DE2348860A1 - FUEL INJECTION SYSTEM - Google Patents
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- F02M69/18—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for metering continuous fuel flow to injectors or means for varying fuel pressure upstream of continuously or intermittently operated injectors the means being metering valves throttling fuel passages to injectors or by-pass valves throttling overflow passages, the metering valves being actuated by a device responsive to the engine working parameters, e.g. engine load, speed, temperature or quantity of air
- F02M69/22—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by means for metering continuous fuel flow to injectors or means for varying fuel pressure upstream of continuously or intermittently operated injectors the means being metering valves throttling fuel passages to injectors or by-pass valves throttling overflow passages, the metering valves being actuated by a device responsive to the engine working parameters, e.g. engine load, speed, temperature or quantity of air the device comprising a member movably mounted in the air intake conduit and displaced according to the quantity of air admitted to the engine
Description
o6.08.1973 Kh/Sc .o 08/6/1973 Kh / Sc.
Anlage zur Patent- undAnnex to the patent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
ROBERT BOSCH GMBH, 7 StuttgartROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzanlage für gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen mit kontinuierlicher Einspritzung in das Saugrohr, in dem ein Meßorgan sowie eine willkürlich betätigbare Drosselklappe hintereinander angeordnet sind und das Meßorgan entsprechend der durchströmenden Luftmenge gegen eine Rückstellkraft bewegt wird und dabei das bewegliche Teil eines in der Kraftstoffleitung angeordneten Ventils für die Zumessung/siner der Luftmenge proportionalen Kraftstoffmenge verstellt.The invention relates to a fuel injection system for mixture-compressing, spark-ignited internal combustion engines with continuous injection into the intake manifold, in which a measuring element and an arbitrarily actuatable one Throttle valve are arranged one behind the other and the measuring element according to the amount of air flowing through against a restoring force is moved and thereby the movable part of a valve arranged in the fuel line for the metering of the amount of fuel proportional to the amount of air adjusted.
Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu ermöglichenFuel injection systems of this type have the purpose for all operating conditions of the internal combustion engine to automatically create a favorable fuel-air mixture in order to achieve a to enable complete combustion of the fuel
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und dadurch, bei höchst möglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinst möglicnem Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder mindestens stark zu vermindern. Die Kraftstoffmenge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entsprechend sehr genau zugemessen werden.and thereby, at the highest possible power of the internal combustion engine or the lowest possible fuel consumption to avoid the formation of toxic exhaust gases or to at least greatly reduce. The amount of fuel must therefore measured very precisely according to the requirements of each operating state of the internal combustion engine will.
Bei bekannten Kraftstoffeinspritzanlagen dieser Art wird die das Saugrohr durchströmende Luftmenge von einem Meßorgan erfaßt, proportional dieser Luftmenge die Kraftstoffmenge zugemessen und unmittelbar durch Einspritzventile in der Nähe jedes Motorzylinders in das Saugrohr eingespritzt. Die Proportionalität zwischen der Luftmenge und der Kraft- ■ stoffmenge kann: dabei in Abhängigkeit von den Motorkenngrößen wie Drehzahl, Last und Temperatur geändert werden.In known fuel injection systems of this type the amount of air flowing through the intake manifold is detected by a measuring element, and the amount of fuel is proportional to this amount of air metered and injected directly into the intake manifold through injection valves near each engine cylinder. The proportionality between the amount of air and the force ■ The amount of substance can: be changed depending on the engine parameters such as speed, load and temperature.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzanlage der bekannten Art mit wesentlich geringerem Bauaufwand zu entwickeln, unter Berücksichtigung der genannten Forderungen an eine derartige Kraftstoffeinspritzanlage .The invention is based on the object of a fuel injection system of the known type to be developed with significantly less construction costs, taking into account the aforementioned Requirements for such a fuel injection system.