DE3509816A1 - Device for the revaporisation of fuel in the intake pipe of a carburettor internal combustion engine - Google Patents

Abstract

For the purpose of reliable revaporisation of liquid fuel still present in the intake pipe flow downstream of the carburettor (1) of an internal combustion engine, an element (6), especially one comprising a whisker is proposed, which is provided with means for increasing the holding time of the fuel, especially with longitudinal ducts (11), the overall width of which decreases in the direction of flow. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Nachverdampfung von Kraftstoff im Device for re-evaporation of fuel in

Saugrohr einer Vergaser-Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to intake manifold of a carburetor internal combustion engine a device according to the preamble of claim 1.

Bekanntlich besteht insbesondere beim Kaltstart eines Otto-Motors, wie er in Kra8*-fahrzeugen Einsatz findet, die Gefahr, daß sich ein Kraftstoffilm an der kalten Saugrohrwand niederschlägt bzw. Kraftstoff im Saugrohr in feinen Tröpfchen ausfällt. Zur Wiederaufbereitung des Kraftstoffilms ist es aus der DE-OS 32 06 839 bekannt, in Strömungsrichtung hinter dem Vergaser einen aus einem polykristallinen Metallwhisker bestehenden Ring so anzuordnen und auszubilden, daß er mit seinem abgeschrägten vergaserseitigen Rand den Kraftstoffilm gleichsam auffängt und zusammen mit der Saugrohrwand gleichsam eine kleine Rinne für den Kraftstoff bildet. Da dieser Ringkörper aus gut wärmeleitendem Material besteht und beheizt ist - statt der in der Offenlegungsschrift angegebenen elektrischen Heizung mit einer Heizwicklung wäre grundsätzlich auch eine Abgasbeheizung möglich -, wird ein Teil des so aufgefangenen Kraftstoffs durch Wärmezufuhr verdampft. Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung jedoch die Tatsache, daß der Verdampfungsprozeß im Verhältnis zu der durch den Kraftstoffilm gebildeten anfallenden Kraftstoffmenge zu lange Zeit erfordert, so daß ein erheblicher Teil des Kraftstoffs aus der definierten Rinne nach innen herausläuft und damit unverdampft wieder in die Saugrohrströmung gelangt.As is well known, especially when starting a gasoline engine from cold as it is used in Kra8 * vehicles, the risk of a fuel film precipitates on the cold intake manifold wall or fuel in the intake manifold in fine droplets fails. For the reprocessing of the fuel film it is from DE-OS 32 06 839 known, in the direction of flow behind the carburetor one made of a polycrystalline Metal whisker to arrange and train existing ring so that he with his beveled edge on the carburetor side, as it were, catches the fuel film and collects it forms a small channel for the fuel with the suction pipe wall. Since this The ring body is made of a material that conducts heat well and is heated - instead of the in the laid-open specification specified electrical heating with a heating coil If exhaust gas heating would also be possible in principle - part of the amount collected in this way would be collected Fuel evaporated by the supply of heat. This known device is disadvantageous however, the fact that the evaporation process in relation to that through the fuel film Formed amount of fuel required too long time, so that a considerable Part of the fuel runs out of the defined channel inwards and thus returns to the intake manifold without vaporization.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, deren Wirksamkeit zumindest ohne nennenswerte Vergrößerung der erforderlichen Heizleistung vergrößert ist.The invention has for its object to provide a device according to the To create the preamble of claim 1, their effectiveness at least without significant increase in the required heating power is increased.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen der selbständigen Patentansprüche; vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the features the independent claims; advantageous designs and developments of the invention describe the subclaims.

