DE10005376A1 - Verbrennungsheizer zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsheizer (21), der an einem Fahrzeug zum Heizen einer Fahrgastzelle oder zum Unterstützen des Kaltstarts eines Motors (10) angebracht ist. Flüssiger Kraftstoff wird erhitzt und verdampft, bevor er zu einer Zündkammer (210a) übertragen wird, wo eine kleine Kraftstoffmenge gezündet wird. In der Zündkammer erzeugte Wärme verursachte eine hauptsächliche Verbrennung in der Verbrennungskammer (210), in welche Luft und Kraftstoff zugeführt werden. Ein Geflecht (214, 222) mit einer Anzahl kleiner Maschen kann in der Verbrennungskammer zum Heizen und Verdampfen von Kraftstoff zur Unterstützung der Kraftstoffverdampfung darin angeordnet sein. Da ausreichend verdampfter Kraftstoff der Zündkammer zugeführt wird, wird der Kraftstoff störungsfrei gezündet und der Verbrennungsheizer wird rasch in Betrieb versetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsheizer zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug zum Heizen einer Fahrgastzelle oder zum Fördern des Motorstarts bei niedriger Temperatur. Besonders vorteilhaft ist der Verbrennungsheizer, wenn er in einem durch einen Dieselmotor angetriebenen Kraftfahrzeug verwendet wird.

In einem herkömmlichen Verbrennungsheizer, wie er beispielsweise in der JP-A-8-135921 beschrieben ist, wird Kraftstoff durch ein Heizelement, wie etwa eine Glühkerze, geheizt, und daraufhin einer Verbrennungskammer zugeführt, wo der Kraftstoff gezündet und verbrannt wird. Da es jedoch einige Zeit dauert, den Kraftstoff durch Heizen mit einer Glühkerze zu verdampfen, ist eine bestimmte Zeit erforderlich, bevor der Kraftstoff gezündet wird.

Die vorliegende Erfindung ist angesichts des vorstehenden Problems gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen verbesserten Verbrennungsheizer zu schaffen, in welchem Kraftstoff rasch verdampft und dadurch gezündet wird, die Startzeit des Heizers zu verkürzen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsstoffheizer wird verwendet, um eine Fahrgastzelle zu heizen oder um Ansaugluft eines Motors vorzuheizen, um den Motor beim Motorstart bei niedriger Temperatur zu unterstützen.

Der Verbrennungsheizer besteht erfindungsgemäß aus einer Verbrennungskammer, in welcher Luftkraftstoffgemisch verbrannt wird, einer Zündkammer, in welcher eine kleine Kraftstoffmenge gezündet wird, und einer Kraftstoffheizkammer, in welcher von der Kraftstoffpumpe zugeführter Kraftstoff geheizt und verdampft wird, bevor der Kraftstoff in die Zündkammer überführt wird. Der verdampfte Kraftstoff wird in der Zündkammer gezündet und in der Zündkammer erzeugte Wärme wird zu der Verbrennungskammer übertragen, um die Hauptverbrennung dort zu veranlassen. Die in der Verbrennungskammer erzeugte Wärme heizt Wasser, welches durch ein Rohr strömt, das die Verbrennungskammer umgibt, und das erwärmte Wasser wird verwendet, um eine Fahrgastzelle zu heizen. In dem Fall, daß der Verbrennungsheizer verwendet wird, um den Kaltstart des Motors zu unterstützen, wird durch den Verbrennungsheizer erwärmte Luft einem Ansaugkrümmer bzw. -verteiler des Motors zugeführt.

Der flüssige Kraftstoff wird von einer Kraftstoffpumpe der Kraftstoffheizkammer derart zugeführt, daß der Kraftstoff einen Kraftstoffheizer in der Kammer direkt trifft, um dadurch den flüssigen Kraftstoff zu erhitzen und zu verdampfen. Ein erster Kraftstoffdurchlaß ist mit der Kraftstoffheizkammer an ihrem oberen Abschnitt verbunden, um verdampften Kraftstoff der Zündkammer zuzuführen, und ein zweiter Kraftstoffdurchlaß ist mit der Kraftstoffheizkammer an ihrem unteren Abschnitt verbunden, um nicht verdampften Kraftstoff der Kraftstoffkammer zuzuführen. Der erste Kraftstoffdurchlaß ist kleiner ausgelegt als der zweite Kraftstoffdurchlaß, um eine kleinere Kraftstoffmenge in die Zündkammer zuzuführen.

Ein Geflecht mit einer Anzahl kleiner Maschen zum vorübergehenden Zurückhalten von Kraftstoff ist in der Verbrennungskammer angeordnet, um das Verdampfen des Kraftstoffs zu unterstützen, der dem Geflecht zugeführt wurde. Ein weiteres kleines Geflecht ist in der Kraftstoffheizkammer angeordnet, um die Kraftstoffverdampfung darin zu fördern. Das Geflecht besteht aus einem großen Hauptgeflecht und einem kleinen zusätzlichen Geflecht, welches an dem Hauptgeflecht angebracht ist. Dem Hauptgeflecht zugeführter flüssiger Kraftstoff durchsetzt dieses in Richtung auf das zusätzliche Geflecht bzw. zu diesem. Mehrere Geflechte können als zusätzliches Geflecht verwendet werden und ein stiftförmiger Kraftstoffheizer kann in das zusätzliche Geflecht eingesetzt sein, um den Kraftstoff rasch zu erhitzen.

Die Kraftstoffheizkammer und die Zündkammer können in eine einzige Kammer kombiniert sein. Eine Glühkerze zum Heizen des Kraftstoffs ist in der kombinierten Kammer angeordnet und bevorzugt wird die Temperatur der Glühkerze in Übereinstimmung mit den Verbrennungsbedingungen in der Verbrennungskammer gesteuert. Eine Anzeigeeinrichtung zum Informieren des Fahrers darüber, ob der Verbrennungsheizer sich in Betrieb befindet oder nicht, kann zusätzlich verwendet werden, so daß unnötige Motorankurbelvorgänge bzw. ein unnötiges Motoranlassen durch den Fahrer vermieden wird. Die Kraftstofftemperatur in dem Kraftstofftank kann gemessen werden, und das Heizen des Kraftstoffs in der Kraftstoffheizkammer kann in Übereinstimmung mit der gemessenen Kraftstofftemperatur gesteuert werden. Durch Durchführen des Kraftstoffheizens ausschließlich dann, wenn die Kraftstofftemperatur niedrig ist, kann elektrische Energie eingespart werden.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der flüssige Kraftstoff erhitzt und in ausreichender Weise verdampft, bevor er gezündet wird, wodurch die Zündung störungsfrei erfolgt und der Verbrennungswirkungsgrad erhöht ist. Der Verbrennungsheizer wird immer dann, wenn es erforderlich ist, rasch in Betrieb versetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer in einem Kraftfahrzeug angebrachten Heizvorrichtung, in welcher ein Verbrennungsheizer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Verbrennungsheizers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Steuerprozesses der Heizvorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht der modifizierten Form der ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren modifizierten Form der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 eine schematische Ansicht noch einer weiteren modifizierten Form der ersten Ausführungsform,

