DE2805091A1 - Throttle for external ignition IC engine - has profiled section to produce supersonic velocities at low loads to improve combustion - Google Patents

Throttle for external ignition IC engine - has profiled section to produce supersonic velocities at low loads to improve combustion

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DE2805091A1 DE19782805091 DE2805091A DE2805091A1 DE 2805091 A1 DE2805091 A1 DE 2805091A1 DE 19782805091 DE19782805091 DE 19782805091 DE 2805091 A DE2805091 A DE 2805091A DE 2805091 A1 DE2805091 A1 DE 2805091A1
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Abstract

The engine is controlled by a throttle (1) in a suction manifold (4) which can be part of a carburetter. Fuel is added to the air stream upstream of the throttle. One side (41) of the throttle blade has a profiled cap (11) placed over it. The profile is such that when the throttle is partly closed the cap and the side of the manifold form a convergent divergent nozzle (8, 12). The fuel air mixture passing through this reaches supersonic velocities in the convergent section. The supersonic velocity breaks up unvapourised fuel particles thus improves the homogeneity of the mixture at low loads.

Description

4572 - 5 - 28Q5094572-5-28Q509

Michael G. May
Rolle (Schweiz)Michael G. May
Rolle (Switzerland)

Fremdgezündete BrennkraftmaschineSpark ignition internal combustion engine

Die Erfindung betrifft eine fremdgezündete Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bevorzugt bezieht sich die Erfindung auf Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, ohne hierauf beschränkt zu sein.The invention relates to a spark-ignited internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Preferred the invention relates to internal combustion engines for motor vehicles, without being limited thereto.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Brennkraftma-The invention thus relates to an internal combustion engine

zumindest ein Teil des
schine, bei der/Kraftstoffes stromaufwärts vor einer ihrer Leistungssteuerung dienenden, schwenkbaren Drosselklappe in die angesaugte oder durch einen Kompressor oder Turbolader gefördert, zu mindestens einem Zylinder strömende Luft eingebracht wird, was vorzugsweise durch einen Vergaser oder in manchen Fällen auch durch Einspritzung erfolgen kann.at least part of the
machine, in which fuel is introduced upstream in front of a swiveling throttle valve, which is used to control its output, into the air that is sucked in or conveyed by a compressor or turbocharger to at least one cylinder, which can preferably be done by a carburetor or, in some cases, by injection.

Der Gaskanal, innerhalb welchem sich die Drosselklappe befindet, ist also normalerweise ein Saugkanal, doch kann er im Falle des Vorhandenseins eines Kompressors oder Turboladers auch ein Druckkanal sein. Bei Vorhandensein eines Vergasers, und die Erfindung bezieht sichThe gas channel within which the throttle valve is located is usually a suction channel, but it is it can also be a pressure channel in the case of the presence of a compressor or turbocharger. If present a carburetor, and the invention relates

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vorzugsweise auf Vergaser-Brennkraftmaschinen, ist die Drosselklappe meist in dem den Vergaser durchdringenden Gaskanal für die Luft, in welchen der Kraftstoff eingebracht wird, angeordnet.preferably on carburetor internal combustion engines, the throttle valve is usually in the one that penetrates the carburetor Gas channel for the air into which the fuel is introduced, arranged.

Die Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches (nachfolgend meist kurz Gemisch genannt) in dem Verbrennungsraum des mindestens einen Zylinders hängt wesentlich mit von der Verteilung der Kraftstofftröpfchen in der Luft und der Tröpfchengröße des Kraftstoffes ab. Günstig ist möglichst gleichmäßige Verteilung der Kraftstoff tröpfchen und geringe Tröpfchengröße. Auch läßt sich durch Reduzierung der Tropfengröße des Kraftstoffes der Kraftstoffverbrauch reduzieren und die Emission unerwünschter, nur teilverbrannter Verbrennungsprodukte verringern.The ignitability of the fuel-air mixture (hereinafter usually referred to as the mixture for short) in the combustion chamber of the at least one cylinder depends largely on the distribution of the fuel droplets in the air and the droplet size of the fuel. It is advantageous to distribute the fuel as evenly as possible droplets and small droplet size. By reducing the droplet size of the fuel, the Reduce fuel consumption and the emission of unwanted, only partially burned combustion products.

Die bekannten Drosselvorrichtungen mit schwenkbaren Drosselklappen bereiten besonders in den häufig auftretenden Betriebsbereichen niedriger Teillasten das Gemisch besonders schlecht auf, da hier die Strömungsgeschwindigkeiten des Gemische gering sind, so daß die Kraftstofftröpfche The known throttle devices with pivoting throttle valves prepare especially in the frequently occurring Operating areas with low partial loads, the mixture is particularly bad because of the flow velocities here of the mixture are small, so that the fuel droplets

bleiben.stay.

sehr tröpfchen verhältnismäßig groß und/ungleichmäßig verteiltvery droplets relatively large and / unevenly distributed

Es ist eine Aufgabe der Erfindung auf betriebssichere und in der Herstellung sehr billige Weise zu erreichen, daß der Kraftstoff in einem vorba st XBUUt en Teillastbereich in der Luft gleichmäßiger verteilt und dabei auch besondere geringe Tropfengröße des Kraftstoffes erreicht werden kann«It is an object of the invention to achieve in a reliable and inexpensive way to manufacture, that the fuel is in a pre-XBUUt en part-load range Distributed more evenly in the air and also achieved particularly small droplet size of the fuel can be"

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Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention specified in claim 1.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich in dem Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe wesentlich gleichmäßigere Verteilung des Kraftstoffes in der Luft und wesentlich geringere Tröpfchengrößen dieses Kraftstoffes erreichen als mit einer Drosselklappe ohne Lavalrand. Hierdurch wird die Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luft-Gemischs erheblich verbessert und so besteht unter anderem die Möglichkeit, das Gemisch abzumagern. Auch ergibt sich im Lavalstellwinkelbereich Verminderung des Kraftstoffverbrauchs sowie Verringerung der Emission der unerwünschten teilverbrannten Verbrennungsprodukte.As a result of the measures according to the invention, the Laval setting angle range of the throttle valve can be significantly reduced more even distribution of the fuel in the air and significantly smaller droplet sizes of this Fuel than with a throttle valve without Laval rim. This reduces the ignitability of the The fuel-air mixture is significantly improved and so there is, among other things, the possibility of the mixture to lose weight. There is also a reduction in fuel consumption in the Laval setting angle range Reduction of the emission of the undesired partially burned combustion products.

Die erfindungsgemäße Maßnahme läßt sich baulich äußerst einfach relaisieren und es ist auch möglich, im Einsatz befindliche Verbrennungskraftmaschinen, bspw. von Kraftfahrzeugen, nachträglich mit einer erfindungsgemäßen Drosselklappe auszurüsten oder die vorhandene Drosselklappe durch Anfügen von den Lavalrand schaffenden Formteilen in eine erfindungsgemäße Drosselklappe abzuändern, was äußerst billig durchführbar ist.The measure according to the invention can be relayed structurally extremely easily and it is also possible in use Internal combustion engines located, for example, of motor vehicles, retrofitted with an inventive Equip throttle valve or the existing throttle valve by adding the Lavalrand creating Modify molded parts in a throttle valve according to the invention, which can be carried out extremely cheaply.

