DE2551912A1 - Einrichtung zum verhindern einer schlagartigen verbrennung bei ottomotoren - Google Patents

Description

VDO 6 Frankfurt/Main

Adolf Schindling AG • ? „ Gräfstrasse 1o3

Einrichtung zum Verhindern einer schlagartigen Verbrennung bei Ottomotoren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verhindern einer schlagartigen Verbrennung bei Ottomotoren, insbesondere solchen mit hoher Verdichtung, in Kraftfahrzeugen, durch Verminderung der Füllung des Verbrennungsraumes.

Bekanntlich tritt bei Ottomotoren, wenn sie mit Kraftstoffen geringer Klopffestigkeit betrieben werden, ein schlagartiger Verbrennungsablauf auf, der auch als Klopfen oder Klingeln bezeichnet wird. Durch einen solchen Verbrennungsablauf werden die beweglichen Teile des Motors einer erhöhten Beanspruchung unterzogen, so daß die Lebenserwartung derart arbeitender Motoren im Vergleich zu solchen mit einem weichen Verbrennungsablauf erheblich sinkt. Zur Erhöhung der Klopffestigkeit der Kraftstoffe sind diesen bisher organische Metallverbindungen, Bleitetraäthyl, zugesetzt worden, deren Anteil nunmehr aus Gründen des Umweltschutzes beträchtlich vermindert werden soll. Infolgedessen ist beim Betrieb einer Vielzahl von Motoren mit entbleiten Kraftstoffen ein unerwünschter, schlagartiger Verbrennungsablauf zu erwarten.

Bekannte Maßnahmen zur Verminderung oder Unterbindung der Klopfneigung von Ottomotoren bestehen beispielsweise im Einsetzen niedrigerer Kolben und/oder im Hoch-

709822/0Λ18

setzen des Zylinderkopfes. Auf diese Weise wird die Verdichtung und damit der Oktanzahlbedarf des Motors verringert. Derartige Maßnahmen sind jedoch äußerst zeit- und kostenaufwendig. Andere, weniger aufwendige Maßnahmen, wie Veränderung der Zündkerzeneintauchtiefe, Zündzeitpunktverstellung, gesteigerte Kühlung und anderes mehr haben den Nachteil, dass mit ihnen der Oktanzahlbedarf des Motors nur verhältnismäßig geringfügig herabgesetzt werden kann.

Bei Motoren mit einer Kraftstoffeinspritzanlage kann darüber hinaus durch Verringerung der eingespritzten Kraftstoffmenge die Füllung des Verbrennungsraumes und damit der Oktanzahlbedarf des Motors herabgesetzt werden. Diese Maßnahme läßt sich ohne ins Gewicht fallenden Aufwand durchführen. Da jedoch die meisten Kraftfahrzeug-Ottomotoren ohne Kraftstoffeinspritzanlage betrieben werden, läßt sich diese Maßnahme nur bei verhältnismäßig wenigen Kraftfahrzeugen anwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Maßnahmen anzugeben und eine Einrichtung zu schaffen, mit denen bzw. der ohne oder allenfalls mit geringem Aufwand der Oktanzahlbedarf von Ottomotoren in einfacher Weise und dem erforderlichen Umfang herabgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das die Drosselklappe mit einem Betätigungsorgan verbindende Gestänge ein elastisch verformbarer Hohlkörper eingeschaltet ist, dessen Innenraum mit dem unterdruck-

709822/0A18

seitigen Teil der Saugleitung in Verbindung steht.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme, wird erreicht,daß de~ Verbrennungsraum bei jeder Motorbelastung über der Drehzahl um einen bestimmten, vorgegebenen Betrag weniger gefüllt wird als bei dem gleichen Wert ohne Vorhandensein der erfindungsgemäßen Einrichtung. Durch diese Füllungsverminderung wird die Verdichtung und damit der Oktanzahlbedarf des Ottomotors verringert und eine schlagartige Verbrennung des Kraftstoffgemisches sicher unterbunden.