Fig. 7A eine schematische Ansicht eines Verbrennungsheizers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 7B den detaillierten Aufbau eines in Fig. 7A mit einem Kreis umschlossenen Abschnitts A,

Fig. 8A eine modifizierte Form der zweiten Ausführungsform,

Fig. 8B einen detaillierten Aufbau eines in Fig. 8A mit einem Kreis umschlossenen Abschnitts B,

Fig. 9 ein Blockdiagramm einer an einem Fahrzeug angebrachten Heizvorrichtung, in welcher der Verbrennungsheizer gemäß Fig. 8A verwendet ist,

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Prozesses zur Steuerung der Temperatur einer Glühkerze, die in dem Verbrennungsheizer verwendet wird,

Fig. 11 ein Blockdiagramm einer Heizvorrichtung, die an einem Fahrzeug angebracht ist, in welcher ein Verbrennungsheizer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird,

Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Prozesses zur Steuerung der dritten Ausführungsform,

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Prozesses zur Steuerung der Kraftstofftemperatur in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 ein Blockdiagramm einer Heizvorrichtung, die an einem Kraftfahrzeug angebracht ist, in welcher die vierte Ausführungsform verwendet wird,

Fig. 15A und 15B einen Verbrennungsheizer, der ausgehend von den vorstehend genannten Ausführungsformen modifiziert ist,

Fig. 16A eine schematische Ansicht einer modifizierten Form eines Kraftstoffheizers,

Fig. 16B eine schematische Ansicht einer weiteren modifizierten Form des Kraftstoffheizers,

Fig. 17 ein Blockdiagramm des Verbrennungsheizers, der mit einem Motor zur Unterstützung seines Kaltstarts verbunden ist,

Fig. 18 eine schematische Ansicht eines Aufbaus eines in Fig. 17 gezeigten Verbrennungsheizers,

Fig. 19 eine schematische Ansicht eines weiteren Aufbaus des Verbrennungsheizers,

Fig. 20A und 20B Teilansichten eines in dem Verbrennungsheizer verwendeten Geflechts,

Fig. 21 eine Draufsicht einer zylindrischen Geflechtstruktur in dem in Fig. 18 gezeigten Verbrennungsheizer,

Fig. 22 eine Draufsicht einer scheibenförmigen Geflechtstruktur in dem in Fig. 19 gezeigten Verbrennungsheizer, und

Fig. 23A bis 23F verschiedene Formen von Geflechten, die in dem Verbrennungsheizer verwendet werden.

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 1 bis 3 erläutert. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Heizvorrichtung einen erfindungsgemäßen Verbrennungsheizer. Durch einen Luftreiniger 12 gereinigte Luft wird einem wassergekühlten Dieselmotor 10 durch einen Ansaugkrümmer 11 zugeführt. Abgas aus dem Motor 10 wird einem Katalysator 14 durch ein Abgasrohr 13 zugeführt. Ein Schalldämpfer 13 ist stromabwärts von dem Katalysator 14 angeordnet. Der Katalysator 14 ist ein solcher vom Dreiwege- Typ zur Reinigung von Abgas. Ein Kühler 16 zum Kühlen von Wasser oder Kühlmittel des Motors ist vor dem Motor 10 angeordnet. Das Kühlwasser wird in einem Kühlkreislauf durch eine Wasserpumpe 17 umgewälzt, die durch den Motor angetrieben ist. Eine Umgehung 18 ist zum Rückleiten des Kühlwassers zu dem Motor vorgesehen, ohne den Kühler 16 miteinzubeziehen. Aus dem Motor 10 strömendes Kühlwasser wird entweder zu einem Kreislauf durch den Kühler 16 oder die Umgehung 18 durch Betätigung des Thermostatventils 19 umgeschaltet, welches in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur betätigt ist. Die Wasserpumpe 17 und die Umgehung 18 sind üblicherweise in den Motor 10 integriert.

Ein Heizerkern 20 zum Heizen einer Fahrgastzelle ist mit einem Heizkreislauf verbunden (durchgezogene Linie in Fig. 1), welchem durch den Motor 10 erhitztes Kühlwasser (heißes Wasser) zugeführt wird. Ein Verbrennungsheizer 21 ist stromaufwärts von dem Heizerkern 20 in dem Heizkreislauf angeordnet. Das Kühlwasser, welches aus dem Motor 10 ausströmt, wird dem Verbrennungsheizer durch Betätigung einer elektrisch angetriebenen Wasserpumpe 23 zugeführt und darin erwärmt bzw. erhitzt. Einzelheiten des Verbrennungsheizers 21 sind nachfolgend erläutert. In dem Verbrennungsheizer 21 zu verbrennender Kraftstoff wird von einer Kraftstoffpumpe 22 zugeführt. Die Verbrennung in dem Verbrennungsheizer 21, die dem Heizer 21 zugeführte Kraftstoffmenge und die Betätigung bzw. der Betrieb der Wasserpumpe 23 werden sämtliche durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) 24 in Übereinstimmung mit Signalen von einem Zeitgeberschalter oder einer Fernsteuerung, betätigt durch einen Fahrgast und Signalen gesteuert, die durch verschiedene Sensoren ermittelt werden, wie etwa einen Wassertemperatursensor 24a, welche Signale sämtliche der ECU 24 zugeführt werden.

Ein Umgehungsdurchlaß 25 mit einem Einwegeventil 26 ist parallel zu der Wasserpumpe 23 derart geschaltet, daß das Kühlwasser durch den Umgehungsdurchlaß 25 in Richtung auf den Verbrennungsheizer 21 zu strömen vermag, ohne in entgegengesetzter Richtung zurückzuströmen. Ein elektrisch angetriebenes Gebläse 27 ist zwischen dem Luftreiniger 12 und dem Verbrennungsheizer 21 angeordnet, um durch den Luftreiniger 12 gereinigte Luft dem Verbrennungsheizer 21 zuzuführen. In dieser speziellen Ausführungsform wird als Gebläse 27 ein Turbogebläse verwendet, welches Luft durch Drehung eines Lüfterrads zuführt, wie etwa ein Zentrifugalgebläse, ein Querstromgebläse oder ein Axialgebläse. Abgas von bzw. aus dem Verbrennungsheizer 21 wird durch eine erste Abgasleitung 28 ausgetragen, die mit dem Abgasrohr 13 stromaufwärts von dem Katalysator 14 verbunden ist. Eine zweite Abgasleitung 29 ist zwischen dem Verbrennungsheizer 21 und dem Ansaugkrümmer 11 angeschlossen. Das aus dem Verbrennungsheizer 21 strömende Abgas wird selektiv umgeschaltet, entweder zu der ersten Abgasleitung 28 oder der zweiten Abgasleitung 29 durch Betätigung eines Umschaltventils 30. Das Umschaltventil 30 wird durch einen Schrittmotor angetrieben, welcher durch die ECU 24 gesteuert ist.

