DE2558655A1

DE2558655A1 - Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2558655A1
Application number: DE19752558655
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Lloyd Lawrence
Original assignee: Zenith Carburetter Co Ltd
Current assignee: Zenith Carburetter Co Ltd
Priority date: 1974-12-31
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1976-07-08
Also published as: SE434545B; GB1539727A; SE7514760L; US4111169A; FR2296761A1; AU513426B2; AU8795275A; JPS51126428A; IT1055719B; FR2296761B1

Description

Patentanwälte
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

Patentanme!dung The Zenith Carburetter Comp. Ltd., Honeypot Lane, Stanmore,

Middlesex, England

Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit Zündung durch Zündfunken, enthaltend einen Vergaser und ein Auspuffsystem. Vergaser für eine solche Verbrennungskraftmaschine weisen einen Grundkörper auf, in dem ein Ansaugkanal vorgesehen ist. Dieser Ansaugkanal bildet einen Strömungsweg für die Luft, die durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in diese angesaugt wird. In dem Ansaugkanal ist ein Vergaserlufttrichter von verminderten Abmessungen vorgesehen. Stromab von jenem Vergaserlufttrichter ist eine vom Fahrer betätigbare Drosselklappe zur Steuerung des Masseluftstromes durch den Ansaugkanal vorgesehen. Solche Vergaser enthalten auch ein Kraftstoffzufuhrsystem, das eine Kraftstoffdosieröffnung. eine Kraftstoffaustrittsdüse und eine Quelle von flüssigem Kraftstoff aufweist. Das Kraftstoffzufuhrsystem ist so angeordnet, daß durch den Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter abgemessene Mengen von flüssigem Kraftstoff von der besagten Quelle durch die Kraftstoffdosieröffnung und die Kraftstoffaustrittsdüse hindurch angesaugt werden, so daß der durch die Kraftstoffaustrittsdüse angesaugte Kraftstoff in den Teil des Ansaugkanals zwischen dem Vergaserlufttrichter und der Drosselklappe verteilt und zerstäubt wird und sich mit der durch den Ver-

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gaserlufttrichter strömenden Luft zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches vermischt. Eine Verbrennungskraftmaschine mit Zündung durch Zündfunken, welche einen solchen Vergaser und ein solches Auspuffsystem enthält, wird nachstehend als Verbrennungskraftmaschine der vorliegenden Art bezeichnet.

Im Idealzustand ist der Vergaser so angeordnet, daß die Anteile von Luft und Kraftstoff in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine aus dem Ansaugkanal des Vergasers angesaugt wird, so sind, daß die Menge des der Verbrennungskraftmaschine zugeführten Kraftstoffs optimiert ist, derart, daß ausreichend Kraftstoff zugeführt wird, um die Anforderungen der Verbrennungskraftmaschine zu erfüllen, und daß der wesentliche Teil jenes Kraftstoffes vollständig innerhalb der Verbrennungskammern der Verbrennungskraftmaschine verbrannt wird, mit dem Ergebnis, daß der Auspuff der Verbrennungs— kraftmaschine nur ein Minimum an unverbranntem oder teilweise verbranntem Kraftstoff enthält. Das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff in einem solchen optimalen Kraftstoff-Luft-Gemisch ist als das stöchiometrische Verhältnis bekannt. Es bietet Schwierigkeiten, einen solchen Vergaser mit Dosiermitteln vorzusehen, welche stets bei optimalen Werten arbeiten. Es ist besonders schwierig ein optimales Dosierverhalten der Vergaserdosiermittel während Übergangsbetriebsweisen des Vergasers sicherzustellen, beispielsweise während der Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs, in welches der Vergaser eingebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, der Neigung des Dosierverhaltens eines Vergasers für eine Verbrennungskraftmaschine der erwähnten Art entgegenzuwirken, unter einigen Bedingungen des Betriebsbereiches des Vergasers unvollkommen zu arbeiten, und zwar insbesondere während der übergangsbetriebszustände.

Erfindungsgemäß ist eine Verbrennungskraftmaschine mit Zündung durch Zündfunken der vorliegenden Art vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Auspuffsystem Auspuffgasbestandteils-Fühlermittel enthält, durch welche das Verhältnis der Menge eines Bestandteils des beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auspuffenden Gasstromes und der Menge des übrigen Auspuffgasstromes überwachbar und ein Signal erzeugbar ist, wenn dieses Verhältnis um einen vorgegebenen Betrag von einem vorgegebenen optimalen Verhältnis abweicht, wobei dieses Signal auch das Vorzeichen der Differenz zwischen dem in jedem Augenblick gemessenen Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältnis angibt, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch welche einer der Faktoren, die zusammen die abgemessene Menge von Kraftstoff bestimmen, welche durch einen gegebenen Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter über die Kraftstoffdosieröffnung angesaugt werden, veränderbar ist, nämlich der effektive Strömungsquerschnitt der Kraftstoffdosieröffnung und der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung, und daß Signalübertragungsmittel zum Obertragen des Signals, das von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln ausgesandt wird, auf die Steuermittel vorgesehen sind, durch die wiederum nach Maßgabe eines von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln gelieferten Signal der besagte eine Faktor so veränderbar ist, daß die Menge des von einem gegebenen Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter über die Kraftstoffdosieröffnung und die Kraftstoffaustrittsdüse in den Ansaugkanal angesaugten Kraftstoffes im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen dem besagten Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältni verändert wird.

Es kann ein Zusatzluftzufuhrkanal vorgesehen sein, der mit dem Ansaugkanal stromab von der Drosselklappe verbunden ist. In dem Zusatzluftzufuhrkanal kann eine veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung angeordnet sein, und es können Steuermittel zur Steuerung der veränderbaren Stromungsdrosselvorrichtung

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vorgesehen sein. Die Steuermittel für die veränderbare Stromungsdrosselvorrichtung können mit den Signalübertragungsmitteln verbunden sein, und es kann durch die Steuermittel der von der veränderbaren Stromungsdrosselvorrichtung für einen Luftstrom durch den Zusatzluftzufuhrkanal gebildete Strömungswiderstand nach Maßgabe eines von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln über die Signalübertragungsmittel erhaltenen Signals veränderbar sein, wobei die Veränderung des Strömungswiderstandes für einen Luftstrom durch den Zusatzluftzufuhrkanal im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen dem besagten Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältnis erfolgt, wenn die Verbrennungskraftmaschine im oder nahe dem Leerlauf arbeitet.

Vorzugsweise ist der Vergaser ein Luftventilvergaser, der ein Luftventil stromauf von der durch den Fahrer betätigbaren Drosselklappe und ein Kraftstoffzufuhrsystem zur Zufuhr abgemessener Mengen von Kraftstoff zu dem Teil des Ansaugkanals zwischen der Drosselklappe und dem Luftventil aufweist, wobei das Luftventil mit der Wandung des Ansaugkanals zur Bildung des besagten Vergaserlufttrichters zusammenwirkt und von dem Unterdruck gesteuert ist, der in dem Teil des Ansaugkanals zwischen Drosselklappe und Luftventil erzeugt wird, so daß der Strömungsquerschnitt des Vergaserlufttrichters verändert und dieser Unterdruck im wesentlichen konstant gehalten wird.

