CH641527A5

CH641527A5 - COLD START DEVICE ON AN AIR COMPRESSING, SELF-IGNITIONING INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Info

Publication number: CH641527A5
Application number: CH772079A
Authority: CH
Inventors: Franz Dipl Ing Chmela; Nunzio D Dr Ing Alfonso
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1978-09-14
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1984-02-29
Also published as: SU993834A3; SE438712B; GB2031066A; FR2436266A1; JPS5540298A; IT1123600B; HU180499B; IN152403B; IT7925665A0; SE7907278L; DE2839924A1; DD145942A1; FR2436266B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaltstartvorrichtung an einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine, welche im Kolben oder Zylinderkopf einen Brennraum aufweist, in den zumindest bei Erreichen des oberen Kolbentotpunktes eine durch elektrische Energie betriebene Zündvorrichtung eintaucht. The invention relates to a cold start device on an air-compressing, self-igniting internal combustion engine which has a combustion chamber in the piston or cylinder head, into which an ignition device operated by electrical energy is immersed, at least when the upper piston dead center is reached.

Eine derartige Kaltstartvorrichtung ist bereits durch die DE-PS 1 023 632 bekannt. Sie ist speziell für Brennkraftmaschinen, die nach dem Verfahren der Kraftstoff-Wandauftra-gung arbeiten, ausgerichtet und weist in der Zone des Kraftstoffilms, in der die durch Zerfliessen des Kraftstoffes auf der Brennraumwand gebildete Filmschicht bereits so fein ist, Such a cold start device is already known from DE-PS 1 023 632. It is specially designed for internal combustion engines that work according to the method of fuel wall application, and points in the zone of the fuel film in which the film layer formed by the fuel flowing on the combustion chamber wall is already so fine,

dass dort der Kraftstoffilm zuerst aufdampft, eine isoliert im Zylinderkopf befestigte, bimetallisch ausgebildete Elektrode auf, die mit einer in der Brennraumwand angeordneten Gegenelektrode zusammenarbeitet. Die Elektroden kommen nach Art einer Abreissvorrichtung in Reibkontakt miteinander und arbeiten mit Niederspannung. Nach dem Anlassen des Motors biegt sich die Bimetallelektrode unter dem Ein-fluss der Wärme im Brennraum von der Gegenelektrode ab und die Zündung wird unterbrochen. Eine solche Kaltstartvorrichtung hat den Nachteil, dass sie starkem Verschleiss unterworfen ist und durchaus nicht für jedes Einspritzverfahren verwendet werden kann. Ausserdem muss im Brennraum erst ein zündfähiges Gemisch durch Aufdampfen des Kraftstoffes von der Brennraumwand vorhanden sein. Schliesslich dient die Einrichtung nicht allein zum Starten, denn wenn die Temperatur im Brennraum abfällt, schaltet sie sich selbsttätig wieder ein. that the fuel film evaporates there first on an insulated, bimetallic electrode fixed in the cylinder head, which works together with a counter electrode arranged in the combustion chamber wall. The electrodes come into frictional contact with one another in the manner of a tear-off device and operate at low voltage. After the engine has started, the bimetal electrode bends away from the counter electrode under the influence of the heat in the combustion chamber and the ignition is interrupted. Such a cold start device has the disadvantage that it is subject to heavy wear and cannot be used for every injection method at all. In addition, an ignitable mixture must first be present in the combustion chamber by evaporating the fuel from the combustion chamber wall. After all, the device is not used for starting alone, because when the temperature in the combustion chamber drops, it switches itself on again.

Was in den Brennraum eintauchende, durch elektrische Energie betriebene Zündvorrichtungen anbetrifft, so ist die Anbringung derselben bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen mit direkter Kraftstoffeinspritzung lange bekannt, As far as immersion devices, which are operated by electrical energy and which are immersed in the combustion chamber, the attachment thereof to air-compressing internal combustion engines with direct fuel injection has been known for a long time,

jedoch nicht als Startvorrichtung. Sie finden vielmehr nur Anwendung, wenn der Motor mit selbstzündungswilligen Kraftstoffen d.h. Benzinen, betrieben wird. Diese Zündvorrichtungen arbeiten durchgehend. Nur um einige Beispiele anzuführen, wird auf die DE-PS 1 576 020 verwiesen, nach der eine oder zwei Stabelektroden in den Brennraum eintauchen, wo sich zuerst ein zündfähiges Gemisch bildet. but not as a starting device. Rather, they are only used when the engine is running on self-igniting fuels, i.e. Petrol is operated. These igniters work continuously. Just to give a few examples, reference is made to DE-PS 1 576 020, according to which one or two stick electrodes are immersed in the combustion chamber, where an ignitable mixture first forms.

