DE2647387A1

DE2647387A1 - Vergaser

Info

Publication number: DE2647387A1
Application number: DE19762647387
Authority: DE
Inventors: Takashi Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-07-13
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1978-01-26
Also published as: ES225598U; DE7700537U1; JPS538432A; JPS5759901B2; US4078025A; ES225598Y; DE2647387C2

Description

T_n ax f* Patentanwälte:

IEDTKE - DÜHLING - iVlNNE - VaRUPF. Dipl.-Ing.Tledtke

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

264738 7ßavarlarlng 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

20. Oktober 1976 B 7711/case AT-F-127

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA Toyota-shi, Japan

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Vergaser

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser und insbesondere auf eine Verbesserung des Vergasers in bezug auf seine Kraftstoffversorgung im Übergangsbereich vom Langsamlauf mit hauptsächlicher Kraftstoffzufuhr aus einem Übergangskraftstoffversorgungssystem zum Normallauf mit hauptsächlicher Kraftstoffzufuhr aus einem Hauptkraftstoffversorgungssystem.

Arbeitet ein Vergaser für einen Kraftfahrzeugverbrennungsmotor im niedrigen Drehzahlbereich oder im Leerlauf mit fast geschlossener oder ganz geschlossener Drosselklappe, so wird kein wesentlicher Unterdruck in dem Lufttrichter erzeugt und somit auch keine wesentliche Kraftstoffmenge aus der Hauptbohrung (Hauptgemischbohrung) gesaugt. Der Vergaser besitzt deswegen im allgemeinen eine Übergangsbohrung, die in der Nähe des Randes der geschlossenen Drosselklappe in den Ansaugkanal mündet, und eine Leerlaufbohrung, die mit geringem Abstand unterhalb oder stromab der Übergangsbohrung in den Ansaugkanal mündet, so daß im niedrigen Drehzahlbereich oder im Leerlauf aus diesen Bohrungen Kraftstoff in den Ansaugkanal gesaugt wird.

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Die Lage und die Weite der Übergangs- und Leerlaufbohrungen sind sind so bestimmt, daß der Motor für stabilen Lauf in einem vorgegebenen niedrigen Drehzahlbereich oder im Leerlauf die dafür notwendige vorbestimmte Kra'ftstoffmenge aus diesen Bohrungen mittels unterdruck saugt, der durch den Luftstrom in dem Spalt zwischen der Übergangsbohrung und dem Rand der nahe gegenübergelegenen Drosselklappe erzeugt wird, bzw. der bei ganz geschlossener Drosselklappe auf die Leerlaufbohrung wirkt. Der Kraftstofffluß durch ein die Übergangsbohrung ein-

)0 schließendes ÜbergangskraftstoffVersorgungssystem wird durch eine Übergangsdüse genannte Düse geregelt. In gebräuchlichen Vergasern zweigt der Übergangskraftstoffkanal mit der Übergangsdüse ein Stück unterhalb der im Hauptkraftstoffkanal gelegenen Hauptdüse vom dem von der Schwimmerkammer zur Hauptbohrung führenden Hauptkraftstoffkanal ab. Dies hat seinen Grund, da bei einer getrennten Verbindung der Haupt- und Übergangskraftstoffkanäle mit der Schwimmerkammer die Kraftstoffversorgung aus dem Übergangskraftstoffversorgungssystem bei einer • allmählichen Öffnung der weitgehend geschlossenen Drosselklappe sogar dann noch aufrecht erhalten wird, wenn die Kraftstoffzufuhr aus dem Hauptkraftstoffversorgungssystem bereits begonnen hat; hierdurch wird beim Übergang vom niedrigen zum mittleren Drehzahlbereich ein zu fettes Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt. Wenn der Übergangskraftstoffkanal ein Stück unterhalb der Hauptdüse vom Hauptkraftstoffkanal abzweigt, wird die von der Übergangsbohrung gelieferte Kraftstoffmenge bei Beginn der Kraftstoffzufuhr aus der Hauptbohrung sofort verringert, wodurch beim öffnen der Drosselklappe der übergang der Kraftstoffversorgung vom Übergangs- zum Hauptkraftstoff-Versorgungssystem gesichert ist. Bei dieser Anordnung wird daher das vorstehend erwähnte zu fette. Kraftstoff-Luft-Gemisch im übergangsbereich vermieden. Fig. 1 zeigt den Kraftstofffluß herkömmlicher Vergaser. Auf der Abszisse in Fig. 1 ist die öffnung der Drosselklappe und auf der Ordinate die vom Vergaser für den Ansaugkanal gelieferte Kraftstoffmenge aufgetragen.