Anhand von Fig. 2 wird nunmehr der Verbrennungsheizer 21 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Kraftstoff wird in einer ersten Verbrennungskammer 210 mit einer Ansaugöffnung 211 verbrannt, durch welche Luft dem Gebläse 27 zugeführt wird. Die Ansaugöffnung 211 ist durch ein zylindrisches Gehäuse 212 abgedeckt, welches eine zur linken Seite der Zeichnung hin konisch verjüngt verlaufende Öffnung aufweist. Das zylindrische Gehäuse 212 umfaßt einen ersten Luftdurchlaß 211a zum Zuführen von Luft zu einer zusätzlichen Verbrennungskammer 210a und einen zweiten Luftdurchlaß 212a zum Zuführen von Luft zu einem ersten Geflecht 214. Von dem ersten Geflecht 214 zugeführter Kraftstoff wird mit Luft gemischt, welche aus dem zylindrischen Gehäuse 212 in Richtung auf eine zweite Verbrennungskammer 213 strömt, und verbrannt. Das Geflecht 214 ist aus einem metallischen Siebelement hergestellt, das eine Anzahl von kleinen Löchern aufweist und vorübergehend Kraftstoff in den Löchern zur problemlosen Verdampfung des Kraftstoffs zurückhält.

Von der Kraftstoffpumpe 22 zugeführter Kraftstoff wird in dem Verdampfer 215 erhitzt und verdampft. Der Verdampfer 215 besteht aus einem Gehäuse 218, einem Kraftstoffheizer 216 und einem zweiten Geflecht 222. Eine Heizerkammer 217 ist in dem Gehäuse 218 gebildet. Der Kraftstoff wird von dem oberen Abschnitt des Gehäuses 218 derart zugeführt, daß Kraftstoff direkt den Kraftstoffheizer 216 trifft bzw. auf diesem aufprallt. Ein erster Kraftstoffdurchlaß 220 zum Zuführen von Kraftstoff, der auf ein Niveau höher als die Zündtemperatur erhitzt ist, zu einer zusätzlichen Verbrennungskammer 210a, ist mit einem oberen Abschnitt des Verdampfers 215 verbunden. Ein zweiter Kraftstoffdurchlaß 221 zum Zuführen von Kraftstoff zu dem ersten Geflecht 214 ist mit einem unteren Abschnitt des Verdampfers 215 verbunden. Die zusätzliche Verbrennungskammer 210a mit einer Zündkerze 219 zum Zünden von Kraftstoff ist über der ersten Verbrennungskammer 210 angeordnet. Der von dem Verdampfer 215 zu der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a übertragene Kraftstoff wird dort gezündet und in der ersten Verbrennungskammer 210 verbrannt.

Der erste Kraftstoffdurchlaß 211 ist schmaler bzw. enger als der zweite Kraftstoffdurchlaß 221, so daß durch den ersten Kraftstoffdurchlaß 211 weniger Kraftstoff zugeführt wird. Der Kraftstoffheizer 216 hat Stiftform und das zweite Geflecht 222 ist in der zweiten Heizerkammer 217 mit einem bestimmten Zwischenraum entfernt von der Wand der Heizerkammer 217 angeordnet und um den Kraftstoffheizer 216 in Kontakt mit diesem gewickelt. Das zweite Geflecht 222 besteht aus demselben Material wie das erste Geflecht 214 und seine Größe ist geringer als diejenige des ersten Geflechts. Ein Abgasdurchlaß 223 ist mit der zweiten Verbrennungskammer 213 derart verbunden, daß das Abgas dort hindurch auszuströmen vermag. Ein Wasserdurchlaß 224, durch welchen heißes Wasser aus dem Motor 10 ausströmt, ist um die erste und die zweite Verbrennungskammer herum angeordnet. Das heiße Wasser in dem Wasserdurchlaß 224 wird durch Wärme zusätzlich geheizt, die in den Verbrennungskammern erzeugt wird.

Der Steuerprozeß für den Verbrennungsheizer 21 wird nunmehr unter bezug auf das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm erläutert. Im Schritt S100 werden Signale von dem Zeitschalter bzw. der Fernsteuerung durch die ECU 34 eingelesen, und daraufhin wird im Schritt S110 ermittelt, ob oder ob nicht die Signale erfordern, die. Verbrennungskammer 21 zu betreiben bzw. zu betätigen. Wenn der Betrieb der Verbrennungskammer nicht erforderlich ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S120 weiter, wo das Umschaltventil 30 in die Position "A" umgeschaltet wird. In der Position "A" wird das Abgas des Verbrennungsheizers 21 dem Motor 10 zugeführt, wie in Fig. 1 gezeigt. Im Schritt S130 wird der Betrieb des Verbrennungsheizers 21 gestoppt oder gestoppt gehalten, wenn er gestoppt worden ist. Wenn der Verbrennungsheizbetrieb erforderlich ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S140 weiter, wo ermittelt wird, ob der Motor läuft oder nicht. Wenn der Motor läuft, wird das Umschaltventil 30 im Schritt S150 in die Position "A" umgeschaltet, woraufhin die Kraftstoffpumpe 22 und das Gebläse 27 eingeschaltet werden, und der Verbrennungsheizer 21 seinen Betrieb im Schritt S160 startet (oder sein Betrieb wird aufrechterhalten, wenn der Heizer bereits betätigt wurde). Wenn andererseits der Motor nicht läuft, wird das Umschaltventil 30 im Schritt S170 in die Position "B" umgeschaltet. In der Ventilposition "B" wird das Abgas der Verbrennungskammer 21 in das Abgasrohr 13 des Motors 10 geleitet, wie in Fig. 1 gezeigt. Daraufhin werden im Schritt S160 die Kraftstoffpumpe 22, die Wasserpumpe 23 und das Gebläse 27 eingeschaltet, und der Verbrennungsheizer 21 beginnt seinen Betrieb im Schritt S160 (oder sein Betrieb wird aufrechterhalten, wenn der Heizer betätigt wurde). Da das Abgas des Verbrennungsheizers 21 dem Motor 10 zugeführt wird, wenn der Motor läuft, muß die Krafstoffeinspritzung in den Motor in geeigneter Weise gesteuert werden, und zwar unter Berücksichtigung der Luftkraftstoffverhältnisänderung, verursacht durch das Abgas aus dem Verbrennungsheizer.

Die Merkmale und Vorteile der ersten Ausführungform, die vorstehend erläutert ist, werden nunmehr diskutiert. Da der Verdampfer 215 zwischen der Kraftstoffpumpe 22 und der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a angeordnet ist, wird dem Verbrennungsheizer 21 zugeführter Kraftstoff in ausreichender Weise verdampft, wenn er die Glühkerze 219 erreicht. Ausschließlich der verdampfte Kraftstoff wird deshalb der Glühkerze 219 zugeführt, und es wird vermieden, daß flüssiger Kraftstoff um die Glühkerze 219 herum bzw. in deren Bereich verdampft wird, und zwar selbst dann, wenn die Glühkerze auf einem höheren (Temperatur-)Niveau gehalten ist als die Zündtemperatur. Der Kraftstoff wird der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a in geeigneter Weise sowie gleichmäßig zugeführt und seine Zündbarkeit ist verbessert. Da der Kraftstoff dem Verdampfer 215 derart zugeführt wird, daß er den Kraftstoffheizer 216 direkt trifft bzw. auf diesem aufprallt, wird flüssiger Kraftstoff in geeigneter Weise ohne Störung erhitzt und verdampft.

