DE3049095C2

DE3049095C2 - Heizvorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3049095C2
Application number: DE3049095A
Authority: DE
Inventors: Roland 7302 Ostfildern Klak; Dieter Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Woschée
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1986-10-16
Also published as: US4413606A; SE8106366L; DE3049095A1; CA1166905A; SE453214B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung zum Vorwärmen der Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine mit einem einen Brennraum aufweisenden topfähnlichen Gehäuse, das über einen als Deckel für das Gehäuse ausgebildeten Halter an dem Saugrohr befestigt ist und in das Saugrohr nahezu vollständig hineinragt und sich etwa bis zur Saugrohrmitte hin erstreckt, mit öffnungen im stromauf liegenden Wandteil des Gehäuses, von denen die Einlaßöffnung für die Verbrennungsluft am oberen Ende und die Auslaßöffnung für die Brenngase am unteren Ende des Wandteiles angeordnet sind, und mit einem von der Einlaßöffnung in das Gehäuse hineinragenden, den Brennraum von einem Düsenraum abtrennenden Leitblech zur Aufteilung des Luftstromes und ferner mit einer in dem Halter vorgesehenen Zündeinrichtung, Kraftstoffeinspritzdüse und durch ein Absperrventil gebildeten Zumeßeinrichtung nach dem Hauptpatent (DE-PS 30 40 720).

Heizvorrichtungen dieser Art für direkteinspritzende Brennkraftmaschinen verbessern den Kaltstart und erleichtern den Warmlauf der Maschine. Durch die besondere Ausgestaltung des weit in das Saugrohr hineinragenden Gehäuses mit seinen Öffnungen ergibt sich eine Staukammer, durch die eine Verbrennung mit höheren Temperaturen erreicht wird. Ferner sind die als Druckzerstäuberdüse ausgebildete Kraftstoffeinspritzdüse und das Absperrventil in dem Halter so untergebracht, daß sich ein geringes Kraftstoffvolumen zwischen Zer-Stäuberdüse und Ventil ergibt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizvorrichtung der vorerwärmten Art zu vereinfachen und sowohl von der Funktion als auch von der Betriebssicherheit her weiter zu verbessern.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 vorgesehenen Maßnahmen, durch die der perforierte Einsatzkörper als Verdampfer wirkt Die Perforierung ermöglicht eine optimale Frischluftzufuhr in den Kerzenraum und gewährleistet die Erzeugung eines homogenen Gemisches. Durch den Wegfall der seither verwendeten Druckzerstäuberdüse am Halter ist nunmehr auch der Einsatz des speziellen Überströmventils an der Einspritzpumpe nicht mehr erforderlich. Die zur Erzeugung eines notwendigen Druckes an der Druckzerstäuberdüse aufgewendeten Mittel entfallen somit. Die Anlage ist vereinfacht und betriebssicherer.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Heizvorrichtung im Saugrohr einer Brennkraftmaschine teilweise geschnitten,

F i g. 2 lediglich die Heizvorrichtung in Vorderansicht, F i g. 3 eine Draufsicht auf das Gehäuse mit perforiertem Leitblech,

F i g. 4 das Brennkammergehäuse im Schnitt nach der Linie IV-IV in F i g. 2,

F i g. 5 ein kiemenartiges Leitblech mit abgerundeter Ecke in der Zylinderwand des geschnitten und teilweise dargestellten Gehäuses.

In das Saugrohr 1 einer direkteinspritzenden Brennkraftmaschine ragt gemäß F i g. 1 ein etwa bis zur Saugrohrmitte sich erstreckendes und aus Blech geformtes, topfähnliches Gehäuse 2 mit eingebautem Leitblech 3.

Das Gehäuse 2 ist an seiner obenliegenden offenen Seite durch einen Halter 4 abgedeckt, der eine als Stabglühkerze ausgebildete Zündeinrichtung 3, eine Kraftstoffeinspritzdüse 6 und ein mit dieser verbundenes Absperrventil 7 aufweist, wobei die Kraftstoffeinspritzdüse durch den Halter 4 selbst gebildet ist und aus einem Kanal Sa und einer sich daran anschließenden Dosierbohrung 6b besteht (F i g. 1 und 2).

Der Halter 4 und die Teile 5 und 7 sind zu einer Baueinheit zusammengefaßt, wobei der Halter 4 über einen Flansch 8 des Gehäuses 2 mit dem Saugrohr 1 verschraubt ist.