In der bevorzugten Ausführungsform enthalten die Steuermittel einen Luftstromkanal, welcher mit dem Kraftstoffzufuhrsystem stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse verbunden ist, veränderbare Luftstromdosiermittel, welche mit den Signalübertragungsmitteln verbunden sind und deren Verhalten nach Maßgabe eines von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln über die Signalübertragungsmittel erhaltenen Signals so veränderbar ist, daß der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung durch eine daraus resultierende Veränderung des Luftstromes durch den Luftstromkanal verändert wird. Der Luftstromkanal kann mit dem

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Kraftstoffzufuhrsystem zwischen der Quelle von flüssigem Kraftstoff und der Kraftstoffaustrittsdüse verbunden sein, so daß abgemessene Mengen von Luft stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse in das Kraftstoffzufuhrsystem angesaugt und in diesem mit Kraftstoff gemischt werden, der durch die Kraftstoffdosieröffnung angesaugt wird. Somit wird durch den Luftstrom in dem Vergaserlufttrichter ein Gemisch aus dosierten Mengen von Kraftstoff und Luft über die Kraftstoffaustrittsdüse in den Ansaugkanal angesaugt, wobei die Mengen der aus dem Luftstromkanal in das Kraftstoffzufuhrsystem stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse angesaugten Luft durch die veränderbaren Luftstromdosiermittel dosiert werden. Vorzugsweise ist der Luftstromkanal mit dem Kraftstoffzufuhrsystem zwischen der Kraftstoffdosieröffnung und der Kraftstoffaustrittsöffnung verbunden.

Wenn die Verbrennungskraftmaschine einen Zusatzluftzufuhrkanal der oben beschriebenen Art enthält, können die veränderbaren Luftstromdosiermittel und die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung miteinander gekuppelt und von einer gemeinsamen Steuervorrichtung komplementär zueinander betätigbar sein, wobei diese Steuervorrichtung die Funktion sowohl der Veränderung der Luftstromdosiermittel als auch die der besagten Steuermittel für die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung erfüllt.

Die veränderbaren Luftstromdosiermittel können ein Nadelventil oder ein Drehventil enthalten. Ein geeignetes Drehventil enthält folgende Bauteile: Ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse gebildeten Hohlraum, einen Einlaß- und einen Auslaßanschluß, die in dem Gehäuse gebildet sind, mit dem Hohlraum in dem Gehäuse in Verbindung stehen und in den Luftstromkanal eingeschaltet sind, wobei der Lufauslaßanschluß mit dem Kraftstoffzufuhrsystem durch den stromabwärtigen Teil des Luftstromkanals verbunden ist, und ein drehbares Glied, das mit den Mitteln zur Veränderung der Luftstromdosiermittel gekuppelt

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und in dem Hohlraum verdrehbar ist und das mit dem Auslaßanschluß so zusammenwirkt, daß wenigstens bei einigen Winkelstellungen des drehbaren Gliedes innerhalb des Hohlraumes ein Teil des Auslaßanschlusses durch das drehbare Glied gegen das Innere des Hohlraumes abgedeckt ist, wobei der Anteil des Auslaßanschlusses, der durch das drehbare Glied gegen das Innere des Hohlraumes abgedeckt ist, mit einer Verdrehung des drehbaren Gliedes in dem Hohlraum verändert wird. Das drehbare Glied kann eine Scheibe sein, in welcher ein bogenförmiger Schlitz gebildet ist, dessen Breite, radial in bezug auf die Drehachse der Scheibe gemessen, an einem Ende des bogenförmigen Schlitzes kleiner ist als an dem anderen Ende und fortschreitend von dem einem Ende längs des Schlitzes zu dem anderen Ende hin zunimmt.

Die Mittel zur Veränderung der Luftstromdosiermittel können einen Elektromotor enthalten, der eine drehbare Ausgangswelle aufweist, die in Antriebsverbindung mit den veränderbaren Luftstromdosiermitteln steht. Wenn die Luftstromdosiermittel ein Nadelventil enthalten, kann die Ausgangswelle des Elektromotors mit dem Nadelventil über einen Ritzel-Zahnstangenmechanismus in Antriebsverbindung stehen. Alternativ können die Mittel zur Veränderung der Luftstromdosiermittel eine Solenoidvorrichtung enthalten, die einen Anker und eine Magnetwicklung aufweist, wobei der Anker mit dem Nadelventil verbunden ist.

Wenn die veränderbaren Luftstromdosiermittel und die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung komplementär zueinander betätigbar gekoppelt sind, können sie ein Tandemnadelventil enthalten. Das Tandemnadelventil kann in einer Bohrung gleitbeweglich geführt sein und die Verbindung zwischen jedem von einem Paar von Einlaßanschlüssen in der Bohrung und jedem von einem Paar von Auslaßanschlüssen in der Bohrung beherrschen. Einer der Auslaßanschlüsse kann durch den besagten Luftstromkanal mit dem Kraftstoffzufuhrsystem und der andere Auslaßanschluß

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durch den Zusatzluftzufuhrkanal mit dem Ansaugkanal stromab von der Drosselklappe verbunden sein. Das Tandemnadelventil kann einen zylindrischen, dicht in der Bohrung gleitenden Teil aufweisen, durch welchen der besagte eine Auslaßanschluß absperrbar ist. Es kann einen weiteren dicht in der Bohrung gleitenden Teil zwischen den beiden Nadelteilen aufweisen.

Vorzugsweise enthalten die Auspuffgasbestandteils-Fühlermittel einen Sauerstoffühler, der ein Signal erzeugt, welches eine zusammengesetzte Funktion des Verhältnisses der Menge von Sauerstoff in dem von der Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ausgepufften Gasstrom und der anderen Bestandteile jenes Auspuffgasstromes ist, wobei jenes Signal das Signal ist, das von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln erzeugt und über die Signalübertragungsmittel den Steuermittel zugeführt wird.

Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Form einer Verbrennungskraftmaschine mit Zündung durch Zündfunken, bei welcher die vorliegende Erfindung verwirklicht ist.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Baugruppe der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine, wobei diese Baugruppe den Vergaser enthält, der im Bereich des Ansaugkanals und der Kraftstoffkammer teilweise im Schnitt dargestellt ist.

Fig. 3 ist ein Schaltbild der elektrischen Steuereinrichtung, die bei der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine verwendet wird.

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Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 2 und veranschaulicht eine Einzelheit der Verbrennungskraftmaschine von Fig. 1, nämlich einen veränderbaren Luftstromregler.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 4.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Vergaser längs der Linie VI-VI von Fig. 2.

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Luftstromreglers zur Verwendung bei einer Verbrennungskraftmaschine nach Fig. 1.

Fig. 8 ist ein Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines veränderbaren Luftstromreglers zur Verwendung bei einer Verbrennungskraftmaschine nach Fig. 1.

Fig. 9 veranschaulicht eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Verbrennungskraftmaschine.

In Fig. 2 der Zeichnungen besitzt ein Luftventilvergaser einen Grundkörper 11, in welchem ein Durchgangskanal 12 gebildet ist. Der Durchgangskanal 12 stellt den Ansaugkanal des Vergasers 1o dar und ist an seinem stromabwärtigen Ende mit dem Einlaßverteiler 13 einer Verbrennungskraftmaschine 14 eines Motorfahrzeugs mit Zündung durch Zündfunken (siehe Fig. 1) verbunden. An dem stromaufwärtigen Ende des Durchgangskanals ist ein Luftfilter 3o montiert.

