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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Vorkammer-Zündvorrichtung und insbesondere die Herstellung und Wiederaufarbeitung von Vorkammer-Zündvorrichtungen zur Begrenzung der Korrosion während des Betriebs in einem Verbrennungsmotor.
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Stand der Technik
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Verbrennungsmotoren, einschließlich fremdgezündete Benzinmotoren, Dieselmotoren, mit gasförmigen Kraftstoff betriebene Motoren und noch andere, werden im Allgemeinen durch Produzieren einer kontrollierten Verbrennungsreaktion in einem Zylinder betrieben, der einen Kolben antreibt, um eine Kurbelwelle zu drehen. Diese grundlegende Technik wird seit gut einem Jahrhundert zum Betreiben von Motoren mit herkömmlichen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel verwendet. Emissionsbedenken, Preis- und Versorgungsbedenken haben unter anderem zu vermehrtem Interesse und Nutzung weniger herkömmlicher Kraftstoffe wie Erdgas, Wasserstoff, Deponiegas und Biogas geführt. Diese Kraftstoffe werden üblicherweise mit einem höheren stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis verwendet, das heißt so genannte „magere“ Kraftstoff/Luft-Gemische oder Gemische mit einem Äquivalenzverhältnis kleiner 1 sind gängig. Bei einer herkömmlichen Verbrennungsmotor-Zündstrategie, die auf einer Zündkerze oder Selbstzündung basiert, kann es sein, dass das Gemisch nicht richtig gezündet wird, was zu Motorklopfen oder anderen Problemen führen kann.
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Die Verwendung einer Vorkammer-Zündvorrichtung kann diese Probleme durch Zünden eines Kraftstoff/Luft-Gemischs in einer Vorkammer vor Lieferung eines Strahls heißer Verbrennungsgase zur Brennkammer beheben, was zu einer heißeren, einheitlicheren und robusteren Verbrennnungsreaktion im Vergleich zu anderen Techniken führt. Eine typische Vorkammerbaugruppe ist aus einer Basis konstruiert, die aus Gusseisen oder Stahl ausgebildet ist, mit einer angebrachten Spitze, die aus Materialien ausgebildet ist, die gut geeignet sind, um normale und intensive Verbrennungsreaktionen auszuhalten, wie z. B. bestimmte Formen von Inconel.
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Eine Strategie zur Verlängerung der Lebensdauer einer Vorkammerbaugruppe wird im
europäischen Patent 2,205,840 von Granlund („Granlund“) offenbart. Granlund offenbart eine Vorkammerbaugruppe mit austauschbaren Teilen, wie z. B. einer Abdeckung und einem Spitzenstück, die die Reparatur korrodierter Baugruppen durch Ersetzen einzelner Komponenten statt der gesamten Baugruppe erlauben. Während diese und andere Lösungen die Lebensdauer der Baugruppe insgesamt verlängern können, erfordert der offenbarte Mechanismus dafür regelmäßige Wartung und es bleibt reichlich Raum für Verbesserung.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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In einem Aspekt wird die Vorkammer-Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor offenbart. Die Vorrichtung beinhaltet ein Körperstück, das zumindest überwiegend aus einem ersten Materialtyp ausgebildet und für die Positionierung in einem Gehäuse im Motor strukturiert ist, und ein Spitzenstück, das zumindest überwiegend aus einem zweiten Materialtyp ausgebildet und für die Positionierung zumindest teilweise in einem Zylinder im Gehäuse strukturiert ist. Das Spitzenstück ist am Körperstück so angebracht, dass ein distales Körperende an einer Vorkammer anliegt und ein Kraftstoffauslass in Verbindung mit der Vorkammer ist. Das Körperstück definiert eine Längsachse, die sich zwischen einem proximalen Körperende und dem distalen Körperende erstreckt und worin eine Kraftstoffleitung ausgebildet ist, die sich zwischen einem Kraftstoffeinlass und dem Kraftstoffauslass im distalen Körperende erstreckt. Im Spitzenstück ist die Vorkammer ausgebildet und mindestens ein Zündauslass, um Verbrennungsgase von einer Vorladung aus der Vorkammer zum Zünden einer Hauptladung im Zylinder zu befördern. Die Vorkammer-Zündvorrichtung beinhaltet ferner eine Umhüllung, die sich am distalen Körperende befindet und zur Vorkammer exponiert ist, um den ersten Materialtyp, der das Körperstück ausbildet, von den Verbrennungsgasen in der Vorkammer abzuschirmen.
