DE2549490C2

DE2549490C2 - Vorrichtung zum Vorwärmen der Luft in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2549490C2
Application number: DE2549490A
Authority: DE
Inventors: Alan Joseph Blackburn Lancashire Gerrard
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1975-11-05
Publication date: 1982-12-23
Also published as: GB1524677A; FR2290579A1; US4044740A; JPS5611069B2; IT1054362B; DE2549490A1; FR2290579B1; JPS5169730A

Description

Die Abgase von Kraftfahrzeugen stellen eine nicht unerhebliche Luftverschmutzungsquelle dar, da sie neben nitrosen Gasen auch Kohlenmonoxid und andere Produkte einer Teilverbrennung von Kohlenwasserstoffen enthalten. Eine Möglichkeit, den Schadstoffgehalt der Abgase zu verringern, bietet die Vorwärmung der Verbrennungsluft, die zu einer Verbesserung der Verbrennung und damit zu einer Verminderung des Anteils unvollständig verbrannter Produkte im Abgas führt.

Es ist eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs zum Vorwärmen der Verbrennungsluft in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen in die Ansaugleitung einbaubaren π Hohlkörper mit einem ringförmigen Mantel besitzt, der eine Verbrennungszone und einen Zerstäuber zum Einspritzen von Brennsolff in diese Zone umschließt und an seinem einen Ende Lufteinströrnöffnungen und an seinem anderen Ende eine Luflausströmöffnung t>o aufweist(US-PS35 26 214).

Eine solche Vorrichtung ist zwar sehr einfach in ihrem Aufbau, hat aber den Nachteil, daß mit ihr keine gleichmäßige Erwärmung der Ansaugluft erreichbar ist, weil die Verbrennungsprodukte direkt in die Ansauglei- *-> Hing ausströmen, ohne daß sie mit der Ansaugluft gründlich vermischt werden.

Aufgabe der Erfindung ist, eine einfache Vorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, durch die die Ansaugluft intensiv und gründlich mit den Verbrennungsprodukten eines Vorwärmbrenners mit einem Zerstäuber gemischt, eine hohe Stabilität der Flamme des Brenners erreicht und der Gesamtdruckverlust auf ein Minimum beschränkt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Außenmantels ein die Verbrennungszone umschließender ringförmiger Innenmantel angeordnet ist und der Zwischenraum zwischen diesen Mänteln durch radiale Bleche in eine Anzahl einander abwechselnder Kammern unterteilt ist, von denen jeweils die eine Kammer an ihrem einströmseitigen Ende eine Lufteinströmöffnung und an ihrem ausströmseitigen Ende eine Luftausströmöffnung zur Verbrennungszone hin hat, während jeweils die andere Kammer an ihrem einstrcmseitigen Ende eine Öffnung zur Verbrennungszone und an ihrem ausströmseitigen Ende eine öffnung hat.

Die Vorrichtung eignet sich besonders zum Vorwärmen der Verbrennungsluft von Dieselmotoren, und es wurde festgestellt, daß bei einer Anwendung der Vorrichiung das von dem damit ausgerüsteten Dieselmotor ausgestoßene Abgas verhältnismäßig schadstoffarm ist.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Endansicht der Luftvorwärmvorrichtung;

F i g. 2 eine Ansicht des gegenüberliegenden Endes der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung;

F i g. 3 eine Abwicklung eines Teils des Innenmantels der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung;

F i g. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Ansaugleitung eines mit der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung ausgerüsteten Dieselmotors, wobei die Vorrichtung im Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1 dargestellt ist.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, besteht die Luftvorwärmvorrichtung aus einem Hohlkörper 10, der sich aus einem ersten ringförmigen Außenmantel 11 und einem ringförmigen Innenmantel 12 zusammensetzt, der mit Abstand zu dem Außenmantel 11 angeordnet ist, so daß zwischen beiden Mänteln ein Zwischenraum 13 eingeschlossen ist. Der von dem Innenmantel 12 umgebene Innenraum des Hohlkörpers bildet eine Brennzone 14. Zu der Vorrichtung gehört ferner ein Kraftstoffzerstäuber 15, der so angeordnet ist, daß "er Kraftstoff in die Brennzone 14 zu spritzen vermag. Der Zerstäuber 15 ist durch (nicht dargestellte) Schrauben an einem Ende einer Hülse 16 befestigt, die an ihrem anderen Ende mit einem sich nach außen erstreckenden, einstückig angeformten Mantelteil 17 von kegelstumpfförmiger Gestalt versehen ist. Der Mantelteil 17 ist am Umfang an dem Innenmantel 12 des Hohlkörpers 10 angeschweißt.

