DE3104158A1 - "brennstoffverdampfer fuer brennkraftmaschine" - Google Patents
"brennstoffverdampfer fuer brennkraftmaschine"Info
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Description
Brennstoffverdampfer für Brennkraftmaschine.
Die Erfindung "bezieht sich auf einen im Luft-Brennstoff-Kanal
einer Brennkraftmaschine angeordneten Brennstoffverdampfer, der ein Heizelement aufweist, welches aus einem
keramischen Werkstoff hergestellt ist, das einen positiven Widerstandstemperaturkoeffizienten hat.
Derartige Keramikwerkstoffe, wie Bariumtitanat (im folgenden PTC-Keramik genannt)habensolche Eigenschaften, dass sie wenn
Strom angelegt wird, Wärme erzeugen und wenn seine Temperatur einen vorbestimmten Wert (Curie-Temperatur genannt) erreicht,
erhöht sich sein elektrischer Widerstand. Unterhalb der Curie-Temperatur nimmt die PTC-Keramik eine grosse Strommenge
auf, so dass es die Curie-Temperatur schnell erreicht. Oberhalb der Curie-Temperatur wird der elektrische Widerstand
sehr gross, und die PTC-Keramik nimmt nur eine geringe Strommenge auf, so dass die PTC-Keramik nicht überhitzt wird. Auf
diese Weise stellt die PTC-Keramik ihre Temperatur selbst auf etwa Curie-Temperatur ein.
Daher kann bei Verwendung von PTC-Keramik als Heizelement zum Ingangsetzen der Verdampfung des der Brennkraftmaschine zugeführten
Brennstoffes der Brennstoff bei Kaltstart schneller erhitzt werden, im Vergleich mit anderen Heizquellen, wie
Abgas oder Haschinenkühlwasser.
Ein Beispiel eines PTC-Keramik verwendenden Brennstoffverdampfers
ist in der US-PS 41 41 327 dargestellt. Bei dem Brennstoffverdampfer gemäss dieser Druckschrift ist ein mit
einer grossen Anzahl von offenen Durchgängen versehener PTC-Keramildcörper
in der Luft-Brennstoff-Leitung angeordnet, um· das gesamte durch diese strömende Luft-Brennstoff-Gemisch su
erhitzen.
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Ein diesem bekannten Brennstoffverdampfer anhaftendes Problem ist, dass der Strömungswiderstand des Luft-Brennstoff-Gemisches
durch die Anordnung des PTC-Keramikkörpers in der Luft-Brennstoff
-Leitung erhöht wird. Ein anderes Problem ist es, dass die! Temperatur des PTC-Keramikkörpers nicht schnell an-
' duz* cli (äiö
steigt, da der PTO-Keramikkörper durch die/Luft-Brennstoff-Leitung
strömende Luft gekühlt wird. Daher ist eine grosse Menge elektrischen Stromes erforderlich, um die Temperatur
des PTC-Keramikkörpers stetig ansteigen zu lassen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, einen mit einem Heizelement aus PTO-Keramik versehenen Brennstoffverdampfer
zu schaffen, der den Strömungswiderstand eines durch eine Luft-Brennstoff-Leitung strömenden Luft-Brennstoff
-Gemisches nicht erhöht, und der nicht durch das Luft-Brennstoff -Gemisch gekühlt wird.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen Brennstoffverdampfer zu schaffen, bei welchem die Temperatur
durch eine geringe Menge elektrischen Stromes schnell erhöht wird.
Noch eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen Brennstoffverdampfer zu schaffen, der wirkungsvoll
die unverdampften Brennstoffteilchen verdampft, die entlang
der Wandfläche der Luft-Brennstoff-Leitung als Brennstofffilm
strömen.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen Brennstoffverdampfer zu schaffen, der leicht in einer
Luft-Brennstoff-Leitung installiert werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher -erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
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Pig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform,
Pig. 2 einen Querschnitt entlang der linie II - II in Pig.1, Pig. 3 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform,
Pig. 4 einen Querschnitt entlang der linie IV - IV in Pig.3, Pig. 5 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform,
Pig1. 6 einen Querschnitt entlang der linie VI-VI in Pig.5,
Pig. 7 einen Axialschnitt durch eine vierte Ausführungsform,
Pig. 8 einen Axialschnitt durch eine fünfte Ausführungsform, Pig. 9 einen Axialschnitt durch eine sechste Ausführungsform,
Pig.10 einen Querschnitt entlang der linie X - X in Pig. 9>
und
Pig.11 und 12 Querschnitte ähnlich Pig. 10 durch weitere Ab-Y/andlungsformen
der sechsten Ausführungsform.
