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Dokumentenidentifikation DE60117312T2 03.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001138895
Titel Drehschieber für Ottobrennkraftmaschine
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Suzuki, Osamu,K.K. Honda Gijutsu Kenkyusho, Wako-shi,Saitama, JP;
Takahashi, Yasushi,K.K. Honda Gijutsu Kenkyusho, Wako-shi,Saitama, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Aktenzeichen 60117312
Vertragsstaaten DE, ES, FR, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.03.2001
EP-Aktenzeichen 011065893
EP-Offenlegungsdatum 04.10.2001
EP date of grant 22.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.08.2006
IPC-Hauptklasse F02D 9/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F02M 9/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehkörper-Drosselventil für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und betrifft insbesondere ein Drehkörper-Drosselventil, welches einen Strömungswiderstand verringern kann, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiges gattungsgemäßes Drosselventil ist aus der US-A-4 271 096 bekannt. Weiterer Stand der Technik wird unten diskutiert:

Als Drehkörper-Drosselventile für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung wurden mehrere Ventile offenbart und in die Praxis umgesetzt, einschließlich eines, welches in der Veröffentlichung eines ungeprüften japanischen Gebrauchsmusters mit der Nr. H 4-47396 offenbart ist.

12 ist eine Vorderansicht (eine Pfeilansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie XII-XII von 13), welche einen vollständig geschlossenen Zustand eines Ventils eines Beispiels eines derartigen herkömmlichen Drehkörper-Drosselventils zeigt; 13 ist eine Querschnittsansicht, bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie XIII-XIII von 12; 14 ist eine ähnliche Querschnittsansicht, welche einen vollständig offenen Zustand des Ventils zeigt, und 15 ist eine Querschnittsansicht, welche einen halboffenen Zustand des Ventils zeigt.

In diesen Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 01 ein Ventilgehäuse. Weiterhin sind Einlasskanäle 02a, 02b im Inneren des Ventilgehäuses 01 ausgebildet. Im Inneren des Ventilgehäuses 01 ist ein zylindrischer Ausnehmungsabschnitt 02d ausgebildet, welcher eine Linie 04, die eine zentrale Achse 02c der Ansaugkanäle 02a, 02b kreuzt, als eine Achse desselben annimmt. Ein säulenartiges Ventilelement 03 ist in den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt derart eingepasst, dass das Ventilelement 03 um die Achse 04 drehbar ist. Das Ventilelement 03 ist mit einem Verbindungskanal 05 versehen, welcher veranlasst, dass der stromaufwärtige Einlasskanal 02a und der stromabwärtige Ansaugkanal 02b, die den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 02d des Ventilgehäuses 01 sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren.

Wandabschnitte 06a, 06b des Ventilelements 03, welche außerhalb des Verbindungskanals 05 angeordnet sind, sind in dem zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 02d des Ventilgehäuses 01 untergebracht, wenn sich das Drosselventil in dem vollständig geöffneten Zustand des Ventils befindet, welcher in 14 gezeigt ist. In 12 zeigt das Bezugszeichen 07 einen Strömungskanal zur Zeit eines Leerlaufs an.

In dem Drehkörper-Drosselventil ist die Strömung in dem vollständig geöffneten Zustand ideal, da es keine Hindernisse im Inneren des Strömungskanals gibt. Wenn das Ventil jedoch mit dem mittleren Öffnungsgrad geöffnet ist, wie in 15 gezeigt ist, wird, während außerhalb des Verbindungskanals 05 angeordnete Wandabschnitte 06a, 06b des Ventilelements 03 in das Innere des Strömungskanals vorragen, der zylindrische Ausnehmungsabschnitt 02d des Ventilgehäuses 01, welcher in dem vollständig geöffneten Zustand des Ventils die an der Außenseite des Verbindungskanals 05 angeordneten Wandabschnitte 06a, 06b aufnimmt, zu dem Strömungskanal geöffnet, und daher werden Wirbel a, b, c erzeugt, so dass der Strömungswiderstand vergrößert wird, welcher somit den Druckverlust erzeugt.