Üblicherweise enthält Kraftstoff einen Bestandteil, der relativ problemlos verdampfbar ist, und einen weiteren Bestandteil, der schwer verdampfbar und schwer verbrennbar ist. Der erstgenannte Bestandteil wird als verdampfbarer Bestandteil bezeichnet und der letztgenannte wird als Teerbestandteil bezeichnet. Wenn der Teerbestandteil sich in der Heizkammer 217 angesammelt hat, kann Kraftstoff nicht in geeigneter Weise verdampft werden und der Verbrennungswirkungsgrad ist verringert. Die Heizerkammer 217 gemäß dieser Ausführungsform ist mit zwei Kraft­ stoffdurchlässen versehen, dem ersten Kraftstoffdurchlaß 220 an einem oberen Teil der Heizerkammer 217, und dem zweiten Kraftstoffdurchlaß 221 an einem unteren Teil. Der verdampfbare Bestandteil strömt durch den ersten Kraftstoffdurchlaß 220 und wird in den Verbrennungskammern 210, 213 verbrannt, während der Teerbestandteil durch den zweiten Kraftstoffdurchlaß 221 strömt und den Verbrennungskammern dort zugeführt wird, wo der Teerbestandteil durch Hitze vollständig verbrannt wird, die durch die Verbrennung des verdampfbaren Bestandteils erzeugt wird. Das Ansammeln des Teerbestandteils in der Heizerkammer 217 wird deshalb vermieden und der Verbrennungswirkungsgrad ist verbessert.

Da der erste Kraftstoffdurchlaß 220 kleiner als der zweite Kraftstoffdurchlaß 221 ist, wird eine übermäßige Kraftstoffzufuhr zu der Glühkerze 219 vermieden, und die Glühkerze wird deshalb nicht durch den zugeführten Kraftstoff in übermäßiger Weise abgekühlt. Darüber hinaus beschleunigt das in der Heizerkammer 217 angeordnete zweite Geflecht 222 die Kraftstoffverdampfung in dieser. Da das zweite Geflecht 222 in der Heizerkammer 217 mit einem bestimmten Abstand von ihrer Wand angeordnet und um den Kraftstoffheizer 216 in Kontakt mit diesem gewickelt bzw. gewunden ist, wird durch das zweite Geflecht 222 vorübergehend rückgehaltener Kraftstoff erhitzt und durch den Kraftstoffheizer 216 störungsfrei verdampft und gleichmäßig in den zweiten Kraftstoffdurchlaß 220 durch den Raum bzw. Abstand bzw. Zwischenraum zwischen dem zweiten Geflecht 222 und der Wand der Kraftstoffkammer 217 übertragen.

Da die zusätzliche Verbrennungskammer 210a mit einem kleineren Volumen bzw. Raum als die erste Verbrennungskammer 210 versehen und der Kraftstoff in der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a gezündet und in der ersten Verbrennungskammer 210 verbrannt wird, wird der Kraftstoff störungsfrei und vollständig verbrannt. Mit anderen Worten wird der Kraftstoff in derjenigen Kammer gezündet, die eine geringere Wärmekapazität aufweist, und in derjenigen Kammer verbrannt, die eine größere Wärmekapazität aufweist. Die Wärmekapazität des zweiten Geflechts 222 in dem Verdampfer 215 ist geringer als diejenige des ersten Geflechts 214 in der ersten Verbrennungskammer 210. Der Kraftstoff kann dadurch in den Verdampfer 215 nicht zuverlässig verdampft werden.

Die vorstehend erläuterte erste Ausführungsform kann in unterschiedlichen Formen modifiziert werden, wobei einige Beispiele hiervon unter Bezug auf Fig. 4, 5 und 6 erläutert werden. Gemäß der ersten Ausführungsform wird der der Heizerkammer 217 von der einzigen Kraftstoffpumpe 22 zugeführte Kraftstoff in die zwei Kraftstoffdurchlässe 211 und 221 aufgeteilt bzw. verzweigt. Bei der in Fig. 4 gezeigten Modifikation ist eine zusätzliche Kraftstoffpumpe 22a zum getrennten Zuführen von Kraftstoff in den zweiten Kraftstoffdurchlaß vorgesehen, und die Kraftstoffpumpe 22 wird zum Zuführen von Kraftstoff in die Heizerkammer 217 verwendet. Bei dieser Anordnung wird der in dem Verdampfer 215 verdampfte Kraftstoff der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a zugeführt, und flüssiger Kraftstoff wird dem ersten Geflecht 214 in der ersten Verbrennungskammer 210 durch den zweiten Kraftstoffdurchlaß 221 zugeführt.

Bei der in Fig. 5 gezeigten modifizierten Form ist der zweite Kraftstoffdurchlaß 221 gemäß der ersten Ausführungsform in einen zweiten Kraftstoffdurchlaß 221a modifiziert. Flüssiger Kraftstoff wird von der Kraftstoffpumpe 22 dem ersten Geflecht 214 in der ersten Verbrennungskammer 210 durch den modifizierten zweiten Kraftstoffdurchlaß 221a direkt zugeführt. Bei der in Fig. 6 gezeigten modifizierten Form ist die Glühkerze 219 der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a durch eine Zündkerze 219a ersetzt. Die Zündkerze 219a zündet den dampfförmigen Kraftstoff mittels elektrischer Entladung zwischen zwei Elektroden, die unter Belassung eines Zündspalts in bezug aufeinander angeordnet sind.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf Fig. 7A und 7B erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist der in der ersten Ausführungsform verwendete Verdampfer 215 weggelassen und die Glühkerze 219 ist durch eine in Fig. 7B gezeigte Zündeinrichtung ersetzt. Die Zündeinrichtung umfaßt eine Zündkerze 219a zum Zünden verdampften Kraftstoffs in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform, eine Glühkerze 219b zum Heizen und Verdampfen des Kraftstoffs und ein Geflecht 222a, welches um die Zündeinrichtung zur Unterstützung der Verdampfung angeordnet ist. Der dem Geflecht 222a zugeführte Kraftstoff wird durch die Wärme der Glühkerze 219b erhitzt und verdampft und durch die Zündkerze 219a gezündet.

Eine modifizierte Form der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 8A bis 10 gezeigt. Der Verbrennungsheizer 21 gemäß dieser Modifikation ist dazu bestimmt, hauptsächlich zur Unterstützung des Kaltstarts des Motors 10 zu dienen, indem er Ansaugluft für den Motor heizt bzw. vorheizt. Wie in Fig. 8A gezeigt, ist der in der ersten Ausführungsform verwendete Verdampfer 215 nicht vorgesehen. Anstelle des Verdampfers wird die Temperatur der Glühkerze 219 in Übereinstimmung mit den Verbrennungsbedingungen des Verbrennungsheizers 21 gesteuert, und ein Geflecht 222a ist um die Glühkerze 219 herum zur Unterstützung der Kraftstoffverdampfung angeordnet, wie in Fig. 8B gezeigt. Wie in Fig. 9 gezeigt, sind zusätzlich ein Umgebungstemperatursensor 24b zum Messen der Umgebungstemperatur "ta" und ein Verbrennungstemperatursensor 24c zum Messen der Verbrennungstemperatur "tc" in der ersten Verbrennungskammer 210 zusätzlich vorgesehen, und Signale von diesen Sensoren werden der ECU 24 zugeführt. Der Verbrennungstemperatursensor 24c gibt ein EIN-Signal aus, wenn die Temperatur in der ersten Verbrennungskammer 210 sich stabilisiert hat, d. h., dann, wenn die Temperaturänderung in der zweiten Verbrennungskammer 210 kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.