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In Fig. 1 zeigt die Kurve G den Verlauf des Kraftstoffflusses durch die Leerlaufbohrung, die Kurve G_T den Verlauf des Kraftstoffflusses durch die Übergangsbohrung, die Kurve G_M den Verlauf des Kraftstoffflusses durch die Hauptbohrung und die Kurve G den gesamten Kraftstofffluß der drei Kurven.

In diesem herkömmlichen Vergaser wird im Übergangsbereich von niedrigen zu normalen Drehzahlen (Bereich C in Fig. 1) bei Beginn der Kraftstoffversorgung durch das Hauptkraftstoffsystem die Versorgung durch die Übergangsbohrung sofort wie vorstehend beschrieben verringert; damit entsteht im Übergangsbereich nicht das Problem eines zu fetten Kraftstoff-Luft-Gemisches. Eine Verzögerung der tatsächlichen Kraftstofflieferung durch die Hauptbohrung verursacht im Gegenteil eine kurzzeitige KraftstoffVerknappung und damit im Übergangsbereich ein zu mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch, was beim Beschleunigen aus dem Leerlauf oder niedrigem Drehzahlbereich das Laufverhalten des Motors beeinträchtigt. Insbesondere bei Betrieb mit einem relativ mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch zum Sauberhalten der Abgase verursacht die vorstehend erwähnte Verzögerung der Kraftstoffversorgung gerne ein Absterben des Motors. Dies stellt ein wichtiges zu lösendes " Problem in einem mager eingestellten Verbrennungsmotor dar.

Das Ziel der Erfindung besteht deswegen in der Lösung des vorstehend beschriebenen Problems des zu mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches, das beim Übergang vom Übergangs- zum HauptkraftstoffVersorgungssystem von einem herkömmlichen, mit einem Übergangssystem versehenen Vergaser erzeugt wird·, und in der Schaffung eines verbesserten Vergasers, der im ganzen Übergangsbereich von niedrigen zu normalen Drehzahlen ein stabiles Verhalten aufweist und ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis erzeugt.

Die Erfindung besteht aus einem Vergaser mit einem Ansaugkanal, einem Lufttrichter, einer unterhalb des Luft-

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trichters im Ansaugkanal angebrachten Drosselklappe, einer innerhalb des Lufttrichters mündenden Hauptbohrung, einer im Ansaugkanal oberhalb der geschlossenen und unterhalb der mehr als vorherbestimmt geöffneten Drosselklappe mündenden Übergangsbohrung, einer Schwimmerkammer und Haupt- und Übergangskraftstoff kanälen, die von der Schwimmerkammer zur Hauptbohrung und zur Übergangsbohrung verlaufen, wobei die erfindungsgemäße Verbesserung eine Luftbohrung aufweist, die oberhalb der geschlossenen und unterhalb der über einen vorbestimmten Vfert offenen Drosselklappe mündet und zur Übergangsbohrung so versetzt liegt, daß die Luftbohrung beim Öffnen der Drosselklappe früher als die Übergangsbohrung von der Drosselklappe überstrichen wird.