In dem topfförmigen Gehäuse 2 befindet sich ein Einsatzkörper 9, der auch topfförmig ausgebildet ist und den in das Gehäuse ragenden Teil der Zündeinrichtung umschließt. Die Zylindsrwand 9a des Einsatzkörpers 9 ist perforiert ausgebildet und dessen untenliegender Roden 9b weist keine Öffnungen auf. Durch den Einsatzkörper 9 und dem Gehäuse 2 ist ein ringförmiger Zwischenraum gebildet.

Die Stabglühkerze 5 liegt stromab hinter der Dosierbohrung 6b und ragt derart schräg in den Einsatzkörper 9 hinein, daß sich die Längsachse »a«der Stabglühkerze 5 und die Längsachse »b« der Dosierbohrung 6b inner-

halb des topfähnlichen Einsatzkörpers 9 schneiden, und zwar in der Nähe des geschlossenen Bodens 9b. Dieser Boden 9b ist mit geringem Abstand über dem Gehäuseboden 2a angeordnet.

Das Leitblech 3 ist mehrfach geknickt ausgebildet, wobei der horizontal verlaufende untere Blechteils mit 10, der sich anschließende und schräg nach oben verlaufende mittlere Blechteil, der perforiert ausgebildet ist, mit 11, der ebenfalls horizontal verlaufende obere Blechteil mit 12 und der zu diesem in einem rechten Winkel stehende Abschlußblechteil mit 13 bezeichnet ist Der Abschlußblechteil 13 liegt an dem Halter 4 an.

Der Einsatzkörper 9 ist durch Schweißnähte mit dem Blechteil 12 des Leitbleches 3 verbunden, das die offene Seite des Einsatzkörpers 9 etwa bis zu einem Drittel abdeckt

Gegenüber der Düse 6 ist ein Loch 14 in dem oberen Blechteil 12 angeordnet, das etwas größer ist als der an dierer Stelle vorliegende Durchmesser des Sprühkegels »d«.

Die Zylinderwand 16 des Gehäuses 2 weist stromauf eine sich in Querrichtung in dem Saugrohr erstreckende rechteckförmige Öffnung 17 auf, deren obenliegende Kante 18 mit der Innenkontur 19 des Saugrohres 1 fluchtet Ab der untenliegenden Kante 20 erstreckt sich eine kreisbogenförmige Eindrückung 21 bis zum Boden 2a des Gehäuses 2. Der Radius und die Tiefe der Wölbung der Eindrückung 21 sind so gewählt, daß die seitlichen Begrenzungen 22 und 23 der Eindrückung 21 als Abreißkante für die Luftströmung wirken.

Die Öffnung 17 weist beidseitig Schlitze 24,25 auf, in denen der untere Blechteil 10 des Leitbleches 3 steckt. Durch die Befestigung des Leitbleches 3 ergeben sich zwei öffnungen (Fig. 1, 2), deren obenliegende Einlaßöffnung 26 für den Düsenraum 27 und deren untenliegende Öffnung 28 für den Brennraum 29 bestimmt sind. Düsenraum 27 und Brennraum 29 sind somit voneinander getrennt

Der Boden 2a des Gehäuses 2 ist ausgehend von der Bodenmitte bis zur Eindrückung 21 mit einer zunehmenden Vertiefung 30 versehen, durch die eine schlitzförmige Öffnung 31 an der unteren Kante der Eindrükkung21 entsteht (F ig. 1,2).

Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist, befinden sich links und rechts der Eindrückung 21 zwei eingedrückte flache Leitbleche 32, 33, deren vertikal verlaufende Schnittkanten 34, 35 in einer durch die Längsachse »b« des Gehäuses gehenden Ebene »c« liegen (F i g. 4). Die kurz über dem Boden 2a verlaufenden waagerechten Schnittkanten 36,37 sind durch bogenförmige Schnittkanten 38 mit den Schnittkanten 34, 35 verbunden (F i g. 5). Die Längsachse »b« des Gehäuses 2 ist zugleich Längsachse der Dosierbohrung 6b.

Die Leitbleche 32, 33 sind so eingedrückt, daß sie zueinander parallel verlaufen (Fig.4). Die Leitbleche sind flach, jedoch im oberen Bereich bis zur Außenkontur der Zylinderwand bogenförmig ausgebildet (F i g. 2). Die sich aus den in die Brennkammer 29 eingedrückten Leitbleche 32,33 ergebenden kiemenartigen öffnungen sind mit 39 und 40 bezeichnet.