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Varmlaufanreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches der Systemdruck des Kraftstoffes in der Kraftstoffeinspritzanlage verringerbar ist.This object is achieved in that for Varmlaufenrichung the fuel-air mixture the system pressure of the fuel in the fuel injection system is reducible.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß durch Verringerung des Systemdruckes der Differenzdruck am Zumeßventil vergrößerbar ist, wobei der Systemdruck durch ein Systemdruckventil änderbar ist, dessen Vorspannung während der warmlaufphase der Brennkraftmaschine verringerbar ist.An advantageous embodiment of the subject matter of the invention is that by reducing the system pressure the differential pressure at the metering valve can be increased, whereby the system pressure can be changed by a system pressure valve, its bias during the warm-up phase of the internal combustion engine is reducible.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist das Systemdruckventil als Flachsitzventil mit einer Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildet und in Schließrichtung von einer Feder b.eauf schlagbar, wobei die Vorspannung der Feder durch eine beheizbare Bimetallfeder verringerbar ist. ·According to a further advantageous embodiment of the object The invention is the system pressure valve as a flat seat valve with a membrane as a movable valve part formed and can be hit in the closing direction by a spring b.eauf, the preload of the spring by a heatable bimetal spring can be reduced. ·
Eine ebenfalls vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist derart, daß zur. Aufrechterhaltung des Differenzdruckes am Zumeßventil ein Differenzdruckventil dient, das als Flachsitzventil mit einer Membran als beweglichem Ventilteil ausgebildet ist und von einer Differenzdruckfeder in Schließstellung gehalten wird, die sich an ihrem der Membran abgewandten Ende an einem Warmlaufkolben abstützt, der entgegen einer Warmlauffeder in einer Bohrung des DifferenzdruckventilgehausesYgelagerr und an seinem der Differenzdruckfeder zugewandten Ende vom Kraftstoffdruck nach der ZumessungAind an seinem abgewandten Ende vom Saugr^jDhrdruck stromabwärts der Drosselklappe beaufschlagbar und zwischen zwei seine Endlagen bestimmenden Anschlägen verschiebbar ist.A likewise advantageous embodiment of the subject matter of the invention is such that for. Maintaining the Differential pressure at the metering valve, a differential pressure valve serves as a flat seat valve with a diaphragm as a movable one Valve part is formed and is held in the closed position by a differential pressure spring, the is supported at its end facing away from the membrane on a warm-up piston, which against a warm-up spring in a bore of the differential pressure valve housing Ygelagerr and at its end facing the differential pressure spring from the fuel pressure after meteringAind at its remote end End of suction pressure downstream of the throttle valve can be acted upon and is displaceable between two stops determining its end positions.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist der am warmlaufkolben durchleckende Kraftstoff stromabwärts der Drosselklappe in das Saugrohr einführbar·According to a further advantageous embodiment of the subject matter of the invention, the one leaking through on the warm-up piston Fuel can be introduced into the intake manifold downstream of the throttle valve
Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist der zugemessene Kraftstoff durch ein Einspritzventil unmittelbar stromabwärts der Drosselklappe einspritzbar.According to an additional embodiment of the subject matter of the invention, the metered fuel is by a Injection valve can be injected immediately downstream of the throttle valve.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung besteht darin, daß das Zumeßventil einenA particularly advantageous embodiment of the subject matter of the invention is that the metering valve has a
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ϊ 6 5 ϊϊ 6 5 ϊ
Drehschieber hat, der über eine Kupplung mit der Achse des einseitig gelagerten Meßorgans verbunden ist und zur Zumessung mit einer axialen Zumeßnut einen Zumeßschlitz mehr oder weniger überdeckt und am Drehschieber gegenüber der axialen Zumeßnut eine axiale Ausgleichsnut angeordnet und der am Drehschieber durchleckende Kraftstoff auf die Saugseite der Kraftstoffpumpe zurückführbar ist.Has rotary valve, which is connected via a coupling to the axis of the measuring element mounted on one side and for metering with an axial metering groove more or less covers a metering slot and on the rotary valve an axial compensation groove is arranged opposite the axial metering groove and the fuel leaking through the rotary valve can be returned to the suction side of the fuel pump.
