DE2703720A1

DE2703720A1 - Einrichtung zum vorwaermen des ansauggemisches einer vergaser-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2703720A1
Application number: DE19772703720
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Abthoff; Ludwig Dipl Ing Fricker; Juergen Dipl Ing Lammer
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1977-01-29
Filing date: 1977-01-29
Publication date: 1978-08-03
Also published as: JPS5395424A; US4186705A

Description

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Daiifller-Benz Aktiengesellschaft -SS (7)

Stuttgart-Untertürkheim Daim 11 332/4

S 28.1.77

Einrichtung zum Vorwärmen des Ansauggemisches einer Vergaser-Brennkraftmaschine

Us ist bekannt, das die Ansaugleitung durchströmende Gemisch von Luft und Kraftstoff einer Brennkraftmaschine unter Ausnutzung der Abgaswärme vorzuwärmen, und zwar vor allem beim Kaltstart, wo die bei noch kalter Brennkraftmaschine vorhandenen Temperatüren der angesaugten Luft und des dieser vom Vergaser zugeführten Kraftstoffes noch nicht dazu ausreichen, den letzteren hinreichend zu verdampfen. Demgegenüber kann bei warmgelaufener Brennkraftmaschine erfahrungsgemäß mit einer ausreichend vollständigen Verdampfung des Kraftstoffes in der Verbrennungsluft gerechnet werden, so daß in diesem Falle eine Vorwärmung des angesaugten Gemisches unnötig und im Hinblick auf den dadurch verringerten volumetrischen Wirkungsgrad auch unerwünscht ist.

Die Vorwärmung des angesaugten Gemisches wurde zunächst unmittelbar durch Abgase bekannt, die einer Außenwandungsstelle des Ansaugrohres durch eine Abgas-Zweigleitung und eine Drosselklappensteuerung zugeführt wurden. Indessen ist eine solche Ausbildung der Einrichtung zum Vorwärmen des Ansauggemisches insofern nachteilig, als die beim Betrieb der Brennkraftmaschine ständig den heißen Abgasen ausgesetzte Drosselklappe in ihrer Lagerung zu schnell korrodiert.

Durch eine der Gattung des Patentanspruchs 1 entsprechende, durch die DT-OS 2 418 543 bekannte Einrichtung wird der vorgenannte Mangel vermieden. Indessen ist auch diese Einrichtung in der bisher bekanntgewordenen praktischen Anwendung noch nachteilig, v/eil die Wärmeabgabezone des Wärmerohres dort die Form

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eines in der Ansaugleitung befindlichen Röhren-Wärmetauschers hat, durch den ein entsprechender Druckabfall und eine entsprechende Leistungseinbuße der Brennkraftmaschine unvermeidlich ist. überdies sind solche Einrichtungen mit Uärmerohren entsprechend den offenbarten Ausführungsbeispielen dieser Druckschrift bisher nur an Gegenstrommotoren bekanntgeworden, bei denen das Wärmerohr von einer unteren Abgasleitung nach oben zu dem das darüber befindliche Ansaugrohr durchsetzenden Wärmetauscher führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte Einrichtung so zu vervollkommnen, daß durch sie keine nennenswerte Drosselung des angesaugten Gemisches mehr erfolgen und sie überdies unabhängig von der Anordnung der Ansaug- und Abgasleitungen an allen Arten von Brennkraftmaschinen angewendet werden kann.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 niedergelegte Lehre gelöst.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß bei der vorgeschlagenen Ausbildung der Wärmeabgabezone des Wärmerohres als das Ansaugrohr im unmittelbaren Anschluß an den Vergaser teilweise umfassenden flachen Kondensatormantel schon auf diese Weise eine vollständige Verdampfung des im Kraftstoff-Luftgemisch noch unverdampft verbliebenen Kraftstoffanteils erreicht werden kann, ohne daß der Ansaugstrom des Gemisches dabei eine nennenswerte Drosselung erfahren würde. Überdies ist die so ausgebildete Vorwärmeinrichtung nicht an eine bestimmte Lage des Wärmerohres gebunden und kann deshalb an allen Arten von Brennkraftmaschinen mit Ansaug- und Abgasleitungen angewendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

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Fig. 1 eine mit einem Querstrom-Zylinderkopf versehene und mit der Vorwärmeinrichtung für das Ansauggemisch ausgerüstete Brennkraftmaschine in einer schematisch gehaltenen Stirnansicht;

Fig. 2 eine gleiche Ansicht einer gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelten Brennkraftmaschine;

Fig. 3 das Ansaug-Rohrsystem nebst Vergaser der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 2 in einer Draufsicht.