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In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer Vorkammer-Zündvorrichtung für einen Verbrennungsmotor offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Anbringen eines Körperstücks der Vorkammer-Zündvorrichtung, das zumindest überwiegend aus einem ersten Materialtyp ausgebildet ist, an einem Spitzenstück der Vorkammer-Zündvorrichtung, das zumindest überwiegend aus einem zweiten Materialtyp ausgebildet ist. Im Körperstück ist eine Kraftstoffleitung ausgebildet, die mit einem Kraftstoffauslass verbunden ist, im Spitzenstück ist eine Vorkammer ausgebildet, die in Fluidverbindung mit dem Kraftstoffauslass mittels Anbringen des Körperstücks am Spitzenstück platziert ist, und mindestens einem Zündauslass von der Vorkammer. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Ausbilden einer Umhüllung am Körperstück, sodass, nach Anbringen des Körperstücks am Spitzenstück, die Umhüllung so positioniert ist, dass sie das Körperstück von Verbrennungsgasen in der Vorkammer abschirmt. In noch einem anderen Aspekt wird ein Vorzündsystem für einen Verbrennungsmotor offenbart. Das System beinhaltet ein Gehäuse und eine Vorkammer-Zündvorrichtung, die im Gehäuse positioniert ist und ein Körperstück und ein Spitzenstück beinhaltet. Das Körperstück ist am Spitzenstück angebracht. Im Körperstück ist außerdem eine Kraftstoffleitung ausgebildet, der sich zwischen einem Kraftstoffeinlass und einem Kraftstoffauslass erstreckt. Im Spitzenstück ist eine Vorkammer ausgebildet und mindestens ein Zündauslass, um Verbrennungsgase von einer Vorladung, die in der Vorkammer gezündet wird, in einen Zylinder im Verbrennungsmotor zu befördern. Das Körperstück ist zumindest überwiegend aus einem ersten Materialtyp ausgebildet und das Spitzenstück ist zumindest überwiegend aus einem zweiten Materialtyp ausgebildet. Die Vorkammer-Zündvorrichtung beinhaltet ferner eine Umhüllung, die sich am Körperstück befindet und zur Vorkammer exponiert ist, um das Körperstück von den Verbrennungsgasen in der Vorkammer abzuschirmen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine geschnittene schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einer Vorkammer-Zündvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 2 ist eine geschnittene schematische Ansicht einer Vorkammer-Zündvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
- 3 ist eine schematische Ansicht eines Körperstücks einer Vorkammer-Zündvorrichtung, die Korrosion zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
- 4 ist eine schematische Ansicht eines Körperstücks einer Vorkammer-Zündvorrichtung, die eine Umhüllung zeigt, gemäß einer Ausführungsform;
- 5 ist eine schematische Ansicht eines proximalen Endes eines Körperstück, die eine Umhüllung zeigt, gemäß einer Ausführungsform; und
