DE10128785A1 - Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Eine Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor hat einen Einlaßkanal 2 für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, der mit der einen Endseite 12 mit dem Brennraum 14 des Verbrennungsmotors verbindbar ist und der auf der anderen Endseite eine Einlaßöffnung 20 hat, und DOLLAR A eine Durchflußmengensteuerungseinrichtung 4 mit einem Drosselkörper 25 zur Steuerung der Durchflußmenge durch den Einlaßkanal 2 und damit der Last des Verbrennungsmotors, wobei der Drosselkörper 25 an der Einlaßöffnung 20 angeordnet ist und durch eine Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper 25 und der Einlaßöffnung 20 der Öffnungsgrad der Einlaßöffnung 20 gegenüber der Umgebung einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.

Eine Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor dient u. a. dazu, die Last eines Verbrennungsmotors über die Justierung der Durchflußmenge durch den Einlaßkanal des Verbrennungsmotors zu steuern. Üblicherweise wird passend zur Durchflußmenge von Luft eine bestimmte Menge an Kraftstoff entweder in den Einlaßkanal oder direkt in den Brennraum hinzu dosiert, um eine geeignete Verbrennung im Brennraum zu erhalten. Zur Justierung der Durchflußmenge wird üblicherweise im Einlaßkanal eine Drosseleinrichtung, wie eine Drosselklappe, ein Schieber oder eine Blende verwendet, die entweder in einem Vergaser integriert ist, oder als separate Einrichtung im Einlaßkanal vorgesehen sein kann.

Bei einem intermittierend arbeitenden Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einem Hubkolbenmotor, ist die Länge des Einlaßkanals derart auf die übrigen Bauteile des Verbrennungsmotors abgestimmt, daß die im Einlaßkanal schwingende Luftsäule, die durch das intermittierende Arbeiten des Verbrennungsmotors erzeugt wird, den Füllungsgrad des Verbrennungsmotors verbessert. Ein Einlaßkanal ist hierzu auf einer Seite mit dem Brennraum beispielsweise über ein Ventil verbunden und auf der anderen Seite über eine Einlaßöffnung zur Atmosphäre hin geöffnet. Üblicherweise hat die Einlaßöffnung einen Ansaugtrichter, wobei das Drosselorgan stromab des Einlaßtrichters bzw. der Einlaßöffnung angeordnet ist, um eine Beruhigungsstrecke für die angesaugte Luft auszubilden. Das Drosselorgan ist daher in einem mittleren Abschnitt des Einlaßkanals vorgesehen, was den Nachteil hat, daß das Drosselorgan die im Einlaßkanal schwingende Luftsäule bzw. Gassäule stört, und somit die Füllung des Brennraums negativ beeinflußt. Eine durch das Drosselorgan verursachte Störung ist insbesondere dann gegeben, wenn im Teillastbereich das Drosselorgan den Einlaßkanal teilweise einschnürt, wie z. B. eine teilweise geöffnete Drosselklappe oder ein teilweise geöffneter Schieber. Eine Drosselklappe oder ein Schieber oder auch ein sonstiges Drosselorgan stellt aber auch bei voller Öffnung des jeweiligen Drosselorgans eine Störung für die im Einlaßkanal schwingende Luftsäule dar. Beispielsweise bei einer Drosselklappe verbleibt die geöffnete Drosselklappe immer in der Mitte des Einlaßkanals oder bei einem Schieber gibt es Kanten entlang der Schieberführung, die den Durchfluß durch den Einlaßkanal und die Schwingung der Luftsäule stören.

Aus der DE 40 41 795 A1 ist eine Drosselvorrichtung bekannt, die einen zwischen zwei Ringen aufgenommenen Schlauch aufweist, wobei der Drosselvorgang und damit die Verengung eines Durchlaßquerschnitts durch Verdrehen der beiden Ringe gegeneinander erfolgt. In diesem Fall ist zwar die Drosselströmung günstiger ausgebildet, jedoch ist auch in diesem Fall die Drossel stromab der Einlaßöffnung des Einlaßkanals angeordnet, wodurch je nach Drosselstellung eine mehr oder weniger große Störung der schwingenden Luftsäule im Einlaßkanal auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gemischaufbereitungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu stellen, bei der die Last des Verbrennungsmotors variiert werden kann, ohne die schwingende Luftsäule im Einlaßkanal zu stören.

