DE1208121B

DE1208121B - Mit Einspritzduese vereinigte Zuendkerze fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1208121B
Application number: DEB77192A
Authority: DE
Inventors: Walter Weins
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1964-06-11
Filing date: 1964-06-11
Publication date: 1965-12-30
Also published as: US3316437A; GB1046379A

Description

Mit Einspritzdüse vereinigte Zündkerze für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine mit Einspritzdüse vereinigte Zündkerze für Brennkraftmaschinen, insbesondere Gasturbinen, mit einem von einer Kraftstoffzulauföffnung am Kerzengehäuse aus durch die außerhalb und innerhalb des längsdurchbohrten Kerzenisolators von den Bauteilen der Zündkerze begrenzten und nach außen hin flüssigkeitsdichten Ringräumen hindurch und dann durch die Achse des zündseitigen Mittelelektrodenteiles bis zur Einspritzdüse hinführenden Kraftstoffkanal.
Bei Zündkerzen mit Einspritzdüsen dieser einem älteren Vorschlag entsprechenden Art bestehen bekanntlich wie bei jeder Zündkerze die Schwierigkeiten einer vollständig dichten, zugleich druckfesten und auch gegen Wärmedehnungen unempfindlichen stromleitenden Verbindung des zündseitigen Mittelelektrodenteiles mit dem anschlußseitigen Teil der Mittelelektrode. Eine solche allen technischen Anforderungen genügende Verbindung innerhalb der Isolatorbohrung erfordert schon bei normalen Zündkerzen eine außerordentlich sorgfältige stoffliche und konstruktive Anpassung der beteiligten Einzelbestandteile einer Zündkerze, die bei einer mit Einspritzdüsen ausgerüsteten Zündkerze erheblich dadurch erschwert wird, daß auch noch der Kraftstoffkanal zwangläufig durch den kritischen Bereich der den Isolator längsdurchsetzenden Mittelelektrode hindurchgeführt werden muß, wodurch sich zusätzliche Konstruktionsforderungen ergeben. Die Herstellung von Zündkerzen dieser Art ist deshalb sehr teuer und hat trotzdem, was besonders nachteilig ist, mit den bisherigen Mitteln noch nicht zu Erzeugnissen geführt, deren Haltbarkeit mit der normaler Zündkerzen vergleichbar wäre.
Eine die gestellte Aufgabe mit besonders einfachen Mitteln lösende und zuverlässige Konstruktion ergibt sich gemäß der Erfindung dadurch, daß in einen den zündseitigen Mittelelektrodenteil mit dem anschlußseitigen Teil der Mittelelektrode stromleitend verbindenden Schmelzflußpfropfen aus elektrisch leitfähiger Glasmasse hinein eine Bohrung von der Außenmantelfläche des Isolators aus und durch diesen hindurch in Richtung zur Zündkerzenachse sowie eine zweite Bohrung in übereinstimmung mit der Kerzenachse vom zündseitigen, rohrförmig vorgefertigten Mittelelektrodenteil aus in den Schmelzflußpfropfen hineingeführt ist, die darin die erste Bohrung derart schneidet, daß beide Bohrungen zusammen bei eingebautem Kerzenisolator ausschließlich den durch den Isolator hindurchführenden Verbindungskanal von dessen äußerem Ringraum zum zündseitigen Mittelelektrodenteil bilden. In der Zeichnung sind zwei Zündkerzen mit Einspritzdüse als Ausführungsbeisiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels, F i g. 2 dessen Einspritzdüse in vergrößertem Querschnitt und F i g. 3 in gleichem Maßstab im Längsschnitt nach F i g. 1 sowie F i g. 4 den Längsschnitt durch das zweite Beispiel.
Die Zündkerze 1 ist mit einer Einspritzdüse 2 ausgerüstet, die über die Kraftstoffzulauföffnung 3 eines Schraubenstutzens 4 am Kerzengehäuse 5 mit Kraftstoff versorgt wird. Hierzu fließt der Kraftstoff zunächst durch den außerhalb des längsdurchbohrten Kerzenisolators 6 gegenüber dem Kerzengehäuse 5 gebildeten und durch Dichtringe 7 und 8 flüssigkeitsdicht verschlossenen Ringraum 9 und durch eine den Isolator 5 von dessen Außenmantelfläche 10 aus durchsetzende und in Richtung zur Kerzenachse weisende Bohrung 11 hindurch in den mit einem den zündseitigen Mittelelektrodenteil 12 mit dem anschlußseitigen Teil 13 der Mittelelektrode stromleitend verbindenden Schmelzflußpfropfen 14 aus elektrisch leitfähiger Glasmasse ausgefüllten Hohlraum des Isolators hinein.
Innerhalb des Schmelzflußpfropfens 14 trifft die Bohrung 11 auf eine zweite Bohrung 15, die in Übereinstimmung mit der Kerzenachse und in Verlängerung der durch den zündseitigen, rohrförmig vorgefertigten Mittelelektrodenteil 12 vorgegebenen Bohrung gleichen Durchmessers in den SchmeMußpfropfen 14 hineingeführt ist. Wie F i g. 1 zeigt, schneiden sich beide Bohrungen 11 und 15 derart, daß sie zusammen bei eingebautem Isolator ausschließlich, einen verengungsfreien Strömungsweg bildend, den durch den Isolator hindurchführenden Verbindungskanal von dessen äußerem Ringraum 9 zum zündseitigen Mittelelektrodenteil 12 bilden. Anschlußseitig ist in das Kerzengehäuse 5 eine den Isolator 6 schützende Rohrhülse 16 eingeschraubt, die zum Anschluß eines nicht dargestellten Zündkabels mit einem Schraubgewinde 17 versehen ist, während auf der entgegengesetzten Seite des Kerzengehäuses 5 eine als Außenelektrode dienende Rohrkappe 18 mit einer Ringöffnung 19 sitzt. Eine Dichtpulverpackung 20, die auf dem Dichtring 7 aufgeschichtet ist, wird über einen Dichtring 21 beim Einschrauben der Rohrhülse 16 festgepreßt.
