DE1817759C3 - Vorrichtung zum Erwärmen der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen der zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung strömenden Ansaugluft, wobei die Maschine eine zu den Zylindern führende Luftansaugleitung aufweist, ein Brenner in der Luftansaugleitung zum Erwärmen der durchströmenden Ansaugluft vorgesehen ist, eine Versorgungseinrichtung zum Zuführen von Brennstoff an den Brenner angeschlossen ist, und eine Steuereinrichtung mit einer auf Temperaturen ansprechenden Einrichtung zum Regeln des Durchflusses von Brennstoff zum Brenner vorgesehen ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist z. B. durch die CH-PS 20 004 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Temperatur in der Ansaugleitung einmal vor und einmal hinter dem B^renner erfaßt, um mit diesen Werten den Betrieb des Brenners zu steuern. Diese Art der Steuerung mag für relativ kurze Ansaugleitungen ausreichend sein, bei längeren Ansaugleitungen ergibt sich jedoch eine Abkühlung der Ansaugluft auf ihrem Wege vom Brenner zum liinirittsventil von weiter entfernt liegenden Zylindern, so daß keine optimale Vorwärmung der Ansaugluft erreicht wird. Ferner arbeilet diese bekannte Vorrichtung bei allen Ansaug drücken gleich und berücksichtigt keine Änderungen des Ansaugdruckes, so daß die Gefahr besteht, daß zuviel Brennstoff zugeführt wird, wodurch der Ansaugluft ein Teil des für die Verbrennung in der Maschine erforderlichen Sauerstoffs entzogen wird, so daß diese Vorrichtung nicht in der gewünschten Weise arbeitet.

Ferner ist durch die US-PS 17 12 461 eine Gemischvorwärmeinrichtung bei einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine bekanntgeworden, bei welcher das dem Brenner zugeführte Gemisch hinsichtlich seines Druckes relativ zum Druck in der Ansaugleitung beeinflußt wird. Da hierbei in einen Nebenstrom von Luft Brennstoff eingespritzt und verbrannt werden muß und diese Verbrennungsgase dann zusammen mit dem Gemisch unter Vermischung mit demselben den Zylindern zugeführt werden, ist es außerordentlich schwierig, mit dieser Vorrichtung genau die richtige Vorwärmung der Zylinder bzw. des Gemisches zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht, zur Steuerung der Vorwärmung in möglichst einfacher Weise alle Einflüsse zu berücksichtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf Temperaturen ansprechende Einrichtung zum Erfassen der Temperatur der Maschine angeordnet ist, und daß die Versorgungseinrichtung oine Einrichtung zum Zuführen von Brennstoff zum Brenner mit einem vorbestimmten Druck relativ zum Druck in der Luftansaugleitung umfaßt.

Durch die erfindungsgema.ße Vorrichtung ist es möglich, die Temperatur der Ansaugluft auch bei weiter entfernt liegenden Zylindern so zu steuern, daß eine optimale Aufwärmung erreicht wird. Da die Erwärmung auch auf Druckunterschiede in der Ansaugleitung abgestimmt wird, ist immer eine optimale Vorwärmung hinsichtlich der Füllung gewährleistet. Auf diese Weise wird immer eine gute Verbrennung erreicht und die Entwicklung weißen Rauches, der unverbrannte Brennstofftröpfchen enthält, welche mit den Auspuffgasen aus den Zylindern austreten, vermieden. Der weiße Rauch tritt nicht auf, weil die Temperatur im gesamten Zylinder ausreicht, um den Brennstoff darin zu verbrennen, und genügend Sauerstoff für diese Verbrennung vorhanden ist. Durch die erfindungsgemäße Vorwärmung wird die insbesondere beim Anlassen auftretende Entwicklung weißen Rauches wirksam vermieden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise geschnittenen Motor mit einer Vorrichtung zum Erwärmen der Ansaugluft,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt längs dem die Düsen des Brenners versorgenden Kanal,

F i g. 4 einen Teilschnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 3,

Fig. 5 eine .schematische Darstellung und Verdrahtungspläne eines mit der Vorrichtung ausgerüsteten Motorsund

F i g. 6 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft.

Die Vorrichtung läßt sich in gleicher Weise auf Zweitakt- wie Viertaktmotoren beliebiger Bauart anwenden, ein Viertakt-V-Motor mit Selbstzündung ist hier nicht dargestellt und beschrieben.