An dem Ende des Außenmantels 11, das sich an der Seite des kegelstumpfförmigen Mantelteils 17 befindet, ist eine nach innen gerichtete ringförmige Platte 18 vorgesehen, die mit ihrem Außenrand an dem Außenmantel so angeschweißt ist, daß zwischen ihrem Innenrand und dem kegelstumpfförmigen Mantelteil 17 ein ringförmiger Spalt besteht. Der Innenraum des Luftkanals 13 ist durch radiale Wände (Bleche 19) in eine erste Reihe von Kammern 20 unterteilt, die sich mit Kammern 21 einer zweiten Reihe abwechseln. Die radialen Wände sind so angeordnet, daß jede radiale

Wand mit einer angrenzenden radialen Wand durch eine Endplatte 22 verbunden ist, die an einer Platte 18 an einem Ende des Hohlkörpers 10 angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Anzahl von Einströmöffnungen

23 gebildet, von denen jede zu einer Kammer 20 der ersten Reihe führt. An dem Ende des Hohlkörpers 10, das dem Ende gegenüberliegt, an den sich die Platte 18 befindet, ist eine Endwand vorgesehen, die von einer Scheibe 24 gebildet wird, die aus einer Anzahl im wesentlichen segmentförmiger. sich radia' nach ?ußen erstreckender Teile 25 besteht. Die Teile 25 der Scheibe

24 sind mit Abstand voneinander angeordnet und an den Rändern mit dem Außenmantel 11 verschweißt. Die Anordnung der segmentförmigen Teile 25 ist so getroffen, daß sie die Kammern 20 der ersten Reihe an den Enden verschließen, die den Öffnungen 23 gegenüberliegen. Räume zwischen den Teilen 25 liegen den Kammern der zweiten Reihe gegenüber und bilden Ausströmöffnungen des Hohlkörpers 10. Wie aus den Fig. 1 und 5 ersichtlich, stehen die Ausströmöffnungen 26 direkt mit der Brennzone 14 und auch mit den Kammern 21 der zweiten Reihe in Verbindung.

Der Innenmantel 12 ist auf dem Umfang mit einer Anzahl von im wesentlichen keillörmigen Öffnungen 27 versehen, die eine direkte Verbindung zwischen jeder Kammer 21 der zweiten Reihe und der Brennzone 14 herstellen. Die keilförmigen Öffnungen befinden sich an dem Ende des Hohlkörpers 10, an dem die Einströmöffnungen 23 vorgesehen sind. Der Innenmantel 12 weist ferner auf dem Umfang eine Anzahl von im wesentlichen rechteckigen Öffnungen 28 auf, die eine direkte Verbindung zwischen den Kammern 20 der ersten Reihe und der Brennzone 14 herstellen.

Die Luftvorwärmvorrichtung weist ferner eine mit einem Flansch versehene Umkleidung Sauf, die mit dem Flansch an der Ansaugleitung angeschraubt wird, wenn die Vorrichtung an einen Dieselmotor angebaut wird. Die Umkleidung 5 trägt eine Halterungsplatte 29, die ihrerseits eine mit einem Innengewinde versehene Hülse 30 sowie zwei mit Innengewinde versehene Kupplungsstücke 31 und 32 trägt. In der Hülse 30 ist eine elektrische Zündvorrichtung /untergebracht, die durch Öffnungen 33,34 in dem Außen- und Innenmantel 11,12 in den Hohlkörper IG hineinragt, so daß die Spitze der Zündvorrichtung / sich in der Brennzone 14 befindet. Die Kupplungsstücke 31.32 sind durch Rohre 35,36. die zugleich den gesamten Hohlkörper 10 in der Umkleidung 5 halten, mit dem Kraftitoffzerstäuber 15 sowie mit einer (nicht dargestellten) Kraftstoff- und Luftquelle verbunden.

