DE2536432A1 - Kaltstart- und warmlaufeinrichtung - Google Patents
Kaltstart- und warmlaufeinrichtungInfo
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- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
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Description
- Kalts-tart- und Warmlaufeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaltstart und lrarmlaufeinrichtung für fremdgezündete ]3rennkraftmaschinen mit einer in einem Luftansaugkanal angeordneten Eaupt-Gemischbildungseinrichtung und einer in einem die Baupt-Gemiscllbildursgseinrichtung umgehenden, abschaltbaren Zweig-Ansaugkanal angeordneten Start-Gemisonbildungseinrichtung zur Zuführung und Aufbereitung der dem Kaltstart und Tarmlauf zugeordneten hra.ftstoffnenge.
- Für einen erfolgreichen Kaltstart und anschließenden Uarmlauf einer fremdgezündeten, gemischverdichtenden Brennkraftmaschine, beispielsweise eines Otto-Iotors für Kraftfahrzeuge, ist es erforderlich, daß bei der gerade vorhandenen Umgebungstemperatur der zugeführte Kraftstoff in ausreichender Nenge verdampft und mit der angesaugten Verbrennungsluft ein zündfähiges Gemisch bildet. Üblicherweise wird daher in diesen Betriebszuständen das der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch stark mit Kraftstoff angereichert, weil nur die niedrig siedenden Kraftstoff-Anteile zu einem zündfähigen und gut brenn baren Gemisch aufbereitet werden kö-.men, während die übrigen Kraftstoff-Anteile nur teilweise oder gar nicht an den Verbrennungsvorgängen teilnehmen. Dies führt jedoch zu erheblichem Mehrausstoß an Abgasschadstoffen; außerdem gestaltet sich der Startvorgang selbst sehr kritisch, weil ein großer Anteil des schlecht aufbereiteten Kraftstoffes in flüssigem Zustand in die Zylinder gelangt und dort zu nassen Zündkerzen führen kann.
- Besondere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigem Dampfiruck, beispielsweise bei Alkoholen und insbesondere bei dem in jüngerer Zeit bevorzugt als Alternativ-Kraftstoff herausgestellten Methanol, da deren 1)ampfdruck und damit der Partialdruck in dem Kraftstoff-tuft-Gemisch auf so niedriger Stufe liegt, daß bei tieferen Umgebungstemperaturen ein zündfähiges Gemisch nicht nehr gebildet werden kann. So ist beispielsweise bei Verwendung von Nethanol ein Kaltstart bei Temperaturen im bereich von + 100 C nicht mehr mit Sicherheit zu gewährleisten.
- Um nun derartigen Schwierigkeiten aus dem Wege zu gehen, ist es bereits bekannt, in dem Ansaugkanal hinter der Gemischbildungseinrichtung eine Heieinrichtung zur Vorwärmung des der Brennkraftmaschine zugefiilirten Gemisches vorzusehen. Wird dabei die Reiz einrichtung durch einen abgasbeheizten Wärmetauscher gebildet, dann kann diese Maßnahme für einen sicheren Kaltstart der Brennkraftmaschine noch nicht ausreichen, da das zur Reizung benötigte Abgas selbst erst nach einigen Arbeitetakten der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht. Wird dagegen zur Aufheizung des Gemisches eine elektrische Heizeinrichtung vorgesehen, wie dies beispielsweise in der DT-OS 17 51 466 vorgeschlagen wird, dann ergeben sich insofern SchwierigMeiten, da für die Aufwärmung des gesamten, durch den Ansaugkanal durchgesetzten Gemisches ein erheblicher, praktisch nicht zur Verfügung 5 tehender."nergieafwand erforderlich ist.
- Dabei muß auch berücksichtigt werden, daß die Batterie als einziges Energiereservoir an iord des Fahrzeuges bei niedrigen Außentemperaturen, also gerade dann, wenn ihr Einsatz für die Gemischvorwärmung erforderlich ltzXre, in ihrer Leistung ohnehin stark abfällt und bei zusätzlicher Heranziehung als Energiequelle für die Vorwärmung des gesamten Gemisches völlig überlastet wr e.
- Die Erfindung geht nun aus von einer Brennkraftmaschine, wie sie durch das deutsche Gebrauchsmuster 72 33 125 bekannt geworden ist, bei der in einem besonderen, die llaupt-Gemischbildun,gseinrichtung umgehenden Zweig-Ansaugkanal eine Startgemischbildungseinrichtung angeordnet ist, die eine nur dem Kaltstart und Warmlauf zugeordnete Kraftstoffmenge zuführt.
- Um eine gute Gemischaufbereitung zu erzielen, soll dort die Kraftstoffmenge möglichst feinzerstäubt zugeführt werden.
- Diese Maßnahme reicht zumindest dann nicht für einen sicheren Kaltstart der Brennkraftmaschine aus, wenn als Kraftstoff ein solcher mit niedrigem Dampfdruck verwendet wird und die Außentemperaturen relativ niedrig sind.
- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ausgehend von dieser bekannten Kaltstart- und Warmlaufeinrichtung diese so weiter zu bilden, daß jederzeit, d.h.