Dur dargestellte Motor ist ein V-12-Dieselniotor mit einem V-förmigen Motorblock 240 mit zwei Reihen von

Zylindern 241. die durch Zylinderköpfe 242 geschlossen sind, in denen Kolben 243 in Buchsen 244 hin- und herbewegbar sind. Zahlreiche miteinander in Verbindung stehende Wasserkanäle 247 sind im Block und den Köpfen um die Zylinder 250 ausgebildet und gehen bis zwischen eine Hinlaßleitung 249, die zu einer Sammelleitung 251 auf dem Block und Leitungen 252 an den Auslassen der Zylinderkopfkanäle 248 führen.

Brennstoffeinspritzvorrichtungen 255. Lufteinlaßventile 256 und Auslaßventile 257 arbeiten zu geeigneten Zeitpunktin bei jedem Motortakt entsprechend normalerweise ansaugenden oder abgasturboaufgeladenen Maschinen. Während das Einlaßven'iil 256 eines Zylinders offen ist, wird Luft durch einen Kanal 258 in den Zylinder gesaugt. 1st ein Auslaßventil offen, so werden Abgase durch eine zur Auslaßöffnung 274 führenden Leitung ausgetragen. Bei der besonderen dargestellten Ausführungsform der Maschine sind in jeder Reihe von sechs Zylindern 250 vier Einlaßkanäle 258 vorgesehen. Der Kanal 258 an jedem Ende des Blockes leitet Luft zu nur einem Zylinder hin.

leder der anderen zwei am weitesten innen liegenden Kanäle 258 leitet Einlaßluft zu zwei Zylindern.

Die Brennstoffüllung für jeden Zylinder wird über die Brennstoffeinspritzvorrichtung 255 zugeführt und mit der Luft vermischt, wonach der Zylinder gefüllt wird; die Luft ist erwärmt v. ilen aufgrund der Kompression der Aufwärtshubes des Kolbens, und zwar . iif eine Temperatur, die hoch genug ist, um für die Zündung des Brennstoffs auszureichen.

Die in aufeinanderfolgende Zylinder jeder R;ihe eingespritzte Brennstoffmenge wird aus einem Liefertank zugeführt, der durch eine vom Motor angetriebene Pumpe unter Druck gesetzt ist. und wird durch ein Ventil 26.3 gefördert, das durch die Erregung eines Solenoids 264 zu den Einspritzleitungen 265 geliefert wird. Überschüssiger Brennstoff wird zum Pumpeneinlaß über eine Leitung 266 rückgeführt.

Während nach der dargestellten Ausführungsform die maximale Leistungsausbeute für einen Motor von gegebener Größe das Hauptziel ist, sind Vorkehrungen getroffen, um die Ansaugluft zu komprimieren, wenn der Motor unter Last arbeitet, um die komprimierte Luft zu kühlen, bevor sie in die Zylinder eintritt. Solch eine Aufladung wird durch einen sogenannten Abgasturbolader 267 erreicht, vorzugsweise je einen für jede Reihe von Zylindern, welcher aus einem durch eine Turbine angetriebenen Kompressor besteht.

Im vorliegenden Fall ist der dargestellte Motor für maximale Leistungsabgabe ausgelegt, wobei zu diesem Zweck die jeden Abgasturbolader 267 durch die zugeordnete Leitung verlassende Ansaugluft wesentlich gekühlt wird, wenn die Maschine unter Last arbeitet. Erreicht wird dies durch einen Wärmeaustauscher 276 (einen für jede Reihe von Zylindern), der sicii über die volle Länge der zugeordneten Lufteinlaßleitung 273 erstreckt und in den oberen Teilen der hierdurch gebildeten Kammern 277 angeordnet ist.

Eine kalte Maschine mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis kann mittels Durchdrehen und Anlassen des Motors allein nicht gestartet werden, es sei denn, es herrschten sehr hohe Umgebungstemperaturen, da die Temperatur aufgrund der Verdichtung innerhalb der Zylinder bei niedrigen Umgebungstemperaturen nicht hoch genug ist, um eine Zündung herbeizuführen. Dies natürlich darum, weil die der Luft durch die Kompression innerhalb der Zylinder zugeführte Wärme minus der an das Hingebende kalte Metall verlorengehenden Wärme zu einer Lufttemperatur führt, die unterhalb der Zündtemperalur der Brennstoff-Luft-Mischung liegt. Nachdem einmal doch gestartet ist und nachdem die Zylinder durch eine kurze Betriebsperiode bei normaler Geschwindigkeit und unter Last erwärmt wurden, läuft eine solche Maschine weiter.

