AT395265B - Kaltstarteinrichtung fuer mit alkohol-kraftstoff betriebene brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

AT 395 265 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaltstarteinrichtung einer mit Alkohol-Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und zentraler Gemischbildung, wobei im Saugrohr ein vor dem Kaltstart einschaltbares elektrisches Heizelement angeordnet und ein an eine Kraftstoff-Förderpumpe angeschlossenes elektrisch steuerbares Kaltstartventil vorgesehen ist, mittels welchem auf das Heizelement eine Menge des Kraftstoffes aufbringbar 5 ist.

Aus der DE-OS 25 23 408 ist eine Kaltstarteinrichtung der oben genannten Art bekanntgeworden, wobei, in Strömungsrichtung der Ansaugluft gesehen, vor der Haupt-Kraftstoffzuführeinrichtung eine kleine Menge Kraftstoffes eingespritzt und durch eine elektrische Zündvorrichtung gezündet wird. Diese Einrichtung ist für die vorgesehene Anwendung bei Ottomotoren unbrauchbar, weil durch die Flamme im Saugrohr das Luft-Kraftstoff-10 Gemisch aus dem Gemischbildner entzündet und der Motor zerstört würde. Die Anwendung der Einrichtung bei Dieselmotoren wäre aber mit einer Verminderung des Sauerstoffanteiles der Ansaugluft verbunden, was sich in einer relativen Verschlechterung der Zündfähigkeit des Kraftstoff-Luftgemisches und einer Verschlechterung des Schadstoff-Emissionsverhaltens auswirken würde.

Dasselbe gilt für die GB-PS 666997, in der eine Kaltstarteinrichtung für einen Dieselmotor beschrieben ist, wobei 15 ün Saugrohr ein elektrisches Heizelement in Form einiger Heizdrahtwindungen angeordnet ist, gegen welches von einem gegenüberliegenden Kaltstartventil eine kleine Menge Kraftstoff gespritzt und dieser dabei verdampft und wahrscheinlich gezündet wird. Die Anwendung am Ottomotor mit äußerer Gemischbildung ist deshalb ebenfalls nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile beim Kaltstart von Ottomotoren mit 20 Alkohol-Kraftstoff zu vermeiden und insbesondere den stationären Warmlauf und das instationäre Betriebsveihalten während des Wannlaufes sowie das Emissionsverhalten hiebei entscheidend zu verbessern.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, bei reinem Alkohol als Kraftstoff, der bekanntlich bei ca. 85 bis 90 °C verdampft und im Gegensatz zu herkömmlichem Vergaserkraftstoff keine hochsiedenden Komponenten enthält, in Temperaturbereichen unter 10 °C einen gesicherten Kaltstart und Warmlauf durch Zusatzeinrichtungen 25 zu ermöglichen, die eine ausreichende Kraftstoffverdampfung sicherstellen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das elektrische Heizelement einen Verdampferteil besitzt, der aus dünnen, vorzugsweise zylindrischen, Stiften gebildet und in das Saugrohr, vorzugsweise an der Unterseite im Bereich der Verzweigungsstelle eines Saugrohrkrümmers, lösbar und gegen das Saugrohr wärmeisoliert eingesetzt ist, und gegenüber dem Verdampferteil das Kaltstartventil angeordnet ist. 30 Nach Einleitung des Startvorganges wird dabei eine vorbestimmte Alkohol-Kraftstoff-Menge gegen den

Verdampferteil des vorzugsweise auf 115 bis 120 °C vorerwärmten Heizelementes gespritzt. Auf diese Weise kann bei rascher Erwärmung durch vollständige Verdampfung des Alkohol-Kraftstoffes bei Temperaturen knapp über dessen Siedepunkt bei sonst noch kalten Saugrohrwänden ein Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet werden, das ein sofortiges Anspringen des Motors und auch ein entsprechendes Betriebsverhalten während der Warmlaufphase bei 35 niedrigen Schadstoffemissionen gewährleistet. Eine leichte Auswechselbarkeit des Heizelementes und die nötige Strahllänge für das Kaltstartventil sind dabei sichergestellt.

DieErfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ansaugrohr mit einer erfindungsgemäßen Kaltstarteinrichtung und Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Arbeitsweise der Kaltstarteinrichtung. 40 Die nur in ihren erfindungswesentlichen Teilen in Fig. 1 dargestellte Viertakt-Brennkraftmaschine mit Fremd zündung weist ein hochgezogenes Maschinengehäuse (1) mit einer von einem Kühlmantel (2) umgebenen Zylinderbüchse (Γ) auf, in welcher der Kolben (3) auf- und abbewegbar ist. Im Zylinderkopf (4) ist ein Einlaßventil (5) und ein Auslaßventil (6) angeordnet, welche in weiter nicht dargestellter Weise von einer Nockenwelle betätigt werden. An das Einlaßventil (5) schließt der Einlaßkanal (7) und an das Auslaßventil (6) der Auslaßkanal (8) an. Die 45 Zündkerze ist mit (9) bezeichnet.

Der Einlaßkanal (7) wird vom Einlaßrohr (10) gebildet, welches zum zentralen Gemischbildner (11), einer Einspritzeinrichtung (in der Zeichnung durch den Kraftstoffstrahl (11') veranschaulicht) odereinem Vergaser, über einen Krümmer (10') und ein Regelgehäuse (12), in welchem sich die Regelklappe (13) befindet, führt Das Regelgehäuse (12) ist einerseits mit seinem Flansch (15) mit dem Flansch (14) des Saugrohrkrümmers (10') und 50 anderseits mit seinem zweiten Flansch (16) mit dem Flansch (17) des rohrförmigen Gehäuses (18), in welchem sich der zentrale Gemischbildner (11) befindet, verbunden.

Das elektrisch betätigbare Kaltstartventil (19) befindet sich an der Seitenwand des Saugrohrkrümmers (10') an der Verzweigungsstelle in das Einlaßrohr (10) und wird über die Rohrleitung (20') von einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe (20), welche über dieRohrleitung (21') den Alkohol-Kraftstoff aus dem Tank (21) bezieht, gespeist. 55 Das Heizelement (22) ist an der Unterseite des Krümmers (10') in diesen, z. B. mittels eines Luftspaltes wärmeisolierend eingesetzt und ragt mit seinem mit dünnen, vorzugsweise zylindrischen, Stiften (23') besetzten Verdampferteil (23) in den Einlaßkanal (7). Diesem Verdampferteil (23) liegt das Kaltstartventil (19) gegenüber, -2-

Claims (3)

