DE3003522A1

DE3003522A1 - Anlasshilfe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3003522A1
Application number: DE19803003522
Authority: DE
Inventors: Richard Patrick Knowles
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1980-01-31
Publication date: 1980-08-14
Also published as: US4346679A; BR8000512A; FR2448044B1; MX149762A; PL221749A1; FR2448044A1

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaßhilfe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem in einer Bohrung des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine anzuordnenden Gehäuse, einer rohrförmigen Gehäuseverlängerung am einen Gehäuseende, die im Einbauzustand zumindest teilweise in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine ragt und ein gewickeltes Heizelement aufnimmt, des elektrisch beheizbar ist, um eine beheizte Fläche in der Brennkammer zu bilden.

Eine solche Anlaßhilfe ist in der GB-PS 11 27 454 beschrieben. Demgemäß ist das Heizelement aus einem Metallstreifen gefertigt, der um eine zentrale Leiterstange spiralförmig gewickelt ist, mit der das innere Ende des Heizelementes verbunden ist. Das äußere Ende des Heizelementes ist mit der Wand der Gehäuseverlängerung verbunden. Am Ende der Gehäuseverlängerung ist das Heizelement in seiner ordnungsgemäßen Lage mit einer Glashülse gehalten, die die Leiterstange umschließt und deren äußeres Ende an dem Heizelement angrenzt.

Es hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer einer solchen Anlaßhilfe bei bestimmten Brennkraftmaschinen erheblich verkürzt ist, wenn bei diesen Brennkraftmaschinen die Umgebungsbedingungen in der Brennkammer besonders aggressiv sind. Der Teil

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der Gehäuseverlängerung in der Brennkammer ist den bei der Kraftstoffverbrennung entstehenden heißen Gasen ausgesetzt, und ein erheblicher Teil der bei der Kraftstoffverbrennung entstehenden Hitze wird von der Gehäuseverlängerung aufgenommen bis zu dem Punkt, wo ein mechanischer Ausfall der Anlaßhilfe nicht notwendigerweise während des Beschickens des Heizelementes mit elektrischem Strom erfolgt.

Es hat sich weiter gezeigt, daß die Lebensdauer der Anlaßhilfe erheblich verlängert werden kann, wenn im Betrieb die Temperatur der Gehäuseverlängerung abgesenkt wird. Wird jedoch die thermische Trägheit des Heizelementes spürbar angehoben, so dauert es länger, bis es seine Betriebstemperatur erreicht hat.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Verbesserung einer Anlaßhilfe der eingangs genannten Gattung in zweckmäßiger und einfacher Weise unter Berücksichtigung der geschilderten Problematik.

Gemäß der Erfindung weist eine gattungsgemäße Anlaßhilfe eine auf der Geh?useVerlängerung angeordnete Hülse auf, die mit der Gehäuseverlängerung in einer den Wärmeübergang zulassenden Weise verbunden ist, die sich vom gehäusenahen Ende der Gehäuseverlängerung bis in einen Bereich noch vor

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dem äußeren Ende der Gehäuseverlängerung erstreckt, und die aus einem Material hoher thermischer Leitfähigkeit besteht.

Nach einem weiteren besonders bemerkenswerten Erfindungsmerkmal ist die Hülse am gehäusenahen Ende mit einem Flansch versehen, der im Einbauzustand zwischen dem Gehäuse und einer Stufe in der Wand einer Bohrung eingespannt ist, in die die Anlaßhilfe eingesetzt ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigen

Fig. 1 als Mittellängsschnxtt den Zylinderkopf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mit einer Anlaßhilfe gemäß der Erfindung und

Fig. 2 - 4 je einen Mittellängsschnitt durch Teile von erfindungsgemäß ausgestalteten Anlaßhilfen.

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Figurenbeschreibung

Gemäß Fig. 1 umschließt ein Zylinderkopf 10 eine Vorbrennkammer 11, die über einen Kanal 12 mit dem zugehörigen Zylinder verbunden ist. Der Zylinderkopf ist mit einem Bohrungspaar 13,14 versehen, wobei jede Bohrung gestuft ist. Der Bohrung ist im Einbauzustand eine Kraftstoffeinspritzdüse zugeordnet, durch die Kraftstoff unter Druck in die Vorbrennkammer 11 eingebracht wird.

