DE3300789A1

DE3300789A1 - Gemischheizvorrichtung

Info

Publication number: DE3300789A1
Application number: DE3300789A
Authority: DE
Inventors: Peter 3180 Wolfsburg Klemm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-07-12

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 3380
1702pt-we-sch

Gemisahheizvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beheizung des durch ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine strömenden Kraftstoff-Luft-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

ITm während des Kaltstarts und in der Warmlaufphase einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine bereits eine günstige Gemischaufbereitung als Grundlage für eine schadstoffarme und- verbrauchsgünstige Verbrennung zu erzielen, ist es bereits bekanntem Saugrohr der Brennkraftmaschine elektrisch betätigbare Heizelemente anzuordnen, die zumindest während des Kaltstarts und der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine eingeschaltet sind. Bekannte Torrichtungen dieser Art weisen in die- Wand des Saugrohres integrierte metallische Heizplatten auf, die Torzugsweise durch selbstregelnde Widerstände, sogenannte PTC-Elemente, aufgeheizt werden. Infolge der relativ großen Masse dieser Heizplatten ist jedoch die elektrische Energieaufnahme dieser bekannten Heizplatten relativ groß und es dauert auch verhältnismäßig, lange, bis die. zureiner wirkungsvollen Gemischauf heizung, erforderliche Betriebstemperatur der Heizplatte erreicht ist..

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Gemischheizvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art bereitzustellen, die ein schnelleres Ansprechen bei geringerer Energieanforderung ermöglicht.

Vorsitzender Vorstand: Dr. rer. pol. Carl H. Hahn, Vorsitzender · Horst Münzner, stellv. Vorsitzender · Claus Sorgward · Karl-Heinz Bnam

des Aufsichtsrats: Prof. Dr. techn. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerle ■ Dr. jur. Wollgang R. Habbel · Günter Hartwich · Dr. rer. f>ol. Werner P. Schmidt Karl Gustaf Ratien Dr. rer. DOl. Rolf Selowskv Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also anstelle der bekannten metallischen Heizplatte als Heizelement eine nach Art einer elektrischen Glühbirne aufgebaute Anordnung vorgeschlagen, die infolge ihrer wesentlich geringeren Masse eine entscheidend geringere Ansprechzeit nach ihrer Einschaltung während des Kaltstarts einer Brennkraftmaschine aufweist. Dabei ist dieses Heizelement entsprechend den hier gestellten Anforderungen besonders ausgebildet, indem der vorzugsweise aus einem gegen Temperaturwechsel unempfindlichen Material wie beispielsweise Keramik oder Glas, bestehende Hohlkörper an der dem Saugrohr zugewandten Seite oberflächenvergrößernde Maßnahmen, wie beispielsweise wellen- oder stachelförmige Erhebungen aufweist. Außerdem können die Wände des Hohlkörpers an dieser Seite geschwärzt sein, um die von dem Glühfaden durch Strahlung abgegebene Wärme möglichst schnell und vollständig aufnehmen zu können. Die dem Saugrohr nicht zugewandten Wände des Hohlkörpers sollten dagegen verspiegelt und/oder mit einer Wärmeisolierung versehen sein, um den Wärmeverlust nach diesen Seiten hin zu begrenzen. Schließlich wird vorgeschlagen, den Hohlkörper zu evakuieren oder mit einem Gäa zu füllen, das den bei elektrischen Glühkörpern verwendeten Gasen entspricht. Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, hierbei Gase zu verwenden, die eine günstige Wärmeübertragung von dem Glühfaden auf die wärmeabgebende Wand ermöglichen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in sehe— matischer Darstellungsweise gezeigt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei ist mit 1 insgesamt das erfindungsgemäße Heizelement bezeichnet, das im wesentlichen aus einem gasdicht verschlossenen Hohlkörper 2 besteht, in dessen Innenraum 3 ein elektrisch über Anschlüsse 6, 7 beheizbarer Glühfaden 5 isoliert gehalten ist. Der Hohlkörper 2 soll dabei aus einem schlagfesten und gegen Temperaturwechsel unempfindlichen Material geringer Wandstärke, z.B. aus Glas oder Keramik, bestehen.

Um einen möglichst großen Wärmeübergang auf das durch das Saugrohr, dessen Wand hier mit 10 bezeichnet ist, strömende Gemisch zu er-

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reichen, ist es zweckmäßig, an der dem Saugrohr zugewandten Seite des Hohlkörpers 2 oberflächenvergrößernde Maßnahmen vorzusehen. Solche Maßnahmen können beispielsweise ^-in wellen- oder stachelförmigen Erhebungen 4» gegebenenfalls auch in einer konkaven oder konvexen Gestaltung der Oberfläche des Hohlkörpers 2, bestehen.