Diese Aufgabe wird gelöst, durch eine Gemischaufbereitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Betreiben einer Gemischaufbereitungseinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 14.

Indem der Drosselkörper einer Drosseleinrichtung an der Einlaßöffnung des Einlaßkanals angeordnet ist und durch eine Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper und der Einlaßöffnung der Öffnungsgrad der Einlaßöffnung gegenüber der Umgebung einstellbar ist, kann die Durchflußmenge durch den Einlaßkanal gesteuert werden, wobei eine Störung der schwingenden Gassäule innerhalb des Einlaßkanals vermieden wird. Da die Drosselvorrichtung an der Einlaßöffnung des Einlaßkanals positioniert ist, werden jegliche Einschnürungen, Störkanten oder im Einlaßkanal befindliche Drosselkörper eliminiert, wobei eine freie und ungestörte Strömung durch den Einlaßkanal möglich ist.

In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt die Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper und der Einlaßöffnung lotrecht zur Ebene der Einlaßöffnung oder in axialer Richtung zum Einlaßkanal, wobei ein veränderbarer, umlaufender Spalt zwischen dem Umfang der Einlaßöffnung und dem Drosselkörper einstellbar ist. Hierbei kann der Drosselkörper als eine Platte, die lotrecht zur Ebene der Einlaßöffnung beweglich ist, oder als ein in die Einlaßöffnung einführbarer und zum Einlaßendabschnitt des Einlaßkanals passender Stöpsel oder als eine Kombination aus Platte und Stöpsel ausgebildet sein. Dadurch, daß ein umlaufender Spalt, bevorzugt ein ringförmiger umlaufender Spalt, zwischen dem Umfang der Einlaßöffnung und dem Drosselkörper einstellbar ist, wird auf besonders vorteilhafte Weise die Einströmung von gasförmigem Medium im Randbereich der Einlaßöffnung bewerkstelligt, über den normalerweise die hauptsächliche Einströmung von gasförmigem Medium über die Einlaßöffnung in den Einlaßkanal erfolgt. Dadurch ist es möglich, die Strömung beim Einströmen in den Einlaßkanal minimal zu stören, wobei durch Verändern der Größe des umlaufenden Spalts die angesaugte Gasmenge und damit die Last des Motors reguliert werden kann.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der die Einlaßöffnung aufweisende Einlaßendabschnitt des Einlaßkanals als rotationssymmetrischer Einlaßtrichter und der Drosselkörper als rotationssymmetrischer, kugelförmiger Körper ausgebildet, wobei eine Mittellinie des kugelförmigen Körpers und die Mittellinie des Einlaßtrichters deckungsgleich sind. Hierbei wird ein besonders strömungsgünstiger, ringförmiger Spalt zwischen dem Einlaßtrichter und dem kugelförmigen Körper ausgebildet, wobei das Einstellen des Spalts durch eine Relativbewegung zwischen dem Einlaßtrichter und dem kugelförmigen Körper längs der Mittellinien erfolgt. D. h., daß entweder der kugelförmige Körper in den feststehenden Einlaßtrichter hinein und heraus bewegt wird oder, daß der Einlaßtrichter gegenüber dem feststehenden kugelförmigen Körper mittels einer ersten Bewegungseinrichtung hin und her bewegt wird.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der die Einlaßöffnung aufweisende Einlaßendabschnitt des Einlaßkanals teleskopartig gegenüber dem verbleibenden Einlaßkanal verschieblich, um so die Relativbewegung zwischen Drosselkörper und Einlaßöffnung zu bewerkstelligen, wobei sich die Länge des Einlaßkanals mit zunehmender Freigabe des Spalts zwischen Drosselkörper und Einlaßöffnung verkürzt. Da mit zunehmender Last und damit auch zunehmenden Drehzahlen der Füllungsgrad des Motors durch einen sich verkürzenden Einlaßkanal verbessert wird, ist es besonders vorteilhaft, den Einlaßendabschnitt, der bevorzugt als Trichter ausgebildet ist, gegenüber dem feststehenden Drosselkörper zurückzuziehen und damit den ringförmigen Spalt frei zu geben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Drosselkörper mittels einer zweiten Bewegungseinrichtung lotrecht zur Ebene der Einlaßöffnung oder in axialer Richtung des Einlaßkanals bewegbar, um die Größe des Spalts (32) zwischen Drosselkörper und Einlaßöffnung einzustellen. Hierdurch ist es möglich, über die erste Bewegungseinrichtung die Länge des Einlaßkanals passend zur gegenwärtigen Drehzahl des Verbrennungsmotors einzustellen und gleichzeitig über die zweite Bewegungseinrichtung die Größe des Spalts und damit die gegenwärtig gewünschte Last einzustellen, wobei die erste und die zweite Bewegungseinrichtung eine überlagerte und koordinierte Bewegung ausführen.