Die Ausnutzung eines solch niedrigen Verdichtungsverhältnisses, um eine erhebliche Leistungsabgabe oder eine verlängerte Lebensdauer zu erreichen, wird nun

ίο möglich gemacht, indem Motorbrennstoff innerhalb der Lufteinlaßleitung 277 in neuartiger Weise verbrannt wird, derart, daß schnell und konsistent unter sämtlichen Startbedingungen die Gesamtheit der den Motorzylindern zugeführten Luft erwärmt wird. Diese Luft wird auf eine Temperatur erwärmt, die ausreichend hoch ist, uir innerhalb jedes Zylinders, im wesentlichen /um Zeitpunkt der ersten Brennstoffeinspritzung, eine Verdichtungstemperatur zu erzeugen, die über die gesamte Luftfüllung gleichförmig ist und ausreichend oberhalb der theoretischen Zündtemperatur des Brennstoffes liegt, um ein Zünden und ein Starten des Motors nach einigen Sekunden des Anlasses sicherzustellen. Die Brennstoffverbrennung wird augenblicklich mit dem Anlassen und bei einer Geschwindigkeit gestarti't. die wenigstens ausreicht, um die Verluste y.u überwinden, die dadurch entstehen, daß die kalten Metallteile in Kontakt mit den Lüftfüllungen kommen. Das Ergebnis ist, daß eine Verdichtungstemperatur erheblich oberhalb der Temperatur, die zur Zündung notwendig ist, schnell und ohne Schwierigkeiten unter samtlichen erwarteten Bedingungen des Kaltstartes erreicht wird.

Nachdem die Maschine angelassen wurde und nur einige Takte lang gelaufen ist, so wird die in die Zylinder eintretende Luft gleichförmig über ihre Masse auf eine Temperatur erwärmt, die, kombiniert mit der von den Zylinderwandungen aufgenommenen Warme von einer wirksamen Verdichtungstemperatur führt, die wesentlich höher als die ist, die zur Zündung notwendig ist und die ausreicht, die Periode der Erzeugung weißen Rauches zu eliminieren oder im wesentlichen zu reduzieren. Weißer Rauch ist das Ergebnis einer unvollständigen Verbrennung in den Zylindern und tritt dann auf, wenn die Verbrennungstemperatur in den Motorzylindern nicht ausreicht, um den gesamten eingespritzten Brennstoff zu verbrennen.

Hier verbraucht der die notwendige Wärme zum Starten unter allen Umgebungs- und Motorbedingungen liefernde Brenner einen Teil der durch die Ansaugleitung strömenden Ansaugluft, ein wichtiges Merkmal ist jedoch in seiner Fähigkeit /li sehen, wirksam zu arbeiten und die notwendige Wärmeabgabe zu erzeugen, ohne daß der Ansaugluft ein so großer Teil ihres Sauerstoffs geraubt wird, daß ein Anlassen unter irgendeiner erwarteten Umgebungstemperatur verhindert wird und daß ein einwandfreier Lauf nach dem Starten aufrechterhalten wird, selbst während fortgesetzten Betriebs bei Lerrlauf oder niedrigen Last niveaus.

Die Brenner 304. die mit Motorbrennstoff versorgt sind und in der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Weise angeordnet sind, ermöglichen eine Maschine mit niedrigem Verdichtungsverhältnis wie oben beschrieben, die sich innerhalb weniger Sekunden, beispielsweise IO Sekunden des Anlassens starten läßt, während gleichzeitig das Verschwinden weißen Rauchs in Auspuff innerhalb nicht mehr .ils 40 .Sekunden, selbs! bei einer Umgebungstemperatur sichergestellt wird die ■/.. B. nicht mehr als minus J2"C (minus 25'F) beträgt.

