Verbrennungsmotor

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einen Viertakt- Verbrennungsmotor, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein bekannter Viertakt-Verbrennungsmotor (Bosch„Kraftfahrtechnisches Taschenbuch", 23. Auflage, Robert Bosch GmbH, Vieweg 1999, ISBN 3-528-03876-4, Seiten 385, 453, 500) weist mindestens einen Verbrennungszylinder auf, in dem ein mit einer Kurbelwelle gekoppelter Hubkolben einen mit einem Ein- und Auslass versehenen Brennraum begrenzt. Der fortlaufend von einer oberen in eine untere Totpunktlage und umgekehrt sich bewegende Hubkolben löst in Verbindung mit den Ein- und Auslass steuernden Gaswechselventilen innerhalb zweier Umdrehungen der Kurbelwelle einen Ansaugtakt, während dessen ein aus Luft und Kraftstoff bestehendes Verbrennungsgemisch in den Brennraum eingesaugt wird, einen Verdichtungstakt, während dessen das

Verbrennungsgemisch verdichtet wird, einen Verbrennungstakt, während dessen das Verbrennungsgemisch gezündet wird und durch Expansion den Hubkolben in seine untere Totpunktlage treibt, und einen Ausstoßtakt, während dessen das verbrannte Verbrennungsgemisch aus dem Brennraum ausgeschoben wird, des

Verbrennungsmotors aus.

Zur Steuerung des während des Ansaugtakts in den Brennraum einströmenden

Verbrennungsluft ist in einem zum Einlass geführten Luftansaugkanal eine über das Fahrpedal in ihrer Schwenkstellung steuerbare Drosselklappe angeordnet, so dass je nach Schwenkstellung der Drosselklappe ein mehr oder weniger großer

Luftdurchtnttsquerschnitt für die den Luftansaugkanal durchströmende Luft freigegeben ist. Zur Leerlaufregelung des Verbrennungsmotors ist die bei Leerlauf den Strömungsquerschnitt des Luftansaugkanals vollständig oder bis auf einen

Leerlaufluftspalt abdeckende Drosselklappe durch einen Bypass überbrückt, in dem ein von einem Motorsteuergerät gesteuerter Luftsteller angeordnet ist, der im

Luftansaugkanal eine dosierte Menge an Luft, der sog. Bypassluft, an der Drosselklappe vorbei strömen lässt. Wenn im Motorleerlauf durch plötzliche Veränderung des

Lastzustandes des Motors dessen Drehzahl unter einem kritischen Wert absinkt, wird - um einen Motorstillstand zu verhindern - vom Motorsteuergerät der Luftsteller

angesteuert und über den Bypass eine zusätzliche Luftzufuhr herbeigeführt.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die kurbelwinkelsynchrone Anbindung der Ansteuerung des

Luftstellers an den Ansaugtakt des Verbrennungsmotors eine präzise Zumessung der dem Brennraum zugeführten Luftmasse erfolgt und damit eine Füllungsverbesserung des Brennraums erzielt werden kann. Dies ist insbesondere bei Ein- und Zweizylindermotoren für Zweiradfahrzeuge und Motor-Arbeitsgeräte, wie Rasenmäher, Motorsensen,

Laubgebläse und dgl., von Vorteil, bei denen infolge des gegenüber einem

Vierzylindermotor kleineren Kanalvolumens eines die Verbrennungsluft führenden Luftansaugkanals der Druck im Luftansaugkanal zwischen dem durch den Ansaugtakt bedingten Unterdruck und dem außerhalb des Ansaugtakts im Luftansaugkanal herrschenden Umgebungsdruck deutlich variiert. Durch die Dauer der Ansteuerung des Luftstellers während des Ansaugtakts kann die dem Brennraum zur Füllungsverbesserung zugeführte zusätzliche Luftmenge oder Luftmasse variiert werden.

