DE3118422A1

DE3118422A1 - Einrichtung zur kraftstoffaufbereitung

Info

Publication number: DE3118422A1
Application number: DE19813118422
Authority: DE
Inventors: Otto Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Schäfer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-05-09
Filing date: 1981-05-09
Publication date: 1982-12-02

Description

Einrichtung zur Kraftstoffaufbereitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kraftstoffaufbereitung bei Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit elektrischen Heizvorrichtungen ausgestattete Eraftstoffaufbereitungseinrichtungen sind allgemein bekannt. Bei diesen bekannten Einrichtungen wurde entweder eine Gemischheizung durchgeführt, indem an bestimmten Stellen des Saugrohres eine Heizvorrichtung zur Beheizung des durch das Saugrohr strömenden Eraftstoff-luft-Gemisches vorgesehen wurde. Da derartige Reizeinrichtungen Jedoch ein sehr großes Gasvolumen beheizen muBten, waren sie trotz erheblichen Energieverbrauches relativ unwirksam. Deshalb wurde auch schon vorgeschlagen, nicht das graftstoff-Luft-Gemisch, sondern nur den zugeführten Kraftstoff durch Beheizung zur Verdampfung zu bringen. Auch hier ist jedoch der Energieverbrauch noch relativ groB, weil dabei der gesamte, über das Eraftstoff-Zumeßsystem zugeführte Kraftstoff aufgeheizt wurde.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Bauart zu schaffen, die mit relativ geringem Energieaufwand eine günstige und wirkungsvolle Aufbereitung des der Brennkraftmaschine zugeführten graftstoff-Luft-Gemisches durch elektrische Aufheizung des Kraftstoffes vor allem in besonders kritischen Betriebszuständen, insbesondere beim Kaltstart und während des Warmlaufs der Brennkraftmaschine, erreicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Dadurch, daß erfindungsgemäß die elektrische Heivorrichtung nur zur Aufheizung des über das Eraftstoffanreicherungssystem zugeführten Kraftstoffes ausgebildet ist, wird eine Aufheizung nur der bei den besonderen Betriebszuständen zugeführten Kraftstoffanreicherungsmenge herbeigeführt. Gerade diese Eraftstoffanreicherungsmenge führte jedoch bei den herkömmlichen Kraftstoffzuführsystemen zu einer eine Kraftstoffkondensation begünstigenden Üb erfe ttung des Kraftstoff-Luft-Gemisches und damit zu den durch die Eraftstoffkondensation verursachten ungünstigen Verbrennungsverläufen in den Brennräumen der Brennkraftmaschinen. Dadurch, daß die Aufheizung des Kraftstoffes nunmehr nur auf diese Anreicherungsmenge konzentriert ist, die gegenüber der Hauptkraft s toffmenge relativ klein ist, wird nur eine relativ geringe Energiemenge benötigt, um eine vollständige Verdampfung dieser Anreicherungsmenge zu erreichen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines schematischen Längsschnittes durch einen Gleichdruckvergaser gezeigt. Dabei ist mit 1 das horizontal in Pfeilrichtung durchströmte Saugrohr bezeichnet, das an einer Querschnittsverengung eine Rauptkraftstoffaustrittsöffnung 2 aufweist. Diese Austrittsöffnung 2 weist einen veränderlichen Querschnitt auf, indem eine in der Höhe veränderbare Düsennadel 3 mit veränderlichem Querschnitt gegenüber einer am Ende eines mit einer Schwimmerkammer .6 verbundenen Eraftstofförderungsrohrangebrachten Auslaufdüse verstellt wird. Die Verstellung der Düsennadel 3 wird durch einen Kolben 4 bewirkt, der unter dem Einfluß des im Trichterquerschnitt 7 herrschenden Unterdruckes und hier nicht weiter gezeigter Federn steht und der den Druck in dem Trichterouerschnitt im wesentlichen auf konstanter Höhe hält. Die Punktion solcher Gleichdruckvergaser ist im übrigen bekannt und zeichnet sich dadurch aus, daß von der Leerlaufüber die Teillast bis zur Vollastmenge der Kraftstoff über ein einziges Misensystem 2 dem Saugrohr zugeführt wird. Für besondere Betriebszustände, nämlich für den Kaltstart und den Warmlauf sowie für Beschleunigungen, ist ein Anreicherungssystem vorgesehen, das über eine Kraftstoffleitung 9 versorgt wird. Für die Kaltstart-und Warmlaufanreicherung weist dieses Anreicheringssystem eine gegenüber einer Diisenöffnung 10 verstellbare Nadeldüse 11 auf, die die Zuführungsleitung 9 mit einer Kraftstoffleitung 12 verbindet. In dieser Kraftstoffleitung 12 ist eine Heizvorrichtung 13 angeordnet, die beispielsweise aus einem Whisker-Element oder einem an sich bekannten PTC-Element besteht und den durch die Leitung 12 geförderten Kraftstoff bis zur Verdampfung aufheizt. Der verdampfte Kraftstoff tritt dann an einer Austrittsöffnung 14 vor der Drosseklappe 8 aus und/oder wird über eine die Drosselklappe 8 umgehende Bypaßleitung 15 zu einer hinter der Drosselklappe angeordneten Austrittsöffnung 16 geleitet.
Die Beschleunigungsanreicherungsmenge wird von einer Beschleunigungapumpe 18 über eine Kraftstoffleitung 17 zu einer Einspritzdüse 19 gefördert, aus der der zur Beschleunigung der Brennkraftmaschine dienende zusätzliche Kraftstoff in das Saugrohr austritt. Um die von der Beschleunigungspumpe 18 geförderte Kraftstoffmenge auf zu heizen, ist ein elektrisch beheizbares Whisker- oder PTC-Element 20 an dem im Spritzbereich der Einspritzdüse 19 liegenden Wandbereich des Saugrohres vorgesehen, um hier'den abgespritzen Kraftstoff zu verdampfen. Es wäre Jedoch grundsätzlich auch möglich, ein dem Element 13 entsprechendes Heizelement in der Kraftstoffleitung 17 anzuordnen.
Anstelle des Heizelementes 13 oder zusätzlich könnte auch an der Wand des Saugrohres 1 im Bereich der Austrittsöffnung 14 des Kaltstart-und Warmlaufanreicherungssystems ein in der Zeichnung mit 22 bezeichnetes Heizelement angeordnet sein, das dann den aus der Austrittsöffnung 14 austretenden Kraftstoff erwärmt.
Weiter-ist in der Zeichnung mit 21 ein auf der Drosselklappe 8 angebrachtes Heizelement angedeutet', das' bei kleinen Anstellwinkeln der Drosselklappe 8, das heißt also im Leerlauf und im unteren Teillastbereioh der Brennkraftmaschine, zugeschaltet sein kann und dann eine intensive Beheizung des in diesen Betriebs zuständen mit der Luft an der Drosselklappe vorbeigeführten Kraftstoff bewirkt. Bei größeren Drosseiklappenwinkeln wurde die ses Heielement dann abgeschaltet werden.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Verwendung elektrisch beheizbarer Whisker bringt eine günstige Erwärmung des Kraftitoffes infolge der bei diesen Elementen im Verhältnis zum Bauvolumen sehr großen wärmetauschenden Oberfläche. Die Beheizung der Whisker könnte gleichzeitig mit der Betätigung der Starteinrichtung gekoppelt sein.
Anstelle von Whisker-Elementen könnten auch an sich bekannte PTC-Heizelemente verwendet werden, die entweder selbst einen Kanalquerschnitt bilden (ringförmige Elemente) oder aber Kanäle oder Kraftstoffleitungen intensiv beheizen. Die Anordnung dieser Elemente soli dabei 80 gewählt werden, daß zwar der Kraftstoff verdampft, das Verbrennungsgemisch und'dabei im wesentlichen die Verbrennungsluft zwecks Minimierung des elektrischen Energieaufwandes nicht erwärmt wird.
Die Anpassung und Abstimmung der elektrisch zugeführten Energie ermöglichen dann eine vollständige Verdampfung der flüssigen Anteile der Gemischanreicherung. Da im wesentlichen nur Zusatzkraftstoffmengen, das heißt also die Anreicherungsmengen für den Kaltstart, den Warmlauf und die Beschleunigung, zur Verdampfung gebracht werden, bleibt die benötigte elektrische Energie sehr gering.
Die Erfindung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel anhand eines Gleichdruckvergasers beschrieben. Jedoch ist es selbstverständlich, daß die Erfindung immer dann anwendbar ist, wenn ein von dem Rauptzumeßsystem getrenntes Kraftstoffanreicherungssystem für besondere Betriebszustände, wie beispielsweise den Kaltstart und Warmlauf sowie für die Beschleunigung der Brennkraftmaschine,vorgesehen sind.
Leerseite

