DE1926181A1 - Device for regulating the temperature of a hot air / cold air mixture - Google Patents

Device for regulating the temperature of a hot air / cold air mixture

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Description

Vorrichtung zum Regeln der Temperatur eines Warmluft-Kaltluftgemisches Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur des aus Warmluft und Kaltluft gebildeten Gemisches, das von einem mit flüssigem Brennstoff betriebienen Verbrennungsmotor angesaugt wird.Device for regulating the temperature of a hot air / cold air mixture The invention relates to a device for regulating the temperature of the hot air and cold air formed mixture operated by one with liquid fuel Internal combustion engine is sucked in.

Bekairntlich muß man den Zustand eines Luft-Brennstoff-;;-emisches, um den unterschiedlichen klimatischen Bedingungen Rechnung zu tragen, unter denen der mit flüssigem Brennstoff betriebene Fahrzeiigmotor zu arbeiten hat, in der Weise regeln, daß auch bei den tiefsten in Frage kommenden Außentemperaturen der Zustand innerhalb der Grenzen liegt, bei denen eine Zündung sichergestellt ist.It is well known that one must determine the state of an air-fuel - ;; - emic, to take into account the different climatic conditions under which the liquid fuel vehicle engine has to work in the way regulate that even at the lowest possible outside temperatures the condition lies within the limits at which ignition is ensured.

Wenn die Außentemperatur höher liegt, dann liegt die Zündfähigkeit des Luft-Brennstoffgmisches etwas oberhalb des minimalen Wertes. Wenn man sich in der Nähe dieses mil-limalen Wertes in jedem Fall halten muß - sei es aus Gründen eines t,ünstigen Wirkungsgrades, sei es um VorcschriLIen über die Vermeidung der Verunreinigung der A-tmosnblare zu genügen -, so ist es erforderlich, die Temperatur des angesaugten Gemisches möglichst unabhängi¼ vorL den klimatischen Bedingungen zu halten. Das bedeutet, kurz gesagt, daß man die Temperatur des zugei¼1'rten Iiuftgemisches regeln muß.If the outside temperature is higher, then the ignitability is of the air-fuel mixture slightly above the minimum value. When you are in must keep close to this mil-limal value in any case - be it for reasons one t, unfavorable degree of efficiency, be it about rules about the avoidance of the Pollution of the A-tmosnblare is sufficient - so it is necessary to adjust the temperature of the sucked-in mixture as independently as possible of the climatic conditions to keep. In short, this means that the temperature of the air mixture added must regulate.

E'ar eine derartige Regelung bietet sich ein Verfahren an, bei den man zu der Luft, die man gewöhnlich unter der Motorhaube entnimmt und deren Temperatur im gleichen Naße abnimmt wie die Außentemperatur, eine geeignete Menge erwärmter Luft hinzumischt. Dabei kann die Erwärmung dieser Luft durch Wärmeaustausch mit den beim Betrieb des Motors entstandenen Verbrennungsgasen erfolgen. Die Mischung wird erhalten mittels einer Klappe, die mehr oder weniger die Zuleitung der warmen oder der kalten Luft versperrt und die durch ein Gerät gesteuert wird, das auf die Temperatur anspricht, und zwar: entweder auf die Temperatur unter der Motorhaube und die Zuleitung der Warmluft umso mehr freigibt, als die Temperatur unter der Motorhaube geringer ist; oder auf die Temperatur der Luft, die vom Vergaser angesaugt wird, wobei die Klappe für die Warmluft geöffnet wird, wenn diese Temperatur absinkt.E'ar such a scheme is a method in which one to the air that one usually under the Removes the bonnet and whose temperature decreases to the same extent as the outside temperature, a suitable one Amount of heated air is added. This air can be heated by heat exchange take place with the combustion gases generated during operation of the engine. The mixture is obtained by means of a flap that more or less feeds the warm or the cold air and which is controlled by a device that is on the Temperature responds, namely: either on the temperature under the bonnet and the supply of hot air is released all the more than the temperature is below the Bonnet is lower; or the temperature of the air drawn in by the carburetor the flap for the warm air is opened when this temperature drops.

Die erste Lösung hat den Nachteil, nicht anzusprechen, wenn die Temperatur der erwärmten Luft in Abhängigkeit vom Betrieb des Fahrzeuges schwankt und besonders beim Kaltstart; in der Tat hängt die Stellung der Klappe nur von der Temperatur unter der Motorhaube ab, die nur sehr langsam mit der Temperatur der im Notor verbrannten Gase ansteigt.The first solution has the disadvantage of not responding when the temperature the heated air fluctuates depending on the operation of the vehicle and especially at cold start; in fact, the position of the flap depends only on the temperature under the bonnet, which burned very slowly with the temperature of the in the notor Gases increases.

