DE4135806A1

DE4135806A1 - IC engine throttle valve body

Info

Publication number: DE4135806A1
Application number: DE19914135806
Authority: DE
Inventors: Claudio Zaccherini; George Robertson
Original assignee: Weber SRL
Current assignee: Weber SRL
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1992-05-07
Also published as: GB9122821D0; BR9104794A; FR2668544A1; GB2249348A; IT9053356V0; IT220664Z2; IT9053356U1

Abstract

The throttled body for an internal combustion engine fuel supply device comprises a conduit (3) for the passage of air or air-fuel mixture. A throttle valve (4) is located along the conduit (3) and has a shutter disc (5) oscillating about an axis (6) perpendicular to the conduit axis (7), commencing from a closed position in which the disc (5) substantially closes the conduit (3) and forms a given angle (alpha o) with the conduit axis (7). The portion (10) of the conduit (3) immediately downstream from the disc (5) in the closed position presents a larger section than the portion (11) of the conduit (3) immediately upstream from the disc (5), so as to produce, at the section separating the two portions, an annular shoulder (12) lying substantially in a plane forming the given angle (alpha o) with the conduit axis (7).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung für eine Kraftstoffversorgungsanlage eines Motors mit interner Verbrennung, insbesondere in der Ausführung mit einem elektromagnetischen Ventil zur Dosierung und Zerstäubung des Kraftstoffs.The invention relates to a flow body a throttle device for a fuel supply system an engine with internal combustion, especially in the Version with an electromagnetic valve for dosing and atomization of the fuel.

Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung der oben ge nannten Ausführung bestehen im wesentlichen aus einem Rohr mit einem Kanal für Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch und einem im Kanal befindlichen Drosselschieber, der eine Drossel klappe aufweist, die um eine senkrecht zur Achse des Kanals stehende Achse schwenkbeweglich ist und die so ausgelegt ist, daß sie im geschlossenen Zustand im wesentlichen den Kanal verschließt und mit der Achse des Kanals einen vorgegebenen Winkel bildet.Flow body with a throttle device of the above ge called execution consist essentially of a tube with a channel for air or air-fuel mixture and a throttle valve located in the channel, which is a throttle flap that is perpendicular to the axis of the channel standing axis is pivotable and which is designed so that they are essentially the channel when closed closes and with the axis of the channel a predetermined Forms an angle.

Die schwenkbewegliche Drosselklappe ist an einer Welle be festigt, die von einer Steuervorrichtung zum Einstellen der Welle und damit auch der Drosselklappe in einem bestimmten Winkel betrieben wird, und die so die Versorgung des Motors durch den Kanal mit einer vorbestimmten Menge Luft oder Ge misch für die unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Motors ermöglicht.The swiveling throttle valve is on a shaft strengthened by a control device for adjusting the Shaft and thus also the throttle valve in a certain Angle is operated, and so the supply of the motor through the channel with a predetermined amount of air or Ge mix for the different operating conditions of the Motors enables.

Die Form und die Größe der Drosselklappe ist normalerweise so gewählt, daß sie im geschlossenen Zustand einen Winkel von etwas weniger als 90° mit der Achse des Kanals bildet.The shape and size of the throttle valve is usually like this chosen to have an angle of forms slightly less than 90 ° with the axis of the channel.

Drosselklappen in der oben beschriebenen Ausführung haben zahlreiche Nachteile.Have throttle valves in the version described above numerous disadvantages.

So bilden sich mit der Zeit Kohlenstoffablagerungen im Kanal abschnitt strömungsabwärts von der Drosselklappe aufgrund der Abgase, die in der zur Luft bzw. dem Gemisch entgegenge setzten Richtung in den Kanal strömen. Diese Kohlenstoff ablagerungen führen dazu, daß sich eine harte Schicht auf der inneren Oberfläche des Kanals bildet, wobei die Dicke der Schicht entlang der Achse des Kanals variiert und sie ihre maximale Dicke in dem Bereich direkt strömungsabwärts von der Drosselschieberklappe hat.In this way, carbon deposits form in the sewer over time section downstream of the throttle valve due to the Exhaust gases opposed to the air or the mixture flow direction in the channel. This carbon Deposits result in a hard layer on the inner surface of the channel forms, the thickness of the Layer varies along the axis of the channel and they their maximum thickness in the area directly downstream of the Throttle valve has.