Der Brennstoffverdampfer "besteht aus einem Metallteil, das
sich aus einem Rohrabschnitt und einem am oberen Ende des
Rohrabschnittes ausgebildeten Planschabschnitt zusammensetzt
und aus einem aus PTC-ICeramik hergestellten Heizelement, welches
dicht an der Aussenflache des Metallteiles anliegt.
Der Rohrabschnitt des Metallteiles ist entlang der Luft-Brennstoff
-Leitung angeordnet, und der Planschabschnitt ist an der Luft-Brennstoff-Leitung befestigt.
Wenn der unverdampfte Brennstoff, der in der Luft-Brennotoff-Leitung
strömt an einem Drosselventil vorbeigeht, welches in der Luft-Brennstoff-Leitung angeordnet ist, wird der grössere
den unverdampften Brennstoffes an der Wand der Luft-
Brennstoff-Leitung anhaften und als Brennstoffilm nach unten strömen. « Λ A A „
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Dieser filmförmige Brennstoffstrom wird von dem Flanschabschnitt
des Metallteils aufgenommen und strömt dann entlang des Rohrabschnitts des Metallteiles nach, unten.
Bei diesem Vorgang wird der unverdampfte Brennstoff durch das Metallteil, auf welches die Wärme vom Heizelement übertragen
wird, erhitzt und so verdampft.
Bei diesem Brennstoffverdampfer ist das Metallteil entlang der Wand der Luft-Brennstoff-Leitung angeordnet. Daher ist
der Strömungswiderstand des Luft-Brennstoff-Gemisches nicht
erhöht, und der Brennstoffverdampfer wird durch das durch
den Luft-Brennstoff-Kanal strömende Luft-Brennstoff-Gemisch
kaum abgekühlt.
Ferner wird bei diesem Brennstoffverüampfer nur der filmförmige
Brennstoffstrom erhitzt und keine Wärme für die Erwärmung der Luft verbraucht, die durch den mittleren Teil des Luft-Brennstoff
-Kanals strömt.
Daher kann der unverdampfte Brennstoff wirkungsvoll durch
eine geringe Menge elektrischen Stromes verdampft werden. Darüber hinaus wird, da der filmförmige Brennstoffstrom, der
entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals nach unten strömt, durch den Flanschabschnitt des Metallteiles und dann durch
dieses erhitzt wird, der filmförmige Brennstoffstrom wirkungsvoll verdampft.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand verschiedener Auoführungsformen erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungform. Bei einem
Vergaser 1 ist eine nicht dargestellte Hauptdüse stromauf der Drosselklappe 2 angeordnet,und eine Leerlaufdüse 3 ist
stromab von dieser angeordnet, um Brennstoff zuzuführen.
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- ίο -
Der von der Hauptdüse und der leerlaufdüse zugeführte Brennstoff wird mit der in den Vergaser eingeführten Luft vermischt,
und dann das luft-Brennstoff-Gemisch nicht dargestellten
Brennkammern einer Brennkraftmaschine über einen Ansaugverteiler 4 zugeführt. Von der Leerlaufdüse 3 wird
eine durch Mischen von Brennstoff aus einer Schwimmerkammer und Luft aus einer Luftdrossel 6 gebildete Emulsion durch
eine Einstellschraube 7 eingestellt und in den Vergaser 1 eingeführt♦
Am unteren Ende des Vergasers ist ein Plansch 1a etwa rechtwinklig
zu dem Luft-Brennstoff-Kanal 1b ausgebildet und am oberen Ende des Ansaugverteilers 4 ist ein Flansch 4a ausgebildet.
Diese Plansche 1a und 4a sind miteinander durch Schrauben unter Zwischenlage eines aus Kunstharz bestehenden
Isolators 8 verbunden. Der Isolator 8 trägt den Brennstoffverdampfer.
Eine Wasserkammer 4b ist am Bodenteil des Ansaugverteilers 4 zur Zirkulation von Haschinenkühlmitteln ausgebildet.
Der Brennstoffverdampfer besteht in der Hauptsache aus einem
Metallteil 10, welches aus einem Rohrabschnitt 10a und einem am oberen Ende des Rohrteiles 10a mit diesem einstückig ausgebildeten
Planschabschnitt 10b zusammengesetzt ist, aus einem Heizelement 12, aus einem Pufferteil 13 und aus einer
Elektrodenplatte 14.
Das Metallteil 10 besteht aus Aluminium und hat den gleichen Innendurchmesser, wie der Durchmesser des Luft-Brennstoffkanals
1b des Vergasers 1. Das Heizelement 12 besteht aus PTC-Keramik, welches durch Mischen von Bariumtitanat als
Hauptanteil mit Blei, Mangan u.dgl. und Brennen der erhaltenen Mischung hergestellt ist.
Die PTC-Keramik hat eine Curie-Teraperatur von etwa 15O0C.
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Das Heizelement 12 ist als dünner Ring ausgebildet und dicht mit der unteren Fläche des Planschabschnittes 10b verbunden.