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Das Luftventilglied des Vergasers ist ein Schieberventilkolben 15, der in der bekannten Art mit einer Brücke 16 zusammenwirkt und einen Vergaserlufttrichter von veränderbarem Strömungsquerschnitt in dem Ansaugkanal 12 bildet. Die Brücke 16 ist von einem Teil der Wandung des Durchgangskanals 12 gebildet, der dem Durchbruch in der Wandung des Durchgangskanals gegenüberliegt, durch welchen der Schieberventilkolben 15 verschiebbar ist. Die Arbeitsweise des Schieberventilkolbens 15 ist in der üblichen Weise dadurch gesteuert, daß Differenzluftdruck auf eine (nicht dargestellte) Membran wirkt, welche einen (nicht dargestellten) Raum in zwei Kammern unterteilt, der teilweise in dem Vergasergrundkörper 11 und teilweise in einem Kappenglied 31 gebildet ist, das an dem Grundkörper 11 befestigt wird.

Der Vergaser 1o enthält auch eine Schwimmerkammer 17, in welcher ein im wesentlichen konstantes Volumen von Kraftstoff gespeichert ist, und eine Kraftstoffzufuhrdüse 18, die mit der Schwimmerkammer 17 in Verbindung steht. Die Kraftstoffzufuhrdüse 18 mündet in dem Vergaserlufttrichter des Vergasers 1o über eine Kraftstoffaustrittsdüse 19, die an dem der Schwimmerkammer 17 abgewandten Ende der Düse 18 gebildet ist. Die Kraftstoffzufuhrdüse 18 weist eine öffnung 2o von verminderten Abmessungen auf, die darin zwischen der Kraftstoffaustrittsdüse 19 und der Schwimmerkammer 17 gebildet ist. Die öffnung 2o von verminderten Abmessungen wirkt als Kraftstoffdosieröffnung, und ihr wirksamer Strömungsquerschnitt wird mit der Stellung des Ventilschieberkolbens 15 des Luftventils durch eine Profilnadel 21 verändert, die an dem Kolben 15 befestigt ist. Kraftstoff wird in bekannter Weise durch einen Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter aus der Schwimmerkammer 17 über die Kraftstoffzufuhrdüse 18 angesaugt.

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Der Vergaser 1o enthält auch eine Drosselklappe 32 in dem Ansaugkanal 12 stromab von dem Ventilschieberkolben 15 des Luftventils. Die Drosselklappe 32 ist durch ein übliches (nicht dargestelltes) Gasgestänge mit dem üblichen (nicht dargestellten) Gaspedal des Fahrers verbunden.

Fig. 1 zeigt, daß die Verbrennungskraftmaschine 14 mit Zündung durch Zündfunken ein Auspuffrohr 34 aufweist. Ein Lambda-Fühler 35 enthält einen Sondenteil und ist an dem Auspuffrohr 34 so angebracht, daß der Sondenteil in das Innere des Auspuffrohres 34 ragt.

Im Prinzip enthält der Sondenteil des Lambda-Fühlers 35 eine Sauerstoffkonzentrationszelle mit einer feststehenden Elektrode, die aus Zirkondioxid besteht, welches auf beiden Seiten mit Platin beschichtet ist. Eine Seite der Elektrode ist der Umgebungsluft ausgesetzt, und die andere Seite ist dem Auspuffgasstrom durch das Auspuffrohr 34 ausgesetzt. Die Elektrode erzeugt eine elektrische Spannung, die in komplizierter Weise vom Partialdruck des Sauerstoffs in dem Auspuffgasstrom verglichen mit dem der Umgebungsluft zusammenhängt. Jene elektrische Spannung kann alsMaß für das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff in der Charge genommen werden, die der Verbrennungskraftmaschine 14 über den Ansaugverteiler 13 von dem Vergaser 1o zugeführt wird, und besitzt eine merklich sich ändernde Ausgangsfunktion in dem stöchiometrischen Bereich. Somit ist das von der Elektrode des Lambda-Fühlers 35 erzeugte Potential ein analoges Ausgangssignal, welches eine komplizierte Funktion des Anteils von Sauerstoff in dem Auspuffgasstrom in jedem beliebigen Moment ist und welches ein nützliches Maß für das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff in der Charge dargestellt, die der Verbrennungskraftmaschine 14 zur Erzeugung jenes Auspuffgasstromes zugeführt worden war. Der Lambda-Fühler 35 besitzt eine Ausgangsklemme 36, die mit einem Eingang 37 einer Komparator schaltung 38 über eine Leitung 39 verbunden ist.

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Die Einzelheiten der Komparatorschaltung 38 sind in Fig. 3 dargestellt. Der Eingang 37 ist mit einem Eingang 4o eines Operationsverstärkers 41 verbunden. Eine Zenerdiode 42 und ein Festwiderstand 43 sind in Reihe zwischen eine Klemme, die auf positiver Gleichspannung von 12 Volt liegt, und Erde geschaltet. Der Verbindungspunkt zwischen der Zenerdiode 42 und dem Widerstand 43 ist mit dem anderen Eingang 44 des Operationsverstärkers 41 über ein Paar von Festwiderständen 45 und 46 verbunden, die in Reihe geschaltet sind. Der Verbindungspunkt der Festwiderstände 45 und 46 ist über einen Festwiderstand 47 mit Erde verbunden. An dem Verbindungspunkt der Zenerdiode 42 und des Festwiderstandes 43 wird eine konstante Spannung erzeugt. Die Größe jener konstanten Spannung wird durch den Festwiderstand 45 und den Widerstand 47 vermindert, und die verminderte Spannung wird als Referenzspannung verwendet. Der Festwiderstand 46 und ein anderer Festwiderstand 48 der zwischen den Eingang und Erde geschaltet ist, dienen zur Anpassung der Impedanzen der Signale, die von den beiden Eingängen 4o und 44 des Operationsverstärkers 41 erhalten werden. Die Zenerdiode 42 und die Festwiderstände 43, 45 und sind in bezug auf die positive Gleichspannung so gewählt, daß die Referenzspannung gleich der Spannung des analogen Ausgangssignals ist, welches durch den Lambda-Fühler 35 erzeugt wird, wenn das stöchiometrische Verhältnis gegeben ist.

Der Operationsverstärker 41 erzeugt ein Ausgangssignal mit einer gegebenen Spannung an seinem Ausgang 49, wenn die Spannung des analogen Ausgangssignals, welches er an seinem Eingang 4o erhält, von der Referenzspannung an seinem anderen Eingang 44 abweicht. Das Ausgangssignal an dem Ausgang 49 ist entweder positiv oder negativ abhängig davon, ob die Spannung des analogen Ausgangssignals größer oder kleiner als die Referenzspannung ist.

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Der Ausgang 49 des Operationsverstärkers 41 ist mit dem Draht 5o eines voreingestellten Potentiometers 51 über einen Festwiderstand 52 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem Festwiderstand 52 und dem Draht 5o ist über ein gegensinnig in Reihe geschaltetes Paar von Zenerdioden 53 und 54 geerdet. Die Anzapfung 55 des Potentiometers 51 ist mit dem Ausgang 56 der Komparatorschaltung 38 verbunden, der seinerseits mit dem Eingang einer Motorantriebsschaltung 57 verbunden ist und außerdem über einen Kondensator 58 an Erde liegt.

