DE3510076A1 - Luftverdichtende brennkraftmaschine - Google Patents

Luftverdichtende brennkraftmaschine

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DE3510076A1
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Gerhard Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Finsterwalder
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Description

Klöckner-Humboldt-Deutz AG /Λ rV^i MJ i~
5000 Köln 80, den 28.Feb.1985 D 85/11 AE-ZPB =/B
Luftverdichtende Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzdüse zur insbesondere direkten Einspritzung des Kraftstoffs in einen vorzugsweise als Mulde im Kolben ausgebildeten Brennraum und mit einer vorzugsweise elektrisch arbeitenden Zündvorrichtung.
Derartige Brennkraftmaschinen finden vielfach dort verwendung, wo alternative Brennstoffe, wie beispielsweise Alkohole (Methanol, Xthanol), Biogas, Holzgas und dergl. als Ersatz für konventionelle Brennstoffe wie Dieselöl eingesetzt werden sollen. Solche mit Alternativbrennstoffen betriebene Dieselbrennkraftmaschinen zeichnen sich grundsätzlich durch eine verbesserte Abgasqualität aus, wodurch auch ein Beitrag zur Verringerung der Schadstoffbelastung der Umwelt geleistet werden kann.
Aus der US-PS 3,244,159 ist eine solche luftverdichtende Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Bauart bekannt. Bei dieser ist die elektrisch arbeitende Zündvorrichtung als Glühstift ausgebildet und im wesentlichen diametral zur Einspritzdüse in einer besonderen Ausnehmung des Brennraumes angeordnet. Die Anordnung und Ausbildung des Glühstifts ist dabei dem hier Anwendung findenden M-Brennverfahren angepaßt, bei dem bekanntlich der Kraftstoff hauptsächlich als dünner Film auf die Brennraumwandung aufgebracht, danach in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst und mit der mit einer Drehbewegung zugeführ-
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Klöckner-Humboldt-Deutz AG " " """ "^ " "
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ten Verbrennungsluft vermischt wird. Somit ist die hier beschriebene Anordnung insgesamt nicht geeignet, einen zufriedenstellenden Betrieb einer insbesondere mit schwerentzündbaren Brennstoffen betreibbaren Brennkraftmaschine sicherzustellen, bei der der Kraftstoff vorwiegend zentral in den Brennraum eingespritzt wird.
Grundsätzliches Problem bei den gattungsbildenden Brennkraftmaschinen und auch der luftverdichtenden Brennkraftmaschine nach der US-PS 3,244,159 ist darüberhinaus die für den Dieselmotorenbetrieb zu fordernde Lebensdauer bzw. Standzeit der elektrisch arbeitenden zündvorrichtung. Diese mangelhafte Standzeit der Zündvorrichtung macht sich insbesondere bei den mit Alternativbrennstoffen zu betreibenden Brennkraftmaschinen in erheblich nachteiliger Weise bemerkbar, da diese zündvorrichtung den Betrieb der Brennkraftmaschine zu gewährleisten hat. Soll des weiteren die Brennkraftmaschine als direkteinspritzende Brennkraftmaschine ausgebildet sein, was im Hinblick auf einen günstigen Kraftstoffverbrauch grundsätzlich wünschenswert ist, besteht eine weitere Schwierigkeit der elektrisch arbeitenden Zündvorrichtung darin, daß diese in der Regel nur einen Einspritzstrahl erfassen kann. Bei einer Mehrstrahleinspritzvorrichtung haben sich somit die übrigen Kraftstoffstrahlen entweder direkt an diesem einen direktgezündeten Kraftstoffstrahl oder aber durch Selbstzündung mit entsprechend hohem Verbrennungsgerausch zu entzünden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine luftverdichtende Brennkraftmaschine in der Art weiterzubilden, daß zur Erzielung einer höheren Lebensdauer eine äußerst schonende Betriebsweise der elektrisch arbeitenden zündvorrichtung möglich wird, wobei der Strom- und Regelungsbedarf der zündvorrichtung verringert werden soll. Hierbei 35
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soll allerdings die Funktionstauglichkeit der Brennkraftmaschine zur Verbrennung von schwerentzündbaren Brennstoffen wie beispielsweise Methanol aufrecht erhalten bleiben.
