DE19629928A1 - Verfahren zum Betreiben einer Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine und Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine und Flammstartanlage für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen
Dieselmotor mit einer Flammglühkerze, die im Luftansaugkanal der
Brennkraftmaschine angeordnet ist und mit Kraftstoff versorgt
wird, sowie eine Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine,
insbesondere einen Dieselmotor mit einer Flammglühkerze, die im
Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über
eine Kraftstoffleitung mit Kraftstoff versorgt wird.
Eine derartige Flammstartanlage mit einer Flammglühkerze
ist aus der DE 42 43 959 A1 sowie der DE 42 43 965 A1 bekannt
und dient dazu einen Kaltstart der Brennkraftmaschine zu ermög
lichen.
Bei den bekannten Flammstartanlagen wird die Flammglühkerze
mit einer festen Kraftstoffdosierung versorgt, die auf eine hohe
Wärmeleistung bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine ausge
legt ist. Das hat zur Folge, daß bei Brennkraftmaschinen mit
kleinem Hubraum oder Brennkraftmaschinen mit einer niedrigen
Verdichtung Probleme in der Anlaßphase auftreten, die darauf
beruhen, daß die Flamme der Flammglühkerze zu viel Sauerstoff
verbraucht und daher ein relativer Sauerstoffmangel für die
Maschine auftritt. Aufgrund eines derartigen Sauerstoffmangels
findet keine ausreichende Verbrennung in der Brennkraftmaschine
statt, was eine Weißrauchbildung durch unverbrannten Kraftstoff
und eine Kondensatbildung zur Folge hat. Wenn weiterhin die
Flammglühkerze eine kleine Düsen- oder Blendenauslegung hat, ist
die Kraftstoffversorgung der Flammglühkerze bei höherer Drehzahl
der Brennkraftmaschine zu gering.
Bei den bekannten Flammstartanlagen erfolgt eine Kraft
stoffdosierung nur über die Größe der in der Flammglühkerze
verwendeten Düse oder Blende und den Kraftstoffdruck. Die Kraft
stoffmenge kann von der Flammstartanlage selbst weder gesteuert
noch geregelt werden. Die Kraftstoffdrücke in den verschiedenen
Systemen bei den Motor- und Kraftfahrzeugherstellern sind aber
über den gesamten Drehzahlbereich so verschieden, daß eine der
artige Dosierung des Kraftstoffes für die Flammglühkerze nicht
ausreicht, um die Brennkraftmaschine bei sehr tiefen Temperatu
ren zu starten.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht dem
gegenüber darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Flammstart
anlage sowie eine Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine
der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen ein zuverlässi
ger Betrieb der Brennkraftmaschine über den gesamten Drehzahl
bereich möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei dem erfindungs
gemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die Kraftstoffversorgung
der Flammglühkerze in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebs
phase der Brennkraftmaschine dosiert wird.
Die erfindungsgemäße Flammstartanlage für eine Brennkraft
maschine zeichnet sich dadurch aus, daß in der Kraftstoffleitung
zur Versorgung der Flammglühkerze ein Ventil zum Steuern der
Kraftstoffmenge angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Kraftstoffversor
gung, d. h. den Kraftstoffdurchfluß an der Flammglühkerze bei
fester Düsengröße und gegebenem Vordruck in der Anlaßphase ab
zusenken, wodurch Startprobleme wegen Sauerstoffmangels vermie
den werden. Es ist weiterhin möglich, die Kraftstoffversorgung
der Flammglühkerze über den gesamten Drehzahlbereich optimal zu
dosieren.
Da somit die Flammengröße der Flammglühkerze an den Luft
durchsatz der Brennkraftmaschine angepaßt werden kann, ergibt
sich ein besseres Emissionsverhalten und wird der Rauchausstoß
nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine vermindert.
Besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungs
gemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Flammstartanlage
sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 4 bis 7 jeweils.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein
besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein schematisches Diagramm des Aufbaus der Flamm
startanlage,
Fig. 2 den Kraftstoffversorgungsteil der Flammglühkerze der
in Fig. 1 dargestellten Flammstartanlage im einzelnen,
Fig. 3 in einem Diagramm den Betrieb der Flammstartanlage
insbesondere der Flammglühkerze in den verschiedenen Be
triebsphasen einer Brennkraftmaschine gegenüber der Zeit und
Fig. 4 in einem Diagramm die am Magnetventil der Flamm
startanlage gemäß Fig. 1 liegenden Taktsignale gegenüber der
Zeit.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wird beim Kaltstart einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors durch die
Flammglühkerze einer Flammstartanlage zunächst 20 bis 30 Sekun
den lang vorgeglüht. Nach der Vorglühzeit wird durch Betätigung
des Starters und des Anlassers der Brennkraftmaschine die Kraft
stoffversorgung der Flammglühkerze aufgenommen und wird durch
die im Luftansaugkanal angesaugte Luft und den durch die Flamm
glühkerze vorbereiteten Kraftstoff eine Flamme gezündet. An die
Anlaßbetriebsphase schließt sich eine Nachflammphase an.
Damit die Flamme an der Flammglühkerze insbesondere in der
Anlaßphase und bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine
nicht zuviel Sauerstoff verbrennt, wird die Höhe der Kraftstoff
versorgung der Flammglühkerze in Abhängigkeit von der jeweiligen
Betriebsphase der Brennkraftmaschine entsprechend dosiert. Das
heißt insbesondere, daß der Kraftstoffdurchfluß an der Flamm
glühkerze in der Anlaßphase und bei niedriger Drehzahl abgesenkt
wird, um dadurch den Sauerstoffverbrauch herabzusetzen.
