DE2103234B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die mit Vorverdichtung des angesaugten Mediums arbeitet, insbesondere Hubkolbeneinspritzbrennkraftmaschine, mit einer mehrere Ansaugkanäle verbindenden Ansaugleitung und einem sich über die ganze Länge der Ansaugleitung erstreckenden elektrischen Heizelement.The invention relates to an internal combustion engine that works with pre-compression of the medium drawn in, in particular reciprocating piston injection internal combustion engine, with an intake line connecting several intake channels and an electrical heating element extending the full length of the suction pipe.

Bei einer derartigen Brennkraftmaschine (US-PS 15 67 304) dient das elektrische Heizelement zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, um den Startvorgang der Brennkraftmaschine zu erleichtern. Zu diesem Zweck muß das Heizelement so ausgelegt sein, daß es die an ihm vorbeiströmende Verbrennungsluft in ausreichendem Maße erwärmt. Nach dem Start muß das Heizelement abgeschaltet werden, damit während des Betriebes der Brennkraftmaschine ihre Leistung durch ein vermindertes Ansaugluftvolumen nicht verringert wird oder die Bauteiltemperaturen die zulässigen Werte überschreiten. Versagt die Abschaltvorrichtung, ist mit schwerwiegenden Maschinenschäden zu rechnen. Ferner ist für den kurzen Startvorgang eine relativ große Heizleistung zu installieren.In such an internal combustion engine (US-PS 15 67 304), the electrical heating element is used Preheating of the combustion air in order to facilitate the starting process of the internal combustion engine. To this Purpose, the heating element must be designed in such a way that it absorbs the combustion air flowing past it sufficiently heated. After the start, the heating element must be switched off so that during the Operation of the internal combustion engine does not reduce its performance by a reduced intake air volume or the component temperatures exceed the permissible values. If the cut-off device fails, it is with serious machine damage is to be expected. Furthermore, a relatively large one is required for the short start-up process Install heating power.

Es ist ferner eine Brennkraftmaschine bekannt (US-PS 35 26 214), bei der im Ansaugrohr ein Brenner mit zwei Düsen angeordnet ist, deren Flammen und Verbrennungsgase durch ein koaxial zum Ansaugrohr angeordnetes Verteilerrohr den einzelnen Zylindern zugeführt werden. Die heißen Brenngase werden der kühlen Ansaugluft beigemischt und dienen zur Erwärmung derselben und somit zur Erleichterung des Startvorgangs, insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis. Auch hierbei treten die obengenannten Nachteile auf. Hinzu kommt, daß durch den Anteil der Brenngase an der Verbrennungsluft die Füllung der Zylinder während des Betriebes nachteilig beeinflußt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art eine betriebssichere Vorrichtung zur Vorwärmung der Verbrennungsluft vorzusehen, die nur eine geringe Heizleistung erfordert und auch während des Betriebes in eingeschaltetem Zustand keine Schäden an der Brennkraftmaschine verursachtAn internal combustion engine is also known (US Pat. No. 3,526,214) in which a burner with two nozzles is arranged in the intake pipe, the flames and combustion gases of which are fed to the individual cylinders through a distributor pipe arranged coaxially with the intake pipe. The hot combustion gases are added to the cool intake air and are used to heat the same and thus to facilitate the starting process, especially in internal combustion engines with a low compression ratio. The disadvantages mentioned above also occur here. In addition, the filling of the cylinders during operation is adversely affected by the proportion of combustion gases in the combustion air.
The invention is based on the object of providing an operationally reliable device for preheating the combustion air in an internal combustion engine of the type described above, which requires only a low heating output and does not cause any damage to the internal combustion engine when it is switched on

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ansaugleitung die gesamte Ladung für die ersten Arbeitstakte für jeden der Zylinder bei derThis object is achieved in that the suction line, the entire charge for the first work cycles for each of the cylinders at the