Zur Losung dieser Aufgabe ist die gattungsgemäße luftverdichtende Brennkraftmaschine nach der Erfindung derart weitergebildet, daß innerhalb des Brennraumes und/oder im Brennraumwandungsbereich ein stromlos arbeitender, von einem Verbrennungsvorgang im Brennraum beheizbarer Glühkörper vorgesehen ist. Durch diese erfindungsgemäße Brennkraftmaschine sind die Voraussetzungen geschaffen, daß die elektrisch arbeitende Zündvorrichtung erheblich längere Standzeiten erzielt, als bei den bekannten Brennkraftmaschinen, da diese zündvorrichtung nur für den Startvorgang benötigt wird. Sobald der Glühkörper durch die ersten Zündungen des Brennstoffes nach dem Startvorgang eine ausreichende Zündtemperatur aufweist, kann die Entzündung auch von schwer entzündbaren Brennstoffen ausschließlich von dem Glühkörper übernommen werden, so daß die elektrisch arbeitende Zündvorrichtung abgestellt werden kann. Somit ist die Betriebszeit der Zündvorrichtung auf ein Minimum reduziert, was in vorteilhafter Weise den Strombedarf verringert. Da zudem die zündvorrichtung auf diesen kurzen vorherbestimmbaren Betriebszustand der Brennkraftmaschine ausgelegt ist, kann eine besonderer Regel- bzw. steueraufwand für die Stromversorgung der zündvorrichtung entfallen. Der Glühkörper kann in vorteilhafter Weise auch bei direkteinspritzenden, mit einer Mehrstrahleinspritzvorrichtung ausgerüsteten Brennkraftmaschine zur sicheren Entzündung von Alternativbrennstoffen Einsatz finden.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist der Glühkörper brennraumseitig allseits geschlossen mit einem
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inneren Hohlraum ausgebildet, wobei der Glühkörper vollstandig von einer Schutzhaube ummantelt ist. Diese Schutzhaube ist bevorzugt in ihrem brennraumseitigen Endbereich ebenso wie der Glühkörper mit einer im wesentlichen kuppelförmigen Gestalt ausgebildet, wobei der Glühkörper und/oder die Schutzhaube derart aneinander vorgesehen sind, daß der bzw. die Einspritzstrahlen der Kraftstoffeinspritzdüse den Glühkörper bzw. die Schutzhaube, insbesondere den kuppeiförmigen Bereich der Schutzhaube, tangieren. Hierbei ist bevorzugt die Kraftstoffeinspritzdüse im wesentlichen zentral zur Brennraumlängsachse angeordnet (Z-Verfahren). Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 6 bis 11 sowie die Ansprüche 21 bis 29 verwiesen.
Nach einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen luftverdichtenden Brennkraftmaschine weist der Glühkörper eine innere Kammer auf, welche mit dem Brennraum über vorzugsweise eine im brennraumseitigen Endbereich des Glühkörpers vorgesehene zentrale öffnung in Verbindung steht. Hierbei können durch die zentrale öffnung aus dem bzw. den Einspritzlöchern der Kraftstoffeinspritzudse austretende Kraftstoffstrahlen in die innere Kammer des Glühkörpers gelangen, sich an deren Wandungen entzünden und als aus der inneren Kammer austretende Flammen die im Brennraum befindliche Hauptkraftstoffmenge entzünden. Der Glühkörper wird dabei zumindest teilweise bevorzugt von einer Schutzhaube ummantelt, um ein Kaltblasen soweit wie möglich anzuschalten. Um insbesondere das Eintreten der Kraftstoffstralen zu unterstützen und nach Entzündung der Kraftstoffstrahlen einen Ausströmwiderstand an der zentralen öffnung verwirklicht zu haben, weist der Glühkörper bevorzugt eine im wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einem brennraumseitigen, kammereinwärts unter Bildung der
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zentralen öffnung eingezogenen Stirnflächenbereich (Bordamündung) auf. Die Schutzhaube ist dabei im wesentlichen hülsenförmig gestaltet und ummantelt den Glühkörper unter Bildung eines Zwischenraumes, welcher mit der inneren Kammer des Glühkörpers über eine oder mehrere in der Glühkörperwandung vorgesehene Bohrungen in Verbindung steht. Das Ausströmen der in der inneren Kammer des Glühkörpers entzündeten Kraftstoffstrahlen findet aufgrund des geringeren Strömungswiderstandes somit vor allem durch die in der Glühkörperwandung vorgesehenen Bohrungen und den Zwischenraum zwischen Schutzhaube und Glühkörper statt. Die aus diesem Zwischenraum letztlich in dem Brennraum austretenden Flammen bzw. Gase treffen bevorzugt auf die Haupteinspritzstrahlen der Kraftstoffeinspritzdüse und entzünden diese gleichzeitig. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, die aus dem Zwischenraum und der Bordamündung austretenden Gase eine Turbulenzanfachung in dem relativ turbulenzarmen Zentralbereich des Brennraumes bewirken, wodurch die Gemischbildung und die verbrennung der Kraftstoffmenge im Brennraum beschleunigt werden. Dies ermöglicht einen relativ spaten Eihspritzzeitpunkt mit der Folge einer geringen Geräusch- und Schadstoffemission.
