DE3910528A1 - Kaltstartvorrichtung und kaltstartverfahren - Google Patents

Kaltstartvorrichtung und kaltstartverfahren

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DE3910528A1
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Alvarao Augusto Vasconcelos
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Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kaltstartvorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebene Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung, mit einem durch eine Zuführstrecke gebildeten Alkoholkraft­ stoff-Kreislauf, ausgehend von einem Alkoholkraftstofftank und zum Verteilerrohr am Motor führend, von wo er zum Alkoholkraftstofftank zurückführt, wobei eine Fördervorrichtung wie z.B. eine Alkohol­ kraftstoffpumpe in diesem Kreislauf vorgesehen ist und mit dem Ver­ teilerrohr und der jeweiligen Verbrennungskammer des Motors Ein­ spritzventile zum Einspritzen von Alkoholkraftstoff in Verbindung stehen sowie die Verbrennungskammern über ein Saugrohr mit Verbren­ nungsluft versorgt werden, und mit einem einen Benzintank enthalten­ den Benzinkreislauf, von dem eine Benzinzufuhrleitung zur Zuführung von Benzin an oder nahe an die Verbrennungskammern zwecks Unterstüt­ zung des anfänglichen Verbrennungsvorgangs ausgeht, bis die Verbren­ nung durch den Alkoholkraftstoff aufrechterhalten werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein bei der Kaltstartvorrichtung ver­ wendbares Kaltstartverfahren.
Wie bereits aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, sind die mit alternativen Kraftstoffen wie z.B. Alkoholkraftstoff betriebenen Motoren nicht in der Lage, bei niedrigen Temperaturen, insbeson­ dere bei Temperaturen unter 10°C, zu starten. Dies ist darauf zu­ rückzuführen, daß aufgrund der niedrigen Temperatur des Alkohol­ kraftstoffs und der Verbrennungskammern des Motors die anfängliche Verbrennung zum Starten des Motors nicht ausreicht. Das beruht auf dem physikalischen Prinzip, daß der Alkohol eine hohe latente Ver­ gasungswärme aufweist und daher nicht ausreichend verdunsten kann, um die genannte anfängliche Verbrennung aufrechtzuerhalten, solange er noch kalt ist. Falls die Verbrennung bei niedrigen Temperaturen wenigstens einsetzt, so besteht weiterhin die Schwierigkeit, diese aufrechtzuerhalten, da eine verzögerte Explosion des Alkoholkraft­ stoff-Luft-Gemisches innerhalb der Kammer erfolgt, was zu häufigem Versagen des Motorbetriebes mit wiederholtem Stillstand desselben und nachfolgender Erhöhung der eingespritzten Menge an Alkoholkraft­ stoff führt. Falls man weiterhin versucht, den Motor zu starten, so wird dieser nicht nur "ersaufen", sondern es besteht auch eine star­ ke Beanspruchung sowohl der elektrischen als auch der mechanischen Teile.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, welche bei mit Alkoholkraft­ stoff betriebenen Verbrennungsmotoren auftreten, sind Systeme ent­ wickelt worden, die grundlegend nach zwei Prinzipien arbeiten.
Das erste Prinzip besteht darin, den Alkoholkraftstoff vor dessen Eintreten in die Verbrennungskammer auf eine Temperatur zu erwärmen, bei welcher der Alkoholkraftstoff verdunsten und somit die Verbren­ nung aufrechterhalten kann.
Das zweite Prinzip besteht darin, eine bestimmte Menge Benzin unmit­ telbar in die Verbrennungskammern des Motors einzuspritzen. In die­ sem Fall wird die Verbrennung anfänglich unterstützt, da die latente Vergasungswärme des Benzins viel niedriger ist als diejenige des Al­ koholkraftstoffes, was ermöglicht, daß ein geringer Teil des verdun­ steten Benzins ausreichend ist, um den Motor zu starten, wobei sich eine ausreichende Temperaturzunahme desselben ergibt, damit die Ver­ brennung beginnen und den Motor auf eine Temperatur erwärmen kann, bei der die genannte Verbrennung nur mit Alkoholkraftstoff aufrecht­ erhalten werden kann.