Die zweite Lösung nimmt im Gegensatz dazu auf die verschiedenen Betriebszustände des Rotors Rücksicht, aber leidet an einem anderen Mangel. Um grundsätzlich zu vermeiden, etwa ein Luftfilter sowohl in der Warmluft als auch in der Kalt luft zuführung einzubauen und um die Regelvorrichtung von den vom Notor ausgehenden Schwingungen freizuhalten, setzt man die Regelvorrichtung vor das Filter, das sich in der Gemischleitung befindet. Die DIischung von Kaltluft und Warmluft muß also den Weg durchlaufen, der die Regelvorrichtung vom Vergaser trennt, daraus ergibt sich, daß die erwärmte Luft, wenn die Temperatur unter der Motorhaube gering ist, Wärme an die kältere Umgebung abgibt und am Vergaser mit einer wesentlich herabgesetzten Temperatur ankommt.In contrast, the second solution takes the various operating states into account respect of the rotor, but suffers from another deficiency. In order to avoid For example, installing an air filter in both the warm air and the cold air supply and to keep the control device free from the vibrations emanating from the notor, the control device is placed in front of the filter, which is located in the mixture line. The mixture of cold air and warm air must therefore go through the path that the control device separates from the carburetor, it follows that the heated air, when the temperature under the hood is low, heat to the colder environment releases and arrives at the carburetor with a significantly reduced temperature.

Das Ziel der Erfindung ist der Aufbau einer Vorrichtung zum Regeln der Temperatur des von einem mit flüssigem Brennstoff betriebenen Verbrennungsmotor angesaugten Gemisches, bei dem die Nachteile der beiden vorgenannten Systeme vermieden werden.The aim of the invention is to build a device for regulating the temperature of the internal combustion engine powered by liquid fuel sucked mixture, in which the disadvantages of the two aforementioned systems are avoided will.

Gemäß der Erfindung wirken auf ein die Zuteilung warmer und kalter Luft bestimmendes Gerät in gleichem Sinne zwei Elemente ein5 von denen das eine unter dem Einfluß der Temperatur der Außenluft, das andere unter dem der Temperatur des erhaltenen Gemisdies stehen.According to the invention, the allocation is warmer and colder Air-determining device in the same sense two elements one5 of which one under the influence of the temperature of the outside air, the other under that of the temperature of the mixture obtained.

Dabei ergibt sich, daß die Temperatur des erhaltenen Gemisches am Ausgang der Regelvorrichtung umso höher ist, als die Außentemperatur niedriger ist, derart daß trotz der auf einem Wärmeaustausch beruhenden Wärmeverluste, die sich auf dem Weg zwischen der Regelvorrichtung und der BLnrichtung zur Zuteilung der Luft, die beispielsweise als Vergaser ausgebildet ist, die Luft in der Zuteilnngseinrichtng mit einer möglichst gleichbleibenden Temperatur ankommt, Eine bevorzugte Außführnngsform der neuen Vorrichtung sieht eine Mi6chknmmer vor mit einer Einführung für Warmluft und einer Einführung für Kaltluft, wobei das bewegliche Eleient, welches die Zuteilung bewirkt, durch zwei Schalen gebildet wird aie die Form von Eugelkalotten haben und auf einem gemeinsamen Schwinghebel angeordnet sind, der im gleichen Sinne unter dem Einfluß von zwei :Elementen steht und um eine Achse derart drehbar ist, daß in einer bestimmten Betriebsstellung eine der genannten Schalen die Zufuhrleitung für die Frischluft absperrt und die andere die Zufuhr der Warmluft freigibt, während die beiden Schalen im anderen Extremfalle und unter anderen Betriebsverhältnissen umgekehrt arbeiten. Weitere ,Jesonderheiten der Erfindung seien erläutert anhand der Zeichnungen, auf denen Fig. 1 in einem Längs schnitt durch die Achse des Schwinghebels eine Ausführungsform der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt, während Fig. 2 ein quer dazu verlaufender Schnitt entsprechend der Linie 2-2 von Fig. 1 ist; Fig. 3 zeigt in größerem Maßstab und perspektivisch eine Einzelheit des Schwinghebels; Fig. 4 zeigt im einzelnen, wie eine Schale auf einem Are des Schwinghebels angebracht ist.It turns out that the temperature of the mixture obtained on The output of the control device is higher as the outside temperature is lower, such that despite the heat losses based on a heat exchange, the on the way between the control device and the BLnrichtung to allocate the Air, which is designed as a carburetor, for example, the air in the distribution device arrives at a temperature that is as constant as possible, a preferred embodiment The new device provides a nurse with an inlet for warm air and an inlet for cold air, wherein the movable element, which the distribution causes, is formed by two shells aie have the shape of spherical caps and are arranged on a common rocker arm, which is in the same sense below the influence of two: elements and can be rotated around an axis in such a way that that in a certain operating position one of said shells is the supply line for the fresh air closes and the other releases the supply of warm air while the two shells in the other extreme case and under different operating conditions work in reverse. Further, special features of the invention will be explained with reference to of the drawings in which Fig. 1 in a longitudinal section through the axis of the rocker arm represents an embodiment of the control device according to the invention, while FIG. 2 is a cross-section along line 2-2 of FIG. 1 is; Fig. 3 shows, on a larger scale and in perspective, a detail of the rocker arm; Fig. 4 shows in detail how a shell is attached to an area of the rocker arm is.

