DE1934699A1

DE1934699A1 - Steuervorrichtung zum Begrenzen von UEberlastung und UEberdrehen einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1934699A1
Application number: DE19691934699
Authority: DE
Inventors: Shigefumi Nakata
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1968-07-11
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1970-01-15
Also published as: US3596642A; GB1280886A

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine mit einer den Einlaßquerschnitt steuernden Einrichtung, die durch eine Membraneinrichtung mittels des im Einlaß oder im Ausgangskanal herrschenden Unterdrucks gesteuert ist. Gemäß der Erfindung weist die Steuervorrichtung eine Solenoidventileinrichtung auf, . die wirksam wird, wenn die Drehzahl der Maschine oder die Leistung der Maschine eine vorbestimmte Grenze überschreitet, wobei dann die Solenoidventileinrichtung das Arbeiten der Membraneinrichtung verhindert.

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der überlastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine durch Schließen einer den Einlaßquerschnitt steuernden Einrichtung, d.h. eines Sekundärdrosselventils oder einer Venturidüse änderbaren Querschnitts eines Vergasers beim Überschreiten einer ge-

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wissen Grenze der Maschinenleistung.

Wenn die Maschine jenseits einer Grenze ihre Leistung durch Überlastung oder Überdrehen arbeitet, wird ihre Lebensdauer herabgesetzt und es wird zusätzliches Geräusch erzeugt.

Die Erfindung bezweckt daher, diesen und andere Nachteile üblicher Brennkraftmaschinen zu beseitigen, und ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des überdrehens einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die Maschine einen Vergaser mit einer den Einlaßquerschnitt steuernden Einrichtung, die bei Belastung der Maschine durch das Vakuum oder den Unterdruck in dem Lufteinlaß der Maschine öffnen kann, und ein Drosselventil aufweist, das durch das Gaspedal mechanisch geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei, wenn die Maschine ihre Leistungsgrenze überschreitet, der Maschinenunterdruck durch Einführen atmosphärischer Luft in die Unterdruckkammer, zu der der Unterdruck im Einlaßsystem der Maschine geführt wird, aufgehoben und die den Einlaßquerschnitt steuernde Einrichtung geschlossen wird» -

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der Belastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die Maschine einen Vergaser mit einer Primärkammer und einer Sekundärkammer aufweist, und in der Primärkammer ein Primärdrosselventil und in der Sekundärkammer ein Sekundärd^rosselventil als den Einlaßquerschnitt steuernde Einrichtungen vorgesehen sind, des mittels des Unterdrucks im Lufteinlaß der Maschine betätigt wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Steuervorrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des überdrehens einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die Maschine einen Vergaser mit einer Venturidüse veränderbaren Querschnitts als den Einlaßquerschnitt steuernde

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Einrichtung, die mittels des Unterdrucks im Lufteinlaß der Maschine betätigt wird, und mit einem -U ross el ventil aufweist, das mit dem Gaspedal oder Beschleunigerpedal mechanisch zusammenarbeitet.

Die Erfindung wird -nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. .1 ist eine Schnittansicht einer Vorrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung. Fig. 2 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Steuereinrichtung zum Begrenzen der Überlastung und des überdrehens einer Brennkraftmaschine mit einem Vergaser mit einer Venturidüse änderbaren Querschnitts als dritte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 ist eine graphische darstellung der Charakteristiken der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Charakteristiken der zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In Figo 1 ist ein erstes bevorzuges Ausführungsbeispiel einer Steuervorrichtung zum Begrenzen von Überlastung und Überdrehen einer Brennkraftmaschine dargestellt. Ein Vergaser 12 mit konstanten Querschnitt aufweisenden Venturidüsen umfaßt ein Primärdrosselventil 13, das über ein mechanisches Gestänge 14 mit einen Gaspedal 11 in Verbindung steht und in einer ersten Kammer 15 für eine Primärventuridüse 16 angeordnet ist. Der Vergaser 12 weist ein Sekundärdrosselventil 17 in einer zweiten Vergaserkammer 18 für eine Sekundärventuridüse 19, eine Vakuumeinlaßöffnung oder Unterdruckeinlaßöffnung 20, die in die Primärventuridüse 16 mündet, und eine weitere Unterdruck-