Anhand des in Fig. 10 gezeigten Flußdiagramms wird nunmehr ein Prozeß zum Steuern der Temperatur der Glühkerze 219 erläutert. Im Schritt S200 werden eine Kühlwassertemperatur tw, ermittelt durch einen Wassertemperatursensor 24a, eine Umgebungstemperatur ta, ermittelt durch den Umgebungstemperatursensor 24b, und eine Verbrennungstemperatur tc, ermittelt durch den Verbrennungstemperatursensor 24c, sämtliche durch die ECU 24 eingelesen. Daraufhin wird im Schritt S210 ermittelt, ob oder ob nicht der Motorzündschalter EIN-geschaltet ist oder nicht. "Der Motorzündschalter ist EIN­ geschaltet" bedeutet, daß einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung oder einer anderen elektrischen Einrichtung elektrische Energie zugeführt werden kann. Im Schritt S220 wird ermittelt, ob die Umgebungstemperatur ta gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur Ta ist. Ta ist bei dieser speziellen Ausführungsform eingestellt auf 10°C. Wenn ta ≦ Ta, schreitet der Prozeß zum Schritt S230 weiter. Im Schritt S230 wird ermittelt, ob die Wassertemperatur tw gleich oder kleiner als eine erste vorbestimmte Temperatur Tw1 ist. Die erste vorbestimmte Temperatur Tw1 ist bei dieser speziellen Ausführungsform auf 60°C eingestellt. Wenn tw ≦ Tw1, schreitet der Prozeß zum Schritt S240 weiter, wo eine maximale Spannung (bei dieser Ausführungsform 12 V) an die Glühkerze 219 angelegt wird, um diese auf eine Temperatur höher als die Zündtemperatur zu heizen. Der vorübergehend durch das Geflecht 222a rückgehaltene Kraftstoff wird verdampft. Im Schritt S250 wird die an die Glühkerze 219 angelegte Spannung von 12 V auf 6 V nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit (etwa 10 Sekunden bei dieser Ausführungsform) abgesenkt bzw. erniedrigt. Die Spannung 6 V wird aufrechterhalten, bis das Verbrennungstemperatur-tc-Signal eingeschaltet ist, d. h., bis sich die Verbrennungstemperatur stabilisiert hat. Das Einschalten des tc-Signals wird im Schritt S260 ermittelt. Wenn die Verbrennungstemperatur sich stabilisiert hat, d. h., wenn das tc-Signal eingeschaltet bzw. aktiviert ist, wird die Glühkerze 219 im Schritt S270 ausgeschaltet.

Wenn andererseits im Schritt S120 ermittelt wird, daß der Zündschalter AUS-geschaltet ist, und wenn im Schritt S230 ermittelt wird, daß die Wassertemperatur tw höher als Tw1 ist, schreitet der Prozeß direkt zum Schritt S270 weiter, wo die Glühkerze 219 ausgeschaltet wird. Wenn im Schritt S220 ermittelt wird, daß die Umgebungstemperatur ta höher als Ta ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S280 weiter. Im Schritt S280 wird ermittelt, ob tw gleich oder kleiner als eine zweite vorbestimmte Temperatur Tw2 ist (Tw2 ist bei dieser Ausführungsform auf 45°C eingestellt). Wenn tw ≦ Tw2, schreitet der Prozeß zum Schritt S240 weiter. Wenn tw höher als Tw2 ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S270 weiter.

Wenn eine Spannung an die Glühkerze 219 angelegt wird, steigt die Glühkerzentemperatur mit Ablauf der Zeit und der Kraftstoff wird durch die Glühkerze verdampft und daraufhin gezündet. Wenn die Glühkerzentemperatur auf einer Temperatur höher als die Zündtemperatur gehalten wird, nachdem der Kraftstoff gezündet wurde, ist die Glühkerze 219 mit dem dampfförmigen Kraftstoff abgedeckt und erneut zugeführter flüssiger Kraftstoff und Luft erreichen nur schwer die Zündkerze 219. Es besteht deshalb eine große Wahrscheinlichkeit, daß eine Fehlzündung auftritt, nachdem der Kraftstoff gezündet wurde. Da bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform die Glühkerzentemperatur, die auf ein Niveau höher als die Zündtemperatur erhöht wurde, mit Ablauf einer vorbestimmten Zeit verringert wird, wird verhindert, daß die Glühkerze 219 mit verdampftem Kraftstoff bedeckt bzw. abgedeckt ist. Auf diese Weise wird die Zündbarkeit verbessert und der Kaltstart des Motors wird durch den Verbrennungsheizer 21 wirksam unterstützt.

Anhand von Fig. 11 und 12 wird nunmehr eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.

Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich eine Anzeigeeinrichtung 31 zum Informieren eines Fahrers darüber vorgesehen, daß der Verbrennungsheizer 21 in Betrieb versetzt worden ist, wie in Fig. 11 gezeigt. Diese Anzeigeeinrichtung 31 wird verwendet, um ein unnötiges Motoranlassen bzw. -ankurbeln (Starten des Motors mittels eines Startermotors bzw. Anlassers) durch den Fahrer verwendet.

Die Betätigung der Anzeigeeinrichtung 31 wird unter bezug auf das in Fig. 12 gezeigte Flußdiagramm erläutert. Im Schritt S300 werden die Umgebungstemperatur ta, die Wassertemperatur tw und die Verbrennungstemperatur tc durch die ECU 24 eingelesen. Im Schritt S310 wird ermittelt, ob oder ob nicht der Motorzündschalter EIN-geschaltet ist. Wenn der Motorzündschalter EIN-geschaltet ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S320 weiter, wo ermittelt wird, ob oder ob nicht die Bedingung ta ≦ Ta erfüllt ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S330 weiter, wo geprüft wird, ob die Bedingung tw ≦ Tw1 erfüllt ist oder nicht. Wenn tw ≦ Tw1, wird die Anzeigeeinrichtung 31 im Schritt S340 eingeschaltet, um den Fahrer darauf hinzuweisen, das Anlassen bzw. Ankurbeln bleiben zu lassen und der Verbrennungsheizer 21 wird im Schritt S350 gezündet. Daraufhin wird im Schritt S360 ermittelt, ob das tc-Signal eingeschaltet ist, d. h., ob die Verbrennung in dem Verbrennungsheizer 21 sich stabilisiert hat. Die Anzeigeeinrichtung 31 wird eingeschaltet gelassen, bis die Verbrennung sich stabilisiert hat. Nachdem die Verbrennung sich stabilisiert hat, schreitet der Prozeß zum Schritt S370 weiter, wo die Anzeigeeinrichtung 31 ausgeschaltet wird, um den Fahrer davon zu informieren, daß das Anlassen nunmehr möglich ist.