Die allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein gattungsgemäßes Drosselventil bereitzustellen, welches, verglichen mit dem Stand der Technik, weniger Wirbel erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch ein Drehkörper-Drosselventil für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung gelöst, bei welcher das Ventil ein Ventilgehäuse umfasst, in dessen Inneren ein Ansaugkanal mit einem Drehkörperausnehmungsabschnitt ausgebildet ist, welcher eine Linie, die eine zentrale Achse des Ansaugkanals kreuzt, als eine in der Mitte des Ansaugkanals ausgebildete Achse desselben annimmt, und ein Ventilelement in einer Drehkörpergestalt umfasst, welches drehbar in den Drehkörperausnehmungsabschnitt des Ventilgehäuses eingepasst ist, und wobei ein Verbindungskanal in dem Ventilelement ausgebildet ist, welcher einen stromaufwärtigen Ansaugkanal und einen stromabwärtigen Ansaugkanal, die den Drehkörperausnehmungsabschnitt des Ventilgehäuses sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren lässt. Der stromabwärtige Ansaugkanal verringert einen Querschnittsbereich desselben nach stromabwärts in einer Trichterform, und eine Nut, welche parallel zu einer ebenen Ebene ist, die eine Achse des stromaufwärtigen Ansaugkanals und eine Drehachse des Ventils umfasst, und welche eine Tiefe aufweist, die eine Dicke einer Ventilwand des Ventilelements nicht übersteigt, ist in wenigstens einem Abschnitt einer geneigten Wandfläche des stromaufwärtigen Ansaugkanals ausgebildet.

Zur Zeit eines Öffnens des Ventils mit dem mittleren Öffnungsgrad wird es möglich, die Wirbel in der in den Verbindungskanal eintretenden Strömung klein zu machen. Deshalb kann der Strömungswiderstand zur Zeit eines Öffnens des Ventils mit dem mittleren Öffnungsgrad verringert werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Drehkörper-Drosselventil für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung bereit, bei welcher das Ventil ein Ventilgehäuse umfasst, in dessen Inneren ein Ansaugkanal mit einem Drehkörperausnehmungsabschnitt ausgebildet ist, welcher eine Linie, die eine zentrale Achse des Ansaugkanals kreuzt, als eine in der Mitte des Ansaugkanals ausgebildete Achse desselben annimmt, und ein Ventilelement in einer Drehkörperform umfasst, welches drehbar in den Drehkörperausnehmungsabschnitt des Ventilgehäuses eingepasst ist, und wobei ein Verbindungskanal in dem Ventilelement ausgebildet ist, welcher einen stromaufwärtigen Ansaugkanal und einen stromabwärtigen Ansaugkanal, die den Drehkörperausnehmungsabschnitt des Ventilgehäuses sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren lässt. Ein Durchgangsloch, welches von dem Verbindungskanal des Ventilelements in eine Richtung gerichtet ist, die die Mittelachse des Verbindungskanals kreuzt und welches nur eine der drehbaren Außenflächen des Ventilelements erreicht, ist in dem Ventilelement ausgebildet. Weiterhin verringert der stromaufwärtige Ansaugkanal einen Querschnittsbereich desselben nach stromabwärts in einer Trichterform, und eine Nut, welche parallel zu einer ebenen Ebene ist, die eine Achse des stromaufwärtigen Ansaugkanals und eine Drehachse des Ventils umfasst, und welche eine Tiefe aufweist, die eine Dicke einer Ventilwand des Ventilelements nicht übersteigt, ist in wenigstens einem Abschnitt einer geneigten Wandfläche des stromaufwärtigen Ansaugkanals ausgebildet.

Gemäß diesem Aufbau können zur Zeit eines Öffnens des Ventils in dem mittleren Öffnungszustand des Ventils Wirbel klein gemacht werden. Deshalb kann der Strömungswiderstand verringert werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind im Zusammenhang mit den Zeichnungen im Folgenden erklärt.

1 ist eine Vorderansicht (eine Ansich ei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie I-I von 2), welche einen vollständig geschlossenen Zustand eines Ventils eines Drehkörper-Drosselventils einer ersten Ausführungsform zeigt, die nicht zu der Erfindung gehört und die nicht durch Anspruch 1 gedeckt ist.

2 ist eine Querschnittsansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie II-II von 1.

3 ist eine Querschnittsansicht, welche einen vollständig geöffneten Zustand des Drosselventils zeigt.

4 ist eine Querschnittsansicht, welche einen halboffenen Zustand des Drosselventils zeigt.

5 ist eine Querschnittsansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie V-V von 3.

6 ist eine Vorderansicht (eine Ansicht bei Betrachtung von einer Linie VI-VI von 7 aus), welche einen vollständig geschlossenen Zustand des Ventils eines Drehkörper-Drosselventils zeigt, das eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.