Wie die Ansprüche zum Ausdruck bringen, beschränkt sich die Erfindung nicht auf das Vorsehen speziell eines Ringes aus einem Whiskermaterial in Strömungsrichtung hinter dem Vergaser im Saugrohr. Zum einen kann dieser Ring auch aus einem anderen Material, beispielsweise Kupfer, hergestellt sein, und zum anderen können beheizte Körper aus wärmeleitendem Material auch an einer anderen Stelle des Saugrohrs sowie in einer anderen Ausbildung vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung einen scheibenartigen Whiskerkörper enthalten, der zur Vergrößerung der Wärmeaustauschzeit mit dem flüssigen Kraftstoff mit längsverlaufenden Kanälen und/oder mit einer wannenähnlichen vergaserseitigen Oberfläche ausgerüstet ist. Damit dieser scheibenartige Whiskerkörper bei verlangte großer Motorleistung die Saugrohrströmung nicht in unzulässiger Weise drosselt, ist er beispielsweise gegen die Kraft einer Feder oder über eine Verbindung mit der Drosselklappe des Vergasers derart schwenkbar im Saugrohr gehalten, daß er bei großer Motorlast weitgehend aus der Saugrohrströmung geschwenkt ist.As the claims express, the invention is limited not specifically to the provision of a ring made of a whisker material in the direction of flow behind the carburetor in the intake manifold. For one, this ring can also be made from another Material, such as copper, can be made, and on the other hand can be heated Body made of thermally conductive material also at another point of the suction pipe as well be provided for in another training. For example, the device contain a disc-like whisker body, which increases the heat exchange time with the liquid fuel with longitudinal channels and / or with a tub-like one is equipped on the carburetor-side surface. So that this disc-like whisker body when high engine power is required, the intake manifold flow is not inadmissible throttles, it is, for example, against the force of a spring or via a connection with the throttle valve of the carburetor held so pivotable in the intake manifold that it is largely swiveled out of the intake manifold flow when the engine is heavily loaded.

Weiterhin kann die Vorrichtung einen ebenfalls wannenähnlichen Whiskerkörper im Bereich eines Saugrohrkrümmers enthalten, der gleichsam an die Stelle eines elektrisch oder über das Abgas beheizten üblichen Igels tritt.Furthermore, the device can also have a tub-like whisker body included in the area of an intake manifold, which, as it were, takes the place of an electric or the usual hedgehog heated via the exhaust gas occurs.

Alle diese Körper, die gleichzeitig oder einzeln Einsatz finden können, sind also so gestaltet, daß der von ihnen aufgefangene bzw. auf sie auftreffende flüssige Kraftstoff eine relativ lange Verweilzeit besitzt, die die zur Verdampfung erforderliche Wärmeaufnahme sicherstellt.All these bodies, which can be used simultaneously or individually, are therefore designed in such a way that the one caught by them or hitting them liquid fuel has a relatively long residence time, allowing it to evaporate ensures the required heat absorption.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die schematisch einen Längsschnitt durch den hier interessierenden Bereich des Ansaugsystems einer Brennkraftmaschine wiedergibt.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawing explained, which schematically shows a longitudinal section through the here of interest Reproduces the area of the intake system of an internal combustion engine.

Von dem üblichen Vergaser 1 sind außer dem Venturi 2 der Zerstäuber 3 und die als Leistungsstellglied dienende Drosselklappe 4 gezeichnet. Der in Pfeilrichtung vom Luftfilter her einströmenden Verbrennungsluft wird im Vergaser also Kraftstoff zugemessen, wobei aber die Gefahr besteht, daß sich insbesondere beim Kaltstart an der dann kalten Wand des Saugrohrs 5 ein Kraftstoffilm niederschlägt, der also aus nicht verdampftem Kraftstoff besteht.In addition to the venturi 2 of the usual carburetor 1, there is also the atomizer 3 and the throttle valve 4 serving as a power actuator are drawn. The one in the direction of the arrow Combustion air flowing in from the air filter becomes fuel in the carburettor metered, but there is a risk that especially during a cold start A fuel film is deposited on the then cold wall of the intake manifold 5, that is to say consists of non-evaporated fuel.

Zum Auffangen dieses Kraftstoffilms und zum Aufbereiten desselben ist der Ringkörper 6 vorgesehen, der aus einem gut wärmeleitendem Metall, wie Kupfer, oder einem Metallwhisker bestehen kann, wie es beispielsweise die eingangs genannte DE-OS 32 06 839 im einzelnen beschreibt. Der Ringkörper 6 besteht also im wesentlichen aus einem gut wärmeleitenden Körper 7 einerseits und einer diesen umgebenden elektrischen Heizwicklung 8 andererseits, die beispielsweise für eine vorgegebene Zeit oder bis zum Erreichen einer vorgegebenen Motortemperatur mit Strom gespeist ist. Statt einer elektrischen Heizung oder als diese ablösende Energiequelle kann auch eine Abgasbeheizung vorgesehen sein.To catch this fuel film and to process it the ring body 6 is provided, which is made of a highly thermally conductive metal, such as copper, or a metal whisker, such as the one mentioned at the beginning DE-OS 32 06 839 describes in detail. The ring body 6 consists essentially from a body 7 with good thermal conductivity on the one hand and an electrical one surrounding it Heating coil 8 on the other hand, for example for a predetermined time or until is supplied with electricity to achieve a predetermined engine temperature. Instead of one electrical heating or, as this replacing energy source, exhaust gas heating can also be used be provided.

