EP0400211A1 - Kraftstoff-Luft-Gemischbildungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Luft-Gemischbildungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren, mit einem Düsenkörper (10), der zusammen mit einem in ihm bewegbaren Drosselkörper (11) eine Düse (9) bildet, die in ein Saugrohr (13) des Verbrennungsmotors mündet, sowie mit einer Kraftstoffmengenregeleinrichtung (4, 6, 8) mit einer Kraftstofförderleitung (7), die in die Düse (9) mündet. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gemischbildungsvorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der auf baulich einfache Art eine rasche Korrektur der Gemischzusammensetzung bei einer Änderung des Belastungszustandes des Verbrennungsmotors möglich ist. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Kraftstoffmengenregeleinrichtung eine Zumeßeinheit (6) aufweist, die mit einer mit dem Kraftstofftank (1) verbundenen Kraftstoffförderleitung (5) und der in die Düse mündenden Kraftstoffförderleitung verbunden ist, sowie ein motorlastabhängig bewegbares Zumeßorgan (18) zum Steuern der Kraftstoffdurchflußmengen umfaßt, das bewegungsschlüssig mit dem Düsenkörper gekoppelt ist, und die düsenseitige Kraftstofförderleitung (7a) über eine Zweigleitung (7c) mit dem Saugrohr verbunden und die Zweigleitung durch ein in dieser bewegliches Ausgleichselement (35) in einen kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnitt (7d) und einen saugrohrseitigen Leitungsabschnitt (7e) getrennt ist, derart, daß eine Erhöhung des Saugrohrdruckes zu einer das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnittes verringernden Bewegung des Ausgleichselementes und eine Verringerung des Saugrohrdruckes zu einer entgegengesetzten Bewegung des Ausgleichselementes führt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Luft-Gemischbildungs­vorrichtung für Verbrennungsmotoren, mit einem Düsenkör­per, der zusammen mit einem in ihm bewegbaren Drosselkörper eine Düse bildet, die in ein Saugrohr des Verbrennungs­motors mündet, sowie mit einer Kraftstoffmengenregelein­richtung mit einer Kraftstofförderleitung, die in die Düse mündet.
• Bei mit Benzin betriebenen Verbrennungsmotoren muß zur Erzielung eines schadstoffarmen Betriebes die Gemischzusam­mensetzung (Lambda-Wert) - unabhängig vom jeweiligen Be­triebspunkt des Motors - in engen Grenzen gehalten wer­den. Nur dadurch ist es möglich, die gesetzlich vorgeschrie­benen zulässigen Grenzwerte für die Schadstoffe im Abgas des Motors einzuhalten. Insbesondere beim Betrieb des Mo­tors mit Abgaskatalysatoren darf das "Lambda-Fenster" für optimale Konvertierung der Gemischzusammensetzung nur sehr wenig um einen optimalen Lambda-Wert schwanken. Dies erreicht man üblicherweise durch
  - eine Vorsteuerung des Kraftstoff-Luftgemisches für den gesamten Betriebsbereich des Motors, die von vornherein nur möglichst wenig von der idealen Ge­mischzusammensetzung abweicht und in der Praxis in aller Regel durch Abrufen spezifischer Daten eines durch Versuche ermittelten Motorkennfeldes erfolgt,
  - eine zusätzliche Regelung des vorgesteuerten Ge­misches mittels einer Lambda-Sonde, die bei Abwei­chungen der Gemischzusammensetzung vom Idealwert eine Rückführung auf den idealen Lambda-Wert be­wirkt.
• Je weniger der Lambda-Wert des vorgesteuerten Gemisches vom idealen Lambda-Wert abweicht, um so wirksamer kann die Regelung des Kraftstoff-Luftgemisches durch die Lambda-­Sonde erfolgen, um so weniger Schadstoffe enthält das Ab­gas.
• Beim Betreiben eines Verbrennungsmotors ist bei jeder Ver­änderung des Belastungszustandes feststellbar, daß sich der Luftdruck im Saugrohr ändert. Dadurch wird
