DE4403029A1 - Glühkerzensteuerung für schwer verdampfbare Pflanzenöle - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer dieselmotorisch betriebenen Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE-OS 27 43 788 ist ein Dieselmotor bekannt, der über Glühkerzen gestartet wird und bei dem die Glühkerzen auch nach dem Startvorgang jedesmal dann wieder betätigt werden, wenn die Betriebstemperatur des Motors unter einen bestimmten Wert absinkt.

Soll ein Vor- oder Wirbelkammermotor mit Pflanzenöl betrieben werden, das wesentlich schwerer verdampfbar ist als Dieselöl, hat sich herausgestellt, daß die Glühkerzen nach dem Startvorgang eine Zeitlang weiterbetrieben werden müssen, um bei dem in dieser Phase noch relativ kalten Motor eine saubere Verbrennung zu erreichen. Andererseits verursachte diese erhöhte Betriebsdauer der Glühkerzen eine Verringerung der Standzeit, so daß die Glühkerzen relativ häufig ausgetauscht werden mußten.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Brennkraftmaschine so auszugestalten, daß auch bei dem Betrieb mit Pflanzenöl sofort nach dem Startvorgang eine saubere Verbrennung gewährleistet werden kann, ohne daß sich dadurch die Standzeit der Glühkerzen maßgeblich verringert.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß bei der Verwendung von Pflanzenöl nach dem Startvorgang für eine gute Verbrennung nicht mehr die volle Leistung der Glühkerzen notwendig ist. Ebenso hat sich herausgestellt, daß sich der Betrieb mit Glühkerzen mit verminderter Leistung kaum negativ auf die Standzeit der Glühkerzen auswirkt. Durch die Verminderung der Leistung der Glühkerzen nach dem Startvorgang läßt sich folglich sowohl eine gute Verbrennung in dieser Phase gewährleisten als auch ein häufiger Austausch der Glühkerzen verhindern.

Um die Belastung der Glühkerzen weiter verringern zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Vorglühzeit - wie es seit langem bekannt ist - als auch die Nachglühzeit nach dem Startvorgang in Abhängigkeit von der Motortemperatur geregelt wird. Die Motortemperatur läßt sich für diese Regelung, wie allgemein bekannt, durch die Kühlwasser-, die Öl-, oder die Abgastemperatur erfassen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel läßt sich anstatt der Nachglühzeit nach dem Startvorgang die Leistung der Glühkerzen in Abhängigkeit von der Motortemperatur regeln. Hier wird bei steigender Temperatur die Leistung der Glühkerzen langsam gegen Null gehen. Diese Regelungsart kann auch mit einem Schwellwert gekoppelt werden, bei dem die Glühkerzen dann ganz abschalten.

Eine akzeptable Verbrennung findet ohne Zuschaltung der Glühkerzen nicht nur bei betriebswarmem Motorstart, sondern auch, wenn dem noch relativ kalten Motor eine hohe Leistung abverlangt wird, statt.

Es ist daher besonders vorteilhaft, die Leistung der Glühkerzen nach dem Startvorgang auch in Abhängigkeit von der Motorleistung zu regeln. In der einfachsten Ausführungsform werden auch hier die Glühkerzen bei einem bestimmten Schwell­ wert abgeschaltet. Da die Stellung des Gaspedals als Äqui­ valent zur geforderten Motorleistung gesehen werden kann, wird in besonders einfacher Weise die Gaspedalstellung abgegriffen.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird nach dem Startvorgang vor jede Glühkerze ein eigener Widerstand geschaltet, um die Leistung der jeweiligen Glühkerze zu verringern. Dies hat neben der Leistungsverminderung den weiteren Vorteil, daß beim Ausfall einer Glühkerze die Leistung der Verbleibenden nicht maßgeblich erhöht wird.

In vorteilhafter Weise sind die Vorschaltwiderstände als Heizwendel ausgebildet und befinden sich in der Kraft­ stoffzufuhr vor der Einspritzpumpe. Hierdurch wird das Pflanzenöl auf eine Temperatur gebracht, die die Verdampfung erleichtert.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur bei Dieselmotoren mit Vor- oder Wirbelkammer, sondern auch bei direkteinspritzenden Motoren einsetzbar.

Die beschriebene Regelung bezieht sich nicht nur auf die Phase direkt nach dem Start, sondern in vorteilhafter Weise auf alle Zustände, in denen der Motor nicht die für eine gute Verbrennung notwendige Betriebstemperatur aufweist.

In gleicher Weise wie beim Betrieb mit Pflanzenöl ist die Regelung bei dem Betrieb mit chemisch ähnlichen Ölen und Fetten vorzusehen.

Weitere Vorteile der Erfindung werden durch die Unteransprüche und ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung eingehend erläutert. Es zeigt die folgende einzige Figur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Der Pluspol 6 der Batterie 1 ist über den durch das Zündschloß 15 betätigten Schalter 2, einen durch ein erstes Relais 3 betätigten Schalter 4 und den Öldruckschalter 5 auf Masse gelegt. Durch diesen Stromkreis wird ein zweites Relais 7 aktiviert, welches den Schalter 8 betätigt. Der Pluspol 9 des Drehstromgenerators 10 liegt über den Gaspedalschalter 11 und einen von der Motortemperatur gesteuerten Schalter 12 an Masse. In diesem Stromkreis liegt das Relais 3, welches den Schalter 4 betätigt. Die Glühkerzen 13 liegen über das Relais 14 an der Batterie 1 an. Das Relais 14 schließt den Stromkreis zwischen Batterie 1 und Glühkerzen 13 über einen vom Zündschloß 15 kommendes Signal. Der Stromkreis wird wieder unterbrochen, entweder durch ein ebenfalls vom Zündschloß 15 kommendes Signal, welches gleichzeitig in hier nicht gezeigter Weise den Anlasser in Betrieb setzt, oder nach einer Zeit, die durch die Motortemperatur bestimmt wird. Das Relais 14 steuert ebenfalls die Leuchtdauer der Lampe 16, die einige Sekunden vor der Unterbrechung des Stromkreises zu den Glühkerzen erlischt. Der durch das Relais 7 betätigte Schalter 8 schließt oder unterbricht einen Stromkreis von der Batterie 1 über die Widerstände 17 zu den Glühkerzen 13. Die Widerstände 17 sind in einem Behälter 18 angeordnet, der in Durchflußrichtung A des Treibstoffes vor der Einspritzpumpe liegt.

