DE2545430A1

DE2545430A1 - Vorrichtung zur beheizung eines saugrohres einer fremdgezuendeten brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2545430A1
Application number: DE19752545430
Authority: DE
Inventors: Alfred Hoser
Original assignee: Audi NSU Auto Union AG; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1975-10-10
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1977-04-21

Description

Vorrichtung zur Beheizung eines Saugrohres einer fremd-
gezündeten Brennkraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beheizung eines Saugrohres einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei der an den Wänden des Saugrohres ein elektrisches Heizelement mit einem positiven Temperatur-Koeffizienten vorgesehen ist, dessen Widerstand bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur nahezu sprunghaft ansteigt.
Eine derartige Vorrichtung zur Beheizung eines Saugrohres einer Brennkraftmaschine ist in der D?-OS 21 28 811 gezeigt.
Als Heizelement wird ein Halbleiterelement mit einer positiven Temperatur-Widerstands Kennlinie vorgeschlagen, welches ringförmig im Vergaser stromab der Drosselklappe angeordnet ist. Ringförmige Vorsprünge am Heizelement sollen den sich an den Wänden des Vergasers niederschlagenden Kraftstoff stauen, der dann durch die Wärme des Heizelementes verdampft.
Im Heizelement ist ein Luft-Aufheizraum vorgesehen, der einerseits durch eine Bohrung mit dem Saugrohr stromab der Drosselklappe und andererseits mit dem Ansaugsystem stromauf der Drosselklappe verbunden ist. Durch die meist vorherrschenden Druckunterschiede stromab und stromauf der Drosselklappe wird erwärmte Luft dem Kraftstoff-Luftgemisch zugeführt. Diese Beheizung ist relativ aufwendig und hat zudem den Nachteil, daß durch die ringförmigen Vorsprünge ein unerwünschter Strömungswiderstand im Kraftstoff-Luftgemisch-Kanal entsteht. Bei einer bekannten Saugrohrbeheizung (DT-OS 17 51 466) ist in der Bahn des aus dem Hauptansaugkanal kommenden Kraftstoff-Luftgemisches ein aus einem Heizwiderstand und einem aufheizbaren Bimetallschalter bestehendes Heizaggregat vorgesehen. Das Heizaggregat ist in einer Wandung des Ansaugrohres gegenüber dem vom Vergaser kommenden Rohrstutzen in einer entsprechenden Ausnehmung eingesetzt und mit einem Deckel gasdicht verschlossen.
Auch diese Einrichtung erzeugt im Saugrohr einen unerwünschten Strömungswiderstand.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und leistungsstarke Saugrohrbeheizung der eingangs genannten Art zu schaffen, die keinen Strömungswiderstand verursacht und die den sich an den Wänden des Saugrohres niederschlagenden Kraftstoff durch intensive Aufheizung schnell verdampft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das elektrische Heizelement aus einer großflächigen Platte besteht und zumindest teilweise den Boden des Saugrohres bildet.
Das elektrische Heizelement ist somit der inneren Kontur des Saugrohres angepaßt und verursacht keinen Strömungswiderstand.
Der bei kalter Brennkraftmaschine kondensierende Kraftstoff sammelt sich am Boden des Saugrohres, verteilt sich auf dem heißen Heizelement und wird durch den intensiven Wärme aus tausch schnell verdampft.
Eine weitere Verbesserung der Gemischaufbereitung kann dadurch erzielt werden, daß das Saugrohr zusätzlich in für sich bekannter Weise mit Wasser beheizt wird. Dann kann das elektrische Heizelement durch einen von der Temperatur der Brennkraftmaschine beeinflußten Schalter bei einer vorbestimmten Temperatur der Brennkraftmaschine abgeschaltet werden. Das elektrische Heizelement ist somit nur solange in Betrieb, bis das Kühlwasser der Brennkraftmaschine eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat und eine alleinige, ausreichende Beheizung des Saugrohres sicherstellt.
Schließlich kann die Stromzufuhr zu dem elektrischen Heizelement während des Startvorganges der Brennkraftmaschine unterbrochen sein. Die Stromaufnahme eines elektrischen Heizelementes mit einem positiven Temperatur-Koeffizienten ist bekanntlich inden ersten Sekunden sehr hoch. Mit der vorgeschlagenen Schaltung, die im Detail unterschiedlich ausgeführt sein kann und nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird vermieden, daß die Batterie gleichzeitig mit der hohen Stromaufnahme des elektrischen Andrehmotores bzw. Anlassers und der anfänglich hohen Stromaufnahme des elektrischen Heizelementes beaufschlagt wird.
Im nachstehenden ist die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Saugrohr in der Draufsicht, teilweise geschnitten nach Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 das erfindungsgemäße Saugrohr in der Seitenansicht, im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Temperatur-Widerstands Kennlinie des elektrischen Heizelementes, Fig. 4 einen elektrischen Schaltplan.