Ein Elektromotor 59, der einen Teil eines drehbaren Luftstromreglers 6o bildet, ist mit einer seiner Klemmen mit dem Ausgang 61 der Motorantriebsschaltung 57 über eine Leitung 62 verbunden und ist mit seiner anderen Klemme geerdet. Die Motorantriebsschaltung 57 wirkt als Leistungsverstärker zur Verstärkung des Stromes eines Signales, welches sie von dem Ausgang 56 der Komparatorschaltung 38 erhält, so daß der Strom, der dem Elektromotor 29 zugeführt wird, ausreicht, den Motor 29 anzutreiben. Das Potentiometer 51 wird eingestellt, wenn die Komparatorschaltung 38 montiert wird, so daß es mit dem Kondensator 58 zusammenwirkt und die Spannung des Signals das von dem Operationsverstärker 41 abgegeben wird, auf den Wert vermindert, der erforderlich ist, um den Motor 29 mit der gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben. Das Paar von gegensinnig in Reihe geschalteten Zenerdioden 53 und 54 dient dazu sicherzustellen, daß das Ausgangssignal, welches der Motorantriebsschaltung 57 zugeführt wird, wenn die Spannung des analogen Ausgangssignals, welches von der Komparatorschaltung 38 erhalten wird, geringer als die Referenzspannung ist, und das Ausgangssignal, welches der Motorantriebsschaltung 57 zugeführt wird, wenn die Spannung des analogen Ausgangssignals, das von der Komparatorschaltung 38 erhalten wird, größer als die Referenzspannung ist, abgeglichen sind, so daß ein Überschwingen des Elektromotors in einer Drehrichtung im Vergleich zu der anderen Drehrichtung vermieden wird.

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Somit wird der Motor 29 durch ein Ausgangssignal von der Motorantriebsschaltung 49 zur Drehung in einer Richtung erregt, wenn die Spannung des analogen Ausgangssignals die Referenzspannung überschreitet oder in entgegengesetzter Richtung, wenn die Referenzspannung die Spannung des analogen Ausgangssignals überschreitet. Man erkennt, daß der Anteil von Luft in dem von dem Vergaser 1o angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisch übermäßig hoch ist, wenn der Lambda-Fühler 35 feststellt, daß der Anteil von Sauerstoff in den Auspuffgasen den optimalen Wert überschreitet, während er zu gering ist, wenn der Lambda-Fühler 35 feststellt, daß der Anteil von Sauerstoff in den Auspuffgasen geringer als der optimale Wert ist.

Die Komparatorschaltung 38, die Motorantriebsschaltung 57 und der drehbare Luftstromregler 6o sind an der Trennwand 63 montiert, welche den Motorraum des Fahrzeugs von der Fahrerkabine trennt. Der drehbare Luftstromregler 6o ist an der Trennwand 63 mittels eines Winkeleisens 64 montiert.

Der Motor 29 hat ein damit verbundenes Getriebe und sitzt auf einer rohrförmigen Buchse 65, in welche er, wie in Fig. 4 dargestellt ist, zentral eingesetzt ist. Die Buchse 65 ist in eine öffnung eines schalenförmigen Körpers 65 eingeschraubt. Die Motor-Getriebe-Anordnung hat eine Ausgangswelle 28, die in einer axial verlaufenden Sacklochbohrung in einem Ende einer Vierkantwelle 67 sitzt. An dem besagten einen Ende der Vierkantwelle 67 ist ein radialer Flansch 68 gebildet. Eine Scheibe 69 aus elastischem Kunststoff hat in ihrer Mitte ein quadratisches Loch 7o. Die Vierkantwelle 67 sitzt gleitbeweglich in diesem quadratischen Loch 7o. Eine Wendelfeder 71 stützt sich an dem radialen Flansch 68 ab und drückt die Scheibe 69 gegen den Boden des schalenförmigen Körpers 66. Das Innere des Hohlraumes des schalenförmigen Körpers 66 zwischen der Scheibe 69 und der rohrförmigen Buchse 65 steht mit dem Inneren des Motorraumes des Fahrzeuges über ein Einlaßrohr 72

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und ein Luftfilter 73 in Verbindung. Ein Auslaßanschluß 74 ist in dem Boden des schalenförmigen Körpers 66 gebildet. Die Scheibe 69 weist einen bogenförmigen Schlitz 75 aus. Fig. 5 zeigt, daß die Breite des bogenförmigen Schlitzes 75, gemessen radial in bezug auf die Vierkantwelle 67, an einem Ende des Schlitzes 75 kleiner als an dem anderen Ende ist und fortlaufend längs des Schlitzes 75 von dem kleineren Ende zu dem weiteren Ende zunimmt. Eine Verbindung zwischen dem Auslaßanschluß 74 und dem Inneren des Hohlraumes des schalenförmigen Körpers 76 zwischen der Scheibe 69 und der rohrförmigen Buchse 65 hängt von der winkelmäßigen Orientierung der Scheibe 69 relativ zu dem Körper 66 ab und wird über denjenigen Teil des bogenförmigen Schlitzes 75 hergestellt, der mit dem Auslaßanschluß 74 fluchtet. Somit wird der effektive Durchflußquerschnitt des Auslaßanschlusses 74 durch Verdrehung der Scheibe 69 verändert.

Der Auslaßanschluß 74 des verdrehbaren Luftstromreglers 6o ist mit einem Ende eines Luftzufuhrkanals 22 (siehe Fig. 1) verbunden, dessen anderes Ende in einer Bohrung 33 im Grundkörper des Vergasers 1o (siehe Fig. 6) sitzt. Die Bohrung 33 steht in Verbindung mit der Bohrung der Kraftstoffzufuhrdüse 18 zwischen der Kraftstoffdosieröffnung 2o und der Kraftstoffaustrittsdüse 19. Der Luftzufuhrkanal 22 ist so kurz wie es im Hinblick auf die spezielle Kraftmaschinenanordnung möglich ist, um die Zeit für die Übertragung eines Luftsignals dort hindurch gering zu halten.

Der Lambda-Fühler 35 überwacht den Auspuffgasstrom durch das Auspuffrohr 34 ständig, wenn die Verbrennungskraftmaschine 14 in Betrieb ist. Somit überträgt er ständig ein analoges Steuersignal auf die Komparatorschaltung. Es tritt kein Ausgangssignal an dem Operationsverstärker 41 auf, wenn das Kraftstoff-Luft-Gemisch der der Verbrennungskraftmaschine 14 zugeführten Charge stöchiometrisch ist. Somit wird der Motor 29 dann nicht angetrieben, und der Luftstrom durch den Luftzufuhrkanal 22 bleibt unverändert. Ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches einen Anteil an Kraftstoff gegenüber Luft besitzt, der größer ist als das stöchiometrische Verhältnis wird nachstehend

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als "fett" bezeichnet, während ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, das einen Anteil an Kraftstoff in bezug auf Luft hat, der kleiner als das stöchiometrische Verhältnis ist, nachstehend als "mager" bezeichnet wird.