Das Pufferteil 13 besteht aus korrosionsbeständiger Wolle,
die durch Verstricken von feinen Drähten aus rostfreiem Stahl in eine ringförmige Form hergestellt ist und ist unter dem
Heizelement 12 zu dessen Abstützung angeordnet.
Das Pufferteil 13 hat eine stossabsorbierende Wirkung und
bildet einen elektrischen Leiterweg, der mit dem Heizelement
12 in Verbindung steht.
Unter dem Pufferteil 13 ist eine Elektrodenplatte 14 angeordnet. Am Aussenumfang des Rohrabschnittes 10a ist ein Isolierteil
16 aus Kunstharz 10b angeordnet. Das Heizelement 12, das Pufferteil 13 und die Elektrodenplatte H sind durch das
Isolierteil 16 elektrisch von dem Rohrabschnitt 10b isoliert. Der Flanschabschnitt 10b, das Heizelement 12, das Pufferteil
13 und die Elektrodenplatte 14, die schichtartig angeordnet sind, werden durch den Isolator 8 abgestützt, der zwischen
dem Vergaser 1 und dem Ansaugverteiler 4 eingesetzt ist.
Im oberen Abschnitt des Flanschabschnittes 10b des Metallteiles 10 ist durch den Flanschabsclinitt 10b des Metallteiles
10, den Flansch 1a des Vergasers 1 und den Isolator 8 eine Ringnut 9 gebildet.
Die Ringnut 9 ist so ausgebildet, dass ihre Achse von der des Luft-Brennstoff-Kanals 1b auf die Leerlaufdüse 3 zu abweicht.
Die Tiefe der Nut 9 an der Seite der Leerlaufdüese ist grosser als die des anderen Teils der Nut 9·
An der Elektrodenplatte H ist das eine Ende der positiven Elektrodenklemme 17 angeschweisst. Das andere Ende der Elektrodenklemme
17 verläuft nach aussen durch den Isolator 8 und wird dann über einen nicht dargestellten Zündschalter
mit einer nicht dargestellten Batterie verbunden.
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Am Planschabschnitt 10b ist das eine Ende einer an Masse liegenden
Elektrodenklemme 18 angeschweisst und am Fahrzeugchassis geerdet.
ι
Wenn derj Zündschalter angeschaltet wird, um die Maschine zu starten, strömt elektrischer Strom von der Batterie über die positive Elektrodenklemme 17, die Elektrodenplatte H und das Pufferteil 13 in das Heizelement 12. Das Heizelement erzeugt Wärme. Dann strömt der elektrische Strom durch den Flanschabschnitt 10b und die an Masse liegende Elektrodenklemme 18 und wird zur Erde abgeführt.
Wenn derj Zündschalter angeschaltet wird, um die Maschine zu starten, strömt elektrischer Strom von der Batterie über die positive Elektrodenklemme 17, die Elektrodenplatte H und das Pufferteil 13 in das Heizelement 12. Das Heizelement erzeugt Wärme. Dann strömt der elektrische Strom durch den Flanschabschnitt 10b und die an Masse liegende Elektrodenklemme 18 und wird zur Erde abgeführt.
Zu diesem Zeitpunkt ist, da die Temperatur des Heizelementes 12 die gleiche, wie die Lufttemperatur ist t dessen elektrischer
Widerstand gering. Daher nimmt das Heizelement 12 eine grosse Strommenge auf und erreicht die Gurie-Temperatur (etwa 1500C)
fast augenblicklich. Ober 1500C erhöht sich der elektrische
Widerstand des Heizelementes 12 schnell, so dass der elektrische
Strom gedrosselt wird. Daher wird die Temperatur des Heizelementes 12 auf etwa 1500C gehalten. Diese Wärme des
Heizelementes wird auf das Metallteil 10 übertragen und die Temperatur des Flanschabschnittes 10b erreicht etwa 1000C und
die des Rohrabschnittes 10a etwa 600C. Wenn die Maschine angelassen
ist, strömt die dem Vergaser 1 zugeführte Luft in den Ansaugverteiler 4 durch den Spalt zwischen der Drocselklappe
2 und der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b und von der Leerlaufdüese 3 wird der mit der Luft zu vermischende
Brennstoff zugeführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Temperatur des Brennstoffes, der
Luft und des Luft-Brennstoff-Kanals 1b nicht erhöht. Daher
wird der Brennstoff nicht ausreichend verdampft und strömt entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b als filmartiger
Brennstoffstrom. Der filmarteige Brennstoffstrom strömt
entlang dem Flansch 1a des Verdampfers 1 in die unter den.
Flansch 1a ausgebildete Ringnut 9. Dann wird der Brennstoff
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durch den Flanschabschnitt 10b des Metallteiles 10 erhitzt
und verdampft, und der verdampfte Brennstoff gelangt zusammen mit der Luft in den Ansaugverteiler 4.
