DE9112119U1 - Anordnung von Drosselklappen im Saugrohr einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

ADAM OPEL AG 26. September 1991

6090 Rüsselsheim 8767 - Kü/kh

Anordnung von Drosselklappen im Saugrohr einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Drosselklappen zur Steuerung des Luftdurchsatzes im Saugrohr einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, wobei eine erste Drosseleinrichtung mechanisch und eine in Strömungsrichtung hinter der ersten Drosseleinrichtung angeordnete Zusatzdrosselklappe über eine elektronische Logik eines Steuergerätes angesteuert ist.

Eine solche Anordnung ist mit der DE-OS 32 10 808 bekannt geworden, wobei insbesondere die Zuverlässigkeit der mechanisch betätigten Drosselklappensteuerung mit der vielfältigen Beeinflußbarkeit einer elektronischen Drosselklappensteuerung verbunden werden soll.

Ein Saugrohr mit zwei Drosselklappenlagerungen ist aber relativ teuer und aufwendig in der Fertigung. Außerdem muß bei Verwendung einer Motorart für verschiedene Anwendungsbereiche, z. B. ein hubraumgleicher Motor in verschiedenen Leistungsbereichen, für jeden Anwendungsbereich ein besonderes Saugrohr gefertigt werden; ein Erfordernis, welches eine solche Maßnahme zusätzlich verteuert.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von Drosselklappen der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß sie wirtschaftlicher herstellbar ist und insbesondere auch vorteilhaft an Motoren anwend-

bar ist, die für verschiedene Leistungsanforderungen und damit zur Benutzung von verschiedenen Ansaugsystemen ausgelegt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zusatzdrosselklappe in einem von dem übrigen Saugrohr trennbaren Stutzen gelagert ist, an welchem unmittelbar ein Stellmotor für die Verstellung der Zusatzdrosselklappe befestigt ist.

Mit der DE-OS 39 39 198 ist zwar eine Drosselklappenanordnung dargelegt, bei welcher ebenfalls der Stellmotor unmittelbar an der elektrisch ansteuerbaren Drosselklappe angeordnet ist. Hier sind jedoch sowohl die elektrisch verstellbare als auch die mechanisch ansteuerbare Drosselklappe in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert. An einem Motor, der auch wahlweise mit nur einer mechanisch betätigten Drosselklappe ausgerüstet werden soll, bedarf es in diesem Falle eines gänzlich anderen Ansaugrohrs. Das erfordert erhöhten Produktions- und Lagerhaltungsaufwand.

Bei einer Anordnung nach der Erfindung aber ist das Saugrohr geteilt, wobei ein erster Teil des Saugrohres die mechanisch angesteuerte Drosselklappe oder auch eine erste Gruppe von mechanisch angesteuerten Drosselklappen aufnimmt, während der Stutzen, der ein zweites Teil des Saugrohres bildet, die Zusatzdrosselklappe aufnimmt und gleichzeitig den Stellmotor für diese .Zusatzdrosselklappe trägt. Der Stellmotor kann dabei an den Stutzen angeschraubt sein, es kann jedoch auch dessen Gehäuse unmittelbar an den Stutzen angegossen sein.

Selbstverständlich kann bei sogenannten Zwillings-Ansaugsystemen, wie sie beispielsweise bei Sechszylinder-Motoren benutzt werden, um jeweils drei Zylinder getrennt mit Luft zu versorgen, auch der zusätzliche Stutzen so ausgebildet sein, daß darin zwei Zusatzdrosselklappen neben-

einander auf einer Drosselklappenwelle angeordnet sind, wobei jeweils eine der Zusatzdrosselklappen einem der Zwillingsansaugsysteme zugeordnet ist. Dabei wirkt ein mit dem zusätzlichen Stutzen verbundener Stellmotor auf die Drosselklappenwelle, welche beide Zusatzdrosselklappen trägt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Saugrohr mit einer ersten Drosselklappe und einer Zusatzdrosselklappe, teilweise im Schnitt sowie schematisch die Steuerung der Zusatzdrosselklappe;

Fig. 2 einen Ansaugkrümmer eines Mehrzylindermotors mit einer Zweiergruppe erster Drosselklappen sowie einer Zusatzdrosselklappe, teilweise im Schnitt.