In der Bohrung 14 ist eine Anlaßhilfe 15 angeordnet, die eine Gehäuse auf v/eist, das auf einem Teil seiner Länge mit einem Schraubengewinde zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Schraubengewinde im weiteren Abschnitt der Bohrung 14 versehen ist. Das Gehäuse der Anlaßhilfe erstreckt sich über das Ende der Bohrung 14 hinaus und hat zum leichteren Festlegen der Anlaßhilfe in der Bohrung Sechskantform.

Durch den engeren Teil der Bohrung 14 hindurch ragt das Gehäuse 16 mit einer zylindrischen Gehäuseverlängerung 17 in die Brennkammer. Das innerhalb der Brennkammer liegende Ende der rohrförmigen Gehäuseverlängerung 17 hat einen durch eine geringere Wandstärke verringerten Durchmesser. Im Endabschnitt der GehäuseVerlängerung ist ein spiralförmig gewickeltes Heizelement aus einem Metallstreifen angeordnet.

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Das äußere Ende des Streifens ist an der Gehäuseverlängerung 17 befestigt, während das innere Ende an einer Tragstange befestigt ist, die in der Gehäuseverlängerung angeordnet und mit einem Anschluß 18 verbunden ist, der für den Betriebszustand über einen Schalter mit einer elektrischen Stromquelle verbunden ist. Der andere Anschluß der Stromquelle ist mit der Brennkraftmaschine verbunden, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß bei geschlossenem Schalter das Heizelement sehr rasch auf seine Betriebstemperatur aufgeheizt wird, um das Anlassen der Brennkraftmaschine zu erleichtern. Das rasche Aufheizen wird durch eine geringe thermische Trägheit des Heizelementes ermöglicht.

Während des Betriebes wird beim Verdichtungstakt der Brennkraftmaschine Luft durch den Kanal 12 in die Vorbrennkammer eingeblasen. Die Lufttemperatur steigt in der Brennkammer in dem Maße an, wie die Luft verdichtet wird, und unter normalen Umständen reicht diese Temperatur aus, damit der in die Brennkammer eingesprühte Kraftstoff gezündet wird. Die Verbrennungsgase entweichen aus der Brennkammer durch den Kanal 12, um auf den Kolben im Zylinder einzuwirken. Zum Anlassen der Brennkraftmaschine wird das Heizelement mit elektrischem Strom versorgt, und die heiße Oberfläche des Heizelementes unterstützt den Beginn der Verbrennung, was notwendig ist, da bei kalter Brennkraftmaschine die

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Temperatur der verdichteten Luft in der Brennkammer am Ende des Verdichtungstaktes für eine sofortige und rasche Zündung des eingespritzten Kraftstoffes unzureichend sein kann.

Das Ende der Gehäuseverlängerung 17 innerhalb der Brennkammer ist der erheblichen Temperatur ausgesetzt, die durch die Verbrennung innerhalb der Brennkammer entsteht. Außerdem ist der größte Teil der Gehäuseverlängerung erheblichen Vibrationen ausgesetzt, die von den Turbulenzen bei der Kraftstoffverbrennung auftreten. Die Wanddicke der Gehäuseverlängerung ist so gewählt, daß sie den Beanspruchungen gewachsen ist. Im Endbereich ist die Wandstärke der Gehäuseverlängerung reduziert, um die thermische Trägheit des Heizelementes zu verringern.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Temperatur der Gehäuseverlängerung verringert ist, die Lebensdauer der Anlaßhilfe erheblich verlängert wird. Das Problem ist jedoch, daß es wesentlich länger dauert, bis die Anlaßhilfe ihre Betriebstemperatur erreicht hat, wenn die thermische Trägheit erheblich ansteigt.