Diese Schicht engt so den Durchlaß ein, durch den die Luft oder das Gemisch im Kanal strömt, da dieser Durchlaß für ei nen vorgegebenen Drosselklappenwinkel durch die Oberflächen der Drosselklappe und des Kanals bestimmt wird. Daraus ergibt sich, daß für jeden Drosselklappenwinkel weniger als die rechnerisch vorgegebene Fluidmenge geliefert wird. Dies ist ein besonders ernstes Problem im Falle eines sehr kleinen Durchlaßquerschnitts, d. h. bei Leerlaufgeschwindigkeit, da dann der Motorbetrieb durch eine reduzierte Versorgung mit Gemisch (oder Luft) besonders beeinträchtigt wird. This layer constricts the passage through which the air passes or the mixture flows in the channel, since this passage for egg NEN predetermined throttle angle through the surfaces the throttle valve and the channel is determined. It follows yourself that for each throttle angle less than that the calculated amount of fluid is delivered. This is a particularly serious problem in the case of a very small one Passage cross-section, d. H. at idle speed because then the engine operation through a reduced supply with Mixture (or air) is particularly affected.

Die Versorgungseinrichtung kann an eine Vorrichtung zur Leer laufgeschwindigkeitsteuerung angeschlossen werden, um eine ausreichende Versorgung mit Luft oder Gemisch durch den Kanal bei minimaler Motorgeschwindigkeit zu gewährleisten. Dies ist jedoch nur möglich durch Einstellen der Drosselklappe in einem anderen Winkel als dem rechnerisch vorgesehenen. Um tatsächlich eine ausreichende Versorgung für eine bestimmte Motorgeschwindigkeit zu gewährleisten, muß das Stellglied der Steuervorrichtung die Drosselklappe auf einen größeren Öff nungswinkel bringen als ohne Kohlenstoffschicht erforderlich wäre. Folglich ergibt sich, daß, wenn eine ausreichende Ver sorgung mit Luft oder Gemisch für alle Betriebsbedingungen des Motors erreicht werden soll, die Drosselklappe in einem anderen als dem ursprünglich vorgesehenen Betriebsbereich arbeiten muß, in welchem das Verhältnis zwischen der Änderung in der Versorgung und dem Drehwinkel der Drosselklappe nicht mehr mit dem rechnerisch vorbestimmten übereinstimmt und, was noch wichtiger ist, nicht konstant bleibt.The supply device can be connected to a device for emptying speed control can be connected to a adequate supply of air or mixture through the duct to ensure at minimum engine speed. This is but only possible by adjusting the throttle valve in at an angle other than the calculated one. Around actually sufficient care for a particular one To ensure motor speed, the actuator of the Control device the throttle valve to a larger opening bring angle than required without carbon layer would. As a result, if sufficient ver supply with air or mixture for all operating conditions of the engine is to be achieved, the throttle valve in one other than the originally intended operating area must work in which the relationship between the change not in the supply and the angle of rotation of the throttle valve more in line with what is calculated and what more importantly, does not remain constant.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung in der oben kurz beschriebenen Aus führung bereitzustellen, der so aufgebaut ist, daß er die oben genannten Nachteile nicht aufweist, d. h. im besonderen einen Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung, der auch nach längerem Betrieb der Vorrichtung für Luft oder Gemisch in der rechnerisch vorgegebenen Menge sorgt, um eine aus reichende Versorgung des Motors, insbesondere bei minimaler Motorgeschwindigkeit, zu gewährleisten.It is an object of the invention to have a flow body a throttle device in the briefly described above to provide leadership that is structured so that it the does not have the disadvantages mentioned above, d. H. in particular a flow body with a throttle device, which also after prolonged operation of the device for air or mixture in the arithmetically predetermined amount to make one out adequate supply of the motor, especially with minimal Motor speed to ensure.