Da der bestimmte Betrag, um den der Verbrennungsraum weniger gefüllt wird, durch den Aufbau des Hohlkörpers und seine wirksamen Abmessungen ohne Schwierigkeiten vorgegeben werden kann, kann die Einrichtung in weiten Grenzen den unterschiedlichsten Anforderungen angepasst werden. So ist es beispielsweise möglich, einen Kraftfahrzeugottomotor, der mit hochoktanigem Kraftstoff, sogenanntem Superbenzin, betrieben werden muß, lediglich durch Einbau der Einrichtung auf klopffreien Betrieb mit nisderoktanigen Kraftstoff, sogenanntem Normalbenzin, umstellen zu können. Ein besonderer Vorteil der Einrichtung besteht darin, dass sie ohne Änderungen am Motor, an der Zündung und anderen wesentlichen Aggregaten ohne Schwierigkeiten einbaubar ist. Ein weiterer erheblicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Einrichtung bei entsprechendem Aufbau jederzeit außer Betrieb gesetzt oder ohne Schwierigkeiten wieder ausgebaut werden kann. Damit eignet sie sich in besonders vorteilhafter Weise auch für Fahrzeuge mit einem Otto-

70 9822/0418

/f.

motor hohen Oktanzahlbedarfs, die während eines beschränkten Zeitraums mit niederoktanigem Kraftstoff betrieben werden müssen, wie dies beispielsweise bei Reisen in osteuropäischen Ländern der Fall sein kann oder beim Aufenthalt westeuropäischer Reisender in der Bundesrepublik Deutschland nach Einführung der Kraftstoffe mit geringem Bleitetraäthylgehalt. Ein weiterer Vorteil der Einrichtung besteht darin, dass sie äußerst billig ist und ihre Montage auch von ungeschultem Personal vorgenommen werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Hohlkörper ein Balg mit einem gummielastischen Mantel vorgesehen. Ein derartiger Hohlkörper hat gegenüber anderen ebenfalls möglichen Ausführungsformen den Vorteil, daß er für die robusten Betriebsbedingungen im Kraftfahrzeug besonders gut geeignet ist.

Der Hohlkörper kann unmittelbar in das Gestänge eingeschaltet werden - dies bringt den Vorteil eines besonders kompakten, bauteilarmen Aufbaus mit sich - oder mittelbar. Letzteres ist zwar im allgemeinen etwas bauteilaufwendiger zu realisieren, jedoch besteht die Möglichkeit, die Einrichtung im Bedarfsfall wesentlich leichter außer Betrieb setzen und den Hohlkörper an einer leicht zugänglichen Stelle anbringen zu können.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist bei mittelbar in das Gestänge eingeschaltetem Hohlkörper ein Teil des Gestänges teleskopartig ausgebildet und sind an den relativ zueinander beweglichen Teilen des Teleskops jeweils

709822/0418

Mittel zum Befestigen des Hohlkörpers vorgesehen. Bei einer solchen Ausführungsform kann die Einrichtung in einfacher V/eise durch axial unverschiebliche Verbindung beider Teleskopteile außer Betrieb gesetzt werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist im Zuge des Gestänges ein Bowdenzug vorgesehen, auf den der elastisch verformbare Hohlkörper im Sinne einer unterschiedlich starken Annäherung der Befestigungspunkte des Bowdenzugs einwirkt. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn zwischen der Drosselklappe und dem Betätigungsorgan bereits ein Bowdenzug vorhanden ist, was in vielen Fällen zutrifft.