Obwohl die bekannten Systeme, welche nach solchen Prinzipien arbei­ ten, eine bisher funktionelle Lösung darstellen, haben sie noch vie­ le Nachteile. Wegen der verzögerten Explosion des Alkoholkraft­ stoff-Luft-Gemisches in dieser Übergangsphase zwischen dem Starten und dem normalen Betrieb des Motors wird sich ein häufiges Versagen bei dessen Betrieb ergeben, das sich u. a. als Drehzahlschwankungen, Erschütterungen, Stöße, nachfolgender und wiederholter Stillstand des Motors ausdrückt, was gegebenenfalls die Benutzung der Starthil­ fe und sogar mehrere Startversuche erforderlich macht.
Solche herkömmlichen Systeme haben noch andere Nachteile, die über­ wunden werden müssen. Die Motoren, die nach dem ersten Prinzip ar­ beiten, erfordern die Verwendung von Erwärmungsvorrichtungen an den Kraftstoffzuführleitungen, die zu den Verbrennungskammern führen. Außer der Tatsache, daß diese unpraktisch sind, ist deren Montage mit zusätzlichen Schwierigkeiten und Aufwand verbunden. Außerdem muß die Versorgung der Erwärmungsvorrichtungen mit Strom durch die Bat­ terie des Systems vor Betätigung des Anlassers erfolgen, wodurch die Batterie entladen wird, woraus mangels ausreichender Energie zur Be­ tätigung des Anlassers und zur nachfolgenden Aufrechterhaltung einer zuverlässigen Zündung Schwierigkeiten entstehen können.
Auch die herkömmlichen Kaltstartsysteme, die nach dem zweiten Prin­ zip arbeiten, weisen ernsthafte Nachteile auf. Außer denjenigen, die bereits erwähnt worden sind, werden mechanische Hilfsbestandteile wie z.B. Anlasser, wie auch die elektrischen Teile, wegen des oft notwendigen Mehrfachstartens stark beansprucht, wobei sich die Bat­ terie innerhalb kurzer Zeit entladen kann, falls der Motor nicht so­ fort startet. Darüber hinaus verlangen sie besondere Rohrleitungen und Einspritzventile zum Einspritzen des Alkoholkraftstoffes, was sie besonders kostspielig macht.
Angesichts des Dargelegten liegt der vorliegenden Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, eine Kaltstartvorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebene Motoren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile der herkömmlichen Systeme beseitigt und, da sie einen völ­ lig neuen Aufbau aufweist, ein stoßfreies und automatisches Starten des Motors ermöglicht, wobei die Verbrennung mit Hilfe von Benzin begonnen und ab einer bestimmten Temperatur nur mit Alkoholkraft­ stoff aufrechterhalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kaltstartvorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren der ein­ gangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Alkoholkraftstoff-Kreis­ lauf mit dem Benzinkreislauf mittels einer Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung aufeinander einwirkend verbunden ist, die in Abhängigkeit von dem im Alkoholkraftstoff-Kreislauf herrschenden Druck arbeitet. Bei dieser vorgeschlagenen Vorrichtung wird die An­ zahl der Leitungen für das Benzin wesentlich reduziert und nur ein Benzineinspritzventil ist erforderlich. Der Motoraufbau kann wesent­ lich vereinfacht werden, da an den Verbrennungskammern keine Ein­ lässe mehr für Benzineinspritzventile notwendig sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß vogeschlagenen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Benzinspeiche­ rungs- und Versorgungsvorrichtung Benzin im nichtaktivierten Zustand des Alkoholkraftstoffsystems speichert und es für den Verbrennungs­ beginn im aktivierten Zustand derselben liefert.
Bei der auf diese Weise realisierten Vorrichtung ist die Tatsache sehr vorteilhaft, daß keine Benzinpumpe benötigt wird. Außerdem wird ein stabiles Druckverhältnis im Benzinkreislauf hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems steht die Benzinspei­ cherungs- und Versorgungsvorrichtung mit dem Saugrohr des Motors über ein Benzineinspritzventil in Verbindung, wobei sie eine Gehäu­ se-Kolben-Einheit umfaßt, deren Kolben im Inneren des Gehäuses unter Federwirkung frei beweglich ist und ihn in zwei Arbeitskammern teilt, wobei eine Arbeitskammer mit dem Alkoholkraftstoffsystem und die andere mit dem Benzinsystem verbunden ist. Dadurch wird ein stoßfreier Betrieb ab Startbeginn des Motors gewährleistet.
Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren zum Kaltstarten eines mit Alkoholkraftstoff betriebenen Motors vor, welches bei der vorge­ schlagenen Kaltstartvorrichtung benutzt wird. Dieses Verfahren hebt sich dadurch hervor, daß bei einer Kaltstartvorrichtung für mit Al­ koholkraftstoff betriebenen Motoren der eingangs beschriebenen Art zunächst im kalten Zustand des Motors Benzin aus dem Benzinsystem gesaugt und vorläufig in einer Benzinspeicherungs- und Versorgungs­ vorrichtung gespeichert wird, solange das Alkoholkraftstoffsystem nicht aktiviert ist, während bei Aktivierung das Benzin dem Saugrohr des Motors ohne Verzögerung und genau dosiert zugeführt wird, um die Verbrennung im Motor mit Benzin zu beginnen, wobei, wenn der Motor einen vorbestimmten Grenzwert seiner Temperatur erreicht, die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung mit Alkoholkraftstoff ausreichend ist, die Alkoholkraftstoffzufuhr durch die Alkoholkraftstoff-Ein­ spritzventile freigegeben und die Benzineinspritzung unterbrochen wird. Mit diesem Verfahren wird ein kontinuierlicher und ruhiger Lauf während der Erwärmungsphase des Motors ohne das übliche Be­ triebsversagen erzielt.
Das Benzineinspritzungsventil wird bevorzugt durch eine elektroni­ sche Einspritzsteuereinheit in Abhängigkeit von der angesaugten Luft und von der Temperatur des Kühlwassers des Motors gesteuert. Mit dieser Vorrichtung wird ein genauer und völlig verzögerungsfreier Dosiervorgang ermöglicht, wobei diese ferner für den genauen Moment der Unterbrechung der Benzinversorgung verantwortlich ist.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Benzin­ speicherungs- und Versorgungsvorrichtung, die zum Einbau in die vor­ geschlagene Kaltstartvorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebe­ ne Verbrennungsmotoren geeignet ist und nach dem oben erläuterten Verfahren arbeitet. Diese Vorrichtung hebt sich dadurch hervor, daß sie ein bevorzugtes zylinderförmig ausgestaltetes Gehäuse umfaßt, in dessen Zylinderraum ein verschiebbar gelagerter Kolben zwei Arbeits­ kammern abteilt, wobei jede wenigstens einen Eintrittsanschluß und einen Austrittsanschluß aufweist, über den sie entweder mit dem Al­ koholkraftstoffsystem oder dem Benzinsystem verbunden ist.
Vorzugsweise weist der Kolben Umfangsnuten zur Aufnahme von Dich­ tungsringen auf, welche eine gute Abdichtung zwischen der benzinsei­ tigen Arbeitskammer und der alkoholkraftstoffseitigen Arbeitskammer gewährleisten.
Vorzugsweise weisen die Anschlüsse an ihren freien Enden eine annä­ hernd kegelstumpfförmigen Verdickung auf, um ein schnelles Auf­ stecken der Alkoholkraftstoff- bzw. Benzinleitungen sowohl bei der Montage der Vorrichtung im System als auch beim Ersetzen derselben durch eine neue Vorrichtung zu ermöglichen. Auch können die Ein­ tritts- bzw. Austrittsanschlüsse mit darin eingebauten Rückschlag­ ventilen ausgestaltet werden, um einen unerwünschten Rückfluß des Kraftstoffes entgegen der bei Betrieb des Systems vorgesehenen Rich­ tung zu vermeiden. Die Anordnung dieser Ventile an den Anschlüssen selbst macht Rückschlagventile in den Leitungen des Benzinkreislaufs und des Alkoholkraftstoff-Kreislaufs unnötig.