Durch die Erfindung wird ein Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung für eine Kraftstoffversorgungsanlage eines Motor mit interner Verbrennung geschaffen, bei welchem der Durchströmkörper im wesentlichen aus einem Kanal zum Durch strömen von Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch und aus einem sich im Kanal befindlichen Drosselschieber besteht, der eine Drosselklappe aufweist, die um eine senkrecht zur Achse des Kanals stehende Achse schwenkbeweglich ist, beginnend aus der geschlossenen Stellung, in der die Drosselklappe im wesent lichen den Kanal verschließt und einen vorgegebenen Winkel mit der Achse des Kanals bildet. Dieser Durchströmkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Kanals, der bei geschlossenen Drosselklappe unmittelbar strömungsabwärts von der Drosselklappe gelegen ist, einen größeren Querschnitt hat als der Bereich des Kanals unmittelbar strömungsaufwärts von der Drosselklappe, um in dem Abschnitt, der die beiden Be reiche trennt, eine Ringschulter zu bilden, die im wesent lichen in einer Ebene liegt, die den vorgegebenen Winkel mit der Achse des Kanals bildet.The invention provides a flow body with a Throttle device for a fuel supply system Engine with internal combustion created, in which the Flow body essentially from a channel for passage flow out of air or air-fuel mixture and out of one there is a throttle valve in the channel, one Throttle valve, which is perpendicular to the axis of the Channel standing axis is pivotable, starting from the closed position, in which the throttle valve essentially Lichen closes the channel and a predetermined angle forms with the axis of the channel. This flow body is characterized in that the area of the channel which at closed throttle valve immediately downstream of the throttle valve is located, has a larger cross section than the area of the channel immediately upstream from the throttle valve to move in the section that the two Be rich separates to form a ring shoulder, which is essentially Lichen lies in a plane with the predetermined angle the axis of the channel.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the invention result from and the following description of several embodiments the drawing to which reference is made. In the drawing demonstrate:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den gemäß der Erfindung zentralen Bereich des Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung, in welchem der Kanal für Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch ausgeformt ist; Figure 1 is a schematic longitudinal section through the central area of the flow body according to the invention with a throttle device, in which the channel for air or an air-fuel mixture is formed.

Fig. 2 ein vergrößertes Detail aus Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1;

Fig. 3 und 4 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 2, jedoch mehreren Änderungen in der Ausführungsform im Vergleich zu Fig. 2; FIGS. 3 and 4 the same section as Figure 2, but a plurality of changes in the embodiment in comparison with Fig. 2.

Fig. 5 und 6 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 1 und 2 in dem Zustand, in dem sich der Kanal des Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung nach längerem Betrieb der Ver sorgungseinrichtung gemäß der Erfindung befindet. FIGS. 5 and 6 the same section as Fig. 1 and 2 according to the invention is in the state, the channel of the Durchströmkörper sorgungseinrichtung in which a throttle device after prolonged operation of the Ver.

Der Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung ist gemäß der Erfindung für die Verwendung in einer Kraftstoffversor gungsanlage eines Motors mit interner Verbrennung ausgelegt, insbesondere in der Ausführung mit einem elektromagnetischen Ventil zur Dosierung und Zerstäubung des Kraftstoffs. Ein Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung in dieser Aus führung besteht im wesentlichen aus einem plattenförmigen Element 1, das an einem Rohr 2 angebracht ist, in dem ein Kanal 3 für den Durchlaß von Luft oder eines Luft-Kraftstoff- Gemisches in Pfeilrichtung ausgeformt ist. Der Kanal 3 endet normalerweise in einem Krümmer (wird nicht gezeigt), der mit den Zylindern in Verbindung steht.The flow body with a throttle device is designed according to the invention for use in a fuel supply system of an engine with internal combustion, in particular in the version with an electromagnetic valve for metering and atomizing the fuel. A flow body with a throttle device in this imple mentation consists essentially of a plate-shaped element 1 , which is attached to a tube 2 , in which a channel 3 is formed for the passage of air or an air-fuel mixture in the direction of the arrow. Channel 3 normally ends in a manifold (not shown) that communicates with the cylinders.