Die erfindungsgemäße Maßnahme beeinträchtigt dabei nicht die hohe Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der üblichen, weiterhin vorhandenen Gemischbildner (Vergaser oder stromaufwärts der Drosselklappe erfolgende Kraftstoffeinspritzung) , so daß der hohe Zu-The measure according to the invention does not impair the high operational safety and reliability of the usual, Mixture generator still present (carburetor or fuel injection taking place upstream of the throttle valve) so that the high

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verlässigkeitsstand der Gemischbildner unverändert beibehalten bleibt.reliability level of the mixture formers remains unchanged.

Die Erfindung eignet sich für fremdgezündete Brennkraftmaschinen aller Art, vorzugsweise auch von Kraftfahrzeugen, gleichgültig, ob es sich um Zweitakt- oder Viertakt-Brennkraftmaschinen handelt.The invention is suitable for externally ignited internal combustion engines of all types, preferably also for motor vehicles, regardless of whether it is a two-stroke or four-stroke internal combustion engine.

Die meisten Brennkraftmaschinen, insbesondere solche von Kraftfahrzeugen, laufen die meiste Zeit mit niederen Teillasten. Die Erfindung eignet sich hervorragend dafür, den Lavalstellwinkelbereich in einem Bereich niedriger Teillasten vorzusehen, der vorzugsweise an die Leerlaufstellung der Drosselklappe angrenzen kann. Doch ist es, falls erwünscht, auch möglich, vorzusehen, daß der Lavalstellwinkelbereich erst im Abstand von der Leerlaufstellung der Drosselklappe beginnt und im Abstand vor der "Vollgas-Stellung" derMost internal combustion engines, especially those of automobiles, run at low levels most of the time Partial loads. The invention is ideally suited for the Laval angle range in one area Provide lower partial loads, which are preferably adjacent to the idle position of the throttle valve can. However, if desired, it is also possible to provide that the Laval angle range is only in the distance from the idle position of the throttle valve begins and in the distance before the "full throttle position" of the

in Sonderfällen
Drosselklappe oder/sogar erst in der Vollgas-Stellungin special cases
Throttle valve or / even only in the full throttle position

endet.ends.

Obwohl nicht das gesamte Gemisch durch den Lavalspalt hindurchströmt, wird dennoch in dem Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe eine wesentlich gleichmäßigereAlthough not all of the mixture through the laval gap flows through, nevertheless becomes a much more uniform one in the Laval setting angle range of the throttle valve

derthe

Verteilung des Kraftstoffes in / Luft und wesentlich kleinere Tröpfchengröße des Kraftstoff es als mit einer Drosselklappe ohne das erfindungsgemäße Laval teil erreicht. Falls erwünscht kann der Anteil des durch den Lavalspalt strömenden Gemisches durch die Maßnahme nach Anspruch 7 erhöht werden.Distribution of fuel in / air and much smaller Droplet size of the fuel it than achieved with a throttle valve without the Laval part according to the invention. if desired the proportion of the mixture flowing through the laval gap can be increased by the measure according to claim 7 will.

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Da der Lavalspalt/nur in einem nicht sehr großen Stellwinkelbereich der Drosselklappe vorliegt, ist meist die Maßnahme nach Anspruch 2 besonders vorteilhaft.Since the laval gap / only in a not very large setting angle range the throttle valve is present, the measure according to claim 2 is usually particularly advantageous.

Insbesondere für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist die Maßnahme nach Anspruch 3 und/oder Anspruch 4 besonders vorteilhaft , ohne hierauf beschränkt zu sein.In particular for internal combustion engines of motor vehicles, the measure according to claim 3 and / or claim 4 is particular advantageous, without being limited to this.

Auch die Maßnahme nach Anspruch 6 ist besonders vorteilhaft bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, ohne hierauf beschränkt zu sein.The measure according to claim 6 is particularly advantageous in internal combustion engines for motor vehicles without to be limited to this.

Es kann in vielen Fällen auch zweckmäßig sein, das stromaufwärts der Drosselklappe erfolgende Einbringen des KraftstoffesIn many cases it can also be useful to do this upstream the throttle valve taking place introduction of the fuel

so vorzunehmen
in die Luft/und/oder diesen Kraftstoff nach dem Einbringen in die Luft so zu lenken, daß er in verstärktem Maß in Richtung auf den Lavalspalt zu strömt, was bspw. durch asymmetrisches Einbringen des Kraftstoffes in den Strömungsquerschnitt des Gaskanals stromaufwärts der Drosselklappe und/oder durch Leitflächen oder dergl. erfolgen kann.to do so
in the air / and / or to direct this fuel after it has been introduced into the air in such a way that it flows increasingly in the direction of the Laval gap, which, for example, by asymmetrically introducing the fuel into the flow cross-section of the gas channel upstream of the throttle valve and / Or by guide surfaces or the like. Can take place.

Der die Drosselklappe enthaltende axiale Abschnitt des Gaskanals kann von üblicher, vorzugsweise ungefähr zylindrischer Gestalt sein und wie üblich eine starre, relativThe axial section of the gas channel containing the throttle valve can be of the usual, preferably approximately cylindrical Be a shape and, as usual, a rigid, relative one

zu den angrenzenden Gaskanalbereichen unbewegliche Innenungefähr
wandfläche vorzugsweise/kreisrunden Querschnitts bilden. Da in dem Lavalstellwinkelbereich sich besonders gleichmäßige Verteilung des Kraftstoffes und besonders geringe Tropfengroße des Kraftstoffes ergibt, ist es oftImmovable interior approx. to the adjacent gas duct areas
preferably form the wall surface / circular cross-section. Since in the Laval angle range there is a particularly uniform distribution of the fuel and particularly small droplet sizes of the fuel, this is often the case

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erwünscht, diesen LavalStellwinkelbereich zu vergrößern, was zweckmäßig durch die Maßnahme nach Anspruch 8 erfolgen kann.desired to enlarge this Laval angle range, which can be done appropriately by the measure according to claim 8.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a einen Teillängsschnitt eines Kraftstoff-Luft-Gemisch führenden Gaskanals einer nicht in weiteren Einzelheiten dargestellten fremdgezündeten Brennkraftmaschine, in welchem Gaskanal sich eine der Leistungssteuerung dieser Brennkraftmaschine dienende Drosselklappe befindet, welche teilgeschnitten dargestellt ist,1a shows a partial longitudinal section of a gas channel leading to a fuel-air mixture spark-ignition internal combustion engine not shown in further detail, in which gas duct is used for power control of this internal combustion engine The throttle valve is located, which is shown partially in section,

Fig. 1b eine Einzelheit der Fig. 1a,Fig. 1b shows a detail of Fig. 1a,

Fig. 2 bis je einen Teillängsschnitt durch einen Fig* 6 Kraftstoff-Luft-Gemisch führenden Gaskanal mit einer in ihm befindlichen, teilgeschnitten dargestellten Drosselklappe gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung,Fig. 2 to each a partial longitudinal section through a Fig * 6 fuel-air mixture leading gas duct with a partially sectioned throttle valve located in it according to further embodiments of the invention,

Fig. 7 eine schaubildliche Schrägansicht eines7 is a diagrammatic perspective view of a

längsgeschnitten dargestellten Abschnittes des Gaskanals nach Fig. 6, jedoch mit einer Drosselklappe, die von der nachSection of the gas duct shown in longitudinal section according to FIG. 6, but with a throttle that is used by the after

Fig. 6 abweicht.Fig. 6 differs.