7 ist eine Querschittsansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie VII-VII von 6.

8 ist eine Querschnittsansicht, welche einen vollständig geöffneten Zustand des Drosselventils zeigt.

9 ist eine Querschnittsansicht, welche einen halboffenen Zustand des Drosselventils zeigt.

10 ist eine Querschnittsansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie X-X von 8.

11 ist eine Querschnittsansicht, welche den Zustand des mittleren Öffnungsgrades in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.

12 ist eine Vorderansicht (eine Ansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie XII-XII von 13), welche einen vollständig geschlossenen Zustand des Ventils eines Beispiels eines herkömmlichen Drehkörper-Drosselventils zeigt.

13 ist eine Querschnittsansicht bei Betrachtung in einer Pfeilrichtung von einer Linie XIII-XIII von 12.

14 ist eine Querschnittsansicht, welche einen vollständig offenen Zustand des Drosselventils zeigt.

15 ist eine Querschnittsansicht, welche einen halboffenen Zustand des Drosselventils zeigt.

Ausführungsform 1

Die 15 zeigen eine erste Ausführungsform eines Drehkörper-Drosselventils zum Zweck der Darstellung. Diese erste Ausführungsform ist weder Teil der vorliegenden Erfindung noch ist sie in irgendeiner Weise durch Anspruch 1 gedeckt.

In den 15 bezeichnet das Bezugszeichen 11 ein Ventilgehäuse, und Ansaugkanäle 12a, 12b sind in dem Inneren des Ventilgehäuses 11 ausgebildet. In dem Inneren des Ventilgehäuses 11 ist ein zylindrischer Ausnehmungsabschnitt 12d ausgebildet, welcher eine Linie 14, die eine zentrale Achse 12c der Ansaugkanäle 12a, 12b kreuzt, als eine Achse desselben annimmt. Ein säulenartiges Ventilelement 13 ist in den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt derart eingepasst, dass das Ventilelement 13 um die Achse 14 drehbar ist. Das Ventilelement 13 ist mit einem Verbindungskanal 15 versehen, welcher den stromaufwärtigen Ansaugkanal 12a und den stromabwärtigen Ansaugkanal 12b, die den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 12d des Ventilgehäuses 11 sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren lässt.

Wandabschnitte 16a, 16b des Ventilelements 13, welche außerhalb des Verbindungskanals 15 angeordnet sind, sind in dem zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 12d des Ventilgehäuses 11 untergebracht, wenn sich das Drosselventil in dem in 3 gezeigten vollständig geöffneten Zustand befindet. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 17 einen Strömungskanal zur Zeit eines Leerlaufs.

Obwohl der Aufbau dem Aufbau des Standes der Technik gleicht, welcher in Verbindung mit den 1215 erklärt wurde, ist in der in den 15 gezeigten ersten Ausführungsform ein Durchgangsloch 18 in dem Ventilelement 13 derart ausgebildet, dass das Durchgangsloch 18 von dem Verbindungskanal 15 des Ventilelements 13 in eine Richtung gerichtet ist, welche eine zentrale Achse 15a des Verbindungskanals kreuzt, durch eine 16a von zwei gegenüberliegenden Ventilwänden 16a, 16b verläuft und eine äußere Drehfläche des Ventilelements 13 erreicht.

Da die diskutierte erste Ausführungsform einen derartigen Aufbau hat, dann, wenn das Ventil, wie in 4 gezeigt ist, mit dem mittleren Öffnungsgrad geöffnet ist, wegen einer Strömung, welche den Verbindungskanal 15 durch das Durchgangsloch 18 erreicht, Wirbel a, c klein gemacht werden. Dementsprechend kann der Druckverlust, wenn das Ventil mit dem mittleren Öffnungsgrad geöffnet wird, verringert werden.

In dem Zustand der vollständigen Öffnung des Ventils, wie er in 4 gezeigt ist, ist, obwohl der Wirbel e im Inneren des Durchgangslochs 18 erzeugt wird, dieser Wirbel klein, und daher ist der Druckverlust außerordentlich gering. Wie weiterhin in 2 gezeigt ist, braucht nicht erwähnt zu werden, dass die Strömung durch die andere Ventilwand 16b in dem vollständig geschlossenen Zustand des Ventils unterbrochen wird.

