DE3230122A1

DE3230122A1 - Saugrohr-heizvorrichtung

Info

Publication number: DE3230122A1
Application number: DE19823230122
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 3300 Braunschweig Rohlfing
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-08-13
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1984-02-16

Description

Saugrohr-Heizvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beheizung des Saugrohres einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE-OS 28 36 927 bekannt. Dort wird eine kombinierte Elektro-Kühlwasser-Heizung beschrieben, bei der die direkte Kühlwasserbeaufschlagung der Heizstelle zumindest während des Kaltstarts und in der Warmlaufphase unterbrochen wird und nur in dieser Zeit eine elektrische Beheizung erfolgt. Eine wirkungsvollere Gemischaufheizung, insbesondere im Kaltstart- und Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine soll dabei dadurch erreicht werden, daß durch die Absperrung der Kühlwasserbeaufschlagung während der elektrischen Beheizung ein Abtransport von Wärme durch das Kühlwasser verhindert wird. Dazu ist jedoch ein erheblicher konstruktiver und apparativer Aufwand erforderlich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Verringerung des Aufwandes eine effektive Gemischaufheizung ermöglicht und bei der die dem Gemisch zugeführte Wärme zunächst nur auf elektrischem Wege und nach Erreichen einer ausreichend hohen Temperatur des Kühlwassers nur noch von diesem bereitgestellt wird. Dabei soll eine Wärmeabfuhr von der elektrischen Heizung an das Kühlwasser weitgehend ausgeschlossen werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß erfindungsgemäß durch das Wärmeübertragungsmittel eine wärmeleitende Verbindung von dem Kühlwasser zur Heizplatte erst hergestellt wird, wenn eine vorgegebene Temperatur des Xühlwassers erreicht wird, ergibt sich eine selbsttätige Steuerung der Wärmeübertragung derart, daß während des Kaltstarts und der Warmlaufphase die von der elektrischen Heizung bereitgestellte Wärmeenergie infolge des Fehlens einer wärmeleitenden Verbindung zum Kühlwasser weitgehend nur dem aufzuheizenden Gemisch zugeführt wird, während dann, wenn das Kühlwasser eine vorgegebene, ausreichend hohe Temperatur erreicht hat, die weitere Aufheizung des Gemisches durch das Kühlwasser über die dann hergestellte wärmeleitende Verbindung vorgenommen wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in teils schematischer Darstellungsweise gezeigt. Dabei ist mit 1 eine am Boden 7 eines Saugrohres einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine vorgesehene Heizplatte gezeigt, die zur Vergrößerung der Heizfläche eine Vielzahl von in das Saugrohr hineinragenden stachelförmigen Erhebungen 10 aufweist. Die Heizplatte 1, die zweckmäßigerweise aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, besitzt, wie hier nicht weiter dargestellt ist, einige aus vorzugsweise PTC-Widerständen bestehende Heizflächen über die auf an sich bekannte Weise eine selbsttätig temperaturgesteuerte elektrische Beheizung erfolgt.
Die Heizplatte 1 ist unter Zwischenschaltung einer wärmeisolierenden Dichtung 2 und eines topfförmigen Einsatzes 3 am Boden 7 des Saugrohres befestigt, das von einem Kühlwassermantel 6 umgeben ist. An dem Boden des topfförmigen Einsatzes 3 ist ein Wärmeleitkörper 4 wärmeleitend befestigt, der aus einem zylindrischen geschlossenen Körper mit einem aus einem Wellrohr gebildeten Mantel besteht. Der Wärmeleitkörper 4 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit gefüllt, die einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine große Wärmeleitzahl aufweist. Der Deckel 8 des Wärmeleitkörpers 4 weist im kalten Zustand, das heißt dann, wenn das Kühlwasser des Kühlwassermantels 6 unterhalb einer vorgegebenen Betriebstemperatur liegt, einen Abstand zum Boden der Heizplatte 1 auf, so daß zwischen dieser und dem Kühlwassermantel 6 keine direkte wärmeleitende Verbindung besteht. Dieser Zustand ergibt sich insbesondere während des Kaltstarts und der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, wenn das Kühlwasser noch relativ kühl ist. In diesen Zuständen wird die Heizplatte über die hier nicht gezeigten elektrisch beaufschlagten Heizflächen aufgeheizt und gibt seine Wärme über die stachelförmigen Erhebungen 10 an das durch das Saugrohr strömende Kraftstoff-Luft-Gemisch ab, so daß dieses wirkungsvoll erwärmt und aufbereitet werden kann.
Die Aufheizung des Gemisches über die elektrisch beheizte Heizplatte 1 ist dabei deshalb besonders intensiv, weil wegen der fehlenden direkten wärmeleitenden Verbindung der Heizplatte mit dem Kühlwasserkanal 6 keine Wärmeabfuhr an das Kühlwasser erfolgt. Der mehr oder weniger große Luftspalt zwischen der Unterseite der Heizplatte 1 und dem Deckel 8 des Wärmeleitkörpers 4 wirkt dabei als effektive, einen größeren Wärmeaustausch verhindernde Isolierung.
Nach einiger Betriebszeit der Brennkraftmaschine steigt die Temperatur des Kühlwassers an. Damit ergibt sich auch eine Erwärmung des Wärmeleitkörpers 4 und insbesondere seiner Füllung, die aus einem Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten und großer Wärmeleitzahl besteht. Dies führt zu einer Dehnung des Wärmeleitkörpers, der zu diesem Zweck einen aus einem elastisch nachgiebigen Wellrohr 9 bestehenden Mantel aufweist. Bei einer bestimmten vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers legt sich dann der Deckel 8 des Wärmeleitkörpers 4 an der Unterseite der Heizplatte 1 an und stellt damit eine wärmeleitende Verbindung zwischen der Heizplatte 1 und dem von dem Kühlwasser durchströmten Kühlwasserkanal 6 her. In der Folge kann also die zur Aufheizung des durch das Saugrohr strömenden Kraftstoff-Luft-Gemisches erforderliche Wärmemenge von dem Kühlwasser über den Wärmeleitkörper 1 zur Heizplatte 2 geliefert werden.
Gegebenenfalls könnte an der dem Wärmeleitkörper 4 zugewandten Unterseite der Heizplatte 1 noch ein Mikroschalter 5 angeordnet werden der bei der Anlage des Deckels 8 des Wärmeleitkörpers 4 an der Heizplatte 1 zur Abschaltung der elektrischen Stromversorgung der Heizflächen betätigt wird. Im allgemeinen werden jedoch schon die oben erweihnten PTC-EJeinente dafür gesorgt halben, daß die Stromversorgung abgeschaltet oder doch wesentlich reduziert worden ist.
Gemäß einer alternativen Ausführung könnte der Wärmeleitkörper auch unmittelbar von dem Kühlwasser durchströmt werden, wozu dann eine direkte Verbindung mit dem Kühlwasserkanal Ó vorgesehen werden müßte. Die zur Herstellung der wärmeleitenden Verbindung erforderliche Dehnung des Wärmeleitkörpers 4 müßte dann beispielsweise durch eine entsprechende Dehnung des Mantels 9 herbeigeführt werden.
Ein weiterer Vorschlag geht dahin, den Wärmeleitkörper nicht direkt und vollständig mit einem sich bei Wärmeeinwirkung besonders stark dehnanden Material zu füllen, sondern in den beispielsweise mit einem Wellrohrmantel versehenen undvon Kühlwasser durchflossenen Wärmeleitkörper 4 ein als Dehnstoffelement oder Wachsthermostat bekanntes Element einzubringen. Ein solches Dehnstoffelement ist in der Lage, bei entsprechender Temperaturbeaufschlagung ausreichend große Kräfte zur Dehnung des Wellrohrmantels aufzubringen und bei Erreichen der vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers für eine sichere warmeübertraFnde Anlage des Deckels des Wärmeleitkörpers an der Heizplatte zu sorgen.