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öffnung 21 auf, die in die Sekundärventuridüse 19 mündet und mit der Einlaßöffnung 20 in Verbindung steht. Eine Unterdruckmembraneinrichtung 22 umfaßt eine Membran 23, welche die Einrichtung 22 in zwei -kammern unterteilt, und zwar in eine Unterdruckkammer 24, die über einen Durchgang 25 mit den Unterdruckeinlaßöffnungen 20 und in Verbindung steht, und in eine Luftkammer 26, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Membran 23 ist mit dem Sekundärdrosselventil 17 über ein mechanisches Gestänge 27 verbunden, um das in der Sekundärkammer 18 angeordnete Drosselventil 17 durch Verschiebung der Membran 23 zu öffnen und zu schließen. Eine Selenoidventileinrichtung 28 umfaßt ein Selenoidventil 29, das eine mit der Unterdruckkammer 24 der ^kembran einrichtung 22 in Verbindung stehende öffnung 30, ein die Öffnung schließendes oder öffnendes Ventilglied 29a, eine Feder 31, die so angeordnet ist, daß sie die Öffnung 30 gewöhnlich schließt, indem sie das Ventilglied 29a gegen die Öffnung drückt, um die Verbindung der Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung 22 mit der Atmosphäre über eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende öffnung 32 zu steuern, und eine Solenoidspule 33, die, wenn sie erregt ist, die Öffnung 30 öffnen kann, so daß die Unterdruckkammer 24 der Membranein richtung 22 über die Öffnung 32 mit der Atmosphäre in Verbindung tritt. Ein Maschinendrehzahldetektor 34 steht mit der nicht dargestellten Maschinenwelle im Eingriff und ein Steuerschalter 35 wird geschlossen, um die Solenoidspule 33 zu exregen, wenn die von dem Detektor 34 festgestellte Maschinendrehzahl eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschreitet. Eine Quelle elektrischer Energie steht mit dem Schalter 35 über die Solenoidspule 33 in Verbindung.

Beim Betrieb schließt, wenn die Maschinendrehzahl eine vorbestimmte Grenzdrehzahl überschreitet, der Schalter unter der ^teuerungdes Detektors 34, so daß die Solenöid-

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spule 33 von der Quelle 36 elektrischer Energie erregt wird mit dem Ergebnis, daß das Ventilglied 29a die Öffnung freigibt und Atmosphärenluft über die Öffnung 32 und die Öffnung 30 in die Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung^22 eingelassen wird. Wenn Atmosphärenluft auf diese Weise in die Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung 22 eingelassen wird, wird der von den Venturidüsen 16 und 19 über die Öffnungen 20 und 21 und über den Durchgang 25 in die Unterdruckkammer 24 der ^membraneinrichtung 22 übertragene Unterdruck durch das Einlassen der Atmosphärenluft in die Kammer 24 aufgehoben, so' daß auf die Membran 23 so eingewirkt wird, daß das Sekundärdroääelventil 17 geschlossen wird, welches in der Sekundärkammer des Vergasers 12 angeordnet ist.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Pig. 4 die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Ausführung der Steuervorrichtung beschrieben.

Die unterbrochene Kurve A stellt eine Charakteristik für den Fall dar, daß nur das Primärdrosselventil 13 öffnet, während da« Sekundärventil 17 schließt. Die Kurve B zeigt eine Charakteristik fürden Fall, daß beide Drosselventile 13 und 17 normal arbeiten. Wenn die Maschinendrehzahl eine vorbestimmte Grenzdrehzahl N erreicht, wird das Sekundärdrosselventil 17 durch das Arbeiten des Detektors 34, des Schalters 35, der Solenoidventileinrichtung 28 und der Membranβinrichtung 22 gemäß vorstehender Beschreibung geschlossen, so daß die Maschinenleistung sinkt. Es ergibt sich daraus, daß, wenn die Maschine zu diesem Zeitpunkt überlastet wird, die Maschinendrehzahl verringert wird, so daß Überdrehen der Maschine verhindert ist. Wenn die Maschinendrehzahl wiederum unter die vorbeatimmte G-renzdrehzahl N absinkt, öffnet das Sekundärdrosselventil 17 •wiederuBj, so daß die Maschine beschleunigt wird. Um Schwankungen des öffnens und des Schließens des Sehalters 35 nahe der Grenzdrehssehl.N zu vermeiden, wird es bevorzugt,

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eine Hysteresis derart zu schaffen, daß ein Unterschied zwischen der Mäschinendrehzahl, bei welcher der Schalter öffnet und der Maschinendrehzahl, bei welcher der Schalter 35 schließt, vorhanden ist.Demgemäß ist das Arbeiten der Maschine in dem in Fig. 4 gezeigten schraffierten Bereich begrenzt.