Wenn andererseits im Schritt S310 ermittelt wird, daß der Motorzündschalter AUS-geschaltet ist, und wenn tw höher als Tw1 ist, schreitet der Prozeß direkt zum Schritt S370 weiter, wo die Anzeigeeinrichtung 31 ausgeschaltet wird. Wenn im Schritt S320 ermittelt wird, daß tw höher als Ta ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S380 weiter, wo ermittelt wird, ob die Bedingung tw ≦ Tw2 erfüllt ist oder nicht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S340 weiter, und falls nicht, schreitet er zum Schritt S370 weiter.

Anhand von Fig. 13 und 14 wird nunmehr eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform wird der Kraftstoffheizer 216 stets geheizt, wenn der Verbrennungsheizer 21 betätigt ist. Bei dieser vierten Ausführungsform wird der Kraftstoffheizer 216 in Übereinstimmung mit der Kraftstofftemperatur "tf" gesteuert, die durch einen Kraftstofftemperatursensor 24d ermittelt wird. Durch Steuern des Kraftstoffheizers 216 kann elektrische Energie, die zum Heizen des Kraftstoffheizers verbraucht wird, eingespart werden. Zu diesem Zweck wird der Kraftstofftemperatursensor 24d zusätzlich verwendet, wie in Fig. 14 gezeigt, und sein Signal wird in die ECU 24 zusätzlich zu den Signalen von dem Wassertemperatursensor 24a und dem Umgebungstemperatursensor 24b zugeführt. Der Kraftstofftemperatursensor 24d ist in einem Kraftstofftank (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angeordnet.

Der Prozeß zum Steuern des Kraftstoffheizers 216 wird nunmehr unter bezug auf Fig. 13 erläutert. Im Schritt S400 werden die Kühlwassertemperatur tw und die Kraftstofftemperatur tf der ECU 24 zugeführt. Ob der Zündschalter EIN-geschaltet ist oder nicht, wird daraufhin im Schritt S410 ermittelt. Wenn der Zündschalter EIN-geschaltet ist, wird im Schritt S420 ermittelt, ob die Wassertemperatur tw gleich oder kleiner als die erste vorbestimmte Wassertemperatur Tw1 ist. Wenn die Bedingung tw ≦ Tw1 erfüllt ist, wird im Schritt S430 ermittelt, ob eine Wärmemenge Qr, die durch den Verbrennungsheizer 21 als zu erzeugen angefordert wird, kleiner ist als eine maximale Wärmemenge Qmax, die in dem Verbrennungsheizer 21 erzeugt werden kann. Wenn die Bedingung Qr < Qmax erfüllt ist, wird. im Schritt S440 ermittelt, ob die Kraftstofftemperatur tf gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Kraftstofftemperatur Tf ist. Wenn die Bedingung tf ≦ Tf erfüllt ist, wird der Kraftstoffheizer 216 eingeschaltet, wodurch der Kraftstoff in den Verdampfer 215 im Schritt S450 erhitzt und verdampft wird. Wenn tf höher als Tf ist, wird der Kraftstoffheizer 216 ausgeschaltet, weil die Kraftstofftemperatur ausreichend hoch ist, damit der Kraftstoff durch die Glühkerze 219 in der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a verdampft wird. Wenn andererseits in jedem Fall, wenn ermittelt wird, daß im Schritt S410 der Zündschalter AUS-geschaltet ist, daß die Wassertemperatur tw höher als Tw1 im Schritt S420 ist, oder daß Qr gleich oder höher als Qmax im Schritt S430 ist, schreitet der Prozeß zum Schritt S460 weiter, wo der Kraftstoffheizer 216 ausgeschaltet wird.

Die Steuerung des Kraftstoffheizers 216 kann in der folgenden Weise modifiziert werden. Der Heizer wird eingeschaltet, während einer Zeitdauer ausgehend von einem Zeitpunkt, wenn der Verbrennungsheizer 21 zunächst bei einem Zeitpunkt gezündet wird, wenn er eine maximale Wärmemenge Qmax erreicht, und während einer Zeitdauer, in welcher die angeforderte Heizwärmemenge Qr kleiner als die maximale Wärmemenge Qmax ist. Der Kraftstoffheizer 216 wird zu anderen Zeiten als in den vorstehend genannten Zeitdauern ausgeschaltet. Der elektrische Energieverbrauch durch den Kraftstoffheizer 216 kann auf diese Weise auch eingespart werden.

Nunmehr werden weitere Modifikationen erläutert.

Der stiftförmige Kraftstoffheizer 216, der in der ersten Ausführungsform verwendet wird, kann in einen ringförmigen Kraftstoffheizer 216a geändert werden, und er kann in der ersten Verbrennungskammer 210 angeordnet sein, wie in Fig. 15A und 15B gezeigt. Bei dieser Anordnung ist die Heizerkammer 217 weggelassen und das erste Geflecht 214 in der ersten Verbrennungskammer 210 wird durch den ringförmigen Kraftstoffheizer 216a geheizt.

Der Kraftstoffheizer 216, der in Fig. 2 vertikal angeordnet ist, kann horizontal angeordnet werden, wie in Fig. 16A gezeigt. Bei dieser Anordnung ist der erste Kraftstoffdurchlaß, der mit der zusätzlichen Verbrennungskammer 210a verbunden ist, auf dem oberen Teil der Heizerkammer 217 gebildet, und der zweite Kraftstoffdurchlaß, der mit der ersten Verbrennungskammer 210 verbunden ist, ist auf dem unteren Teil der Heizerkammer 217 gebildet. Der Kraftstoffheizer 216 kann außerdem unter einem schrägen Winkel angeordnet sein, wie in Fig. 16B gezeigt. In dieser Anordnung ist der erste Kraftstoffdurchlaß 220 außerdem mit dem oberen Teil der Heizerkammer 217 und der zweite Kraftstoffdurchlaß 221 ist mit ihrem unteren Teil verbunden. Solange der flüssige Kraftstoff, der in der Heizerkammer 217 verdampft wird, den Kraftstoffheizer 216 direkt trifft, arbeiten beide in Fig. 16A und 16B gezeigte Anordnungen in geeigneter Weise als bzw. wie der Verdampfer 215.

Der Kraftstoffheizer 216 kann in Übereinstimmung mit dem Signal von dem Verbrennungssensor 24c gesteuert werden. Der Kraftstoffheizer 216 wird ausschließlich während einer Zeitdauer eingeschaltet, in welcher das Verbrennungssensorsignal AUS-geschaltet ist, und er wird ausgeschaltet, wenn das Verbrennungssensorsignal EIN- geschaltet ist. Dies ist deshalb der Fall, weil es notwendig ist, den Kraftstoff zu erhitzen und ihn nur dann zu verdampfen, wenn der Kraftstoff nicht gezündet wurde, oder wenn die Verbrennung in dem Heizer 21 instabil ist. Der elektrische Energieverbrauch durch den Kraftstoffheizer 216 kann auf diese Weise ebenfalls eingespart werden. Obwohl der Verbrennungsheizer 21, der vorstehend erläutert ist, das Kühlwasser erhitzt, welches seinerseits verwendet wird, um die Fahrgastzelle zu heizen, kann die Fahrgastzelle durch den Verbrennungsheizer 21 auch direkt geheizt werden. Der Verbrennungsheizer 21 kann auch auf einen Motor mit Turbolader angewendet werden, welcher den Motor durch Abgasenergie auflädt. Obwohl die Glühkerze 219 zum Zünden des Kraftstoffs in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen verwendet wird, ist es auch möglich, andere Zündeinrichtungen zu verwenden, wie etwa einen Plasmagenerator anstelle der Glühkerze.