Der Brenner 304 weist eine Düse 305 auf, von der eine Mischung verdichteter Luft und zerstäubten Brennstoffes in das Ende 306 eines Rohres 307 ausgetragen wird, welches innerhalb der Kammer 277 unterhalb des Wärmeaustauschers 276 angeordnet ist und sich längs der Innenwand 308 der Kammer in der Nähe der darin befindlichen Öffnungen 309 erstreckt, die zu den Einlaßkanälen 258 führen. Das Rohr ist mit Seitcnöffniingcn 311 gegenüber jeder der öffnungen 309 und der Kanäle 258 ausgebildet. Für eine Reihe von sechs Zylindern wird der Brenner mit zwei Düsen 305 ausgestaltet, die zwischen den F.nden 306 der beiden Rohre 307 angeordnet sind, die durch Schienen 312 verbunden werden. Die anderen finden der Rohre ragen durch die Stirnwände der Sammel- oder Ansaugleitung und sind durch Paßstücke 314 gelagert.

Die Düsen sind in gegenüberliegenden Seiten eines Gußstücks 315 am innen gelegenen linde eingeschraubt, das Gußstück steht durch eine Bohrung 316 in der Außenwand der Ansaugleitung und zwischen den Stangen 312 vor. Das Gußstück ist zwischen seinen Enden mit einem Flansch 317 ausgebildet, der durch Schrauben gegen diese Wand gehalten ist. Hier stehen die Rohr an einem Ende des Blockes miteinander durch ein Rohr in Verbindung, um die Drücke zwischen den beiden Sammelleitungen immer auszugleichen.

|edc Düse 305 weist eine Kappe 319 auf, die bei 321 in die Seite des Gußstückes 315 geschraubt ist und eine mit einer Öffnung 323 am Ende einer Buchse 324 fluchtende Bohrung 322 aufweist, wobei die Büchse innerhalb der Kappe angeordnet ist und bei 325 in diese eingeschraubt ist. Ein Stopfen 326, der in das äußere Ende der Buchse eingepreßt ist, ist mit einem Kanal 327 ausgebildet, der in der Öffnung 323 endet, welche unter geringem Abstand zum innen gelegenen Ende der Bohrung 322 angeordnet ist. Eine kegclstumpfförmige Fläche 328 auf dem Ende des Stopfens wirkt mit der Innenfläche der Kappe unter Bildung eines ringförmigen Luftkanals 329 zusammen, der gegen die Bohrung konvergiert. Der Stopfen 326 kann ersetzt werden durch einen mit einer Öffnung 323 unterschiedlicher Größe, entsprechend der Urenncrlcisuing, die für eine andere Maschine erforderlich sein mag.

Brennstoff für jeden der beiden Brenner wird den innen gelegenen Enden der Buchsen 324 durch einen Kanal 331 in dem Gußstück 315 und einer Kammer 332 /wischen Dichtungsringen 333 um die Buchsen 324 zugeführt. Das außen gelegene Ende des Kanals ist unterhalb des Niveaus des Brennstoffes angeordnet, welcher in einem geschlossenen Tank 334 (Fig. 3) gehalten ist. welcher gegen die Außenwand der Sammelleitung gespannt ist. Der Druck im Tank ist immer gleich dem herrschenden Ansaugleitungsdruck der Luft, da ein Kanal 330 (Fig.3) vorgesehen ist, der eine kontinuierliche Verbindung zwischen beiden gewährleistet.

Das Niveau des Brennstoffs innerhalb des Tanks wird durch an sich bekannte Mittel konstant gehalten. Hier wird Brennstoff unter gewissem Druck in der Leitung 266 dem Tank durch ein Rohr 335 und ein Ventil 336 zugeführt, das ein Element 339 aufweist, weiches gegen einen Arm 337 auf einem Schwimmer 340 anliegt, der bei 338 schwenkbar gelagert ist und auf dem Brennstoff innerhalb des Tanks ruht. Brennstoff wird dem Tank zugeführt, wenn das Ventil offen ist, die Strömung wird jedoch unterbrochen, wenn durch ein Ansteigen des Niveaus das Element 339 sich, wie in Fi g. 3 dargestellt, gegen seinen Sitz legt.

Luft zur Außcnansaugung von Brennstoff durch die Öffnung 323 und zum Zerstäuben des Brennstoffes wird durch jeweilige Brenner in den Kanälen 341 zugcliefcrt. die in Kammern 342 innerhalb des Gußstückes 315 enden und um die Buchsen 324 und die über Nuten 343 längs der Buchsen und Stopfen 326 mit den konvergierenden Kanälen 329 in Verbindung stehen. Luft wird von irgendeiner geeigneten Quelle bei einem Druck, der ausreichend höher als der Druck in der Sammelleitung ist. geliefert, um eine adäquate Strömung zum Ansaugen von Brennstoff bei der richtigen Geschwindigkeit bzw. bei eingestelltem Durchsat?, durch die öffnung 323 anzusaugen, um den Brennstoff richtig zu zerstäuben und um einen angemessenen Teil an Luft zu liefern, der zum Verbrennen des Brennstoffes notwendig wird.