Der Durchströmkörper mit einer Drosseleinrichtung enthält auch einen Drosselschieber 4, der im Kanal 3 sitzt und ei ne Drosselklappe 5 aufweist, die um eine senkrecht zur Läng sachse 7 des Kanals 3 stehende Achse 6 schwenkbeweglich ist. Die Drosselklappe 5 ist schwenkbeweglich von der geschlosse nen Stellung (Fig. 1) aus, in der die Drosselklappe 5 den Kanal 3 im wesentlichen verschließt und mit der Achse 7 des Kanals 3 einen vorgegebenen Winkel αo (Fig. 1) einnimmt.The flow body with a throttle device also contains a throttle slide 4 , which sits in the channel 3 and has a throttle valve 5 , which is pivotable about an axis 6 perpendicular to the longitudinal axis 7 of the channel 3 . The throttle valve 5 is pivotally movable from the closed position ( FIG. 1), in which the throttle valve 5 essentially closes the channel 3 and assumes a predetermined angle αo ( FIG. 1) with the axis 7 of the channel 3 .

Gemäß der Erfindung hat der Kanalbereich 10 unmittelbar strömungsabwärts von der Drosselklappe 5 einen größeren Quer schnitt als der Kanalbereich 11 unmittelbar strömungsaufwärts von der Drosselklappe 5 (Fig. 1), um in dem Abschnitt "f" (Fig. 1), der die Kanalbereiche 10 und 11 trennt, eine Ring schulter 12 zu bilden, die im wesentlichen in einer Ebene liegt, die den vorgebenen Winkel αo mit der Achse 7 des Kanals 3 bildet.According to the invention, the channel area 10 immediately downstream of the throttle valve 5 has a larger cross-section than the channel area 11 immediately upstream of the throttle valve 5 ( FIG. 1), in the section "f" ( FIG. 1), which the channel areas 10th and 11 separates to form an annular shoulder 12 which lies substantially in a plane which forms the predetermined angle αo with the axis 7 of the channel 3 .

Die Drosselklappe 5 ist im Kanal so angebracht, daß, wenn sie sich in der geschlossenen Stellung (Fig. 1) befindet, die Schnittebene "f", die die Ringschulter 12 enthält, zwischen den Ebenen der Oberseite "s" und der Unterseite "i" der Drosselklappe 5 liegt. Zwar liegt in Fig. 1 die Schnittebene "f" in gleichen Abstand von der Oberseite "s" und der Unter seite "i", es ist jedoch jegliche Ausbildung zwischen den beiden Grenzformen, die in Fig. 3 und 4 gezeigt werden, mög lich. In Fig. 3 liegt die Unterseite "i" der Drosselklappe 5 im wesentlichen in der Schnittebene "f", wohingegen in Fig. 4 die Oberseite "s" der Drosselklappe 5 in der Schnittebene "f" liegt. The throttle valve 5 is mounted in the channel so that when it is in the closed position ( Fig. 1), the cutting plane "f", which contains the annular shoulder 12 , between the planes of the top "s" and the bottom "i "the throttle valve 5 is located. Although located in Fig. 1, the sectional plane "f" in the same distance from the top of "s" and the bottom "i", but it is any training between the two boundary shapes are shown in Figs. 3 and 4, possible, please include . In FIG. 3, the underside "i" of the throttle valve 5 lies essentially in the sectional plane "f", whereas in FIG. 4 the upper side "s" of the throttle valve 5 lies in the sectional plane "f".