- selbst bei Verwendung niedrig siedender Kraftstoffe und bei tiefen Außentemperaturen, ein sicherer Kaltstart und Warmlauf der 3rennkraftmaschine mit niedrigen Schadstoffemissionen möglich ist.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß in dem Zweig-Ansaugkanal eine elektrisch betiiebene Heizvorrichtung vorgesehen ist. Die Anordnung einer solchen elektrisch betriebenen Heizvorrichtung nur in dem das Kaltstart und Warmlauf-Gemisch führenden Zweig-Ansaugkanal stellt nun eine frühe und sichere Gemischaufbereiteng von solcher Güte sicher, daß selbst bei diesen Betriebszuständen der Brennkraffmaschine nur noch relativ geringe Schadstoffemissionen zu verzeichnen sind. Andererseits wird dadurch, daß die Heizeinrichtung nur während des Kaltstart und Warmlaufs der Brennkraftmaschine zur Wirkung kommt, erreicht, daß die sich bei höheren Leistungen der Brennkraftmaschine, durch die Gemischaufheizung nachteilig bemerkbar machende Verschlechterung des FEllungsgrades vermieden wird. Die Anordnung der Heizvorrichtung in dem Zweig-Ansaugkanal bewirkt schließlich, daß nur eine relativ geringe Gemischmenge aufgewärmt zu werden braucht und daß die dafür benötigte Energie ohne Schwierigkeiten der Bordbatterie des Fahrzeuges entnommen werden kann. Gemaß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollen die Heizwiderstände der elektrischen Heizvorrichtung durch selbstregelnde Ealbleiterelemente, beispielsweise durch sogenannte Kaltleiter, gebildet sein. Die Verwendung derartiger Halbleiterelemente stellt eine Aufheizung des an ihnen vorbeiströmenden Gemisches auf eine nahezu konstante, für eine günstige Gemischaufbereitung ausreichend hohe Endtemperatur sicher. Um dabei möglichst geringe Xrårmeverluste zu haben, kann der Zweig-Ansaugkanal eine Wärmeisolierung aufweisen.
- Um die Aufbereitung des Gemisches möglichst weit zu treiben, können zusätzlich zu der elektrischen Heizvorrichtung Mittel zur Zerstäubung des Kraftstoffes bei der Zufiihrung in den Zweig-Ansaugkanal vorgesehen sein. So kann beispielsweise die Start-Gemischbildungseinrichtung etwa nach dem Vorbild des oben bereits erwähnten deutschen Gebrauchsmusters 72 33 125 in Form eines äußerst feinzerstäubenden Vergasers oder aber auch als Einspritzvorrichtung ausgeführt sein, bei der z.B. eine elektrisch über einen mechanisch oder elektronisch gesteuerten Summer angetriebene. Menbranpumpe den Kraftstoff zu einer diesen zerstäubenden Düse transportiert. Die Zer-Stäubung dieses Kraftstoffes kann auch in an sich bekannter Weise mittels eines Ultraschallschwingers vorgenommen werden.
- Damit diese besondere Gemischaufbereitung nur während der Zeit des Kaltstart und Warmlaufs der Brennkraffmaschine erfolgt, soll die elektrische Heizvorrichtung zusammen mit dem Zweig-Ansaugkanal in Abhängigkeit von einer charakteristischen Temperatur der Brennkraftmaschine derart steuerbar sein, daß sie unterhalb einer vorgebenen Temperatur abgeschaltet werden.
- Bei Verwendung der besonders kritischen, niedrig siedenden Kraftstoffe kann weiter vorgesehen sein, daß in dem Zweig-Ansaugkanal auch die Leerlauf-Kraftstoffmenge zugeführt und aufbereitet wird.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird.
- Die Zeichnung stellt ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Kaltstart und Warmlaufeinrichtung dar, bei der mit 1 ein Eaupt-BuStansauglranal, mit 2 eine darin angeordnete Haupt-Gemischbildungseinrichtung und mit 3 eine nachgeschaltete Haupt-Drosselklappe bezeichnet sind. 4 stellt einen von dem Haupt-Ansaugkanal 1 abzweigenden ITebenkanal dar, in z.B.
- den eine/als 3rosselklappe 5 ausgebildete Absperrvorrichtung und eine über eine Kraftstoffpumpe 7 aus dem Kraftstofftank 8 mit Kraftstoff versorgte Einspritzdüse 6 angeordnet sind. In Strömungsrichtung hinter der Einspritzdüse 6 ist in dem Zweig-Ansaugkanal 4 eine elektrisch betriebene Heisvorrichtung 10 eingeschaltet, die aus der mit 9 bezeichneten Bordbatterie gespeist wird. Um Wärmeverluste weitgehend auszuschalten, ist der Zweig-Ansaugkanal 4 zumindest im-Bereich der Heizvorrichtung 10 mit einer Wärmeisolierung 11 versehen.
