Vorkammer an Dieselmotoren mit einer Einrichtung zum Heizen des Kammerinhaltes. Die Erfindung hat zum 'Gegenstand eine Vorkammer an Dieselmotoren mit einer Ein richtung zum Heizen des Kammerinhaltes. Die Heizeinrichtung soll ermöglichen, die Vorkammer beim Anlassen des Motors auf die Zündtemperatur zu erhitzen. Man hat bisher das Anheizen der Vorkammern durch in die Vorkammer von aussen hin eingesteckte Zündlunten oder durch Glühspiralen, die in die Vorkammer eingeschraubt wurden, be wirkt. Die Zündlunten erfordern eine zusätz liche Arbeit, und die Glühspirale war starker Abnutzung ausgesetzt, da sie auch während des Betriebes bei Nichtgebrauch mitten in die glühenden Gase der Vorkammer ragte.
Gemäss der Erfindung wird nun der Inhalt der Vorkammer von der Kammerwandung aus beheizt. Die Vorkammerwandung kann hierzu wenigstens teilweise durch einen Heiz körper gebildet werden, oder der Heizkörper kann .die Vorkammer umgeben.
Man ordnet zweckmässig den Heizkörper ausserhalb der Aufprallfläche des Brennstoffstrahls au, bei spielsweise verlegt man ihn bei Vorkammern, die einen der Brennstoffdüse benachbarten, erweiterten und daher luftreicheren Teil be sitzen und bei denen der Brennstoff durch den erweiterten Teil hindurchgespritzt wird, vorteilhaft so, dass er diesen erweiterten Teil -umgibt oder dessen Umfangswandung bildet.
Die Beheizung kann durch einen elek trischen Heizkörper erfolgen, und der Heiz körper kann aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kup fer, bestehen. Die Heizeinrichtung kann so ausgebildet sein, da.ss sie nur beim Anlassen des Motors in Tätigkeit tritt oder beim An lassen und bei niedrigen Drehzahlen; sie kann dabei in Abhängigkeit von einem die Brenn stoffzufuhr zum Motor regelnden Organ be tätigt werden.
Bei elektrischer Heizung auf Automobilen kann der Heizstrom mittelst einer durch das Beschleunigerpedal betätig ten Vorrichtung beim Zurücknehmen des Pedals eingeschaltet werden, zweckmässig kann der Heizstrom auch unabhängig von dieser Schaltvorrichtung von Hand, zum Bei spiel durch einen am Lenkrad angeordneten Schalter ausgeschaltet werden.
Je nach dem verwendeten Brennstoff kann eine stufenweise Regelung der Heizwirkung der Heizeinrichtung angeordnet werden, zum Beispiel so, dass eine in Abhängigkeit von dem die Brennstoffzufuhr bestimmenden Organ be tätigte Schaltvorrichtung den Heizstrom im Leerlauf des Motors voll einschaltet und beim Übergang auf Vollast allmählich ausschaltet.
Das Arbeiten der Vorkammer kann da durch begünstigt werden, dass der Heizkörper aus Material von grosser Wärmeleitfähigkeit und hoher Widerstandsfähigkeit, zum Bei spiel Berylliumbronze., besteht. Zweckmässig wird der Heizkörper gegen eine gekühlte Aussenwandung der Vorkammer isoliert, die Vorkammer mit einem aus Material schlech ter Wärmeleitfähigkeit bestehenden Einsatz ausgekleidet und schliesslich die beheizte Vor kammerfläche mit einem oder mehreren Vor sprüngen, beispielsweise Stiften, ausgestattet, um so die Heizfläche zu vergrössern.
Da es sich hier um massive Teile der Vorkammer handelt, ist nicht zu befürchten, dass die glü henden Gase in der Vorkammer diese vor springenden Teile allzu stark erwärmen, es tritt also nicht die oben erwähnte Abnutzung der bekannten Glühspiralen ein. Durch die Anordnung der heizenden Fläche ausserhalb des Bereiches des Brennstoffstrahls wird ver hindert, dass sich Brennstoffrückstände hier ablagern. Durch die Erfindung erübrigt sich das Anlaufenlassen einer Vorkammerdiesel- maschine mit leichtem Brennstoff.