Wenn das KraftstoffLuft-Verhältnis der Charge fetter als das stöchiometrische Verhältnis ist, ist die Spannung des analogen Steuersignals, welches von dem Lambda-Fühler 35 abgegeben wird, größer als die Referenzspannung, da die Menge an Sauerstoff in dem Äuspuffgasstrom geringer als das Optimum ist. Somit ergibt sich ein Ausgangssignal mit einem Vorzeichen an dem Operationsverstärker 41, so daß der Elektromotor 29 angetrieben wird und die Scheibe 69 in einem solchen Sinne verdreht, daß das breitere Ende des bogenförmigen Schlitzes 75 zu dem Auslaßanschluß hinbewegt wird. Der wirksame Strömungsquerschnitt des Auslaßanschlusses 74 wird dementsprechend vergrößert, und das führt zu einer Erhöhung der Luftmenge, die durch den Luftzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 durch die Wirkung des Luftstromes angesaugt werden kann, welcher durch die zwischen dem Schieberventilkolben 15 und der Brücke 16 gebildeten Vergaserlufttrichter mit veränderbarem Strömungsquerschnitt fließt. Eine solche Erhöhung des Luftstromes aus dem Luftzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 vermindert den Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung 2o, was zu einer Verminderung der Menge an Kraftstoff führt, der durch die Kraftstoffdosieröffnung 2o unter dem Einfluß des Luftstromes durch den Vergaserlufttrichter mit veränderbarem Strömungsquerschnitt angesaugt werden kann. Die Erhöhung der Menge von Luft, die in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 aus dem Luftzufuhrkanal 22 angesaugt werden kann, und die Verminderung der Menge von Kraftstoff, die von dem Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter aus dem Luftzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 angesaugt werden kann, führt zu einer Erhöhung des Anteils von Luft in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches von der Verbrennungskraftmaschine aus dem Vergaser 1o angesaugt wird. Die Luftmenge, die über den Luftzufuhrkanal angesaugt werden kann, wird durch die Wirkung des von dem Motor angetriebenen drehbaren Scheibenventils, von dem der drehbare Luftstromregler 16 gebildet ist, weiter erhöht, was zu einer weiteren Verminderung

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der Kraftstoffmenge führt, die durch die Kraftstoffdosieröffnung 2o angesaugt wird, bis das analoge Steuersignal von dem Lambda-Fühler 35 anzeigt, daß das stöchiometrische Verhältnis wiederhergestellt ist, worauf der Ausgang des Operationsverstärkers 41 der Komparatorschaltung 38 wegfällt und der Elektromotor 29 zum Stillstand kommt.

Der Elektromotor 29 wird in entgegengesetzter Richtung angetrieben, so daß er das schmalere Ende des bogenförmigen Schlitzes zu dem Auslaßanschluß 74 hinbewegt und somit die Luftmenge, die über den Luftzufuhrkanal 22 von dem Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter angesaugt werden kann, vermindert, wenn der Lambda-Fühler 35 anzeigt, daß das Kraftstoff-Luftverhältnis der von der Verbrennungskraftmaschine 14 aus dem Vergaser 1o angesaugten Charge zu mager ist, wobei die Menge an Sauerstoff in der Auspuffgasströmung zu groß ist. Das ist der Fall, wenn die Spannung des von dem Lambda-Fühlers 35 abgegebenen analogen Steuersignals kleiner ist als die Referenzspannung und ein Ausgangssignal von entgegengesetztem Vorzeichen gegenüber dem im vorstehenden Absatz beschriebenen von dem Operationsverstärker zum Antrieb des Motors 29 abgegeben wird. Der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung 2o wird durch den erhöhten Strömungswiderstand für den Luftstrom durch den Luftstromzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 erhöht, so daß die Kraftstoffmenge, die über die Kraftstoffdosieröffnung 2o von dem Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter angesaugt werden kann, erhöht wird und das durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 14 aus dem Vergaser angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemisch fetter gemacht wird.

Die Scheibe 69 und der Auslaßanschluß 74 des drehbaren Luftstromreglers 6o wirken zusammen und arbeiten als veränderbare Luftdosiervorrichtung, welche den Luftstrom durch den Luftzufuhrkanal 22 unter dem Einfluß der Steuervorrichtung verändern, welche den Lambda-Fühler 35, die Komparatorschaltung 38, die Motorantriebsschaltung 27 und den Elektromotor 29 umfaßt. Zur Durchführung der Erfindung können aber auch andere

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Formen von Luftstromreglern verwendet werden, die ähnlicher Weise durch den Elektromotor 29 angetrieben sind, und es können andere Formen von elektromechanischen Wandlern zum Betätigen einer solchen veränderbaren Luftdosiervorrichtung nach Maßgabe analoger Steuersignale, die von dem Lambda-Fühler 35 abgegeben werden, vorgesehen sein.

Fig. 7 zeigt einen Luftstromregler 76 zur Verwendung anstelle des Luftstromreglers 6o der oben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 6 beschriebenen Anordnung. Eine kombinierte Elektromotor- und Getriebeanordnung 77 ist mit einer (nicht dargestellten) Klemme geerdet und weist eine andere Klemme auf, mit welcher die Leitung 62 verbunden ist. Die Ausgangswelle 78 der Motor-Getriebeanordnung 77 ragt durch einen Durchbruch in einer Wandung eines Gehäuses 79 und trägt ein Ritzel 26 innerhalb des Gehäuses 79. Das Innere des Gehäuses 79 ist durch eine Trennwand 83 in zwei Kammern 81 und 82 unterteilt.

Die Kammer 81 steht mit dem Inneren des Motorraumes des Fahrzeugs über einen Einlaßanschluß 84 und das Luftfilter 73 in Verbindung. Die Kammer 82 weist einen Auslaßanschluß 85 auf, der mit dem Luftzufuhrkanal 22 verbunden ist. In der Trennwand 83 ist eine Luftdosieröffnung 23 gebildet. Der wirksame Strömungsquerschnitt der Luftdosieröffnung 83 wird durch eine Profilnadel 24 gesteuert. Die Profilnadel 24 sitzt an einer Zahnstange 25, die mit dem Ritzel 26 in Eingriff ist. Die Zahnstange 25 ist von einem Paar von parallelen Führungsstangen 86 und 87 innerhalb der Kammer 81 linearbeweglich geführt und bewegt die Nadel 24 innerhalb der Luftdosieröffnung 23 hin und her, um den Durchflußquerschnitt dieser Dosieröffnung 23 zu verändern.

Wenn die Spannung des von dem Lambda-Fühlers 35 abgegebenen analogen Steuersignals kleiner ist als das Referenzsignal, weil das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der in die Verbrennungskraftmaschine 14 aus dem Vergaser 1o durch das Arbeiten der Maschine

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14 angesaugten Charge zu mager ist, und wenn somit der Anteil an Sauerstoff in dem Auspuffgas zu hoch ist, treibt die kombinierte Motor-Getriebe-Anordnung 77 das Ritzel 26 so an, daß es die Zahnstange 25 in einer Richtung verschiebt, die zu einer Bewegung der Nadel 24 in die Luftdosieröffnung 23 hinein führt. Somit wird der wirksame Durchflußquerschnitt der Luftdosieröffnung 23 vermindert, was zu einer Vermindung der Luftmenge führt, die über den Luftzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 angesaugt werden kann. Das führt wiederum zu einer Erhöhung des Druckabfalls an der Kraftstoffdosieröffnung 2o, so daß der Anteil an Kraftstoff in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, das über die Kraftstoffaustrittsdüse in den Ansaugkanal 12 strömt, erhöht wird und somit auch der Anteil an Kraftstoff in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches durch die Verbrennungskraftmaschine aus dem Vergaser 1o angesaugt wird, erhöht wird. Andererseits führt eine Drehung des Motors der kombinierten Motor-Getriebe-Anordnung 77 in entgegengesetztem Sinne, die auftritt, wenn die Spannung des analogen Steuersignals größer als die Referenzspannung ist, was wiederum eintritt, wenn das durch das Arbeiten der Verbrennungskraftmaschine aus dem Vergaser 1o angesaugte KraftstoffLuft-Gemisch zu fett ist und der Anteil an Sauerstoff in den Auspuffgasen zu gering ist, dazu daß die Nadel 24 aus der Luftdosieröffnung 23 herausgezogen wird, so daß der wirksame Durchflußquerschnitt jener Öffnung 23 vergrößert wird. Dadurch wird auch der Anteil von Luft vergrößert, der dort hindurch über den Luftzufuhrkanal 22 in die Kraftstoffzufuhrdüse 18 angesaugt wird. Der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung 2o wird vermindert, so daß der Anteil von Luft in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch, der von der Verbrennungskraftmaschine 14 aus dem Vergaser 1o angesaugt wird, erhöht und das Gemisch weniger fett gemacht wird.