is Inbetriebsetzung aufnimmtis starting up

Hierdurch wird vor dem Start der Brennkraftmaschine ein relativ großes Volumei. der Verbrennungsluft im Ansaugrohr vorgewärmt Da die Vorwärmung über einen längeren Zeitraum erfolgen kann, ist nur eine geringe Heizleistung für die Erwärmung der ruhenden Verbrennungsluft erforderlich. Beim Start der Brennkraftmaschine strömt die vorgewärmte Verbrennungsluft in die Zylinder der Brennkraftmaschine und gewährleistet einen sicheren, rauchfreien Start Durch die ersten Zündungen erreichen die Brennräume bereits eine ausreichend hohe Temperatur, so daß auch die nachströmende, kühlere Verbrennungsluft zu einer sicheren, rauchfreien Verbrennung führt. Da das während des Betriebes pro Minute durch das Ansaug-This creates a relatively large volume before starting the internal combustion engine. the combustion air in Intake pipe preheated Since the preheating can take place over a longer period of time, only one low heating power required for warming the still combustion air. When starting the internal combustion engine the preheated combustion air flows into the cylinders of the internal combustion engine and ensures a safe, smoke-free start. The first ignitions already reach the combustion chambers a sufficiently high temperature so that the cooler combustion air flowing in to a leads to safe, smoke-free incineration. Since this occurs every minute during operation by the suction

jo rohr strömende Luftvolumen ein Vielfaches des während der Vorwärmphase im Ansaugrohr befindlichen Volumens ist reicht die Heizleistung des Heizelementes nicht aus, das durchströmende Luftvolumen nennenswert zu erwärmen, so daß keine Überhitzung der Bauteile und keine Verschlechterung der Zylinderfüllung zu befürchten ist Ferner wirkt sich die verminderte Heizleistung kostensparend aus, wenn die Brennkraftmaschine über eine lange Zeit in Betriebsbereitschaft gehalten werden muß, z. B. bei Notstromaggregaten. jo tube the volume of air flowing is a multiple of the During the preheating phase in the intake pipe, the heating capacity of the is sufficient Heating element does not prevent the air volume flowing through it from being appreciably heated, so that there is no overheating of the components and no deterioration in the cylinder charge is to be feared Reduced heating output saves costs when the internal combustion engine is in operational readiness for a long time must be kept, e.g. B. for emergency power generators.

Es ist bei Brennkraftmaschinen bekannt, das Volumen des Ansaugrohres auf das gesamte Hubvolumen der Zylinder abzustimmen (DE-PS 12 31 060). Die Dimensionierung erfolgt hier jedoch im Hinblick auf eine gleichmäßige Zylinderfüllung der Brennkraftmaschine und um durch Schwingungsvorgänge im Ansaugrohr einen Ladeeffekt zu bewirken. In diesen Füllen wird das Volumen des Ansaugrohres bis zum Einfachen des gesamten Hubvolumen und darüber gewählt.It is known in internal combustion engines, the volume of the intake pipe to the total displacement of the Cylinder to be coordinated (DE-PS 12 31 060). However, the dimensioning takes place here with regard to a uniform cylinder filling of the internal combustion engine and around by vibration processes in the intake manifold to cause a charging effect. In these fills, the volume of the suction pipe is increased to a value of the simple entire stroke volume and above selected.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Ansaugleitung mit einer Isolierung zu umgeben und die Heizelemente so zu bemessen, daß sie vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine auch die inneren Wandungen der Ansaugleitung aufwärmen. Dadurch ist es möglich, das Volumen der Ansaugleitung relativ klein zu wählen, da nach dem Start die durch die Ansaugleitung strömende Verbrennungsluft sich zunächst noch an den erwärmten Wandungen aufheizen kann.In an embodiment of the invention it is proposed to surround the suction line with insulation and to dimension the heating elements so that they also the inner ones before starting the internal combustion engine Warm up the walls of the suction line. This makes it possible to keep the volume of the suction line relatively small to be selected, since after the start the combustion air flowing through the suction line is initially can still heat up on the heated walls.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizelemente über die Bedienungsvorrichtung zur Ingangsetzung der Brennkraftmaschine vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine vorgewärmt, und ein Wärmefühler setzt die Brennkraftmaschine erst dann in Gang, wenn das Medium in der Ansaugleitung genügend vorgewärmt istAccording to a further embodiment of the invention, the heating elements are via the operating device preheated to start the internal combustion engine before starting the internal combustion engine, and a The heat sensor only starts the engine when the medium is in the intake line is sufficiently preheated

Wenn die Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeuges dient, können zur Einsparung von EnergieIf the internal combustion engine is used to drive a vehicle, it can save energy

aus den Batterien die Heizelemente mit einem Anschluß für Feindenergie versehen sein.from the batteries the heating elements with one connector be provided for enemy energy.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestelltIn the drawing, two embodiments of the invention are shown by way of example

