DE3300497A1

DE3300497A1 - Saugrohr-heizvorrichtung

Info

Publication number: DE3300497A1
Application number: DE19833300497
Authority: DE
Inventors: Heino Ing.(grad.) 3300 Braunschweig Flüß
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-01-08
Filing date: 1983-01-08
Publication date: 1984-07-12

Description

Saugrohr-Heizvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Beheizung des Saugrohres einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE-OS 28 36 927 bekannt. Dort wird eine kombinierte Elektro-Kühlwasser-Heizung beschrieben, bei der die direkte Kühlwasserbeaufschlagung der Heizstelle zumindest während des Kaltstart und in der Warmlaufphase unterbrochen wird und nur in dieser Zeit eine elektrische Beheizung erfolgt. Eine wirkungsvollere Gemischaufheizung, insbesondere im Kaltstart- und Warmlaufzustand der Brennkraftmaschine soll dabei dadurch erreicht werden, daß durch die Absperrung der Eühlwasserbeaufschlagung während der elektrischen Beheizung ein Abtransport von Wärme durch das Kühlwasser verhindert wird. Dazu ist jedoch ein erheblicher konstruktiver und apparativer Aufwand erforderlich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Verringerung des Aufwandes eine effektive Gemischaufheizung ermöglicht und bei der die dem Gemisch zugeführte Wärme zunächst nur auf elektrischem Wege und nach Erreichen einer ausreichend hohen Temperatur des Kühlwassers nur noch von diesem bereitgestellt wird. Dabei soll eine Wärmeabfuhr von der elektrischen Heizung an das Kühlwasser weitgehend ausgeschlossen werden, dagegen die Wärmeübertragung von dem Kühlwasser auf die Heizplatte nach Abschalten der elektrischen Heizung nach Möglichkeit begünstigt werden.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Wärmeübertragungsmitteln mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit wird während der elektrischen Beheizung der Heizplatte, das heißt also beim Kaltstart und in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine ein größerer Wärmeverlust an das Kühlwasser infolge der weitgehend isolierten Halterung der Heizplatte vermieden. Durch die auf der Kühlwasserseite vorgesehenen Mittel zur Vergrößerung der Wärmeübergangszahl wird andererseits eine ausreichende Wärmeübertragung für den Zustand angestrebt, bei dem das Kühlwasser die Betriebstemperatur erreicht hat und die elektrische Beheizung der Heizplatte abgeschaltet ist. Im Grunde genommen soll also ein nur in einer Richtung wirkslmPcr W>rmai;bertragungsmittel, nämlich zur Übertragung der Wärme von dem Kühlwasser auf die Heizplatte, erreicht werden. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Unteransprüchen, die im Zusammenhang mit der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert werden.
In der Zeichnung ist mit 1 eine am Boden 6 eines Saugrohres einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine vorgeaehene Heizplatte bezeichnet, die zur Vergrößerung der Heizfläche eine Vielzahl von in das Saugrohr hineinragenden stachel- oder stabförmigen Erhebungen 10 aufweist. Die. Heizplatte 1, die zweckmäßigerweise aus einem gut wärmeleitenden Material besteht, besitzt, wie hier nicht weiter dargestellt ist, einige vorzugsweise aus PTC-Widerständen bestehende Heie-lemenÜe'-, üb-er dis -auf a sich bekannte Weiae eine selbsttätig temperaturgesteuerte elektrische Beheizung erfolgt.
Die Heizplatte 1 ist unter Zwischenschaltung einer wärmeisolierenden Scheibe 2 und eines isolierenden Ringes 3 sowie eines topfförmigen Gehäuses 4 und eines weiteren Isolations- und Dichtringes 5 am Boden 6 des Saugrohres befestigt, das von einem Kühlwassermantel 9 umgeben ist.
In dem topfförmigen Gehäuse 4 ist ein Wärmeleitkörper 8 mit gutem Kontakt sowohl zum Boden des Gehäuses 4 als auch zu der Isolationsscheibe 2 gehalten, der aus einem beispielsweise zylindrischen Körper besteht. Dieser Körper kann zweckmäßigerweise aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Schamottestein, hergestellt sein.
An der Umfangswand des zylindrischen Wärmeleitkörpers 8 kann ein hülsenförmiger Isolationsring 7 oder eine entsprechende Luftschicht zur Gehäusewand vorgesehen sein. An der dem Kühlwassermantel 9 zugewandten Unterseite des topfförmigen Gehäuses 4 sind in das Kühlwas-11 ser hineinragende Rippen oder Stäbe/vorgesehen, die die Oberfläche des vorzugsweise aus einem metallischen Material bestehenden Gehäuses vergrößern.