Ein Ausführungsbeispeil des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird in folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 ein Beispiel der gesamten Anlage,Fig. 1 shows an example of the entire system,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffeinspritzanlage strömt die Verbrennungsluft durch einen nicht dargestellten Luftfilter in einen Saugrohrabschnitt 1, in dem ein als Platte 2 ausgebildestes an einer Achse 3 einseitig gelagertes Meßorgan 2 angeordnet ist und weiterhin durch einen nicht dargestellten Saugrohrabschnitt mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 2 ist quer zur Strömungsrichtung angeordnet und bewegt sich in dem entsprechend angepaßten Saugrohrabschnitt 1 nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge, wobei für einen ■ konstanten vor dem Meßorgan 2 herrschenden Luftdruck der zwischen Meßorgan 2 und der nicht dargestellten Drosselklappe herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt. Als Rückstellkraft des Meßorgans 2 dient eine fest mit der Achse 3 verbundene Spiralfeder 4.In the fuel injection system shown in Fig. 1, the combustion air flows through a not shown Air filter in a suction pipe section 1, in which a plate 2 designed as a plate on an axis 3 is mounted on one side Measuring element 2 is arranged and continues through a suction pipe section, not shown, with an arbitrary actuatable throttle valve to one or more cylinders, not shown, of an internal combustion engine. The measuring element 2 is arranged transversely to the direction of flow and moves in the appropriately adapted suction pipe section 1 according to an approximately linear function of the amount of air flowing through the intake manifold, where for a constant air pressure prevailing in front of the measuring element 2 between the measuring element 2 and the throttle valve, not shown prevailing pressure also remains constant. As a restoring force of the measuring member 2 is a fixed to the Coil spring connected to axis 3 4.
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Die Achse 3 des Meßorgans 2 ist über eine Kupplung 6 fest mit einem Drehschieber 7 verbunden, der als bewegliches Ventilteil eines Zumeßventils 8 dient.The axis 3 of the measuring element 2 is firmly connected via a coupling 6 to a rotary slide valve 7, which is a movable one Valve part of a metering valve 8 is used.
Die KraftstoffVersorgung erfolgt durch eine von einem Elekromotor 9 angetriebene Kraftstoffpumpe 1o, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 11 ansaugt und über eine Leitung 12 dem Zumeßventil 8 zuführt.The fuel is supplied by one of one Electric motor 9 driven fuel pump 1o, which sucks fuel from a fuel tank 11 and over a line 12 feeds the metering valve 8.
Aus der Leitung 12 gelangt der Kraftstoff in einen Kanal 13 im Gehäuse des Zumeßventils 8. Der Kanal 13 führt zu einer Ringnut 14 des Drehschiebers 7 und weiterhin über einen Kanal 15 zu einer Kammer 16, so daß die eine Seite einer Membran 17· durch diesen Kraftstoffdruck beaufschlagt wird. Ausgehend von der Ringnut 14 hat der Drehschieber eine axiale Zumeßnut 18, die je nach der Stellung des Drehschiebers einen Zumeßschlitz 19 mehr oder weniger überdeckt, durch den der zugemessene Kraftstoff über einen Kanal 2o zu einer Kammer 21 gelangt, die durch die Membran 17 von der Kammer 16 getrennt ist und mit dem Ventilsitz 22 und einer Abströmbohrung 23 ein Differenzdruckventil 24 bildet, wobei der Kraftstoff bei geöffnetem Differenzdruckventil aus der Kammer 16 über den Ventilsitz 22 und die Abströmbohrung 23 drucklos zum Kraftstoffbehälter zurückfließen kann. Aus der Kammer 21 des Differenzdruckventils 24 gelangt der zugemessene/Kraftstoff über einen Kanal 25 in eine Kammer 26 eines Systemdruckventils 27» das als Flachsitzventil mit der Membran 17 und einem festen Ventilsitz 29 ausgebildet ist. Bei geöffnetem Systemdruckventil 27 kann der zugemessene Kraftstoff aus der Kammer 26 über den festen Ventilsitz 29 in eine Einspritzleitung 3o gelangen, die zu einem nicht dargestellten Einspritzventil führt, das unmittelbar stromabwärts der Drosselklappe am Saugrohr angeordnet und mit einem elektrischen Heizelement zur Kraftstofferwärmung versehen ist.From the line 12, the fuel passes into a channel 13 in the housing of the metering valve 8. The channel 13 leads to an annular groove 14 of the rotary valve 7 and further via a channel 15 to a chamber 16, so that one side a membrane 17 · is acted upon by this fuel pressure. Starting from the annular groove 14, the rotary valve has an axial metering groove 18 which, depending on the position of the Rotary valve covers a metering slot 19 more or less, through which the metered fuel via a Channel 2o reaches a chamber 21 which is separated by the membrane 17 from the chamber 16 and with the Valve seat 22 and an outflow hole 23 forms a differential pressure valve 24, the fuel when the Differential pressure valve from the chamber 16 via the valve seat 22 and the outflow hole 23 to the fuel tank without pressure can flow back. The metered / fuel arrives from the chamber 21 of the differential pressure valve 24 via a channel 25 into a chamber 26 of a system pressure valve 27, the flat seat valve with the membrane 17 and a fixed valve seat 29 is formed. When the system pressure valve 27 is open, the metered fuel can from the chamber 26 via the fixed valve seat 29 into an injection line 3o, which does not lead to a Injection valve shown, which is arranged immediately downstream of the throttle valve on the intake manifold and is provided with an electrical heating element for heating the fuel.