In einer vorteilhaften Ausführung ist im Drosselkörper eine Umgehungsleitung ausgebildet, die die Umgebung mit dem Einlaßkanal verbindet, wobei in der Umgehungsleitung ein zusätzliches Drosselorgan vorgesehen ist, um eine Durchflußmengensteuerung für kleine Durchflußmengen, wie den Leerlauf und den unteren Teillastbereich auszubilden. Durch dieses in der Umgehungsleitung angeordnete zusätzliche Drosselorgan wird eine zusätzliche Durchflußmengensteuerung für kleine Durchflußmengen zur Verfügung gestellt, die in Registeranordnung zur Durchflußmengensteuerung über den ringförmigen Spalt steuerbar ist. Somit ist eine optimale Durchflußmengensteuerung vom Leerlauf bis zum Vollastbereich des Verbrennungsmotors gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausführung ist ein Kraftstoffventil zum Einbringen von Kraftstoff in den Einlaßkanal passend zur Menge der angesaugten Umgebungsluft vorgesehen, wobei das Kraftstoffventil bevorzugt im Drosselkörper angeordnet ist und Kraftstoff über eine Kraftstoffauslaßöffnung des Kraftstoffventils in Richtung der Mittellinie des Einlaßkanals eingebracht wird. Auf diese Weise ist es möglich den Kraftstoff optimal in die Luftströmung zu dosieren und eine gute Vermischung bei nahezu jeder Last zu erhalten.

In einer vorteilhaften Ausführung mündet die Kraftstoffauslaßöffnung des Kraftstoffventils in eine im Drosselkörper koaxial zur Mittellinie des Drosselkörpers ausgebildete, zum Einlaßkanal hin geöffnete zylindrische Kammer, wobei die Umgehungsleitung bevorzugt auf wenigstens zwei Teilleitungen verzweigt ist, die in die zylindrische Kammer quer zur Einbringungsrichtung des Kraftstoffs münden. Hierdurch ist insbesondere im Leerlauf und im unteren Teillastbereich eine gute Vermischung von Kraftstoff und Luft gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausführung ist ein Luftsammelgehäuse vorgesehen, das die Einlaßöffnung und den Drosselkörper aufnimmt, wobei das Luftsammelgehäuse sich über einen Luftfilter zur Atmosphäre hin öffnet. Durch die Abstimmung der Größe bzw. des Volumens des Luftsammelgehäuses ist es möglich, die im Einlaßkanal schwingende Luftsäule und damit den Füllungsgrad des Motors positiv zu beeinflussen. Weiterhin wird die Brandgefahr im Einlaßbereich des Verbrennungsmotors durch das Vorsehen des Luftsammelgehäuses vermindert.

