DE2743134C2 - Einrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft für luftverdichtende Brennkraftmaschinen - Google Patents
Einrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft für luftverdichtende BrennkraftmaschinenInfo
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- DE2743134C2 DE2743134C2 DE2743134A DE2743134A DE2743134C2 DE 2743134 C2 DE2743134 C2 DE 2743134C2 DE 2743134 A DE2743134 A DE 2743134A DE 2743134 A DE2743134 A DE 2743134A DE 2743134 C2 DE2743134 C2 DE 2743134C2
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- F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
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Description
45
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft für luftverdichtende Brennkraftmaschinen
mit einer Einspritzdüse und einer Zündeinrichtung in der Luft-Ansaugleitung der Brennkraftmaschine,
wobei eine im Kraftstoffördersystem vorliegende Kraftstofförderpumpe mit einer Hochdruck-Einspritzpumpe
verbunden ist, welche den Kraftstoff zu den einzelnen Einspritzventilen, die bei
einem vorbestimmten Druck öffnen, an den Zylindern über Hochdruckleitungen zuführt und bei der das
Kraftstoffördersystem durch verschließbare Abzweigleitungen, die zu einer die Vorwärmeinrichtung mit
Kraftstoff versorgenden Sammelleitung zusammengefaßt sind, mit der Vorwärmeinrichtung verbunden ist.
Einrichtungen zum Vorwärmen der Ansaugluft, die im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine angeordnet sind
und hauptsächlich als Starthilfe, insbesondere bei kaltem Motor dienen, sind in vielen Variationen hinreichend
bekannt. Sie bestehen im allgemeinen aus einem Glühkörper, an dem die Ansaugluft vorbeigeführt und t=>
damit vorgewärmt wird, oder aus einer Zündkerze und einer Kraftstoffeinspritzdiise bzw. einem Brenner, in
dem ein Teil der angesaugten Luft zur Verbrennung des
eingespritzten Kraftstoffes herangezogen wird, deren Abgas sich dann mit der übrigen Frischluft vermischt,
diese erwärmt und schließlich zusammen mit dieser in die Zylinder eintritt.
Bei den letztgenannten Vorwärmeinrichtungen wird der Kraftstoff entweder durch eine separate Pumpe
zum Brenner geführt oder man verwendet hierfür, wie beispielsweise aus der DE-AS 15 76 017 (vergleiche
Beschreibungseinleitung) hervorgeht, die im Kraftstoffsystem vorgesehene Kraftstofförderpumpe, «<obei die
zum Brenner führende Sammelleitung unmittelbar hinter der Kraftstofförderpumpe abgezweigt wird.
Durch ein Ventil, vorzugsweise ein Magnetventil, ist der Brenner bzw. die Kraftstoffzufuhr zum Brenner ein- und
ausschaltbar. Eine im Prinzip ähnliche Anordnung ist auch durch die DE-OS 21 39 412 bekannt
Um den Motor nach Durchdrehbeginn möglichst schnell auf die für den Start erforderliche Temperatur zu
bringen, ist es zweckmäßig, im Ansaugsystem einen Heißgaserzeuger zu verwenden, durch den ein möglichst
hoher Prozentsatz der angesaugten Luft zur Verbrennung einer entsprechenden Kraftstoffmenge
benutzt und dadurch erwärmt wird. Die Ausnutzung nahezu der gesamten Ansaugluft zu einer Verbrennung
im Ansaugsystem hat allerdings zur Folge, daß die Zylinder während des Vorwärmens nur mit Abgasen
gefüllt werden, so daß ein Starten des Motors während dieser Zeit nicht odsr nur sehr schlecht möglich ist. Aus
diesem Grunde wurde schon vorgeschlagen, den Anlaßvorgang in zwei Phasen zu unterteilen, und zwar
in die »Vorwärmung« und anschließend den »Start zum Motorselbstlauf«. So erreicht man eine möglichst kurze
Anlaßzeit, die sogar noch weiter verkürzt werden kann, v;nn der Motor durch entsprechende Umschaltung der
Ventilsteuerung während der Vorwärmzeit statt im Viertakt alls Luftpumpe im Zweitakt arbeitet, weil
dadurch die doppelte Luftmenge durch die Zylinder gefördert wird.