Die Zeichnung gibt in den Fig. 1, 2, 3 und 4, jeweils im achsialen Längsschnitt, vier verschiedene beispielsweise Ausführungsfor men der Vorkammer gemäss der Erfindung mit ihrer Heizeinrichtung wieder.
Nach Fig. 1 besitzt die Vorkammer oben einen erweiterten Teil ai, in wel chen oben :die Einspritzdüse b mündet, und: unten einen verengten Teil a2, der den Brennstoffstrahl auffängt und mit dem Hauptbrennraum c durch einen Ringkanal c in Verbindung steht, der unten konisch ver läuft. Die Vorkammer ist aus drei ineinander geschobenen Einsatzstücken ei, e2 und es zu sammengesetzt, welche in den Zylinderkopf !q mit dem Kühlwassermantel feingesetzt sind.
Um das Einsatzstück ei ist eine elektrische Heizspirale ii herumgelegt, welcher von links her der elektrische Strom zugeführt wird, der durch den Metallkörper des Einsatzes und Motors wieder zur Masse abfliesst. Bei dieser Vorkammer wird die Kammerwandung von aussen her durch die Glühspirale beheizt, sie beheizt ihrerseits wieder durch Strahlung den Kammerinhalt.
Nach Fig. 2 besitzt die Vorkammer oben einen erweiterten Teil ai, in welchen die Düse b mündet, und unten einen verengten Teil a2, der den Brennstoffstrahl auffängt und mit dem Hauptbrennraum durch einen Ringkanal in Verbindung steht, der unten konisch verläuft. Die Vorkammer wird durch die Einsätze ei und e2 gebildet, die inein ander gesteckt und unter Zuhilfenahme von Packungen in einen im Wassermantel f vor gesehenen Stutzen von oben her eingesetzt sind.
Der elektrische Heizkörper i2, welchem bei h der Strom zugeführt wird, liegt hier an der Vorkammerwandung, indem er den erweiterten Teil des Einsatzes ei am Um fang verkleidet.
Nach Fig. 3 mündet oben in den erweiter ten Teil der Vorkammer die Düse b. Die Vorkammer wird durch den obern Einsatz ei, den untern Einsatz e2 und den elek trischen Heizkörper i gebildet, der zwischen die beiden Einsätze ei und e2 eingesetzt ist und am Umfang des erweiterten Teils der Vorkammer die Wandung bildet. Die drei Teile ei, i3 und e2 sind zusammen in einen Stutzen im Zylinderkopf von aussen her ein gesetzt. Unten mündet die Vorkammer in den Hauptverbrennungsraum. Der Reiz körper i3 besteht zweckmässig aus Kupfer oder .einer Kupferlegierung.
Zum Anheizen von aussen her kann ihm durch den unter der Wirkung einer nicht gezeichneten Feder stehenden Stift 7v elektrischer Strom zu- geführt werden. Der Teil i3 kann auch ohne äussere Beheizung beim Anlassen des Ver brennungsmotors zum Beispiel mittelst eines Elektromotors schon nach wenigen Um drehungen genügend Kompressionswärme aufgenommen haben, um die Zündung in der Vorkammer einzuleiten.
Man kann auch die andern beiden Vorkammerteile, vorzugs weise ei, aus einem die Wärme besonders ;;ut leitenden Material, zum Beispiel Kupfer oder einer seiner Legierungen, herstellen, so dass die eben erwähnte Wirkung gefördert wird.
Nach Fig.4 mündet die Düse b in den erweiterten Teil a1 .der Vorkammer. Dieser wird von einem Einsatzkörper ei gebildet, der in eine zylindrische Pfeife des mit einem Kühlwassermantel versehenen Zylinderkopfes eingesteckt ist. Die untere Wand des Vor kammerteils ai wird durch die entsprechend eingezogene Pfeife selbst gebildet, während ein unteres Einsatzstück e2 einen engeren Teil a2 .der Vorkammer bildet, der den Brennstoffstrahl auffängt und einen Ring kanal aufweist, der in den Hauptverbren- nungsraum mündet. Das Stück ei ist unten aussen mit einem Absatz versehen, auf wel chen der Heizkörper i4 gesteckt ist.