Der Zylinderkopf 1 der in Fig. 1 lediglich angedeuteten Vergaser-Brennkraftmaschine 2 ist als Querstrom-Zylinderkopf ausgebildet, auf dessen einer Seite das Ansaug-Rohrsystera 3 und auf dessen anderer Seite das Abgas-Leitungssystem 4 angeordnet ist. Von den Arbeitszylindern münden in je einen zum Abgas-Leitungssystem 4 gehörigen Auspuffstutzen 5 Auslaßkanäle 6, von denen in Fig. 1 einer geschnitten dargestellt ist. In mindestens einen und gemäß Fig. 1 in den geschnitten dargestellten Auslaßkanal 6 ragt ein den Zylinderkopf 1 von dessen Ansaugseite her durchsetzendes Wärmerohr 7 üblicher Ausführung mit seinem einen Ende hinein, das zugleich eine als Verdampfer 8 ausgebildete Wärmeaufnahmeζone enthält. Das andere Ende des Wärmerohres 7 führt in einer Wärmeabgabezone unterhalb des als Fallstromvergaser ausgebildeten Vergasers 9 zu einem unmittelbar an den Vergaseraustritt anschließenden unteren Teil des dortigen Ansaugrohres 10, wo es den Strömungskanal desselben entlang einem Wandflächenbereich 11 bei Freilassung des Hauptteiles des Rohrquerschnittes umfaßt. Die Wärmeabgabezone ist dabei als diesen Wandflächenbereich umfassender flacher Kondensatormantel 12 ausgebildet.

Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten, dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechenden Brennkraftmaschine, die sich von der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen durch eine Ausbildung des Vergasers 9 als Horizontalvergaser unterscheidet, sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 ge-* kennzeichnet. Das Wärmerohr 7 ragt in diesem Falle mit seinem

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Verdampfer 8 unmittelbar in das Abgas-Leitungssystem 4 hinein, während es mit seinem als flacher Kondensatormantel 12 ausgebildeten Kondensator einerseits unterhalb des an den Vergaser seitlich anschließenden Ansaugrohres 10 unmittelbar bis an den Vergaser 9 heranreicht und anderseits an der dem Vergaser 9 abgelegenen Seite des Ansaugrohres 10 entlang dessen Wandung hochgezogen ist.

Bei beiden Ausführungsbeispielen bildet der flache Kondensatormantel 12 zugleich eine bei der bisher üblichen Gemischvorwärmung durch an das Ansaugrohr unmittelbar herangeführte Abgase als "Hot-Spot" bezeichnete Vorwärmstelle, die schon nach einer ersten Betriebszeit der Brennkraftmaschine jegliches Niederschlagen flüssiger Kraftstoffteilchen im Ansaug-Rohrsystem ausschließt, ohne dabei den Ansaugquerschnitt einzuengen. Selbstverständlich wird dabei die den Saugrohrquerschnitt umfassende Saugrohrwandung unmittelbar durch einen liandteil des flachen Kondensatormantels 12 gebildet, wobei das die VJärmeabgabezone bildende Ende des Wärmerohres 7 gemäß Fig. 1 in das Ansaugrohr 10 eingebettet sein kann. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr guter Wärmeübergang mit relativ großer Übertragungsfläche und beim Kaltstart eine sehr geringe Ansprechzeit der Heizvorrichtung.

Durch eine geeignete Auswahl des Wärmerohres und von dessen Wärmeübertragungsmedium kann erreicht werden, daß unabhängig von der Wärmezufuhr auf der Verdampferseite auf der Kondensatorseite eine konstante Wärmemenge abgegeben wird. Dadurch wird im Vollastbereich eine zu starke Erwärmung des Ansauggemisches, die den volumetrischen Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine herabsetzen würde, vermieden.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorwärmeinrichtung versehene Brennkraftmaschine könnte ohne Schmälerung der erzielten vorteilhaften Wirkung der Vorwärmeinrichtung auch in irgendeiner anderen Weise, beispielsweise als Gegenstrommotor oder mit irgendeiner anderen Vergaserkonstruktion ausgebildet sein.

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Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft -SS (7)

Stuttgart-Untertürkheim Daim.11.332^4

Einrichtung zum Vorwärmen des Änsauggemisches einer Vergaser-Brennkraftmaschine mit einem von einer Stelle des Abgas-Leitungssystems zu einer Stelle des Ansaug-Rohrsystems führenden, einerseits eine Wärmeaufnahmezone und anderseits eine Wärmeabgabezone aufweisenden Wärmerohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (7) von seiner Wärmeaufnahmezone (Verdampfer 8) aus bis zu einem unmittelbar an den Vergaseraustritt anschließenden unteren Teil des Ansaugrohres (10) führt und in seiner Wärmeabgabezone den Strüwuncjskanal dieses Rohres entlang eincra Wandflächenbereich (11) bei Freilassung des Ilauptteiles des Rolirquerschnittes mit einen flachen Eonclensatoriaantel (12) von unten her teilv/eise umfaßt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Kondensatormantel (12) von der Unterseite des an den Vergaser (9) snschließenden Ansaugrohres (10) entlang zumindest einer von dessen Seitenwänden hochgezogen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (7) den Zylinderkopf (1) einer mit einem Querstrom-Zylinderkopf versehenen Brennkraftmaschine durchsetzt.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (7) mit seiner Wärmeaufnahmezone (Verdampfer 8) in einen aus einem Arbeitszylinder heraus führenden Auslaßkanal (6) der Brennkraftmaschine (2) hineinragt.

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5. einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmerohr (7) mit seiner Wärmeauf nahiuezone (Verdampfer 8) in an sich bekannter Uoise in einen Teil des Abgas-Leitungssystems (4) hineinragt.

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