Luft für den Brenner oder Sammelleitung kann von verschiedenen Quellen stammen, beispielsweise einem durch einen gesonderten Motor angetriebenen Kompressor, wenn die Brenner so betrieben und eingestellt werden sollen, wenn Luft bei dem gewünschten Druck geliefert wird. Auch kann im Falle von Transportfahrzeugen die Luft vom Tank 344 (F i g. 5) aus herangeführt werden, der die Fahrzeugdruckluflbremsen versorgt. In einem, solchen Fall wird ein geeignetes automatisches Reduzierventil an sich bekannter Konstruktion verwendet und so eingestellt, daß der gewünschte konstante Druck innerhalb der Kammer 332 hervorgerufen wird, wenn ein Ventil 347 durch Erregung eines Solenoids 348 geöffnet wird.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird, während verdichtete Luft angeliefert wird. Brennstoff durch die Öffnung 323 bei einem Durchsatz angesaugt, der bestimmt ist durch die Größe der Öffnung, den Luftdruck, die Differenz im Niveau zwischen dem Tank 334 und der Düse 305 und dem Druck innerhalb der Kammer 277. Letztere kann außer Betracht bleiben, da immer, wenn der Brenner im Betrieb ist, beispielsweise während des Startens oder des Leerlaufes, der Turbolader zu keinem merklichen Anstieg im Druck der Ansaug- oder Sammelleitung führt.

Der Luftstrom mit konstantem Druck wird so nicht nur ausgenutzt, um den Brenncrbrcnnstofl zu zerstäuben, sondern auch um den Brennstoff aus dem Tank mit konstantem Niveau anzusaugen, um die Brennstoffzuführung genau proportional zum Luftdurchsatz zu bemessen. Die Wärmeabgabe des hier gezeigten Brenners ist also immer konstant.

Eine Zündung der zerstäubten Brennstoff-Luft-Mischung wird von jeder Düse in sich nach außen verbreitender Weise durch Funken herbeigeführt, die den Spalt 349 einer Zündkerze 350 überspringen, die auf dem Flansch 317 angeordnet ist, wobei der Spalt nahe der Brennerdüse und in der Bahn der zerstäubten Mischung angeordnet ist, wobei der Spalt nahe der Brennerdüse und in der Bahn der zerstäubten Mischung angeordnet ist. Der Funkenschlag wird in üblicher Weise durch eine übliche Zündspule und einen Vibrator erzeugt.

Nach einem anderen wichtigen Merkmal ist vorgesehen, den Brenner der Sammelleitung automatisch zum richtigen Zeitpunkt nach jedem Starten der Maschine stillzusetzen und immer dann wieder einzuschalten, wenn während einer Periode des Leerlaufs oder bei Betrieb mit niedriger Last die Verbrennungswärme nicht ausreicht, um eine Verbrennungstemperatur aufrechtzuerhalten, die ausreichend hoch liegt, um einen unruhigen Lauf der Maschine oder das Wiederauftreten weißen Rauchs im Auslaß zu verhindern. Im vorliegen-

den Fall besteht eine Regelung für den Brenner aus dem Fühlelement 353 eines Thermostaten 354, welcher am Einlaß zur Wassersammellcitung angeordnet ist, die mit den Motor- und Zwischenkühlerkanälen in Verbindung steht.

Der Thermostat 354 kann von der in F i g. 5 dargestellten Konstruktion sein, welche ein Fühlerelement 353 in Form einer Schale aufweist, die bei Änderungen in der Wassertemperatur expandiert wird und sich zusammenzieht. Nicht expandierende Anker

355 sind innerhalb und an gegenüberliegenden Enden der Schale angeordnet und tragen einen Schalter 356 bildende Kontakte, der mit Schnappwirkung arbeitet und geschlossen wird, wenn die Wassertemperatur unter einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 82°C (180⁰F) fällt, und der geöffnet wird, wenn eine etwas höhere Temperatur, beispielsweise 90⁰C (195°F) ermittelt wird. Durch Verstellen einer Schraube kann der Temperaturbereich des Thermostaten entsprechend den Anforderungen einer gegebenen Maschine verändert werden.