Der unter der Wirkung einer nicht gezeichneten Feder stehende Stift k .dient zur Zuführung des elektrischen Stromes zum Heizkörper i4.
Der obere Einsatzkörper ei kann aus die Wärme besonders gut leitendem Material, zum Beispiel aus Kupfer, bestehen, während das Stück e2 zweckmässig aus wärmebestän digem Material, zum Beispiel Stahl oder der gleichen, gemacht ist. Man kann die ein zelnen Vorkammereinsatzteile gegebenenfalls auch aus Material mit schlechter Wärmeleit fähigkeit herstellen oder sie ganz oder an einzelnen Stellen .damit auskleiden. Es ist auch nicht notwendig, dass der Heizkörper die Vorkammer ringsum umgibt oder aus kleidet.
In Fig. 5 ist das Schaltschema einer Reiz einrichtung auf einem Kraftfahrzeug dar gestellt, welche normalerweise nur während des Leerlaufes, und zwar mittelst einer durch das Beschleunigerpedal beim Zurücknehmen desselben betätigten Schaltvorrichtung ein geschaltet wird.
Es ist ä der Maschinenzylinder, in dessen zweckmässig gekühlte Vorkammer b' Brenn stoff mittelst der Düse e' eingespritzt wird. d' ist ein die Vorkammer ringförmig um gebender, gleichzeitig einen Teil der Wan dung bildender Heizkörper, welcher als elek trisch aufheizbarer Glühring ausgebildet ist und aus Material von grosser Wärmeleitfähig keit und gleichzeitig hoher Widerstands fähigkeit gegen Hitzeeinwirkung, zum Bei spiel Berylliumbronze, besteht.
Die übrige Vorkammerwandung ist zweckmässig aus Stahl mit möglichst schlechter Wärmeleit fähigkeit hergestellt, um auch während des Betriebes eine möglichst hohe Temperatur des Vorkammerinhaltes zu erzielen.
Der Strom für die H.eizvorriehtung wird von einer Batterie e' geliefert. In der Lei tung ist ein Schalter f' angeordnet, welcher mit dem Beschleunigerpedal g' derart ver bunden ist, dass er beim Zurücknehmen des Pedals in die Leerlaufstellung bezw. hinter eine gewisse Stellung für geringe Belastung geschlossen wird und die Heizvorrichtung in Betrieb setzt.
Nach der Zeichnung sind noch zwei wei tere Schalter<I>h'</I> und ä angeordnet. Der Schalter i' ist in einer Nebenleitung zum Schalter f' angeordnet. Wird der Schalter h' geöffnet, so ist der Strom .dauernd aus geschaltet; beim Schliessen der Schalter i und h' wird,der Strom dauernd geschlossen, so dass man von dem Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung mittelst des Pedals g' unabhängig ist.
Die Schalter h' und<I>i</I> kön nen fehlen, insbesondere wenn der Schalter f' nicht nur mittelst des Gaspedals, sondern auch von Hand aus- bezw. eingeschaltet wer den kann. Die Betätigung von Hand erfolgt zum Beispiel durch einen Schalter, welcher an .einer bequem zugänglichen Stelle, zum Beispiel am Lenkrad, oder am Spritzbrett angeordnet ist. Die Heizeinrichtung könnte auch selbsttätig nur beim Anlassen oder beim Anlassen und im untern, Belastungsbereich eingeschaltet werden.
Der Schalter f' könnte auch von einem Drehzahlregler betätigt wer den. Ferner könnte auch ein stufenweises Ein- und Ausschalten des Stromes bezw. der Beheizung mittelst eines Widerstandsreglers vorgesehen sein, .derart, dass zum Beispiel bei Vollast der Strom ganz ausgeschaltet wird, von einer mehr oder weniger hohen Teillast ab der Strom eingeschaltet wird und mit ein tretender Entlastung stufenweise bis zur Maximalhöhe bei Leerlauf erhöht wird. Dann kommt bei Automobilen ein dauerndes Aus schalten der Heizeinrichtung zum Beispiel bei längeren Talfahrten zur Schonung der Batterie in Betracht.