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In den Fig. 1a und 1b ist ein Gaskanal 4 ausschnittsweise dargestellt, bei welchem es sich um einen stromabwärtigen Endabschnitt des Saugkanales eines nicht in weiteren Einzelheiten dargestellten Vergasers handeln kann. Der dargestellte Abschnitt des Gaskanales 4 führt also in Richtung des Pfeiles A strömende Luft, in welche stromaufwärts vor diesem Abschnitt Kraftstoff in Form kleiner Kraftstofftröpfchen eingebracht wurde, welches hierdurch entstandene Kraftstoff-Luft-Gemisch über einIn FIGS. 1a and 1b, a gas duct 4 is shown in sections shown, which is a downstream end portion of the suction channel of a not in further details shown carburetor can act. The illustrated section of the gas channel 4 leads so in the direction of arrow A flowing air, in which upstream before this section fuel in the form small fuel droplets was introduced, which the resulting fuel-air mixture via a

an das stromabwärtige Ende dieses Gaskanales/angeschlossenes Saugrohr 28 mindestens einem Zylinder der nicht in weiteren Einzelheiten dargestellten fremdgezündeten, d.h. mindestens eine Zündkerze pro Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine zuströmt. Bei dieser Brennkraftmaschine kann'es sich um eine Zweitaktoder um eine Viertakt-Brennkraftmaschine handeln, vorzugsweise um eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, bspw. eines Pkw, Lkw oder Motorrads.connected to the downstream end of this gas duct / Suction pipe 28 at least one cylinder of the not shown in further detail externally ignited internal combustion engine, i.e. having at least one spark plug per cylinder. at This internal combustion engine can be a two-stroke or be a four-stroke internal combustion engine, preferably an internal combustion engine of a motor vehicle, for example a car, truck or motorcycle.

lichteclear

Der/Querschnitt des Gaskanals 4 kann in dem dargestellgeraden The / cross section of the gas duct 4 can be straight in the illustration

ten/Bereich vorzugsweise kreisrund und über die dargestellte Länge konstant sein, so daß die relativ zum sie aufweisenden Vergaser unbewegliche Innenfläche 41 des dargestellten Abschnittes des Gaskanals 4 vorzugsweise kreiszylindrisch ist. Es kommen jedoch auch andere Querschnitte in Frage, bspw. ungefähr rechteckförmige, elliptische oder dergl.th / area should preferably be circular and constant over the illustrated length, so that the inner surface 4 1 of the illustrated section of the gas duct 4, which is immovable relative to the carburetor having it, is preferably circular-cylindrical. However, other cross-sections are also possible, for example approximately rectangular, elliptical or the like.

In diesem Gaskanal 4 ist eine der Leistungssteuerung dieser fremdgezündeten Brennkraftmaschine dienendeIn this gas duct 4 there is one which is used to control the power of this externally ignited internal combustion engine

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Drosselklappe 1 schwenkbar angeordnet, an der eine Welle mittels einer Schraube 3 befestigt ist. Die Welle 2 ist in nicht dargestellten Gleitlagern in der Umfangswandung des Gaskanales 4 schwenkbar gelagert, derart, daß die Drosselklappe 1 aus der strichpunktiert angedeuteten Endstellung 1', welche ihrer Leerlaufstellung entspricht, bis in eine horizontale maximale Offenstellung (Vollgasstellung) mittels eines nicht dargestellten üblichen Gashebels oder dergl. und zurück in Richtung des Doppelpfeiles B verschwenkbar ist.Throttle valve 1, to which a shaft is fastened by means of a screw 3, can be pivoted. The wave 2 is mounted pivotably in plain bearings, not shown, in the circumferential wall of the gas duct 4, such that the throttle valve 1 from the end position 1 'indicated by dash-dotted lines, which is its idle position corresponds to a horizontal maximum open position (full throttle position) by means of a conventional throttle lever, not shown, or the like. And back in the direction of the double arrow B. is pivotable.

Die Drosselklappe 1 besteht aus einer oberen Hälfte 40 undTunieren Hälfte 41. Die obere Hälfte 40 stellt, bezogen auf die Strömungsrichtung A des Gemischs, die relativ zur Schwenkachse dieser Drosselklappe 1 stromaufwärtige Hälfte und die unterhalb dieser Schwenkachse befindliche Hälfte 41 die stromabwärtige Hälfte der Drosselklappe 1 dar. Entsprechend ist der Umfangsrand der stromabwärtigen Hälfte 41 der Drosselklappe 1 der stromabwärtige Randbereich dieser Drosselklappe 1. Dieser stromabwärtige Randbereich ist auf einem großen Teil seines 180 umfassenden Zentriwinkels, vorzugsweise über mehr als 90 , insbesondere etwa über 120 - 160 , ein Lavalrand 25, d.h., daß dieser ümfangsrandbereich 25 der Drosselklappe in radialen Schnittebenen zumindest im wesentlichen die Kontur einer Mantellinie eines rotationssymmetrischen Strömungskanales einer Lavaldüse hat, wie es die Drosselklappen 1 in allen Ausführungsbeispielen zeigen. Bezogen auf die Mantellinie des rotationssymmetrischen Strömungskanales einer üblichen Lavaldüse kann ggfs. ein Unterschied bei der Kontur des Lavalrandes 25 darin bestehen, daß die Einlaufkrümmungslinie 36 der Kontur des Lavalrandes 25The throttle valve 1 consists of an upper half 40 and half 41. The upper half 40 represents, related on the flow direction A of the mixture, which is upstream relative to the pivot axis of this throttle valve 1 Half and the half 41 located below this pivot axis is the downstream half of the throttle valve 1 Accordingly, the peripheral edge of the downstream half 41 of the throttle valve 1 is the downstream edge region this throttle valve 1. This downstream edge area is on a large part of its 180th comprehensive central angle, preferably over more than 90, in particular about 120-160, a Laval edge 25, that is, this circumferential edge region 25 of the throttle valve in radial sectional planes at least substantially the Has the contour of a surface line of a rotationally symmetrical flow channel of a Laval nozzle, like the throttle valves 1 show in all exemplary embodiments. In relation to the surface line of the rotationally symmetrical flow channel a conventional Laval nozzle. A difference in the contour of the Laval edge 25 may be that the Inlet curvature line 36 of the contour of the laval rim 25