Die dem Vergaser 1 zugekehrte, in der Figur obere Randfläche 9 des Ringkörpers 6 ist abgeschrägt, so daß sie zusammen mit dem Saugrohr 5 eine Rinne 10 zum Auffangen des Kraftstoffilms bildet. Insoweit ist die Konstruktion aus der mehrfach genannten Offenlegungsschrift bekannt.The facing the carburetor 1, in the figure upper edge surface 9 of the Annular body 6 is beveled so that it forms a channel together with the suction pipe 5 10 forms to collect the fuel film. In this respect, the construction is from repeatedly mentioned patent application known.

Wie sich gezeigt hat, ist ein derartiger Ringkörper 6 aber nicht in der Lage, den gesamten, als Wandfilm anfallenden flüssigen Kraftstoff zu verdampfen. Die Rinne 10 ist relativ schnell gefüllt, und weiterer zuströmender flüssiger Kraftstoff fließt über den inneren Rand der Rinne ab, gelangt also unverdampft wieder in die Saugrohrströmung. Um den Verdampfungseffekt des Ringkörpers 6 zu erhöhen, also das Abströmen unverdampften Kraftstoffs zu verhindern, ist in dem Ringkörper 6 eine Vielzahl von parallel zur Saugrohrachse verlaufenden Kanälen 11 vorgesehen, deren lichte Weiten sich in Strömungsrichtung verengen, die also trichterähnlich gestaltet sind, so daß der Kraftstoff an diesen Wänden in Richtung der Saugrohrströmung herabläuft und dabei Wärme aufnimmt. Damit wird also die Zeit, die den "Kraftstofftropfen" zur Aufnahme von Verdampfungswärme zur Verfügung steht, ohne Vergrößerung der sonstigen Abmessungen des Ringkörpers 6 erheblich verlängert.As has been shown, such an annular body 6 is not shown in FIG able to evaporate all of the liquid fuel produced as a wall film. The channel 10 is filled relatively quickly, and further inflowing liquid fuel flows off over the inner edge of the channel, so it gets back into the non-evaporated Intake manifold flow. To increase the evaporation effect of the ring body 6, so that Preventing the outflow of unevaporated fuel is one in the annular body 6 A plurality of channels 11 extending parallel to the intake manifold axis are provided, the clear widths narrow in the direction of flow, which is thus designed like a funnel are so that the fuel runs down these walls in the direction of the intake manifold flow and absorbs heat in the process. So this is the time that the "fuel drop" to absorb the heat of vaporization is available without increasing the other Dimensions of the ring body 6 extended considerably.

In Strömungsrichtung hinter dem Ringkörper 6 findet sich der plattenförmige Whiskerkörper 12, der zwecks Vergrößerung der Verweilzeit des aufgefangenen flüssigen Kraftstoffs sowohl mit ebenfalls trichterähnlich gestalteten Kanälen 13 als auch mit einer wannenähnlichen vergaserseitigen Oberfläche 14 zum Auffangen des Kraftstoffs versehen ist. Damit bei großer geforderter Motorleistung durch diesen Whiskerkörper 12 keine unerwünschte Drosselung der Strömung im Saugrohr 5 bewirkt wird, ist er um die Achse 15 selbsttätig in Abhängigkeit von der Saugrohrströmung gegen Federkraft schwenkend so gelagert, daß er bei einer einer bestimmten geforderten Motorleistung entsprechenden Größe der Saugrohrströmung weitgehend aus dieser herausschwenkt. Verständlicherweise ist auch dieser Whiskerkörper 12 mit einer Heizung, hier einer elektrischen Heizung 16, ausgerüstet.The plate-shaped one is located behind the ring body 6 in the direction of flow Whisker body 12, the purpose of increasing the residence time of the collected liquid Fuel both with also funnel-like shaped channels 13 and with a pan-like carburetor-side surface 14 for collecting the fuel is provided. With this whisker body when the required engine power is high 12 no undesired throttling of the flow in the intake manifold 5 is effected, it is about the axis 15 automatically as a function of the intake manifold flow against spring force pivoting so that it is at a certain required engine power corresponding size of the suction pipe flow largely swings out of this. Understandably, this whisker body 12 is also provided with a heater, here one electrical heater 16 equipped.