Um das zu erreichen ist die in Fig. 1 und Fig. 2 darge
stellte Flammstartanlage, die eine Flammglühkerze 1 aufweist,
die über eine Kraftstoffleitung 5 mit Kraftstoff versorgt wird,
mit einem Ventil zum Steuern der Kraftstoffmenge, nämlich einem
Magnetventil 2 versehen, das in der Kraftstoffleitung 5 zur
Versorgung der Flammglühkerze angeordnet ist. Über einen Steuer
teil 3 wird das Magnetventil 2 so gesteuert, daß die Kraftstoff
versorgung für die Flammglühkerze insbesondere in der Anlaßphase
und bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine gedrosselt
wird, so daß die an der Flammglühkerze auftretende Flamme nicht
zuviel Sauerstoff verbraucht.
Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei
spiel liegen am Magnetventil 2 Taktsignale, die vom Steuerteil
3 in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsphasen erzeugt
werden. Der Steuerteil 3 kann insbesondere Taktsignale mit vari
ierender Taktfrequenz fx und/oder Taktlänge tx, d. h. Öffnungs
zeit des Magnetventils 2 liefern.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, liegen vom Steuerteil 3
in der Anlaßphase Taktsignale mit relativ niedriger Taktfrequenz
fx am Magnetventil 2, so daß die Höhe der Kraftstoffversorgung
der Flammglühkerze 1 entsprechend reduziert ist. In einem sich
daran anschließenden Bereich nach dem Anlassen der Brennkraftma
schine nimmt die Taktfrequenz fx des Taktsignals vom Steuerteil
3 und damit die Höhe der Kraftstoffversorgung der Flammglühkerze
1 zu. Über diese verschiedenen Drehzahlbereiche können je nach
Steuerteil verschiedene Taktfrequenzen gefahren werden, um die
Höhe der Kraftstoffversorgung der Flammglühkerze 1 entsprechend
zu steuern oder zu dosieren. Wenn nach etwa 40 Sekunden die
Brennkraftmaschine mit einer höheren Drehzahl läuft, kann über
eine Erfassung der jeweiligen Drehzahl der Brennkraftmaschine
das Takten des Magnetventils 2 beendet werden, so daß das Ma
gnetventil 2 konstant geöffnet ist.
Wie es im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, wirkt ein
Schlauch, der den Teil der Kraftstoffversorgungsleitung 5 zwi
schen dem Magnetventil 2 und der Flammglühkerze 1 bildet, als
Puffer, es kann jedoch zusätzlich auch noch ein Kraftstoffspei
cher 4 in der Kraftstoffversorgungsleitung 5 zwischen der Flamm
glühkerze 1 und dem Magnetventil 2 angeordnet sein. Weiterhin
können Drosselblenden 6, 7 vor und/oder hinter dem Magnetventil
2 und/oder vor der Flammglühkerze 1 vorgesehen sein. Der Puffer,
der Kraftstoffspeicher und die Drosselblenden sorgen für einen
vergleichmäßigten Kraftstoffdurchlauf und Kraftstoffabbau und
verringern dadurch das Pulsieren der Flamme an der Flammglühker
ze 1. Die Drosselblenden 6 und 7 haben dabei ähnlich wie ein
Verzögerungsglied die Funktion, den Druck zu drosseln.
Mittels einer Flammstartanlage mit dem oben beschriebenen
Aufbau kann über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftma
schine und bei verschiedenen Druckzuständen in der Kraftstoff
zufuhr der Flammglühkerze deren Brennverhalten so stabilisiert
und optimiert werden, daß sich verbesserte Kaltstarteigenschaf
ten der Brennkraftmaschine ergeben und die Emissionen im Warm
laufbetrieb sowie im Leerlauf- und Schubbetrieb vermindert sind.
Claims (7)
1. Verfahren zum Betreiben einer Flammstartanlage für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor mit einer
Flammglühkerze, die im Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine
angeordnet ist und mit Kraftstoff versorgt wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kraftstoffversorgung der Flammglühkerze in
Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsphase der Brennkraftma
schine dosiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß
die Kraftstoffversorgung der Flammglühkerze mit in Abhängigkeit
von der jeweiligen Betriebsphase der Brennkraftmaschine gewähl
ten Taktfrequenzen und/oder Taktlängen getaktet erfolgt.
3. Flammstartanlage für eine Brennkraftmaschine, insbeson
dere einen Dieselmotor mit einer Flammglühkerze, die im Luftan
saugkanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und über eine
Kraftstoffleitung mit Kraftstoff versorgt wird, dadurch gekenn
zeichnet daß in der Kraftstoffleitung (5) zur Versorgung der
Flammglühkerze (1) ein Ventil (2) zum Steuern der Kraftstoff
menge angeordnet ist.
4. Flammstartanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Ventil (2) zum Steuern der Kraftstoffmenge ein
getaktetes Magnetventil ist, an dem von einem Steuerteil (3)
Taktsignale liegen, deren Frequenz und/oder Länge von der jewei
ligen Betriebsphase der Brennkraftmaschine abhängen.
5. Flammstartanlage nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
eine Puffereinrichtung, die in der Kraftstoffleitung (5) zwi
schen dem Magnetventil (2) und der Flammglühkerze (1) liegt.
6. Flammstartanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Puffereinrichtung ein Kraftstoffspeicher (4) ist.
7. Flammstartanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6 ge
kennzeichnet durch Drosselblenden (6, 7), die in der Kraftstoff
leitung (5) vor und/oder hinter dem Ventil (2) zum Steuern der
Kraftstoffmenge und/oder vor der Flammglühkerze (1) angeordnet
sind.
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