Nachstehend wird anhand Fig. 2 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Steuervorrichtung zum Begrenzen von Überlastung und Überdrehen einer Brennkraftmaschine beschrieben. Ein Vergaser 12 mit konstanten Querschnitt aufweisenden Venturidüsen umfaßt ein Primärdrosselventil 13, das über ein mechanisches Gestänge 14 mit dem Beschleunigerpedal oder Gaspedal 11 verbunden und in einer Primärkammer 15 für eine Primärventuridüse 16 angeordnet ist, ein Sekundärdrosselventil 17 in einer Sekundärkammer 18 für eine Sekundärventuridüse 19» eine Vakuumeinlaßöffnung 20, die an der Primräventuridüse 16 mündet, und eine weitere Vakuum- oder Unterdruckeinlaßöffnung 21, die an der Sekundärventuridüse 19 öffnet und mit der Einlaßöffnung 20 in Verbindung steht. Eine Unterdruckmembraneinrichtung 22umfaßt eine Membran 23, welche die Einrichtung 22 in zwei Kammern unterteilt, und zwar in eine Unterdruckkammer 24, die über einen Durchgang 25 mit den Unterdruckeinlaßöffnungen 20 und 21 in Verbindung steht, und in eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Luftkammer 26. Die Membran 23 ist über ein mechanisches Gestänge 27 mit dem Sekundärdrosselventil 17 mechanisch verbunden, um das in der zweiten Kammer 18 angeordnete Drosselventil 17 durch Verschiebung der Membran 23 zu öffnen und zu schließen. Eine Solenoidventileinrichtung 28 umfaßt ein Sölenoidventil 29, das eine mit der Unterdruckkammer 24 der Mambraneinrichtung 22 in Verbindung stehende Öffnung 30_s ein die Öffnung 30 schließendes oder öffnendes Ventilglied 29a, eine Feder die so angeordnet ist, daß sie die Öffnung 30 gewöhnlich schließt, indem sie das Vent ilglied 29a gegen die Öffnung

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drückt, um die Verbindung der Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung 22 übereine mit der Atmosphäre in , Verbindung stehende Öffnung 32 mit der Atmosphäre zu steuern, und eine Solenoidspule 33, welche, wenn sie erregt ist, die Öffnung 30 öffnet, um die Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung 22 über die Öffnung 32 mit der Atmosphäre zu verbinden. EinSteuerschalter 37 schließt seine elektrischen Kontakte 38, wenn der Unterdruck an der Sekundärventuridüse 19, abgeleitet über eine Öffnung 39, die mit dem Schalter 37 in Verbindung steht, einen vorbestimmten Wert überschreitet, so daß die Solenoidspule 33 erregt wird.

Wenn im Betrieb der beschriebenen Ausführungsform der Steuervorrichtung der Unterdruck an der Sekundärventuridüse 19 einen vorbestimmten Wert oder eine vorbestimmte Grenze übersteigt, schließen die Kontakte 38 des Schalters 37, so daß die Solenoidspule 33 über die Quile elektrischer Energie erregt wird mit dem Ergebnis, daß da^is Solenoidventil 29 geöffnet wird, so daß Atmosphärenluft über die Öffnung 32 und die öffnung 30 in die Unterdruckkammer 24 der Membranein richtung 22 eingelassen wird. Wenn Atmosphärenluft auf diese Weise in die UnterdruckKammer der Membraneinrichtung 22 eingelassen ist, wird der von den Venturidüsen 16 und 19 über die Öffnungen 20 und 21 und den Durchgang 25 in die Unterdruckkammer 24 der Membraneinrichtung 22 geführte Unterdruck aufgehoben, so daß auf die Membran 23 so eingewirkt wird, daß das in der Sekundärkammer 18 des Vergasers 12 angeordnete Sekundärdrosselventil 17 geschlossen wird.. Der Unterdruck an der Venturidüse 19 ist allgemein der Maschinenleistung proportional, so daß, wenn die Maschinenleistung eine vorbestimmte Leistung P übersteigt, das Sekundärdrosselventil durch den Schalter 37, die Solenoidventileinrichtung 28 und die Membraneinrichtung 22 geschlossen wird, um die Maachinenleistung herabzusetzen.