Für die Heißgaseizeuger verwendet man üblicherweise eine Einspritzdüse und ist bestrebt, eine schnelle
Vermischung des Kraftstoffes mit oer Luft zu erreichen, was nur durch eine feine Zerstäubung des Kraftstoffes
möglich ist. Eine feine Zerstäubung wiederum setzt einen hohen Einspritzdruck voraus, der durch die
Kraftstofförderpumpe nicht f:rreichbar ist.
Außerdem bereitet die Dosierung der in den Brenner einzuspritzenden Kraftstoffmenge bei einer kontinuierlichen
Kraftstoffzufuhr — vor allem bei kleinen Kraftstoffmengen, wie sie für Motoren mit kleinem
Luftdurchsatz notwendig sind — Schwierigkeiten, weil durch den für eine gute Zerstäubung gegebenen
Mindestdruck und den fertigungstechnisch gegebenen Mindestdurchmesser der Düsenbohrung die untere
Grenze des Kraftstoffdurchsatzes gegeben ist.
Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Vorwärmeinrichtung für Brennkraftmaschinen
der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß an der Einspritzdüse des
Brenners während der Vorwärmung ein möglichst hoher Druck vorhanden ist, durch den eine gute
Zerstäubung des Kraftstoffes und damit Vermischung mit der Ansaugluft erfolgt und daß die Kraftstoffzufuhr
dosierbar ist.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abzweigleitungen von den Hochdruckleitungen
abgezweigt werden, daß alle Abzweigleitungen beim Durchdrehen des Motors einzeln hintereinander mit der
Sammelleitung verbindbar sind und die Vorwärmein-
richtung intermittierend mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgen, und daß die Einspritzventile
an den einzelnen Zylindern derart ausgelegt sind, daß sie die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern
nur freigeben, wenn alle Abzweigleitungen zur Vor-Wärmeinrichtung abgeschlossen sind.
Durch diese Anordnung wird die zur Vorwärmeinrichtung
führende Sammelleitung während der Vorwärmung des mit Hilfe des Anlassers durchzudrehenden
Motors über die Abzweigleitungen und die zu den Einspritzventilen führenden Hochdruckleitungen direkt
von der Hochdruck-Einspritzpumpe gespeist, wobei die Drosselwirkung der Einspritzdüse in der Vorwärmeinrichiung
und/oder der Öffnungsdruck eines dort eingebauten Einspritzventits so eingestellt ist, daß der
maximale Druck in der Sammelleitung den Öffnungsdruck der Zylinder-Einspritzventüe nicht übersteigt
Beim Durchdrehen des Motors sind zunächst aile Hochdruckleitungen zu den Zylinder-Einspritzventilen
mit Hilfe der Vorspannkräfte der Einspritzventil-Fedem
abgesperrt und die Sammelleitung wird durch alle Pumpenelemente nacheinander intermittierend mit
Kraftstoff versorgt. Nach Beendigung des Anwcrmvorganges
werden die Abzweigleitungen automatisch in Abhängigkeit von der Temperatur der maßgebenden
Motorteile oder anderen Parametern abgesperrt, der Druck in den Hochdruckleitungen zu den Zylinder-Einspritzventilen
erreicht wieder die zum öffnen der Zylinder-Einspritzventile notwendige Höhe, die Kraftstoffzuhr
zu den einzelnen Zylindern wird freigegeben, so daß die zweite Phase, nämlich der Start zum
Selbstlauf, eingeleitet werden kann.