Weiter Ausgestaltungen der Erfindung sind in den üblichen Unteransprüchen angegeben.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch die Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit vollständig geschlossener Durchflußmengen­ steuerungseinrichtung ist;

Fig. 2 eine Schnittansicht der Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit vollständig geöffneter Durchflußmengensteuerungs­ einrichtung ist;

Fig. 3 eine teilweise Schrägansicht der Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit vier in Reihe angeordneten Einlaßkanälen ist.

Gemäß Fig. 1 und 2 hat die Gemischaufbereitungsvorrichtung einen Einlaßkanal 2 eine Durchflußmengensteuerungseinrichtung 4 zum Steuern der Durchflußmenge eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Luft, durch den Einlaßkanal 2, die zur Steuerung der Last des Verbrennungsmotors insbesondere im mittleren und oberen Lastbereich dient. Weiterhin hat die Gemischaufbereitungsvorrichtung eine zusätzliche Durchflußmengensteuerungseinrichtung 6 für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, die zur Steuerung der Last des Verbrennungsmotors im Leerlaufbetrieb und im unteren Lastbereich dient. Weiterhin hat die Gemischaufbereitungsvorrichtung ein Kraftstoffventil 8 zum Einspritzen bzw. Einbringen von Kraftstoff in den Einlaßkanal 2, wobei die eingespritzte Kraftstoffmenge jeweils passend zur Menge der aus der Umgebung angesaugten Luft paßt. Die gesamte Gemischaufbereitungseinrichtung ist von einem relativ großen Luftsammelgehäuse 10 umgeben, das wiederum über einen Luftfilter (nicht dargestellt) zur Umgebung hin offen ist.

Der Einlaßkanal 2 ist auf der einen Endseite 12 mit dem Brennraum 14 (nur teilweise dargestellt) verbunden. Im Übergangsbereich zwischen dem Brennraum 14 und der einen Endseite 12 befindet sich ein Ventilsitz 15, der über ein Ventil (nur symbolisch durch eine Mittellinie 16 dargestellt) geschlossen und geöffnet werden kann. Das Ventil wird nur während des periodisch wiederkehrenden Einlaßvorgangs geöffnet, was zu Schwingungen der im Einlaßkanal 2 befindlichen Luftsäule führt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verzweigt sich in einem mittleren Abschnitt 17 der Einlaßkanal 2 auf zwei einzelne Kanäle, so daß der Brennraum über zwei nebeneinander angeordnete Ventile befüllt wird.

Die andere Endseite 19 des Einlaßkanals 2 hat eine Einlaßöffnung 20. Ein an der Endseite 19 angeordneter Endabschnitt 21 des Einlaßkanals 2 ist als Einlaßtrichter 22 ausgebildet, der eine Mittellinie 23 hat. Der Einlaßtrichter 22 ist auf einer sich längs zu einem mittleren Abschnitt 17 des Einlaßkanals 2 erstreckenden linearen, ersten Bewegungseinrichtung 24 (nur symbolisch durch einen Pfeil dargestellt) zwischen einer vorderen Endstellung gemäß Fig. 1 und einer hinteren Endstellung gemäß Fig. 2 hin und her beweglich.

In der vorderen Endstellung gemäß Fig. 1 wird die Einlaßöffnung 20 des Einlaßtrichters 22 durch einen Drosselkörper 25 verschlossen. Der Drosselkörper 25 hat einen mittleren, zylindrischen Abschnitt 26, dessen Durchmesser d1 größer als der Durchmesse d2 des Endabschnitts 21 des Einlaßkanals 2 ist. An den zylindrischen Abschnitt 26 schließt sich auf der der Einlaßöffnung 20 zugewandten Seite ein teilkugelförmiger Körper 27 an. An den mittleren zylindrischen Abschnitt 26 schließt sich auf der der Einlaßöffnung gegenüberliegenden Seite ein weiterer teilkugelförmiger Körper 28 an. Eine Mittellinie 29 des Drosselkörpers 25 ist deckungsgleich zur Mittellinie 23 des Einlaßtrichters 22 und damit zur Erstreckung des Einlaßkanals 2 angeordnet.