Starten und Stillsetzen des Brenners 304 zusammen mit dem Starten, Stillsetzen, Leerlauf und Vollast der oben beschriebenen Maschine können durch die in Fig. 5 dargestellte Schaltung geregelt werden. Ist die Maschine und somit das Kühlmittel kalt, so ist der Schalter 356 des Thermostats geschlossen. Zum Anlauf der Maschine wird ein Schlüssel 357 gedreht, der zunächst einen Schalter 358 schließt und das Solenoid 264 zum öffnen des Ventils 263 erregt, welches in der Einspritzleitung 265 angeordnet ist, die von der Brennstoffpumpe zu den Einspritzdüsen 255 führt. Ein weiteres Drehen des Schlüssels schließt einen Schalter 359, der -jin Solenoid 361 erregt, wodurch ein Anlaßmotor 362 gestartet wird. Ein Schließen des Schalters 358 ermöglicht einen Stromfluß durch den dann geschlossenen Schaller 356 und bringt den Verteilermotor 352 zum Starten, betätigt die Zündspule 351 und erregt ein Solenoid 348 zum öffnen des Ventils 347, wodurch Luft aus dem Tank 344 zu den Düsen 305 geführt wird. Unmittelbar mit Beginn des Anlassens werden die brennbaren Sprühstrahlen des Brennstoffes und der Luft von den Düsen 305 abgegeben und unter Bildung von Flammen gezündet, die in die Enden der Rohre 307 und längs der letzteren, wie in F i g. 2 dargestellt, geführt sind, um die richtige Wärmemenge für eine unmittelbare Zündung in der unten dargelegten Weise zu liefern.

Sobald der Motor anläuft, wird der Schlüssel 357 freigegeben, wodurch der Schalter 359 sich öffnen kann und den Anlaßmotor 362 stillsetzt. Der Schalter 358 verbleibt geschlossen, so daß die Erregung des Solenoids 264 der Brennstoffpumpe fortgesetzt wird, ebenso wie die Erregung des Solenoids 348, des Verteilermolors 352 und der Zündspule 351 durch den dann geschlossenen Schalter 356. Eine Betätigung des Brenners wird so fortgesetzt.

Während die Maschine angewärmt wird und Last aufnimmt, wird ein Teil der Maschinenwärme durch die Zylinderwände übertragen und durch das Wasser absorbiert, welches durch den oben beschriebenen Beipaßkreis zirkuliert. Nach einer kurzen Aufwärmperiode wird die Temperatur des Wassers weit genug angehoben sein, um ein öffnen des Thermostatschalters

356 hervorzurufen, was zu einer Entregung des Solenoids 348 führt; der Motor 352 und die Zündspule 351 unterbrechen so den Luftstrom und schalten den Brenner automatisch ab.

Wird die Maschine bei niedriger Last, beispielsweise bei Leerlauf, betrieben, so kann die Verbrennungswärme, die auf das Wasser übertragen wird, welches durch den Radiator zirkuliert und durch diesen gekühlt wird, unter Umständen nicht ausreichen, um die Wassertemperatur oberhalb der Temperatur zu halten, bei der der thermostatische Schalter 356 offen bleibt. Der Schalter schließt so und bewirkt ein erneutes Starten des Brenners 304, genauso wie beim oben beschriebenen

ίο Anlauf der Maschine. Zusätzliche Wärme wird so an die Ansaugluft abgegeben, wodurch die Verdichtungstemperatur wieder hergestellt wird, die notwendig ist, um einen einwandfreien Leerlauf sicherzustellen und die Entwicklung weißen Rauchs zu verhindern. Werden dann Motorgeschwindigkeit und Last wieder gesteigert, so öffnet der Schalter 356 und die Brenner werden in der oben beschriebenen Weise abgeschaltet.

F i g. 6 zeigt schematisch ein alternatives Brennstoffzuführungs- und Regelsystem. Die in F i g. 6 dargestellte Verbrennungshilfe besteht aus einer Düse 380 der in Fig. 4 dargestellten Art und einer Zündkerze 381, wobei Düse 380 und Zündkerze 381 im Inneren einer Luftansaugleitung 382 angeordnet sind. Brennstoff wird zur Düse 380 über eine Leitung 383 und einen Brennstofftank 384 geliefert, der seinerseits Brennstoff aus „iner Leitung 386 empfängt. Die letztgenannte Leitung 386 kann angeschlossen werden, um Brennstoff von der nicht dargestellten Hauptbrennstoffpumpe des Motors zu empfangen.