Das in Figur 1 dargestellte Saugrohr besteht aus einem Ansaugtrichter 1 und einem zusätzlichen Stutzen 2. Im Ansaugtrichter 1 ist eine Drosseleinrichtung, bestehend aus einer Drosselklappe 3 angeordnet, welche mechanisch über ein Gestänge bzw. einen Bowdenzug 4 von einem Gaspedal 5 betätigt werden kann.

Im Stutzen 2 ist eine Zusatzdrosselklappe 6 angeordnet. Diese ist mittels einer Koppelstange 7 direkt mit einem Stellmotor 8 verbunden, welcher unmittelbar an dem Stutzen 2 befestigt ist, in dem das Motorgehäuse und der Stutzen 2 ein einheitliches Werkstück bilden.

Sowohl die Drosselklappe 3 als auch die Zusatzdrosselklappe 6 sind in ihren beiden Extremstellungen gezeichnet, wobei die Offen-Stellung gestrichelt dargestellt ist. Daraus ist ersichtlich, daß sich die Drosselklappen

3, 6 in ihrem Radius überdecken können, ohne sich in ihrer Funktion zu stören.

Der Stellmotor 8 ist von einem Steuergerät 9 angesteuert, welches eine elektronische Logik zur Verarbeitung von Signalen verschiedener Sensoren bzw. anderer Steuergeräte enthält. Dem Steuergerät 9 werden beispielsweise Signale von einem ABS-Steuergerät 10 über die tatsächliche Drehgeschwindigkeit der angetriebenen und der nicht angetriebenen Räder, von einem Sensor 11 zur Erfassung der Motordrehzahl, von einem Bremslichtschalter 12 sowie von einem Sensor 13 zur Erfassung der Motortemperatur zugeführt. Ein Taster 14 ermöglicht das Ausschalten der Funktion des Steuergerätes. Ein Diagnosegerät 15 ermöglicht die Funktionskontrolle des Steuergerätes 9. Von dem Steuergerät 9 können auch Signale zu einem elektronischen Motormanagement 16 und/oder zu einer elektronischen Getriebesteuerung 17 geleitet werden. Eine gleichfalls erforderliche Stromversorgung für die Steuerung und den Stellmotor 8 ist nicht dargestellt.

In Figur 2 ist ein Saugrohr mit einem Ansaugtrichter 1', einem zusätzlichem Stutzen 2' sowie einem Ansaugkrümmer 18 dargestellt. Im Ansaugtrichter 1' ist eine Drosseleinrichtung, bestehend aus zwei Drosselklappen 3', 3'' einer Register-Ansauganlage untergebracht. Die Drosselklappen 3' und 3'' sind in üblicher Weise nacheinander öffnend mechanisch betätigbar. Dem Ansaugtrichter 1' nachgeschaltet ist der Stutzen 2' mit einer Zusatzdrosselklappe 6'. Diese wird betätigt von einem Stellmotor 8', welcher mittels einer Koppelstange 7' mit der Zusatzdrosselklappe 6' verbunden ist. Der Stellmotor 8' ist als gesondertes Bauteil unmittelbar an den Stutzen 2' angeschraubt .

Ein Ansaugkrümmer 18 verteilt die durch den Ansaugtrichter 1' und den Stutzen 2' einströmende Luft innerhalb

eines Sammelbehälters 19 auf die einzelnen Krümmerrohre 20 zu den Zylindern der Brennkraftmaschine. Der Stellmotor 8' ist ebenso wie in Figur 1 gezeigt von einem elektronisch arbeitenden Steuergerät 9 angesteuert, das hier jedoch nicht dargestellt ist.

Die Zusatzdrosselklappe 6 bzw. 6' wird von einer nicht dargestellten Rückzugfeder stets nachgiebig in Richtung Vollaststellung gehalten.

Im Normalfahrbetrieb wird die Leistung der Brennkraftmaschine allein über das Gaspedal 5 vermittels der Drosselklappe 3 bzw. den Drosselklappen 3', 3'' geregelt.

Tritt jedoch infolge fehlender Bodenhaftung der Räder, weil z. B. die Fahrbahn glatt ist oder weil infolge hoher Motorleistung das anstehende Drehmoment als Vortriebskraft nicht auf die Straße übertragen werden kann, ein unzulässiger Antriebsschlupf an einem oder mehreren Antriebsrädern auf, dann wird dies mittels der Radsensoren des an sich bekannten ABS-Steuergerätes 10 und des Steuergeräts 9 erkannt. Im Steuergerät 9 wird in Verbindung mit dem Signal über die Fahrgeschwindigkeit, welches durch die Radsensoren vom ABS-Steuergerät 10 geliefert wird, ein Signal geformt, welches den Stellmotor 8 veranlaßt, die Zusatzdrosselklappe 6 bzw. 6' um einen gewissen Betrag zu schließen, so daß unabhängig von einer Veränderung der Stellung des Gaspedals 5 die Brennkraftmaschine gedrosselt und somit der Schlupf an den Antriebsrädern auf ein zulässiges Maß reduziert wird.