- 6 ist eine geschnittene schematische Ansicht einer Vorkammer-Zündvorrichtung gemäß einer Ausführungsform; und
- 7 ist eine vergrößerte, geschnittene schematische Ansicht einer Vorkammer-Zündvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Verbrennungsmotor 10 mit einer Vorkammer-Zündvorrichtung 30 (im Folgenden „Vorrichtung“) in einem Vorzündsystem 84 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Der Motor 10 beinhaltet das Motorgehäuse 12, das außerdem eine Innenstruktur ausbildet, die so geformt und dimensioniert ist, dass sie Komponenten des Motors 10 beherbergt und/oder trägt. Der Motor 10 kann ein Viertakt-Motor oder jedweder andere Typ von Verbrennungsmotor sein, der ein oder mehrere Vorkammer-Zündvorrichtungen 30 beinhaltet. Der Motor 10 kann einen oder mehrere Kolben 14 beinhalten, wobei sich jeder Kolben 14 in einem Kolbenzylinder 16 befindet und zwischen einer oberen Totpunktlage und einer unteren Totpunktlage beweglich ist, um eine Kurbelwelle 20 in einer allgemein herkömmlichen Weise zu drehen. Der Kolben 14 kann mit der Kurbelwelle 20 durch einen Verbindungsstab 18 gekoppelt sein. Die Vorrichtung 30 kann im Motor 10 durch einen Motorkopf 34 getragen werden, der als ein Teil des Gehäuses 12 betrachtet werden kann, so strukturiert, dass dieser die Vorrichtung 30 so aufnimmt, dass die Zündauslässe 56 in einem Spitzenstück 38 der Vorrichtung 30 in Fluidverbindung mit dem Zylinder 16 positioniert sind, wobei das Spitzenstück 38 zumindest teilweise im Zylinder 16 positioniert ist. Eine Kraftstoffzufuhr 24 kann mit der Vorrichtung 30 und dem Motor 10 durch einen ersten Kraftstoffkanal 28 bzw. einen zweiten Kraftstoffkanal 29 fluidisch gekoppelt sein. Luft kann außerdem dem Motor 10 von einer Luftzufuhr 26 durch einen Lufteinlasskanal 27 geliefert werden, der mit dem Kraftstoffkanal 29 verbunden sein kann. Luft für die Verbrennung kann in die Vorrichtung 30 gefördert werden, wenn sich der Kolben 14 zur oberen Totpunktlage bewegt. Die Vorrichtung 30, die im Motor 10 verwendet wird, kann eine neue oder gebrauchte Vorkammer-Zündvorrichtung sein, die wiederaufgearbeitet wurde, und der Motor 10 kann ein neuer oder ein wiederaufgearbeiteter Motor 10 sein. Andere Komponenten des Motors 10 können neu oder gebraucht sein, wobei die gebrauchten Komponenten wiederaufgearbeitet, runderneuert oder repariert sind. Wie aus der folgenden Beschreibung genauer hervorgeht, erwägt die vorliegende Offenbarung einzigartige Strategien für die betrachtete Vorrichtungsaufarbeitung, um die Wiederverwendung von Vorrichtungen in Situationen zu ermöglichen, in denen Vorrichtungen früher weggeworfen worden wären, sowie Techniken für die Herstellung neuer Komponenten.