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Dies bedeutet, wie in Fig. 5 dargestellt, daß bei der zweiten Ausführungsform das Arbeiten der Maschine in dem . schraffierten Bereich, der oberhalb der Grenzleistung P : .liegt, begrenzt ist. , ■

Eine bevorzugte dritte Ausführungsform der Steuervor- . richtung zum Begrenzen der überlastung und des Überdrehens einer Brennkraftmaschine wird nachstehend an Hand Fig. 3 beschrieben. Ein Vergaser 41 mit einer Venturidüse mit änderbarem Querschnitt umfaßt ein Drosselventil 13, das über ein nicht dargestelltes mechanisches Gestänge mit einem nicht dargestellten Beschleunigerpedal oder Gaspedal in Verbindung steht, ein Vergasergehäuse 42, eine den Einlaßquerschnitt steuernde Einrichtung 43 mit einem Saugkolben 44 bekanner Ausführung, eine Venturidüse 45, die von der Unterwand oder der Bodenwand des Saugkolbens und einem Überbrückungsteil 42a des Vergasergehäuses 42 bestimmt ist, eine konische N&del 46, die an der Bodenwand des Saugkolbens 44 befestigt und in die Brennstoffdüse 47 verschiebbar eingesetzt ist, eine an den Bodenwand des Saugkolbens 44 gebildete uffnung 20, die mit einer Unterdruckkammer 44a hinter dem Saugkolben 44 in Verbindung steht, eine Feder 48, die so angeordnet ist, daß sie die Venturidüse variablen Querschnitts durch Drücken des Saugkolbens 44 nach unten schließt, und eine Öffnung 49» die am Oberende der Strömungssteuereinrichtung oder Einlaßquers.chnittssteuereinrichtung 43 gebildet ist. Eine Solenoid· ventileinrichtung 28.umfaßt ein Solenoidventil 29, das eine mit der Öffnung 49 der Einlaßcuerschnittssteuereinrichtung 43 in Verbindung stehende Öffnung 30, ein die Öffnung 30 schließendes oder öffnendes Ventilglied 29a, eine Feder 31, di so angeordnet ist, daß sie durch Drücken des Ventilgliedes 29a die Öffnung 30 gewöhnlich schließt, um die Verbindung der Öffnung 49 der Strömungssteuereinrichtung 43 über eine mit der Atmosphäre verbundene Öffnung 32 mit der Atmosphäre zu steuern, und eine Solenoidspule 33, welche die Öffnung 30 des Solenoidventils 29 öffnen kann, so daß

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sie über die öffnung 32 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Weiterhin weist die Sölenoidventileinrichtung 28 irgendwelche der Steuermittel zum Erregen der Solenoidspule 33 auf, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind.

Wenn im Betrieb dieses Ausführungsbeispiels der Steuervorrichtung der Unterdruck an der Venturidüse 45 eine vorbestimmte Grenze oder einen vorbestimmten Wert übersteigt, schließt bei Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Steuereinrichtung zum Erregen der Solenoidspule 33 die Kontakte des Schalters 37» so daß die Solenoidspule 33 von der Cßulle 36 elektrischer Energie erregt wird mit dem -Ergebnis, daß das Solenoidventil 29 geöffnet wird, so daß Atmosphärenluft durch die öffnung 32 und die Öffnung 30 in die Öffnung 49 der Strömungssteuereinrichtung 43 und weiter durch das innere Loch des Saugkolbens 44 und die Öffnung 20 in den Einlaßkanal 50 eingelassen wird mit dem Ergebnis, daß die Venturidüse 45 variablen Querschnitts sich durch die Kraft der Feder 38 schließt, so daß die Maschinenleistung herabgesetzt wird.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine Steuervorrichtung zum Begrenzen von Überlastung und Überdrehen einer Brennkraftmaschine geschaffen ist, wobei Überlastung und Überdrehen der Maschine festgestellt wird und wobei de den Einlaßquerschnitt steuernde Einrichtung des Vergasers geschlossen wird, um Überlastung oder überdrehen der Maschine zu verhindern mit dem Ergebnis, daß lebensdauer und Sicherheit der Maschine verbessert sind und dennoch das Geräusch der Maschine herabgesetzt oder verhindert ist.