- Während im warmen Betriebs%ustand der Brennkraftmaschine der für deren Betrieb erforderliche Kraftstoff durch die Haupt-Gemischbildungseinrichtung 2 in den Haupt-Luftansaugkanal 1 eingeführt wird und dort für die Verbrennung in den hier nicht gezeigten Arbeitsräumen der Brennkraftmaschine aufbereitet wird, erfolgt die Zufuhr und Aufbereitung einer für den Kaltstart und Warmlauf vorgesehenen, zusätzlichen Kraftstoffmenge in dem Zweig-Ansaugkanal 4. Zu diesem Zweck wird die in dem Zweig-Ansaugkanal 4 angeordnete Absperrvorrichtung 5 durch eine Steuervorrichtung 12, beispielsweise in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine, geöffnet. Gleichzeitig erfolgt die Einsritzung der dem Kaltstart und Warmlauf zugeordneten Kraftstoffmenge über die Einspritzdüse 6, wobei zur Verbesserung der Aufbereitung eine möglichst gute Zerstäubung des Kraft stoffes angestrebt wird.
- Zu diesem Zweck könnte beispielsweise ein Ultraschallschwinger eingesetzt werden, der den zugeführten Kraftstoff optimal zerstäubt und verteilt, Anstelle einer Einspritzvorrichtung kann aber auch ein zweiter Vergaser vorgesehen sein. Hinter der Start-Gemischbildungseinrichtung ist dann die erfndungsgemäße elektrische Heizvorrichtung 10 angeordnet, die ebenfalls während des Kaltstarts und Warmlaufs in Betrieb ist und durch Vorwärmung des Gemisches dessen Aufbereitung und damit die Voraussetzung für eine vollständige und gute Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine auch bei Verwendung schwierig aufzubereitendar Kraftstoffe sicherstellt. ia der Zweigkanal 4 nur für den Durchsatz einer relativ kleinen Buft-bzw. Gemischmenge bemessen ist, benötigt diese elektrische Heizvorrichtung 10 relativ wenig Energie, zumal wenn der Zweigkanal gut wärmeisoliert ist. Diese Energie kann dann ohne weiteres der vorhandenen Fahrzeugbatterie entnommen werden. Als Heizwiderstände sind zweckmäßigerweise selbstregelnde Ealbleiterelemente, beispielsweise sog. Kaltleiter, vorgesehen, die sich selbsttätig auf eine konstante Temperatur einregeln, so daß unabhängig von dem Zustand der angesaugten Luft die Gemischaufheizung immer etwa auf eine konstante Endtemperatur vorgenommen wird. Diese Temperatur muß dabei so hoch liegen, daß auch bei der Verwendung von Kraftstoffen mit niedrigem Dampfdruck, wie beispielsweise des als Alternativ-Kraftstoff bevorzugten Methanols, eine so weitgehende Vorwärmung des Gemisches erreicht wird, daß eine einwandfreie Zündung und schadstoffarme Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine stattfindet. Bei Verwendung derartiger Brennstoffe kann diese Kaltstart und Warmlaufeinrichtung auch zur Aufbereitung der dem Leerlauf zugeordneten Kraftstoffmenge durch entsprechende Steuerung der Hauptdresselklappe 3 und der Nebendrosselklappe 5 herangezogen werden.
Claims (6)
1. Kaltstart- und Warmlaufeinrichtung für fremdgezündete, gemischverdichtende
Breniiiaftmaschinen mit einer in einem Haupt-Ansaugkanal angeordneten Haupt-Gemischbildungseinrichtung
und einer in einem die Haupt-Gemischbildungseinrichtung umgehenden, abschaltbaren
Zweig-Ansaugkanal angeordneten Start-Gemischbildungseinrichtung zur Zuführung und
Aufbereitung der dem Kaltstart und Warmlauf zugeordneten Kraftstoffmenge, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Zweig-Ansaugkanal (4) eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung
(10) vorgesehen ist.
2. Kaltstart- und Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizwiderstände der Zeizvorrichtung (10) durch selbstregelnde Halbleiterelemente
gebildet sind.
3. Kaltstart und Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zweig-Ansaugkanal (4) eine Wärmeisolierung (11) aufweist.
4. Kaltstart und Warmlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß mittel zur Zerstäubung des Kraftstoffes bei der Zuführung
in den Zweig-Ansaugkanal vorgesehen sind.
5. Kaltstart- und Warmlaufeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Zerstäubung des Kraftstoffes ein Ultraschallschwinger vorgesehen ist.
6. Kaltstart und Warmlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizvorrichtung (10) zusammen mit
dem Zlfeig-AnsaugZanal (4) in Abhängigkeit von einer charakteristischen Temperatur
der Brennkraftmaschine derart steuerbar ist, daß sie oberhalb einer vorgegebenen
Betriebstemperatur abgeschaltet werden.
Leerseite
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752536432 DE2536432A1 (de) | 1975-08-16 | 1975-08-16 | Kaltstart- und warmlaufeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19752536432 DE2536432A1 (de) | 1975-08-16 | 1975-08-16 | Kaltstart- und warmlaufeinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2536432A1 true DE2536432A1 (de) | 1977-02-24 |
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ID=5954053
Family Applications (1)
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DE19752536432 Withdrawn DE2536432A1 (de) | 1975-08-16 | 1975-08-16 | Kaltstart- und warmlaufeinrichtung |
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