Auch wenn unverdampfter Brennstoff verbleibt, wird dieser
verdampft, während er nach unten entlang dem Rohrabschnitt 10a strömt.
Wenn dann die Drosselklappe 2 geöffnet wird, wird der Brennstoff in der Hauptsache von der Hauptdüse zugeführt, die
stromauf der Drosselklappe 2 vorgesehen ist und wird mit der eugeführten Luft vermischt. Dann strömt das Luft-Brennstoff-Gemisch
in den Ansaugverteiler 4.
In diesem Fall enthält, wenn die Temperatur des Luft-Brennstoff-Gemisches
gering ist, dieses Luft-Brennstoff-Gemisch
unverdampften Brennstoff mit grossem Tropfendurehmesser. Der unverdampfte Brennstoff wird in einen filmartigen Brennstoffstrom
umgebildet, wenn er gegen die Wand des Luft-Brennstoff-Kanals
1b anstösst. Auch dieser filmartige Brennstoffstrom wird am Flanschabschnitt 10b des Metallteiles 10 aufgenommen
und dabei erhitzt und verdampft.
Wie oben beschrieben, strömt, da in dem Brennstoffverdampfer
das Metallteil, auf welches die Hitze von dem Heizelement übertragen wird, verwendet wird, der unverdampfte Brennstoff
entlang des Metallteiles als filmartiger Brennstoffstrom und kann verdampft werden.
Da das Metallteil zum Erhitzen des unverdampften Brennstoffes etwas in den Luft-Brennstoff-Kanal 1b vorspringt, ist der
Strömungswiderstand des Luft-Brennstoffgemisches nicht erhöht.
Darüber hinaus kommt der grössere Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches
nicht in Berührung mit dem Metallteil, so dass die Wärme dec LIetallteiles nicht abgeführt wird. Daher kann
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der filmartige Brennstoffstrom mit einem geringeren Stromverbrauch
verdampft werden.Da der Flanschabschnitt am oberen Ende des.. Rohrabschnittes ausgebildet und oberhalb des Flanschabschnitites
die Nut zur Aufnahme des filmförmigen Brennstoffstromes ausgebildet ist, kann der filmförmige Brennstoffstrom
wirkungsvoll verdampft werden.
Darüber hinaus kann, da die Tiefe der Nut zur Aufnahme des
filmförmigen Brennstoffstromes direkt unterhalb der Leerlaufdüse 3 grosser ISt1 während des Anlassens der Maschine
der Brennstoff wirkungsvoll vom Flanschabschnitt 10b aufgenommen und verdampft werden.
Ausserdem hat der Brennstoffverdampfer eine einfache Konstruktion
und kann leicht im Luft-Brennstoff-Kanal befestigt werden.
Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
Am unteren Ende des Vergasers 1 ist ein Flansch 1a ausgebildet.
Zwischen der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b des Vergasers 1 und dem Flansch 1a ist eine stetig gekrümmte Fläche
1c ausgebildet.
Der Flansch 1a und der Flansch 4a des Ansaugverteilers 4 sind durch Schrauben über die Isolatoren 8a und 8b verbunden.
Der Isolator 8a, der am Flansch 1a anliegt, ist als Ringkörper ausgebildet, dessen innerer Durchmesser grosser als der
des Luft-Brennstoff-Kanals 1b ist.
Der Isolator 8b, der am Flansch 4a des Ansaugverteilers 4 anliegt,
ist als Ringkörper ausgebildet, der dicker als der Isolator 8a ist. Der Innen&u-rchmesser des Isolators 8b ist
etwa gleich dem Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b.
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In einem am Isolator 8b ausgebildeten abgestuften Abschnitt wird der Planschabschnitt 10b des Metallteiles 10,
das Heizelement 12, das Pufferteil 13 und die Elektrodenplatte 14 aufgenommen.
Der Innendurchmesser des Rohrabschnittes 10a des Metallteiles 10 ist etwas geringer ^aIs der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals
1b und die dem Luft-Brennstoff-Kanal 1b ausgesetzte Breite des Planschabschnittes 10b ist an der Seite
der Leerlaufdüse 3 gegenüber dem anderen Bereich des Planschabschnittes 10b grosser.
Der Bohrabschnitt 10a des Metallteiles 10 ist so angebracht, dass seine Achse von der des Luft-Brennstoff-Kanals 1b in
Richtung von der Leerlaufdüse 3 weg abweicht.
Ein Ende eines Kabels 19 ist mit der Elektrodenplatte 14 verbunden,
und sein anderes Ende ist mit der Batterie über den Zündschalter verbunden.