Die Oberfläche 13, die die Drosselklappe 5 seitlich begrenzt, entspricht einem Teil einer zylindrischen Oberfläche, wobei die Zylinderachse im wesentlichen mit der Achse 7 des Kanals 3 zusammenfällt, wenn die Drosselklappe 5 sich in der ge schlossenen Stellung befindet.The surface 13 which laterally delimits the throttle valve 5 corresponds to part of a cylindrical surface, the cylinder axis essentially coinciding with the axis 7 of the channel 3 when the throttle valve 5 is in the closed position.

Darüber hinaus weist der Kanalbereich 11 strömungsaufwärts von der Drosselklappe 5 eine bessere Oberflächenvergütung auf als der Kanalbereich 10 stromabwärts von der Drosselklappe 5.In addition, the channel region 11 upstream of the throttle valve 5 has a better surface finish than the channel region 10 downstream of the throttle valve 5 .

Der oben beschriebene Durchströmkörper mit einer Drosselein richtung arbeitet auf die folgende Weise:
Während des Motorbetriebs wird auf bekannte Weise für eine Versorgung mit Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Kanal gesorgt.The flow body described above with a throttle device works in the following way:
During engine operation, a supply of air or air-fuel mixture through the duct is provided in a known manner.

Die Menge an Luft oder Luft-Kraftstoff-Gemisch zur Versorgung des Motors wird durch den Drosselschieber 4 auf die Weise geregelt, daß die Drosselklappe 5 in einen vorbestimmten Winkel zur Achse 6 geschwenkt wird. Aus der geschlossenen Stellung der Drosselklappe, die durch den Winkel αo gekenn zeichnet ist (Fig. 1), werden die verschiedenen Betriebszu stände durch Verkleinerung dieses Winkels hergestellt.The amount of air or air-fuel mixture for supplying the engine is regulated by the throttle valve 4 in such a way that the throttle valve 5 is pivoted at a predetermined angle to the axis 6 . From the closed position of the throttle valve, which is characterized by the angle αo ( Fig. 1), the various operating conditions are made by reducing this angle.

In bestimmten Betriebszuständen wird im Kanal 3 ein rückwärts gerichteter, dem Luft- oder Gemischstrahl entgegenströmender Gasstrom erzeugt. Dieser Gasstrom, der schwebende Kohlen stoffpartikel enthält, strömt in der oben beschriebene Richtung in den Kanalbereich 10. Wenn der Gasstrom auf die Unterseite "i" der Drosselklappe 5 und auf die den Bereich 10 oder 11 trennende Ringschulter 12 trifft, setzen sich die Kohlenstoffpartikel in der Mulde, die aus der Ringschulter 12 und der Oberfläche des Bereichs 10 gebildet wird, ab. Fig. 5 und 6 zeigen einen Querschnitt der Kohlenstoffschicht 14, die sich nach längerem Betrieb der Einrichtung niedergeschlagen hat. Wie in Fig. 6 gezeigt, führt die Kohlenstoffschicht 14 für alle vorgegebenen Winkel α der Drosselklappe 5 (auch bei einem sehr kleinem Winkel, wie er bei minimaler Motorge schwindigkeit eingestellt wird) im wesentlichen zu keiner Verkleinerung des ringförmigen Durchlasses "p" entlang des Kanals. Wie Fig. 6 gleichfalls zeigt, wird der Querschnitt des Durchlasses nur durch die seitliche Oberfläche 13 der Drosselklappe 5 und die Oberfläche im Kanalbereich 11 be stimmt, wobei sich auf diesen Oberflächen praktisch kein Kohlenstoff anlagert. Dagegen bildet sich eine Kohlenstoff schicht 14 in der Mulde, die von der Ringschulter 12 und der Oberfläche des Kanalbereichs 10 gebildet wird. Die Dicke dieser Schicht 14 in der Mulde hat keinen Einfluß auf den Querschnitt "p" des ringförmigen Durchlasses.In certain operating states, a backward-directed gas stream flowing counter to the air or mixture jet is generated in channel 3 . This gas stream, which contains floating carbon particles, flows in the direction described above into the channel region 10 . When the gas flow hits the underside "i" of the throttle valve 5 and the annular shoulder 12 separating the area 10 or 11 , the carbon particles settle in the depression which is formed from the annular shoulder 12 and the surface of the area 10 . FIGS. 5 and 6 show a cross section of the carbon layer 14, which has been reflected after prolonged operation of the device. As shown in Fig. 6, the carbon layer 14 for all predetermined angles α of the throttle valve 5 (even at a very small angle, as is set at minimum engine speed) substantially no reduction in the annular passage "p" along the channel . As Fig. 6 shows also, the cross section of the passage will be true only by the lateral surface 13 of the throttle valve 5 and the surface in the channel region 11 with virtually no carbon accumulates on these surfaces. In contrast, a carbon layer 14 forms in the trough, which is formed by the annular shoulder 12 and the surface of the channel region 10 . The thickness of this layer 14 in the trough has no influence on the cross section "p" of the annular passage.