Hinsichtlich Weiterbildungen dieser Ausgestaltung der Erfindung wird auf die Ansprüche 16 bis 29 verwiesen.
Aufbau und Funktionseigenschaften der Erfindung sowie ihre Vorteile und Merkmale sind anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den zeichnungen sind nur die zum unmittelbaren Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente der luftverdichtenden Brennkraftmaschine dargestellt. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines brenn-
raumseitig allseits geschlossenen Glühkörpers im
Kolben einer Brennkraftmaschine;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schnittdarstellung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines eine
zentrale öffnung aufweisenden Glühkörpers im Kolben
einer Brennkraftmaschine.
In den Figuren sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Ein ausschnittsweise dargestellter Kolben 1 einer im einzelnen nicht näher dargestellten luftverdichtenden Brennkraftmaschine weist einen muldenförmigen Brennraum 2 auf. In diesen Brennraum 2 wird der Kraftstoff über eine Kraftstoffeinspritzdüse 12 direkt eingespritzt (Z-Verfahren). Bei dieser Kraftstoffeinspritzdüse 12 handelt es sich, was im einzelnen nicht näher dargestellt ist, um eine Mehrlochdüse mit einem in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck steuerbaren Düsennadelhub, wie diese ausführlich in der zeitgleich eingereichten Patentanmeldung "Brennstoffeinspritzventil" (KHD-Aktz.: D 84/51) der Anmelderin beschrieben ist. zur Offenbarung einer derartigen Kraftstoffeinspritzdüse wird ausdrücklich auf diese Patentanmeldung verwiesen. Innerhalb des Brennraumes 2 koaxial zur Brennraumlängsachse 9 ist der stromlos arbeitende, von dem Verbrennungsvorgang im Brennraum 2 beheizbare Glühkörper 3 vorgesehen. Dieser Glühkörper 3 ist brennraumseitig allseits geschlossen und mit einem inneren Hohlraum 4 ausgebildet. Der Glühkörper 3 besteht vorzugsweise aus einem hochwarmfesten Stahl oder einem gut isolierenden Keramikmaterial.
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Der Glühkörper 3 wird vollständig von einer Schutzhaube 5 ummantelt, wobei sowohl der Glühkörper 3 als auch die Schutzhaube 4 in ihren brennraumseitigen Endbereichen eine im wesentlichen kuppeiförmige Gestalt aufweisen. Der Glühkörper 3 und die Schutzhaube 4 sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 derart in dem Brennraum angeordnet, daß die Einspritzstrahlen der Kraftstoffeinspritzdüse 12 den kuppeiförmigen Bereich der schutzhaube 4 tangieren. Es kann auch zweckmäßig sein, die schutzhaube im strahlengang von beispielsweise einem Kraftstoffstrahl (zündstrahl) der Kraftstoffeinspritzdüse 12 anzuordnen, zwischen der Schutzhaube 4 und dem Glühkörper 3 ist ein Freiraum 7 vorgesehen, der mit dem Brennraum 2 über mehrere in der Schutzhaubenwandung vorgesehene Öffnungsquerschnitte in Strömungsverbindung steht. In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind diese Öffnungsquerschnitte 8 im kuppeiförmigen Bereich der Schutzhaube 4 vorgesehen. Im Hinblick auf die Strömungswiderstände im Betrieb der Brennkraftmaschine sollen diese Öffnungsquerschnitte 8 einen optimierten Durchmesser von maximal 3 mm auf weisen.