  - bei Verminderung des Druckes im Saugrohr an der Saugrohrwandung in Form eines Kraftstoffilmes ange­lagerter Kraft verdampfen und das Kraftstoff-Luft­gemisch nach der Gemischbildungsvorrichtung angefet­tet, das heißt der Lambda-Wert verringert,
  - bei Vergrößerung des Druckes im Saugrohr Kraftstoff am Saugrohr niederschlagen und damit das in den Mo­tor eintretende Gemisch abmagern, das heißt der Lambda-Wert vergrößert.
• In den beiden genannten Fällen weicht das dem Motor zuge­führte Kraftstoff-Luftgemisch von dem für die optimale Konvertierung erforderlichen Lambda-Wert mehr oder weniger stark ab. Je schneller die Änderung der Motorbelastung erfolgt, um so größer wird die Abweichung vom optimalen Lambda-Wert. Die Veränderung des Saugrohrdruckes erfolgt bei Laständerung des Motors inbesondere durch Veränderung der Stellung des die Gemischmenge steuernden Drosselkörpers, beispielsweise einer Drosselklappe, eines Drosselkegels usw.
• Bei einer bekannten Gemischbildungsvorrichtung weicht das Kraftstoff-Luftgemisch, daß im zentral am Saugrohr ange­ordneten Gemischbildungsorgang entsteht, von der idealen Zusammensetzung selbst ohne Regelung nur wenig ab. Durch die veränderliche Saugrohrbenetzung, insbesondere bei raschen Laständerungen, wird aber dem Motor ein vom idealen Gemisch abweichendes Gemisch zugeführt und damit die Abgasqualität verschlechtert. Je rascher sich bei der Belastungsänderung des Motors der Saugrohrdruck ändert, um so weniger ist es durch die Regelung über die Lambda-Sonde möglich, diese Abweichungen vom idealen Lambda-Wert auf den für optimale Konvertierung erforderlichen Lambda-Wert auszuregeln.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der auf baulich einfache Art eine rasche Korrektur der Gemischzusammensetzung bei einer Änderung des Belastungszustandes eines Verbren­nungsmotors möglich ist.
• Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Kraftstoffmengen­regeleinrichtung eine Zumeßeinheit aufweist, die mit einer mit dem Kraftstofftank verbundenen Kraftstofförderleitung und der in die Düse mündenden Kraftstofförderleitung ver­bunden ist, sowie ein motorlastunabhängig bewegbares Zu­meßorgan zum Steuern der Kraftstoffdurchflußmenge umfaßt, das bewegungsschlüssig mit dem Drosselkörper gekoppelt ist, und die düsenseitige Kraftstofförderleitung über eine Zweig­leitung mit dem Saugrohr verbunden und die Zweigleitung durch ein in dieser bewegliches Ausgleichselement in einen kraftstofförderleitungseitigen Leitungsabschnitt und einen saugrohrseitigen Leitungsabschnitt getrennt ist, derart, daß eine Erhöhung des Saugrohrdruckes zu einer das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnittes verrin­gernden Bewegung des Ausgleichselementes und eine Verrin­gerung des Saugrohrdruckes zu einer entgegengesetzten Be­wegung des Ausgleichselementes führt.
• Erfindungsgemäß wird somit die Korrektur der Gemischzusam­mensetzung bei einer Änderung des Druckes im Saugrohr - und zwar unabhängig davon, ob diese Änderung durch eine Bewegung des Gaspedals und/oder des Fahrzeugwiderstandes erfolgt - durch den Druck im Saugrohr gesteuert. Dadurch wird gleichzeitig erreicht, daß die zusätzlich zugeführte bzw. entzogene Kraftstoffmasse auch entsprechend der Ände­rungsgeschwindigkeit des Saugrohrdruckes erfolgt, also Ab­weichungen von der optimalen Gemischzusammensetzung nicht nur von der Größe der Belastungsänderung sondern auch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Belastungsänderung vorgenommen werden.