Die Brennstoffströmung von einer Brennstoffpumpe zur Düse 380 wird vom Brennstofftank 384 durch ein Ventil 387 und einen Regler 397 geregelt. Das Ventil 387 ist in die Leitung 386 zwischen dem Brennstofftank 384 und der Hauptbrennstoffpumpe eingeschaltet, das Ventil 387 ist solenoidbetätigt und wird nur dann geschlossen, wenn das Solenoid erregt ist. Erregung und Entregung des Solenoids zum öffnen und Schließen des Ventils 387 wird durch einen Schwimmer innerhalb des Brennstofftanks 384 gesteuert. Der Schwimmer ist mit einer Stange 389 verbunden und trägt diese, die ihrerseits eine Kontaktplatte 391 trägt. Ein Paar normalerweise offener Kontakte 392 sind am oberen Ende des Tanks 384 angeordnet, die Kontakte 392 sind in den Schaltkreis mit dem Solenoid des Ventils 387 gelegt. Der Schaltkreis weist weiterhin einen normalerweise offenen handbetätigten Schalter 393, eine Batterie 304 und einen normalerweise geschlossenen thermischen Schalter 395 auf. Wird der Schalter 393 von Hand geschlossen und stellt die Kontaktplatte 391 eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 392 her, so fließt ein Strom von der Batterie 394 durch die Schalter 393 und 395 und das Solenoid des Ventils 387, wodurch das Solenoid des Ventils 387 erregt und die Leitung 386 für den Brennstoffstrom geschlossen wird.

Die Kontakte 392 werden natürlich nur dann geschlossen, wenn die Platte 391 durch den Schwimmer nach oben bewegt wird.

Die Leitung 383 ist bei 396 an das untere Ende des Tanks 384 unterhalb des Niveaus des Brennstoffs 390 im Tank 384 angeschlossen und, während des Arbeitens des Brenners, zieht die aus der Düse 380 ausströmende Luft Brennstoff aus der Düse infolge Saugwirkung. Der Brennstoffdurchsatz der Düse 380 ist eine Funktionsdifferenz zwischen dem Düsensaugdruck und dem Brennstofflieferdruck. Um den Brennstoffdurchsatz konstant zu halten, ist es notwendig, die obengenannte Druckdifferenz auf einem konstanten Wert zu halten. Es ist daher notwendig, den Brennstofflieferdruck zu einer

Funktion des Drucks in der Luftansaugleitung 382 zu machen; erreicht wird dies durch eine Belüftungsleitung 398 und durch den in die Leitung 383 eingeschalteten Regler 397. Die Belüftungsleitung 398 läuft sowohl zum Inneren des Tanks 384, als auch zum Regler 397. Der Regler 397 hält den Brennstoffdruck zur Düse in einer konstanten Beziehung zum Druck der Sammelleitung.

Die Luftströmung zur Düse 380 erfolgt über eine andere Leitung 401, die mit dem Auslaß eines Kompressors 402 verbunden ist. Der Kompressor 402 wird durch einen Gleichstrommotor 403 angetrieben, der ebenfalls über die Schalter 393 und 395 gelegt ist und durch die Batterie 394 erregt wird. Ein Luftdruckregelventil 404 ist in die Leitung 401 zwischen die Düse 380 und den Kompressor 402 gelegt, um den Druck der Luft ·.5 zur Düse 380 zu steuern. Da die aus der Düse 380 austretende Luft auf einem bestimmten positiven Druck relativ zum Druck innerhalb der Ansaugleitung 382 sich befinden muß, erfolgt die Luftansaugung zum Kompressor 402 durch eine Einlaßleitung 406 und aus der Luftansaugleitung 382. Das Luftdruckregelventil 404 ist ebenfalls an die Leitung 406 angeschlossen und hält so den Druck in der Leitung 401 auf einen bestimmten Wert relativ zum Druck innerhalb der Luftansaugleitung 382.

Der Schaltkreis für die Zündkerze 381 umfaßt die vorher genannten Schalter 393 und 395 sowie die Batterie 394. Zusätzlich umfaßt der Schaltkreis einen Vibrator 411 und eine Zündspule 412. Eine zweite Spule 413 ist vorgesehen, diese Spule ist auch an die Batterie 394 und an den Vibrator 411 angeschlossen und so ausgebildet, daß sie sich an die nicht dargestellte Zündkerze eines Brenners für eine andere Reihe von Zylindern anschließen läßt.