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sich über einen größeren Winkel als bei der Mantellinie eines Strömungskanales einer üblichen Lavaldüse erstreckt, und zwar wegen der Schwenkbarkeit der Drosselklappe und des Vorhandenseins eines wirksamen Lavalspaltes in einem gewissen "Lavalstellwinkelbereich" der Drosselklappe 1. Die Kontur des Lavalrandes 25 der Drosselklappe bildet, wie besonders deutlich aus Fig.1b zu ersehen ist, eine sich über etwas mehr als 90°, vorzugsweise über ca. 105 - 120 erstreckende kreisbogenförmige Einlaufkrümmungsiinie 36 und eine in stromabwärtiger Richtung an diese Linie 36 tangential anschließende, gerade Diffusorlinie 37. Der Lavalrand ergibt in dem "Lavalstellwinkelbereich' der Drosselklappe 1, daß das in dem Kanal 4 strömende Kraftstoff-Luft-Gemisch in dem durch den Lavalrand 25 und die ihm gegenüberliegende unbewegliche starre Innenwandfläche des Gaskanals 4 begrenzten "Lavalspalt" 35 bei ausreichend großer Druckdifferenz im Querschnitt geringster Höhe dieses Lavalspaltes, d.h. am stromabwärtigen Ende der sich im Querschnitt stetig verengenden Einlaufzone Schallgeschwindigkeit erreichen kann und in der stromabwärts daran anschliependen, sich im Querschnitt stetig erweiterenden Diffusorzone 12 sogar Überschallgeschwindigkeit erreichen kann. Die lichte Köhe des engsten Querschnittes des Lavalspaltes 35 vergrößert sich mit Verschwenken der Drosselklappe in Gegenuhrzeigerrichtung, so daß der maximal mögliche Durchsatz an Gemischextends over a larger angle than the surface line of a flow channel of a conventional Laval nozzle extends, because of the pivotability of the throttle valve and the presence of an effective Laval gap in a certain "Laval setting angle range" of the throttle valve 1. The contour of the Laval edge 25 of the As can be seen particularly clearly in FIG. 1b, the throttle valve extends over slightly more than 90 °, preferably over approximately 105-120 extending arcuate inlet curvature line 36 and an in straight diffuser line 37 tangentially adjoining this line 36 in the downstream direction. The laval rim results in the "Laval setting angle range" of the throttle valve 1 that the fuel-air mixture flowing in the channel 4 in that by the laval rim 25 and the immovable rigid inner wall surface opposite it of the gas channel 4 delimited "Laval gap" 35 with a sufficiently large pressure difference in the cross section of the smallest Height of this laval gap, i.e. at the downstream end of the inlet zone, which is steadily narrowing in cross-section Can reach the speed of sound and in the downstream adjoining it, in the cross-section steadily widening diffuser zone 12 even supersonic speed can reach. The clear height of the narrowest cross section of the Laval gap 35 increases with it Pivot the throttle valve counterclockwise so that the maximum possible throughput of mixture

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durch den Lavalspalt mit Schwenken der Drosselklappe in Gegenuhrzeigerrichtung ansteigt, was notwendig ist.increases through the Laval gap with pivoting of the throttle valve counterclockwise, which is necessary is.

Der Bereich des Lavalrandes 25, welcher die sich in stromabwärtiger Richtung degressiv stetig verengende Einlaufzone 8 schafft, bewirkt starke Beschleunigung des in ihm strömenden Gemisches, die, wie erwähnt, bei ausreichend großer Druckdifferenz in der engsten Querschnittsstelle des Lavalspaltes 35 maximal Schallgeschwindigkeit erzeugen kann. An diese Einlaufzone 8 schließt die Diffusorzone 12 des Lavalspaltes an, in welcher sich der Querschnitt dieses Lavalspaltes 35 in stromabwärtiger Richtung stetig vergrößert, und zwar vergrößert sich die lichte Weite des Lavalspaltes der Diffusorzone in stromabwärtiger Richtung im wesentlichen linear. Der öffnungswinkel oC dieser Diffusorzone 12 ist in Fig. 1b für die dargestellte Winkelstellung der Drosselklappe 1 miteingezeichnet. Dieser Diffusoröffnungswinkel c<L verändert sich beim Schwenken der Drosselklappe. Er kann sich nicht beliebig stark ändern, sondern es kann nur in einem begrenzten Bereich des Winkels oC der Diffusorzone Überschallgeschwindigkeit auftreten und in diesem Bereich hat der Spalt 12 die Wirkung eines "Lavalspaltes".The area of the laval rim 25, which creates the inlet zone 8, which narrows steadily degressively in the downstream direction, causes a strong acceleration of the mixture flowing in it, which, as mentioned, can generate a maximum of sound velocity with a sufficiently large pressure difference in the narrowest cross-section of the laval gap 35. This inlet zone 8 is followed by the diffuser zone 12 of the Laval gap, in which the cross section of this Laval gap 35 increases steadily in the downstream direction, namely the clear width of the Laval gap of the diffuser zone increases essentially linearly in the downstream direction. The opening angle oC of this diffuser zone 12 is also shown in FIG. 1b for the illustrated angular position of the throttle valve 1. This diffuser opening angle c <L changes when the throttle valve is pivoted. It cannot change at will, but supersonic speed can only occur in a limited area of the angle oC of the diffuser zone and in this area the gap 12 has the effect of a "Laval gap".

Die Diffusorzone 12 des Lavalspaltes 35 ist auf Seiten der Drosselklappe 1 im wesentlichen begrenzt durch den stromabwärtigen Umfangsrand der ebenen ScheibeThe diffuser zone 12 of the Laval gap 35 is essentially delimited by the throttle valve 1 the downstream peripheral edge of the flat disc

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und ein an deren stromabwärtige ebene Stirnfläche angesetztes Formteil 11. Die Einlaufzone 8 ist dagegen auf Seiten der Drosselklappe 1 ganz oder im wesentlichen begrenzt durch ein an die stromaufwärtige Stirnseite der Scheibe 30 angesetztes Formstück 6, welches die aus Fig. 1b besonders deutliche halbtropfenförmige Querschnitt sgestalt hat.and a molded part 11 attached to its downstream flat end face. The inlet zone 8 is against it on the part of the throttle valve 1 entirely or essentially limited by a to the upstream face of the Disc 30 attached molded piece 6, which has the semi-teardrop-shaped cross-section which is particularly clear from FIG. 1b s shape.

Die Drosselklappe 1 hat eine ,Symmetrieebene, die mit der Bildebene zusammenfällt und also senkrecht auf der zur Bildebene senkrecht verlaufenden Schwenkachse der Drosselklappe 1 steht. Diese Symmetrieebene ist auch eine Symmetrieebene der Umfangswandflache 4' des Gaskanales 4 in dessen dargestelltem Bereich.The throttle valve 1 has a, plane of symmetry that with the image plane coincides and thus perpendicular to the pivot axis of the perpendicular to the image plane Throttle valve 1 is stationary. This plane of symmetry is also a plane of symmetry of the peripheral wall surface 4 'of the Gas duct 4 in the area shown.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der öffnungswinkel °£- der Diffusorzone 12 des Lavalspaltes in der Stellung der Drosselklappe 1 , welche nach statistischer Erwartung am häufigsten vorliegt,ca. 4- 12 , vorzugsweise 5 - 10 , inssondere 5-8 beträgt. Beispielsweise kann bei Personenkraftwagen (PKW) im statistischen Mittel die Stellung der Drosselklappe , welche im Betrieb am häufigsten auftritt, derjenigen Stellung entsprechen, bei der der PKW im größten Gang auf horizontaler Fahrbahn und bei Windstille eine Geschwindigkeit von ca. 80 - 100 km/h fährt.It has proven to be particularly expedient if the opening angle [deg.] - of the diffuser zone 12 of the Laval gap in the position of the throttle valve 1, which is most frequently present according to statistical expectations, is approx. 4-12, preferably 5-10, especially 5-8. For example, in the case of passenger cars, the statistical mean position of the throttle valve, which occurs most frequently during operation, corresponds to the position in which the car is in the highest gear on a horizontal lane and at a speed of approx. 80-100 km / h when there is no wind moves.