Die synchronisierte Ansteuerung des Luftstellers mit dem Arbeitstakt des

Verbrennungsmotors erfolgt generell im gesamten Betriebsbereich des Motors. Ihr kommt aber im Leerlauf und bei Kaltstart des Motors eine besondere Bedeutung zu, da im Leerlauf ein im Luftansaugkanal zur Drosselung des Luftdurchtrittsquerschnitts vorhandenes Drosselorgan nicht zusätzlich von einer Bedienungsperson geöffnet wird und bei Kaltstart eine erhöhte Luftmasse dem Brennraum zugemessen werden muss, um die Reibung des kalten Motors bzw. den Wirkungsgradverlust durch Spätzündung zwecks Aufheizen eines Katalysators im Abgasstrang zu kompensieren. Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte

Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Viertakt- Verbrennungsmotors möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Dauer der Ansteuerung des Luftstellers variabel und kann sich über den vollen Ansaugtakt, bei hohen Drehzahlen aber auch bis über den vollen Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors erstrecken.

Letzteres ist von Vorteil, um die Trägheit der Gaswechselventile, d. h. deren Anzugs- und Abfallzeit, zu kompensieren, die sich bei hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors besonders nachteilig auf die Füllung des Brennraums auswirken. Durch die Kompensation dieser Ansprechzeiten der Gaswechselventile oberhalb einer Drehzahl, die von der Stellgeschwindigkeit der Gaswechselventile bestimmt ist, wird die Füllung des

Brennraums im oberen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors deutlich verbessert. Die Dauer der Ansteuerung des Luftstellers kann dabei im Extremfall soweit ausgedehnt sein, dass der Bypass während des gesamten Arbeitszyklus geöffnet bleibt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Synchronisation so vorgenommen, dass die Ansteuerung des Luftstellers mit Vorhalt vor dem Einsetzen des Ansaugtakts beginnt. Durch einen betriebspunktabhängigen, kleinen Vorhalt in der Ansteuerung des Luftstellers kann eine dynamische Füllungsverbesserung des

Brennraums realisiert werden. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des Luftstellers unmittelbar so vor dem Einsetzen des Ansaugtakts, dass die mit Öffnen des Luftstellers einsetzende Druckpulsation genutzt werden kann, um die Füllungsverbesserung des Brennraums zu unterstützen. Da die Ansteuerung des Luftstellers kurbelwinkelsynchron erfolgt, bedeutet„klein" oder„unmittelbar vor" wenige Kurbelwinkelgrade vor dem

Einsetzen des Ansaugtakts, also wenige Kurbelwinkelgrade vor dem oberen Totpunkt eines z.B. den Brennraum in einem Verbrennungszylinder begrenzenden Hubkolbens. Eine größere Vorverlagerung des Ansteuerpunkts ist dagegen weniger sinnvoll, da ein früheres Ansteuern des Luftstellers nur bewirkt, dass der Druck im Luftansaugkanal früher auf das Niveau des Umgebungsdrucks ansteigt, die eigentliche Lufteinströmung aber erst während des Ansaugtakts erfolgt. Oberhalb einer von der Stellgeschwindigkeit der Gaswechselventile abhängigen Drehzahl ist es aber auch von Vorteil, den Vorhalt deutlich zu vergrößern, der sich in die vor dem Ansaugtakt liegenden Arbeitstakte des

Verbrennungsmotors hinein erstrecken und soweit reichen kann, dass der Luftsteller während des gesamten Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors geöffnet bleibt. Durch einen solch großen Vorhalt kann bei spontanem Schließen des Querschnitts des

Luftansaugkanals durch das Drosselorgan eine sog. Dashpot-Funktion, d.h. das

Verhindern von zu hohen Unterdrücken im Luftansaugkanal stromabwärts des

Drosselorgans, realisiert werden, ohne das Öffnen des Bypasses abzuwarten. Hohe Unterdrücke führen zu mechanischen Belastungen des Luftansaugkanals und des Kurbelgehäuses und zu unvollständiger Verbrennung wegen zu geringer Füllung, Ansaugen von Öl in den Luftansaugkanal etc. Zusätzlich wird mit einem solch größeren Vorhalt die Füllung des Brennraums im oberen Drehzahlbereich deutlich verbessert. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Abspritzzeitpunkt eines zum Herstellen eines den Brennraum füllenden Kraftstoff-Luft-Gemisches Kraftstoff dosiert abspritzenden Einspritzventils mit dem Ansteuerzeitpunkt des Luftstellers synchronisiert. Durch diese Maßnahme wird infolge des mit der Abspritzung des