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Saugrohr 1 für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine, welches aus einem Sammelrohr 1a und vier Einzelrohren 1b besteht. An der offenen Seite des Sammelrohres 1a ist ein Vergaser 2 angeflanscht. Am Boden des Saugrohres 1 ist eine Ausnehmung 3 angebracht, in die ein Heizelement in Form einer großflächigen Platte 4 eingesetzt ist. Die großflächige Platte 4 setzt sich aus dem eigentlichen Heizelement 4a und einem Befestigungsflansch 4b zusammen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, gleicht sich das Heizelement 4a der Innenkontur des Saugrohres 1 an, so daß kein Strömungswiderstand entstehen kann, für die Positionierung der großflächigen Platte 4 sind im jeweiligen Anwendungsfall die geometrische Ausbildung des Saugrohres 1 und die Anbauverhältnisse, auch die der Vergaser, z.B. ob Fallstrom-oder Flachstromvergaser, zu berücksichtigen. Im Ausführungsbeispiel hat sich die Stelle in etwa senkrecht unterhalb des Vergasers im Sammelrohr 1a als besonders vorteilhaft herausgestellt, da hier durch die Umlenkung des Gemischstromes und durch die Schwerkraft die Kraftstofftröpfchen abgeschleudert werden.
Zur zusätzlichen Beheizung des Saugrohres 1 ist in etwa U-förmig um die großflächige Platte 4 ein Kanal 5 mit einem Zulauf- und einem Ablaufstutzen 6 und 7 für das Kühlwasser der Brennkraftmaschine angeformt. Bei einer Temperatur des Kühlwassers von beispielsweise 80 0C kann dann die elektrische Beheizung des Saugrohres 1 abgeschaltet werden.
Fig. 3 zeigt eine Temperatur-Widerstands Kennlinie des Heizelementes 4a mit positivem Temperatur-Koeffizienten. Daraus ist ersichtlich, daß das Heizelement 4a, eine Barium-Titanium Sinterkeramik, bis zu einer Temperatur von 120 0C einen sehr niedrigen Widerstand aufweist und deshalb- bei einer dementsprechend hohen Stromaufnahme innerhalb weniger Sekunden eine Temperatur von 120 0C erreicht. Bei dieser Temperatur steigt der Widerstand nahezu sprunghaft auf einen Wert an, der eine weitere Aufheizung des Heizelementes 4a verhindert. Der Knickpunkt der Kennlinie kann bei Erfordernis, beispielsweise wenn aus räumlichen Gründen die Aufheizfläche des Heizelementes 4a kleiner gewählt werden muß, durch geeignete Werkstoffwahl auf eine höhere Temperatur verschoben werden. Gegebenenfalls kann dadurch auch das Leistungspotential der elektrischen Anlage mitberücksichtigt werden.
Eine elektrische Schaltung zum Abschalten des Heizelementes während des Anlassens der Brennkraftmaschine und nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers ist in Fig.4 schematisch dargestellt. Das Heizelement 4a liegt einerseits am Minuspotential und andererseits über die Schaltstrecke eines Relais 8 am Pluspotential einer Stromquelle 9.
Ebenfalls am Pluspotential der Stromquelle 9 angeschlossen ist ein beweglicher Kontakt 10a eines Zündschalters 10.
Der bewegliche Kontakt 10a schleift in Schaltstellung O (Zündung aus), I (Zündung ein) und II (Anlaßstellung) über die festen Kontakte 11, 12, 13 und 14. Dabei beaufschlagt er in der Stellung I die Kontakte 12 und 13 mit Pluspotential. Da an dem Kontakt 12 die Erregerspule 8a des Relais 8 angeschlossen ist, zieht dieses an und die Saugrohrbeheizung ist eingeschaltet.
In der Stellung II des Zündschalters 10 sind nur die Kontakte 13 und 14 mit Pluspotential beaufschlagt. Der Kontakt 14 ist mit dem Anlasser der Brennkraftmaschine verbunden, während am Kontakt 13 unter anderem die Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Dementsprechend ist die Saugrohrbeheizung während des Anlaßvorganges abgeschaltet. Weiter ist in der minusseitigen Zuleitung der Erregerspule 8a ein Thermoschalter 15 angeordnet, der bei einer vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers die minusseitige Zuleitung unterbricht und damit ebenfalls die Saugrohrbeheizung abschaltet. Der Thermoschalter 15 kann ein Bimetallschalter oder ein moderner Halbleiterschalter sein und an geeigneter Stelle im Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine oder im Luftstrom eines zusätzlichen Ventilators eingesetzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Der Kanal 5 für die Wasserbeheizung des Saugrohres 1 könnte auch unterhalb des Heizelementes 4 verlaufen. Das Heizelement 4 könnte von der offenen Seite des Sammelsaugrohres 1a in eine dafür vorgesehene Mulde, beispielsweise durch Kleben, eingesetzt werden. Dabei könnten auch mehrere, kleine Heizelemente 4a eine großflächige Platte bilden.

Claims

Patentansprüche: ¼ 1. Vorrichtung zur Beheizung eines Saugrohres einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine, bei der an den Wänden des Saugrohres ein elektrisches Heizelement mit einem positiven Temperatur-Koeffizienten vorgesehen ist, dessen Widerstand bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur nahezu sprunghaft ansteigt, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement aus einer großflächigen Platte (4) besteht und zumindest teilweise den Boden des Saugrohres (1) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (1) zusätzlich in für sich bekannter Weise mit Wasser beheizt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (4a) durch einen von der Temperatur der Brennkraftmaschine beeinflußten Schalter (Thermoschalter 15) bei einer vorbestimmten Temperatur der Brennkraftmaschine abgeschaltet wird.
4. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhr zu dem elektrischen Heizelement (4a) während des Startvorganges der Brennkraftmaschine unterbrochen ist.