Befindet sich der Einlaßtrichter 22 in der vorderen Stellung gemäß Fig. 1, so ragt der teilkugelförmige Körper 27 teilweise in die Einlaßöffnung 20 hinein, wobei die Einlaßöffnung 20 verschlossen ist. Der Drosselkörper 25 ist im Bereich eines ringförmigen Abschnitts 30, in dem die Einlaßöffnung 20 des Einlaßtrichters 22 in seiner vorderen Stellung gemäß Fig. 1 gegen den Drosselkörper 25 stößt mit einer elastomeren Dichtung 31 versehen. Der Drosselkörper 25 ist im Luftsammelgehäuse 10 befestigt. Die Durchflußmengensteuerungseinrichtung 4 wird dadurch ausgebildet, daß der Einlaßtrichter 22 von der vorderen geschlossenen Stellung gemäß Fig. 1 in Richtung zur hinteren Stellung gemäß Fig. 2 vom Drosselkörper 25 weg bewegt wird, wobei ein ringförmiger Spalt 32 bzw. ein Abstand a zwischen der Einlaßöffnung 20 und dem Drosselkörper 25 einstellbar ist. Je größer der ringförmige Spalt 32 bzw. der Abstand a eingestellt wird, desto mehr Luft kann in den Einlaßkanal 2 einströmen, bis bei der hinteren Endstellung des Einlaßtrichters 22 nach Fig. 2 der ringförmige Spalt 32 bzw. der Abstand a maximal ist. Mit zunehmender Vergrößerung des ringförmigen Spalts 32 bzw. des Abstands a verkürzt sich auch die Länge des Einlaßkanals 2, womit gleichzeitig zur Einstellung und Regulierung der Luftmenge bzw. der Last des Motors die Länge des Einlaßkanals 2 optimal an die Last und an die bei der jeweiligen Last herrschende Drehzahl anpaßbar ist.

Das Kraftstoffventil 8 hat ein mehrfach gestuftes, zylindrisches Gehäuse 33, an dessen einen Stirnseite eine als Düse dienende Kraftstoffaustrittsöffnung 34 angeordnet ist. Im Drosselkörper 35 ist längs zu seiner Mittellinie 29 eine mehrfachgestufte Bohrung 35 ausgebildet, in der das Kraftstoffventil 8 eingepaßt ist, so daß Kraftstoff in Richtung der Längserstreckung des Einlaßkanals 2 und mittig zum Einlaßkanal 2 eingespritzt werden kann. Die Bohrung 35 ist im Bereich der Kraftstoffaustrittsöffnung 34 als eine zur Einlaßöffnung 20 hin geöffnete, zylindrische Kammer 36 ausgebildet.

Im Drosselkörper 25 ist eine Umgehungsleitung 37 ausgebildet, die das Innere des Luftsammelgehäuses 10 und damit die Atmosphäre mit der zylindrischen Kammer 36 und damit mit der Einlaßöffnung 20 verbindet. Die Umgehungsleitung 37 hat einen im Drosselkörper 25 ausgebildeten Sammelraum 40, der über eine nicht dargestellte Öffnung mit dem Luftsammelgehäuse 10 verbunden ist. In der Umgehungsleitung 37 befindet sich stromab des Sammelraums 40 ein zusätzliches Drosselorgan (nicht dargestellt) zur Regulierung der durch die Umgehungsleitung 37 strömenden Luft. Die Umgehungsleitung teilt sich stromab des zusätzlichen Drosselorgans in zwei Teilleitungen 38 auf, die quer zur Mittellinie 29 des Drosselkörpers 25 in die zylindrische Kammer 36, benachbart zur Kraftstoffaustrittsöffnung 34 münden. Die Umgehungsleitung 37 mit dem darin angeordneten zusätzlichen Drosselorgan bildet eine zusätzliche Durchflußmengensteuerungseinrichtung 6 zum Regulieren von kleineren Luftmengen aus, wie sie im Leerlauf und im unteren Teillastbereich des Verbrennungsmotors benötigt werden.