Kraftstoffs auftretenden Luftpulses der Bypassluft eine deutlich verbesserte Zerstäubung des Kraftstoffs im Kraftstoff-Luft-Gemisch erzielt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Luftsteller ein elektrisch steuerbares Ventil eingesetzt, das vorzugsweise ein 2/2-Wege-Magnetventil ist. Beispielsweise kann ein Ventil verwendet werden, wie es bei Tankentlüftungssystemen zur Rückführung von aus dem Kraftstofftank sich verflüchtigenden Kraftstoff in den

Verbrennungsprozess des Verbrennungsmotors eingesetzt wird und z.B. in DE 10 2004 006 874 A1 beschrieben ist.

Gemäß einer vorteihaften Ausführungsform der Erfindung ist dem Brennraum ein die Verbrennungsluft führender, einen Luftdurchtrittsquerschnitt aufweisender

Luftansaugkanal mit einem den Luftdurchtrittsquerschnitt steuernden Drosselorgan vorgeordnet und der Luftsteller in einem das Drosselorgan überbrückenden Bypass angeordnet. Dadurch kann vorteilhaft die Luftmengen- oder Luftmassensteuerung auf Luftsteller und Drosselorgan verteilt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Drosselorgan im Innenhohlraum eines zwischen Kanalabschnitten des Luftansaugkanals angeordneten Stutzen körpers und der Bypass mit einer nach außen offenen Bypasskammer, einem stromaufwärts des Drosselorgans in den Innenhohlraum mündenden Kammerzulauf und einem stromabwärts des Drosselorgans in den Innenhohlraum mündenden Kammerablauf im Stutzengehäuse ausgebildet. Das die Ventilkomponenten umschließende Ventilgehäuse ist mit senkrecht zur Stutzenachse des Drosselklappenstutzens ausgerichteter Gehäuseachse an den Stutzenkörper so angesetzt, dass die

Kammeröffnung des Bypasskammer fluiddicht abgedeckt ist, und ist am

Drosselklappenstutzen befestigt. Durch die erfindungsgemäße Einbindung des elektrisch gesteuerten Ventils in den Stutzenkörper wird eine sehr robuste und bauraumsparende Unterbringung des Luftstellers erzielt, die sich besonders vorteilhaft für tragbare

Arbeitsgeräte auswirkt. Dabei kann das Ventil als Komplettventil in die Bypasskammer eingesetzt werden oder es kann gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ein Teil der Ventilkomponenten, hier der Ventilsitz und Ventilein- und -ausgang Teil des Stutzen körpers sein, wodurch das über den Stutzenkörper radial vorstehende Baumaß des Luftstellers deutlich kleiner wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich das

Einspritzventil in den Stutzenkörper so integriert, dass ein während des Öffnens des Einspritzventils abgespritzter Kraftstoffstrahl innerhalb des Kammerablaufs des Bypasses von der durch den Bypass strömenden Bypassluft umfasst ist. Durch diese konstruktive Maßnahme wird eine kostengünstige und kleinbauende Vereinigung aller zum Betrieb eines Kraftstoff-Einspritzsystems für einen Einzylinder-Viertaktmotor erforderlichen Komponenten im Stutzenkörper erreicht. Zudem trägt die Umfassung des Kraftstoffstrahls durch die Bypassluft zu einer verbesserten Kraftstoffzerstäubung und damit zu einer besseren Gemischaufbereitung und einer Optimierung der Verbrennung bei, die noch dadurch intensiviert wird, wie vorstehend bereits beschrieben ist, dass der

Abspritzzeitpunkt des Einspritzventils mit dem Ansteuerzeitpunkt des Luftstellers synchronisiert ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in den Stutzenkörper ein bis in den Kammerablauf des Bypasses reichender Aufnahmeschacht so eingebracht, dass der Kammerablauf in eine zu dem Aufnahmeschacht erste Ablaufsektion und eine von dem Aufnahmeschacht abführende zweite Ablaufsektion unterteilt ist, wobei die