Die Arbeitsweise dieser Drosselvorrichtung 1,4 ist also wie folgt: Das üblicherweise stromaufwärts der Drosselklappe 1 im Gaskanal 4 gebildete Kraftstoff-Luft-GemischThe mode of operation of this throttle device 1, 4 is as follows: Usually upstream of the throttle valve 1 fuel-air mixture formed in the gas duct 4

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gelangt mit noch relativ großen Kraftstofftröpfchen und mit verhältnismäßit schlechter Verteilung dieser Kraftstofftropfchen in der Luft in den Einflußbereich der Drosselklappe 1. Hier strömt der überwiegende Anteil dieses Gemisches, wenn sich die Drosselklappe 1 im Lavalstellwxnkelbereich befindet, in den Lavalspalt 35 ein und dieser Anteil des Gemisches, das den Lavalspalt 35 durchströmt, kann in der Einlaufzone 8 des Lavalspaltes 35 so stark beschleunigt werden, daß im engsten Querschnitt des Lavalspaltes extrem hohe Geschwindigkeiten erreicht werden, die in einem relativ weiten Gebiet des Last^kennfeldes dieser Brennkraftmaschine der Schallgeschwindigkeit unter den vorliegenden Temperaturen und Dichteverhältnissen entsprechen. Im Lavalspalt treten Scherkräfte im Gemisch in der Weise auf, daß die Kraftstofftropfchen im Beschleunigungsbereich des Gemisches von den leichteren Luftmolekülen überholt werden. Im je nach den Strömungsverhältnissen des noch innerhalb der Diffusorzone 12 oder hinter dem Lavalspalt 35 auftretenden Verzögerungsbereich der Gemischströmung tritt sinngemäß ' der umgekehrte Vorgang ein. Dies gibt einen zweifachen Vermischungsvorgang der Kraftstofftropfchen mit der Luft, wodurch das Gemisch vergleichmäßigt wird. Dieser Vermischungsvorgang wird im weiteren noch dadurch unterstützt, daß in weiten Bereichen des Lastkennlxnienfeldes im engsten Querschnitt des Lavalspaltes 35 der Dampfdruck des Kraftstoffes unterschritten wird und somit die Kraftstofftröpfchen Zumindest teilweise in die Dampfphase überführt werden.arrives with still relatively large fuel droplets and with relatively poor distribution of these Fuel droplets in the air in the area of influence the throttle valve 1. This is where the majority of this mixture flows when the Throttle valve 1 is located in the Lavalstellwxnkelbereich, in the Laval gap 35 and this portion of the mixture, that flows through the Laval gap 35 can be accelerated so strongly in the inlet zone 8 of the Laval gap 35, that extremely high speeds are achieved in the narrowest cross section of the Laval gap, which in a relatively wide area of the load map of this internal combustion engine correspond to the speed of sound under the prevailing temperatures and density ratios. In the Laval gap, shear forces occur in the mixture in such a way that the fuel droplets are in the acceleration range of the mixture are overtaken by the lighter air molecules. Depending on the flow conditions, it is still within the diffuser zone 12 or behind the laval gap 35 occurring delay range of the mixture flow occurs correspondingly 'the reverse process. This gives a twofold blending process Fuel droplets with the air, creating the mixture is equalized. This mixing process is further supported by the fact that to a large extent Areas of the load characteristic field in the narrowest cross section of the Laval gap 35 is the vapor pressure of the fuel is fallen below and thus the fuel droplets are at least partially converted into the vapor phase.

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In der anschließenden Diffusorzone 12 tritt bei höherem Druckgefälle bei Vorliegen der Schallgeschwindigkeit im engsten Querschnittsbereich des Lavalspaltes 35 Überschallgeschwindigkeit auf, die dann im Bereich des Verdichtungsstoßes in Unterschallgeschwindigkeit umschlägt. Die Zone des Verdichtungsstoßes ergibt eine besonders gute Homogenisierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches.In the adjoining diffuser zone 12, a higher pressure gradient occurs when the speed of sound is present in the narrowest cross-sectional area of the Laval gap 35 at supersonic speed, which then turns into subsonic speed in the area of the compression shock. The zone of the shock wave results in particularly good homogenization of the fuel-air mixture.

Der Bereich, in welchem der auf selten der Drosselklappe 1 von ihrem Lavalrand 25 mitbegrenzte Spalt die Wirkung eines Lavalspaltes 35 hat, reicht in diesem Ausführungsbeispiel von der Leerlaufstellung 1· der Drosselklappe 1 bis etwa in die voll ausgezogen dargestellte Stellung der Drosselklappe, welcher "Lavalstellwinkelbereich" der Drosselklappe 1 hier einem Teillastbereich der Brennkraftmaschine entspricht. Beispielsweise kann er einem Leistungsbereich entsprechen, der vom Leerlauf bis ca. 30 - 60 % der Maximalleistung der Brennkraftmaschine reicht.The area in which the gap, which is seldom limited to the throttle valve 1 by its laval rim 25, is the Has the effect of a Laval gap 35, in this exemplary embodiment extends from the idle position 1 · the Throttle valve 1 to approximately the position of the throttle valve shown in full lines, which "Laval setting angle range" of the throttle valve 1 corresponds here to a partial load range of the internal combustion engine. For example it can correspond to a power range from idling to approx. 30 - 60% of the maximum power the internal combustion engine is enough.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die stromabwärtige Hälfte 41 der Drosselklappe 1 wie in Fig. 1a und 1b ausgebildet, mit dem Unterschied, daß hier die Drosselklappe 1 im ganzen einstückig, z.B. durch Spritzgießen, hergestellt ist. Die Gestalt der stromaufwärtigen Hälfte 40 der Drosselklappe 1 weicht in Fig. 2 vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1a , wo sie alsIn the exemplary embodiment according to FIG. 2, the downstream half 41 of the throttle valve 1 is as in FIG. 1a and 1b, with the difference that here the throttle valve 1 is made in one piece as a whole, e.g. by injection molding, is made. The shape of the upstream half 40 of the throttle valve 1 differs in FIG. 2 from Embodiment according to Fig. 1a, where they as

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ebene, halbkreisförmige Scheibe 40 ausgebildet war, ab, da diese Hälfte 40 in Fig. 2 variierende Dicke hat, derart, daß der Umfangsrand der stromaufwärtigen Hälfte 40 der Drosselklappe 1 erheblich verbreitert ist mit kreisbogenförmiger Längskontur, deren Radius so getroffen ist, daß sich über einen in den Lavalstellwinkelbereich fallenden oder ihn mit enthaltenden Schwenkwinkelbereich der Drosselklappe 1 von vorzugsweise 5 - 20°, besonders zweckmäßig von ca. 15° ein nahezu gleichbleibenderkleiner Leckspalt zwischen der stromaufwärtigen Hälfte 40 der Drosselklappe 1 und des dieser Hälfte gegenüberliegenden Bereichs der Umfangswandung 41 des Gaskanales 4 ergibt. Hierdurch wird der Anteil des Gemisches, das den Lavalspalt 35 zwangsläufig durchströmt, erheblich erhöht, was oft vorteilhaft ist. Falls die Wandung des Gaskanales gegenüber dem stromaufwärtigen Umfangsrand der Drossel-flat, semicircular disk 40 was formed, since this half 40 in Fig. 2 has varying thickness, such that the peripheral edge of the upstream half 40 of the throttle valve 1 is considerably widened with a circular arc-shaped longitudinal contour, the radius of which is made so that it extends over a falling in the Lavalstellwinkelbereich or him containing pivoting angle range of the throttle valve 1 of preferably 5-20 °, more suitably from about 15 ° an almost constant small leakage gap between the upstream half 40 of the throttle valve 1 and the half facing portion of the peripheral wall 4 1 of the Gas channel 4 results. As a result, the proportion of the mixture which inevitably flows through the Laval gap 35 is considerably increased, which is often advantageous. If the wall of the gas channel opposite the upstream peripheral edge of the throttle

(sogenannte Progressicnsbohnxigen) klappe 1 in den Gaskanal mündende Kanäle 18/für zusätzliche(so-called Progressicnsbohnxigen) flap 1 channels 18 opening into the gas channel / for additional

Zufuhr von Kraftstoff und/oder Luft-Kraftstoff-Emulsion (bspw. für den Leerlaufbetrieb und/oder Übergangsbetrieb) aufweist, ist es zweckmäßig, in dem Rand der Drosselklappe 1 gegenüber dan Kanälen 18 eine Nut 17 vorzusehen, damit der aus den Kanälen 18 ausströmende Kraftstoff oder die ausströmende Kraftstoff-Luft-Emulsion durch die Drosselklappe 1 nicht am Austritt gehindert wird.Supply of fuel and / or air-fuel emulsion (e.g. for idling operation and / or transitional operation), it is useful to provide a groove 17 in the edge of the throttle valve 1 opposite the channels 18 so that the fuel flowing out of the channels 18 or the fuel-air emulsion flowing out through the throttle valve 1 is not prevented from leaving.