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Unter jetziger Bezugnahme ebenfalls auf 2 ist eine Ansicht der Vorrichtung 30 bereitgestellt, die die Vorrichtung 30 veranschaulicht, wie sie aussehen könnte, wenn sie vor der Wiederaufarbeitung vom Motor 10 entfernt wurde. Da, sofern nichts anderes angegeben, viele der Komponenten von Vorrichtung 30 nach der Wiederaufarbeitung genauso so sein können, wie sie vor der Wiederaufarbeitung waren, können die Beschreibungen von Vorrichtung 30 hierin als auf eine gebrauchte Vorrichtung 30 bezogen, die noch nicht wiederaufgearbeitet wurde, sowie als eine Vorrichtung 30 nach der Wiederaufarbeitung genommen werden. Die Vorrichtung 30 kann ein Körperstück 32 beinhalten, das für die Positionierung im Gehäuse 12 strukturiert ist, sowie das Spitzenstück 38. Das Körperstück 32 kann aus einem ersten Materialtyp 58 ausgebildet sein, das langlebig und für die maschinelle Bearbeitung geeignet ist, wie z. B. Gusseisen, Stahl oder jedwedes andere geeignete Material. Das Spitzenstück 38 kann aus einem zweiten Materialtyp 60 ausgebildet sein, wie z. B. einem Inconel-Typ, anderen Nickel- oder Chromeisenlegierungen, Edelstahl oder anderen Materialien, die gegenüber Oxidation bei hoher Temperatur oder Korrosion beständig oder anderweitig wegen der Beständigkeit gegenüber den Bedingungen intensiver Verbrennung geeignet sind. Der zweite Materialtyp kann jede einer Vielzahl von Superlegierungen sein. Das Körperstück 32 kann ein proximales Körperende 40 und ein distales Körperende 42 haben, das eine Längsachse 37 definiert, die sich dazwischen erstreckt, mit Montageelementen 36 am proximalen Körperende 40. Die Vorkammer 54 kann an der Längsachse 37 zentriert sein. Das Montageelement 36 kann ferner eine Vielzahl von Bohrungen 50 für das Befestigen der Vorrichtung 30 am Kopf 34 mit Bolzen oder dergleichen beinhalten. Das Spitzenstück 38 kann mit dem Körperstück 32 koaxial angeordnet sein und hat eine Vielzahl von Zündauslässen 56, die so strukturiert sind, dass sie das Entweichen von Verbrennungsgasen aus der Vorkammer 54 zur Brennkammer 22 erleichtern, wobei sich die Zündauslässe 56 im veranschaulichten Beispiel von der Vorkammer 54 nach außen erstrecken und am Umfang um die Längsachse 37 beabstandet sind.
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Die Vorrichtung 30 kann ferner eine Kraftstoffleitung 44 haben, die darin ausgebildet und mit dem Kraftstoffkanal 28 fluidisch gekoppelt ist, sodass Kraftstoff zur Vorkammer 54 fließen kann. Die Kraftstoffleitung 44 kann durch Bohren des Körperstücks 32 konstruiert sein, sodass ein Durchgang von einem Kraftstoffeinlass 46 in einer Außenseite des Körperstücks 32 zu einem Kraftstoffauslass 48 ausgebildet wird, der im distalen Körperende 42 ausgebildet ist. Ein Stopfen 49 kann in die restlichen gebohrten Löcher eingesteckt werden, nachdem die Kraftstoffleitung 44 ausgebildet wurde, um Kraftstoff in der Kraftstoffleitung 46 zum Kraftstoffauslass 48 zu leiten. Das Koppeln des Körperstücks 32 an das Spitzenstück 38 platziert den Kraftstoffauslass 48 in Fluidverbindung mit der Vorkammer 54. In noch anderen Ausführungsformen kann ein Kraftstoffinjektor mit der Vorrichtung 30 gekoppelt sein, um Kraftstoff direkt in die Vorkammer 54 einzuspritzen. Ein Rückschlagventil 47 kann verwendet werden, um den Fluss von Luft oder Fluiden zurück durch die Kraftstoffleitung 44 zum Kraftstoffeinlass 46 zu verhindern. Sobald der Kraftstoff oder das Luft/Kraftstoff-Gemisch der Vorkammer 54 geliefert wurde, kann die Verbrennung einer Vorladung durch eine Zündvorrichtung, wie z. B. eine Zündkerze (nicht dargestellt) oder möglicherweise durch Druckbeaufschlagung des Kraftstoffes oder Kraftstoff/Luft-Gemischs, bis eine Selbstzündung erfolgt, initiiert werden. Die Verbrennung führt dazu, dass sich die Verbrennungsgase in der Vorkammer 54 rasch ausdehnen, über die Zündauslässe 56 entweichen und einen heißeren, einheitlicheren Zündkatalysator bereitstellen, der in der Lage ist, die Verbrennung magerer Kraftstoffgemische, oder in manchen Fällen jedwedes Kraftstoffgemischs, zuverlässiger auszulösen, als eine im Zylinder vorhandene Zündvorrichtung allein oder eine andere bekannte Zündstrategie.
