weitere Heizleistung abgegeben wird. Die von den beiden Halbleitern 86, 87 bei einem Stromdurchgang mithin sofort in voller Größe abgegebene Heizleistung bewirkt eine Aufwärmung des gegen die Bimetallfeder 60 wirksamen Wärmestrahlers 85, so daß die Bimetallfeder 60 auch unter ausgesprochenen Kaltstartbedingungen der Brennkraftmaschine eine entsprechend rasche Aufwärmung erfährt und somit unter Vermittlung des He-

bo bels 54. der Welle 44 und der Hebelübersetzung 48, 50 die öffnung der Vordrosselklappe 28 so stark beschleunigen kann, daß für die Auspuffgase ein minimaler Scnadstoffanteil zu erwarten ist. Sobald nach dem Warmlaufen der Brennkraftmaschine der gleich oder verschieden groß wählbare Grenztemperatur-Schaltpunkt der beiden Halbleiter 86 und 87 überschritten ist, entfallt dann wieder diese für die Bimetallfeder 60 zusätzlich vorgesehene Aufwärmung, womit dann die Ver-

Stellbewegung der Vordrosselklappe 28 nur noch unmittelbar durch die Bimetallfeder beeinflußt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

U)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungseinrichtung für die Vordrosselklappe eines Vergasers von Brennkraftmaschinen, mit einer in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur arbeitenden und mit der Drehwelle der Vordrosselklappe gekoppelten Bimetallfeder, deren auf die Vordrosselklappe einwirkende Schließkraft durch die Wärmeabgabe einer durch einen Halbleiter mit positivem Temperaturkoeffizienten gebildeten elektrischen Heizeinrichtung verringerbar ist, in deren Stromkreis ein auf eine vorbestimmte Umgebungstemperatur ansprechender Thermoschalter angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Halbleiter (37) mit positivem Tempera- !urkoeffizienten direkt in den Stromkreis des einen Halbleiters (86) eingeschaltet und für eine kleinere Wärmeabgabe bei Umgebungstemperaturen niedriger als die vorbestimmte Einschalttemperatur des Thermoschalters (94) ausgebildet ist.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbleiter (86, 87) einen gleichen oder verschieden großen, ihre maximale Wärmeabgabe bestimmenden Grenztemperatur-Schaltpunkt (Ts) aufweisen.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbleiter (86, 87) verschieden groß ausgebildet und gemeinsam an einem gegen die Bimetallfeder (60) wirksamen Wärmestrahler (85) angeordnet sind, der zusammen mit dem Thermoschalter (94) des dabei größer ausgebildeten einen Halbleiters (86) ständig in den Stromkreis der Lichtmaschine eingeschaltet ist.