Die weitere Konstruktion des Brennstoffverdampfers dieser zweiten Ausführungsform ist gleich der der ersten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform wird durch die Ausbildung der Y/and zwischen der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b des
Vergasers und dem Plansch 1a als stetig gekrümmte Pläche 1c der entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b nach unten
strömende filmförmige Brennstoffstrom durch die gekrümmte Pläche 1c geführt und sicher auf dem Planschabschnitt 10b des
Metallteiles 10 aufgenommen.
Dadurch können die Brennstofftropfen des filmförmigen Brennstoff
stromes daran gehindert werden, in Abstand von der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals Ib durch diesen zu strömen, ohne
dass sie verdampft v/erden.
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Die weiteren Arbeitsweisen und Wirkungen sind die gleichen,
,der
wie die bei/ .ersten Ausführungsform.
wie die bei/ .ersten Ausführungsform.
Pig. 5 ujid 6 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Die Breite des zwischen den Isolatoren 8a und 8b angebrachten Flanschabschnittes 10b des Metallteiles 10 ist an der
Seite der Leerlaufdüse 3 grosser, als in dem anderen Flanschbereich· Eine halbmondförmige Nut 10c ist am Flanschabschnitt
10b im Bereich seiner grösseren Breite ausgebildet.
Die Dicke des Flanschbereichs, in dem die Nut 10c ausgebildet ist, ist z.B. 1 mm,und die Dicke des anderen Flanschbereichs
3 mm.
Der übrige Aufbau des Brennstoffverdampfers der dritten Ausführungsform
sind im wesentlichen gleich der zweiten Ausführungsform.
Um den Brennstoff wirkungsvoll zu verdampfen, ist es erforderlich,
die Temperatur des Rohrteiles, das eine Heizfläche bildet, bei etwa 600C oder mehr zu halten. Um das Metallteil
bei der vorstehend beschriebenen Temperatur durch Erhitzen nur des Flanschabschnittes durch das Heizelement zu halten,
muss der Flanschabschnitt dicker ausgebildet sein. Jedoch wird die Wärmekapazität entsprechend mit der Erhöhung der
Dicke des Flanschabschnittes erhöht, so dass die Temperatur des Flanschabschnittes beim Anlassen der Maschine nicht
schnell ansteigt.
Wenn im Gegensatz dazu die Dicke des Flanschabschnittes vermindert
wird, steigt die Temperatur des Flanschabschnittes schnell auf 6O0C, jedoch kann die Temperatur des Rohrabschnittes
nicht bis auf 6O0C erhöht werden. Bei der dritten Ausführungsform ist lokal ein dünnwandiger Bereich im Flanschabschnitt
des Metallteiles ausgebildet. Daher 3teigt in dem
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dünnwandigen Bereich die Temperatur schnell an, während der andere, dicke Wandbereich des MetalLteiles eine hohe Temperatur
erreicht. Durch Ausbildung des dünnen Wandbereichs direkt unterhalb der Leerlaufdüse 3, von welcher der filmförmige
Brennstoffstrom nach unten strömt, kann der Brennstoff bei Kaltstart der Maschine ausreichend verdampft werden.
Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform.
Der Brennstoffverdampfer ist dabei auf einem Isolator 8 abgestützt,
der zwischen dem Flansch 1a des Vergasers 1 und dem Flansch 4a des Ansaugverteilers 4 eingesetzt ist. Der Innendurchmesser
des oberen Teils des Isolators 8 ist gleich dem Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b des Vergasers 1.
Der Innendurchmesser des Rohrabschnittes 10a des Metallteiles 10 ist kleiner als der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals
1b, und der Innendurchmesser des unteren Teiles des Isolators 8, der in Berührung mit dem unteren Ende des Rohrabschnittes
10a steht, ist gleich dem des Rohrabschnittes 10a ausgebildet.
Die obere Fläche des Flanschabschnittes 10b des Metallteiles 10 bildet einen Ringstufenabschnitt, der in Richtung der
Achse des Luft-Brennstoff-Kanals 10b vorspringt.
Die Achse des Rohrabschnittes 10a des Metallteiles 10 ist etwas von der des Luft-3rennstoff-Kanals 1b in Richtung von
der Leerlaufdüse 3 weg versetzt. Daher ist die Breite des durch die Oberfläche des Flahschabschnittes 10b gebildeten
stufenförmigen Bereichs an der Seite der Leerlaufdüse 3 gegenüber dem anderen Bereich des Flanschabschnittes 10b grosser.
Der andere Aufbau der vierten Ausfuhrungsform ist im wesentlichen
gleich der der ersten'Ausführungsform.