Eintrittsstelle der ersten Ablaufsektion in den Aufnahmeschacht in der Schachtwand und die Austrittsstelle der zweiten Ablaufsektion aus dem Aufnahmeschacht im Schachtgrund liegt. Die Achsen von Aufnahmeschacht und zweiter Ablaufsektion fluchten miteinander und sind unter einem spitzen Winkel zur Luftströmungsrichtung im Drosselkappenstutzen geneigt. In den Aufnahmeschacht ist das Einspritzventil fluiddicht eingesetzt. Mit dieser konstruktiven Ausgestaltung ist eine fertigungstechnisch kostengünstige Integration des Einspritzventils in den Stutzenkörper realisiert, mit der gleichzeitig eine optimale Umfassung des Kraftstoffstrahls durch die Bypassluft beim Abspritzen in den

Luftansaugkanal erreicht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Einspritzventil, das ein Ventilgehäuse mit daran axial angesetztem, die Abspritzöffnung tragenden Düsenkörper aufweist, in den gegenüber dem Düsenkörper durchmessergrößeren Aufnahmeschacht so eingesetzt, dass die Abspritzöffnung unmittelbar vor der Austrittsstelle der zweiten Ablaufsektion im Aufnahmeschacht liegt. Der Aufnahmeschacht ist oberhalb der

Eintrittsstelle der ersten Ablaufsektion im Aufnahmeschacht mittels eines sich an die Schachtwand und an den Düsenkörper anpressenden Dichtungselements fluiddicht abgedichtet. Bei einem solchen konstruktiven Einbau des Einspritzventils in den

Stutzenkörper lässt sich durch eine geeignete geometrische Gestaltung der Austrittsstelle der zweiten Ablaufsektion im Aufnahmeschacht eine weitere Verbesserung der

Kraftstoffzerstäubung erreichen. Solche geometrische Gestaltungen sind ein Ringspalt zwischen Düsenkörper und äußeren Begrenzungskante der Austrittsstelle, die Ausbildung der Austrittsstelle als Lochblende mit einem der Abspritzöffnung vorgesetzten Zentralloch oder die Ausbildung der Austrittsstelle als Düse, wobei sich mit einer sog. Laval-Düse die besten Zerstäubungsergebnisse erzielen lassen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen schematisch skizzierten Viertaktmotor mit Füllungssteuerung und

Gemischbildung in einem Luftansaugkanal,

Figur 2 ein Diagramm des Verlaufs des Drucks im Luftansaugkanal (a), des

Ansteuersignais für einen Luftsteller (b) und des Ansteuersignais für ein Einspritzventil (c) in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel der Kurbelwelle des Viertaktmotors,

Figur 3 einen Längsschnitt eines ein Drosselorgan enthaltenden Stutzens mit integriertem Luftsteller zum Einsetzen in den Luftansaugkanal, Figur 4 eine gleiche Darstellung wie in Figur 3 gemäß einem weiteren

Ausführungsbeispiel, Figur 5 einen Längsschnitt eines in den Luftansaugkanal eingesetzten Stutzens mit Drosselorgan und integriertem Luftsteller und Einspritzventil, schematisch dargestellt, Figur 6, 7 und 8 jeweils einen Ausschnitt A in Figur 5 mit jeweils einer Modifikation eines das Einspritzventil aufnehmenden Aufnahmeschachts.