1. AT 395 265 B dessen Kiaftstoffstrahl (19*) mindestens zum größten Teil auf die Stifte (23') bzw. den Verdampferteil (23) des Heizelementes (22) auftiifft Das Heizelement (22) und dessen Verdampferteil (23) bestehen vorzugsweise aus Aluminium. Für die richtige Arbeitsweise des Kaltstartventiles (19) sorgt das vereinfacht dargestellte Steuergerät (25), welches mit dem in den Kühlmantel (2') der Saugrohrkühlmittelbeheizung hineinragenden Temperatursensor (26') über die Leitung (27') verbunden ist Der dem Kühlmantel (2) der Brennkraftmaschine zugeordnete Temperaturschalter (26) ist über die elektrische Leitung (29) mit dem Heizelement (22) einerseits und über die elektrische Leitung (29') mit dem Zündschalter (28) bzw. der Batterie (30) verbunden. Nach Betätigung des Zündschalters (28) liegt die Spannung der Batterie (30) am Heizelement (22) und über die Leitung (27) am Kaltstart-Steuergerät (25) an. Liegt die Kühlmitteltemperatur unter etwa 80 °C, so beginnt das Heizelement (22) mit der Aufheizung, wobei ein PTC-Heizwiderstand im Heizelement die Oberflächentemperatur auf etwa 180 °C begrenzt Liegt nach Einschalten des Kaltstart-Steuergerätes (25) die vom Kühlmittelsensor (26') gemessene Temperatur unter etwa +20 °C, so wird die Kaltstarteinspritzeinrichtung aktiviert In Abhängigkeit von der Ausgangstemperatur am Sensor (26') wird eine Zeitdauer von bis zu etwa 15 s gewartet bis das Heizelement (22) eine Oberflächentemperatur von etwa 115 °C bis 120 °C erreicht hat. Sodann wird das Kaltstartventil (19) zeit- und temperaturgesteuert über die elektrische Leitung (31) betätigt, nachdem zuvor die Kraftstoff-Förderpumpe (20) über die elektrische Leitung (32) in Betrieb gesetzt wurde. Über eine zeit- und temperaturabhängige Funktion des Steuergerätes (25) wird nach einer weiteren Wartezeit von etwa max. 3 s über die Leuchtdiode (25') dem Fahrer die Startfreigabe erteilt. DerFahrer bewirkt über weiteres Betätigen des Zündschlosses (28) das Einschalten des Startermotors, wodurch der weitere Motorstart dann wie bekannt abläuft. In Fig.
2. 2 sind die Steuerungsvorgänge bei einem Kaltstart in Abhängigkeit von derZeit (t) (s) an einem möglichen Beispiel schematisch dargestellt. Durch Betätigung des Zündschalters (28) - Zeitmarkierung (28") in Fig. 2 - wird das Kaltstart-Steuergerät (25) an die durch die Kurve (33) dargestellte Spannung der Batterie (30) gelegt. Ebenso wird mittels Temperaturschalter (26), sofeme eine vorbestimmte Kühlwassertemperatur unterschritten wird, das Heizelement (22) im Punkt (34) an die Batteriespannung gelegt Wie ersichtlich, fällt dadurch die Batteriespannung etwas ab. Nach 11 Sekunden, wenn das Heizelement (22) die vorgesehene Temperatur erreicht hat - Punkt (42) -, wird das Kaltstartventil (19) elektrisch für 1 Sekunde geöffnet worauf nach etwa weiteren
3. 3 Sekunden die Biennkraft-maschine im Punkt (35) gestartet wird. Rechtzeitig vor der Freigabe des Einspritzimpulses zum Zeitpunkt (42) wird vom Kaltstartsteuergerät (25) die Alkohol-Kraftstoffpumpe (20) über die elektrische Leitung (32) eingeschaltet Die Alkohol-Kraftstoffpumpe (20) kann entweder eine separate Elektrokraftstoffpumpe oder auch die Versorgungspumpe für den Hauptgemischbildner (11) sein. Die Batteriespannung (33) fällt infolge der Belastung durch den Startvorgang kurzfristig ab, bis der Motor im Punkt (37) angesprungen ist. Von da an nimmt die Motordrehzahl (12) den durch die Kurve (36) dargestellten Verlauf. Vom Punkt (37) an wird die Drosselklappe (13) aus der Geschlossenstellung (38) in die Offenstellung (38') gebracht und es steigt die Motordrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl; die Batteriespannung erreicht wieder den durch das Einschalten des Heizelementes (22) etwas abgesenkten Wert (33'). Die durch die Linie (39) dargestellte Kühlwassertemperatur bleibt während des ganzen Startvoiganges praktisch konstant. Durch die Kurven (40) ist die Einbringung des Kraftstoffes durch den Hauptgemischbildner veranschaulicht. Es ist denkbar, daß nach erfolglosem Start des Motors bei ungünstigen Temperaturverhältnissen das Kaltstartventil (19) noch einmal betätigt wird, wobei als Voraussetzung das Heizelement (22) nach dem Start des Motors noch eine Zeit lang eingeschaltet bleibt. PATENTANSPRUCH Kaltstarteinrichtung einer mit Alkohol-Kraftstoff betriebenen Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und zentraler Gemischbildung, wobei im Saugrohr ein vor dem Kaltstart einschaübares elektrisches Heizelement angeordnet und ein an eine Kraftstoff-Förderpumpe angeschlossenes elektrisch steuerbares Kaltstartventil vorgesehen ist, mittels welchem auf das Heizelement eine Menge des Kraftstoffes aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Heizelement (22) einen Verdampferteil (23) besitzt, der aus dünnen, vorzugsweise zylindrischen, Stiften (23') gebildet und in das Saugrohr (10), vorzugsweise an der Unterseite im Bereich der Verzweigungsstelle eines Saugrohrkrümmers (10'), lösbar und gegen das Saugrohr (10) wärmeisoliert eingesetzt ist, und gegenüber dem Verdampferteil (23) das Kaltstartventil (19) angeordnet ist Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-