Wenn die Luftvorwärmvorrichtung in der Ansaugiei-

tung eines Dieselmotors eingebaut ibt, strömen Kraftstoff und Luft durch die betreffenden Rohre 35 und 36 sowie durch die Kupplungsstücke 31, 32 zu dem Zerstäuber 15, der ein Zerstäubungsgemisch aus Kraftstoff und Luft in die Brennzone 14 einspritzt, wo es

!5 durch die Zündvorrichtung /gezündet wird. Durch die Ansaugleitung strömende Luft gelangt in die Umkleidung S, und ein Teil der darin befindlichen Luft tritt durch die Einströmöffnungen 23 in den Hohlkörper 10 ein. Diese Luft strömt durch die Kammern 20 und gelangt durch die Öffnungen 28 in dem lnnenmante! 12 in die Brennzone 14. Die Umwälzung der Luft in der Brennzone 14 wird durch die Luft, die durch die Öffnungen 28 einströmt, begünstigt. Aus der Brennzone 14 strömt die Luft zu dem Ende des Hohlkörpers 10. an

dem sich der Zerstäuber 15 befindet. Die durch die Verbrennung des Kraftstoffs entstandenen heißen Gase strömen durch die Öffnungen 27 in die Kammern 21 der zweiten Reihe und verlassen den Hohlkörper 10 durch die Teile der Ausströmöffnungen 26. die direkt mit den Kammern 21 der zweiten Reihe verbunden sind. Ein Teil der Verbrennungsgase in der Brennzone 14, der aus der durch die Öffnungen 28 zuströmenden Luft stammt, wird außerdem aus dem Hohlkörper 10 durch den Teil der Ausströmöffnungen 26 abgeleitet, die direkt mit der

*> Brennzone 14 in Verbindung stehen.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung ermöglicht eine außerordentlich wirksame Vorwärmung der Luft in der Ansaugleitung, und die Umwälzung der Luft sowie der heißen Gase in dem Hohlkörper 10 wird durch die kombinierte Wirkung des Zerstäubers 15 und der Ausbildung des Hohlkörpers 10 gefördert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verwarmen der Luft in der Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine, der einen in die Ansaugleitung einbaubaren Hohlkörper mit einem ringförmigen Mantel besitzt, der eine Verbrennungszone und einen Zerstäuber zum Einspritzen von Brennstoff in diese Zone umschließt und an seinem einen Ende Lufteinströmöffnungen und an seinem anderen Ende eine Luftausströmöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Außenmantels (11) ein die Verbrennungszone (14) umschließender ringförmiger Innenmantel (12) angeordnet ist und der Zwischenraum (13) zwischen diesen Mänteln (11,12) durch radiale Bleche (19) in einer Anzahl einander abwechselnder Kammern (20, 21) unterteilt ist, von denen jeweils die eine Kammer (20) an ihrem einströmseitigen Ende eine Lufteinströmöffnung (23) und an ihrem ausströmseitigen Ende eine Luftausströmöffnung (28) zur Verbrennungszone (14) hin hat, während jeweils die andere Kammer (2!) an ihrem einströmseitigen Ende eine öffnung zur Verbrennungszone (14) und an ihrem ausströmseitigen Ende eine Öffnung (26) hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (28) in einer die ringförmigen Mäntel (11, 12) überdeckenden Endwand (24) ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch μ gekennzeichnet, daß Strömungsleitbleche als die radialen Bleche (19) ausgebildet sind, wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Paare der Strömungsleitbleche am Einströmende de^c Hohlkörpers (10) durch eine Endplatte (22) miteinander verbunden sind und >=, die Räume zwischen den Endplatten (22) die Einströmöffnungen (23) bilden.