Mit dieser zusätzlichen Durchflußmengensteuerungseinrichtung 6 wird die Last des Motors und damit die Luftmenge in der vorderen Stellung des Einlaßtrichters 22 gemäß Fig. 1 für den Leerlauf- und den unteren Teillastbetrieb gesteuert. Wird eine höhere Last als die untere Teillast vom Verbrennungsmotor gefordert, so wird der Einlaßtrichter 22 sukzessive in Richtung hintere Stellung des Einlaßtrichters 22 gemäß Fig. 2 bewegt, wobei über den sich öffnenden ringförmigen Spalt 32 immer mehr Luft bei nachlassender Drosselung angesaugt wird und spätestens in der hinteren Stellung des Einlaßtrichters 22 gemäß Fig. 2 keine Drosselung zwischen der Einlaßöffnung 20 des Einlaßtrichters 22 und dem Drosselkörper 25 mehr stattfindet.

Gemäß Fig. 3 ist eine Reihe von Drosselkörpem 25 derart nebeneinander angeordnet und dieser Reihe von Drosselkörpem 25 gegenüberliegend eine Reihe von beweglichen Einlaßtrichtern 22 angeordnet, die für den Betrieb beispielsweise eines Vierzylinderreihenmotors oder eine Vierzylindermotorenbank vorgesehen sind.

Nachstehend werden Variationen und Abwandlungen zum vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.

Der Drosselkörper 25 kann auf vorteilhafte Weise über eine zweite Bewegungseinrichtung 39 (nur symbolisch durch einen Pfeil dargestellt) koaxial zur ersten Bewegungseinrichtung 24 zur Einlaßöffnung 20 hin und von der Einlaßöffnung 20 weg bewegt werden. Hierdurch ist es möglich, über die erste Bewegungseinrichtung 24 in erster Linie die Länge des Einlaßkanals 2 passend zur gegenwärtigen Drehzahl des Verbrennungsmotors einzustellen und gleichzeitig über die zweite Bewegungseinrichtung 39 die Größe des ringförmigen Spalts 32 und damit die gegenwärtig gewünschte Last einzustellen, wobei die erste und die zweite Bewegungseinrichtung 24 und 39 eine überlagerte und koordinierte Bewegung ausführen. Damit kann einerseits die Länge des Einlaßkanals 2 optimal an die Drehzahl angepasst werden, andererseits die Last bzw. die Größe des ringförmigen Spalts 32 unabhängig von der Länge des Einlaßkanals 2 über die zweite Bewegungseinrichtung 39 wunschgemäß eingestellt werden.

Anstatt die Größe des ringförmigen Spalts 32 durch Bewegen des Drosselkörpers 25 in Richtung zur Einlaßöffnung 20 einzustellen kann auch um einen unbeweglichen Drosselkörper 25 herum ein Hülse (nicht dargestellt) angeordnet sein, die in Richtung zur Einlaßöffnung 20 beweglich ist, um die Größe des Spalts 32 einzustellen, insbesondere auch dann wenn mit der ersten Bewegungseinrichtung 24 der Einlaßkanal 2 zum Anpassen an die gegenwärtige Drehzahl verstellt insbesondere verkürzt worden ist.

Es ist auch möglich den Einlaßkanal 2 feststehend ohne die erste Bewegungseinrichtung 24 auszubilden und den ringförmigen Spalt 32 durch hin und her Bewegen des Drosselkörpers 25 durch die zweite Bewegungseinrichtung 39 einzustellen.