Claims

ÄNSPHÜCHE (1./Vorrichtung zur Beheizung des Saugrohres einer gemischansauwenden Brennkraftmaschine mit einer in der Wand des Saugrohres unterhalb der Kraftstoffzumeßvorrichtung angeordneten Heizstelle, die von einer sowohl elektrisch als auch vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beheizbaren Heizplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kühlwasser und der Heizplatte (i) ein Wärmeübertragungsmittel (4) eingeschaltet ist, das erst bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers eine wärmeleitende Verbindung von dem Kühlwasser zur Heizplatte herstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungsmittel aus einem zumindest an einer Stirnseite vom Kühlwasser beaufschlagten, unter Wärmeeinwirkung dehnbaren Wärmeleitkörper (4) besteht, der erst bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur des Kühlwassers an der Heizplatte (i) zur wärmeübertragenden Anlage kommt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (4) als topfförmiger, mit elastisch nachgiebigen Seitenwänden (9) versehener Körper ausgebildet ist, der mit einem einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisenden Material gefüllt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (4) als zylindrischer Topf mit einem Wellrohr als Mantel (9) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (4) mit einer Flüssigkeit mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und mit einer hohen Wärmeleitzahl gefüllt ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (4) unmittelbar vom Kühlwasser durchströmt wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeleitkörper (4) ein bei Wärmeeinwirkung sich ausdehnendes Dcknstoffelement aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Wärmeleitkörper (4) zugewandten Seite der Heizplatte (i) ein bei der Anlage des Wärmeleitkörpers betätigbarer Schalter (5) zur Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Heizplatte vorgesehen ist.