Um die Einrichtung in einfacher Weise außer Betrieb setzen zu können, sind am zweckmäßigsten die beiden Stirnseiten des Hohlkörpers über ein feststellbares Kupplungselement miteinander verbunden.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform, bei der sich der Hohlkörper unmittelbar im Zuge des Gestänges befindet

Figur 2 die Seitenansicht einer Ausführungsform der Einrichtung, bei der .der Hohlkörper mittelbar in das Gestänge eingeschaltet ist

Figur 3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform, bei der der Hohlkörper mittelbar in das Gestänge eingeschaltet

709822/0^18

Figur 4 eine Seitenansicht einer anderen

Ausführungsform, bei der der Hohlkörper mittelbar in das Gestänge eingeschaltet ist.

Von dem Kraftfahrzeug-Ottomotor, dessen Klingeln oder Klopfen bei Verwendung niederoktanigen Kraftstoffs unterbunden werden soll, ist lediglich das Stück des vom Luftfilter zum Motor verlaufenden Ansaugrohres 1 dargestellt, in dem die' Drosselklappe 2 drehbar gelagert ist. Die Welle 3 der Drosselklappe 2 ragt an einem Ende aus dem Ansaugrohr 1 und trägt an diesem einen Hebel 4, an dem zum einen eine Feder 5 und zum anderen eine Zugstange 6 angreift, die mit dem Gaspedal 7 des Kraftfahrzeugs in Verbindung steht. Die Zugstange 6 ist in zwei Teile 6a und 6b unterteilt, von denen jedes an der Stirnseite eines Hohlkörpers 8 in Form eines gummielastischen Balgs 9 befestigt ist. Der Innenraum des Hohlkörpers 8 steht über eine Schlauchleitung 1ö mit dem unterdruckseitgen Ende des Ansaugrohres 1 in Verbindung. Zur Außerbetriebsetzung der Einrichtung sind zwei jeweils mit einem Langloch 11 versehene, an den Anlenkstellen der Teile 6a und 6b am Hohlkörper 8 befestigte Bügel 12 und 13 vorhanden, deren zum Hohlkörper 8 parallele Schenkel mittels Schrauben 14 unverschieblich gegeneinander fixiert werden können.

Zur Erläuterung der Wirlungsweise der Einrichtung sei davon ausgegangen, daß die Schrauben 14 gelöst sind, die beiden Stirnseiten des Hohlkörpers 8 also gegeneinander bewegbar sind. Wird nun auf das Gaspedal 7 in Pfeilrichtung Druck ausgeübt, so verschiebt sich das Zugstangenteil 6b

709822/041*

nach rechts und aufgrund des im Hohlkörper 8 herrschenden Unterdrucks auch das Zugstangenteil 6a. Infolgedessen wird die Drosselklappe 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Drehzahl des Motors erhöht sich.

Durch die Verschw.enkung der Drosselklappe 2 im Uhrzeigersinn verringert sich aber der Unterdruck im Ansaugrohr 1 und damit auch im Hohlkörper 8. Die Folge ist, daß das Gestängeteil 6a durch die Feder 5 etwas nach links gezogen und die Drosselklappe 2 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Dadurch erhöht sich der Unterdruck im Hohlkörper 8 wieder etwas. Dieser Regelvorgang ist beendet, wenn sich die durch den Unterdruck hervorgerufene Zugkraft des Hohlkörpers 8 auf das Gestängeteil 6a und die der Feder 5 auf das gleiche Gestängeteil das Gleichgewicht halten. In diesem Zustand ist die Füllung des Verbrennungsraumes des Motors um einen bestimmten Betrag kleiner als bei gleicher Motorbelastung und Drehzahl, wenn die Gestängeteile 6a und 6b unmittelbar miteinander verbunden sind.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 wirkt der einseitig befestigte Hohlkörper 8 auf einen Bowdenzug 15, der den Hebel 4 mit dem Gaspedal 7 verbindet. Diese Ausführungsfonm besitzt besondere montagetechnische Vorteile. Die Einrichtung kann in einfacher Weise durch Aushängen des Bügels 16 und Einhängen eines Bügels zwischen Bowdenzug 15 und starres Lager des Hohlkörpers.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist das Gestänge 6 in zwei starre Teile 17 und 18 und ein teleskopartig ausgebildetes Teil 19 unterteilt. An jedes der beiden Elemente

709822/0418

- ti -

19α und 19b des teleskopartigen Teils 19 ist ein Haltearm 2o bzw. 21 für den Hohlkörper 8 angeschraubt. Zur Außerbetriebsetzung der Einrichtung befinden sich im Element 19a zwei zueinander fluchtende Radialbohrungen 22 und im Element 19b eine Radialbohrung 23 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Sperrstiftes.