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— Ό —- Ό -
!65!! 65!
Das Systemdruckventil 27 wird in Schließrichtung durch eine Feder 31 beaufschlagt,die über einen Federteller 32 und eine fest mit diesem verbundene Kugel 33 auf die Membran 17 gegenüber dem Ventilsitz 29 wirkt. Während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine greift eine Bimetallfeder 35 mit ihrem freien Ende derart an dem Federteller 32 an^ daß die Vorspannung der Feder 31 verringert wird. Die durch ein elektrisches Heizelement 36 beheizbare Bimetallfeder biegt sich nach Abschluß des Varmlaufphase der Brennkraftmaschine in Richtung zur Membran 17^gelangt dann außer Eingriff mit dem Federteller 32. Die Kugel 33 ist in ihrer Lage durch ein Sicherungsblech 37 geführt.The system pressure valve 27 is acted upon in the closing direction by a spring 31 which, via a spring plate 32 and a ball 33 firmly connected to this on the membrane 17 acts with respect to the valve seat 29. A bimetal spring engages during the warm-up phase of the internal combustion engine 35 with its free end in such a way on the spring plate 32 an ^ that the bias of the spring 31 is reduced. The bimetallic spring which can be heated by an electrical heating element 36 bends after the end of the Varmlaufphase the internal combustion engine in the direction of the membrane 17 ^ arrives then out of engagement with the spring plate 32. The ball 33 is guided in its position by a locking plate 37.
Das Differenzdruckventil 24- wird in Schließrichtung von einer Differenzdruckfeder 4o beaufschlagt, die sich einerseits an einem Federteller 4-T1- der fest mit einer an der Membran 17 anliegenden Kugel 4-2 verbunden ist, und andererseits an einem Warmlaufkolben 43 abstützt. An dem in einer Bohrung 44- des Differenzdruckventilgehauses verschiebbar gelagerten Warmlaufkolben 43 ist ein Bügel 4-5 befestigt, auf dem sich eine Warmlauf feder 46 abstützt, die über den Bügel den Warmlaufkolben in seiner Kaltstartstellung hält. Während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine nimmt der Warmlaufkolben 43 eine. Stellung ein, in der der Bügel 4-5 an einem die Kugel 42 führenden Sicherungsblech 4-7 anliegt. Entgegen der Warmlauffeder 46 ist der Warmlaufkolben in der Bohrung 44 soweit verschiebbar, bis der Bügel 4-5 an einem Ansatz 48 des Differenzdruckventilgehauses anliegt. Der am Warmlaufkolben 43 in der Bohrung 44 durchleckende Kraftstoff wird über eine Leitung 4-9 in nicht dargestellter Weise unmittelbar stromabwärts der nicht dargestellten Drosselklappe in das Saugrohr eingeführt.The differential pressure valve 24- is acted upon in the closing direction by a differential pressure spring 4o, which is supported on the one hand on a spring plate 4-T 1 - which is firmly connected to a ball 4-2 resting on the membrane 17, and on the other hand on a warm-up piston 43. A bracket 4-5 is attached to the warm-up piston 43 slidably mounted in a bore 44 of the differential pressure valve housing, on which a warm-up spring 46 is supported, which holds the warm-up piston in its cold start position via the bracket. During the warm-up phase of the internal combustion engine, the warm-up piston 43 takes a. Position in which the bracket 4-5 rests against a locking plate 4-7 guiding the ball 42. In contrast to the warm-up spring 46, the warm-up piston can be displaced in the bore 44 until the bracket 4-5 rests against a shoulder 48 of the differential pressure valve housing. The fuel leaking through the warm-up piston 43 in the bore 44 is introduced into the intake manifold via a line 4-9 in a manner not shown immediately downstream of the throttle valve, not shown.
Der am Drehschieber 7 durchleckende Kraftstoff wird in einer Mut 51 gesammelt und über eine Bohrung 52 injeinen Raum 53 geführt, von dem der Leckkraftstoff über eineThe fuel leaking through the rotary valve 7 is collected in a courage 51 and injected via a bore 52 Space 53 out of which the leak fuel via a
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Leitung 54 in den Kraftstoffbehälter ΛΛ zurückgelangt.Line 54 returned to fuel tank ΛΛ .