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Es wurde erkannt, dass Verbrennungsreaktionen in der Vorkammer 54 und raue Bedingungen allgemein, wie z. B. Temperaturen über 600 Grad Celsius oder höher, Korrosion in Form von Oxidation bei hoher Temperatur an einer distalen Spitze 64 des Körperstücks 32 verursachen können. Korrosion kann sogar bis in eine Verbindungsnaht 66 voranschreiten, die eine Schnittstelle zwischen dem Körperstück 32 und dem Spitzenstück 38 ausbildet, und sich am Umfang rund um die Längsachse 37 erstreckt. Korrosion, wie in der vorliegenden Offenbarung verwendet, kann so verstanden werden, dass sie sich auf jedwede physikalische, chemische oder irgendeine andere Art von Ablagerung auf einer Fläche des Körperstücks 32 bezieht, das die Vorkammer 54 ausbildet oder anderweitig Hitze oder Verbrennungsgasen ausgesetzt ist, die aus Verbrennungsreaktionen in der Vorkammer 54 und der Exposition von Motorbedingungen allgemein resultiert. Das Körperstück 32 kann mit dem Spitzenstück 38 an der Verbindungsnaht 66 gekoppelt und durch die Schweißnaht 68 befestigt sein, die eine Schweißperle 69 beinhaltet, die sich am Umfang um die Vorrichtung 30 an der Schweißnaht 68 erstreckt. Die Schweißnaht 68 kann durch Laserschweißen oder jedes einer Vielzahl von Schweißverfahren wie Elektronenstrahlschweißen, Gasmetall-Lichtbogenschweißen, Plasma-Lichtbogenschweißen oder dergleichen ausgebildet sein.
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Unter jetziger Bezugnahme ebenfalls auf 3 ist das Körperstück 32, das Korrosion 80 zeigt, veranschaulicht. In 3 ist zu sehen, dass das Körperstück 32 vom Spitzenstück 38 getrennt wurde (in 3 nicht abgebildet). Das Spitzenstück 38 kann vom Körperstück 32 durch Schneiden der Schweißnaht 68 durch Verwendung eines Schneidbrenners, einer Schleifmaschine, einer Kreissäge, einer Bügelsäge oder jedweder anderer Mittel getrennt werden, vorausgesetzt, das Körperstück 32 und/oder Spitzenstück 38 sind nicht so beschädigt, dass es nicht wiederaufgearbeitet werden kann. 3 zeigt Korrosion 80 an der distalen Spitze 64, einschließlich an einer peripheren Schulter 76 des Körperstücks 32 infolge der Exposition der Vorkammer 54, sowie mögliche Migration von Verbrennungsgasen in die Verbindungsnaht 66. Es ist zu sehen, dass die periphere Schulter 76 sich am Umfang um die Längsachse erstreckt, und wenn die Vorrichtung 30 montiert ist, die periphere Schulter 76 am Spitzenstück 38 anliegt. Die Wiederaufarbeitung der Vorrichtung 30 kann außerdem die Entfernung von Korrosion 80 durch Verwendung einer Schleifmaschine 82 beinhalten, wie in 3 zu sehen. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Korrosion 80 vom Körperstück 32 durch alternative Mittel entfernt werden, wie z. B. durch chemische Behandlungen. Die in 3 veranschaulichte Phase der Wiederaufarbeitung kann es erfordern, dass die Entfernung der Korrosion bis zur distalen Spitze 64 fortgesetzt wird und andere Flächen des distalen Endes 42 im Wesentlichen frei von Korrosion 80 sind, wodurch der erste Materialtyp 58, aus dem die Flächen ausgebildet sind, zur weiteren Verarbeitung offengelegt wird, wie in 3 zu sehen. Unter jetziger Bezugnahme ebenfalls auf 4 und 5 ist das Körperstück 32 mit Umhüllung 62 