Die Schutzhaube 4 bzw. der Glühkörper 3 sind derart ausgebildet, daß der Glühkörper 3 mittels der Schutzhaube 4 am bzw. im Brennraum 2 befestigbar ist. Dazu weist der Kolben 1 eine zum Brennraum 2 hin offene, mit einem Gewinde versehene Bohrung auf, in die die Schutzhaube einschraubbar ist. Die Schutzhaube ist ihrerseits mit einer Gewindebohrung versehen, in die eine Verschlußmutter 10 unter gleichzeitiger Verspannung des glühkörpers 3 mit der Schutzhaube 4 einschraubbar ist. Ferner ist eine im einzelnen nicht näher dargestellte Glühkerze 11 vorgesehen, die von einem Schutzmantel 13 umgeben ist. In diesem Schutzmantel sind im einzelnen nicht näher dargestellte öffnungen vorgesehen, wodurch während der Startphase ein
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sicheres Entzünden der Zündstrahlen bei geringer Energieaufnahme der Glühkerze gewährleistet ist.
Die Funktionsweise der in dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist wie folgt: der Kraftstoff, vorzugsweise Methanol, wird durch die Kraftstoffeinspritzdüse 12 in die Brennraummulde 2 des Kolbens 1 eingespritzt. Während der Startphase wird dabei der Kraftstoff durch die Glühkerze 11 sicher entzündet. Anstelle der Glühkerze können vorteilhaft auch andere Starthilfsmittel wie Hochspannungsgzündkerze, Flammglühkerze, Glühflansch oder ein Startpilot Verwendung finden. Während der Einspritzung gelangt eine geringe Menge der den kuppeiförmigen Bereich der Schutzhaube 4 tangierenden Kraftstoffeinspritzstrahlen durch die Öffnungsquerschnitte 8 in den Zwischenraum 7. Die Oberfläche des Glühkörpers 3 hat sich schon nach einem geringen Zeitraum nach dem Starten der Brennkraftmaschine soweit erhitzt, daß in den Zwischenraum 7 eingedrungene Kraftstoffmengen an der heißen Wandung des Glühkörpers 3 entzündet werden. Diese Flammen dringen durch die Öffnungsquerschnitte 8 in den Brennraum 2 und entzünden hier ihrerseits die Kraftstoffstrahlen. Dabei wird der Glühkörper durch die Verbrennung im Zwischenraum 7 auf der erforderliehen Zündtemperatur gehalten. Zur Förderung des schnellen Erreichens der Zündtemperatur nach der Startphase besteht der Glühkörper aus dünnwandigem hochwarmfesten stahl oder aus entsprechend dickerwandigem, gut isolierenden Keramikmaterial, so daß nach Erreichen der Zündtemperatur die Startglühkerze abgeschaltet werden kann. Die Schutzhaube 4 ihrerseits vermindert erheblich die Strahlungs- und Konvektionsverluste des Glühkörpers 3, wie sie vor allem in der Gaswechselphase auftreten können. Eine überhitzung des Glühkörpers 3 ist durch Optimieren von
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Zahl und Große der Öffnungsquerschnitte 8 in der Schutzhaubenwandung für den jeweiligen Einzelfall vermeidbar. Die Menge des Kraftstoffes, die in den Zwischenraum 7 gelangt, wird durch die lastabhängige Xnderung der in diesem Ausführungsbeilspiel vorgesehenen Kraftstoffeinspritzdüse gesteuert. Hierbei spritzt die hubgeregelte Kraftstoffeinspritzdüse bei geringer Last mit einem breiteren Kraftstoffstrahl ein, so daß eine größere Kraftstoffmenge und somit ein Mehr an Heizenergie in den Zwischenraum 7 gelangt als beispielsweise bei einer höheren Belastung.