Statt den Strom aus einer Batterie zu entnehmen, kann er auch zum Beispiel von der etwas grösser bemes senen Lichtmaschine geliefert werden.
Pre-chamber on diesel engines with a device for heating the chamber contents. The invention has for the 'subject an antechamber on diesel engines with a device for heating the chamber contents. The heating device should enable the prechamber to be heated to the ignition temperature when the engine is started. So far, the prechamber has been heated by ignition lunts inserted from the outside into the prechamber or by glow coils that have been screwed into the prechamber. The Zündlunten require additional work, and the glow coil was exposed to heavy wear, as it protruded into the middle of the glowing gases of the antechamber even when not in use.
According to the invention, the contents of the antechamber are now heated from the chamber wall. For this purpose, the antechamber wall can be formed at least partially by a heating body, or the heating element can surround the antechamber.
It is useful to arrange the radiator outside the impingement surface of the fuel jet, for example it is installed in antechambers that have an enlarged and therefore more air-rich part adjacent to the fuel nozzle and where the fuel is injected through the enlarged part, advantageously so that it surrounds this extended part or forms its peripheral wall.
The heating can be done by an elec tric radiator, and the heating body can be made of a material of high thermal conductivity, for example from Kup fer. The heating device can be designed so that it only comes into operation when the engine is started or when it is started and at low speeds; it can be operated as a function of an organ regulating the fuel supply to the engine.
In the case of electric heating in automobiles, the heating current can be switched on by means of a device actuated by the accelerator pedal when the pedal is released; the heating current can also be conveniently switched off independently of this switching device by hand, for example by a switch on the steering wheel.
Depending on the fuel used, a gradual control of the heating effect of the heating device can be arranged, for example so that a switching device operated depending on the organ that determines the fuel supply fully switches the heating current on when the engine is idling and gradually switches it off when the engine is idling.
The working of the antechamber can be facilitated by the fact that the radiator is made of material with high thermal conductivity and high resistance, for example beryllium bronze. The heating element is expediently insulated against a cooled outer wall of the antechamber, the antechamber is lined with an insert made of material of poor thermal conductivity and finally the heated area in front of the chamber is equipped with one or more protrusions, for example pins, in order to enlarge the heating surface.
Since these are massive parts of the antechamber, there is no reason to fear that the glowing gases in the antechamber will heat up these jumping parts too much, so the above-mentioned wear on the known glow spirals does not occur. The arrangement of the heating surface outside the area of the fuel jet prevents fuel residues from being deposited here. The invention makes it unnecessary to start a pre-chamber diesel engine with light fuel.
The drawing shows in FIGS. 1, 2, 3 and 4, each in an axial longitudinal section, four different examples of Ausführungsfor men of the antechamber according to the invention with its heating device.
According to Fig. 1, the antechamber has an enlarged part ai above, in wel chen above: the injection nozzle b opens, and: below a narrowed part a2, which catches the fuel jet and communicates with the main combustion chamber c through an annular channel c, which is below conically ver runs. The antechamber is composed of three nested insert pieces ei, e2 and es, which are finely set in the cylinder head! Q with the cooling water jacket.
An electrical heating coil ii is wrapped around the insert ei, to which the electrical current is fed from the left and which flows back to ground through the metal body of the insert and motor. In this pre-chamber, the chamber wall is heated from the outside by the glow spiral, which in turn heats the chamber contents by radiation.
According to FIG. 2, the prechamber has an enlarged part ai at the top, into which the nozzle b opens, and at the bottom a narrowed part a2 which catches the fuel jet and communicates with the main combustion chamber through an annular channel which is conical at the bottom. The antechamber is formed by the inserts ei and e2, which are inserted into one another and, with the aid of packs, are inserted from above into a nozzle provided in the water jacket f.