Der filmföriaige Brennstoffstrom des unverdampften Brennstoffes
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strömt entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 10b nach
unten und wird durch die obere stufenförmige Fläche des Planschabschnittes 10b des Metallteiles 10 aufgenommen. Dann
wird der unverdampfte Brennstoff erhitzt, so dass er verdampft
wird. Da die Breite des stufenförmigen Abschnittes direkt unterhalb der Leerlaufdüse 3 grosser ist, kann der
filmförmige Brennstoffstrom , der von der Lerrlaufdüse 5
nach unten strömt, beim Starten der Maschine wirkungsvoll verdampft werden.
Mg» 8 zeigt eine fünfte Ausführungsform.
Der Brennstoffverdampfer der fünften Ausführungsform besteht aus einem Metallteil 10, einem Heizelement 12 aus PTO-Keramik,
einer Elektrodenplatte 14, einem Abdeckteil 20 und Isolierteilen 21 und 22. Das Metallteil 10 ist aus einem Rohrabschnitt
10a und einem am oberen Ende des Rohrabschnittes 10a ausgebildeten Planschabschnitt 10b zusammengesetzt. Der Innendurchmesser
des Rohrabschnittes 10 ist kleiner als der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b.
Ein zylindrisches Heizelement 12 aus PTC-Keramik liegt dicht
am Aussenumfang des Rohrabschnittes 10a an. Die Elektrodenplatte H ist ähnlich dem Rohrteil 10 aus einem Rohrabschnitt
und einem Planschabschnitt zusammengesetzt. Der Rohrabschnitt der Elektrodenplatte 14 sitzt dicht am Aussenumfang des Heizelementes
12 an. Zwischen den Planschabschnitten des Metallteiles 10 und der Elektrodenplatte 14 ist das aus Kunstharz
hergestellte Isolierteil 21 eingesetzt. Das ringförmige Isolierteil
22 ist am Aussenumfang des unteren Endes des Rohrabschnittes 10a aufgesetzt, so dass es das untere Ende des
Heizelementes 12 abstützt.
Der Rohrabschnitt der Elektrodenplatte 14 und der Aussenumfang des Isoliertei]es 22 sind durch ein rohrförmiges Abdeck-
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teil 20, das aus Kunstharz oder Kautschuk mit einem Wärmewiderstand,
elektrischen Isoliereigenschaften, chemischen Widerstand gegen Benzin und adiabatischen Eigenschaften hergestellt
ist, so abgedeckt, dass es abgedichtet ist. Das zu bevorzugende Material des Abdeckteiles 20 ist Fluorkautschuk
oder Fluorkohlenstoffharz. Insbesondere Fluorkohlenstoff
harz hat eine thermische Kontraktibilität. Das Fluorkohlenstoffharz
zieht sich infolge der Erwärmung des Heizelementes 12 zusammen, so dass es ständig das Isolierteil
und die Elektrodenplatte H abdichtet.
Vorzugsweise wird eine Anzahl axial verlaufender Teile verwendet, die durch axiales Trennen eines zylindrischen das
Heizelement 12 bildenden PTC-Keramikkörpers und Anbringen einer Anzahl von axial verlaufenden Schlitzen in einem Teil
des Eohrabschnittes der Elektrodenplatte H hergestellt
werden.
Durch Verwendung eines Heizelementes 12 und einer Elektrodenplatte
H in dem vorstehend beschriebenen Aufbau liegen der Rohrabschnitt 10a des Metallteiles 10, das Heizelement 12 und
der Rohrabschnitt der Elektrodenplatte H dicht aneinander an, wenn das Abdeekteil 20 sich zusammenzieht.
Das Metallteil 10 der fünften Ausführungsform ist in dem
Isolator 8 abgestützt, der zwischen dem Vergaser 1 und dem Ansaugverteiler 4 so eingesetzt ist, dass seine Achse von
dem des Luft-Brennstoff-Kanals 1b abweicht.
Der entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals 1b des Vergasers
1 nach unten strömende filmförmige Brennstoffstrom wird am Flanschabschnitt 10b des Metallteiles 10 aufgenommen
und durch die von dem Heizelement 12 übertragene Wärme erhitzt, so dass er verdampft wird. Der nicht am Flanschabschnitt
10b verdampfte Brennstoff wird durch den Rohrab-
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schnitt 10a erhitzt, so dass er verdampft wird.
G-emäss der fünften Ausführungsform ist durch Verwendung eines
elastischen Abdeckteiles 20 als Mittel zum Festlegen des Heizelementes 12 und der Elektrodenplatte 14 am Metallteil
der Brennstoffverdampfer leicht zusammenstellbar und aufbaubar.
Pig. 9 und 10 zeigen eine sechste Ausführungsform.