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Glühkörper 3 mit einer inneren Kammer 16 versehen, welche mit dem Brennraum 2 über eine im brennraumseitigen Endbereich des Glühkörpers 3 vorgesehene zentrale öffnung 14 in Verbindung steht. Des weiteren ist hier die Kraftstoffeinspritzdüse ebenso wie der Glühkörper 3 und die den Glühkörper 3 umgebende, hülsenförmig gestaltete Schutzhaube 4 koaxial zur Brennraumlängsachse 9 angeordnet. Hierbei ist eine Einspritzöffnung der Kraftstoffeinspritzdüse 12 auf die zentrale öffnung 14 ausgerichtet, so daß ein Kraftstoffstrahl direkt in die innere Kammer 16 des Glühkörpers 3 gerichtet werden kann. Die zentrale öffnung 14 des Glühkörpers 3 ist als Bordamündung ausgebildet. Dazu weist der Glühkörper 3 eine hohlzylindrische Gestalt mit einem brennraumseitigen kammereinwärts unter Bildung dieser Bordamündung eingezogenen Stirnflächenbereich 15 auf. Die hülsenförmige Schutzhaube 4 ummantelt den Glühkörper 3 ebenfalls unter Bildung eines Zwischenraums 7. Dieser Zwischenraum 7 steht mit der inneren Kammer 16 des Glühkörpers 3 über mehrere in der Glühkörperwandung vorgesehene Bohrungen 17 in Strömungsverbindung. Diese Bohrungen 17 sind in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 im von der zentralen öffnung 14 her gesehen unteren Abschnitt des
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Klöckner+iumboldt-Deutz AG
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Glühkörpers 3 vorgesehen. Um nach dem Entzünden des Kraftstoffstrahles innerhalb der inneren Kammer 15 die Flammen bzw. Verbrennungsgase zu einem größeren Anteil durch die Bohrungen 17 austreten zu lassen, ist der Gesamtöffnungsquerschnitt der in der Glühkammerwandung vorgesehenen Bohrungen 17 insgesamt größer bemessen als der Öffnungsquerschnitt der zentralen öffnung 14.
Die in diesem Ausführungsbeispie nach Fig. 3 nur schematisch angedeutete Kraftstoffeinspritzdüse 12 soll als kombinierte Sitzloch-Zapfendüse ausgebildet sein mit einer in einem Düsenkörper angeordneten Düsennadel mit kegeligem Düsennadelsitz und mehreren sitzlöchern. Des weiteren soll diese Kraftstoffeinspritzdüse einen in einer im zentralen Düsenkörper vorgesehenen Sacklochbohrung angeordneten, in Einspritzrichtung konisch erweiterten Drosselzapfen aufweisen. Eine derartige Kraftstoffeinspritzdüse ist ausführlich in der bereits genannten deutschen Patentanmeldung "Brennstoffeinspritzventil" (KHD-Aktz.: D 84/51) beschrieben, auf die in diesem Zusammenhang hinsichtlich der Offenbarung der Kraftstoffeinspritzdüse verwiesen sei.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Zyklen nach dem Starten der Brennkraftmaschine ebenfalls durch eine nicht dargestellte Glühkerze mit Schutzhülse sichergestellt.
Durch die Kraftstoffeinspritzdüse 12 gelangt dabei der auf die öffnung 14 ausgerichtete Kraftstoffstrahl in die innere Kammer 16. Nach einer kurzen Zeitspanne hat sich durch die in dem Brennraum 2 stattfindende Verbrennung und die durch die zentrale öffnung 14 in die innere Kammer 16 eintretenden heißen Verbrennungsgase die Wandung des Glühkörpers 3 auf Zündtemperatur erhitzt, so daß mittels des in die innere Kammer 16 eingespritzten Kraftstoffstrahles und dessen Entzündung an der heißen Kammerwand die folgende
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Entzündung der Gesatmkraftstoffstrahlen stattfinden kann. Nach der Entzündung des Kraftstoffstrahles an der Glühkörperwandung 3 strömen die brennenden Gase durch die Bohrungen 17 und die zentrale Öffnung 14 in den Brennraum 2.
Aufgrund des größeren Querschnitts und des geringeren Stromungswiderstandes strömt der Großteil der Gase durch die Bohrungen 17 und den Zwischenraum 7. Die aus dem Zwischenraum 7 austretenden Gase treffen auf die Haupteinspritzstrahlen der Kraftstoffeinspritzdüse und entzünden diese gleichzeitig. Außerdem bewirken die aus dem Zwischenraum 7 und der Bordamündung 14 austretenden Gase eine Turbulenzanfachung in dem relativ turbulenzarmen Zentralbereich des Brennraumes 2, wodurch die Gemischbildung und die verbrennung der Hauptkraftstoffmenge beschleunigt werden. Dies gestattet eine relativ späte Einspritzung des Kraftstoffes mit der Folge geringer Geräusch- und Schadstoffemissionen .