Die Abbildung 1 zeigt, soweit es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist, das Ansaugrohr für einen sechszylindrischen Dieselmotor. Die Ansaugleitung ist mit 1 bezeichnet 2 sind die Anschlüsse für die Ansaugkanäle in dem Zylinderköpfen des Dieselmotors. Die Ansaugleitung 1 ist in ihrer Fortführung 3 an einen Luftfilter abgeschlossen. An ihrem anderen Ende 4 ist die Ansaugleitung 1 geschlossen. Die Ansaugleitung 1 weist die Besonderheit auf, daß ihr Volumen so groß ist, daß in ihr so vie'· Verbrennungsluft vorrätig gehaltenFigure 1 shows, as far as it is necessary to explain the Invention required is the intake manifold for a six-cylinder diesel engine. The suction line is denoted by 1, 2 are the connections for the intake ducts in the cylinder heads of the diesel engine. The suction line 1 is completed in its continuation 3 to an air filter. At its other end is 4 the suction line 1 is closed. The suction line 1 has the peculiarity that its volume is so large that so much combustion air is kept in stock in it

wird, wie der Dieselmotor beim Anlaufen für mehrere Takte eines jeden Zylinders benötigt Im Inneren der Ansaugleitung 1 ist eine elektrische Heizschlange 5 vorgesehen, die durch das geschlossene Ende 4 hinein- und wieder herausgeführt ist Zum Halt der Heizschlange sind in der Ansaugleitung Haltesteme 6 vorgesehen. Damit die Ansaugleitung 1 nach außen keine Verlustwärme abstrahlt, ist sie mit einer Isolierung 7 umgeben.inside the Intake line 1, an electric heating coil 5 is provided, which through the closed end 4 in- and is led out again To hold the heating coil, holding stems 6 are provided in the suction line. So that the intake line 1 does not radiate any heat loss to the outside, it is surrounded by insulation 7.

Die Abbildung 2 zeigt, daß die Beheizung der Ansaugleitung 8 durch Heizelemente auch von außen her erfolgen kann. Beim Ausführungsbeispiel ist zur Beheizung eine elektrische Heizdrahtwicklung 9 vorgesehen, welche die Ansaugleitung 8 umgibt und von der Isolierung 10 umhüllt istFigure 2 shows that the heating of the suction line 8 by heating elements from the outside can be done here. In the exemplary embodiment, an electrical heating wire winding 9 is provided for heating, which surrounds the suction line 8 and is covered by the insulation 10

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Brennkraftmaschine, die mit Vorverdichtung des angesaugten Mediums arbeitet, insbesondere Hubkolbeneinspritzbrennkraftmaschine, mit einer mehrere Ansaugkanäle verbindenden Ansaugleitung und einem sich über die ganze Länge der Ansaugleitung erstreckenden elektrischen Heizelement, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (1; 8) die gesamte Ladung für die ersten Arbeitstakte für jeden der Zylinder bei der Inbetriebsetzung aufnimmt.1. Internal combustion engine that works with pre-compression of the medium drawn in, in particular Reciprocating piston injection internal combustion engine, with an intake line connecting several intake channels and an electrical heating element extending over the entire length of the suction line, characterized in that the suction line (1; 8) the entire charge for the the first work cycles for each of the cylinders during commissioning. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugleitung (1; 8) mit einer Isolierung (7; 10) umgeben ist und die Heizelemente (5; 9) so bemessen sind, daß sie vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine auch die inneren Wandungen der Ansaugleitung (1; 8) aufwärmen.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the intake line (1; 8) with an insulation (7; 10) is surrounded and the heating elements (5; 9) are dimensioned so that they are in front when the internal combustion engine is started, the inner walls of the intake line (1; 8) warm up. 3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (5; 9) über die Bedienungsvorrichtung zur Ingangsetzung der Brennkraftmaschine vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine vorgewärmt sind.3. Internal combustion engine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the Heating elements (5; 9) on the operating device for starting the internal combustion engine before Starting the internal combustion engine are preheated. 4. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmefühler die Brennkraftmaschine erst dann in Gang setzt, wenn das Medium in der Ansaugleitung (1; 8) genügend vorgewärmt ist4. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a The heat sensor only starts the engine when the medium is in the intake line (1; 8) is sufficiently preheated 5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (5; 9) mit einem Anschluß für Fremdenergie versehen sind.5. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the Heating elements (5; 9) are provided with a connection for external energy.