Anhand von Fig. 17 bis 23F wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nunmehr erläutert. Wie in Fig. 17 gezeigt, ist ein Verbrennungsheizer 501 an einem Motor 505 zum Unterstützen des Kaltstarts des Motors angebracht. In den Motor 505 zugeführte Ansaugluft wird durch den Verbrennungsheizer 501 vorgeheizt, wenn die Ansauglufttemperatur niedrig ist. Zu diesem Zweck muß die Ansaugluft rasch erhitzt werden, wenn dies erforderlich ist. Der Verbrennungsheizer 501 umfaßt eine Abgaskammer 515, in welche geheizte Luft abgegeben wird, ein Heizeransaugrohr 511 zum Zuführen von Luft in den Verbrennungsheizer 501 und ein Heizerabgasrohr 512 zum Zuführen von geheizter Luft zu dem Motor 505. Das Heizeransaugrohr 511 ist mit einem Motoreinlaßrohr 551 stromaufwärts von einem Drosselklappenventil 552 verbunden, und das Heizerabgasrohr 512 ist mit dem Motoreinlaßrohr 551 stromabwärts von dem Drosselklappenventil 552 verbunden.

Der Verbrennungsheizer 501 wird nunmehr unter bezug auf Fig. 18 erläutert, die wesentliche Teile des Verbrennungsheizers 501 zeigt. Der Verbrennungsheizer 501 besteht aus einer Verbrennungskammer 513, einer Zündkammer 514 und der Abgaskammer 515, die mit dem Heizerabgasrohr 512 verbunden ist. Die Verbrennungskammer 513 ist auf einer Seite 510 eines zylindrischen Heizergehäuses 520 angeordnet, während die Abgaskammer 515 auf der anderen Seite des Heizergehäuses 520 angeordnet ist. Die Zündkammer 514 ist koaxial zu sowie um die Verbrennungskammer 513 angeordnet und steht mit der Verbrennungskammer 513 über ein Durchgangsfenster 532 in Verbindung. Ein zylindrisches Hauptgeflecht 502 und ein zusätzliches Geflecht 503, angebracht an dem Hauptgeflecht 502 sind in der Zündkammer 514 angeordnet, wie in Fig. 18 gezeigt. Ein Kraftstoffzufuhrrohr 521 wird an dem Hauptgeflecht 502 angebracht und eine Glühkerze 504 ist in das zusätzliche Geflecht 503 eingesetzt. Die Glühkerze 504 besteht aus einer stiftförmigen Keramik und ein elektrischer Heizer ist in die Keramik eingebettet.

Luft 531 zur Verbrennung wird der Verbrennungskammer 513 (in Fig. 18 von oben aus) zugeführt, und flüssiger Kraftstoff wird dem Hauptgeflecht 502 durch eine (nicht gezeigten) Kraftstoffpumpe durch ein Kraftstoffzufuhrrohr 521 zugeführt. Der dem Hauptgeflecht 502 zugeführte Kraftstoff durchsetzt das zusätzliche Geflecht 503, welches an dem Hauptgeflecht 502 angebracht oder in diesem eingebettet ist. Wenn elektrische Energie der Glühkerze 504 zugeführt wird, die in das zusätzliche Geflecht 503 eingesetzt ist, werden beide Geflechte 502 und 503 erhitzt, und der flüssige Kraftstoff, der beide Geflechte durchsetzt hat, wird sofort erhitzt und verdampft. Verdampfter Kraftstoff 522 wird mit der Luft 531 gemischt, und das Luftkraftstoffgemisch wird in der Zündkammer 514 rasch gezündet und die Verbrennung findet in der Verbrennungskammer 513 sofort bzw. unmittelbar statt. Da das Hauptgeflecht 502 ein größeres Volumen aufweist als das zusätzliche Geflecht 503, kann der Kraftstoff dem Verbrennungsheizer 21 problemlos zugeführt werden, ohne ein komplexes Kraftstoffzufuhrsystem bereitzustellen, und der in das zusätzliche Geflecht 503 eingedrungene Kraftstoff wird sofort bzw. schlagartig verdampft. Auf diese Weise wird der Betrieb des Verbrennungsheizers 21 eingeleitet, ohne daß irgendeine Verzögerung erforderlich wäre.

Der Verbrennungsheizer 501, der vorstehend erläutert wurde, kann in eine in Fig. 19 gezeigte Form modifiziert werden. Bei dieser Modifikation ist die Verbrennungskammer 513 zum oberen Rand der Zeichnung hin gestreckt, und das zylindrische Hauptgeflecht 502 ist durch ein scheibenförmiges ersetzt, welches so angeordnet ist, daß es nahe zu der oberen Öffnung der Verbrennungskammer 513 zu liegen kommt. Die Zündkammer 514 ist um die Verbrennungskammer 513 gebildet und steht mit der Verbrennungskammer 513 über das Durchgangsfenster 532 in derselben Weise wie bei der fünften Ausführungsform in Verbindung. Wie in Fig. 19 gezeigt, ist das zusätzliche Geflecht 503 mit dem scheibenförmigen Hauptgeflecht 502 verbunden, und die Glühkerze 504 ist in das zusätzliche Geflecht 503 in der horizontalen Richtung in der Zeichnung eingesetzt. Flüssiger Kraftstoff wird dem Hauptgeflecht 502 durch das Kraftstoffzufuhrrohr 521 zugeführt, und Luft 531 zur Verbrennung wird in die Zündkammer 514 zugeführt. Das Luftkraftstoffgemisch 531 und 522 wird in der Verbrennungskammer 513 verbrannt. Das Hauptgeflecht 502 und das zusätzliche Geflecht 503 können integral gebildet sein, wie in Fig. 20A gezeigt, oder sie können getrennt gebildet und miteinander verbunden sein, wie in Fig. 20B gezeigt.

Das zusätzliche Geflecht 503, das, wie in Fig. 18 gezeigt, am zylindrischen Hauptgeflecht 502 angebracht ist, kann in die in Fig. 21 gezeigte Form modifiziert sein. Bei dieser Modifikation sind drei runde zusätzliche Geflechte 503 innerhalb des Hauptgeflechts 502 in Kontakt mit diesem angeordnet. Die drei zusätzlichen Geflechte 503 sind mit gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet und eine jeweilige Glühkerze 504 ist in jedes zusätzliche Geflecht 503 eingesetzt. Das zusätzliche Geflecht 503, welches an dem scheibenförmigen Hauptgeflecht 502, wie in Fig. 19 gezeigt, angebracht ist, kann in die in Fig. 22 gezeigte Form modifiziert sein. Bei dieser Modifikation sind drei zusätzliche Geflechte 503 mit gleichen gegenseitigen Abständen angeordnet, und die jeweilige Glühkerze 504 ist in jedes zusätzliche Geflecht 503 eingesetzt.