• Das zusätzliche Zuführen bzw. Entziehen der Kraftstoffmasse in Abhängigkeit von der Änderung des Saugrohrdruckes er­folgt aufgrund der Bewegung des Ausgleichselementes, das den kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnitt dich­tend vom saugrohrseitigen Leitungsabschnitt abtrennt. Das Ausgleichselement selbst kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als elastische Mem­bran, die vorteilhaft in Richtung einer das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnittes ver­ringernden Bewegung federbeaufschlagt ist, oder als in der Zweigleitung verschiebbarer Kolben, der vorteilhaft in Richtung einer das Volumen des kraftstofförderleitungssei­tigen Leitungsabschnittes verringernden Bewegung federbe­aufschlagt ist.
• Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß in den kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnitt eine Drossel integriert ist, die verhin­dern soll, daß die Regelbeeinflussung über das Ausgleichs­element schlagartig erfolgt. Die Drossel weist vorteilhaft in den beiden Druchströmrichtungen unterschiedliche Durch­flußwerte auf, es ist insbesondere vorgesehen, daß der Durchtrittsquerschnitt der Drossel in Strömungsrichtung zum Ausgleichselement sich zunächst stetig verjüngt und danach abrupt erweitert, so daß bei einem Anstieg des Saug­rohrdruckes der zusätzliche Kraftstoff langsam zugeführt, hingegen bei einer Abnahme des Saugrohrdruckes rasch ent­zogen wird.
• Zur weiteren Kompensation oder Veränderung des Kraftstoff­filmes an den Saugrohrwänden kann die Funktion des Aus­gleichselementes mit einem weiteren Ausgleichselement kom­biniert werden, das unmittelbar der Zumeßeinheit zugeord­net ist. Konkret ist die Zumeßeinheit über eine mittels des weiteren beweglichen Ausgleichselementes dichtend ver­schlossene Öffnung mit einem Ausgleichsrum verbunden, der über eine weitere Zweigleitung mit der düsenseitigen Kraft­stofförderleitung oder dem kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnitt verbunden ist, und es sind das Zumeßorgan und das weitere Ausgleichselement bewegungsschlüssig mit­einander verbunden, derart, daß eine Bewegung des Zumeß­organes in Richtung eines vergrößerten Kraftstoffdurch­trittsquerschnittes zu einer, den Ausgleichsraum verklei­nernden Bewegung des weiteren Ausgleichselementes und eine Bewegung des Zumeßorganes in Richtung eines verkleinerten Kraftstoffdurchtrittsquerschnittes zu einer den Ausgleichs­raum vergrößernden Bewegung des weiteren Ausgleichselemen­tes führt. Bewegt sich damit der Drosselkörper im Sinne einer Verkleinerung des Luftdurchsatzes, so bewegt sich entsprechend das in der Zumeßeinheit angeordnete Zumeßor­gan im Sinne einer Kraftstoffverringerung und mit dem Zu­meßorgan auch das weitere Ausgleichselement, das über die als Bypass-Leitung fungierende weitere Zweigleitung Kraft­stoff zwischen Zumeßelement und Drosselkörper absaugt. Bewegt sich aber der die Gemischmenge steuernde Drossel­körper im Sinne einer Vergrößerung des Luftdurchsatzes und das Zumeßorgan im Sinne einer Kraftstoffzunahme, fördert das weitere Ausgleichselement über die Zweigleitung zu­sätzlich Kraftstoff in die Leitung zwischen Zumeßelement und Drosselkörper. Beide Ausgleichselemente bewirken da­mit bei richtiger Bemessung der Ausgleichselemente, daß die Abweichung vom durch die Gemischbildungsvorrichtung ideal vorgesteuerten Kraftstoff-Luftgemisch bei plötzlicher Laständerung vermindert und die Regelung durch die Lambda-­Sonde entlastet wird. Im Ergebnis wird hierdurch die Kon­vertierung der Schadstoffe bei Laständerungen verbessert. Das über das Saugrohr beaufschlagte Ausgleichselement be­wirkt eine Korrektur der Gemischzusammensetzung in Ab­hängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit des Saugrohr­druckes, das der Zumeßeinheit zugeordnete weitere Aus­gleichselement eine Änderung in Abhängigkeit von der Ge­schwindigkeit und der Größe der Bewegung des Gaspedales.
• Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren und in den Unteransprüchen dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombina­tionen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.
• In den Figuren ist die Erfindung anhand zweier Ausführungs­formen verdeutlicht, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es zeigt:
• Figur 1 eine schematische Darstellung einer Kraftstoff-­Luft-Gemischbildungsvorrichtung mit einer Kraft­stoffmengenregeleinrichtung mit einem Ausgleichs­element zur Korrektur der Gemischzusammensetzung bei Änderung des Belastungszustandes des Verbren­nungsmotors,
• Figur 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des der Kraft­stoff-Luft-Gemischbildungsvorrichtung zugrundelie­genden grundsätzlichen Zusammenhanges der Massen­ströme von Luft und Kraftstoff,
• Figur 3 ein Diagramm gemäß Figur 2 mit normierter Darstel­lung der Massenströme von Luft und Kraftstoff und
• Figur 4 eine schematische Darstellung einer modifizierten Ausgestaltung der Kraftstoffmengenregeleinrichtung mit im Bereich der Zumeßeinheit angeordnetem wei­teren Ausgleichselement.
• Figur 1 zeigt einen Kraftstofftank 1, von dem über eine Pumpe 2 durch einen dieser nachgeschalteten Filter 3 und einen Systemdruckregler 4 Kraftstoff mit vorgesteuertem konstanten Druck durch eine Kraftstofförderleitung 5 zu einer Zumeßeinheit 6 gefördert wird. Von dieser gelangt der Kraftstoff in einen ersten Abschnitt 7a einer weiteren Kraftstofförderleitung 7, der in einen Zumeßregler 8 mün­det. Ein zweiter Abschnitt 7b der Kraftstofförderleitung 7 führt vom Zumeßregler 8 zu einer konvergent-divergenten Düse 9, die durch einen rotationssymmetrischen Düsenkör­per 10 und einen in ihm verschiebbaren rotationssymme­trischen Drosselkörper 11 gebildet ist. Der zweite Ab­schnitt 7b der Kraftstofförderleitung 7 mündet in der Nähe des engsten Querschnittes 12 in die Düse 9, die ihrer­seits in ein Saugrohr 13 des nicht näher dargestellten Verbrennungsmotors mündet.
• Der Figur 1 ist zu entnehmen, daß die Zumeßeinheit 6 durch eine eine Öffnung 14 aufweisende Blende 15 in zwei Teil­räume 16 und 17 unterteilt ist, wobei der Teilraum 16 mit dem Kraftstofftank 1 über die Kraftstofförderleitung 5 und der Teilraum 17 über die Kraftstofförderleitung 7 mit der Düse 9 verbunden ist. Ein als Kegel ausgebildetes Zumeß­organ 18 ist in Richtung seiner Rotationsachse senkrecht zur Blendenebene in die Blendenöffnung und aus dieser heraus bewegbar und bestimmt damit je nach seiner Position den verbleibenden Druchtrittsquerschnitt des Kraftstoffes durch die Zumeßeinheit 6. Das Zumeßorgan 18 ist rotations­symmetrisch im Bereich seiner Spitze und seiner kreisför­migen Grundfläche mit einer Achse 19 verbunden und in zwei Lagern 20 der Zumeßeinheit 6 längsverschieblich gelagert. Rotationssymmetrisch zum Zumeßorgan 18 ist mit dem freien Ende der Achse 19 der Drosselkörper 11 verbunden, wegen der bewegungsschlüssigen Verbindung sind damit die Bewe­gungen des Drossekörpers 11 und des Zumeßorgans 18 gekop­pelt. Der axiale Weg der Achse 19 und damit der Weg von Drosselkörper 11 und Zumeßorgan 18 entsprechen dem mit dem Doppelpfeil A verdeutlichten Gaspedalweg. Wegen der gleich­ gerichteten kegelförmigen Ausbildung von Zumeßorgan 18 und Drosselkörper 11 führt damit eine Zustellbewegung der Achse 19 in Richtung des Saugrohrs 13 zu einem fortschrei­tenden Eintauchen des Zumeßorganes 18 in die Blendenöff­nung 14 und damit einer Verringerung des Kraftstoffdurch­trittsquerschnittes, desgleichen ein entsprechendes Ein­tauchen des Drosselkörpers 11 in die Düse 9 zu einer Ver­ringerung des Luftdurchtrittsquerschnittes. Die Durch­trittsquerschnitte sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß sich bei einer nicht behinderten Strömung des Kraft­stoffes durch die Kraftstofförderleitung 7 proportionale Verhältnisse bei Zumeßorgan 18 und Drosselkörper 11 bezüg­lich des Kraftstoff- bzw. Luftdurchsatzes ergeben.
• Der Darstellung der Figur 1 ist zu entnehmen, daß der Zumeß­regler unter anderem zwei mittels einer flexiblen Membran 21 gegeneinander abgedichtete Kraftstoffräume 22 und 23 aufweist. Der Kraftstoffraum 22 ist durch eine Verbindungs­leitung 24 in zwei Teilräume 22a und 22b unterteilt, eine in den Teilraum 22b mündende Zweigleitung 25 ist hinter dem Systemdruckregler 4 mit der Kraftstofförderleitung 5 verbunden, so daß ein Teil des von der Pumpe 2 geförderten Kraftstoffes über die Zweigleitung 25 in den Kraftstoff­raum 22 gefördert wird. Mit dem Teilraum 22a des Kraftstoff­raumes 22 ist eine Rückführleitung 26 verbunden, die zum Tank 1 führt. In die Rückführleitung 26 ist im Bereich des Ausflusses aus dem Teilraum 22a eine Festdrossel 27 eingesetzt.
• Die Zweigleitung 25 ist in den Teilraum 22b hineingeführt und endet in geringfügigem Abstand von der dem Eintritts­bereich gegenüberliegenden Teilraumwandung, die gleich­falls als flexible Membran 28 ausgebildet ist. Auf der der Zweigleitung 25 abgewandten Seite dieser Membran 28 ist ein Elektromagnet 29 angeordnet, der über eine Steuer­elektronik 30 ansteuerbar ist und aufgrund einer auf einen Magneten ansprechenden Ausbildung der flexiblen Membran 28 bei Anliegen eines Steuerstromes die Membran 28 mehr oder weniger von der benachbarten Öffnung der Zweiglei­tung 25 wegbewegt. Der Eingang des Kraftstoffraumes 22 ist damit mit einer beweglichen Drossel und der Ausgang dieses Kraftstoffraumes mit einer Festdrossel 27 versehen.
• In den Kraftstoffraum 23 mündet der erste Abschnitt 7a der Kraftstofförderleitung 7 und es reicht entsprechend der Ausbildung der Zweigleitung 25 der zweite Abschnitt 7b der Kraftstofförderleitung 7 in den Kraftstoffraum 23 bis kurz vor die flexible Membran 21 hinein. Zwischen dieser und der zugewandten Einströmöffnung des zweiten Abschnittes 7b der Kraftstofförderleitung 7 ist damit gleichfalls eine bewegliche Drossel gebildet, wobei sich dort aber die Dros­selung aufgrund der infolge der dem Teilraum 22b zugeord­neten beweglichen Drossel und den damit im Teilraum 22 sich einstellenden unterschiedlichen Drücken ergibt.
• In die Steuerelektronik 30 werden die mittels nicht näher dargestellter Aufnehmer ermittelten momentanen Werte be­treffend den Druck p_L der Luft im engsten Querschnitt der Düse 9, den Umgebungsdruck p_o vor der Düse 9 und die Umge­bungstemperatur T₀ vor der Düse 9 eingegeben, diese Umge­bungsgrößen p₀ und T₀ werden in aller Regel den Umgebungs­zustand nach dem dem Verbrennungsmotor vorgeschalteten Luftfilter wiedergeben. Zusätzlich kann in die Steuerelek­tronik noch der aktuelle Lambda-Wert eingegeben werden, der in bekannter Art und Weise über eine Lambda-Sonde er­mittelt wird.