Die Kaltstartvorrichtung, das Kaltstartverfahren sowie die Benzin­ speicherungs- und Versorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung werden nachstehend mit Hilfe von bevorzugten Ausführungsbeispielen und un­ ter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Alkoholkraftstoff-Kalt­ startvorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Kalt­ startvorrichtung,
Fig. 3 einen Teil eines Verbrennungsmotors im Schnitt,
Fig. 4 eine Benzinspeicherung- und Versorgungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kaltstartvor­ richtung für Alkoholkraftstoff-Verbrennungsmotoren zum Einbau in ei­ nem Kraftfahrzeug dargestellt. Diese Vorrichtung umfaßt zugeordnet zu einem Verbrennungsmotor einen Alkoholkraftstoffkreislauf und ei­ nen Benzinkreislauf sowie eine zusätzliche Vorrichtung, die nach­ stehend in der Beschreibung erläutert wird. Der Alkoholkraftstoff­ kreislauf besteht aus einem Alkoholkraftstofftank 1 und einer Alko­ holkraftstoffleitung 2, über welche Alkoholkraftstoff zum Motor ge­ leitet werden kann. Dieser Alkoholkraftstoffleitung 2 sind eine Al­ koholkraftstoffpumpe 3 und gegebenenfalls eine oder mehrere Alkohol­ kraftstoffbehandlungsvorrichtungen wie z.B. ein Alkoholkraftstoffil­ ter 4 zugeordnet.
Wie aus der Darstellung des Systems nach der Fig. 1 hervorgeht, ist die Alkoholkraftstoffleitung 2 an der Stelle A in zwei Leitungsteile 2′ und 2′′ verzweigt. Das Leitungsteil 2′ führt zu einem Verteiler­ rohr 5 des Verbrennungsmotors 6, welcher hier von einem gestrichel­ ten Rechteck umgeben gezeichnet ist. Ein Rücklaufleitungsteil 2′′′ verläßt das Verteilerrohr 5 und führt zum Alkoholkraftstofftank 1 zurück. In das Rücklaufleitungsteil 2′′′ ist ein Druckregler 7 einge­ setzt, um den zur sicheren Alkoholkraftstoffeinspritzung in die Ver­ brennungskammern 9 des Verbrennungsmotors 6 erforderlichen Druck zu gewährleisten. Im Verteilerrohr 5 sind Einspritzventile 8 bekannter Bauart installiert, die der jeweiligen Verbrennungskammer 9 zugeord­ net sind. Der hier dargestellte Verbrennungsmotor 6 weist vier Zy­ linder auf, kann aber auch jede beliebige Zylinderanzahl besitzen. Den Verbrennungskammern 9 ist ein Saugrohr 10 des Verbrennungsmotors 6 zugeordnet.
Die Anordnung der Einspritzventile 8 am Verbrennungsmotor ist aus der Fig. 3 ersichtlich.
Das Leitungsteil 2′′, ausgehend von Punkt A des Alkoholkraftstoff­ kreislaufs, führt zu einer Benzinspeicherungs- und Versorgungsvor­ richtung 11, welche nachstehend näher beschrieben wird. Diese Vor­ richtung 11 ist auch mit dem Benzinkreislauf verbunden, so daß Alko­ holkraftstoffkreislauf und Benzinkreislauf aufeinander einwirken können. Der Benzinkreislauf umfaßt einen Benzintank 12, von welchem eine Benzinzufuhrleitung 13 ausgeht und zur Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung 11 führt. Die Benzinzufuhrleitung 13 enthält ein Rückschlagventil 14, um den Rücklauf von Benzin zum Benzintank 12 zu verhindern.
In Fig. 4 ist die Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung 11 näher dargestellt. Diese ist in der vorliegenden Darstellung mit ei­ nem Gehäuse 15 ausgestattet, das zylindrisch ausgebildet sein kann und dessen Innenraum durch einen beweglichen Kolben 18 in zwei Ar­ beitskammern 16 und 17 geteilt ist.
Das Gehäuse 15 weist einen Eintrittsanschluß 19 und einen Austritts­ anschluß 20 auf, die der Arbeitskammer 16 zugeordnet sind, sowie ei­ nen Eintrittsanschluß 19′ und einen Austrittsanschluß 20′, die der anderen Arbeitskammer 17 zugeordnet sind. Die Anschlüsse 19, 20; 19′, 20′ können an ihren freien Enden eine kegelstumpfförmige Ver­ dickung aufweisen, an welcher die Rückschlagventile gegebenenfalls installiert sein können und die außerdem dafür dienen kann, die schnelle Verbindung der Vorrichtung mit den Leitungen des Alkohol­ kraftstoffsystems und des Benzinsystems zu ermöglichen (siehe Fig. 4).