Fig. 3 zeigt eine andere konstruktive Ausbildung der Drosselklappe 1, durch welche ebenfalls wie im Falle der Fig. 2 erreicht wird, daß über einen mehr oder weniger großen Schwenkwinkelbereich der Drosselklappe 1, vor-Fig. 3 shows another structural design of the Throttle valve 1, through which, as in the case of FIG. 2, it is achieved that a more or less large swivel angle range of throttle valve 1, forward

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zugsweise etwa über den Lavalstellwinkelbereich, zwischen dem stromaufwärtigen Rand der Drosselklappe und der diesem Randbereich gegenüberliegenden Gaskanalumfangswand nur ein kleiner Leckspalt besteht, damit der Anteil des den Lavalspalt 35 durchströmenden Gemisches entsprechend vergrößert wird. In Fig. 3 wird dies dadurch erreicht, indem die obere Hälfte der Umfangswandung 4' des Gaskanales 4 gegenüber der Drosselklappe in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise durch einen einwertigen Vorsprung 19 eingeschnürt ist. Die der Drosselklappe 1 gegenüberliegende Fläche 19· dieses Vorsprunges 19 hat in radialen Schnittebenen konkave kreisbogenförmige Wölbung, derart, daß im Lavalstellwinkelbereich die obere Umfangsrandhälfte der Drosselklappe 1 konstanten, geringen Abstand von dieser Fläche 19' hat.preferably approximately over the Laval setting angle range, between the upstream edge of the throttle valve and the There is only a small leakage gap opposite this edge area of the gas duct circumferential wall, so that the proportion of the mixture flowing through Laval gap 35 is increased accordingly. In Fig. 3 this is thereby achieved by the upper half of the circumferential wall 4 ' of the gas channel 4 with respect to the throttle valve in the manner shown in FIG. 3 by a monovalent one Projection 19 is constricted. The surface 19 of this projection 19 opposite the throttle valve 1 has concave circular arc-shaped curvature in radial sectional planes, such that in the Laval setting angle range the upper peripheral edge half of the throttle valve 1 constant, has a small distance from this surface 19 '.

In Fig. 4 ist eine Variante der Fig. 3 dargestellt, bei welcher die Drosselklappe 1 ein an sie angesetztes Formstück 6, ähnlich wie im Falle des Ausführungsbeispieles nach Fig. 1a und 1b, aufweist, wobei jedoch das Formstück 6 so gestaltet ist, daß zwischen ihm und der ihm gegenüberliegenden ebenen Wand 51 des Hauptteiles 50 der Drosselklappe mindestens ein Durchflußschlitz 20 gebildet ist, dessen Einlaßmündung 52 am inneren Rand des Formteiles 6 angeordnet ist. Dieser Schlitz 20 mündet im Übergangsbereich zwischen der Einlaufzone 8 und der Diffusorzone 12 des Lavalspaltes offen in den Lavalspalt 35 aus. Dieser Durchflußschlitz hat den Zweck, flüssigen Kraftstoff, der sich auf derFIG. 4 shows a variant of FIG. 3 in which the throttle valve 1 is attached to it Form piece 6, similar to the case of the exemplary embodiment according to Fig. 1a and 1b, having, however, the shaped piece 6 is designed so that between it and the opposite flat wall 51 of the main part 50 of the throttle valve has at least one throughflow slot 20 is formed, the inlet opening 52 of which is arranged on the inner edge of the molded part 6. This Slot 20 opens in the transition area between the inlet zone 8 and the diffuser zone 12 of the Laval gap open into the laval gap 35. This flow slot has the purpose of liquid fuel that is on the

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stromaufwärtigen Seite der Drosselklappe 1 niederschlägt, zu sammeln und durch die Drosselklappe 1 hindurch in den engsten Querschnitt des Lavalspaltes ausströmen zu lassen, wodurch dieser Kraftstoff besonders intensiv mit der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft vermischt wird.precipitates upstream side of the throttle valve 1, to collect and through the throttle valve 1 through into the narrowest cross section of the Laval gap to be allowed to flow out, whereby this fuel is particularly intense with that of the internal combustion engine sucked air is mixed.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform ähnlich Fig. 3, wobei jedoch die stromaufwärtige Hälfte 40 der Drosselklappe 1 zur Herabsetzung des Strömungswiderstandes der Drosselklappe 1 in ihrer Vollgasstellung strömungsgünstig gestaltet ist. Zwei Kraftstoffbohrungen 18 münden in den Gaskanal 4 gegenüber dem stromaufwärtigen Rand der Drosselklappe 1 ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und dienen wie dort als sogenannte Progressionsbohrungen insbesondere für Leerlauf und/oder Übergangszwecke durch Einbringen zusätzlichen Kraftstoffes in den Gaskanal 4 . Die Hauptmenge des Kraftstoffes wird jedoch stromaufwärts der Drosselklappe 4 In einem üblichen, nicht dargestellten Lufttrichter in den Gaskanal 4 eingebracht.FIG. 5 shows an embodiment similar to FIG. 3, but the upstream half 40 of the throttle valve 1 is designed in a flow-favorable manner to reduce the flow resistance of the throttle valve 1 in its full throttle position. Two fuel bores 18 open into the gas channel 4 opposite the upstream edge of the throttle valve 1, similar to the embodiment according to FIG. The main quantity of fuel is, however, upstream of the throttle valve 4 I n a conventional, not shown, venturi into the gas channel 4 is introduced.

In Fig. 6 ist eine Drosselklappe 1 dargestellt, die ungefähr einer Kombination der Drosselklappe 1 nach den Fig. 2 und 4 entspricht. Abweichend von Fig. 2 und 4 weist die Innenwandfläche 4' des Gaskanales 4 gegenüber dem Lavalrand 25 der Drosselklappe 1 eine in stromabwärtiger Richtung bis zu einer Stufe 53 führendeIn Fig. 6, a throttle valve 1 is shown, which is approximately a combination of the throttle valve 1 after FIGS. 2 and 4 correspond. In a departure from FIGS. 2 and 4, the inner wall surface 4 ′ of the gas channel 4 has opposite the Laval edge 25 of the throttle valve 1, a leading in the downstream direction up to a step 53

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Steigung 22 auf, welche so getroffen ist, daß durch sie der Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe 1 vergrößert wird. Diese Steigung 22 bildet gegenüber dem Lavalrand 25 der Drosselklappe eine rampenartige Einschnürung des lichten Querschnittes des Gaskanales 4. Zweckmäßig kann vorgesehen sein, daß der Öffnungwinkel der Diffusorzone 12 des Lavalspaltes 35 im Bereich dieser Steigung 22 ca. 8 - 14 nicht wesentlich übersteigt.Incline 22, which is made such that the Laval setting angle range of the throttle valve 1 is enlarged. This slope 22 forms a ramp-like shape compared to the Laval edge 25 of the throttle valve Constriction of the clear cross section of the gas channel 4. It can expediently be provided that the opening angle the diffuser zone 12 of the Laval gap 35 in the area of this slope 22 does not significantly exceed approximately 8-14.