In ein Gehäuse 1 münden drei Rohre: zwei davon liegen in derselben Ebene, das mit 2 bezeichnete führt die Kaltluft, das mit 3 bezeichnete die Warmluft zu, das dritte Rohr 4 verläuft senkrecht zu der Ebene, die von den Achsen der beiden anderen Rohre gebildet wird ; durch das Rohr 4 tritt das Luftgemisch aus.Three tubes open into a housing 1: two of them lie in the same Level, the one labeled 2 carries the cold air, the one labeled 3 the warm air too, the third tube 4 is perpendicular to the plane formed by the axes of the two other tubes is formed; the air mixture exits through the pipe 4.

Auf einem Schwinghebel 7 sitzen zwei Schalen r, und 6, die die Form von Kugelkalotten haben und dazu dienen, die Rohre 2 bzw. 3 abzudecken. Der Schwinghebel 7 ist frei um eine Achse 8 drehbar, die mit der Achse des Rohres 4 zusammenfällt. Der Schwinghebel 7 ist in den fest im Gehäuse 1 sitzenden Lagern 9 und 10 frei drehbar ;ola»fvort.On a rocker arm 7 sit two shells r, and 6, which the shape of spherical caps and serve to cover tubes 2 and 3 respectively. The rocker arm 7 is freely rotatable about an axis 8 which coincides with the axis of the tube 4. The rocker arm 7 is freely rotatable in the bearings 9 and 10, which are firmly seated in the housing 1 ; ola »fvort.

Mif jedes Ende dieser Achse ist eine geschlitzte Schraubenmutter 11 aufgesetzt und eine Kontermutter 12. Jede der Schraubenmuttern 11 nimmt das innere Ende eines spiralförmigen Bi-Metallstreifens auf. Das äußere Ende des Bi-Metallstreifens 13 endet außerhalb des Gehäuses, das andere Ende des Bi-Metallstreifens 14 endet im Innern des Gehäuses, und zwar an der Einmündung des Rohres 4. Das Ende des Bi-Metallstreifens 13 ist an einer Stütze 15 befestigt, die an der Außenwand des Gehäuses 1 sitzt, während das äußere Ende des Bi-Metallstreifens 14 fest verbunden ist mit einem Blech 16, das einen Teil des Schwinghebels 7 bildet (vergleiche Fig. 1 und 3).Mif each end of this axis is a slotted nut 11 put on and a lock nut 12. Each of the nuts 11 takes the inner End of a spiral bi-metal strip. The outer end of the bi-metal strip 13 ends outside the housing, the other end of the bi-metal strip 14 ends inside the housing, at the confluence of the tube 4. The end of the bi-metal strip 13 is attached to a support 15 which sits on the outer wall of the housing 1, while the outer end of the bi-metal strip 14 is firmly connected to a sheet metal 16, which forms part of the rocker arm 7 (see FIGS. 1 and 3).

Die beiden Bi-Metallstreifen sind so ausgebildet und derart mit dem Gerät verbunden, daß eine Erhöhung der Temperatur der Bi-Metallstreifen eine Drehung des Schwinghebels 7 im Sinne des Pfeiles f¹ (Fig. 2) und damit im Sinne eines Abschlusses des die Warmluft zuleitenden Rohres 3 wirkt, indem es die Schale 6 dem Rohr 3 nähert, bis diese dasselbe abschließt.The two bi-metal strips are designed and so with the Device connected that an increase in the temperature of the bi-metal strip causes a rotation of the rocker arm 7 in the direction of arrow f¹ (Fig. 2) and thus in the sense of a conclusion of the pipe 3 which conducts the warm air acts by bringing the shell 6 closer to the pipe 3, until this completes the same.