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Claims

PATENrANWXLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 193 4699

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBURG 50, 17. Juli I960

TELEGRAMME: KARPATENT ^Q KDNIGSTRASSE 28

W.14332/69 12/Ne ρ 19 34 699.7

Neue Patentansprüche 1 und 2

Steuervorrichtung zum Begrenzen von Überlastung und Übersehen einer Brennkraftmaschine, die einen Vergaser besitzt, der mit einer den Einlaßquerschnitt steuernden, eine Unterdruckkammer aufweisenden Einrichtung versehen ist, die mittels des im Lufteinlaß der Maschine herrschenden Unterdrucks betätigt v;ird, gekennzeichnet durch eine Solenoidventileinrichtung (28), die, wenn die Maschinendrehzahl oder die Maschinenleistung eine vorbestimmte Grenze überschreiten, v/irksam wird, den in der Unterdruckkammer (24 bzw. 44a) herrschenden Unterdruck aufzuheben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solenoidventileinrichtung (28) ein Solenoidventil

(29) und eine Solenoidspule (33) aufweist, von denen das Solenoidventil (29) eine mit der Unterdruckkammer (24 bzw. 44a) in Verbindung stehende öffnung (30) und ein die öffnung

(30) schließendes und öffnendes Ventilglied (29a) aufweist, und von denen die Solenoidspule (33) bei Erregung die öffnung (30) öffnet, um eine Verbindung der Unterdruckkammer (24 bzw. 44a) mit der Atmosphäre herzustellen.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Stromkreis, ,der die Solenoidspu.le (33) und einen den Stromkreis schließenden und öffnenden Schalter (35) enthält, der bei Ansprechen auf die Drehzahl der· Maschine betätigt wird (Fis. 1).
4. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß ein Masehinendrehzahldetektor (34) vorgesehen ist, der, wenn die Drehzahl der Maschine eine vorbestimmte Grenzdrehzahl übersteigt, den in dem Stromkreis liegenden Schalter (35) schließt, um die Solenoidspule (33) zu erregen und das Ventilglieu (29a) in eine die Öffnung (30) freigebende Stellung zu ziehen.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Stromkreis, der die Solenoidspule (33) und einen den , Stromkreis schließenden und öffnenden Schalter (37, JB) enthält, der bei Ansprechen auf den im Lufteinlaß der Maschine herrschenden Unterdruck betätigt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 o-der 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis eine Quelle (36) elektrischer Energie aufweist.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (12) eine Primärkamrner (15) und eine Sekundärkammer (l8) aufweist, deren jede eine Venturidüse (16 bzw. 19) konstanten Querschnitts hat, in der Primärkammer (16) ein Primärdrosselventil (I3) angeordnet ist, das mit einem Beschleunigerpedal (11) mechanisch verbunden ist, in der Sekundärkammer (l8) ein Sekundärdrosselventil (17) angeordnet und durch eine Membraneinrichtung (22) betätigt ist, indem der Unterdruck im Einlaß in die Unterdruckkammer (24) der Membraneinrichtung (22) geführt wird, das Solenoidventll (29) eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende öffnung (32) aufweist, und eine Feder (31) vorgesehen ist, die das Ventilglied (29a) gewöhnlich in eine die Ventilöffnung (30) schließende Stellung drückt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (37, 38) über eine öffnung (39) und eine Leitung (4o) mit der Sekundärkammer (18), vorzugsweise mit der Venturidüse (I9) in der Sekundärkammer (18),in Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (41) eine Venturidüse (45) variablen Querschnitts, ein Gehäuse (42),ein in dem Gehäuse angeordnetes Drosselventil (13), ^das von einem Beschleunigerpedal mechanisch betätigt ist, eine Einlaßquerschnittssteuereinrichtung bzw. Durchflußsteuereinrichtung (43), die einen Saugkolben (44), der zwischen sich und einem Überbrückungsteil (42a) des Vergasergehäuses (42) die Venturidüse (45)

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variablen Querschnitts bestimmt, eine Feder (48), die so angeordnet ist, daß sie durch Drücken des Saugkolbens (44) die Venturidüse (45) variablen Querschnitts schließt, und eine Unterdruckkammer (44a) hinter dem Saugkolben (44) aufweist, die eine öffnung (49) hat, welche mit der Öffnung (30) des Solenoidffeventils (29) in Verbindung steht.

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