Der erfindungsgemäße Durchströmkörper mit einer Drosselein richtung überwindet deshalb die oben erwähnten Nachteile, die sich bei den bisher gekannten Ausführungen typischerweise zeigen. Insbesondere bewirkt die Erfindung eine konstante Luft- oder Gemischversorgung durch Kanal 3, ungeachtet der Motorgeschwindigkeit, insbesondere auch bei minimaler Motor geschwindigkeit. Darüber hinaus sorgt die Erfindung für die Beibehaltung des vorgeplanten Verhältnisses zwischen der Ver änderung der Luft- oder Gemischversorgung und dem Drosselwin kel α, ungeachtet der Betriebsdauer des Durchströmkörpers.The flow body according to the invention with a Drosselein device therefore overcomes the disadvantages mentioned above, which are typically shown in the previously known designs. In particular, the invention effects a constant air or mixture supply through channel 3 , regardless of the engine speed, especially at a minimum engine speed. In addition, the invention ensures the maintenance of the pre-planned ratio between the change in the air or mixture supply and the Drosselwin angle α, regardless of the operating time of the flow body.

Claims

1. flow body with a throttle device for a fuel supply system of an engine with internal combustion, the body consisting essentially of a channel ( 3 ) for passage of air or an air-fuel mixture and from a throttle valve located in the channel ( 4 ) There is a throttle valve ( 5 ) which is pivotable about an axis ( 6 ) of the channel perpendicular to the axis ( 7 ), starting from the closed position in which the throttle valve ( 5 ) essentially closes the channel and a predetermined Forms an angle (αo) with the axis ( 7 ) of the channel, characterized in that the area of the channel which, when the throttle valve ( 5 ) is closed, immediately downstream of the throttle valve ( 5 ) has a larger cross-section than the area of the channel immediately upstream of the throttle valve ( 5 ) in order to form an annular shoulder ( 1 2 ) to form, which lies essentially in a plane which forms the predetermined angle (αo) with the axis ( 7 ) of the channel.

2. flow body with a throttle device according to claim 1, characterized in that the throttle valve ( 5 ) is mounted so that the above-mentioned plane through the annular shoulder ( 12 ) between the upper side (s) and the underside (i ) of the throttle valve.

3. flow body with a throttle device according to claim 1 or 2, characterized in that the throttle valve ( 5 ) laterally delimiting surface ( 13 ) forms part of a cylindrical surface, the cylinder axis substantially with the axis ( 7 ) of the The channel collapses when the throttle valve ( 5 ) is in the closed position.

4. flow body with a throttle device according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of the channel region ( 11 ) upstream of the throttle valve ( 5 ) has a better surface finish than the surface in the channel region ( 10 ) downstream of the throttle valve ( 5 ).

5. flow body with a throttle device according to one of the preceding claims, characterized in that the channel ( 3 ) in a tubular metal die-cast part ( 2 ) is formed.