Claims

-A-N s W Einrichtung zur Kraftstoffaufbereitung bei Brennkraftmaschinen mit einem Hauptkraftstoffzumeßsystem und einem in besonderen Betriebszuständen, insbesondere beim Kaltstart und während des Warmlaufs, zuschaltbaren Kraftstoffanreicherungssystem, sowie mit einer elektrischen Heizvorrichtung zur Aufheizung des Eraftstoffes, dadurch gekennzeichnet, daB die elektrische Heizvorrichtung (13, 20, 21) zur Aufheizung nur des über das Kraftstoffanreicherungssystem (9 - 12; 17 - 19) zugeführten Kraftatoffes ausgebildet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Reizvorrichtung aus einem in einer Kraftstoff führenden Leitung (12) des Kraftstoffanreicherungssystems (10, ii) angeordneten Heizelement (13) gebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizvorrichtung aus einem an dem Saugrohr (1) unmittelbar hinter der Austrittsstelle (14) des Kraftstoffanreicherungssystems (9 - 12) angeordneten Heizelement (22) besteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kraftstoffanreicherungs system eine den Kraftstoff in das Saugrohr einspritzende Mise enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung aus einem im Spritzbereich der Einspritzdüse (19) des Eraftstoffanreicherungssystems (17, 18) vorgesehenen Heizelement (20) besteht.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heielement (13, 20, 21, 22) aus einem Whisker-Element besteht.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (13, 20, 21, 22) aus einem PTC-Element besteht.