Nach der DE-PS 1 526 320 taucht eine ummantelte Zündkerze in eine in den Brennraum einmündende Bohrung ein und ein Teil des Kraftstoffes wird ihr durch einen in der Brennraumwand angeordneten Leitkanal zugeführt. According to DE-PS 1 526 320, a coated spark plug plunges into a bore opening into the combustion chamber and part of the fuel is fed to it through a guide channel arranged in the combustion chamber wall.

Auch gemäss der DE-PS 1 019 125 taucht, sobald der Kolben seine obere Totpunktlage erreicht, eine Elektrode oder Zündquelle dort in den Brennraum ein, wo zuerst ein zündfähiges Gemisch vorhanden ist. According to DE-PS 1 019 125, as soon as the piston reaches its top dead center position, an electrode or ignition source is immersed in the combustion chamber where an ignitable mixture is first present.

Bei allen diesen Motoren handelt es sich um ausgesprochene fremdgezündete Brennkraftmaschinen, die nach dem Verfahren der Kraftstoff-Wandauftragung arbeiten und die Zündvorrichtungen dienen nicht für den Kaltstart. All of these engines are pronounced spark-ignited internal combustion engines that work according to the fuel wall application method and the ignition devices are not used for cold starts.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, für eine Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art eine Kaltstartvorrichtung auszuwählen und in dieser anzuordnen, die einen schnellen Start ermöglicht und dabei einfach und billig ist. This is where the invention comes in, which is based on the object of selecting and arranging a cold start device for an internal combustion engine of the type described in the introduction, which device enables a quick start and is simple and cheap.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ausschliesslich für den Kaltstart als Zündvorrichtung eine Glühstiftkerze vorgesehen ist, die vor dem Starten des Motors zum Glühen gebracht und nach dem Kaltstart wieder abgeschaltet wird und die derart angeordnet ist, dass ihr Glührohr entweder von der Peripherie des eingespritzten Kraftstoffstrahles direkt benetzt oder zumindest von sich auf der Brennraumwand filmartig ausbreitenden Kraftstoff erreicht wird. According to the invention, the object is achieved in that a glow plug is provided exclusively for the cold start as an ignition device, which is made to glow before the engine is started and is switched off again after the cold start and which is arranged such that its glow tube either from the periphery of the injected fuel jet is directly wetted or at least reached by fuel that spreads out like a film on the combustion chamber wall.

Eine solche Vorrichtung ist bei richtiger Anordnung praktisch für jedes Einspritz- und Gemischbildungs verfahren anwendbar, ist einem nur sehr geringen Verschleiss unterworfen und in keiner Weise aufwendig, weil die üblichen teueren Luftvorwärmeeinrichtungen entfallen, die sonst bei der Verbrennung von zündwilligen Kraftstoffen verwendet werden. Such a device can be used for any injection and mixture formation process with the correct arrangement, is subject to very little wear and is in no way expensive because the usual expensive air preheating devices that are otherwise used in the combustion of ignitable fuels are eliminated.

Der Vorteil der Glühstiftkerze ist vor allem darin zu sehen, dass die Wärme unmittelbar dort erzeugt wird, wo sie auch benötigt wird, nämlich dort, wo die Gemischbildung und die Entflammung stattfinden. Für den Wärmetransport zum Kraftstoff ist hier kein zweimaliger Wärmeübergang von der kühlenden Metalloberfläche zur Luft und von der Luft zum Kraftstoff erforderlich, da der zu entflammende Kraftstoff direkt an die glühende Stiftoberfläche gelangt. Hierdurch wird die aufgewendete elektrische Energie im Vergleich zu anderen rein elektrischen Vorwärmeeinrichtungen effektiver genutzt. The main advantage of the glow plug is that the heat is generated directly where it is needed, namely where the mixture and the ignition take place. For the heat transport to the fuel, there is no need for two-time heat transfer from the cooling metal surface to the air and from the air to the fuel, since the fuel to be ignited reaches the glowing pin surface directly. As a result, the electrical energy expended is used more effectively than other purely electrical preheating devices.