Wie näher in Fig. 4 dargestellt, weist der Kolben 18 eine ringför­ mige Vertiefung 21 an seiner der Arbeitskammer 17 zugewandten Stirn­ fläche auf, in der ein Ende eines Federelements, vorzugsweise eine Schraubfeder 22, die axial mit dem Gehäuse 15 verläuft, aufgenommen und durch ein geeignetes Mittel gehalten wird, wobei das andere Ende der Schraubenfeder 22 an einer Innenwand des Gehäuses 15 um eine kreisförmige innere Schulter 25 anliegt. Der Umfang des Kolbens 18 weist zwei Umfangsnuten 23 auf, in welche Dichtungsringe 24 einge­ setzt sind, so daß eine gute Abdichtung zwischen den zwei Arbeits­ kammern 16 und 17 erzielt wird.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Kaltstartsystem ist das Rohrlei­ tungsteil 2′′ mit der Arbeitskammer 16 der Benzineinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung 11 verbunden. An diesem Leitungsteil 2′′ ist ein Rückschlagventil 14′ angeordnet, um den Rücklauf des Alkohol­ kraftstoffes in Richtung zum Alkoholkraftstofftank 1 zu verhindern.
Eine Austrittsleitung 2′′ ist mit der Arbeitskammer 16 über den Aus­ trittsanschluß 20 verbunden und führt zum Rücklaufleitungsteil 2′′, bevor dieser in den Alkoholkraftstofftank 1 mündet. Die andere Ar­ beitskammer 17 ist mit der Benzinzufuhrleitung 13 über den Ein­ trittsanschluß 19′ sowie mit einer Benzinzufuhrleitung 13′ über den Austrittsanschluß 20′ verbunden. Die Benzinzufuhrleitung 13′ ihrer­ seits ist mit einem Benzineinspritzventil 28 bekannter Bauart ver­ bunden, welches mit einer elektronischen Einspritzsteuereinheit 27 über eine elektrische Leitung 26 verbunden ist. Wie aus der schema­ tischen Darstellung der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Ar­ beitskammer 16 mit dem Alkoholkraftstoffkreislauf verbunden, während die Arbeitskammer 17 mit dem Benzinkreislauf des erfindungsgemäßen Kaltstartsystems verbunden ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich leicht von demjenigen nach der Fig. 1. In Fig. 2 sind dieselben Bezugszeichen wie in der Fig. 1 beibehalten worden.
Der Unterschied zwischen diesem zweiten Beispiel und dem ersten be­ steht darin, daß die Alkoholkraftstoffleitung 2 anstatt der Verzwei­ gung an der Stelle A kontinuierlich ist, wobei sie mit dem Ein­ trittsanschluß 19 der Arbeitskammer 16 verbunden ist, während das Leitungsteil 2′ mit dem Verteilerrohr 5 über den Austrittsanschluß 20 verbunden ist. Die Austrittsleitung 2′′ entfällt, während die übrigen Anordnungen des Systems grundlegend identisch sind.
Beschreibung der Betriebsweise
Ausgehend vom kalten Zustand des Verbrennungsmotors und bei nicht aktiviertem System laufen folgende Schritte ab, bis der Verbren­ nungsmotor warmgelaufen ist:
a) Ansaugen des Benzins
Während der Nacht oder eines zum Abkühlen des Motors ausreichen­ den Zeitraums, z.B. während einer Zeit von mehr als sechs Stun­ den, sinkt der im Alkoholkraftstoffkreislauf des Systems, d.h. in der Alkoholkraftstoffleitung 2, 2′, 2′′ herrschende Druck ab, womit sich ein Unterdruck Pa in der Arbeitskammer 16 auf der Alkoholkraftstoffseite der Benzinspeicherungs- und Versorgungs­ vorrichtung 11 ergibt. Dies bedeutet, daß der in der benzinseiti­ gen Arbeitskammer 17 herrschende Druck P b höher ist als der in der Arbeitskammer 16 herrschende Druck (Druckfederkraft x Kolben­ fläche). Dabei bewegt sich der Kolben 18 nach links, wobei die Schraubenfeder 22 entspannt und Benzin aufgrund der in der Ar­ beitskammer 17 erzeugten Unterdruck- oder Vakuumwirkung aus dem Benzintank 12 durch den Eintrittsanschluß 19′ gesaugt wird. Das Volumen dieser Arbeitskammer 17 muß so bemessen sein, daß ein ausreichendes Benzinvolumen (gegebenenfalls in gasförmigem Zu­ stand) darin während der gesamten Kaltstart- und Erwärmungsphase des Motors vorhanden ist, bis die Verbrennung mit Alkoholkraft­ stoff von selbst aufrechterhalten werden kann.