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Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform eines Luftstromreglers 86, der statt des drehbaren Luftstromreglers 76 in der oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Anordnung verwendet werden kann. Der Regler 86 enthält eine Solenoidvorrichtung zur Betätigung des Nadelventils, welches den wirksamen Durchflußquerschnitt der Luftdosieröffnung 23 steuert. Diejenigen Teile des Luftstromreglers 86, die ähnlich entsprechenden Teilen des Luftstromreglers 76 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Komparatorschaltung 38 ist so abgewandelt, daß ihr Operationsverstärker eine von drei positiven Ausgangsspannungssignalen abgibt, nämlich ein niedriges Ausgangsspannungssignal, ein mittleres AusgangsSpannungsignal und ein hohes Ausgangsspannungssignal. Das niedrige Signal wird abgegeben, wenn die Spannung des von dem Lambda-Fühler 35 abgegebenen analogen Steuersignals größer als die Referenzspannung ist. Das mittlere Signal wird abgegeben, wenn die Spannung jenes analogen Steuersignals gleich der Referenzspannung ist. Das hohe Signal wird abgegeben, wenn die Spannung jenes analogen Steuersignals kleiner als die Referenzspannung ist.

Die Leitung 62 ist mit der Wicklung 87 der Solenoidvorrichtung verbunden. Die Nadel 24 wird durch eine Wendelfeder 88, die sich an dem Gehäuse 79 abstützt in eine Richtung gedrückt, in welcher sie die öffnung 23 abzuschließen trachtet.

Das Nadelventil 24, welches an dem Anker 89 der Solenoidvorrichtung sitzt, wird in einer mittleren Stellung gehalten, in welcher die Wendelfeder 88 teilweise zusammengedrückt ist, wenn die Charge, die aus dem Vergaser 1o in die Verbrennungskraftmaschine 14 angesaugt wird, stöchiometrisch ist, und die von dem Lambda-Fühler 35 abgegebene Spannung des analogen Steuersystem gleich der Referenzspannung ist.

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Wenn die Charge, die in die Verbrennungskraftmaschine angesaugt wird, fett wird, ist die Spannung des analogen Steuersignals größer als die Referenzspannung, so daß das hohe Ausgangsspannungs— signal der Solenoidwicklung 87 zugeführt wird. Dementsprechend ist die auf den Anker 89 ausgeübte elektromagnetische Kraft am größten, und der wirksame Durchflußquerschnitt der öffnung 23 wird auf seinen größten Wert gebracht, wobei die Nadel 24 vollständig zurückgezogen ist und die Wendelfeder 88 in größtmöglichem Maße zusammengedrückt wird. Wenn die in die Verbrennungskraftmaschine angesaugte Charge mager wird, ist die Spannung des analogen Steuersignals kleiner als die Referenzspannung, und das niedrige Ausgangsspannungssignal wird abgegeben. Dementsprechend wird die elektromagnetische Kraft vermindert und die Wendelfeder 88 kann sich ausdehnen, so daß sie die Nadel 24 in die Öffnung 23 hineindrückt und den wirksamen Durchflußquerschnitt jener Öffnung vermindert.

Das Zeitintervall zwischen dem Abgeben eines analogen Steuersignals durch den Lambda-Fühler 35, welches Steuersignal das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der in die Verbrennungskraftmaschine in einem vorgegebenen Moment angesaugten Charge angibt, und die daraus sich ergebende Änderung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses der Charge ist im Zustand des Leerlaufs oder des angenäherten Leerlaufs der Verbrennungskraftmaschine länger, wenn der Massestrom durch den Ansaugkanal gering ist, als wenn die Drosselklappe teilweise oder vollständig geöffnet ist und der Massestrom durch den Ansaugkanal wesentlich größer ist. Dieses Zeitintervall kann unerwünscht lang sein. Um dieses Problem zu lösen, kann ein Zusatzluftzufuhrkanal vorgesehen sein, der mit dem Ansaugkanal stromab von der Drosselklappe verbunden ist. In einen solchen Zusatzluftzufuhrkanal würde eine veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung angeordnet sein, und deren Verhalten würde gesteuert werden durch das gleiche Steuersignal, das auch das Arbeiten des veränderbaren Luftstromreglers 6o, 76, 86 regelt. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 9 dargestellt.

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In Fig. 9 ist ein Tandemnadelventil gleitbeweglich in einer Bohrung 91 in einem Gehäuse 92 geführt. In der Bohrung 91 münden zwei Einlaßanschlüsse 93 und 94 die gegeneinander in bezug auf die Achse der Bohrung versetzt sind, und die jeder über ein Luftfilter in Verbindung mit dem Inneren des Motorraumes stehen. Ein Ende des Tandemnadelventils 9o enthält einen zylindrischen, dicht in der Bohrung geführten Teil 95, der gleitbeweglich in der Bohrung 91 geführt ist und aus einem Ende der Bohrung 91 herausragt. Der vorstehende Teil 95 ist zweckmäßigerweise mit dem Anker einer Solenoidvorrichtung oder mit einer Zahnstange gekuppelt, durch welche die Stellung des Tandemnadelventils 9o innerhalb der Bohrung 91 in ähnlicher Weise gesteuert ist, wie dies oben unter Bezugnahme auf die Figuren 7 und 8 beschrieben ist. Das Nadelventil 9o besitzt auch einen dazwischenliegenden zylindrischen Teil 96, der gleitbeweglich dicht innerhalb der Bohrung 91 geführt ist und mit dem Teil 95 durch einen zylindrischen Teil 97 von vermindertem Durchmesser und einen kegelstumpfförmigen Teil 98 verbunden ist. Der Endteil des Tandemnadelventils 9o, der dem zylindrischen Teil 95 abgewandt ist, ist ein sich verjüngender Nadelteil 99.

Das dem zylindrischen Teil 95 abgewandte Ende der Bohrung 91 ist offen und bildet einen Auslaßanschluß, der mit dem Ansaugkanal 13 über den Zusatzluftzufuhrkanal 1oo verbunden ist. Ein anderer Auslaßanschluß 1o1 in der Bohrung 91, der mit dem Luftzufuhrkanal 22 verbunden ist, ist von dem offenen Ende der Bohrung 91 durch den Teil der Bohrung 91 getrennt, in welchem die beiden Einlaßanschlüsse 93 und 94 gebildet sind. Die Verbindung zwischen dem Einlaßanschluß 93 und dem Auslaßanschluß 1o1 wird durch den zylindrischen Teil 95 und den kegelstumpfförmigen Teil beherrscht. Der Nadelteil 99 drosselt die Strömung zwischen dem Einlaßanschluß 94 und dem Zusatzluftzufuhrkanal 1oo und dient als die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung in jenem Kanal.