Die Einstellung der Kraftstoffmenge und ihre evtl. notwendige Anpassung an den mit zunehmender
Aufheizung sich vermindernden Luftdurchsatz während der Vorwärmung erfolgt dabei, was ein weiterer Vorteil
ist, mittels des in der Hochdruck-Einspritzpumpe vorhandenen Regelorganes.
Sehr einfach läßt sich die Erfindung bei einer Verteilereinspritzpumpe verwirklichen, bei der alle
Hochdruckleitungen, die zu den Einspritzventilen an den Zylindern führen, durch einen drehbaren und
verschiebbaren, in der Einspritzpumpe angeordneten Pumpen- und Verteilerkolben einzeln der Reihe nach
beaufschlagbar und wieder abschließbar sind. In diesem Falle erübrigen sich nämlich die Abzweigleitungen,
denn sie werdsn zwangsläufig durch den Druckraum in der Hochdruck-Einspritzpumpe gebildet, so daß die
Sammelleitung für die Vorwärmeinrichtung lediglich mit diesem verbunden werden muß. Die die einzelnen
Abzweigleitungen verschießenden Abschlußorgane entfallen ebenfalls, sie werden durch ein einziges, in der
Sammelleitung angeordneter Abschlußorgan ersetzt, das evtl. als Mehrwegventil ausgebildet sein kann und
nach dem Vorwärmen die Sammelleitung mit der Leckölleitung verbindet.
Weitere Einzelheiten können der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden. Die Figur zeigt einen Teil einer Verteiler-Einspritzpumpe
im Schnitt mit der im Ansaugsystem angeordneten, zur Vorwärmeinriehfung gehörenden Einspritzdüse.
Die Verteiler-Einspritzpumpe 1 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 2, in dem ein Verteilerkolben 3
drehbar und verschiebbar gelagert ist und einem rund um den Zylinder 2 angeordneten, fest mit diesem
verbundenen Gehäuse 4. Im Gehäuse 4 berindet sich eine Füllbohrung 5, durch die der Kraftstoff von der
nicht dargestellten Kraftstofförderpumpe her über im Verteilerkolben 3 eingearbeitete Nuten 6 in den
Druckraum 7 der Verteiler-Einspritzpumpe 1 gelangt Durch ein automatisch betätigbares Magnetventil 8 ist
die Füllbohrung 5 kurzzeitig abschließbar. Das Gehäuse 4 weist rund um den Zylinder 2 herum für jeden Zylinder
des Motors eine Hochdruckleitung 9 auf, die in Verlängerung zu jeweils einem Zylinder-Einspritzventil
to führen und in denen jeweils ein als Entlastungsventil ausgebildetes Rückschlagventil 11 vorgesehen ist
Durch eine im Verteilerkolben 3 angebrachte Radialbohrung 12 und eine Axialbohrung 13 ist jeweils eine
Hochdruckleitung 9 mit dem Druckraum 7 verbindbar, wodurch dem zugehörigen Zylinder-Einspritzventil 10
Kraftstoff zugeführt wird. Unmittelbar vom Druckraum 7 führt eine Sammelleitung 14 zur Einspritzdüse oder
Einspritzventil 18 der im Ansaugsystem des Motors angeordneten Vorwärmeinrichtung. In der Sammelleitung
ist ein Absperr- bzw. Umschaltventil 15 sowie ein als Entlastungsventil ausgebildetes Rückschlagventil 16
eingebaut Schließlich kann vom Umschaltventil 15 noch eine Leckölleitung 17 zurück zum KraftstoffbehSlter
führen.
Beim Anlassen des Motors wird dieser durch den batteriegespeisten Anlasser angetrieben, die Kraftstoffförderpumpe
liefert der Verteiler-Einspritzpumpe 1 über die offene Füllbohrung 5 Kraftstoff, der über die
Nuten 6 in den Druckraum 7 gelangt und durch den hin- und hergehenden Verteilerkolben 3 ausgeschoben wird.