b) Starten oder Betriebsbeginn des Verbrennungsmotors
Beim Einschalten der Zündung des Verbrennungsmotors, z.B. mittels des Zündschlüssels des Kraftfahrzeugs, wird die Alkoholkraft­ stoffpumpe 3 gleichzeitig angetrieben. Sobald diese angetrieben wird, erfolgt der Aufbau des Drucks im Alkoholkraftstoffkreis­ lauf, genauer gesagt in den Leitungen 2, 2′, 2′′, welcher demnach bis zur Arbeitskammer 16 übertragen wird. Im Falle des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Alkholkraftstoffdruck zunächst zum Leitungsteil 2′ und nicht nach 2′′ geführt, da das darin angeordnete Ruckschlagventil 14′ sich nur unter einem Öff­ nungsdruck öffnet, der z.B. 0,5 bar unter dem Druck liegt, der zur Alkoholkraftstoffzuführung zum Verteilerrohr 5 durch das Lei­ tungsteil 2 erforderlich ist. Der Druckregler 7 hilft bei diesem Vorgang. Der zunmehmende Druck P a im Inneren der Arbeitskammer 16, welcher durch das Alkoholkraftstoffsystem erzeugt wird, wird über die Fläche des Kolbens 18 übertragen, d.h. P a × Kolben­ fläche=P b - F e (F e =Federkraft), wodurch der Kolben 18 kontinuierlich nach rechts so verschoben wird, daß er das in der Arbeitskammer 17 enthaltene Benzin oder Benzingemisch dazu zwingt, kontinuierlich aus derselben über den Austrittsanschluß 20′ auszutreten und unter Druck der Benzinzufuhrleitung 13′ zuge­ führt zu werden, wodurch das Benzin in das Saugrohr 10 des Motors 6 mittels des Benzineinspritzventils 28 eingespritzt wird. Danach wird der Motor unter Einwirkung der elektronischen Einspritz­ steuereinheit 27 gestartet.
c) Im Falle einer Beschleunigung
In Anbetracht dessen, daß der Motor in dieser anfänglichen "Er­ wärmungsphase", d.h. im Leerlauf, mit Benzin anläuft, wird auch beim schnellen Beschleunigen (Betätigung des Gaspedals des Kraft­ fahrzeugs) das Benzineinspritzventil 28 kurz geöffnet und es wird Benzin in das Saugrohr 10 eingespritzt, er erfolgen sogenannte Benzinzwischenspritzer. In diesem Beschleunigungsfalle muß die erforderliche Benzinmenge ohne Verzögerung und genau dosiert ein­ gespritzt werden, damit ein einwandfreier Betrieb des Motors ohne das unerwünschte "Verschlucken" erzielt werden kann, welches un­ angenehme "Vibrationen" des Fahrzeugs verursacht.
Die genannte verzögerungsfreie und genau dosierte Einspritzung sowohl beim Start als auch bei Leerlauf wird während dieser an­ fänglichen Erwärmungsphase des Motors durch die genannte elektro­ nische Einspritzsteuereinheit 27 ermöglicht, welche - wie oben erwähnt - mit dem Kraftstoffeinspritzventil 28 so verbunden ist, daß sie die Funktion desselben steuern kann. Da eine solche elek­ tronische Einspritzsteuereinheit 27 nicht Gegenstand der vorlie­ genden Erfindung ist, wird sie hier nicht näher erläutert.
Was die Funktion dieser Einspritzsteuereinheit anbelangt ist zu beachten, daß diese, sobald der Motor anläuft, Steuerimpulse ab­ gibt, die das Benzineinspritzventil 28 betätigen. Dadurch wird das genannte Benzineinspritzventil 28 geöffnet sein, solange eine Erregung (bei jeder Drehzahl) erfolgt.