Um einen guten Abschluß der Rohre 2 und 3 durch die Schalen 5 bzw. 6 zu sichern, sliid diese Schalen auf dem Schwinghebel 7 um ein bestimmtes Maß frei beweglich angebracht, wie dies in Fig. 4 erläutert ist; auf diese Weise sollen die unvermeidlichen Abweichungen zwischen dem Mittelpunkt der Kugeln, aus denen die Scheiben Ausschnitte darstellen, und der Achse des betreffenden Rohres ausgeglichen werden.To ensure a good closure of the pipes 2 and 3 by the shells 5 or 6 to secure these shells on the rocker arm 7 to a certain extent free movably mounted, as explained in Figure 4; in this way the inevitable deviations between the center of the balls that make up the Slices represent sections, and the axis of the pipe in question is balanced will.

Jede der beiden Schalen 9 und 6 wird mittels einer Feder 17 zwip>chen zwei Drehstücken 18 und 19 gehalten, deren Form ein Spiel der Schale zwischen zwei Endstellungen erlaub. imine mit a bezeichnebe Stellung ist in Fig. 4 dargestellt, die zweite hat man sich syrnmetrisci dazu vorzustellen.Each of the two shells 9 and 6 is sandwiched by means of a spring 17 two rotating pieces 18 and 19 held, the shape of which is a game of the shell between two End positions allowed. imine with a position is shown in Fig. 4, the second one has to imagine syrnmetrisci.

Eine andere wichtige Eigenschaft betrifft das statische Gleichgewicht des Steuergerätes, dessen wesentliche Teile der Schwinghebel 7 und die Schalen 5 und 6 sind, mit Xücksicht auf die Drehachse. Ein solches Gleichgewicht ist nötig, um Drehungen des Steuergerätes zu vermeiden, die durch Schwingungen entstehen könnten, welche von dem Fahrzeug übertragen werden, auf dem sich das Steuergerät befindet.Another important property concerns the static equilibrium of the control device, the essential parts of which are the rocker arm 7 and the shells 5 and 6, with X regard to the axis of rotation. Such a balance is necessary to prevent the control unit from rotating, which could be caused by vibrations, which are transmitted by the vehicle on which the control unit is located.

Dieses Gleichgewicht wird dadurch hergestellt, daß der Schwerpunkt des Steuergerätes auf der Achse 8 liegt. Han kann dies durch ein Gegengewicht erreichen, oder wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine sinnige Anordnung der Elemente, die den Schwinghebel 7 bilden, in bezug auf die Achse, auf der er mittels der Löcher 20 und 21 gehalten wird, die sich in den Blechen 16 bzw. 22 befinden. Diese Bleche bilden Teile des Schwinghebels, indem der an dieser Stelle gewundene Stab 23 mittels der Hülsen 24 am Blech 16 festgehalten wird.This balance is established by having the center of gravity of the control unit is on axis 8. Han can do this with a counterweight, or, as in the illustrated embodiment, by a sensible arrangement of the elements that make up the rocker arm 7, with respect to the axis on which it is held by means of holes 20 and 21 located in sheets 16 and 22, respectively. These metal sheets form parts of the rocker arm, in which the sinuous at this point Rod 23 is held on sheet 16 by means of sleeves 24.

Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist folgende: Es sei zunächst das Vorliegen einer konstanten Außentewperatur betrachtet. Diese bestimmt unter Vermittlung des äußeren Bi-hetallstreifens 13 die Winkelstellung der Achse 8 und gleichzeitig die "Einstellung des inneren Bi-Metallstreifens 14. Durch diese Eins-tellung wird eine Regeltemperatur bestimmt, bei der der Bi-Metallstreifen 14 gerade die Stellung hat, um den Zutritt von Warmluft zu öffnen oder zu schließen, in dem Maße, als die Temperatur des Gemisches die Tendenz hat, abzufallen oder anzusteigen.The mode of operation of the device shown is as follows: Let it be first consider the presence of a constant outside temperature. This determines with the mediation of the outer bi-metal strip 13, the angular position of the axis 8 and at the same time the "setting of the inner bi-metal strip 14. By this A control temperature is determined at which the bi-metal strip 14 is currently in the position to open or close the inlet of warm air, as the temperature of the mixture tends to rise or fall.