• Figur 2 verdeutlicht die im Versuch ermittelten Zusammen­hänge von Luftmassenstrom ṁ_a und Kraftstoffmassenstrom ṁ_B in Abhängigkeit vom Druck p_L im engsten Querschnitt der Düse 9 für den überkritischen und unterkritischen Strömungs­zustand. Erreicht die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Düse in einem bestimmten Betriebsbereich des Ver­brennungsmotors Schallgeschwindigkeit und unterschreitet der Druck der Luft im Saugrohr 13 des Motors einen "kri­tischen" Wert, ändert sich an der Strömungsgeschwindigkeit und am Zustand der Luft im engsten Querschnitt der Düse 9 nichts. Demzufolge bleibt der Luftmassenstrom ṁ_a - bei unveränderlicher Stellung des Drosselkörpers 11 - konstant. Wird diesem konstanten Luftmassenstrom ṁ_a der konstante Kraftstoffmassenstrom ṁ_B zugeführt, dann bleibt auch die Zusammensetzung des entstehenden Gemisches, daß heißt auch der Lambda-Wert konstant, die Vorsteuerung des Kraftstoff-Luftgemisches ist in diesem Falle unveränder­lich. Auf die Prinzipdarstellung nach der Figur 1 bezogen bedeutet dies, daß im überkritischen Bereich die Steuerelek­tronik 30 nicht regelnd eingreifen muß, es erfolgt infolge­dessen keine Aktivierung des Elektromagneten 29, womit sich im Kraftstoffraum 22 konstante Strömungsverhältnisse einstellen und damit auch die zwischen diesem Kraftstoff­raum und dem Kraftstoffraum 23 befindliche nachgiebige Membran stationär verbleibt und infolgedessen der durch den Systemdruckregler 4 mit konstant vorgesteuertem Druck in die Zumeßeinheit 6 eingeführte Kraftstoff unter kon­stanten Fließbedingungen durch die Abschnitte 7a und 7b der Kraftstofförderleitung 7 zum engsten Querschnitt der Düse 9 gefördert wird. Grundsätzliche Voraussetzung dieser gleichmäßigen Gemischvorsteuerung ist wie oben beschrieben, daß der wirksame Durchtrittsquerschnitt der Blende 15 pro­portional dem wirksamen Querschnitt der Düse 9 ist.
• Wird, ausgehend vom beschriebenen "kritischen Strömungszu­stand" im engsten Querschnitt der Düse 9 die Motorbelastung gesteigert, dann erfolgt bei Überschreitung eines bestimmten Luftdruckes im Saugrohr 13 der Übergang von kritischer Strö­mung mit Schallgeschwindigkeit in eine unterkritische Strö­mung mit Unterschallgeschwindigkeit. Bei unveränderter Stel­lung des Drosselkörpers 11 würde damit der vom Motor ange­saugte Luftmassenstrom ṁ_a kleiner und bei konstantem Kraft­stoffmassenstrom ṁ_B das Gemisch zu fett und der Lambda-­Wert abnehmen. Damit keine Abweichung von der idealen Vor­steuerung erfolgt, mit den nachteiligen Folgen einer ent­sprechenden Zunahme der anteiligen Schadstoffe im Abgas des Motors wird im gleichen Maße, wie der Luftmassenstrom ṁ_a abnimmt, auch der Kraftstoffmassenstrom ṁ_B reduziert.
• Die Reduzierung des Kraftstoffmassenstromes ṁ_B erfolgt über die Steuerelektronik 30 in die als wesentliche Kenngröße der Druck p_L und weiter der Druck p_o und die Temperatur T_o eingegeben werden. Die von der Steuerelektronik 30 aus­gehende Steuergröße aktiviert den Elektromagneten 29 der entsprechend dem Maß der Steuergröße die flexible Membran 28 mehr oder weniger anzieht und damit entsprechend den Durchtrittsspalt zwischen dem offenen Ende der Zweiglei­tung 25 und der Membran 28 vergrößert. Dies bedingt einen Anstieg des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffraum 22, so daß die flexible Membran 21 auf das offene Ende des zweiten Abschnittes 7b der Kraftstofförderleitung 7 bewegt wird und damit der Spalt zwischen der flexiblen Membran und diesem Abschnitt 7b verringert wird, mit der Folge, daß weniger Kraftstoff durch die Kraftstofförderleitung 7 ge­fördert werden kann.
• Figur 3 zeigt, daß bei normierter Darstellung ṁ