In dem Vergaser mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist das Übergangssystem so geregelt, daß es dann ein Kraft-Luft-Gemisch mit einem vorgegebenen Luft/Kraftstoff-Verhältnis liefert, wenn die erfindungsgemäße Luftbohrung wirksam arbeitet und eine vorbestimmte Luftmenge liefert und so den von der Drosselklappe erzeugten Luftstrom relativ zu der im niedrigen Drehzahlbereich von der Übergangsbohrung gelieferten Kraftstoffmenge verringert. Wenn die in Leerlauf- oder niedriger Drehzahlstellung stehende Drosselklappe geöffnet wird und die Übergangs- und Luftbohrung überstreicht, wird die Luftzufuhr aus der Luftbohrung früher verringert als die Kraftstoffzufuhr aus der Übergangsbohrung, so daß bei diesem zeitlichen Ablauf die Verzögerung der Kraftstoffzufuhr aus der Hauptbohrung bezüglich einer Verringerung der Kraftstoffzufuhr aus der Übergangsbohrung ausgeglichen wird; auf diese Weise ist beim Übergang vom Übergangs- zum Hauptkraftstoffversorgungssystem der Zustand des zu mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches vermieden.

Die durch die Luftbohrung gelieferte Luftmenge wird von der Weite der Bohrung bestimmt. Da jedoch die Weite der

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Luftbohrung von der Weite der Übergangsbohrung bestimmt wird, ist es günstig,eine Luftdüse in dem zur Luftbohrung verlaufenden Luftkanal vorzusehen, um so wahlweise die von der Luftbohrung gelieferte Luftmenge zu regeln.

Als zusätzliche Besonderheit der Erfindung kann in dem Luftkanal ein Absperrventil vorgesehen werden, um bei kaltem Motor die Luftversorgung durch die Luftbohrung zu sperren; damit wird beim übergang vom niedrigen zum normalen Drehzahlbereich bei kaltemMDtor ein fetteres Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt, wodurch die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei kaltem Motor erleichtert und¹ eine Verbesserung des Laufverhaltens des kalten Motors erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung

kann der Luftkanal zur Versorgung der Luftbohrung

mit Luft seine Eingangsöffnung unterhalb einer im Lufttrichter vorgesehenen Starterklappe haben.In diesem Fall wird die Luftzufuhr aus der Luftbohrung von der Starterklappe geregelt und folglich behält sogar der kalte Motor ohne vorstehend beschriebenes Absperrventil im Luftkanal ein gutes Laufverhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig.'i ist die grafische Darstellung der Kraftstoffversorgung in einem mit Leerlauf-, Übergangsund Hauptbohrung versehenen.herkömmlichen Vergaser;

Fig. 2 ist ein teilweise schematischer Längsschnitt durch eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Doppelvergasers;
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Fig. 3 ist die vergrößerte Ansicht des Schnittes III-III der Fig. 2;

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Fig. 4 ist eine Ansicht, die die Beziehung zwischen Übergangs- und Luftbohrung zeigt;

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Kraftstofffluß durch die Übergangsbohrung

und dem Luftdurchgang durch die Luftbohrung in einem erfindungsgemäßen Vergaser zeigt;

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführung und in bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