Die Funktion der Heizvorrichtung ist folgende:

- ~ laiioiuiiojaivi

nal 6a und die Dosierbohrung 6b eingespritzt. Hierbei reicht der übliche normale Überdruck des Systems aus (im Gegensatz zu der Ausführung mit der Druckzerstäuberdüse muß der Kraftstoffdruck nicht erhöht werden).

Der in den Einsatzkörper 8 eingespritzte Kraftstoff trifft auf den die Stabglühkerze 5 umgebenden perforierten Schirm 41, auf dem ein Teil des Kraftstoffes verdampft und in der umgebenden Luft ein zündfähiges Gemisch bildet, das von dem glühenden Stab 42 entzündet wird. Der überwiegende Teil des Kraftstoffes tropft vom Schirm 41 oder perlt von dem Stab 42 der Kerze 5 ab und gelangt auf den Boden 9b. Nach dem Zünden des Brennstoffes umhüllt die Flamme die Zylinderwand 6a und den Boden 9b, so daß der von dem Boden 9b aufgefangene Kraftstoff ständig verdampft

Mit der durch die Perforation der Zylinderwand 9a strömenden Luft vermischt sich der nach oben steigende Kraftstoffnebel zu einem brennbaren Gasgemisch, das kontinuierlich verbrennt

Die Gemischbildung innerhalb und außerhalb der Zylinderwand 9a wird durch den in der Brennkammer herrschenden Wirbel begünstigt

Die Größe, Anzahl und Anordnung der Löcher in Zylinderwand 9a wurde so gewählt, daß auch im ungünstigsten Betrieb genügend Luft in den Innenraum der Zylinderwand 9a einströmen kann.

Durch die o.g. Eigenschaften wird ein guter Ausbrand erreicht Rußanlagerungen in- und außerhalb der Brennkammer werden dadurch vermieden.

Da sich die Flamme ungehindert in der Brennkammer ausbreiten kann, wird beim Entweichen aus der Brennkammer der ganze Kiemenquerschnitt von der Flamme beaufschlagt. Ein punktförmiges Erwärmen von Teilen der Brennkammer, die eine Überhitzung und Schädigung des Werkstoffes verursachen kann, wird dadurch vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

65

Claims

Patentansprüche:

1. Heizvorrichtung zum Vorwärmen der durch ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine strömenden Verbrennungsluft mit einem einen Brennraum aufweisenden topfähnlichen Gehäuse, das über einen als Deckel für das Gehäuse ausgebildeten Halter an dem Saugrohr befestigt ist und in das Saugrohr nahezu vollständig hineinragt und sich etwa bis zur Saugrohrmitte hin erstreckt, mit öffnungen im stromauf liegenden Wandteil des Gehäuses, von denen die Einlaßöffnung für die Verbrennungsluft am oberen Ende und die Auslaßöffnung für die Brenngase am unteren Ende des Wandteiles angeordnet sind, und mit einem von der Einlaßöffnung in das Gehäuse hineinragenden, den Brennraum von einem Düsenrauai abtrennenden Leitblech zur Aufteilung des Luftstromes und ferner mit einer in dem Halter vorgesehenen Zündeinrichtung, Kraftstoffeinspritzdüse und durch ein Absperrventil gebildeten Zumeßeinrichtung nach Patent 30 40 720, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (2) unterhalb des Leitbleches (3) ein den in das Gehäuse (2) ragenden Teil der Zündeinrichtung (5) umschließender topfähnlicher Einsatzkörper (9) mit einer perforierten Zylinderwand (9a) und einem geschlossenen Boden (9b) angeordnet ist, und daß die Kraftstoffeinspritzdüse (6) durch den Halter (4) gebildet ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine Stabglühkerze gebildete Zündeinrichtung (5) in den topfähnlichen Einsatzkörper (9) so hineinragt, daß sich deren Längsachse (a) und die Längsachse (b) der Kraftstoffeinspritzdüse im unteren Bereich des Einsatzkörpers (9) schneiden.

3. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (9) an dem Leitblech (3) so befestigt ist, daß er die offene Seite des Einsatzkörpers (9) etwa bis zu einem Drittel überdeckt.

4. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einsatzkörper (9) und dem Gehäuse (2) ein ringförmiger Zwischenraum entsteht.