DE3516699C2

DE3516699C2 - Glühkerzenanordnung, vorzugsweise für Kammer-Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3516699C2
Application number: DE19853516699
Authority: DE
Inventors: Leopold Dipl.-Ing. DDR 9026 Karl-Marx-Stadt Müller
Original assignee: Barkas Werke VEB
Current assignee: Barkas Werke VEB
Priority date: 1984-05-11
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1986-09-11
Also published as: GB2158513B; GB8511715D0; DD228598A1; GB2158513A; DE3516699A1

Abstract

Bei der erfindungsgemäßen Glühkerzenanordnung reicht die Glühwendel der Glühkerze in die Vorkammer hinein und umschließt den Einspritzstrahl. Ziel ist es, auf den Einspritzkraftstoffstrahl optimal Wärme zu übertragen, wobei die Aufgabe gelöst wird, einen intensiven Wärmeaustausch, ohne daß die Glühwendel direkt angespritzt wird, zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Glühwendel etwa dem Strahlwinkel des Einspritzstrahles entsprechend konisch ausgeführt und sich um den Randbereich des Einspritzstrahles erstreckend angeordnet ist. Die Glühwendel kann dabei am Düsenhalter oder einer Düsenschutzplatte angeordnet sein, womit wenig Strömungsstörungen im wandnahen Bereich der Vorkammer ausgelöst werden.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Glühkerzenanordnung für Kammer-Verbrennungsmotoren, bei der die Glühwendel der Glühkerze den Einspritzstrahl umschließend ausgeführt ist und in die Kammer hineinreicht Besonders soll die Anordnung für Wirbelkammermotoren anwendbar sein.

Bekannt sind Glühkerzenanordnungen der vorbeschriebenen Art, insbesondere für Diesel-Verbrennungsmotoren, die mit schweren Brennstoffen betrieben werden. In der DE-PS 6 81 735 ist ei.,e Vorkammeranordnung mit starker Drosselung an der Übertrittsstelle zum Zylinderraum gezeigt, in der die Glühwendel um den Einspritzstrahl greifend angeordnet ist Dabei ist eine besondere Kanalanordnung im Übertrittsquerschnitt vorgesehen, die durch die sich ergebende Gegenströmung das Beaufschlagen der Glühwendel mit Kraftstoff verhindern soll. Durch die erwähnte Anordnung wird einerseits ein Wärmeaustausch in der Kammer zur Erhöhung der Temperatur und andererseits die erwähnte Schutzfunktion für den Glühwendel erreicht

Eine ähnliche Anordnung ist auch im DE-PS 8 34 467 gezeigt, wobei jedoch ein besonderer Nebenkanal, der durch heiße Gase aus dem Zylinderraurn beaufschlagt ist, in der Nähe des unteren Randes der den Einspritzstrahl umgreifenden Glühwendel mündet

Die vorbeschriebenen Anordnungen sind den Verhältnissen von Wirbelkammermotoren nicht angepaßt Bei Wirbelkammermotoren ist es üblich, daß die Glühwendel lediglich im Bereich der Wirbelkammerwand in einer entsprechenden Aussparung in Wirbelrichtung vor oder hinter der Einspritzdüse in die Wirbelkammer hineinragt, beides dargestellt in DE-PS 6 59160 bzw. 6 45 621. Bei solchen Anordnungen der Glühkerze wird lediglich das im Bereich nahe der Wand strömende Kraftstoff-Luftgemisch thermisch besonders beaufschlagt.

bekannt sind Glühkerzen mit unterschiedlich geformten Glühwendeln, z. B. mit tonnenförmiger Wendelführung — US-PS 19 35 171, mit eben spiralförmiger — US-PS 15 05 761 und mit spiralförmig korkenzieherartiger Ausführung der Glühwendel - US-PS 12 37 851.

In der US-PS 15 05 761, Fig. 8, ist weiterhin ein senkrechtes Aufspritzen von Kraftstoff auf die eben spiral

förmig verlaufende Glühwendel gezeigt

Bekannt ist es auch, die Einspritzdüse und die Glühkerze als eine Einheit auszuführen. Dabei sitzt im Düsenhalterkörper die Einspritzdüse, und gleichzeitig sind die Glühwendel an diesem Düsenhalterkörper vor der Mündung der Einspritzdüse angeordnet

In der DE-PS 5 43 310 ist die vorbeschriebene Ausführung gezeigt, wobei sich jedoch die Glühwendel spiralförmig in einer Ebene senkrecht zur und vor der sDüsenaustrittsöffnung im Bereich des gesamten Strahlwinkels angeordnet erstreckt

Die Nachteile der Glühkerzenanordnungen in bekannten Wirbelkammennotoren bestehen prinzipiell darin, daß nur ungenügend Wärme über die umhüllende Luft auf den Einspritz-Kraftstoffstrahl übertragen wird und die sich in der Wirbelkammer bei normalem Betrieb ausbildende Strömung, insbesondere im Randbereich, erheblich gestört wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühwendelanordnung mit intensiven Wärmeaustausch für den Kraftstoff des Einspritzstrahles zu schaffen, ohne daß die Glühwendel direkt angespritzt wird. Weiterhin soll dabei nur eine geringe Strömungsstörung im wandnahen Bereich der Wirbelkammer verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glühwendel etwa dem Strahlwinkel des Einspritzstrahles entsprechend konisch ausgeführt und sich um den Randbereich des Einspritzstrahles erstreckend angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß über die Strömung im Einspritzstrahl das um die Glühwendel gebildete, besonders erwärmte Luftpolster fortlaufend mitgerissen wird und zu einer höheren Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luftgemisches führt