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In den Fig. 2 bis 4 bezeichnet 1 das Gehäuse eines Doppelvergasers; Fig. 2 zeigt nur den ersten Ansaugkanal des Vergasers, in dem die Erfindung enthalten ist. Das Gehäuse 1 besitzt einen Ansaugkanal 2 mit einem großen Lufttrichter 3 und einem kleinen- Nebenlufttrichter 4 an der engsten Stelle des großen Lufttrichters. Im Ansaugkanal stromab oder unterhalb des großen Lufttrichters 3 ist eine um eine Welle 6 drehbare Drosselklappe 5 und stromauf oder oberhalb des kleinen Lufttrichters 4 ist eine um eine Welle 8 drehbare Starterklappe 7 angebracht. In der engsten Stelle des kleinen * Lufttrichters 4 mündet eine Hauptbohrung 9, die von der Schwimmerkammer 10 über den Hauptkraftstoffkanal 12 mit der Hauptdüse 11, die den Kraftstofffluß regelt, mit Kraftstoff (Benzin) versorgt wird. Der Hauptkraftstoffkanal 12 hat einen aus einem äußeren Rohr 14 und einem inneren Rohr 15 gebildeten Brunnen 13. Das äußere und das innere Rohr'weisen mehrere kleine Öffnungen auf, durch die der in den Brunnen 13 gelangte Kraftstoff in die von dem äußeren und inneren Rohr gebildete Kammer eintritt; der Kraftstoff wird hier mit der durch eine kleine Luftöffnung 16 und den kleinen öffnungen des inneren Rohrs 15 in die Kammer gelangten Luft vermischt und das so bereitee Vorgemisch aus Benzin und Luft wird dann an die Hauptbohrung 9 geliefert..

In den Ansaugkanal 2 mündet an der in Fig. 2 gezeigten Stelle eine Ubergangsbohrung 17, oder genauer an einer Stelle,die

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oberhalb der Drosselklappe 5 liegt, wenn sie geschlossen ist, und unterhalb, wenn sie leicht geöffnet ist. Etwas unterhalb der Übergangsbohrung 17 oder an einer Stelle, die - unabhängig von der Stellung der Drosselklappe - dauernd unterhalb der Drosselklappe 5 liegt, mündet eine Leerlaufbohrung 18 in den Ansaugkanal, Die Übergangs- und Leerlaufbohrungen und 18 werden von einem Teil der Kraftstoffmenge versorgt, die durch die Hauptdüse 11, durch einen Teil des Hauptkraftstoffkanals 12 und durch einen Übergangskraftstoffkanal 19 geflössen ist, der vom Mittelteil des Hauptkraftstoffkanals abzweigt und von einer Übergangsdüse 20 und einer Spardüse 21 geregelt wird. Der Übergangskraftstoffkanal 19 ist mit einer kleinen Übergangsluftöffnung 22 versehen, wodurch der in den Übergangskraftstoffkanal gesaugte Kraftstoff mit Luft aus der kleinen Übergangsluftöffnung vermischt wird; das erzeugte Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt dann die Übergangs- und Leerlaufbohrungen. Der Kraftstofffluß durch die Übergangsbohrung 17 wird von der Übergangsdüse 20 und der Spardüse 21 bemessen, während der Kraftstofffluß durch die Leerlaufbohrung 18 unabhängig von der Übergangsbohrung nochmals mittels einer Leerlaufgemischschraube 23 geregelt wird.

Die Schwimmerkammer 10 enthält einen Schwimmer 10¹J er sorgt in bekannter Weise für eine konstante Höhe des Kraftstoffspiegeis.

Die Luftbohrung 24 mündet an einer in Fig. 2 gezeigten Stelle in den Ansaugkanal, oder genauer an einer Stelle,die oberhalb der Drosselklappe 5 liegt, wenn, sie geschlossen ist, und unterhalb der Drosselklappe, wenn sie leicht geöffnet ist. Die Luftbohrung 24 ist mit einem Luftkanal 25 verbunden, der an einer Stelle unterhalb der Starterklappe 7 und oberhalb des Nebenlufttrichters 4 in den Allsaugkanal 2 mündet;der Luft kanal 25 ist mit einer Luftdüse 26 versehen. Die Luftbohrung 24 ist der Übergangsbohrung 17 zugeordnet, wie in Fig. 3 und 4 ge-

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nauer dargestellt. In der dargestellten Ausführung ist die untere Kante der Luftbohrung 24 im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die untere Kante der Übergangsbohrung 17. Von dieser unteren Kante aus vergrößert die Luftbohrung 24 ebenso wie die Übergangsbohrung 17 allmählich ihre öffnungsweite zur oberen oder stromaufwärts gelegenen Kante hin; die Luftbohrung beginnt jedoch früher als die Übergangsbohrung ihre Öffnungsweite zu verringern und sie schließt sich am oberen Rand, der um Δ t unterhalb des oberen Randes der Übergangsbohrung versetzt ist.