Ausführungsformen der Erfindung Der in Figur 1 beispielhaft als Verbrennungsmotor schematisiert skizzierte Viertaktmotor weist einen Verbrennungszylinder 1 1 auf, in dem ein Hubkolben 12 einen Brennraum 13 begrenzt. Der Hubkolben 12 ist über eine Kolbenstange 14 auf eine Kurbel oder Kurbelwelle 15 gekoppelt und führt bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 15 (720° in Figur 2) einen Hub von seinem oberen Totpunkt OT zu seinem unteren Totpunkt UT und wieder zurück zum oberen Totpunkt OT aus. Der Brennraum 13 besitzt einen Einlass 16 und einen Auslass 17, die von Gaswechselventilen 20, 21 gesteuert werden. Der Einlass 16 ist an einem Luftansaugkanal 18 und der Auslass 17 an einem Abgasrohr 19 angeschlossen. Zum Schließen und Freigeben von Einlass 16 und Auslass 17 sind die Gaswechselventile 20, 21 von einer hier nicht skizzierten Nockenwelle angetrieben, die mit halber Drehzahl der Kurbelwelle 15 umläuft. Der Verbrennungsmotor arbeitet im Viertakt-Verfahren mit einem periodisch wiederkehrenden Ansaugtakt, in dem über den Luftansaugkanal 18 der Brennraum 13 mit einer erforderlichen Menge an

Verbrennungsluft versorgt wird. Zur Einstellung der erforderlichen Füllmenge an

Verbrennungsluft ist im Luftansaugkanal 18 ein Drosselorgan 22, z.B. eine schwenkbare Drosselklappe, angeordnet, das von einer Bedienungsperson über einen Fuß- oder Handhebel 28 betätig wird und der strömenden Luft einen mehr oder weniger großen Querschnitt des Luftansaugkanals 18 zur Verfügung stellt. Das Drosselorgan 22 ist von einem Bypass 23 überbrückt, in dem ein Luftsteller 24 angeordnet ist. Der Luftsteller 24 wird mittels eines Motorsteuergeräts 25 gesteuert. In Offenstellung des Luftstellers 24 strömt stromaufwärts des Drosselorgans 22 im Luftansaugkanal 18 abgegriffene Luft als Bypassluft über den Bypass 23 und wird stromabwärts des Drosselorgans 22 wieder dem Luftansaugkanal 18 zugeführt. Als Luftsteller 24 ist ein elektrisch steuerbares Ventil 30 (Figur 2) eingesetzt, das vorzugsweise ein kurbelsynchron angesteuertes 2/2-Wege- Magnetventil ist. Zur Bildung eines brennfähigen Gemisches aus Kraftstoff und Luft im Brennraum 13 dient ein Einspritzventil 26, das stromabwärts des Drosselorgans 22 angeordnet ist und über eine Hochdruckleitung 27 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt wird. Das elektrisch gesteuerte Einspritzventil 26 wird ebenfalls vom Motorsteuergerät 25 angesteuert und spritzt bei Ansteuerung eine dosierte Kraftstoffmenge in die im

Luftansaugkanal 18 strömende Luft ein.

Im Diagramm der Figur 2 sind die Takte„Ansaugen",„Verdichten",„Verbrennen" und„ Ausstoßen" über den Kurbelwinkel der Kurbel oder Kurbelwelle 15 für zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 15 dargestellt, wobei der Hubkolben 12 bei 180° und bei 540° jeweils seinen unteren Totpunkt UT und bei 0° bzw. 720° und bei 360° jeweils seinen oberen Totpunkt OT erreicht. Die Kurve a) zeigt den Luftdruck im Luftansaugrohr stromabwärts des Drosselorgans, Kurve b) das Ansteuersignal für den Luftsteller 24 und Kurve c) das Ansteuersignal für das Einspritzventil 26, jeweils aufgetragen über dem Kurbelwinkel.

Aus Kurve a) ist deutlich zu erkennen, dass mit Einsetzen des Ansaugtakts, zu dessen Beginn der Einlass 16 des Brennraums 13 geöffnet (EÖ in Figur 2) und

kurbelwinkelversetzt der Auslass 17 des Brennraums 13 geschlossen wird (AS in Figur 2) der Luftdruck im Luftansaugkanal 18 stromabwärts des Drosselorgans 22 deutlich absinkt und erst nach Ende des Arbeitstakts und Schließen des Einlasses 16 des Brennraums 13 (ES in Figur 2) wieder bis auf Umgebungsdruck ansteigt. Durch die deutliche

