DE2915285C2 - Heizvorrichtung für den Kolbenboden einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Heizvorrichtung für den Kolbenboden einer Brennkraftmaschine

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für den Kolbenboden einer Brennkraftmaschine mit Merkmalen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
  • Eine derartige Heizvorrichtung ist aus der DE-PS 9 76 295 bekannt. Dabei ist in den Kolbenboden zumindest teilweise ein die Verdampfung des Kraftstoffes förderndes Heizelement mit eingegossen. Der weitaus größere Teil des Heizelementes ragt jedoch in den etwa kugligen Brennraum hinein. Letzteres erweist sich jedoch insofern als nachteilig, daß das Heizelement einer hohen Beanspruchung durch das Luft-Brennstoff- Gemisch ausgesetzt ist und damit einem schnellen Verschleiß unterliegt. Ähnlich nachteilige Verhältnisse sind auch bei der Heizelementeanordnung im Brennraum eines Kolbens nach der DE-PS 7 02 346 gegeben.
  • Bei einer anderen aus der DE-AS 11 35 704 bekannten Brennkraftmaschine sind elektrisch beheizte Heizelemente im Zylinderkopf, den Einspritzkanal beaufschlagend, angebracht. Diese Heizelemente sind von außen zugänglich, deshalb jederzeit ohne großen Aufwand austauschbar. Solch günstige Verhältnisse sind an einen Kolben regelmäßig nicht gegeben.
  • Zu erwähnen ist noch eine aus der DE-AS 10 23 632 bekannte Anlaßvorrichtung mit einer im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine befestigten Stabelektrode, die für eine Reibkontaktzündung mit einer am Kolben befestigten, in dessen Brennraum hineinragenden Elektrode in Kontakt kommt.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Heizvorrichtung der eingangs genannten Art deren Heizelemente wartungsfrei, wenig verschleißanfällig und von großer Lebensdauer im Kolben einer Brennkraftmaschine anzuordnen.
  • Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, während die Ansprüche 2 bis 6 weitere Verbesserungen bzw. Vereinfachungen angeben.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnung mit einem Ausführungsbeispiel erläutert:
  • Im Boden des Kolbens 1 der Brennkraftmaschine ist ein etwa kugeliger Brennraum 2 ausgebildet, in den der Kraftstoffstrahl 3 eingespritzt wird. Im nahen Bereich der Auftreffstelle dieses Strahls am Brennraumboden ist in dessen Wand ein elektrisches Heizelement 4 eingebettet. Dessen beide Anschlußleitungen 5 und 5&min; sind zu Kontaktstellen 6 bzw. 6&min; geführt, die an der Kolbeninnenseite hintereinander, also in verschiedenen Ebenen liegend, isoliert angeordnet sind. An diesen Kontaktstellen liegt je eine ortsfeste federnde Kontaktfahne 7 bzw. 7&min; an. Diese Kontaktfahnen sind mit einer nicht eigens gezeichneten ortsfesten elektrischen Heizquelle verbunden und ragen so in den Kolbeninnenraum, daß sie die Kolbenhubbewegung nicht stören. Über Nocken 8können die Kontaktfahnen von den Kontaktstücken abgehoben werden.
  • Im ausgezogen gezeichneten eingeschalteten Betriebszustand gleiten die Kontaktstellen 6 und 6&min; der Kolben über deren ganzen Hub hinweg an den Kontaktfahnen 7 und 7&min; stromabschließend vorbei, so daß das Heizelement 4 den Auftreffbereich des Kraftstoffstrahls 3 an der Wand des Brennraums während der erforderlichen Zeit beheizt; dies kann im Stillstand zum Vorheizen des Kaltstarts und während des Motorlaufs zum Erwärmen bei niedriger Teillast geschehen. Damit werden alle Zündschwierigkeiten behoben.
  • Bei ausreichend warmem Motor werden die Kontaktfahnen 7 und 7&min; durch Drehung des Nockens 8 von den Kontaktstellen 6 bzw. 6&min; abgehoben. Zur Automatisierung dieses Abhebvorgangs können Temperaturmeßstellen im Kolbenboden, insbesondere im Brennraum angebracht sein.
  • Zur einfachsten Verwirklichung des automatischen Andrückens und Anhebens der Kontaktfahnen 7 und 7&min; sind diese als Bimetallstreifen ausgebildet, die sich bei ausreichend hoher Temperatur im Kolbeninnenraum von selbst von den Kontaktstellen 6 bzw. 6&min; abheben; Nocken 8 sind dabei überflüssig.
  • Zur Vereinfachung kann ferner das Heizelement 4 nur eine einzige Anschlußleitung 5, eine einzige Kontaktstelle 6 und eine einzige Kontaktfahne 7 aufweisen, während der zweite Anschluß an die Motormasse gelegt ist.

Claims (7)

1. Heizvorrichtung für den Kolbenboden einer Brennkraftmaschine
- mit im Kolbenboden etwa kugelig ausgebildetem Brennraum,
- mit direkter Kraftstoff-Einspritzung,
- mit Anlagerung des Kraftstoffes an der Wand des kugeligen Brennraums,
- mit einem in den Kolbenboden zumindest teilweise eingegossenen, die Verdampfung des Kraftstoffes fördernden Heizelement
dadurch gekennzeichnet, daß
- das Heizelement (4) vollständig umschlossen im Kolbenboden unterhalb des etwa kugeligen Brennraums (2) angeordnet ist,
- das Heizelement (4) bei Kaltstart und im Teillastbereich mit auf elektrischem Wege eingeführter Wärme beaufschlagbar ist, und
- das Heizelement über isolierte im Kolbeninnenraum befindliche Anschlußleitungen (5, 5&min;) über Schleifkontakte (6, 6&min;, 7, 7&min;) zumindest zeitweise mit einer ortsfesten elektrischen Heizquelle verbunden ist.
2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (5, 5&min;) zu je einer Kontaktstelle (6, 6&min;) führen, die an der Kolbeninnenseite hintereinander, also in verschiedenen Ebenen liegend, isoliert angeordnet sind und daß die Vorrichtung in den Kolbeninnenraum ragende ortsfeste, auch während des Motorlaufs federnd anliegende Kontaktfahnen (7 bzw. 7&min;) aufweist.
3. Heizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (7, 7&min;) vorzugsweise durch einen Nocken (8) abhebbar angeordnet sind.
4. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (8) selbsttätig, z. B. von einer Temperaturmeßstelle im Kolbenboden, insbesondere am Brennraum, steuerbar ist.
5. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (4) eine einzige Anschlußleitung (5), eine einzige Kontaktstelle (6) und eine einzige Kontaktfahne (7) aufweist, während der zweite Anschluß an die Motormasse gelegt ist.
6. Heizelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfahnen (7, 7&min;) als Bimetallstreifen ausgebildet sind.
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