Ein Vergleich der Glühstiftkerze mit einer Flammstarteinrichtung bietet vor allem den Vorteil der konstruktiven und funktionellen Einfachheit. A comparison of the glow plug with a flame start device offers the advantage of constructive and functional simplicity.

Sofern ein Gemischbildungsverfahren vorgesehen ist, welches eine geordnete, rotierende Luftbewegung vorschreibt, wird als Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, die Glühstiftkerze in eine in der Brennraumwand vorgesehene Nische eintauchen zu lassen, um die Luftrotation möglichst wenig zu stören. If a mixture formation process is provided which prescribes an orderly, rotating air movement, it is proposed as an embodiment of the invention to immerse the glow plug in a niche provided in the combustion chamber wall in order to disturb the air rotation as little as possible.

Üblicherweise erfolgt die Anordnung der Glühstiftkerze unmittelbar neben der Kraftstoff-Einspritzdüse und wird während des Kaltstartes vom Kraftstoffstrahl oder bei Mehrloch-Einspritzdüsen wenigstens von einem Kraftstoffstrahl direkt erreicht. Usually, the glow plug is arranged directly next to the fuel injection nozzle and is reached directly by the fuel jet during the cold start or, at least in the case of multi-hole injection nozzles, by at least one fuel jet.

Arbeitet die Brennkraftmaschine nach dem bekannten Verfahren der Kraftstoff-Wandauftragung, so wird schliesslich noch vorgeschlagen, die Glühstiftkerze - in Rich- If the internal combustion engine works according to the known method of applying fuel to the wall, it is finally proposed that the glow plug be

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

641527 641527

ung der Luftdrehung gesehen - zwischen 20° und 140° hinter lem theoretischen Auftreffpunkt des Kraftstoffstrahles auf 1er Brennraumwand an der Peripherie des Brennraumes inzuordnen. Air rotation seen - between 20 ° and 140 ° behind the theoretical point of impact of the fuel jet on 1er combustion chamber wall on the periphery of the combustion chamber.

Wo die Glühstiftkerze jeweils genau vorzusehen ist, muss ron Fall zu Fall entschieden werden, massgebend ist lediglich, dass sie direkt mit dem Kraftstoff in Verbindung kommt. Where exactly the glow plug is to be provided must be decided on a case-by-case basis, the only decisive factor is that it comes into direct contact with the fuel.

Abschliessend sei lediglich noch bemerkt, dass mit der s Erfindung ein Vorurteil der Fachwelt durchbrochen wurde, wie aus der genannten DE-PS 1 023 632 hervorgeht. Finally, it should only be noted that a prejudice of the professional world was broken with the invention, as is apparent from the aforementioned DE-PS 1 023 632.

B B

Claims

641527

1. Cold start device on an air-compressing, self-igniting internal combustion engine which has a combustion chamber in the piston or cylinder head, into which an ignition device operated by electrical energy is immersed at least when the upper piston dead center is reached, characterized in that a glow plug is provided exclusively for the cold start as an ignition device which is made to glow before the engine is started and is switched off again after the cold start and which is arranged such that its glow tube is either wetted directly by the periphery of the injected fuel jet or is at least reached by fuel which spreads out like a film on the combustion chamber wall.

2. Cold start device according to claim 1, wherein there is a rotating air movement in the combustion chamber, characterized in that the glow plug plunges into a niche provided in the combustion chamber wall.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Cold start device according to claim 1, characterized in that the glow plug is arranged directly next to the fuel injection nozzle and is achieved during the cold start by the fuel jet or in the case of multi-hole injection nozzles at least one fuel jet.

4. Cold start device according to claim l, wherein the internal combustion engine works according to the method of fuel wall application, characterized in that the glow plug - seen in the direction of air rotation - between 20 ° and 140 ° behind the theoretical point of impact of the fuel jet on the combustion chamber wall the periphery of the combustion chamber is arranged.