  

  des Luft­massenstromes ṁ_a und des für konstanten Lambda-Wert erfor­derlichen normierten Kraftstoffmassenstromes ṁ

  

  das Streuband für ṁ

  

  und ṁ

  

  für den gesamten Betriebsbereich, das heißt für den Druck im engsten Querschnitt der Düse schmal wird, also von der Stellung des Drosselkörpers 11 nur noch wenig abhängig ist. Hierbei bedeutet:

  
• Die Figur 3 verdeutlicht, daß im gesamten überkritischen Bereich ṁ

  

  = 1 und für konstanten Lambda-Wert auch ṁ

  

  = 1 ist. Für den unterkritischen Strömungsbereich sind wegen

  

  
• Abweichungen durch den Streubereich um den idealen Lambda-­Wert können durch die Lambda-Sonde ausgeglichen werden, die mit der Steuerelektronik 30 zusammenarbeitet. Je klei­ner der Streubereich bei unterschiedlichen Stellungen des Drosselkörpers 11 ist, und je besser die Vorsteuerung - insbesondere im unterkritischen Bereich - ausgeführt wird, um so mehr wird der Eingriff der Lambda-Sonde entlastet, um so besser ist die Konvertierung der Schadstoffe im Abgas, so daß die Absteuerung des Kraftstoffmassenstromes im unter­kritischen Strömungsbereich primär aufgrund der Steuergrös­se des Druckes p_L im engsten Luftquerschnitt erfolgen kann.
• Figur 1 verdeutlicht darüber hinaus die vom Druck im Saug­rohr 13 abhängige erfindungsgemäße Regelung der Kraftstoff­menge, die gleichzeitig mit der Regelung der Kraftstoff­menge mittels der Steuerelektronik 30 erfolgt. Der Abschnitt 7a der Kraftstofförderleitung 7 ist über eine Zweigleitung 7c mit dem gekrümmten Abschnitt des Saugrohres 13 verbunden, wobei die Zweigleitung 7c durch eine Membran 35 in einen kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnitt 7d und einen saugrohrseitigen Leitungsabschnitt 7e dichtend ge­trennt ist. Im Mittelbereich 35a der Membran 35 wirkt auf diese eine Druckfeder 36 ein, derart, daß sie die Membran 35 in Richtung einer das Volumen des kraftstofförderlei­tungsseitigen Leitungsabschnittes 7d verringernden Bewe­gung vorspannt. In den Leitungsabschnitt 7d ist darüber hinaus eine Drossel 37 integriert, derart, daß sich der Durchtrittsquerschnitt der Drossel 37 in Strömungsrichtung zur Membran 35 zunächst stetig verjüngt und danach abrupt erweitert. Die Drossel 37 weist damit unterschied­liche Reibwerte auf. Bei einer Verkleinerung des Saugrohr­druckes, das heißt einem Abdampfen von Kraftstoff von den Wänden des Saugrohres 13 wird die Membrane 35 entgegen der Kraft der Feder 36 entsprechend der ausgezogenen Pfeilrich­ tung bewegt. Dadurch vergrößert sich der mit Kraftstoff gefüllte Raum 38 und saugt aus dem Raum 23 Kraftstoff ab, wodurch die der Düse 9 zugeführte Kraftstoffmasse verrin­gert wird. Bei einer Vergrößerung des Saugrohrdruckes, so­mit einer Anlagerung von Kraftstoff an den Wänden des Saug­rohres 13 wird die Membrane 35 im Sinne der Feder 36 gemäß gestrichelter Pfeilrichtung bewegt. Dadurch verringert sich der mit Kraftstoff gefüllte Raum 38, wodurch die der Düse 9 über die Rohrleitung 7b zugeführte Kraftstoffmasse ver­größert wird. Bei einer Verkleinerung des Saugrohrdruckes erfolgt infolge der Ausbildung der Drossel 37 ein Durch­strömen des Kraftstoffes durch die Drossel 37 mit kleinerer Verzögerung als bei einem entsprechend großen Anstieg des Saugrohrdruckes.
• Bei dem in Figur 4 für den Bereich der Zumeßeinheit 6 ge­zeigten Bereich der Kraftstoff-Luft-Gemischbildungsvorrich­tung sind diejenigen Teile, die mit denen der Ausführungs­form nach der Figur 1 übereinstimmen, der Einfachheit hal­ber mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Figur ver­deutlicht insbesondere die entsprechende Ausbildung der Membran 35 mit Leitungsabschnitten 7d und 7e, wobei in den Leitungsabschnitt 7d jedoch keine Drossel 37 eingesetzt ist. Aus zeichnerischen Gründen mündet bei der Ausführungs­form nach der Figur 4 die Kraftstofförderleitung 5 auf der der Kraftstofförderleitung 7 abgewandten Seite in die Zu­meßeinheit 6 ein. Der Figur ist zu entnehmen, daß der Teil­raum 16 über eine Öffnung 31 mit einem Ausgleichsraum 32 verbunden ist, ein mit dem Zumeßorgan 18 verbundener und konzentrisch zu dessen Rotationsachse angeordneter Aus­gleichskolben 33 durchsetzt die Öffnung 31 dichtend, ferner ist der Ausgleichsraum 32 über eine weitere Zweigleitung 34 mit dem kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsab­schnitt 7d verbunden. Durch die in der Figur 4 gezeigte Ausgestaltung der Zumeßeinheit 6 besteht neben der Möglich­keit, die Kraftstoffmenge über die Membran 35 zu korri­gieren, eine solche Korrektur zusätzlich über die Bewegung des Zumeßorgans zu bewerkstelligen. So wird bei einer Ver­kleinerung des Saugrohrdruckes, bei der der Kraftstoff von den Saugrohrwänden abdampft, von der Gemischbildungsvor­richtung das Gemisch abgemagert, indem eine Bewegung des Gaspedals im Sinne einer Verringerung der Gemischmenge zu einer entsprechenden Bewegung des Zumeßorgans 18 und des Ausgleichkolbens 33 und des Drosselkörpers 11 in Richtung der mit ausgezogenen Linien gezeichneten Pfeile erfolgt, wodurch aufgrund des sich vergrößernden Ausgleichsraumes 32 ein Teil des üblicherweise in die Kraftstofförderleitung 7b geförderten Kraftstoffes über die Zweigleitung 34 im Ausgleichsraum 32 gespeichert wird. Im Unterschied hierzu erfolgt bei einer Vergrößerung des Saugrohrdruckes und Kon­densation von Kraftstoff aus dem von der Gemischbildung gelieferten Gemisch und Anlagerung an den Saugrohrwandungen eine Anreicherung des von der Gemischbildungsvorrichtung gelieferten Gemisches, indem bei der Bewegung des Gaspedals im Sinne einer Vergrößerung der Gemischmenge der Drossel­körper 11 und das Zumeßorgan 18 mit dem Ausgleichskolben 33 in die entgegengesetzte Richtung entsprechend der strich­liert gezeichneten Pfeile bewegt werden, so daß infolge der damit einhergehenden Verkleinerung des Ausgleichsraumes 32 zusätzlich über die Zweigleitung 34 Kraftstoff in den Abschnitt 7b der Kraftstofförderleitung 7 einströmt.