Dabei ist eine Abmessung W des Durchgangslochs 18 in der zu der Achse 15a des Verbindungskanals 15 parallelen Richtung auf nicht weniger als ein Drittel eines Durchmessers D der Ansaugkanäle 12a, 12b und auf nicht mehr als zwei Drittel des Durchmessers D der Ansaugkanäle 12a, 12b eingestellt. Wenn die Abmessung W zwei Drittel des Durchmessers D übersteigt, wird der Wirbel e in dem in 3 gezeigten vollständig geöffneten Zustand des Ventils groß, und daher wird der Strömungswiderstand vergrößert, während dann, wenn die Abmessung W kleiner als ein Drittel ist, die Wirbel a, b, c zur Zeit eines Öffnens des Ventils mit dem in 4 gezeigten mittleren Öffnungsgrad, groß werden, und daher der Druckverlust vergrößert wird.

Zweite Ausführungsform

In den 610 bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein Ventilgehäuse, und Ansaugkanäle 22a, 22b sind im Inneren des Ventilgehäuses 21 ausgebildet. Im Inneren des Ventilgehäuses 21 ist ein zylindrischer Ausnehmungsabschnitt 22d ausgebildet, welcher eine Linie 24, die eine zentrale Achse 22c der Ansaugkanäle 22a, 22b kreuzt, als seine Achse annimmt. Ein säulenartiges Ventilelement 23 ist in den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt derart eingepasst, dass das Ventilelement 23 um die Achse 24 herum drehbar ist. Das Ventilelement 23 ist mit einem Verbindungskanal 25 versehen, welcher den stromaufwärtigen Ansaugkanal 22a und den stromabwärtigen Ansaugkanal 22b, welche den zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 22d des Ventilgehäuses 21 sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren lässt.

Außerhalb des Verbindungskanals 25 angeordnete Wandabschnitte 26a, 26b des Ventilelements 23 sind dann in dem zylindrischen Ausnehmungsabschnitt 22d des Ventilgehäuses 21 untergebracht, wenn sich das Drosselventil in dem in 8 gezeigten vollständig geöffneten Zustand des Ventils befindet. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 27 einen Strömungskanal zum Zeitpunkt eines Leerlaufs.

Der Aufbau gleicht dem Aufbau des Standes der Technik, welcher in Verbindung mit den 1215 erklärt wurde, und der ersten Ausführungsform, die mit Bezugnahme auf die 15 erklärt wurde. In dieser Ausführungsform weist jedoch, wie in 7 gezeigt ist, der stromaufwärtige Ansaugkanal 22a einen Querschnittsbereich desselben auf, welcher sich nach stromabwärts in einer Trichterform verringert. Weiterhin ist eine Nut, welche zu einer ebenen Ebene parallel ist, die eine zentrale Achse 22c des stromaufwärtigen Ansaugkanals und die Drehachse 24 des Ventils umfasst, in einem Abschnitt der geneigten Wandfläche ausgebildet. Eine Tiefe s dieser Nut 29 ist derart aufgebaut, dass sie eine Dicke t einer Ventilwand 26b des Ventilelements 23 nicht übersteigt.

Da diese Ausführungsform einen solchen Aufbau aufweist, kann zur Zeit eines Öffnens des Ventils mit dem mittleren Öffnungsgrad, wie in 9 gezeigt ist, der Wirbel b in der den Verbindungskanal 25 erreichenden Strömung klein gemacht werden kann, so dass der Strömungswiderstand zur Zeit eines Öffnens des Ventils mit dem mittleren Öffnungsgrad verringert werden kann. Obwohl ein Wirbel f an dem stromabwärtigen Ende der Nut 29 zur Zeit eines vollständigen Öffnens des Ventils erzeugt wird, wie in 8 gezeigt ist, ist dieser Wirbel klein, und daher ist der Druckverlust außerordentlich gering. Da weiterhin die Tiefe s der Nut 29 die Dicke t der Ventilwand 26b nicht übersteigt, wird der Strömungskanal vollständig in dem vollständig geschlossenen Zustand des Ventils abgeschlossen, wie in 7 gezeigt ist.