Die wesentlichen Einzelheiten der in den zündseitigen Mittelelektrodenteil 12 hineingeschraubten Einspritzdüse 2 sind dem vergrößerten Querschnitt durch deren Wirbelkammer 22 mit den beiden Tangentialbohrungen 23 nach F i g. 2 und dem Längsschnitt nach F i g. 3 zu entnehmen. Der Kraftstoff tritt durch die Tangentialbohrungen 23 in die Wirbelkammer 22 ein, wird dort in Rotation versetzt und gelangt von deren zündseitiger Bodenfläche 24 her in den brennraumseitig offenen Einspritzkanal 25, dessen sich trichterförmig erweiternde Öffnung 26 mit ihrem ringförmigen und durch einen Querschlitz 27 unterbrochenen Rand 28 beim Betrieb der Zündkerze 1 zugleich als Mittelelektrodenzündkante dient. Damit der Kraftstoff auschließlich durch die Tangentialbohrungen 23 in die Wirbelkammer 22 eintreten kann, ist diese gegenüber der Bohrung 15 durch einen Dichtbolzen 29 abgeschlossen. Die mit einem Schraubgewinde 30 versehene Düse 2 wird in den Mittelelektrodenteil 12 hineingeschraubt, bis sie dort mit ihrer Ringschulter 31 fest anliegt. Wenn beide Teile 2 und 12 festspannend gegeneinander verschraubt werden, erübrigt sich eine zusätzliche Sicherung der Verschraubung.
Die Zündkerze 40 nach F i g. 4 entspricht nach Aufbau und Arbeitsweise im wesentlichen dem vorhergehend beschriebenen Beispiel. Das Gehäuse 16' der Kerze 40 hat jedoch kein Einschraubgewinde, sondern zur Einhaltung der vorgesehenen Einbaurichtung seines Schraubstutzens 4' einen auf das Gehäuse 16' fest aufgezogenen Flansch 51, der zum Einbau der Zündkerze dient. Die beiden Bohrungen 11' und 15' durchdringen einander senkrecht, und der anschlußseitige Mittelelektrodenteil 13' sitzt raumfüllend in der Längsbohrung des Isolators 14'. Die als Außenelektrode dienende Rohrkappe 18' ist im Ringbereich 52 mit dem Gehäuse 16' punktverschweißt und hat sechs Öffnungen 43 zum Eintritt der Ansaugluft. Die anschlußseitig durch einen glatten Zylinderbolzen 29' verschlossene Einspritzdüse 2' trägt einen bei 3' angeschweißten Mittelelektrodenzündstab 41, dem bei fest eingeschraubter Düse eine der am Zündende der Rohrkappe 18' vorgesehenen Eindrückungen 42 als Masseelektrode gegenübersteht. Zum Filtern des Kraftstoffes ist eine Paßbuchse 44 in den Gewindeabschnitt 45 des Schraubstutzens 4' hineingeschraubt. In die Paßbuchse 44 ihrerseits ist der Kopfteil 46 einer Rohrbuchse 47 fest eingepreßt, welche das eine Ende eines rohrförmigen Drahtsiebes 48 trägt, dessen Underes mit einer U-förmigen Metallklappe 49 zusammengeklemmtes und dicht verschweißtes Ende frei in den Bohrungsraum 50 des Schraubstutzens 4' hineinragt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit Einspritzdüse vereinigte Zündkerze für Brennkraftmaschinen, insbesondere Gasturbinen, mit einem von einer Kraftstoffzulauföffnung am Kerzengehäuse aus durch die außerhalb und innerhalb des längsdurchbohrten Kerzenisolators von den Bauteilen der Zündkerze begrenzten und nach außen hin flüssigkeitsdichten Ringräumen hindurch und dann durch die Achse des zündseitigen Mittelelektrodenteiles bis zur Einspritzdüse hinführenden Kraftstoffkanal, d a -durch gekennzeichnet, daß in einen den zündseitigen Mittelelektrodenteil (12) mit dem anschlußseitigen Teil (13) der Mittelelektrode stromleitend verbindenden Schmelzflußpfropfen (14) aus elektrisch leitfähiger Glasmasse hinein eine Bohrung (11) von der Außenmantelfläche (10) des Isolators (6) aus und durch diesen hindurch in Richtung zur Zündkerzenachse sowie eine zweite Bohrung (15) in Übereinstimmung mit der Kerzenachse vom zündseitigen, rohrförmig vorgefertigten Mittelelektrodenteil (12) aus in den Schmelzflußpfropfen (14) hineingeführt ist, die darin die erste Bohrung (11) derart schneidet, daß beide Bohrungen (11 und 15) zusammen bei eingebautem Kerzenisolator (6) ausschließlich den durch den Isolator hindurchführenden Verbindungskanal von dessen äußerem Ringraum (9) zum zündseitigen Mittelelektrodenteil (12) bilden.
2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (2) als vorgefertigtes Bauteil eine zylindrische und den zuströmenden Kraftstoff durch zwei einander gegenüberliegende Tangentialbohrungen (23) aufnehmende Wirbelkammer (22) hat, von deren zündseitiger Bodenfläche (24) der zu zerstäubende Kraftstoff in einen brennraumseitig offenen Einspritzkanal (25) gelangt, dessen vorzugsweise trichterförmig erweiterter Öffnungsraum (26) mit seinem Rand (28) als Mittelelektrodenzündkante dient. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr.1 178 644.