Die Wirkungsweise der beiden zuletzt beschriebenen Einrichtungen ist analog zu derjenigen, die in Figur 1 dargestellt ist.

Da bei nahezu allen Ottomotoren der Anschlußstutzen 24 am Ansaugrohr 1 bereits vorhanden ist, ist die Montage der erfindungsgemäßen Einrichtung äußerst einfach und insbesondere ohne spahnabhebenden Arbeitsgang durchführbar.

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführung, die nahezu den gleichen Aufbau besitzt wie die in Figur 3, ist^der Hohlkörper 8 über einen Bowdenzug 24 mit dem Gestänge 6¹ und zwar mit dem teleskopartig ausgebildeten Teil 19 verbunden. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Hohlkörper an einem gestängefernen Ort befestigt werden kann.

Zur Einstellung der für jedes Fahrzeug optimalen Füllungsund damit Verdichtungsverringerung ist nach einem weiteren Gedanken der Erfindung eine Feder vorgesehen, die gegen die bewegliche Stirnseite des Hohlkörpers wirkt. In Figur 4 ist eine solche Feder mit 25 bezeichnet. Die Einstellung kann durch Auswechseln der Feder 25 oder, was besonders vorteilhaft ist, durch Mittel zum Verändern ihrer Vorspannung erfolgen. Solche Mittel sind beispielsweise eine Gegenlagerplatte 26, die mit Schrauben 27 in längsaxialer Richtung verschiebbar ist.

709822/0418

Claims (9)

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Verhindern einer schlagartigen Verbrennung bei Ottomotoren, insbesondere solchen mit
hoher Verdichtung, in Kraftfahrzeugen, durch Verminderung der Füllung des Verbrennungsraumes, dadurch gekennzeichnet, daß in das die Drosselklappe (2) mit einem Betätigungsorgan (7) verbindende Gestänge (6,6·', 15) ein elastisch verformbarer Hohlkörper (8) eingeschaltet ist, dessen Inneraum mit dem unterdruckseitigen Teil der Saugleitung (1) in Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlkörper (8) ein Balg (9) mit einem gummielastischen .Mantel vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (8) unmittelbar in das
Gestänge (6) eingeschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (8) mittelbar in das
Gestänge (6»,15) eingeschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Gestänges (6·) teleskopartig ausgebildet ist und an den relativ zueinander beweglichen Teilen (I9a, 19b) des Teleskops (19) jeweils Mittel (2o, 21) zum Befestigen des Hohlkörpers (8) vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des Gestänges ein Bowdenzug (15) vorgesehen

709822/0418

ORIGINAL INSPECTED

ist, auf den der elastisch verformbare Hohlkörper (8) im Sinne einer unterschiedlich starken Annäherung der Befestigungspunkte des Bowdenzugs (15) einwirkt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten des Hohlkörpers (8) über ein feststellbares Kupplungselement (11, 12, 13, 14) miteinander in Verbindung stehen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (8) über einen Bowdenzug (24) mit dem Gestänge (6¹) in Verbindung steht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des für jeden Motor optimalen Füllungsgrades eine Feder (25) vorgesehen ist, die gegen eine bewegliche Strinseite des Hohlkörpers (B) wirkt.

1o. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (26, 27) zum Verändern der Vorspannung der Feder (25) vorhanden sind.

709822/0A18