Der Startvorgang kann folgendermaßen beschrieben werden: Beim Drehen des Zündschlosses 15 in eine erste Stellung wird sowohl der Schalter 2 als auch ein durch das Relais 14 betätigter Schalter geschlossen. Auf diese Weise fließt ein Strom von der Batterie 1 über die Glühkerzen 13. Gleichzeitig leuchtet die Kontrollampe 16. Geht man davon aus, daß der Motor kalt ist, so befindet sich der Schalter 12 ebenfalls in geschlossener Stellung. Nach einer durch die Motortemperatur vorgegebenen Vorglühzeit erlischt die Kontrollampe 16 und gibt damit dem Fahrer das Signal zum Starten des Motors. Dieser dreht daraufhin das Zündschloß 15 in eine zweite Stellung und gibt damit dem Relais 14 den Abschaltimpuls, welches daraufhin den Stromkreis zu den Glühkerzen 13 unterbricht. Sollte der Fahrer das Erlöschen der Kontrollampe 16 nicht bemerken, so wird der Stromkreis von dem Relais 14 nach gewisser Zeit auch ohne den Abschaltimpuls des Zündschlosses 15 unterbrochen, so daß der Startvorgang von neuem eingeleitet werden muß.

Wird der Motor jedoch in Betrieb gesetzt, so fließt ein Strom von dem Drehstromgenerator 10 (Lichtmaschine) über den geschlossenen Schalter 11 und den bei kaltem Motor ebenfalls geschlossenen Schalter 12. Dadurch wird das Relais 3 aktiviert und der Schalter 4 ebenfalls geschlossen.

Durch den sich aufbauenden Öldruck schließt sich auch der Schalter 5, so daß das Relais 7 aktiviert wird. Über den sich nun noch schließenden Schalter 8 fließt ein Strom von der Batterie 1 über die Widerstände 17 zu den Glühkerzen 13. Hierdurch werden die Glühkerzen 13 in schonender Weise nach erfolgtem Startvorgang mit verminderter Leistung weiter­ betrieben und dadurch die Verbrennung während der Anlaufphase des Motors stark verbessert. Die Verlustleistung der Glühkerzen wird über die Widerstände 17 als Wärmeenergie an den Treibstoff abgegeben.

Ab einer bestimmten Motortemperatur, bei der eine gute Verbrennung gewährleistet ist, öffnet sich der Schalter 12, wodurch über das dadurch bedingte Abfallen des Relais′ 3 und des Relais′ 7 der Stromkreis zwischen Batterie 1 und Wider­ ständen 17 unterbrochen wird. Die gleiche Wirkung wird durch das Durchtreten des Gaspedals über eine bestimmte Stellung hinaus und das dadurch bedingte Öffnen des Schalters 11 hervorgerufen.

Sollte sich der Motor jedoch beispielsweise bei langsamer Fahrt an kalten Tagen wieder abkühlen, so würden sich die Schalter 11 und 12 wieder schließen und die Glühkerzen 13 über die Widerstände 17 mit verminderter Leistung wieder in Betrieb setzen, so daß auch für diesen Zustand eine gute Verbrennung gewährleistet ist, ohne dabei die Standzeit der Glühkerzen übermäßig zu beanspruchen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Widerstände 17 regelbar ausgebildet. Das bedeutet, daß die Widerstände 17 bei kaltem Motor wenig Leistung als Wärmeenergie ableiten, während die Verlustleistung bei steigernder Motortemperatur zunimmt.

Ab einem bestimmten Schwellwert schaltet auch hier der Schalter 12 sowohl die Widerstände als auch die Glühkerzen von der Stromversorgung ab. Auf diese Weise wird die Leistung der Glühkerzen kontinuierlich an die steigende oder fallende Motortemperatur angepaßt.

Claims (7)

1. Dieselmotorisch betriebene Brennkraftmaschine, die für den Betrieb mit schwer verdampfbaren Pflanzenölen geeignet ist, mit Glühkerzen zum Starten der Brennkraftmaschine und einer Steuerung, die vor dem Startvorgang eine Vorglühzeit der Glühkerzen regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so aufgebaut ist, daß die Leistung der Glühkerzen nach dem Startvorgang vermindert wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühzeit abhängig von der Motortemperatur geregelt ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Glühkerzen nach dem Startvorgang abhängig von der Motortemperatur geregelt ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Glühkerzen nach dem Startvorgang abhängig von der Motorleistung geregelt ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorleistung durch die Gaspedalstellung detektiert wird.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leistungsverminderung vor die Glühkerzen je ein Widerstand geschaltet wird.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleistung der Widerstände zum Vorheizen des Kraftstoffs verwendet wird.