Claims (7)

1. Kraftstoff-Luft-Gemischbildungsvorrichtung für Verbren­nungsmotoren, mit einem Düsenkörper, der zusammen mit einem in ihm bewegbaren Drosselkörper eine Düse bildet, die in ein Saugrohr des Verbrennungsmotors mündet, sowie mit einer Kraftstoffmengenregeleinrichtung mit einer Kraftstofförderleitung, die in die Düse mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffmengenregel­einrichtung (4, 6, 8) eine Zumeßeinheit (6) aufweist, die mit einer mit dem Kraftstofftank (1) verbundenen Kraftstofförderleitung (5) und der in die Düse (9) mün­denden Kraftstofförderleitung (7) verbunden ist, sowie ein motorlastabhängig bewegbares Zumeßorgan (18) zum Steuern der Kraftstoffdurchflußmenge umfaßt, das bewe­gungsschlüssig mit dem Drosselkörper (11) gekoppelt ist, und die düsenseitige Kraftstofförderleitung (7a) über eine Zweigleitung (7c) mit dem Saugrohr (13) verbunden und die Zweigleitung (7c) durch ein in dieser beweg­lisches Ausgleichselement (35) in einen kraftstofförder­leitungsseitigen Leitungsabschnitt (7d) und einen saug­rohrseitigen Leitungsabschnitt (7e) getrennt ist, der­art, daß eine Erhöhung des Saugrohrdruckes zu einer das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungs­abschnittes (7d) verringernden Bewegung des Ausgleichs­elementes (35) und eine Verringerung des Saugrohrdruk­kes zu einer entgegengesetzten Bewegung des Ausgleichs­elementes (35) führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement als elastische Membran (35) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (35) federbeaufschlagt (Feder 36) ist, insbesondere in Richtung einer das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnittes (7d) verringernden Bewegung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichselement (35) als in der Zweigleitung (7c) verschiebbarer Kolben, insbesondere als in Richtung eines das Volumen des kraftstofförderleitungsseitigen Leitungsabschnittes (7d) verringernden Bewegung feder­beaufschlagter Kolben ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den kraftstofförderleitungssei­tigen Leitungsabschnitt (7d) eine Drossel (37) integriert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (37) in den beiden Durchströmrichtungen unterschiedliche Durchflußwerte aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt der Drossel (37) in Strö­mungsrichtung zum Ausgleichselement (35) sich zunächst stetig verjüngt und danach abrupt erweitert.

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