DE4020266C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdampfungselement im Ansaugkanal eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine, welches Verdam­ pfungselement elektrisch beheizbar ist und von einer am An­ saugkanal befindlichen Kraftstoff-Einspritzung mit Kraftstoff beaufschlagt wird.

Ein Verdampfungselement der gattungsgemäßen Bauart ist aus DE-OS 25 45 430 bekannt. Dabei wird bei einem Vergaser-Motor die Wandung des Ansaugkanals über eine in der Wandung einge­ lassene elektrische Heizplatte beheizt, so daß der bei kaltem Motor an der Kanalwandung kondensierende Kraftstoff verdampft wird, wobei die Kraftstoffgemischbildung verbessert und damit die Kohlenwasserstoffemission beim Kaltstart reduziert wird. Bei Einspritz-Motoren ist des weiteren aus der US-PS 37 60 780 bekannt, daß zum gleichen Zweck zur Verdampfung des im Ansaug­ kanal eingespritzten Kraftstoffs in den Kanal ein elektrischer Heizstab eingeführt wird.

Die Verwendung einer in der Kanalwandung eingelassenen Heiz­ platte im Vergasermotor mit einem zur tangentialen Anströmung der Platte vorgelagerten Krümmerabschnitt oder eines in den Kanal ragenden Heizstabes bei Einspritz-Motoren bedingt jedoch einen unerwünschten Strömungswiderstand, wobei zumindest im Falle des Heizstabes der Wärmeübergang gering ist und Gemisch­ inhomogenitäten entstehen. Ferner gibt es überdies bei in den Kanal eingeführten Verdampfungselementen Abdichtungsprobleme zwischen Saugkanal und Umgebung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die genannten, bei Einspritz-Motoren auftretenden Probleme zu vermeiden und dabei die Kraftstoffgemischbildung beim Kaltstart zu verbes­ sern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Dabei stellt bei Mehrventil-Einspritzmotoren die den Ansaugka­ nal in beispielsweise zwei Einlaßventilkanäle teilende Trenn­ wand das elektrisch beheizbare Verdampfungselement dar. Da die Kraftstoffeinspritzung mit hoher Geschwindigkeit weitgehend tangential zur Trennwand verläuft, ist ein guter Wärmeübergang gewährleistet. Auf Grund der Lage im Zentrum der Luftanströmung begünstigt die Trennwand als Verdampfungselement die Bildung eines sehr homogenen Luft-Kraftstoffgemisches. Weiterhin werden in den Ansaugkanal ragende Heizkörper vermieden, so daß ein günstigeres Strömungsverhalten des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Ansaugkanal mit einer demzufolge höheren Leistungsausbeute er­ zielt wird. Gleichzeitig werden dabei Abdichtprobleme, die bei in den Ansaugkanal eingeführten Verdampfungselementen entste­ hen, in einfacher Weise gelöst.

Gemäß den Merkmalen des Anspruches 2 wird auf baulich einfache Weise eine Beheizung der Trennwand erzielt.

Um Wärmeverluste, die infolge Übertragung der Wärme vom Heiz­ stab bzw. der Trennwand auf das umgebende Zylinderkopfgehäuse auftreten, zu vermindern, ist es vorteilhaft, das Verdam­ pfungselement (Trennwand) gemäß einem der Ansprüche 4, 5 der 6 besonders auszugestalten.

Nach Anspruch 4 schließt der Heizstab außerhalb der Trennwand mit der umgebenden Bohrungswandung einen Luftisolierspalt ein, so daß der Wärmeübergang des Heizstabes auf die Zylinderkopf- Seitenwand in diesem Bereich gering ist.

Nach Anspruch 5 ist die Trennwand in einem oben liegenden Be­ reich des Ansaugkanals freistehend ausgebildet, was den Wärme­ übertrag der Trennwand auf das Zylinderkopfgehäuse reduziert. In einer speziellen Ausführung besitzt die Trennwand nach An­ spruch 6 am Übergang zum freistehenden Abschnitt einen quer in der Trennwand verlaufenden Durchbruch.