Druckabsenkung liegt die dem Brennraum 13 während des Öffnens des Einlasses 16 zuströmenden Luftmasse deutlich unter der für die erforderliche Leerlaufdrehzahl oder Motorleistung erforderliche Luftmasse. Um dies zu kompensieren, ist die Ansteuerung des Luftstellers 24 bzw. des elektrisch steuerbaren Ventils 30 mit dem Ansaugtakt

synchronisiert, so dass mit jedem periodischen Wiederkehren des Ansaugtakts auch der Luftsteller 24 angesteuert wird. Die Synchronisation des an den Luftsteller 24 vom

Motorsteuergerät 25 gelegten Ansteuersignais zeigt Kurve b) in Figur 2. Mit Öffnen des Luftstellers 24 wird Luft als Bypassluft vor dem Drosselorgan 22 abgenommen und über den geöffneten Luftsteller 24 hinter dem Drosselorgan 22 als zusätzliche

Verbrennungsluft wieder zugeführt. Die erforderliche Menge an Bypassluft wird durch die Dauer der Aufsteuerung des Luftstellers 24 bzw. durch Pulsweitenmodulation des mit konstanter Frequenz getakteten Magnetventils zugemessen. Die Bestimmung der erforderlichen Bypassluft wird vom Motorsteuergerät 25 auf Basis eines Drucksignals vorgenommen, das von einem stromabwärts des Drosselorgans 22 im Luftansaugkanal 18 angeordneten Drucksensors 29 ausgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Bypassluft auch durch ein im Motorsteuergerät 25 abgelegtes Kennfeld abhängig von der Stellung des Drosselorgans 22 vorgegeben werden, die mittels eines Stellungsgebers oder Positionssensors 54 am Drosselorgan 22 abgenommen und dem Motorsteuergerät 25 als Sensorsignal zugeführt wird. Vorteilhaft beginnt die Ansteuerung des Luftstellers 24 mit Vorhalt vor dem Einsetzen des Ansaugtakts, wobei die Vorverlegung der Ansteuerung gegenüber dem Ansaugtakt so gewählt ist, dass die mit Öffnen des Luftstellers 24 einsetzende Druckpulsation zur Füllungsverbesserung genutzt werden kann. Dieser Vorhalt beträgt nur wenige Kurbelwinkelgrade vor dem oberen Totpunkt OT, wie dies Figur 2 zeigt. Die Dauer der Ansteuerung des Luftstellers 24 und damit das Offenhalten des Bypasses 23 wird durch den Luftbedarf bestimmt. Bei hohen Drehzahlen des

Verbrennungsmotors ist es von Vorteil, den Vorhalt für die Ansteuerung zu vergrößern und/oder den Zeitpunkt des Wegfalls der Ansteuerung und damit den Schließzeitpunkt des Bypasses 23 über das Ende des Ansaugtakts hinaus zu verschieben, wobei sich die Öffnungsdauer des Luftstellers 24 über den gesamten Arbeitszyklus des Viertakt- Verbrennungsmotors erstrecken kann. Hierdurch werden oberhalb einer von der

Stellgeschwindigkeit der Gaswechselventile abhängigen Drehzahl, die sich auf die Füllung des Brennraums 13 negativ auswirkenden Anzugs- und Abfallzeiten der

Gaswechselventile kompensiert und damit eine deutlich bessere Füllung des Brennraums 13 realisiert. Zugleich kann bei spontanem Schließen des Luftdurchtrittsquerschnitts des Luftansaugkanals 18 durch das Drosselorgan 22 der dadurch stromabwärts des

Drosselorgans 22 im Luftansaugkanal 18 auftretende Unterdruck begrenzt werden (Dashpot).

Wie Kurve c) in Figur 2 zeigt, ist weiterhin die Ansteuerung des Einspritzventils 26 über das Motorsteuergerät 25 so vorgenommen, dass der Ansteuerzeitpunkt des

Einspritzventils 26 und damit der Abspritzzeitpunkt des vom Einspritzventil 26 beim Öffnen abgespritzten Kraftstoffstrahls mit dem Ansteuerzeitpunkt des Luftstellers 24 synchronisiert ist, so dass der auftretende Luftimpuls die Kraftstoffzerstäubung im Spray des Kraftstoffstrahls verbessert.