Der Innenraum 3 des Hohlkörpers 2 kann evakuiert sein oder aber mit einem aus der Beleuchtungsindustrie bekannten Gas, mit Vorteil aber mit einem Gas gefüllt sein, das günstige Wärmeübertragungseigenschaften aufweist. Zusätzlich können die dem Saugrohr zugewandten Wände des Hohlkörpers 2 geschwärzt sein, um einen möglichst großen Anteil der von dem Glühfaden 5 durch Strahlung abgegebenen Wärme aufzunehmen und diese an das vorbeiströmende Kraftstoff-Luft-Gemisch abgeben zu können. Die dem durch das Saug- ; rohr¹ strömenden Gemisch nicht zugewandten Innenseiten des Hohlkör- ^l pers 2 sollten dagegen, um einen Wärmeverlust an die üzr£.gzzli~,,.~z.l oder auch an den in der Zeichnung mit 11 angedeuteten Kühlwassermantel des Saugrohres zu vermeiden, nach Möglichkeit mit einer Wärmeisolierung und/oder mit einer in der Zeichnung schematisch mit 12 angedeuteten Spiegelschicht versehen sein.

Der mit 5 bezeichnete Glühfaden des Heizelementes 1 ist unter Verwendung von Halterungen 13 isoliert und vibrationssicher gegenüber den Wänden des Hohlkörpers 2 gehalten und ist mit den aus dem Hohlkörper 2 herausragenden elektrischen Anschlüssen 6 und 7 elektrisch verbunden.

Mit 8 ist eine den Hohlkörper 2 haltende Metallfassung angedeutet, die unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 9 ia. einer Ausnehmung der Saugrohrwand 10 befestigt ist.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Gemischheizvorrichtung besteht darin, daß infolge der geringen Masse des Glühfadens 5 dieser praktisch unmittelbar nach der Einschaltung der Heizvorrichtung seine Betriebstemperatur erreicht und die zugeführte elektrische Energie dann sofort in Form von Wärme an die Außenwand des Hohlkörpers

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überträgt, die ebenfalls nur eine geringe Masse aufweist und daher ebenfalls außerordentlich schnell erwärmt wird. Insgesamt gesehen ergibt sich also eine sehr schnelle Aufheizung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung auf ihre Betriebstemperatur und damit eine wirkungsvolle und schnelle Aufbereitung des durch das Saugrohr strömenden Kraftstoff-Luft-Gemisches gerade während des Kaltstarts der Brennkraftmaschine. Außerdem läßt sich der Energieaufwand gerade auch wegen der geringen aufzuheizenden Massen recht klein halten.

Die Steuerung des erfindungsgemäßen Heizelementes kann in Abhängigkeit von charakteristischen Kenngrößen der Brennkraftmaschine, beispielsweise in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur, erfolgen, und zwar in der Weise, daß das Heizelement so lange zugeschaltet bleibt, bis die Kühlwassertemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Auch wäre es möglich, eine zeitabhängige Steuerung vorzusehen derart, daß die Einschaltung des Heizelementes nur für eine feste, vorgegebene Zeit ab dem Start der· Brennkraftmaschine vorgenommen, wird»

Schließ¹ ich könnte zur Steuerung- des Heizelementes auch ein Birne— tallschalter vorgesehen sein, der dabei in das Heizelement dadurch integriert wird, daß er innerhalb des Hohlkörpers in die Zuleitung zu dem Glühfaden eingebaut wird und von der Temperatur des Hohlkörpers bzw. seiner Wände gesteuert wird.

BAD 'ORIGINAL

Claims

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 3380

1702pt-we-sch y_u Jan, 1983

AlTSPRiiCHE

( 1.)Vorrichtung zur Beheizung des durch ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine strömenden Kraftstoff-Luft-Gemisches mit einem in der Wand des Saugrohres stromab einer Kraftstoff-Zuführungseinrichtung· angeordneten, elektrisch betätigbaren Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) aus einem gasdicht verschlossenen Hohlkörper (2) besteht, in dem ein elektrisch beheizbarer Glühfaden (5) in isolierter Anordnung gehalten ist.
2. Torrichtung¹ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) aus einem gegen Temperaturwechsel unempfindlichen. Material geringer Wandstärke besteht.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) an der dem Saugrohr zugewandten Seite oberflächenvergrößernde Maßnahmen (4) aufweist.
4. Torrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) an der dem Saugrohr zugewandten Seite wellen- oder stachelförmige Erhebungen (4) aufweist.
5· Torrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Hohlkörpers (2) an der dem Saugrohr zugewandten Seite geschwärzt sind.

Vorsitzender Vorstand: Dr. rer. pol. Carl H. Hahn, Vorsitzender · Horst Münzner, stellv. Vorsitzender · Claus Borgward · Kari-Heinz 3nam

des Aufsichtsrats: Prof. Dr. tedin. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerfc · Dr. jur. Wolfgang R. Habbel ■ Günter Hanwidi · Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt »Τλγι Rust«; Patipn Dr rer nni OnK Selowslrv Sitz der Geiellsctiaft: Wolfsbura Amtsaericht Wolfsburg HRB
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Ms 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Hohlkörpers (2) an den nicht dem Saugrohr zugewandten.Seiten eine Wärmeisolierung aufweisen.
7. "Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände des Hohlkörpers (2) an den nicht dem Saugrohr zugewandten Seiten verspiegelt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) evakuiert ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) mit einem Gas gefüllt ist.