Der elektronischen Einspritzsteuereinheit 27 werden in bekannter Weise Signale über die Temperatur des Wassers im Kühlsystem des Mo­ tors, welche mittels eines bekannten Temperatursensors erfaßt wer­ den, sowie über die angesaugte Luftmenge, die durch eine im Saugrohr 10 angeordnete bekannte Luftmeßeinrichtung erfaßt wird, und andere Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors eingeben.
Temperatursensoren und Luftmeßeinrichtungen, wie z.B. Stauklappen, Hitzdrahtsensoren u. a. sind bereits aus dem Stand der Technik be­ kannt, weshalb nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.
Liegt, wenn der Zündschlüssel betätigt wird, die Temperatur des Was­ sers des Motors und somit des Motors selbst unter einem vorgebenen Grenzwert, so hat dies zur Folge, daß durch die elektronische Ein­ spritzsteuereinheit 27 das Benzineinspritzventil 28 in Öffnungsrich­ tung aktiviert wird. Die Dauer der Aktivierung des Benzineinspritz­ ventils 28 bestimmt die Einspritzsteuereinheit 27 in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur in unterschiedlicher Länge; sie ist umso kürzer, je höher die Temperatur des Motors ist.
Wenn die Wassertemperatur des Motors den vorbestimmten Grenzwert er­ reicht und überschreitet, der zur selbständigen Verbrennung des Al­ koholkraftstoffs ausreichend ist, wird die Einspritzsteuereinheit die Aktivierung des Benzineinspritzventils 28 unterbrechen und nun die Kraftstoffversorgung mit Alkoholkraftstoff dadurch sicherstel­ len, daß sie die Einspritzventile 8 in Offnungsrichtung aktiviert, welche den Alkoholkraftstoff z.B. in Richtung der Verbrennungskam­ mern 9 einspritzen, worin die Verbrennung des Alkoholkraftstoffes aufgrund des nun geeigneten Temperaturniveaus darin aufrechterhalten werden kann. Die elektronische Einspritzsteuereinheit 27 aktiviert die den Alkoholkraftstoff einspritzenden Einspritzventile 8 über elektrische Leitungen 29 in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen des Verbrennungsmotors 6, z.B. in Abhängigkeit von der über das Saug­ rohr 10 angesaugten Luftmenge. Es ist zu beachten, daß nur bei einer Temperatur unter dem Grenzwert eine Benzineinspritzung erfolgt.
Obwohl die vorliegende Erfindung auf der Basis von Alkoholkraftstoff und Benzin beschrieben worden ist, kann sie auch beim Einsatz anderer beliebiger Kraftstoffe benutzt werden, die Merkmale aufweisen, die denjenigen dieser beschriebenen Kraftstoffe ähnlich sind.

Claims (9)

1. Kaltstartvorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebene Ver­ brennungsmotoren mit Fremdzündung mit einem durch eine Zuführstrecke gebildeten Alkoholkraftstoffkreislauf, ausgehend von einem Alkohol­ kraftstofftank und zu einem Verteilerrohr des Motors führend, von wo er zum Alkoholkraftstofftank zurückführt, wobei eine Fördervorrich­ tung wie z.B. eine Alkoholkraftstoffpumpe in diesem Kreislauf vorge­ sehen ist und mit dem Verteilerrohr und der jeweiligen Verbrennungs­ kammer des Motors Einspritzventile zum Einspritzen von Alkoholkraft­ stoff in Verbindung stehen und die Verbrennungskammern über ein Saugrohr mit Verbrennungsluft versorgt werden, sowie mit einem einen Benzintank enthaltenden Benzinkreislauf, von dem eine Benzinzufuhr­ leitung zur Zuführung von Benzin an oder nahe an die Verbrennungs­ kammern zwecks Unterstützung des anfänglichen Verbrennungsvorgangs ausgeht, bis die Verbrennung durch den Alkoholkraftstoff aufrecht­ erhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkoholkraft­ stoffkreislauf (2, 2′, 2′′, 2′′′) mit dem Benzinkreislauf (13, 13′) mittels einer Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung (11) aufeinander einwirkend verbunden ist, welche in Abhängigkeit von dem im Alkoholkraftstoffkreislauf herrschenden Druck arbeitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ben­ zinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung (11) im nicht aktivier­ ten Zustand des Alkoholkraftstoffsystems Benzin speichern und es beim Start des Verbrennungsmotors (6) im aktivierten Zustand dersel­ ben liefern kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung (11) mit dem Saugrohr (10) des Verbrennungsmotors (6) über ein Benzineinspritz­ ventil (28) in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung (11) eine Gehäu­ se-Kolben-Einheit umfaßt, deren Kolben (18) unter Federwirkung (22) im Inneren des Gehäuses (15) beweglich ist und dieses in zwei Ar­ beitskammern (16, 17) teilt, wobei eine davon mit dem Alkoholkraft­ stoffkreislauf (2, 2′′) und die andere mit dem Benzinkreislauf (13, 13′) verbunden ist.