Im Bereich des Saugrohrkrümmers 17 schließlich findet sich der weitere wannenähnliche Whiskerkörper 18, der an die Stelle eines üblichen Igels tritt. Er ist an seiner Unterseite in diesem Ausführungsbeispiel mittels der Heizwicklung 19 beheizt; außerdem findet sich bei 20 ein Abgaskanal, der anstelle der dann abgeschalteten Heizwicklung 19 die Beheizung des Körpers 18 übernimmt, wenn die Abgastemperatur einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Vom Whiskerkörper 18 aufgefangener flüssiger Kraftstoff gelangt also in das Material des Whiskerkörpers hinein und erfährt mit zunehmender Eindringtiefe eine zunehmende Aufheizung, so daß auch die schweren Kohlenwasserstoffe einwandfrei verdampft werden.Finally, in the area of the intake manifold 17, there is the further one tub-like whisker body 18, which takes the place of a conventional hedgehog. He is on its underside in this embodiment by means of the heating coil 19 heated; there is also an exhaust duct at 20, which instead of the one that is then switched off Heating coil 19 takes over the heating of the body 18 when the exhaust gas temperature has reached a specified value. Liquid captured by the whisker body 18 So fuel gets into the material of the whisker body and experiences with it increasing penetration depth, increasing heating, so that also the heavy hydrocarbons can be properly vaporized.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE Vorrichtung zur Nachverdampfung von Kraftstoff im Saugrohr einer Vergaser-Brennkraftmaschine mit zumindest einem in den Weg unverdampften Kraftstoffs ragenden, beheizten Körper aus wärmeleitendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (6) zur Vergrößerung der Wärmeaustauschzeit mit dem Kraftstoff im wesentlichen parallel zur Saugrohrachse verlaufende Kanäle (11) besitzt. PATENT CLAIMS Device for re-evaporation of fuel in Intake manifold of a carburetor internal combustion engine with at least one in the path that is not vaporized Fuel protruding, heated body made of thermally conductive material, characterized in that that the body (6) to increase the heat exchange time with the fuel in the has channels (11) running essentially parallel to the suction pipe axis. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Kanäle (11) in Richtung der Strömung im Saugrohr (5) abnimmt.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the light The width of the channels (11) decreases in the direction of the flow in the suction pipe (5). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen einen Kraftstoff-Wandfilm auffangenden Ring (6) enthält.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device includes a fuel wall film trapping ring (6). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) aus gut wärmeleitendem Metall, wie Kupfer, besteht.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the ring (6) made of metal with good thermal conductivity, such as copper. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) aus einem Whisker besteht.5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the ring (6) consists of a whisker. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen scheibenartigen Whiskerkörper (12) enthält, der mit zunehmender Last selbsttätig aus dem Weg der Strömung im Saugrohr (5) schwenkend .gehalten ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the device contains a disk-like whisker body (12), which with increasing The load is automatically pivoted out of the path of the flow in the suction pipe (5). 7. Vorrichtung zur Nachverdampfung von Kraftstoff im Saugrohr einer Vergaser-Brennkraftmaschine mit zumindest einem in den Weg unverdampften Kraftstoffs ragenden, beheizten Körper aus wärmeleitendem Material, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen scheibenartigen Whiskerkörper (12) enthält, der zur Vergrößerung der Wärmeaustauschzeit mit dem Kraftstoff eine wannenähnliche vergaserseitige Oberfläche (14) besitzt und mit zunehmender Last selbsttätig aus der Strömung schwenkend gehalten ist.7. Device for re-evaporation of fuel in the intake manifold of a Carburettor internal combustion engine with at least one fuel that has not evaporated in the path protruding, heated body made of thermally conductive material, in particular according to claim 6, characterized in that the device has a disc-like whisker body (12) contains, to increase the heat exchange time with the fuel a has a pan-like surface (14) on the carburetor side and with increasing load is held automatically pivoting out of the flow. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an einem Saugrohrkrümmer (17) einen an seiner vergaserseitigen Oberfläche wannenähnlich gestalteten Whiskerkörper (18) enthält, der an seiner Unterseite beheizt ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the device on an intake manifold (17) one on its carburetor side Contains surface tub-like shaped whisker body (18) on its underside is heated.