Dritte Ausführungsform

Im Folgenden ist 11 eine Querschnittsansicht, welche das Ventil in dem Zustand des mittleren Öffnungsgrads in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt. Auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform ist in dieser Ausführungsform ein Durchgangsloch 38 in dem Ventilelement 33 derart ausgebildet, dass das Durchgangsloch 38 von einem Verbindungskanal 35 eines Ventilelements 33 in die Richtung gerichtet ist, welche eine zentrale Achse 35a des Verbindungskanals 35 kreuzt, durch eine 36a von zwei gegenüberliegenden Ventilwänden 36a, 36b hindurch verläuft und eine äußere Drehfläche des Ventilelements 33 erreicht. Weiterhin sind auf dieselbe Weise wie in der zweiten Ausführungsform Nuten 39a, 39b, welche zu einer ebenen Ebene parallel sind, die eine zentrale Achse 32c eines stromaufwärtigen Ansaugkanals und eine Drehachse 34 des Ventils umfasst, und welche eine Tiefe aufweisen, die eine Dicke der Ventilwände 36a, 36b des Ventilelements 33 nicht übersteigen, in zwei Abschnitten der geneigten Wandfläche ausgebildet, welche an einem trichterartigen Einlasskanal 33a ausgebildet sind.

Wegen eines derartigen Aufbaus können in dem Zustand, in welchem das Ventil mit dem mittleren Öffnungsgrad geöffnet wird, alle Wirbel a, b, c klein gemacht werden. Deshalb kann der Strömungswiderstand verringert werden.

Auf die entsprechenden Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung wurde ein Fall erklärt, in welchem der zylindrische Ausnehmungsabschnitt in dem Ventilgehäuse ausgebildet ist und das säulenartige Ventilelement in den Ausnehmungsabschnitt eingepasst ist. Die Formen dieses Ausnehmungsabschnitts und Ventilelements wurden nicht besonders auf den Zylinder und die Säule beschränkt, und viele Drehkörperformen, wie z.B. eine Kugelform, eine Rohrform, eine konische Form und dgl. können auf die Erfindung je nach Zweck und Bedingungen angewendet werden.

Die Erfindung macht Wirbel, welche zur Zeit eines Öffnens eines Ventils mit dem mittleren Öffnungsgrad erzeugt werden, in einem Drehkörper-Drosselventil einer Brennkraftmaschine mit Funkenzündung klein, um den Strömungswiderstand zu verringern.


Anspruch[de]
  1. Drehkörper-Drosselventil für eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung, in welcher das Ventil ein Ventilgehäuse (21) umfasst, in dessen Inneren ein Ansaugkanal (22a, b; 32a, b) mit einem Drehkörperausnehmungsabschnitt (22d) ausgebildet ist, welcher eine Linie, die eine zentrale Achse (22c; 32c) des Ansaugkanals kreuzt, als seine in der Mitte des Ansaugkanals (22a, b; 32a, b) ausgebildete Achse annimmt, und ein Ventilelement (23; 33) in einer Drehkörperform umfasst, das in den Drehkörperausnehmungsabschnitt (22d) des Ventilgehäuses (21) drehbar eingepasst ist, und wobei ein Verbindungskanal (25; 35), welcher einen stromaufwärtigen Ansaugkanal (22a, 32a) und einen stromabwärtigen Ansaugkanal (22b, 32b), die den Drehkörperausnehmungsabschnitt (22d) des Ventilgehäuses (21) sandwichartig anordnen, miteinander kommunizieren lässt, in dem Ventilelement (22; 33) ausgebildet ist, wobei

    eine Querschnittsfläche des stromaufwärtigen Ansaugkanals (22a, 32a) in der stromabwärtigen Richtung in einer Trichterform reduziert ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsnut (29; 39a, b), welche zu einer ebenen Ebene parallel verläuft, die eine Achse (22c; 32c) des stromaufwärtigen Ansaugkanals (22a, 32a) und eine Drehachse (24; 34) des Ventils umfasst, und welche eine Tiefe (s) aufweist, die eine maximale Dicke (t) einer Ventilwand (26b; 36b) des Ventilelements (23; 33) nicht übersteigt, in wenigstens einem Abschnitt einer geneigten Trichterwandfläche des stromaufwärtigen Ansaugkanals (22a; 32a) ausgebildet ist.
  2. Drehkörper-Drosselventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchgangsloch (38), welches von dem Verbindungskanal (35) des Ventilelements (33) aus in eine Richtung gerichtet ist, die die zentrale Achse (35a) des Verbindungskanals (35) kreuzt, und welches nur eine der drehbaren Außenflächen des Ventilelements (33) erreicht, in dem Ventilelement (33) ausgebildet ist.
Es folgen 9 Blatt Zeichnungen






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