Um die von der Gehäuseverlängerung erreichte Temperatur zu verringern, ist auf der Gehäuseverlängerung eine Hülse 19 angeordnet, die sich vom Gehäuse 16 aus bis an einen Bereich

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vor dem Ende der Gehauseverlangerung heran erstreckt. Dieser Bereich ist der Teil der Hülsenverlängerung, in dem das Heizelement angeordnet ist. Die Hülse besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer. Darüber hinaus ist die Innenseite der Hülse 19 in einer Wärmeübergangsbeziehung mit der Oberfläche der Gehauseverlangerung gehalten. Die Hülse kann beispielsweise mit der Gehäuseverlängerung verklebt sein (Fig. 2), oder sie kann auf die Gehäuseverlängerung aufgeschrumpft sein (Fig. 3). Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 ist die Hülse in eine Ringnut der Gehäuseverlängerung eingedrückt. Die Hülse dient der Abfuhr von Wärme von der Gehäuseverlängerung. Sie erstreckt sich aber nicht bis zum Ende der Gehäuseverlängerung, so daß sie keinen oder nur einen geringen Einfluß auf die Zeitdauer hat, innerhalb der das Heizelement seine Betriebstemperatur erreicht. Es hat sich gezeigt, daß die Temperatur, die das Ende der Gehauseverlangerung annimmt, deutlich verringert wird, insbesondere auch soweit es sich auch um das Heizelement und die Glashülse in der Gehäuseverlängerung handelt.

Die Hülse ist an dem dem Gehäuse 16 nahen Ende mit einem Flansch 20 versehen, der zwischen dem Gehäuse und der Stufe zwischen den beiden Abschnitten der Bohrung 14 eingespannt ist. Zweckmäßigerweise sind die einander zugekehrten Flächen der Stufe und der Hülse kegelstumpfförmig bzw. schräg zur

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Längsachse der Anlaßhilfe ausgebildet, und zwischen diesen beiden Flächen sollte eine Dichtung angeordnet sein, um das Entweichen von Verbrennungsgasen aus der Brennkammer zwischen den beiden Flächen hindurch zu vermeiden.

Das Maß, um das sich die Hülse 19 gegen das Ende der Gehäuseverlängerung erstreckt, hängt von der gewünschten Temperaturreduktion ab. Gleichzeitig soll daran erinnert werden, daß, wenn die thermische Trägheit des Heizelementes deutlich angehoben wird, die nötige Zeit zum Erreichen der Betriebstemperatur des Heizelementes verlängert wird.

Die Anwendung der Hülse 19 versteift zusätzlich die Gehäuseverlängerung und macht diese weniger empfindlich für Vibrationen, die von den Turbulenzen der Verbrennung des Kraftstoffes in der Brennkammer ausgelöst werden sowie gegen die von Motorschwingungen ausgelösten Vibrationen.

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Claims

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LLMITED, Great King Street, Birmingham, B1 9 2XF, England

Titel: . Anlaßhilfe für Brennkraftmaschinen Patentansprüche

Anlaßhilfe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem im Einbauzustand in einer Bohrung des Zylinderkopfes gehaltenen Gehäuse, einer rohrförmigen Gehäuseverlängerung am einen Ende des Gehäuses, die zumindest teilweise in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine hineinragt, und mit einem gewickelten Heizelement im äußeren Ende der Gehäuseverlängerung, wobei das Heizelement zur Schaffung einer Heizfläche in der Brennkammer elektrisch beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseverlängerung (17) von einer Hülse (19) umgeben ist, die in einer Wärmeaustauschbeziehung mit der Außenseite der Gehäuseverlängerung steht, die sich von dem dem Gehäuse (16) zugekehrten Ende der Gehäuseverlängerung bis vor das äußere Ende der Gehäuseverlängerung erstreckt und die aus hochwärmeleitfähigem Material besteht.

2. Anlaßhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) auf die Gehäuseverlängerung (17) aufgepreßt ist.

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3. Anlaßhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) mit der Gehäuseverlängerung (17) verklebt ist.

4. Anlaßhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseverlängerung (17) vor dem äußeren Ende eine Ringnut aufweist, in die die Hülse (19) eingepreßt ist.

5. Anlaßhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Hülse (19) einen Flansch bildet, der im Einbauzustand zwischen dem Gehäuse (16) und einer Stufe der Wand der die Anlaßhilfe (15) aufnehmenden Bohrung (14) eingespannt ist.

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