Während des Kaltstarts einer mit der beschriebenen Saugrohr-Heizvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine wird zunächst die hier nicht weiter dargestellte elektrische Beheizung der Heizplatte 1 ein-4 geschaltet, wobei die erzeugte Wärme im wesentlichen über die stab-bzw. stachelförmigen Erhebungen 1Q ansdas durch das Saugrohr strömende Gemisch abgegeben wird. Dadurch wird eine günstige Aufbereitung des Gemisches und insbesondere eine wirkungsvolle Verdampfung des in Tröpfchenform aus dem Gemisch ausgeschiedenen-Kraftstoffes erreicht.
Die Aufheizung der Heizplatte erfolgt bis zu der durch die selbsttätige Temperatursteuerung der PTC-Elemente vorgegebenen Arbeitstemperatur.
In diesem Betriebszustand soll ein größerer Wärmeverlust an dem Kühlwassermantel 9 verhindert werden. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Heizvorrichtung durch die zwischen der Heizplatte und dem Kühlwasser angeordneten Wärmeübertragungsmittel mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit sichergestellt. Der Wärmeübertragung von der Heizplatte 1 auf den Kühlwassermantel 9 wirken insbesondere die Iso- -lierscheibe 2 und der aus einem keramischen Werkstoff mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit bestehende Wärmeleitkörper 8 entgegen, der auf grund seiner relativ hohen Wärmekapazität auch nur langsam erwärmt wird. Der scheibeiiförmige Isolationsring 7 verhindert dabei einen Wärmeverlust an den Saugrohrboden 6.
Nach Beendigung der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, wenn die elektrische Beheizung der Heizplatte 1 abgeschaltet wird, hat sich das Kühlwasser im wesentlichen auf die Betriebstemperatur erwärmt.
Die an der Unterseite des topfförmigen Gehäuses 4 vorgesehenen Ripper oder Stäbe 11, durch die die Wärmeübertragungsfläche und damit die Wärmeübergangszahl auf der Kühlwasserseite vergrößert wird, haben nun eine Erwärmung des Wärmeleitkörpers 8-bewirkt, der dann trotz der zwischen diesem und der Heizplatte 1 eingeschalteten Isolationsscheibe 2 eine ausreichende Wärmeübertragung an die Heizplatte 1 und von dieser an das durch das Saugrohr strömende Gemisch besorgt.
Insgesamt gesehen ergibt sich also durch die erfindungsgemäße Ausbildung einerseits eine gute Wärmeisolation der Heizplatte 1 während der elektrischen Beheizung, da eine weitgehende Wärmerückstrahlung von der Isolationsscheibe 2 an die Heizplatte 1 erreicht wird. Während des betriebswarmen Zustands wird dagegen durch den direkten Kontakt des Wärmeleitkörpers 8 einerseits am Boden des topfförmigen Gehäuses 4 und andererseits an der Isolationsscheibe 2 sowie durch die kühlwasserseitig vorgesehene Oberflächenvergrößerung eine zumindest ausreichende Wärmeübertragung von dem Kühlwasser auf die Heizplatte sichergestellt. Insgesamt gesehen wird dadurch mit relativ geringem Aufwand -eine günstige Saugrohrbeheizung realisiert.
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Claims

A N S P R H C H E P .}Vorrichtung zur Beheizung des Saugrohres einer gemischansaugenden Brennkraftmaschine mit einer in der Wand des Saugrohres stromab einer Kraftstoffzumeßvorrichtung angeordneten Heizstelle, die von einer sowohl e-lektrisch als auch vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beheizbaren Heizplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kühlwasser (9) und der Heizplatte (1) Wärmeübertragungsmittel (2, 8, 4) eingeschaltet sind, die eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit, jedoch auf der dem Kühlwasser zugewandten Seite Mittel (11) zur Vergrößerung der Wärmeübergangszahl aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsmittel einen Wärmeübertragungskörper (8) aufweisen, der in einem topfförmigen, unter Zwischenschaltung einer Wärmeisolation (2, 5) an der Unterseite der Heizplatte (1) befestigten Gehäuse (4) mit auf der dem Kühlwasser (6) zugewandten Seite angeordneten, die Oberfläche vergrößernden Mitteln (11) gehalten ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oberfläche des Gehäuses (4) vergrößernden Mittel durch in das Kühlwasser (6) hineinragende Rippen oder Stäbe (11) gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertragungskörper (8) aus einem keramischen Material besteht.