Wie in Fig. 23A bis 23F gezeigt, können das Haupt- und die zusätzlichen Geflechte 502 und 503 in unterschiedlichen Formen modifiziert sein. In Fig. 23A sind die Maschen bzw. Maschenweiten des zusätzlichen Geflechts 503 feiner gemacht als diejenigen des Hauptgeflechts 502, so daß der flüssige Kraftstoff wirksamer in das zusätzliche Geflecht 503 durch Kapillarwirkung einzudringen vermag. In Fig. 23B und 23C ist die Glühkerze 504 in das zusätzliche Geflecht 503 eingesetzt. In Fig. 23C ist ein Fenster 541 an einem Ende des zusätzlichen Geflechts 503 so gebildet, daß die Glühkerze 504 problemlos in dem zusätzlichen Geflecht 503 angeordnet werden kann. In Fig. 23D ist die Wärmeleitfähigkeit des zusätzlichen Geflechts 503 höher gemacht als diejenige des Hauptgeflechts 502, um die Wärmekapazität pro Einheitsvolumen des zusätzlichen Geflechts 503 kleiner zu machen als diejenige des Hauptgeflechts 502, so daß der Kraftstoff, der in das zusätzliche Geflecht 503 eingedrungen ist, problemlos verdampft werden kann. Wie in Fig. 23E gezeigt, kann die Form des zusätzlichen Geflechts 503 in unterschiedlicher Weise in beispielsweise einen ovalen Zylinder, eine quadratische Säule, eine runde Säule oder eine Kombination hieraus modifiziert sein. Das zusätzliche Geflecht 503 ist nicht notwendigerweise in eine Eindrückung eingesetzt und mit dieser verbunden, die auf dem Hauptgeflecht 503 gebildet ist; vielmehr kann es zum Haften auf der Oberfläche des Hauptgeflechts 502 gebracht sein, wie in Fig. 23F gezeigt.

Während die vorliegende Erfindung unter bezug auf die vorstehend angeführten bevorzugten Ausführungsform dargestellt und erläutert wurde, erschließen sich dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen und Modifikationen hieran, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, in den anliegenden Ansprüchen festgelegt.

Claims (19)

1. Verbrennungsheizer (21, 501) zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei der Verbrennungsheizer aufweist:
Eine Kraftstoffzufuhrquelle,
eine Luftzufuhrquelle,
Mittel (216 usw.) zum Heizen und Verdampfen des Kraftstoffs, der von der Kraftstoffzufuhrquelle zugeführt wird, wobei die Mittel eine Heizkammer (217) und einen Kraftstoffheizer (216) umfassen, der in der Heizkammer angeordnet ist,
Mittel (219 usw.) zum Zünden des verdampften Kraftstoffs, und
eine Verbrennungskammer (210, 213 usw.) zum Verbrennen des Luftkraftstoffgemisches in ihr.

2. Verbrennungsheizer nach Anspruch 1, wobei die Heiz- und Verdampfungsmittel (216) getrennt von der Zündeinrichtung (219) und zwischen der Kraftstoff­ zufuhrquelle und den Zündmitteln angeordnet sind.

3. Verbrennungsheizer nach Anspruch 1, wobei die Heiz- und Verdampfungsmittel (219b) integral mit den Zündmitteln (219a) gebildet sind.

4. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, außerdem aufweisend eine zusätzliche Verbrennungskammer (210a), wobei
die Zündmittel (219) in der zusätzlichen Verbrennungskammer angeordnet sind.

5. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2, wobei der von der Kraftstoffzufuhrquelle zugeführte Kraftstoff den Kraftstoffheizer (216) in der Heizerkammer (217) direkt trifft bzw. auf diesem auftrifft.

6. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2, wobei die Heizerkammer (217) einen ersten Kraftstoffdurchlaß (211) umfaßt, der mit einem oberen Abschnitt derselben verbunden ist, und einen zweiten Kraftstoffdurchlaß (221), der mit einem unteren Abschnitt derselben verbunden ist, und
der zweite Kraftstoffdurchlaß größer als der erste Kraftstoffdurchlaß ist.

7. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2, wobei ein Geflecht (222) zum vorübergehenden Zurückhalten des Kraftstoffs in der Heizkammer (217) unter einem bestimmten Abstand entfernt von den Wänden der Heizkammer angeordnet ist, und
das Geflecht um den Kraftstoffheizer (216) in Kontakt mit diesem gewickelt ist.

8. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Heiz- und Verdampfungsmittel betätigt sind, wenn die Temperatur in der Verbrennungskammer instabil ist, und daß sie abgeschaltet werden, wenn sie stabilisiert ist.

9. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kraftstofftemperatur in der Kraftstoffzufuhrquelle gemessen wird, und
die Heiz- und Verdampfungsmittel ausgeschaltet werden, wenn die Kraftstofftemperatur höher als eine vorbestimmte Temperatur ist.

10. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2, wobei der Verbrennungsheizer außerdem aufweist:
Ein erstes Geflecht (214) zum vorübergehenden Rückhalten von Kraftstoff, angeordnet im Bereich der Zündeinrichtung, und
ein zweites Geflecht (222) zum vorübergehenden Rückhalten von Kraftstoff, angeordnet im Bereich des Kraftstoffheizers, wobei das zweite Geflecht kleiner als das erste Geflecht ist.

11. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verbrennungsheizer (21) verwendet wird, um den Kaltstart eines Dieselmotors zu unterstützen, indem erwärmte Luft in den Dieselmotor geleitet wird.

12. Verbrennungsheizer nach Anspruch 11, wobei der Verbrennungsheizer eine Anzeigeeinrichtung (31) zum Informieren des Fahrers darüber umfaßt, ob der Verbrennungsheizer sich in Betrieb befindet oder nicht.

13. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Hauptgeflecht (502) zum vorübergehenden Rückhalten von Kraftstoff in der Verbrennungskammer (513) oder in einer Kammer (514) angeordnet ist, welche die Zündmittel enthält,
zumindest ein zusätzliches Geflecht (503) zum vorübergehenden Rückhalten von Kraftstoff, der ausgehend von dem Hauptgeflecht in dieses eindringt, in Kontakt mit dem Hauptgeflecht angeordnet ist, und
der Kraftstoffheizer (504), der stiftförmig ist, in das zusätzliche Geflecht eingesetzt ist.

14. Verbrennungsheizer nach Anspruch 13, wobei das zusätzliche Geflecht integral mit dem Hauptgeflecht als einziger bzw. gemeinsamer Körper gebildet ist.

15. Verbrennungsheizer nach Anspruch 13, wobei das zusätzliche Geflecht getrennt von dem Hauptgeflecht gebildet und mit diesem verbunden ist.

16. Verbrennungsheizer nach Anspruch 13, wobei mehrere zusätzliche Geflechte mit dem Hauptgeflecht verbunden sind.

17. Verbrennungsheizer nach Anspruch 13, wobei die Maschen des zusätzlichen Geflechts feiner als diejenigen des Hauptgeflechts sind.

18. Verbrennungsheizer nach Anspruch 13, wobei die elektrische Leitfähigkeit des zusätzlichen Geflechts höher ist als diejenige des Hauptgeflechts und die Wärmekapazität pro Einheitsvolumen des zusätzlichen Geflechts kleiner als diejenige des Hauptgeflechts ist.

19. Verbrennungsheizer nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verbrennungsheizer (21, 501) verwendet wird, um eine Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs zu heizen, oder um den Kaltstart eines Motors des Kraftfahrzeugs zu unterstützen.