5. Verfahren zum Kaltstarten eines mit Alkoholkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotors, das in einer Kaltstartvorrichtung für mit Alko­ holkraftstoff betriebenen Verbrennungsmotoren durchgeführt wird, die einen durch eine Zufuhrstrecke gebildeten Alkoholkraftstoff-Kreis­ lauf aufweist, ausgehend von einem Alkoholkraftstofftank und zu ei­ nem Verteilerrohr des Motors führend, von wo er zum Alkoholkraft­ stofftank zurückführt, wobei eine Fördervorrichtung wie z.B. eine Alkoholkraftstoffpumpe in diesem Kreislauf vorgesehen ist und mit dem Verteilerrohr und der jeweiligen Verbrennungskammer des Motors Einspritzventile zum Einspritzen von Alkoholkraftstoff in Verbindung stehen sowie die Verbrennungskammern über ein Saugrohr mit Verbren­ nungsluft versorgt werden und mit einem einen Benzintank enthalten­ den Benzinkreislauf zur Zuführung von Benzin an oder nahe an die Verbrennungskammern zwecks Unterstützung des anfänglichen Verbren­ nungsvorgangs bis die Verbrennung durch den Alkoholkraftstoff auf­ rechterhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst im kalten Zustand des Motors Benzin aus dem Benzinkreislauf eingesaugt wird, welches in einer Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrich­ tung (11) gespeichert wird solange das Alkoholkraftstoffsystem nicht aktiviert ist und danach beim Start des Verbrennungsmotors (6) das Benzin dem Saugrohr (10) des Motors (6) ohne Verzögerung und genau dosiert zugeführt wird, um die Verbrennung mit Benzin zu beginnen, bis der Motor (6) einen vorbestimmten Grenzwert seiner Temperatur erreicht hat, die zur Aufrechterhaltung der Verbrennung mit Alkohol­ kraftstoff ausreichend ist, worauf die Alkoholkraftstoffzufuhr zu den Alkoholkraftstoff-Einspritzventilen (8) freigegeben und die Ben­ zineinspritzung unterbrochen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ben­ zineinspritzung durch eine elektronische Einspritzsteuereinheit (27) in Abhängigkeit von der angesaugten Luft und von der Temperatur des Kühlwassers im Motor (6) gesteuert wird.
7. Benzinspeicherungs- und Versorgungsvorrichtung einer Kaltstart­ vorrichtung für mit Alkoholkraftstoff betriebene Verbrennungsmoto­ ren, insbesondere für eine Kaltstartvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4 oder zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (15) umfaßt, in dessen Zylinderraum ein Kolben (18) durch eine Feder (22) beauf­ schlagt verschiebbar angeordnet ist und den Zylinderraum in zwei Ar­ beitskammern (16, 17) teilt, wobei die eine Arbeitskammer mit dem Alkoholkraftstoffsystem und die andere Arbeitskammer mit dem Benzin­ system über wenigstens je einen Eintrittsanschluß (19, 19′) und einen Austrittsanschluß (20, 20′) in Verbindung steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kol­ ben (18) Umfangsnuten (23) aufweist, in welche Dichtungsringe (24) eingesetzt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ tritts- und Austrittsanschlüsse (19, 19′, 20, 20′) an ihren freien Enden eingebaute Rückschlagventile (14, 14′) aufweisen.
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