auf einen Teil der distalen Spitze 64 angewandt dargestellt. Nachdem die Korrosion 80 vom Körperstück 32 entfernt wurde, kann der zweite Materialtyp 60 auf die distale Spitze 64 und die periphere Schulter 76 angewandt werden, um die Umhüllung 62 auszubilden. Die Umhüllung 62 kann durch Verwendung von Laserauftragsschweißtechniken aufgebracht werden, wie in 4 und 5 veranschaulicht. In manchen Ausführungsformen kann die Umhüllung 62 mithilfe alternativer Verfahren, wie z. B. Pulverbett-Schmelzen, thermisches Spritzen, Kaltmetall-Transfer (CMT) oder Dampfabscheidung, aufgebracht werden. Eine Laservorrichtung 59 ist mit einer Auftragsschweißdüse 61 dargestellt, die so strukturiert ist, dass sie ein Rohmaterial 63 liefert und einen Laserstrahl 65 richtet, der in der Lage ist, das Rohmaterial 63 zu schmelzen. Der Laserstrahl 65 bildet ein Schmelzbad 67 auf einem Oberflächensubstrat aus, wobei Rohmaterial 63 geschmolzen werden kann, was das Auftragen einer Beschichtung des geschmolzenen Rohmaterials 63 auf der Fläche erlaubt. Das Rohmaterial 63 kann zumindest teilweise aus dem zweiten Materialtyp 60 bestehen und kann ein Metallpulver sein, wie in 4 und 5 zu sehen. Auch wenn die Verwendung des zweiten Materialtyps 60 zum Ausbilden der Umhüllung 62 eine praktische Strategie bereitstellt, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Weise beschränkt. Geeignete Umhüllungsmaterialien beinhalten jedwedes Material, das in der Lage ist, in Vorkammer-Verbrennungsbedingungen zu leben und metallurgisch mit den typischen eisenhaltigen Materialien des Körperstücks 32 sowie dem zweiten Material, aus dem das Spitzenstück 38 ausgebildet ist, metallurgisch kompatibel ist. In einigen Ausführungsformen kann das Rohmaterial 63 Draht oder dergleichen sein. Die Zufuhr des Rohmaterials 63 kann der Bewegung des Laserstrahls 65 um die Substratfläche entsprechen, sodass eine kontinuierliche Zufuhr geschmolzenen Rohmaterials 63 bereitgestellt wird. Wenn das Schmelzbad 67 sich abkühlt, wird das geschmolzene Rohmaterial 63 hart, wobei es die Umhüllung 62 ausbildet und die Umhüllung 62 mit dem Material, aus dem das Körperstück 32 ausgebildet ist, metallurgisch verbindet. Die Dicke der Umhüllung 62 kann jedwede geeignete Dicke abhängig von der bestimmten Anwendung sein. Die Umhüllung 62 kann zum Beispiel eine Dicke zwischen etwa 2 µm und etwa 1,5 mm für eine einzelne Schicht der Umhüllung, zwischen etwa 4 µm und etwa 3 mm für eine doppelte Schicht der Umhüllung usw. haben. Die Umhüllung 62 kann eine solche Dicke haben, dass sie einen vernachlässigbaren Effekt auf die mechanische Ausgestaltung der Verbindungsnaht 66 hat, wodurch keine zusätzliche maschinelle Bearbeitung oder andere Änderung am Körperstück 32 oder Spitzenstück 38 nötig ist. In einigen Ausführungsformen können jedoch Änderungen am Körperstück 32 oder Spitzenstück 38 nach Anwendung der Umhüllung 62 wünschenswert sein. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Umhüllung 62, die aus dem zweiten Materialtyp 60 ausgebildet ist, das Körperstück 32 vor Korrosion 80 schützen, wenn die Vorrichtung 30 in Gebrauch ist, indem sie das Material, aus dem das Körperstück 32 ausgebildet ist, vor Verbrennungsgasen in der Vorkammer-Verbrennungsumgebung abschirmt.