Eine solche Regelung kann auf vielfältige Weise durch elektronische Mittel reaktionsfähig gemacht werden, indem z. B. ein Signal vom Bremslichtschalter 12 dazu benutzt wird, Raddrehzahldifferenzen beim Bremsen für die Antriebsschlupfregelung auszublenden; ein Signal der Motordrehzahl vom Sensor 11 setzt die Voraussetzungen zum Ein-

satz der Regelung; ein Signal der Motortemperatur vom Sensor 13 nimmt Einfluß auf die Regelgröße der Stellbewegung. Durch Signale vom Steuergerät 10 kann auch ein elektronisches Motormanagement 16 derart beeinflußt werden, daß z. B. ein verbessertes Abregelverhalten des Motors im Anfahrbereich bei Einsetzen der Regelfunktion der Zusatzdrosselklappe 6 erreicht wird. Ebenso kann durch ein Signal vom Steuergerät 10 Einfluß genommen werden auf das Verhalten einer elektronischen Getriebesteuerung 17.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich als besonderer Vorteil, daß eine elektronisch geregelte Zusatzdrosselklappe mit relativ geringem Aufwand in verschiedene Ansauganlagen einfügbar ist. Bei an sich gleichbauenden Motoren, die einmal mit einer elektronisch gesteuerten Zusatzdrosselklappe und ein anderes Mal ohne eine solche ausgerüstet werden, kann im Prinzip ein identisches Ansaugsystem Verwendung finden, indem lediglich anstelle des Stutzens 2 mit der Zusatzdrosselklappe ein Stutzen ohne eine Drosselklappe benutzt wird. Dadurch können alle weiteren Bauteile gleichbleiben und es tritt auch keine Veränderung in der Länge der Strömungswege ein. Wenn ein Verkürzen der Ansaugwege verträglich ist, kann auf den Stutzen ohne eine Drosselklappe verzichtet werden. Mit der baulichen Vereinigung des Stutzens 2 und des Stellmotors 8 ergibt sich die Möglichkeit der Vormontage dieser Teile und einer einfachen Justierung von Stellmotor 8 und Zusatzdrosselklappe 6. Die Verbindung zwischen Stellmotor 8 und Zusatzdrosselklappe 6 über eine einfache Koppelstange 7 ist außerordentlich betriebssicher. Dadurch wird auch schnelles Ansprechen gewährleistet.

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Anordnung von Drosselklappen im Saugrohr einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, wobei eine erste Drosseleinrichtung mechanisch und eine in Strömungsrichtung hinter der ersten Drosseleinrichtung angeordnete Zusatzdrosselklappe über eine elektronische Logik eines Steuergerätes angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzdrosselklappe (6) in einem vom übrigen Saugrohr (1) trennbaren Stutzen (2) gelagert ist, an welchem unmittelbar ein von dem Steuergerät (10) beaufschlagter Stellmotor (8) für die Verstellung der Zusatzdrosselklappe (6) befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drosseleinrichtung eine einfache Drosselklappe (3) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drosseleinrichtung eine Gruppe von Drosselklappen (3', 3'') umfaßt, die wie an sich bekannt registermäßig nacheinander öffnen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Mehrzylindermotoren, vorzugsweise Sechszylinder-Motoren, jeweils für die Hälfte der Zylinderzahl je eine Anordnung mit einer ersten Drosseleinrichtung und einer Zusatzdrosselklappe vorgesehen sind, wobei die Zusatzdrosselklappen nebeneinander auf einer gemeinsamen Drosselklappenwelle in einem gemeinsamen Stutzen gelagert sind und an dem Stutzen ein Stellmotor befestigt ist, welcher auf die gemeinsame Drosselklappenwelle wirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich-

net, daß das Gehäuse des Stellmotors (8) und der Stutzen (2) ein einheitliches Werkstück bilden.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Stellmotors (8') mit dem Stutzen (2') unmittelbar lösbar verbunden ist.