The electric heating element i2, which is supplied with the current at h, is located here on the antechamber wall by covering the extended part of the insert ei around the circumference.
According to Fig. 3, the nozzle b opens into the expanse th part of the antechamber. The prechamber is formed by the upper insert ei, the lower insert e2 and the electric radiator i, which is inserted between the two inserts ei and e2 and forms the wall on the circumference of the enlarged part of the antechamber. The three parts ei, i3 and e2 are set together from the outside in a socket in the cylinder head. At the bottom, the antechamber opens into the main combustion chamber. The stimulus body i3 expediently consists of copper or a copper alloy.
For heating from the outside, it can be supplied with electrical current through the pin 7v, which is under the action of a spring (not shown). Even without external heating, when the internal combustion engine is started, for example by means of an electric motor, part i3 can have absorbed enough compression heat after just a few turns to initiate ignition in the prechamber.
The other two parts of the antechamber, preferably one, can also be made of a material that is particularly heat conductive, for example copper or one of its alloys, so that the above-mentioned effect is promoted.
According to Figure 4, the nozzle b opens into the enlarged part a1 of the antechamber. This is formed by an insert body which is inserted into a cylindrical pipe of the cylinder head, which is provided with a cooling water jacket. The lower wall of the pre-chamber part ai is formed by the correspondingly drawn-in pipe itself, while a lower insert e2 forms a narrower part a2 of the pre-chamber, which catches the fuel jet and has an annular channel that opens into the main combustion chamber. The piece ei is provided on the outside with a shoulder on wel chen the radiator i4 is placed.
The pin k, which is under the action of a spring (not shown), serves to supply the electrical current to the heating element i4.
The upper insert body ei can consist of a material that conducts heat particularly well, for example copper, while the piece e2 is expediently made of heat-resistant material, for example steel or the like. The individual antechamber insert parts can optionally also be made from material with poor thermal conductivity, or they can be lined with them entirely or at individual points. It is also not necessary for the radiator to surround or cover the antechamber all around.
In Fig. 5, the circuit diagram of a stimulus device is provided on a motor vehicle, which is normally only switched on during idling, by means of a switching device actuated by the accelerator pedal when it is withdrawn.
It is - the machine cylinder, into whose appropriately cooled prechamber b 'fuel is injected by means of the nozzle e'. d 'is a heating element that surrounds the antechamber in the shape of a ring and also forms part of the wall, which is designed as an electrically heatable glow ring and is made of a material of high thermal conductivity and at the same time high resistance to the effects of heat, for example beryllium bronze.
The rest of the antechamber wall is expediently made of steel with the poorest possible thermal conductivity in order to achieve the highest possible temperature of the antechamber contents even during operation.
The power for the heating device is supplied by a battery e '. In the Lei device a switch f 'is arranged, which ver with the accelerator pedal g' is connected in such a way that it BEZW when you take the pedal back into the idle position. is closed behind a certain position for low load and puts the heater in operation.
According to the drawing, there are two more switches <I> h '</I> and ä. The switch i 'is arranged in a secondary line to the switch f'. If switch h 'is opened, the current is permanently switched off; when the switches i and h 'are closed, the current is continuously closed, so that one is independent of the switching on and off of the heating device by means of the pedal g'.
The switches h 'and <I> i </I> can be missing, especially if the switch f' is not only activated or deactivated by means of the accelerator but also by hand. switched on who can. It is operated by hand, for example, by means of a switch which is located in a conveniently accessible location, for example on the steering wheel or on the splashboard. The heating device could also be switched on automatically only when starting or when starting and in the lower load area.
The switch f 'could also be operated by a speed controller. Furthermore, a gradual switching on and off of the current BEZW. The heating can be provided by means of a resistance regulator, so that, for example, the current is completely switched off at full load, the current is switched on from a more or less high partial load and is gradually increased with a stepping relief up to the maximum level at idle. Then, in automobiles, a permanent switch off of the heating device comes into consideration, for example during long downhill journeys, to save the battery.
Instead of drawing electricity from a battery, it can also be supplied, for example, by a somewhat larger alternator.