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Drehschieber 7 mit einer der axialen Zumeßnut 18 gegenüberliegenden axialen Ausgleichsnut 56. Durch die Anordnung der Ausgleichsnut ist der Drehschieber 7 druckausgeglichen.Fig. 2 shows a plan view of the rotary valve 7 with one of the axial metering groove 18 opposite axial compensation groove 56. By the arrangement of the compensation groove the rotary valve 7 is pressure balanced.
Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzanlage ist fol-. gendermaßen:The mode of operation of the fuel injection system is fol- low. in a manner of speaking:
Bei laufender Brennkraftmaschine wird, durch die von dem Elektromotor 9 angetriebene Kraftstoffpumpe 1o Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 11 angesaugt und über die Leitung 12 dem Zumeßventil 8 zugeführt. Gleichzeitig saugt die Brennkraftmaschine über das Saugrohr 1 Luft an, durch die das Meßorgan 2 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage^ erfährt. Entsprechend der Auslenkung des Meßorgans 2 wird über die Kupplung 6 auch der Drehschieber 7 verdreht, wodurch die Zumeßnut 18 einen größeren Querschnitt des Zumeßschlitzes 19 überdeckt. Die direkte Verbindung zwischen dem Meßorgan 2 und dem Steuerschieber 7 ergibt ein konstantes Verhältnis von angesaugter Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge. When the engine is running, by the Electric motor 9 driven fuel pump 1o sucked fuel from the fuel tank 11 and via the line 12 is supplied to the metering valve 8. At the same time, the internal combustion engine sucks in air through the intake manifold 1 which the measuring element 2 experiences a certain deflection from its rest position ^. According to the deflection of the measuring element 2, the rotary valve 7 is also rotated via the coupling 6, as a result of which the metering groove 18 has a larger cross section of the metering slot 19 covered. The direct connection between the measuring element 2 and the control slide 7 results in a constant ratio of the amount of air drawn in and the amount of fuel metered.
Um einen Einfluß des Kraftstoffdruckes vor und nach der Zumessung zu verhindern, erfolgt die Zumessung bei konstanter Druckdifferenz durch das Differenzdruckventil 24. wahrend der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine wird die Differenzdruckfeder 4o durch die Warmlauffeder 46 über den Warmlaufkolben 43 stärker vorgespannt, wodurctrsich ein größerer Differenzdruck und eine erhöhte Kraftstoffzumessung ergibt. Ist die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine abgeschlossen, so hat das elektrische Heizelement 36 die Bimetallfeder 35 so aufgeheizt, daß sie sich in Richtung auf die Membran 17 zubewegt und außer Eingriff mit dem Federteller 32 des Systemdruckventils 27 gelangt. DadurchIn order to prevent the fuel pressure from influencing before and after the metering, metering takes place at constant pressure difference through the differential pressure valve 24 during the warm-up phase of the internal combustion engine the differential pressure spring 4o is more strongly pretensioned by the warm-up spring 46 via the warm-up piston 43, whereof a greater differential pressure and an increased fuel metering results. Is the warm-up phase of the internal combustion engine completed, the electrical heating element 36 has the Bimetallic spring 35 heated so that it is in the direction moved towards the membrane 17 and disengaged from the spring plate 32 of the system pressure valve 27. Through this
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wirkt die volle Kraft der Feder 31 in Schließrichtung des Systemdruckventils, was eine Erhöhung des Systemdruckes zur Folge hat. Die Kraft des Systemdruckes auf den Warmlaafkolben 43 reicht nun aus, um ihn entgegen der Warmlauffeder 46 bis zum Ansatz 48 des Differenzdruckventilgehäuses zu verschieben, wodurch die Vorspannung der Differenzdruckfeder 4o undjäer Differenzdruck vermindert wird, mit der Folge einer geringeren Kraftstoffzumessung.the full force of the spring 31 acts in the closing direction of the system pressure valve, which results in an increase in the system pressure. The power of the system pressure on the warm laaf flask 43 is now sufficient to counter it the warm-up spring 46 to move to the approach 48 of the differential pressure valve housing, whereby the bias the differential pressure spring 4o undjäer differential pressure is reduced, with the result of a lower Fuel metering.
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