Aus Gründen einer kompakten Bauweise ist es vorteilhaft, dass Drosselorgan 22 und den als elektrisch steuerbares Ventil 30 ausgeführten Luftsteller 24 sowie den Bypass 23 in einer Baueinheit zusammenzufassen, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Figur 3 zeigt im Längsschnitt einen Stutzenkörper 31 , auch als Drosselklappenstutzen bezeichnet, der in den Luftansaugkanal 18 zwischen zwei Kanalabschnitte (181 und 182 in Figur 5), koaxial zu diesen, eingesetzt werden kann. Der im wesentlichen hohlzylindrische Stutzenkörper 31 weist einen Innenhohlraum 31 1 mit einem lichten Querschnitt auf, der dem lichten Querschnitt des Luftansaugkanals 18 entspricht. Das den Luftdurchsatz im

Innenhohlraum 31 1 steuernde Drosselorgan 22 ist schwenkbar im Stutzenkörper 31 gelagert. Der Bypass 23 ist in den Stutzenkörper 31 integriert und weist eine nach außen offene Bypasskammer 32, einen stromaufwärts des Drosselorgans 22 in den Hohlraum 31 1 des Stutzenkörpers 31 mündenden Kammerzulauf 33 und einen stromabwärts des Drosselorgans 22 in den Hohlraum 31 1 des Stutzen körpers 31 mündenden

Kammerablauf 34 auf. Das elektrisch steuerbare Ventil 30, das hier als Magnetventil ausgeführt ist, besitzt ein Ventilgehäuse 35, in dem alle Ventilkomponenten, wie

Ventileingang 36, Ventilausgang 37, Ventilsitz 38, Ventilglied 39 und Aktor 40, z.B. Elektromagnet, zur Ventilgliedbetätigung, aufgenommen sind. Das Ventil 30 ist mit senkrecht zur Stutzenachse ausgerichteter Gehäuseachse an den Stutzenkörper 31 angesetzt und an diesem befestigt, wobei das Ventilgehäuse 35 die nach außen weisende Öffnung der Bypasskammer 32 überdeckt und diese fluiddicht abschließt. Die Ventilkomponenten im Ventilgehäuse 25 sind dabei geometrisch so gestaltet, dass der Ventilausgang 37 in den Kammerablauf 34 des Bypasses 23 und der Ventileingang 36 in die Bypasskammer 32 mündet.

Das in Figur 4 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel für die bauliche Vereinigung von Drosselorgan 22 und Luftsteller 24 mit Bypass 23 unterscheidet sich von dem zu Figur 3 beschriebenen dadurch, dass Ventilkomponenten des an den Stutzenkörper 31 angesetzten, elektrisch steuerbaren Ventils 30 in den Stutzenkörper 31 verlagert sind, so dass sich ein deutlich kleineres Abstehmaß ergibt, mit dem das Ventil 30 radial vom Stutzenkörper 31 absteht. Von den Ventilkomponenten ist der Ventilsitz 38, der

Ventileingang 36 und der Ventilausgang 37 in den Stutzenkörper 31 verlagert. Der Ventilsitz 38 wird von einer die Kammeröffnung der Bypasskammer 32 umgebenden Stirnfläche, der Ventileingang 36 von dem Kammerzulauf 33 und der Ventilausgang 37 von dem Kammerablauf 34 des Bypasses 23 gebildet. Im Übrigen stimmen die

Stutzenkörper 31 in Figur 3 und 4 konstruktiv überein, so dass gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Bei dem in Figur 5 schematisiert skizzierten Stutzenkörper 31 ist zusätzlich zum Bypass 23 und Luftsteller 24 das Einspritzventil 27 mit in den Stutzenkörper 31 integriert, und zwar so, dass ein während des Öffnens des Einspritzventils 26 in Form eines