Das Umschaltventil 15 ist geöffnet, so daß der Kraftstoff
durch die Sammelleitung 14 zur Einspritzdüse bzw. Einspritzventil 18 in der Vorwärmeinrichtung gelangt,
wo er sich fein zuerstäubt mit der Ansaugluft vermischt und das brennbare Gemisch durch eine Hochspannungs-Zündanlage
entzündet wird. Die Zylinder-Einspritzventile 10 sind derart eingestellt, daß sie sich auf
keinen Fall öffnen, so lange die Vorwärmeinrichtung in Betrieb ist Haben die luftführenden Motorbauteile die
für eine Zündung ausreichende Temperatur erreicht, wird die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzdüse 18 durch das
Umschaltventil 15, welches temperaturabhängig gesteuert ist, gesperrt. Das Magnetventil 8 schließt
gleichzeitig kurzzeitig die Füllbohrung 5, der Motor läuft daher einige Arbeitsspiele ohne Krafstoffzufuhr,
bis die durch die Vorwärmung in die Zylinder eingebrachten Abgase ausgeschoben sind. Danach
öffnet das Magnetventil 8 wieder, aus dem nunmehr abgeschlossenen Druckraum 7 wird der Kraftstoff durch
den Verteilerkolben über die Längsbohrung 13, die Radialbohrung 12, die je nach der Drehstellung des
Verteilerkolbens 3 mit dieser in Verbindung stehende Druckleitung 9 und das jeweils in ihr vorgesehene
Entlastungsventil 11 zu den Einspritzventilen 10 gefördert, so daß die Kraftstoffeinspritzung in die
einzelnen Zylinder der Reihe nach erfolgt. Gleichzeitig erfolgt der Start des Motors zum Selbstlauf.
Es sei ausdrücklich erwähn!, daß das Ausführungsbeispiel
zum besseren Verständnis an einer der einfachsten Einspritzpumpen besehrieben wurde, bei der sieh
besondere Abzweigleitungen von den Hochdruckleitungen 9 erübrigen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einrichtung zum Vorwärmen der Ansaugluft für
luftverdichtende Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzdüse und einer Zündeinrichtung in der
Luft-Ansaugleitung der Brennkraftmaschine, wobei eine im Kraftstoifördersystem vorliegende Kraftstofförderpumpe
mit einer Hochdruck-Einspritzpumpe verbunden ist, welche den Kraftstoff zu den
einzelnen Einspritzventilen, die bei einem vorbe-10 stimmten Druck öffnen, an den Zylindern über
Hochdruckleitungen zuführt und bei der das Kraftstoffördersystem durch verschließbare Abzweigleitungen,
die zu einer die Vorwärmeinrichtung mit Kraftstoff versorgenden Sammelleitung zusammengefaßt sind, mit der Vorwärmeinrichtung
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigleitungen von den Hochdruckleitungen
(9) abgezweigt werden, daß alle Abzweigleitungen beim Durchdrehen des Motors einzeln
hintereinander mit der Sammelleitung (14) verbindbar sind uad die Vorwärmeinrichtung intermittierend
mit unter hohem Druck stehendem Kraftstoff versorgen, und daß die Einspritzventile (10) an den
einzelnen Zylindern derart ausgelegt sind, daß sie die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern nur
freigeben, wenn alle Abzweigleitungen zur Vorwärmeinrichtung abgeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der alle Hochdruckleitungen durch einen drehbaren und
verschiebbaren, in der Hochdruck-Einspritzpumpe vorgesehenen Verteilerkolben einzeln beaufschlagbar
und wieder abschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweir'-eitungen unmittelbar
durch den Druckraun: (7) in der Hochdruck-Einspritzpumpe (1) gebildet werdf ■% daß die Sammelleitung
(14) direkt mit dem Druckraum (7) in Verbindung steht, und daß die die Abzweigleitungen
verschließenden Abschlußorgane als ein in der Sammelleitung (14) vorgesehenes Abschlußorgan
(15) ausgebildet sind.
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