Man betrachte nunmehr eine Außentemperatur, die von der vorherigen verschieden ist, also beispielsweise niedri- ger ist. In diesem Fall wird die Einstellung in dem Sinne geändert, daß der Anteil an Warmluft in dem Gemisch größer ist. Die Luft am Ausgang der Regelvorrichtung hat also eine Temperatur, die in einem in dem Maße höheren Bereich liegt, als die Außentemperatur tiefer geworden ist. In dieser Weise können die Wärmeverluste, die beim Strömen des Gemisches zwischen der Regelvorrichtung und dem Vergas er auftreten, ausgeglichen werden.Now consider an outside temperature that is that of the previous one is different, for example, low ger is. In this Case, the setting is changed in the sense that the proportion of warm air in the Mixture is larger. The air at the outlet of the control device has a temperature which is in a higher range as the outside temperature has become lower is. In this way, the heat losses that occur when the mixture flows between the control device and the carburetor it occur are compensated.

Pat ntanWprü hePatent application

Claims (5)

Patentansprüche rrichtung zum Regeln der Temperatur des von einem it flüssigem Brennstoff betriebenen Verbrennungsmotor angesaugten, aus Warmluft und kaltluft gebildeten Gemisches, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß auf ein die Zuteilung warmer und kalter Luft bestimmendes Gerät (5, 6, 7) im gleichen Sinne zwei Elemente (13, 14) einwirken, von denen das eine (13) unter dem Einfluß der Temperatur der Außenluft, das andere (14) unter dem der Temperatur des erhaltenen Gemisches stehen.Claims rrichtung for regulating the temperature of one Internal combustion engine powered by liquid fuel, drawn in from warm air and cold air formed mixture, d u r c h e k e n n n e i c hn e t that to a device (5, 6, 7) determining the allocation of warm and cold air in the same way Meaning two elements (13, 14) act, one of which (13) is under the influence the temperature of the outside air, the other (14) below that of the temperature of the received Stand mixed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Zuführung für die Kaltluft und eine Zuführung für die Warmluft in eine Mischkammer münden, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zuteilung der Luftanteile bestimmende Gerät aus zwei als Kugelkalotten ausgebildeten Schalen (5, 6) besteht, die auf einem gemeinsamen Schwinghebel (7) sitzen, auf den im gleichen Sinne die Stellelemente (13, 14) einwirken und der um eine Achse (8) derart drehbar ist, daß eine der Schalen (5) die Zufuhr der Kaltluft absperrt, während die andere (@) .ic Zufuhr der Warmluft freigibt und umgekehrt.2. Apparatus according to claim 1, wherein a supply for the cold air and a feed for the warm air open into a mixing chamber, characterized in that that the device determining the allocation of the air fractions consists of two spherical caps formed shells (5, 6), which on a common rocker arm (7) sit, on which the adjusting elements (13, 14) act in the same sense and the order an axis (8) is rotatable in such a way that one of the shells (5) feeds the cold air shuts off while the other (@) .ic enables the supply of warm air and vice versa. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schalen (5, 6) und den Schwinghebel (7) umfassende Zuteilungsgerät sich immer im statischen Gleichgewicht befindet, indem sein Schwerpunkt auf der Drehachse (8) liegt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the the Shells (5, 6) and the rocker arm (7) comprehensive allocation device is always in the static equilibrium is located by placing its center of gravity on the axis of rotation (8) lies. 4-. Vorrichtung iiach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturbeeinflußte Stellelemente Bi-Hetall Ürcifen dienen, die boi.ci o im gleichen Sinne als Spirale um die Drehachse (() ) des Gerätes (5, 6, 7) ausgebildet sind.4-. Device iiach one of the preceding claims, characterized characterized in that Bi-Hetall Ürcifen are used as temperature-influenced control elements, the boi.ci o in the same sense as a spiral around the axis of rotation (()) of the device (5, 6, 7) are formed. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (5, 6) derart nachgiebig auf dem Schwinghebel (r/) gelagert sind, daß ein dichter Abschluß der Zufuhrrohre (2, 3) der Warm- bzw. Kaltluft auch dann gegeben ist, wenn der Mittelpunkt der Kugel, aus dem die Schalen (5, 6) kalottenartige Ausschnitte darstellen, nicht genau auf der Achse der zugehörigen Rohre (2, 3) liegen.5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the shells (5, 6) are so resiliently mounted on the rocker arm (r /) that a tight Completion of the supply pipes (2, 3) of the warm or cold air is also given when the center of the sphere from which the shells (5, 6) dome-like cutouts do not lie exactly on the axis of the associated pipes (2, 3).
DE19691926181 1968-09-03 1969-05-22 Control device for a temperature-dependent regulated supply of preheated intake air in internal combustion engines Withdrawn DE1926181B2 (en)

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US4565176A (en) * 1983-09-10 1986-01-21 Filterwerk Mann & Hummel Gmbh Device for controlling the intake air temperature of a mixture-compressing internal combustion engine

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