Fig. 7 zeigt eine schaubildliche, aufgeschnittene Drosselvorrichtung, welche, ähnlich der nach Fig. 3, in Weiterbildung nach Fig. 6 ist. Die dem stromaufwärtigen Rand der Drosselklappe gegenüberliegende Einschnürung 19 hat dieselbe Aufgabe wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, so daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe 1 im wesentlichen den zwischen dem Lavalrand 25 und der wie in Fig. 6 vorhandenen Steigung 22 bestehenden Lavalspalt 35 durchströmen muß.FIG. 7 shows a diagrammatic, cut-open throttle device which, similar to that of FIG. 3, in further development according to FIG. 6. The constriction opposite the upstream edge of the throttle valve 19 has the same task as in the embodiment of FIG. 3, so that the fuel-air mixture in Laval setting angle range of the throttle valve 1 essentially that between the Laval rim 25 and the as in FIG Fig. 6 existing slope 22 existing Lavalspalt 35 must flow through.

Ferner ist in an sich bekannter Weise ein Unterdruckrohr 24 vorgesehen, das mit dem pneumatischen Verstellmechanismus des Zündzeitpunktreglers der Zündvorrichtung der Brennkraftmaschine verbunden ist. Mit 18 sind ebenfalls an sich bekannte und schon bei Fig. 2 und 5 dargestellte Kanaäle, die man als Progressionsbohrungen bezeichnet, für Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Emulsionen vorgesehen.Furthermore, a vacuum tube 24 is provided in a manner known per se, which is connected to the pneumatic adjustment mechanism of the ignition timing controller of the ignition device of the internal combustion engine is connected. At 18 are also known per se and already shown in Fig. 2 and 5 channels, which are called progression bores designated for fuel or fuel-air emulsions.

Es zeigte sich, daß mit der erfindungsgemäßen Drosselvorrichtung homogenere Kraftstoff Luftgemische gebildet werden und dadurch Gemische mit höheremIt was found that with the throttle device according to the invention more homogeneous fuel air mixtures are formed and thus mixtures with higher

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Luftüberschuß als bisher mit derselben Brennkraftmaschine aussetzerfrei verbrannt werden können. Im Falle einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ergibt die bessere Gemischverteilung auf die verschiedenen Zylinder eine weitere Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauches. Auch werden die bei mageren Gemischen bisher unregelmäßigen Verbrennungsabläufe aufeinanderfolgender Verbrennungszyklen gleichmäßiger, wodurch sich eine weitere Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauches ergibt. Im weiteren konnte festgestellt werden, daß die sogenannte Kaltstartanfettung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wie sie bisher notwendig war, beträchtlich verringert werden konnte.Excess air than before with the same internal combustion engine can be burned without dropouts. In the case of a multi-cylinder internal combustion engine the better mixture distribution on the different cylinders a further reduction of the specific Fuel consumption. Even those with lean ones Mixtures of previously irregular combustion processes of successive combustion cycles more evenly, which results in a further reduction in the specific fuel consumption. In the further it could be established that the so-called cold start enrichment of the fuel-air mixture, as previously necessary could be reduced considerably.

Durch die beschriebenen Maßnahmen ergibt sich nicht nur ein geringerer Kraftstoffverbrauch zum Beispiel eines Personenkraftwagens oder dergl. im Abgastestzyklus, sondern es werden auch die Mengen der teilverbrannten Abgaskomponenten reduziert. Im Vergleich zu den erzielbaren Vorteilen sind die evtl. Mehrkosten für erfindungsgemäße Drosselvorrichtungen vernachlässigbar.The measures described not only result in lower fuel consumption, for example one Passenger car or the like in the emission test cycle, but also the quantities of partially burned Reduced exhaust gas components. Compared to the achievable advantages, the possible additional costs for the invention Throttling devices negligible.

Obwohl der Lavalspalt insbesondere dann die Tröpfchengröße des Kraftstoffes wesentlich verkleinert und die Verteilung des Kraftstoffes in der Luft homogenisiert, wenn der betreffende Kraftstoff stromaufwärts vor der Drosselklappe 1 in den Gaskanal 4 eingebracht wird,Although the laval gap especially then the droplet size of the fuel is significantly reduced and the distribution of the fuel in the air is homogenized, if the fuel in question is introduced into the gas duct 4 upstream in front of the throttle valve 1,

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kann jedoch auch ein Teil des Kraftstoffes in mindestens einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine im Schwenkwinkelbereich der Drosselklappe ihr gegen-however, some of the fuel can also be used in at least one operating state of the internal combustion engine in the swivel angle range of the throttle valve

(wie 18)
über durch öffnungen/in der Wandung des Gaskanales 4 eingebracht werden oder auch stromabwärts der Drosselklappe 1. Das Einbringen solcher im allgemeinen relativ geringer Kraftstoffmengen in Höhe der Drosselklappe und/oder stromabwärts von ihr ist bekannt und davon wird nicht berührt, daß der oder die Kraftstoff-Hauptkanäle des Vergasers stromaufwärts der Drosselklappe 1 in den Gaskanal 4 münden, normalerweise in einem sogenannten Lufttrichter des Gaskanales des Vergasers.(like 18)
be introduced via openings / in the wall of the gas channel 4 or downstream of the throttle valve 1. The introduction of such generally relatively small amounts of fuel at the level of the throttle valve and / or downstream of it is known and is not affected by the fact that the fuel or the fuel -Main channels of the carburetor open upstream of the throttle valve 1 into the gas channel 4, normally in a so-called air funnel of the gas channel of the carburetor.

Die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung verbessert die Homogenität des Gemisches und verkleinert die Tröpfchengröße des Kraftstoffes auch in Bereichen des Lastkennlinienfeldes der Brennkraftmaschine, in denen die Geschwindigkeit des Gemisches im Lavalspalt zwar bereits groß ist, jedoch die Schallgeschwindigkeit noch nicht erreicht hat.The throttle device according to the invention improves the homogeneity of the mixture and reduces the droplet size of the fuel even in areas of the load characteristic field of the internal combustion engine in which the speed of the mixture in the Laval gap is already high, but has not yet reached the speed of sound.