Kraftstoffsprays abgespritzter Kraftstoffstrahl 41 im Kammerablauf 34 des Bypasses 23 von der Bypassluft umfasst ist, die bei geöffnetem Luftsteller 24 durch den Bypass 23 strömt. Der Stutzenkörper 31 ist im Verlauf des Luftansaugkanals 18 angeordnet und unterteilt den Luftansaugkanal 18 in einen in Strömungsrichtung vorderen Kanalabschnitt 181 und einen hinteren Kanalabschnitt 182. Zur Integration des Einspritzventils 26 ist in den Stutzenkörper 31 ein bis in den Kammerablauf 34 des Bypasskanals 23 reichender Aufnahmeschacht 42 so eingebracht, dass der Kammerablauf 34 in eine zu dem

Aufnahmeschacht 42 führende erste Ablaufsektion und eine von dem Aufnahmeschacht 42 abführende zweite Ablaufsektion 342 unterteilt ist und die Eintrittsstelle 43 der ersten Ablaufsektion 341 in den Aufnahmeschacht 42 in der Schachtwand 421 und die

Austrittsstelle der zweiten Ablaufsektion 342 aus dem Aufnahmeschacht 42 im

Schachtgrund 422 liegt. Die Ausbildung des Aufnahmeschachts 42 und der zweiten

Ablaufsektion 342 ist so aufeinander abgestimmt, dass deren Achsen fluchten und unter einem spitzen Winkel zur Luftströmungsrichtung im Stutzenkörper 31 geneigt sind. Das Einspritzventil 26 ist in den Aufnahmeschacht 42 fluiddicht eingesetzt. Von dem

Einspritzventil 26 sind in Figur 5 ein Ventilgehäuse 45 und ein sich daran axial ansetzender, durchmesserkleinerer Düsenkörper 46, der an seinem gehäusefernen, freien Ende eine Abspritzöffnung 48 trägt, sowie ein mit dem Motorsteuergerät 25 verbundener, elektrischer Anschlussstecker 47 dargestellt. Das Einspritzventil 26 ist in den durchmessergrößeren Aufnahmeschacht 42 so eingesetzt, dass die Abspritzöffnung 48 unmittelbar vor der Austrittsstelle 44 der zweiten Ablaufsektion 342 im Schachtgrund 422 liegt. Oberhalb der Eintrittsstelle 43 der ersten Ablaufsektion 341 in der Schachtwand 421 ist ein ringförmiges Dichtungselement 49 angeordnet, das sich an den Düsenkörper 46 und an die Schachtwand 421 anpresst und den Aufnahmeschacht 42 fluiddicht abdichtet. Durch die hiermit erzielte Umfassung des vom Einspritzventil 26 abgespritzten, sprayartigen Kraftstoffstrahls 41 mit der Bypassluft wird die Zerstäubung des

Kraftstoffstrahls 41 deutlich verbessert und damit die Gemischaufbereitung des Kraftstoff- Luft-Gemisches für den Brennraum weitergehend optimiert. Der Zerstäubungseffekt kann noch durch eine geeignete geometrische Gestaltung der Austrittsstelle 44 des

Kammerablaufs 34 im Schachtgrund 422 verbessert werden. In Figur 6 bis 8 sind vorteilhafte Beispiele für solche geometrische Gestaltungen der Austrittsstelle 41 dargestellt.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 6 ist an der Austrittsstelle 44 eine deren Querschnitt reduzierende Lochblende 50 mit Zentralloch 51 angeordnet. Das Zentralloch 51 ist in Abspritzrichtung unmittelbar der Abspritzöffnung 48 nachgeordnet. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist die Austrittsstelle 44 so gestaltet, dass zwischen dem Düsenkörper 46 und der Schachtwand 421 ein Ringspalt 52 vorhanden ist. Hierzu ist die Schachtwand 421 im Nutgrundbereich kegelstumpfförmig bis auf den Durchmesser der zweiten Ablaufsektion 342 verjüngt, der um die doppelte Ringspaltbreite größer ist als der Außendurchmesser des Düsenkörpers 46.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist in der Austrittsstelle 44 eine Düse 53 mit in die zweite Ablaufsektion 34 hinein sich verjüngendem Querschnitt angeordnet, wobei der beste Zerstäubungseffekt mit einer sog. Laval-Düse erzielt wird.