DE4106581A1 - Verfahren zur vermeidung von brennstoffablagerungen im saugrohr von verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Brennstoffablagerungen im Saugrohr von Verbren­ nungsmotoren durch Beheizung der im Saugrohr vom eingespritzten, flüssigen Brennstoff beaufschlagten Fläche.

Wandablagerungen des Brennstoffs im kalten Saugtrakt des Motors zwischen Einspritzanlage und Einlaßventil beim Kaltstart werden durch Brennstoffüberschuß beim Kaltstart kompensiert und bedingen den Hauptteil der erhöhten CO- und HC-Emissionen beim Kaltstart, außer­ dem erfordern sie die Zufuhr von Sekundärluft im Abgas, um in nachgeschalteten Abgaskatalysatoren eine vollkommene Verbrennung dieser Schadstoffe zu ermög­ lichen.

Eine wirkungsvolle Maßnahme zur Verhinderung solcher Wandablagerungen ist aus der Literatur bekannt (MTZ 51, 1990 7/8, Seite 316). Hierbei ist im Saugtrakt des Motors ein elektrisch beheizbarer Wärmetauscher so angeordnet, daß ein Großteil des von der Brenn­ stoffdüse ausgespritzten Brennstoffs auf die Wärme­ tauscherflächen, statt auf die kalten Saugrohrwände auftrifft, wodurch Brennstoffablagerungen auf den kalten Saugrohrwänden vermieden werden.

Die elektrische Beheizung des Wärmetauschers hat zur Folge, daß er erst beheizt werden kann, wenn nach dem Start des Motors elektrische Leistung aus dem Genera­ tor zur Verfügung steht, weil die gleichzeitige Be­ lastung der üblicherweise beim Kaltstart ohnehin überstrapazierten Batterie durch den hohen Leistungs­ bedarf des Anlassers und der Wärmetauscherheizung beim Kaltstart vermieden werden muß.

Auch eine Vorheizung des Wärmetauschers vor dem Kalt­ start kommt nicht in Frage, weil durch den hohen Strombedarf der Vorheizung die für den Start des Motors zur Verfügung stehende elektrische Leistung wesentlich reduziert wird, was insbesondere bei kal­ ten Umgebungstemperaturen zu Startproblemen führen kann.

Die hohen Emissionswerte in der Startphase werden also erst mit einer zeitlichen Verzögerung reduziert, die sich aus dem gegenüber dem Start des Motors verzögerten Beginn der Beheizung des Wärmetauschers und der für die Aufheizung des kalten Wärmetauschers erforderlichen Zeitspanne zusammensetzt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren so auszugestalten, daß der Brenn­ stoffniederschlag im Saugrohr, insbesondere beim Kaltstart, ohne nachteilige Rückwirkung auf das elek­ trische Bordnetz vermieden wird und daß diese Wirkung bereits beim Start des Motors unbeschränkt zur Ver­ fügung steht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Heizenergie zumindest in der Startphase einem Wärme­ speicher entnommen wird.

Da diese Beheizung dem Bordnetz keine nennenswerte Energie entzieht, kann die Heizenergie zugleich mit dem Start des Motors zur Verfügung gestellt werden.

Da durch den Einsatz von vorzugsweise durch die Ab­ fallwärme des Motors geladenen Wärmespeichern kurz­ fristig Leistungen bis zu 100 KW zur Verfügung ge­ stellt werden können, kann nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die beaufschlagte Fläche unmittelbar vor dem Kaltstart auf die Temperatur des Wärmeträgers in dem den Wärmespeicher entladenden Kreislauf aufgeheizt werden, wobei lediglich ca. 20 W elektrische Leistung für den Betrieb einer Umwälz­ pumpe für den Wärmeträger, z. B. das Kühlmittel des Motors, aufgewendet werden müssen.

Im Fall besonders effizienter Motoren kann die Ver­ lustwärme zur Beladung eines Speichers nicht ausrei­ chen, weshalb es dann erforderlich werden kann, den Speicher mit generierter Wärme zu beladen. Wenn die der Beladung des Speichers dienende Wärmequelle eine ausreichende Betriebstemperatur erreicht hat, können die beheizten Flächen auch durch direkten Wärmetausch mit dieser Wärmequelle beheizt werden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens wird die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Schnitt durch die Einmündung eines Saugrohrs in einen Motorzylinder.

Dargestellt ist der im Bereich des Zylinderkopfs 10 eines Verbrennungsmotors ausmündende Abschnitt eines Saugrohrs 12, bei dem die Saugrohrwandung 16 von einer als Wärmetauscher dienenden Rohrschlange 18 bedeckt ist, die in einen über einen Wärmespeicher, z. B. einen durch Abfallwärme des Motors geladenen Latentwärmespeicher, führenden Wärmeträgerkreislauf über Anschlüsse 22 und 24 einbezogen ist. Zur Umwälzung des Wärmeträgers dient eine Umwälzpumpe, die ebenso wie der Latentwärmespeicher nicht dargestellt ist.

Die Rohrschlange 18 ist so angeordnet, daß der Brennstoffstrahl aus einem Brennstoffeinspritzventil 26 überwiegend auf die Rohrschlange 18 auftrifft.

Um sicherzustellen, daß die Rohrschlange 18 bereits beim Kaltstart die Temperatur des Wärmeträgers ange­ nommen hat, wird die Umwälzpumpe im Wärmeträger­ kreislauf mit einer ausreichend bemessenen Vorlauf­ zeit vor dem Kaltstart des Motors in Betrieb gesetzt, beispielsweise durch eine mit der Tür verbundene automatische Schaltung. Wenn anschließend beim Start der Brennstoffstrahl auf die vorgeheizte Rohrschlange 18 auftrifft, wird der Brennstoff in bekannter Weise zumindest teilweise verdampft und die Benetzung der Wände mit flüssigem Brennstoff wird verhindert.

Claims (5)

1. Verfahren zur Vermeidung von Brennstoffab­ lagerungen im Saugrohr von Verbrennungsmotoren durch Beheizung der im Saugrohr vom eingespritzten, flüssi­ gen Brennstoff beaufschlagten Fläche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizenergie zumindest in der Start­ phase einem Wärmespeicher entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beaufschlagte Fläche unmittelbar vor dem Kaltstart auf die Temperatur des Wärmeträgers in dem den Wärmespeicher entladenden Kreislauf aufge­ heizt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Wärme Verlustwärme des Verbrennungsmotors ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherte Wärme generierte Wärme ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der beheizten Fläche zugeführte Wärme durch direkten Wärmetausch mit ihrer Quelle gewonnen wird, sobald diese eine ausreichende Betriebstemperatur erreicht hat.