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Claims (11)

Dr.-ing. Dipi.-Phys. OSKAE. K6N1G Patentanwalt / Q Γ) t' (■) Q ιDr.-ing. Dipi.-Phys. OSKAE. K6N1G Patent Attorney / Q Γ) t ' (■) Q ι Deutsche Bank AG StuttgartDeutsche Bank AG Stuttgart Telefon: (07dl) 62 85 61 Konto Nr. 89/00300Telephone: (07dl) 62 85 61 account no. 89/00300 Telegramm: Koenigpat ?000 STUTTGART-I, Klüpfelstraße 6 Postscheck Stgt.84919Telegram: Koenigpat? 000 STUTTGART-I, Klüpfelstraße 6 Postscheck St. 84919 Postfach 51P.O. Box 51 45724572 . . Patentansprüche. . Claims Fremdgezündete Brennkraftmaschine mit mindestens einer ihrer Leistungssteuerung dienenden Drosselvorrichtung, welche eine in einem Gaskanal angeordnete schwenkbare Drosselklappe aufweist, wobei in die durch diesen Gaskanal hindurch zu mindestens einem Zylinder der Maschine strömende Luft stromaufwärts vor der Drosselklappe flüssiger Kraftstoff einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein sich in Umfangsrichtung der Drosselklappe (1) erstreckender Teilbereich (nachfolgend Lavalrand (25) genannt) des Umfangsrandes der stromabwärtigen Hälfte (41) der Drosselklappe in radialer Schnittebene eine Kontur hat, die zumindest im wesentlichen einer Mantellinie des rotationssymmetrischen Strömungskanals einer Lavaldüse entspricht, derart, daß in einem bestimmten Schwenkwinkelbereich (nachfolgend Lavalstellwinkelbereich genannt) der Drosselklappe (1) der von ihrem Lavalrand (25) und der diesem Lavalrand gegenüberliegenden Wandung (41) des Gaskanals (4) begrenzte, aus Einlaufzone (8) undSpark ignition internal combustion engine with at least one throttle device serving its power control, which has a pivotable throttle valve arranged in a gas duct, wherein liquid fuel can be introduced into the air flowing through this gas duct to at least one cylinder of the machine upstream in front of the throttle valve, characterized in that at least one Partial area (hereinafter called Laval edge (25)) extending in the circumferential direction of the throttle valve (1) of the circumferential edge of the downstream half (41) of the throttle valve has a contour in the radial sectional plane which at least essentially corresponds to a surface line of the rotationally symmetrical flow channel of a Laval nozzle, such as that in a certain swivel angle range (hereinafter referred to as the Laval setting angle range) of the throttle valve (1) the wall (4 1 ) of the gas channel (4), which is delimited by its Laval rim (25) and the wall (4 1) opposite this Laval rim, consists of inlet zone (8) and 909832/0358909832/0358 ORSGiHAL INSPECTEDORSGiHAL INSPECTED 4572 - 2 -4572 - 2 - anschließende Diffusorzone (11) bestehende Spalt (nachfolgend Lavalspalt (35) genannt ) auf das ihn durchströmende Kraftstoff-Luft-Gemisch die Wirkung einer Lavaldüse ausübt, sodaß dieses Gemisch in einem erheblichen Bereich des Lastkennlinienfeldes der Brennkraftmaschine im Lavalspalt am stromabwärtigen Ende der es beschleunigenden , sich im Querschnitt in stromabwärtiger Richtung stetig verengenden Einlaufzone (8) Schallgeschwindigkeit und in der anschließenden, sich im Querschnitt in stromabwärtiger Richtung stetig erweiternden Diffusorzone (12) Überschallgeschwindigkeit erreichen kann.subsequent diffuser zone (11) existing gap (hereinafter called Laval gap (35)) on the fuel-air mixture flowing through it Effect of a Laval nozzle exerts, so that this mixture in a considerable area of the load characteristic field the internal combustion engine in the Laval gap at the downstream end of the accelerating, The inlet zone (8), which narrows steadily in the cross section in the downstream direction, is the speed of sound and in the subsequent, steadily widening in cross section in the downstream direction Diffuser zone (12) can reach supersonic speed. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe (1) so getroffen ist, daß er im Betrieb der Brennkraftmaschine nach statistischer Erfassung am häufigsten vorliegt.2. Machine according to claim 1, characterized in that the Laval setting angle range of the throttle valve (1) is made so that it is most common in the operation of the internal combustion engine according to statistical detection is present. 3. Maschine nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe (1) derart getroffen ist, daß die Brennkraftmaschine , wenn sich die Drosselklappe in der Mitte dieses Lavalstellwinkelbereiches befindet, im Normalfall mit 15 bis 35% ihrer maximalen Leistung läuft.3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that that the Laval position angle range of the throttle valve (1) is made such that the Internal combustion engine when the throttle valve is in the middle of this Laval setting angle range, normally runs at 15 to 35% of its maximum output. 909832/0358909832/0358 -3- 280509-3- 280509 4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lavalstellwinkelbereich bei der Leerlauf stellung der Drosselklappe ,(1) beginnt.4. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the Laval setting angle range when the throttle valve is in the idle position, (1) begins. 5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (1) von mindestens einem Schlitz (20) durchdrungen ist, dessen Einlaßmündung (201) an der von dem Kraftstoff-Luft-Gemisch angeströmten strcmaufwärtigen Stirnfläche der stromabwärtigen Hälfte der Drosselklappe (1) im Abstand von ihrem Lavalrand angeordnet ist, welcher Schlitz ungefähr am Übergang zwischen Einlaufkrümmer (36) und Diffusorabschnitt (37) des Lavalrandes (25) ausmündet.5. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle valve (1) is penetrated by at least one slot (20), the inlet opening (20 1 ) of which on the upstream end face of the downstream half of the flowed by the fuel-air mixture Throttle valve (1) is arranged at a distance from its Laval rim, which slot opens approximately at the transition between the inlet manifold (36) and diffuser section (37) of the Laval rim (25). 6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beider Stellung der Drosselklappe, welche im Betrieb der Brennkraftmaschine statistisch am häufigsten auftritt, der öffnungswinkel der Diffusorzone (12) des Lavalspaltes (25) ungefähr 4 bis 12 , vorzugsweise 5 bis 10 , insbesondere 6 bis 8 beträgt.6. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that both positions the throttle valve, which statistically occurs most frequently during operation of the internal combustion engine, the opening angle of the diffuser zone (12) of the Laval gap (25) is approximately 4 to 12, preferably 5 to 10, in particular 6 to 8. 7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärtige Hälfte des Randes der Drosselklappe (1) und die ihr gegenüberliegende Wandfläche des Gaskanals (4) derart ausgebildet sind, daß der von ihnen gebildete Spalt zumindest über die Hälfte des Lavalstellwinkel-7. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the upstream Half of the edge of the throttle valve (1) and the opposite wall surface of the gas channel (4) are designed so that the gap formed by them at least over half of the Lavalstellwinkel- 909832/0358909832/0358 - 4 -- 4 - bereichs, vorzugsweise über ungefähr den gesamten Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe geringe, vorzugsweise ungefähr konstante Spaltweite aufweist.area, preferably over approximately the entire Laval setting angle range of the throttle valve has small, preferably approximately constant gap width. 8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Lavalspalt (35) mitbildende Innenwandfläche. (22) des Gaskanals (4) in stromabwärtiger Richtung ansteigt, derart, daß hierdurch der Lavalstellwinkelbereich der Drosselklappe (1) vergrößert wird.8. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the Laval gap (35) co-forming inner wall surface. (22) of the gas channel (4) rises in the downstream direction, such that this increases the Laval setting angle range of the throttle valve (1). 9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaskanal (4) , in welchem sich die Drosselklappe (1) befindet, ein Saugkanal ist.9. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the gas duct (4), in which the throttle valve (1) is located, is a suction channel. 10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vergaser-Brennkraftmaschine ist.10. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that it is a carburetor internal combustion engine is. 11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Lavalspalt (25) mitbegrenzende Abschnitt der Innenwandfläche (41) des Gäskanals (4) ungefähr zylindrisch, vorzugsweise ungefähr kreiszylindrisch . ist.11. Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the section of the inner wall surface (4 1 ) of the gas duct (4) which co-delimits the Laval gap (25) is approximately cylindrical, preferably approximately circular-cylindrical. is. 909832/0358909832/0358
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