Betrachtet man nun die Arbeitsweise des in Fig. 6 gezeigten Systems, so ist bei abgeschalteter Maschine der Schalter 393 offen, der Schalter 395 geschlossen, die an die Leitung 386 angeschlossene Brennstoffpumpe ist nicht betätigt, das Ventil 387 nicht erregt und die Zündkerze 381 ebenfalls nicht erregt. Um die Maschine anzulassen, wird der von Hand betätigte Schalter 393 geschlossen, dieses .Schließen rufl einen Stromfluß von der Batterie 394 durch die Schalter 393 und 395 und durch den Gleichstrommotor 403 hervor. Eine Erregung des Motors wird dafür sorgen, daß Luft aus der Luftansaugleitung 382 durch die Einlaßleitung 406 zum Einlaß des Kompressors 402, durch das Luftdruckregelventil 404, durch die Leitung 401 und hinaus aus der Düse 380 gepumpt wird. Diese Luftströmung aus der Düse 380 zieht durch die Saugwirkung Brennstoff aus der Leitung 380 und dem Brennstofftank 384. Ist das Brennstoffniveau im Brennstofftank 384 zunächst relativ niedrig, so ist die Kontaktplatte 391 nach unten unter Abstand von den Kontakten 392 angeordnet, die Kontakte 392 sind somit offen. Das Ventil 387 wird somit entregt und Brennstoff kann durch die Leitung 386 zum Brennstofftank 384 strömen. Ist der Brennstoff im Tank etwas angestiegen, so werden die Kontakte 392 durch die Kontaktplatte 391 geschlossen, das Ventil 387 wird erregt, wodurch die Brennstoffströmung zum Brennstofftank 384 abgeschnitten wird.

Die aus der Düse 380 austretende Luft wird zerstäubt und mischt sich unter Bildung einer brennfähigen Mischung mit dem Brennstoff. Gleichzeitig erregen der Vibrator 411 und die Spule 412 die Zündkerze 381 und zünden so die Mischung wie vorher erläutert wurde. Nach Anlassen der Maschine und Aufwärmen auf eine bestimmte Temperatur öffnet sich der Schalter 395 und entregt sowohl den Gleichstrommotor 403 wie die Zündkerze 381 und schaltet damit den Brenner ab. Fällt natürlich, wie vorher erläutert, die Temperatur des Motors aus irgendeinem Grunde, beispielsweise während des Leerlaufs, ab, so schließt der Thermoschalter 395 wieder und schaltet den Brenner erneut ein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erwärmen der zu den Zylindern einer Brennkraftmaschine mit Selbstzündung strömenden Ansaugluft, wobei die Maschine eine zu den Zylindern führende Luftansaugleitung aufweist, ein Brenner in der Luftansaugleitung zum Erwärmen der durchströmenden Ansaugluft vorgesehen ist, eine Versorgungseinrichtung zum Zuführen von Brennstoff an den Brenner angeschlossen ist, und eine Steuereinrichtung mit einer auf Temperaturen ansprechenden Einrichtung zum Regeln des Durchflusses von Brennstoff zum Brenner vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Temperaturen ansprechende Einrichtung zum Erfassen der Temperatur der Maschine angeordnet ist, und daß die Versorgungseinrichtung eine Einrichtung zum Zuführen von Brennstoff zum Brenner mit einem vorbestimmten Druck relativ zum Druck in der Luftansaugleitung umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung für Brennstoff einen Brennstoffvorratstank (384) aufweist, eine Brennstoffleitung (383) den Brennstoffvorratstank mit dem Brenner (380) verbindet, und daß die Druckregeleinrichtung (397) zum Erfassen des Druckes in der Luftansaugleitung (382) und zum Steuern des Druckes des Brennstoffes in der Brennstoffleitung (383) in einer vorbestimmten Höhe relativ zum Ansaugluftdruck angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daÜ die auf die Temperatur der Maschine ansprechende Einrichtung (354, 395) auf die Kühlmitteltemperatur der Maschine anspricht und so angeschlossen ist, daß der Brenner eingeschaltet wird, wenn die Temperatur im Brennraum der Maschine unter eine vorbustimmte Temperatur sinkt.