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Sobald die Korrosion 80 vom Körperstück 32 entfernt wurde und die Umhüllung 62 wie hierin erwägt angewandt wurde, kann die Vorrichtung 30 durch Koppeln eines Spitzenstücks 38 mit dem Körperstück 32 wieder zusammengesetzt werden. Das Wiederzusammensetzen der Vorrichtung 30, die eine Umhüllung 62 aufweist, kann eine Vorkammer 54 bereitstellen, die in einer Gesamtheit durch den zweiten Materialtyp 60 oder durch den zweiten Materialtyp 60 und einen anderen Materialtyp, aus dem die Umhüllung ausgebildet ist, ausgebildet ist. Das Spitzenstück 38 kann neu oder gebraucht sein.
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Unter jetziger Bezugnahme ebenfalls auf 6 and 7 ist die Vorrichtung 30 nach Wiederaufarbeitung unter Veranschaulichung zusätzlicher Merkmale dargestellt. Das Spitzenstück 38 kann am Körperstück 32, das die Umhüllung 62 aufweist, an der distalen Spitze 64 und der peripheren Schulter 76 durch Laserschweißen an der Schweißnaht 73, die eine Schweißperle 75 ausbildet, angebracht sein. Es ist außerdem zu sehen, dass der Kraftstoffauslass 48 sich durch die Umhüllung 62 erstreckt. Die Umhüllung 62 kann eine radiale Ausdehnung in Richtungen normal zur Längsachse 37 aufweisen, die mindestens so groß ist wie die radiale Ausdehnung der Vorkammer 54 in Richtungen normal zur Längsachse 37. 6 zeigt die Vorkammer 54 vollständig umgeben vom zweiten Materialtyp 60, wodurch verhindert wird, dass sich Korrosion an der distalen Spitze 64 und der peripheren Schulter 76 des Körperstücks 32 bildet. 7 ist eine vergrößerte Ansicht von Kasten 7 in 6, die zusätzliche Merkmale der Verbindungsnaht 66 darstellt. Die Umhüllung 62 beschichtet die distale Spitze 64 und die periphere Schulter 76. Die Verbindungsnaht 66 der wiederaufgearbeiteten Vorrichtung 30 kann eine radial innere Kante 72 haben, sodass die Vorkammer 54 in einer Gesamtheit durch den zweiten Materialtyp 60 definiert wird. Der zweite Materialtyp, der das Spitzenstück 38 ausbildet, liegt an der Umhüllung 62 an einer radial inneren Kante der Verbindungsnaht 66 an. Die Schweißperle 75 kann eine radial innere Fläche an oder neben einer geschweißten Schnittstelle 70 haben, die durch Schmelzen des zweiten Materialtyps 60 oder anderen Materialtyps von der Umhüllung 62 und dem Spitzenstück 38 ausgebildet wird. Die auf die Schweißnaht 73 angewandte Hitze kann bewirken, dass das Material 60 der Umhüllung 62 und des Spitzenstücks 38, zumindest teilweise, miteinander verschmelzen und dadurch die geschweißte Schnittstelle 70 ausbilden, was wiederum die Verbindungsnaht 66 ausbildet. Wie ebenfalls in 7 dargestellt, kann eine innere Kantenfläche 78 des Spitzenstücks 38 so strukturiert sein, dass sie die periphere Schulter 76 aufnimmt, wobei die periphere Schulter 76 so geformt ist, dass sie ein abgestuftes Profil 74 ausbildet. 7 zeigt außerdem, dass die Umhüllung 62 das abgestufte Profil 74 möglicherweise nicht beeinflusst, sodass keine wesentliche maschinelle Bearbeitung oder Änderung des Spitzenstücks 38 außer herkömmlicher End- oder Oberflächenbearbeitung nötig ist. Die geschweißte Schnittstelle 70 kann die Migration von Verbrennungsgasen zwischen dem Körperstück 32 und dem Spitzenstück 38 behindern. Es sollte ferner selbstverständlich sein, dass die Geometrie der Schnittstelle zwischen dem Körperstück 32 und dem Spitzenstück 38 sich von dem unterscheiden kann, was hierin abgebildet und spezifisch beschrieben ist. Sobald das Spitzenstück 38 an das Körperstück 32 geschweißt wurde, kann