In der gezeigten Ausführung ist ein elektromagnetisches Ventil 27 im Mittelteil des Luftkanals 25 vorgesehen, mit dem der Kanal wahlweise abgesperrt werden kann. Das elektromagnetische Ventil 27 wird von einem elektrischen Schaltkreis (nicht abgebildet) so gesteuert, daß das Ventil bei kaltem Motor den Luftkanal 25 sperrt.

Bei Leerlaufbetrieb des Motors mit geschlossener Drosselklappe, wie in Fig. 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt, sind die Übergangsbohrung 17 und die Luftbohrung 24 beide oberhalb der Drosselklappe 5. Somit wird weder Kraftstoff - noch Luft durch diese Bohrungen in den Angaugkanal 2 gesaugt und der Motor behält durch eine vorbestimmte Kraftstoffmenge aus der Leerlaufbohrung 18, die unterhalb der Drosselklappe 5 im Ansaugkanal 2 mündetf einen beständigen LeerlaufI^

Wird die vollkommen geschlossene Drosselklappe 5 leicht geöffnet, so daß der Rand der Klappe gegenüber der Übergangsbohrung 17 steht, entsteht durch den Spalt zwischen Drosselklappe und Übergangsbohrung ein relativ starker Luftstrom, dessen Unterdruck auf die Übergangsbohrung 17 wirkt und Kraftstoff aus dieser Bohrung saugt. Gleichzeitig wirkt der ünterdruck auf die Luftbohrung 24 und saugt Luft aus dieser Bohrung in den Ansaugkanal 2. Die von der Übergangsbohrung 17 und

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der Luftbohrung 24 gelieferten Durchflußmengen von Kraftstoff und Luft erhöhen sich beide unabhängig,fast gleichermaßen bis zum jeweiligen maximalen Wert, wie in Fig. 5 durch den Verlauf der Durchflußmengen von Kraftstoff G und Luft A_ gezeigt wird. In diesem Übergangsbereich wird deswegen von der Luftbohrung 24 eine Luftmenge geliefert, die proportional zu der von der Übergangsbohrung 17 gelieferten Kraftstoffmenge ist; wenn der Vergaser so ausgelegt ist, daß die im Übergangsbereich von der Drosselklappe 5 erzeugte Luftdurchflußmenge um jenen Betrag kleiner als die total geforderte Luftdurchflußmenge ist, der dem von der Luftbohrung 24 gelieferten Betrag entspricht, wird der Motor einen stabilen Langsamlauf haben, in der gleichen Weise wie ein herkömmlicher Vergaser im ganzen Bereich des Langsamlaufs.

Wenn die Drosselklappe 5 so weit geöffnet wird, daß ein wesentlicher Luftstrom von dem Nebenlufttrichter 4 erzeugt und somit die Kraftstofförderung aus der Hauptbohrung 9 angeregt wird, beginnt die Kraftstoffzufuhr aus der Ubergangsbohrung 17 abrupt zu sinken. Dies ist damit begründet, daß die von der Hauptdüse 11 geregelte Kraftstoff- - Versorgung hauptsächlich in Richtung Hauptbohrung geht, daß der Spalt zwischen Drosselklappenrand und der Übergangsbohrung abrupt größer wird und damit verbunden die Geschwindigkeit des LuftStroms und der auf die Übergangsbohrung wirkende Unterdruck vermindert wird. Dies ist der Übergangsbereich vom niedrigen zum normalen Drehzahlbereich. Im Übergangsbereich wird der auf die Luftbohrung 24 wirkende Unterdruck ebenso abrupt vermindert wie der auf die Ubergangsbohrung wirkende, wobei eine Verminderung der von der Luftbohrung gelieferten Luftmenge in Abstimmung mit einer Verminderung der von der Übergangsbohrung 17 gelieferten Kraftstoffmenge verursacht wird. Wegen der in Fig. 4 erklärten Anordnung und Form der Luftbohrung 24 im Verhältnis zur Ubergangsbohrung 17 geht die Verminderung der Luftmenge aus der