Weiterhin ist es grundsätzlich möglich den gesamten Lastbereich vom Leerlauf bis zur Vollast des Verbindungsmotors über die Regulierung des ringförmigen Spalts 32 zu bewerkstelligen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, den Drosselkörper 25 als Stöpsel auszubilden, so daß ein relativ langer ringförmiger Spalt 32 in geschlossener Stellung gemäß Fig. 1 ausgebildet wird, wobei beim Dosieren geringer Luftmengen und damit niedriger Lasten eine feinfühligere Durchflußmengensteuerung durch Zurückziehen des Einlaßtrichters 22 bewerkstelligbar ist.

In diesem Zusammenhang kann der Drosselkörper 25 auch als ein ellipsenförmiger Körper oder als ein Körper ausgebildet sein, der in etwa der Innenform des Einlaßbereichs des Einlaßtrichters 22 entspricht. Auch kann der Drosselkörper 25 als eine Platte ausgebildet sein, die parallel zur Ebene der Einlaßöffnung 20 angeordnet ist oder als eine Kombination aus Platte und in etwa einer der Innenform des Einlaßbereichs des Einlaßtrichters 22 entsprechenden Körper. Hierdurch kann auf vorteilhafte Weise die Form des Drosselkörpers 25 und die Form des Einlaßendabschnitts 21 des Einlaßkanals 2 und damit die Form des frei werdenden Spalts 32 zwischen der Einlaßöffnung 20 und dem Drosselkörper 25 auf die sich mit der Lasteinstellung verändernde Länge des Einlaßkanals 2 abgestimmt werden. Für jede Lasteinstellung und auch für jede Drehzahl wird eine optimale Einströmung in den Einlaßkanal 2 ermöglicht, wobei sowohl die Einströmung in den Einlaßkanal 2 als auch die Strömung im Einlaßkanal 2 selbst minimal gestört wird.

Die dargestellte Gemischaufbereitungsvorrichtung kann auch dazu verwendet werden, ein fertiges Kraftstoff-Luftgemisch oder ein Gemisch aus Luft und brennbarem Gas zu regulieren. Auch ist es möglich die vorstehend dargestellte Durchflußmengensteuerungseinrichtung 4 in Kombination mit einer Direktein­ spritzung von Kraftstoff in den Brennraum 14 zu kombinieren.

Weiterhin kann die Gemischaufbereitungsvorrichtung auch bei einem aufgeladenen Motor verwendet werden.

Claims (15)

1. Gemischaufbereitungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit
einem Einlaßkanal (2) für ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, der mit der einen Endseite (12) mit dem Brennraum (14) des Verbrennungsmotors verbindbar ist und der auf der anderen Endseite eine Einlaßöffnung (20) hat,
einer Durchflußmengensteuerungseinrichtung (4) mit einem Drosselkörper (25) zur Steuerung der Durchflußmenge durch den Einlaßkanal (2) und damit der Last des Verbrennungsmotors,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (25) an der Einlaßöffnung (20) angeordnet ist und durch eine Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper (25) und der Einlaßöffnung (20) der Öffnungsgrad der Einlaßöffnung (20) gegenüber der Umgebung einstellbar ist.

2. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper (25) und der Einlaßöffnung (20) lotrecht zur Ebene der Einlaßöffnung (20) oder in axialer Richtung des Einlaßkanals (2) erfolgt, wobei ein veränderbarer, umlaufender Spalt (32) zwischen dem Umfang der Einlaßöffnung (20) und dem Drosselkörper (25) einstellbar ist.

3. Gemischaufbereitungsvorrichtung Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einlaßöffnung (20) aufweisende Endabschnitt (21) des Einlaßkanals (2) als rotationssymmetrischer Einlaßtrichter (22) ausgebildet ist und daß der Drosselkörper (25) als ein kugelförmiger Körper (27) ausgebildet ist, wobei eine Mittellinie (29) des kugelförmigen Körpers (27) und eine Mittellinie des Einlaßtrichters (23) deckungsgleich sind, und durch die Relativbewegung zwischen Einlaßöffnung (20) und Drosselkörper (25) ein in Breite und Länge veränderbarer ringförmiger Spalt (32) zwischen dem Einlaßtrichter (22) und dem kugelförmigen Körper (27) bewerkstelligbar ist

4. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (25) als eine Platte, die parallel zur Ebene der Einlaßöffnung (20) angeordnet oder als ein in die Einlaßöffnung (20) einführbarer, und zum Einlaßendabschnitt (21) des Einlaßkanals (2) passender Stöpsel oder als eine Kombination aus Platte und Stöpsel ausgebildet ist.

5. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Einlaßöffnung (20) aufweisende Endabschnitt (21) des Einlaßkanals (2) mittels einer ersten Bewegungseinrichtung (24) teleskopartig gegenüber dem verbleibenden Einlaßkanal (2) verschieblich ist, um die Relativbewegung zwischen Drosselkörper (25) und Einlaßöffnung (20) zu bewerkstelligen, wobei sich die Länge des Einlaßkanals (2) mit zunehmender Freigabe des Spalts (32) zwischen Drosselkörper (25) und Einlaßöffnung (20) verkürzt.

6. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkörper (25) mittels einer zweiten Bewegungseinrichtung (39) lotrecht zur Ebene der Einlaßöffnung (20) oder in axialer Richtung des Einlaßkanals (2) bewegbar ist, um die Größe des Spalts (32) zwischen Drosselkörper (25) und Einlaßöffnung (20) einzustellen.

7. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschossenem Spalt (32) zwischen Einlaßöffnung (20) und Drosselkörper (25) im Kontaktbereich zwischen der Einlaßöffnung (20) und dem Drosselkörper (25) eine Dichtung (31) bevorzugt aus einem Elastomer vorgesehen ist.

8. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Drosselkörper (25) eine Umgehungsleitung (37) ausgebildet ist, die die Umgebung mit dem Einlaßkanal (2) verbindet, wobei in der Umgehungsleitung (37) ein zusätzliches Drosselorgan vorgesehen ist, um eine zusätzliche Durchflußmengensteuerung (6) für kleine Durchflußmengen, wie beim Leerlauf und im unteren Teillastbereich auszubilden.

9. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Drosselkörper (25) ein zusätzlicher Sammelraum (40) stromauf dem zusätzlichen Drosselorgan vorgesehen ist, wobei der zusätzliche Sammelraum (40) mit der Umgebung verbunden ist.

10. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftstoffventil (8) zum Einbringen von Kraftstoff in den Einlaßkanal (20) passend zur Menge der angesaugten Umgebungsluft vorgesehen ist.

11. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffventil (8) im Drosselkörper (25) angeordnet ist und Kraftstoff über eine Kraftstoffaustrittsöffnung (34) des Kraftstoffventils (8) koaxial zur Mittellinie (23) des Einlaßkanals (2) eingebracht wird.

12. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffaustrittsöffnung (34) des Kraftstoffventils (8) in eine im Drosselkörper (25) koaxial zur Mittellinie (29) des Drosselkörpers (25) ausgebildete, zum Einlaßkanal (2) hin offene zylindrische Kammer (36) mündet und daß die Umgehungsleitung (37) bevorzugt auf zwei Teilleitungen (38) verzweigt ist, die in die zylindrische Kammer (36) quer zur Einbringungsrichtung des Kraftstoffs münden.

13. Gemischaufbereitungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (20) und der Drosselkörper (25) von einem Luftsammelgehäuse (10) umgeben sind, das sich über einen Luftfilter zur Atmosphäre hin öffnet.

14. Verfahren zum Betreiben einer Gemischaufbereitungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Last des Verbrennungsmotors durch eine Relativbewegung zwischen dem Drosselkörper (25) und der Einlaßöffnung (20) des Einlaßkanals (2) eingestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß kleinere Durchflußmengen wie für einen Leerlauf und eine untere Teillast des Verbrennungsmotors durch ein in einer Umgehungsleitung (37) angeordnetes, zusätzliche Drosselorgan eingestellt werden.