Bei!dem Brennstoffverdampfer der sechsten Ausführungsform
ist der Rohrabschnitt 10a des Metallteiles 10 so ausgebildet, dass er eine sechseckige Querschnittsform aufweist. Sechs
Seile von plattenförmig ausgebildeten Heizelementen sind dicht anliegend an den sechs Aussenflächen des Rohrabschnittes
10a angebracht. Der Aussenumfang des Heizelementes 12 ist dicht durch den Rohrabschnitt der Elektrodenplatte 14
abgedeckt, die eine sechseckige Querschnittsform aufweist, und dann ist der Aussenumfang des rohrförmigen Abschnittes
der Elektrodenplatte 14 mit dem Abdeckteil 20 abgedeckt. Der übrige Aufbau der sechsten Ausführungsform ist im wesentlichen
der gleiche, wie der der fünften Ausführungsform.
Bei der sechsten Ausführungsform ist der Durchmesser D des
den Rohrabschnitt 10a umschreibenden Kreises gleich dem Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b und der Durchmesser
d des in den Rohrabsohnittes 10a einbeschriebenen Kreises
ist kleiner als der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 11 ist
der Durchmesser des umschriebenen Kreises grosser als der Durchmesser des Luit-Brennstoff-Kanals 1b und der Durchmesser
des in den Rohrabschnitt 10a einbeachriebenen Kreises kleiner als der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals 1b.
Bei einer anderen Abv;andlungsform gemäss Fig. 12 ist sowohl
der Durchmesser des umschriebenen als auch des einbeschrie-
130061/0439
benen Kreises des Rohrabschnittes 10a kleiner als der Durchmesser
des Luft-Brennstoff-Kanals 1b.
Der Brennstoffverdampfer kann an der mit einem Vergaser versehenen
Maschine befestigt v/erden. Der Brennstoff verdampf er kann ebenfalls an einer Maschine mit Doppelvergaser angebracht
sein. In diesem Fall wird der Brennstoffverdampfer stromab
eines Primärdrosselventils angebracht.
Der Brennstoffverdampfer kann an einer Maschine angebracht
werden, an welcher ein Brennstoffeinspritzventil stromauf der Drosselklappe angebracht ist.
Wie vorstehend beschrieben, kann beim Brennstoffverdampfer der unverdanpfte Brennstoff, der entlang der Wand des Luft-Brennstoff
-Kanals nach unten strömt, wirkungsvoll verdampft werden.
Der Brennstoffverdampfer erhöht den Strömungswiderstand des
durch den Luft-Brennstoff-Kanal des Vergasers strömenden
Luft-Brennstoff-Gemisches nicht.
Darüber hinaus steigt, da der Brennstoffverdampfer nicht
durch die Luftströmung durch den Luft-Erennstoff-Kanal gekühlt
wird, seine Temperatur schnell so weit an, dass der Brennstoff auch bei Kaltstart der Maschine wirkungsvoll
verdampft wird.
Bei dem Brennstoffverdampfer wird die Wärme nicht für das Erwärmen des Luftstromes im Mittelteil des Luft-Brennstoff-Kanals
und des mit der Luft vermischten verdampften Brennstoff verbraucht. Daher kann ein starker Brennstoffverdampfungseffekt
bei geringem elektrischem Stromverbrauch erreicht v/erden.
130061/0439
Claims (11)
1. ein Wärmeisolierteil (8), welches zwischen dem Luft-Brennstoff
-Kanal (1b) und dem Ansaugverteiler (4) angeordnet ist,
2« ein Metallteil (10), bestehend aus
a) einem Rohrabschnitt (10a) nit einer Innenbohrung und
b) einem Planschabschnitt (10b), der einstückig mit dem
\" so
Rohrabschnitt (10a)/verbunden ist, dass er vom oberen Ende des Rohrabnchnittes (10a) nach aussen vorspringt, und
Rohrabschnitt (10a)/verbunden ist, dass er vom oberen Ende des Rohrabnchnittes (10a) nach aussen vorspringt, und
130061/0439
3· ein Heizelement (12), das aus einem keramischen Körper mit einem positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten
hergestellt ist, und das dicht am Aussenumfang des Metallteiles (10) anliegt,
wobei das Metallteil (10) so angeordnet ist, dass der Rohrabschnitt (10a) entlang der Wand des Ansaugverteilers
(4) verläuft, und
der Aussenumfangsbereich des Planschabschnittes (1Ob)
durch das Wärmeisolierteil (8) derart abgestützt ist, dass der filmförmige Brennstoffstrom aus unverdampftem
Brennstoff, der entlang der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals (1b) nach unten strömt.durch den Planschabschnitt
(10b) des Metallteiles (10) aufgefangen wird.
2. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dass
- das untere Ende einer Wand des Luft-Brennstoff-Kanals
(1b) in einem nach aussen vorspringenden Plansch (1a) ausgebildet ist,
- das obere Ende des Ansaugverteilers (4) in einem nach aussen vorspringenden Plansch (4a) ausgebildet ist, und
- beide Plansche (1a,4a) des Luft-Brennstoff-Kanals (1b)
und des Ansaugverteilers (4) miteinander über das Isolierteil (δ) verbunden sind.
3. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet , dass
- der Innendurchmesser des Isolierteileo (8) grosser als
der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals (1b) ausgebildet ist,
130061/0439
der Flanschabschnitt (1Ob) des Metallteiles (10) durch das Isolierteil (8) unter dem Flanschteil (1a) des
Luft-Brennstoff-Kanals (1Td) in einem vorbestimmten Abstakd
von diesem angebracht ist,
- derart, dass eine ringförmige Hut (a) zwischen den gegenüberliegenden
Flächen des Flansches (1a) des Luft-Brennstoff
-Kanals und des Flanschabschnittes (10b) des Metallteiles (10) gebildet wird.
4. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet , dass
der Kantenabschnitt zwischen der Wand des Luft-Brennstoff-Kanals (1b) und dem Flanschabschnitt (1a) des Luft-Brennstoff-Kanals
(1b) als stetig verlaufende gekrümmte Fläche (1c) ausgebildet ist. (Fig. 3)
5. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet , dass
-der Innendurchmesser des Isolierteiles (8) gleich dem Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals (1b) ist, und
-der Innendurchmesser des Bohrabschnittes (10a) etwas kleiner als der Durchmesser des Luft-Brennstoff-Kanals (1b)
ausgebildet ist, derart, dass ein ringförmiger abgestufter Bereich gebildet wird, der von dem Isolierteil nach
innen vorspringt.
6. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet , dass
-das Heizelement (12) dicht an der ünterflache des Flanschabschnittes
(10b) des Metallteiles (10) anliegt, und
-ferner gekennzeichnet durch
130061/0439
- ein Pufferteil (13), das unter dem Heizelement (12) angeordnet ist,
-eine Elektrodenplatte (H), die unter dem Pufferteil (13D angeordnet ist, derart, dass
- das' Heizelement (12), das Pufferteil (13) und die Elektrodenplatte
(H) einen geschichteten Körper bilden, der in einer Nut in dem Isolierteil (8) eingesetzt ist.
7. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , dass
- das Heizelement (12) dicht an der Aussenumfangsfläche
des Rohrabschnittes (10a) anliegt, und
ferner gekennzeichnet durch
- eine an der Aussenseite des Heizelementes angeordnete Elektrodenplatte (14), und
- ein Abdeckteil (20) aus einem wärme-und elektrischisolierenden
Material, welche die Aussenflache der
Elektrodenplatte (H) abdeckt.
8. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , dass
das Abdeckteil (20) aus Fluorkautschuk oder Pluorkohlenstoffharz
hergestellt ist.
9. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet , dass
- der Rohrabschnitt (10a) des Metallteiles (10) eine
polygonale Querschnittsform aufweist,
130081/0439
- eine Anzahl von flachen plattenförmigen Stücken des Heizelementes (12) dicht an den Aussenflächen des Rohrabschnittes
(1Oa) anliegt, und
- die Elektrodenplatte (H) eine dem Rohrabschnitt (10a) entsprechende Querschnittsform aufweist.
10. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , dass
- die Brennstoffzuführeinrichtung eine Hauptdüse zum Zuführen von Brennstoff in den Luft-Brennstoff-Kanal (1b)
stromauf des Hauptdrosselventils (2) und eine Leerlaufdüse (3) zum Zuführen von Brennstoff stromab des Hauptdrosselorgans
einschliesst,
- wobei das Metallteil (10) stromab der Leerlaufdüse (3) angeordnet ist, und die Breite des Bereichs des Flanschabschnittes
(10b), der den filmförmigen Brennstoffstrom aufnimmt, unterhalb der Leerlaufdüse (3) im Vergleich
zu dem anderen Bereich des Flanschabschnittes (10b) grosser ist.
11. Brennstoffverdampfer nach Anspruci 10,
dadurch gekennzeichn at , dass
der Flanschabschnitt (10b) direkt unter der Leerlaufdüse (3) dünner (10c) als in anderen Bereichen des !Flanschabschnittes
(10b) ausgebildet ist. (Fig. 5,6)
130061/0439
Applications Claiming Priority (6)
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| JP1332580A JPS56110549A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Suction air heater of internal combustion engine |
| JP1332680A JPS56110550A (en) | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Suction air heater of internal combustion engine |
| JP6580480A JPS56162260A (en) | 1980-05-17 | 1980-05-17 | Heater for suction gas of internal combustion engine |
| JP11460780U JPS5742156U (de) | 1980-08-13 | 1980-08-13 | |
| JP11140980A JPS5738654A (en) | 1980-08-13 | 1980-08-13 | Suction air heater for internal combustion engine |
| JP55122753A JPS6060030B2 (ja) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | エンジンの吸気加熱装置 |
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| DE3104158C2 DE3104158C2 (de) | 1988-02-11 |
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