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Luftbohrung 24 schneller vor sich als die Verminderung der Kraftstoffmenge aus der Übergangsbohrung 17, wie in Fig. 5 gezeigt. Daraus folgt, daß im Übergangsbereich die von der Luftbohrung 24 gelieferte Luftmenge im Verhältnis zu der von der Übergangsbohrung 17 gelieferten Kraftstoffmenge mehr verringert wird. Diese relative Verringerung der Luftmenge aus der Luftbohrung 24 gleicht eine zeitweise Verknappung des Kraftstoffs aus, die auf der Verzögerung der Kraftstoffversorgung aus der Hauptbohruno 9 beruht. Auf diese Weise ist im

^® Übergangsbereich das Problem des zeitweise zu mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches im herkömmlichen Vergaser umgangen.

Fachleute werden verstehen, daß die Stellung und die Form der Luftbohrung 24 nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Arten beschränkt ist, daß sie vielmehr in Übereinstimmung mit besonderen Merkmalen bestimmter Vergaser auf unterschiedliche Weise entworfen werden können.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß der erfindungsgemäße Vergaser mit einer Luftbohrung und einer angrenzenden Ausgleichsbohrung versehen ist, in der Art, daß Luft aus der Luftbohrung geliefert wird, wenn der im niedrigen Drehzahlbereich laufende Motor mit Kraftstoff aus der Übergangsbohrung versorgt wird, wobei die Luftbohrung gegenüber der übergangsbohrung versetzt liegt,sd daß beim Übergang vom niedrigen zum normalen Drehzahlbereich die Luftzufuhr aus der Luftbohrung schneller als die Kraftstoff2ufuhr aus der Übergangsbohrung verringert und damit während des Übergangs eine Verzögerung der Brennstoffzufuhr aus der Hauptbohrungausgeglichen wird.

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Claims

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Patentansprüche ^ ^ '

(j.) Vergaser mit einem Ansaugkanal, in dem ein Lufttrichter mit einer darin mündenden Hauptbohrung und unterhalb dieses Lufttrichters eine Drosselklappe angeordnet ist, in dem ferner eine Übergangsbohrung an einer Stelle mündet, die oberhalb oder stromauf der geschlossenen und unterhalb oder stromab der mehr als vorherbestimmt geöffneten Drosselklappe liegt, und mit einer Schwimmerkammer, von der Haupt- und Über-

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gangskraftstoffkanäle zu der Hauptbohrung und der Übergangsbohrung führen, gekennzeichnet durch eine Luftbohrung (24) die an einer Stelle in den Ansaugkanal mündet, die oberhalb der geschlossenen und unterhalb der mehr als vorherbestimmt geöffneten Drosselklappe (5) liegt, wobei die Luftbohrung gegenüber der Übergangsbohrung (17) so versetzt liegt, daß beim öffnen der Drosselklappe die Luftbohrung früher von der Drosselklappe überstrichen wird als die Übergangsbohrung.
2. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbohrung (24) relativ nahe an einer Seitenkante der Übergangsbohrung (17) angrenzt.
3. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Luftbohrung (24) in ihrem oberen Teil spitzer zuläuft als die Übergangsbohrung (17).
4. Vergaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Strömungsrichtung im Ansaugkanal (2) untere Kante der Luftbohrung (24) auf gleicher Höhe mit der unteren Kante der Übergangsbohrung (17) und daß die bezüglich der Strömungsrichtung im Ansaugkanal obere Kante der Luftbohrung unterhalb der oberen Kante der Übergangsbohrung liegt.

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ORIGINAL INSPECTED