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Der Einfluß irgendeiner Veränderung des Luftstromes durch den Luftzufuhrkanal 22, die durch das Tandemnadelventil 9o hervorgerufen wird, auf das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der aus dem Vergaser bei Leerlauf in die Verbrennungskraftmaschine angesaugten Charge ist unbedeutend im Vergleich zu dem Einfluß auf das Kraftstoff-Luft-Verhältnis einer Änderung des Luftstromes durch den Zusatzluftzufuhrkanal 1oo, weil zwischen dem ersteren und dem Lambda-Fühler 35 abgegebenen analogen Steuersignal eine wesentlich größere Verzögerung liegt, so daß jene änderung zwischen dem letzteren und dem gleichen analogen Steuersignal bewirkt wird. Andererseits ist der Einfluß irgendeiner Veränderung des Luftstromes durch den Zusatzluftzufuhrkanal 1oo, der durch Betätigung des Tandemnadelventils 9o bei teilweise oder voll geöffneter Drosselklappe bewirkt wird, auf das KraftstoffLuft-Verhältnis der aus dem Vergaser 1o in die Verbrennungskraftmaschine 14 angesaugten Charge unbedeutend verglichen mit dem Einfluß auf jenes Kraftstoff-Luft-Verhältnis einer Änderung des Luftstromes durch den Luftzufuhrkanal 22, weil der Massestrom durch den Ansaugkanal bei teilweise oder ganz geöffneter Drosselklappe wesentlich größer ist als bei Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine. Die Verzögerungs zwischen irgendeiner solchen Änderung des Luftstromes durch den Luftzufuhrkanal 22 und dem analogen Steuersignal, welches eine solche Änderung einleitet, ist bei teilweise oder voll geöffneter Drosselklappe wesentlich geringer als bei Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine.

Die Erfindung kann auch bei einem Festchoke-Vergaser angewandt werden, wenn ein Zusatz luftzufuhr kanal, wie er oben unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben ist, vorgesehen wird, um Zusatzluft zu dem Ansaugkanal stromab von der Drosselklappe zuzuführen, zusätzlich zu der Anordnung eines Luftzufuhrkanals zum Zuführen von Luft zu einer Kraftstoffzufuhrdüse, welche eine Kraftstoffdosieröffnung des Vergasers aufweist. Der Strom durch die beiden Luftzufuhrkanäle wird gesteuert nach Maßgabe eines analogen Steuersignals, welches von einem Lambda-Fühler oder einer ähnlichen Vorrichtung abgegeben wird.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verbrennungskraftmaschine mit Zündung durch Zündfunken enthaltend einen Vergaser und ein Auspuffsystem, bei welcher der Vergaser einen Grundkörper aufweist, in dem ein Ansaugkanal vorgesehen ist, und dieser Ansaugkanal einen Strömungsweg für die Luft bildet, die durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine in diese angesaugt wird, bei welcher in dem Ansaugkanal ein Vergaserlufttrichter von verminderten Abmessungen vorgesehen ist, bei welcher weiterhin stromab von jenem Vergaserlufttrichter eine vom Fahrer betätigbare Drosselklappe zur Steuerung des Masseluftstromes durch den Ansaugkanal vorgesehen ist, und welche ein Kraftstoffzufuhrsystem enthält, das eine Kraftstoffdosxeröffnung, eine Kraftstoffaustrittsdüse und eine Quelle von flüssigem Kraftstoff aufweist, wobei das Kraftstoffzufuhrsystem so angeordnet ist, daß durch den Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter abgemessene Mengen von flüssigem Kraftstoff von der besagten Quelle durch die Kraftstoffdosxeröffnung und die Kraftstoffaustrittsdüse hindurch angesaugt werden, so daß der durch die Kraftstoffaustrittsdüse angesaugte Kraftstoff in dem Teil des Ansaugkanals zwischen dem Vergaserlufttrichter und der Drosselklappe verteilt und zerstäubt wird und sich mit der durch den Vergaserlufttrichter strömenden Luft zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches vermischt, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspuffsystem Auspuffgasbestandteils-Fühlermittel (35) enthält, durch welche das Verhältnis der Menge eines Bestandteils des beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine auspuffenden Gasstromes und der Menge des übrigen Auspuffgasstromes überwachbar und ein Signal erzeugbar ist, wenn dieses Verhältnis um einen vorgegebenen Betrag von einem vorgegebenen optimalen Verhältnis abweicht, wobei dieses Signal auch das Vorzeichen der Differenz zwischen dem in jedem Augenblick gemessenen Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältnis

G o ⁱi ß 7 η / η ? B R " ²⁴

angibt, daß Steuermittel vorgesehen sind, durch welche einer der Faktoren, die zusammen die abgemessene Menge von Kraftstoff bestimmen, welche durch einen gegebenen Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter über die Kraftstoffdosieröffnung (2o) angesaugt werden, veränderbar ist, nämlich der effektive Strömungsquerschnitt der Kraftstoff dosieröffnung (2o) und der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung (2o), und daß Signalübertragungsmittel zum übertragen des Signals, das von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln (38) ausgesandt wird, auf die Steuermittel vorgesehen sind, durch die wiederum nach Maßgabe eines von den AuspuffgasbestandteilsFühlermittel (35) gelieferten Signals der besagte eine Faktor so veränderbar ist, daß die Menge des von einem gegebenen Luftstrom durch den Vergaserlufttrichter über die Kraftstoffdosieröffnung (2o) und die Kraftstoffaustrittsdüse (19) in den Ansaugkanal (12) angesaugten Kraftstoffes im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen dem besagten Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältnis verändert wird.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatzluftzufuhrkanal (1oo) enthält, der mit dem Ansaugkanal (12) stromab von der Drosselklappe (32) verbunden ist, daß in dem Zusatzluftzufuhrkanal (1oo) eine veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung (9o) angeordnet ist und Steuermittel zur Steuerung der veränderbaren Strömungsdrosselvorrichtung (9o) vorgesehen sind, daß die Steuermittel für die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung mit den Signalübertragungsmitteln verbunden sind und durch die Steuermittel der von der veränderbaren Strömungsdrosselvorrichtung (9o) für einen Luftstrom durch den Zusatzluftzufuhrkanal (1oo) gebildete Strömungswiderstand nach Maßgabe eines von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln (35) über die Signalübertragungsmittel erhaltenen Signals

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veränderbar ist, wobei die Veränderung des Strömungswiderstandes für einen Luftstrom durch den Zusatzluftzufuhrkanal (1oo) im Sinne einer Verminderung der Differenz zwischen dem besagten Verhältnis und dem vorgegebenen optimalen Verhältnis erfolgt, wenn die Verbrennungskraftmaschine im oder nahe dem Leerlauf arbeitet.

3. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (1o) ein Luftventilvergaser ist, der ein Luftventil (15) stromauf von der durch den Fahrer betätigbaren Drosselklappe (32) und ein Kraftstoff zufuhr system (17, 18, 19, 2o) zur Zufuhr abgemessener Mengen von Kraftstoff zu dem Teil des Ansaugkanals (12) zwischen der Drosselklappe (32) und dem Luftventil (15) aufweist, wobei das Luftventil (15) mit der Wandung (16) des Ansaugkanals (12) zur Bildung des besagten Vergaserlufttrichters zusammenwirkt und von dem Unterdruck gesteuert ist, der in dem Teil des Ansaugkanals (12) zwischen Drosselklappe (32) und Lufventil (15) erzeugt wird, so daß der Strömungsquerschnitt des Vergaserlufttrichters verändert und dieser Unterdruck im wesentlichen konstant gehalten wird.

4. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen Luftstromkanal (22) enthalten, welcher mit dem Kraftstoffzufuhrsystem (17, 18, 19, 2o) stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse

(19) verbunden ist und veränderbare Luftstromdosiermittel (69, 74), welche mit den Signalübertragungsmitteln verbunden sind und deren Verhalten nach Maßgabe eines von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln (35) über die Signalübertragungsmittel erhaltenen Signals so veränderbar ist, daß der Druckabfall an der Kraftstoffdosieröffnung

(20) durch eine daraus resultierende Veränderung des Luftstromes durch den Luftstromkanal (22) verändert wird.

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5. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstromkanal (22) mit dem Kraftstoffzufuhr system (17, 18, 19, 2o) zwischen der Quelle (17) von flüssigem Kraftstoff und der Kraftstoffaustrittsdüse (19) verbunden ist, so daß abgemessene Mengen von Luft stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse (19) in das Kraftstoffzufuhrsystem angesaugt und in diesem mit Kraftstoff gemischt werden, der durch die Kraftstoffdosieröffnung (2o) angesaugt wird, und somit durch den Luftstrom in dem Vergaserlufttrichter ein Gemisch aus dosierten Mengen von Kraftstoff und Luft über die Kraftstoffaustrittsdüse (19) in den Ansaugkanal (12) angesaugt wird, wobei die Mengen der aus dem Luftstromkanal (22) in das Kraftstoffzufuhrsystem stromauf von der Kraftstoffaustrittsdüse (19) angesaugten Luft durch die veränderbaren Luftstromdosiermittel (29) dosiert werden.

6. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstromkanal (22) mit dem Kraftstoff zufuhr system zwischen der Kraftstoffdosieröffnung (2o) und der Kraftstoffaustrittsdüse (19) verbunden ist.

7. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6 bei direkter oder indirekter Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbaren Luftstromdosiermittel (69, 74) und die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung (9o) miteinander gekuppelt und von einer gemeinsamen Steuervorrichtung komplementär zueinander betätigbar sind, wobei diese Steuervorrichtung die Funktion sowohl der Veränderung der Luftstromdosiermittel als auch die der besagten Steuermittel für die veränderbare Strömungsdrosselvorrichtung erfüllt.

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8. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbaren Luftstromdosiermittel ein Nadelventil (24) enthalten.

9. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbaren Luftstromdosiermittel ein Drehventil (6o) enthalten.

1ο. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventil (6o) folgende Bauteile enthält: ein Gehäuse (66), einen in dem Gehäuse (66) gebildeten Hohlraum, einen Einlaß- und einen Auslaßanschluß (72 bzw. 74), die in dem Gehäuse (66) gebildet sind, mit dem Hohlraum in dem Gehäuse (66) in Verbindung stehen und in den Luftstromkanal (22) eingeschaltet sind, wobei der Luftauslaßanschluß (74) mit dem Kraftstoffzufuhrsystem (17, 18, 19, 2o) durch den stromabwärtigen Teil des Luftstromkanals (22) verbunden ist, und ein drehbares Glied (69), das mit den Mitteln (29) zur Veränderung der Luftstromdosiermittel gekuppelt und in dem Hohlraum verdrehbar ist und das mit dem Auslaßanschluß (74) so zusammenwirkt, daß wenigstens bei einigen Winkelstellungen des drehbaren Gliedes (69) innerhalb des Hohlraumes ein Teil des Auslaßanschlusses (74) durch das drehbare Glied (69) gegen das Innere des Hohlraumes abgedeckt ist, wobei der Anteil des Auslaßanschlusses (74), der durch das drehbare Glied gegen das Innere des Hohlraumes abgedeckt ist, mit einer Verdrehung des drehbaren Gliedes (69) in dem Hohlraum verändert wird.

11. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 ο, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Glied eine Scheibe (69) ist, in welcher ein bogenförmiger Schlitz (75) gebildet ist, dessen Breite, radial in bezug auf die Drehachse der

Π Π 9 3 2 δ / Π ? B H

Scheibe (69) gemessen, an einem Ende des bogenförmigen Schlitzes (75) kleiner ist als an dem anderen Ende und fortschreitend von dem einen Ende längs des Schlitzes (75) zu dem anderen Ende hin zunimmt.

12. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Luftstromdosiermittel einen Elektromotor (29) enthalten, der eine drehbare Ausgangswelle (28) aufweist, die in Antriebsverbindung mit den veränderbaren Luftstromdosiermitteln (69, 74) steht.

13. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 12 bei Rückbeziehung auf Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (28) des Elektromotors mit dem Nadelventil

(24) über einen Ritzel-Zahnstangenmechanismus (25, 26) in Antriebsverbindung steht.

14. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Luftstromdosiermittel eine Solenoidvorrichtung enthalten, die einen Anker (89) und eine Magnetwicklung (87) aufweist, wobei der Anker (89) mit dem Nadelventil (24) verbunden ist.

15. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 8, 12, 13 oder 14 bei Rückbeziehung auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten Luftstromdosiermittel und Strömungsdrosselvorrichtung ein Tandemnadelventil (9o) enthalten.

16. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Tandemnadelventil (9o) in einer Bohrung (91) gleitbeweglich geführt ist und die Verbindung zwischen jedem von einem Paar von Einlaßanschlüssen (93, 94) in der Bohrung (91) und jedem von einem Paar von

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Auslaßanschlüssen (1oo, 1o1) in der Bohrung (91) beherrscht und daß einer der Auslaßanschlüsse (1o1) durch den besagten Luftstromkanal (22) mit dem Kraftstoffzufuhrsystem (17, 18, 19, 2o) und der andere Auslaßanschluß durch den Zusatzluftzufuhrkanal (1oo) mit dem Ansaugkanal (12) stromab von der Drosselklappe (32) verbunden ist.

17. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Tandemnadelventil (9o) einen zylindrischen, dicht in der Bohrung gleitenden Teil (95) aufweist, durch welchen der besagte eine Auslaßanschluß ab sperrbar ist.

18. Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Tandemnadelventil (9o) einen weiteren dicht in der Bohrung gleitenden Teil (96) zwischen den beiden Nadelteilen (98, 99) aufweist.

19. Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffgasbestandteils-Fühlermittel einen Sauerstoffühler (35) enthalten, der ein Signal erzeugt, welches eine zusammengesetzte Funktion des Verhältnisses der Menge von Sauerstoff in dem von der Verbrennungskraftmaschine im Betrieb ausgepufften Gasstrom und der anderen Bestandteile jenes Auspuffgasstromes ist, wobei jenes Signal das Signal ist, das von den Auspuffgasbestandteils-Fühlermitteln erzeugt und über die Signalübertragungsmittel den Steuermitteln zugeführt wird.

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