Prinzipiell gewährleistet die Lösung, daß nicht ein großer Teil des Vorkammervolumens bzw. ein externer Teil desselben vorgewärmt bzw. aufgeheizt wird, sondern die Wärme nur in den unmittelbaren Luftbereich, der vom Kraftstoffstrahl durchdrungen wird, gebracht wird. Es entsteht dabei eine örtliche Konzentration der Wärme für den aufzubereitenden Kraftstoff. Das Ergebnis zeigt eine Verbesserung des Kaltstartverhaltens und des Leerlaufes bei niedrigen Außentemperaturen bei Wirbelkammermotoren. Vorteilhaft ist die Glühwendel in an sich bekannter Weise am Düsenhalter oder einer Düsenschutzplatte angeordnet Dies sichert, daß die Wirbelkammer nur eine zusätzliche öffnung in ihrer Außenkontur neben der Überströmöffnung zum Zylinderraum hin aufweist

Erfindungsgemäß kann die Glühwendel als Wellenoder Zickzackwendel, dessen Längspartien in einer Hüllebene um den Strahlwinkel verlaufen, ausgeführt sein. Diese Glühkerze kann mehrere Stromkreise aufweisen, wobei sich gleichzeitig die Anzahl der Flächen in Richtung quer zum Verlauf des Einspritzstrahles vermindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Wirbelkammer eines Dieselmotors mit der erfindungsgemäßen Glühkerzenanordnung als Teilschnitt;

F i g. 2 die schematisierte Ausführung einer Glühwendelanordnung an der Düsenschutzplatte bzw. einen entsprechend ausgestalteten Düsenhalter mit Glühwendelträger;

F i g. 3 die Ausführung der Glühkerze mit einem Wellen- bzw. Zickzack-Heizwendel.

Eine in F i g. 1 dargestellte Wirbelkammer 1 im Zylin-

■-; derkopf eines Dieselmotors weist in ihrer obere Hälfte ]ί: eine Einspritzdüse 2 auf, deren Strahlrichtung quer -f^f: durch die Wirbelkammer 1 in einen Bereich kurz vor ;.;; einer Übertrittsöffnung 3 zum Zylinderraum gerichtet ■; ist Seitlich in die Wirbelkammer 1 hineinragend ist eine ;.;■■■? Glühkerze 4 angeordnet, deren kegelfederförmige L Glühwendel 5 den Einspritzstrahl 6 mit seinem Strahler winkel ac umfaßt Die Dimensionierung der Glühwendel ;-■- 5 ist so gewählt, daß prinzipiell kein Aufspritzen von v.i. Kraftstoff erfolgt Die Glühwendel 5 befindet sich in i" unmittelbarer Nähe vom Außenkegel des Strahlmantels ¹ vom Einspritzstrahl 6.

Über den durch die Glühwendel 5 mit erheblicher

■ Geschwindigkeit gespritzien Kraftstoff wird zuerst die

; Wärme des zentralen Luftpolsters im Innenraum des

\-'-'. Glühwendeis zum Wärmeaustausch herangezogen und nachfolgend durch die Injektorwirkung des Einspritz-

[[) Strahles © die warmen Luftanteile zwischen und um die

\ Glühwendel 5 nachfolgend abgesogen und dessen Wär-

1* me dem Kraftstoff zugeführt

& Besonders günstig ist eine Ausführung gemäß F i g. 2.

^ Die Glühwendel ist dabei in einem Düsenh'cker oder

fU einer Düsenschutzplatte 7 angeordnet und die Wand-

% kontur der Wirbelkammer 1 bleibt weitgehend unge-

% stört, so daß sich die Wandströmung im üblichen Be-

% trieb fast ungestört ausbilden kann.

i' Lediglich die Anfangs- und Endpartien der Glühwen-

'ii del 5 durchdringen den wandnahen Bereich. Die kon-

fi struktive Ausführung dieser Anordnungen an der Ein-

% spritzdüse 2 kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie sie

|; prinzipiell bereits im Stand der Technik beschrieben

ΐ| wurde.

{'Ι In Fig.3 ist die Ausführung der Glühkerzenanord-

fl nung ausgehend von der Düsenschutzplatte 7 mit einen

k Wellen- bzw. Zickzack-Glühwendel 5 dargestellt Diese

£i Ausführung ist vorzugsweise für Glühkerzen mit zwei

% Heizkreisen anwendbar und gewährleistet durch diese

yi Form ebenfalls nur geringe Störungen im Wandbereich

f| der Wirbelkammer. Zu erwähnen ist, daß sich auch bei

% dieser Ausführung die geraden Partien entlang einer

4 Hüllkontur 8 parallel zum Strahlwinkel ac des Einspritz-

ϊ\ Strahles 6 erstrecken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Glühkerzenanordnung für Kammer-Verbrennungsmotoren, bei der der Glühwendel der Glühkerze den Einspritzstrahl umschließend ausgeführt ist und in die Kammer hineinreicht, gekennzeichnet dadurch, daß die Glühwendel(5) etwa dem Strahlwinkel (λ) des Einspritzstrahles (6) entsprechend konisch ausgeführt und sich um den Randbereich des Einspritzstrahles (6) erstreckend angeordnet ist

2. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Glühwendel (5) in an sich bekannter Weise am Düsenhalter oder einer is Düsenschutzplatte (7) angeordnet ist.

3. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Glühwendel (5) ein Wellen- oder Zickzackwendel ist, dessen Längspartien in der Hüiürontur (8) um den Strahlwinkel (λ) to verlaufend ausee/ührt sind.