In der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung werden drei Aus­ führungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen Zylinderkopfab­ schnitt eines Mehrventil-Motors mit einem An­ saugkanal, einer in diesem befindlichen und im Bereich des Gaseinlasses angeordneten Trennwand mit einem eingeschraubten Heizstab, und mit einer Einspritzdüse,

Fig. 2 den Zylinderkopfabschnitt aus Fig. 1 mit einer in einem oben liegenden Bereich des Ansaugkanals freistehenden Trennwand,

Fig. 3 den Zylinderkopfabschnitt aus Fig. 2 mit einem quer in der Trennwand verlaufenden Durchbruch.

In Fig. 1 ist ein Gehäuseabschnitt eines Zylinderkopfes 1 ei­ nes Mehrventil-Motors dargestellt, welcher Abschnitt einen An­ saugkanal 2 enthält. Im Bereich der dort nicht weiter darge­ stellten Einlaßventile befindet sich im Ansaugkanal 2 eine längs der Strömungsrichtung verlaufende Trennwand 3, die ihn in der Mitte in Einlaßventilkanäle teilt. Die Trennwand 3 wird von einem Kraftstoffstrahl 4 einer Einspritzdüse 5, die sich in einem oben liegenden Bereich 6 des Ansaugkanals 2 befindet, weitgehend tangential angespritzt. In der Trennwand 3 verläuft mit geringem Abstand von einer anströmseitigen Kante 7 eine Bohrung 9, die von einer unterhalb des Ansaugkanals 2 gelegenen Zylinderkopf-Seitenwand 8 ausgeht. Die Bohrung 9 besitzt in­ nerhalb der Trennwand 3 einen Gewindeabschnitt 10. In den Ge­ windeabschnitt 10 der Bohrung 9 ist ein elektrischer Heizstab 11, der an einem Abschnitt 12 ebenfalls ein Gewinde besitzt, eingeschraubt, wobei er mit einem anderen Abschnitt 13 mit ei­ ner Wandung 14 der Bohrung 9 im Bereich der Seitenwand 8 einen Luftisolierspalt 15 bildet. Bei eingeschaltetem Heizstab 11 wird die Trennwand 3 soweit erhitzt, daß der die Trennwand weitgehend tangential beaufschlagende Kraftstoffstrahl 4 beim Auftreffen verdampft wird, wobei der entstehende Dampf sich mit der angesaugten Frischluft mischt und über die Einlaßventile in einen Hauptbrennraum 16 hinströmt.

Gemäß Fig. 2 ist die Trennwand 3 in dem oben liegenden Bereich 6 des Ansaugkanals 2 freistehend ausgeführt. Hierdurch wird der Wärmeabfluß in benachbarte Gehäusewände des Zylinderkopfes 1 verringert.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Trennwand 3 in einem unmittelbar vor den Einlaßventilsitzen liegenden durchgehenden Wandabschnitt 3a und einem stromauf sich an­ schließenden, vom Wandabschnitt 3a durch einen Durchbruch 17 getrennten freistehende Wandabschnitt 3b geteilt. Der dabei flossenartig von der unteren Seite des Ansaugkanals 2 aus in den Kanalquerschnitt freistehenden Wandabschnitt 3b enthält dabei den Heizstab 11.

Claims (6)

1. Verdampfungselement im Ansaugkanal eines Zylinderkopfes ei­ ner Brennkraftmaschine, welches Verdampfungselement elektrisch beheizbar ist und von einer am Ansaugkanal befindlichen Kraft­ stoff-Einspritzung mit Kraftstoff beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrventil-Motoren eine den Ansaugkanal (2) teilende Trennwand (3) das Verdampfungselement bildet.

2. Verdampfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennwand (3) ein Heizstab (11) angeordnet ist.

3. Verdampfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (3) eine von einer Zylinderkopf-Seitenwand (8) ausgehenden Bohrung (9) besitzt, die einen Gewindeabschnitt (10) aufweist, in dem ein ebenfalls mit einem Gewinde versehe­ ner Abschnitt (12) des Heizstabes (11) eingeschraubt ist.

4. Verdampfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderer Abschnitt (13) des Heizstabes (11) mit einer Wandung (14) der Bohrung (9) einen Luftisolierspalt (15) aus­ bildet.

5. Verdampfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (3) in einem oben liegenden Bereich (6) des Ansaugkanals (2) freistehend ist.

6. Verdampfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (3) am Übergang zu einem freistehenden Wand­ abschnitt (3b) der Trennwand (3) einen quer in der Trennwand verlaufenden Durchbruch (17) besitzt.