die Vorrichtung 30 im Motor 10, ausgestattet mit einer Zündkerze, installiert und in Betrieb genommen werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie oben angegeben, kann die Verwendung einer Vorkammer-Zündvorrichtung wünschenswert sein, um die Verbrennung bestimmter Kraftstoffe und unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen zu erleichtern. Jedoch können die höheren Verbrennungstemperatureigenschaften magerer Kraftstoff/Luft-Gemische und sonstige raue Bedingungen in Vorkammer-Zündvorrichtungen Oxidation bei hoher Temperatur produzieren, die die Nutzungsdauer solcher Vorrichtung gegenüber dem verringert, was sonst erreicht werden kann. Während das Spitzenstück 38 normalerweise aus der zweiten Materialart 60 ausgebildet ist, wodurch es vor den rauen Bedingungen geschützt ist, die in der Vorkammer 54 vorhanden sind, kann das Körperstück 32 keinen ähnlichen Schutz aufweisen, was dazu führt, dass das Körperstück 32 durch normalen Gebrauch korrodiert, sofern es nicht gemäß der vorliegenden Offenbarung gefertigt oder wiederaufgearbeitet wird. Häufig kann sich diese Korrosion auch auf jedwede Poren, Leerräume, Verbindungsstellen oder dergleichen erstrecken, die durch Schnittpunkte des Körperstücks und des Spitzenstücks ausgebildet oder dort vorhanden sind, was eine Vorkammerbaugruppe durch Schwächung der Verbindungsnaht 66 oder Beschädigung des Körperstücks oder sonstiges Ungeeignetmachen der Vorrichtung für den weiteren Betrieb beeinträchtigen kann. Motoren, wie die in der vorliegenden Offenbarung erwägten, werden im Feld normalerweise intensiv genutzt, sammeln relativ schnell Tausende von Betriebsstunden an und erfordern dadurch regelmäßigen Austausch der Vorkammer-Zündvorrichtungen. Die Verwendung wiederaufgearbeiteter Teile, wie hierin erwägt, kann die Kosten der Wartung solcher Motoren durch Bereitstellen erhöhter Nutzungsdauer durch Beständigkeit gegenüber Korrosion verringern.
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Allgemein bezugnehmend auf die Zeichnungen kann Vorrichtung 30 in Motor 10 entfernbar installiert sein, was die Entfernung und Wiederaufarbeitung unabhängig von anderen Komponenten erlauben kann. Unterschiedliche Ausführungsformen von Vorrichtung 30 können sich für unterschiedliche Arten von Strategien für die Wiederaufarbeitung anbieten, eignen sich jedoch trotzdem allgemein für die Technik des Trennens des Spitzenstücks 38 vom Körperstück 32, Entfernen von Korrosion vom distalen Ende 42 des Körperstücks 32 und Ausbilden der Umhüllung 62 des zweiten Materialtyps 60 daran. Auch wenn die vorstehende Beschreibung die Wiederaufarbeitung erwägt, sollte selbstverständlich sein, dass es wünschenswert sein kann, die vorliegende Offenbarung auch auf die Produktion neuer Vorrichtungen 30 anzuwenden, wodurch die Umhüllung 62 des zweiten Materialtyps 60 oder eines anderen Materials am Körperstück 32 vor Verwendung im Motor 10 bereitgestellt wird.
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Die vorliegende Beschreibung dient nur veranschaulichenden Zwecken und sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränkt. Daher werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den hierin offenbarten Ausführungsformen erfolgen könnten, ohne von dem beabsichtigten und angemessenen Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden bei einer Prüfung der angehängten Zeichnungen und der beigefügten Ansprüche offensichtlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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