Mittels der kombinierten sitzloch- und zapfendüse wird je nach Belastung der Brennkraftmaschine durch die Haupteinspritzöffnungen der Kraftstoffeinspritzdüse 12 mehr oder weniger Kraftstoff in den Brennraum des Kolbens 1 gespritzt. Kleine Nadelhübe bewirken bei der hubgesteuerten Sitzloch-Zapfendüse breite, nicht-durchdringende Kraftstoffstrahlen während große Nadelhübe kompakte, durchdringende Kraftstoffstrahlen erzeugen.
Die kombinierte sitzloch- und zapfendüse spritzt aufgrund der in Einspritzrichtung umgekehrt konischen zapfenform bei kleinen Nadelhüben (= niedrige Lasten und Drehzahlen) durch das Zapfenloch mehr Kraftstoff ein als bei großen Nadelhüben. Bei den Sitzlochbohrungen ist es genau umgekehrt aufgrund des mit wachsendem Nadelhub ansteigenden Durchflußbeiwerts der Sitzlochbohrungen. Auf diese Weise
TN 0103 0027/01 (F 360/11
Klöckner-Humboldt-DeutzAG £ΔΓ%Π^ * * ** * OO I UU /O
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tritt bei kleineren Lasten und Drehzahlen der überwiegende Teil des Kraftstoffs durch die Zapfenbohrung aus und beheizt die Zündkammer. Da mit steigender Last und Drehzahl das Temperaturniveau im Brennraum insgesamt zunimmt, geniigt die dann kleinere Kraftstoffmenge zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Glühtemperatur der zündkammer. Unterstützt wird dieser Selbstregelmechanismus durch die nadelhubabhängige Änderung der Strahlstruktur der sitzlochstrahlen. Bei kleinem Nadelhub (= kleiner Last und Drehzahl) tritt der Kraftstoff breit zerstäubt aus den Sitzlochbohrungen aus und verbleibt im zentralen Bereich des Brennraums, während er bei größerem Nadelhub in scharfen Strahlen in den Umfangsbereich des Brennraums gespritzt wird.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Glühkörper 3 vorzugsweise in einer im Kolbenboden vorgesehenen Brennraummulde angeordnet. Im Rahmen der Erfindung kann es zweckmäßig sein, bei einem Ausführungsbeispiel mit Brennraummulde im Kolbenboden oder Zylinderkopf den Glühkörper außerhalb der Mulde, insbesondere im Kopf anzuordnen. Auch bei dieser zylinderkopfseitigen Glühkörperanordnung ist die beschriebene erfindungsgemäße Wirkung des Glühkörpers sichergestellt und führt zu den genannten Vorteilen.
- Leerseite -

Claims (1)

  1. Klöckner-Humboldt-Deutz AG
    5000 Köln 80, den 28. Feb. 1985 D 85/11 AE-ZPB Ρ/Β
    Patentansprüche
    1.) Luftverdichtende Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (12) zur insbesondere direkten Einspritzung des Kraftstoffs in einen vorzugsweise als Mulde im Kolben (1) ausgebildeten Brennraum (2) und mit einer vorzugsweise elektrisch arbeitenden Zündvorrichtung (11),
    dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Brennraums (2) und/oder im Brennraumwandungsbereich ein stromlos arbeitender, von einem Verbrennungsvorgang im Brennraum (2) beheizbarer Glühkörper (3) vorgesehen ist.
    2. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) brennraumseitig allseits geschlossen mit einem inneren Hohlraum
    (5) ausgebildet ist.
    3. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) in zumindest seinem dem Brennraum (2) zugewandten Bereich im wesentlichen vollständig von einer Schutzhaube (4) ummantelt ist.
    4. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) und die Schutzhaube (4) zumindest in ihren brennraumseitigen Endbereichen eine im wesentlichen kuppeiförmige Gestalt aufweisen.
    Klöckner-Humboldt-Deutz AG
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    5. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) und/oder die Schutzhaube (4) derart vorgesehen sind, daß der bzw. die Einspritzstrahlen der Kraftstoffeinspritzdüse (12) den Glühkörper (3) bzw. die Schutzhaube (4), insbesondere den kuppeiförmigen Bereich der Schutzhaube (4), tangieren.
    6. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) und/oder die Schutzhaube (4) im Strahlengang zumindest eines Kraftstofftstrahls der Kraftstoffeinspritzdüse (12) angeordnet sind.
    15
    7. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schutzhaube (4) und dem Glühkörper (3) ein Freiraum (7) vorgesehen ist, der mit dem Brennraum (2) über ein oder mehrere in der Schutzhaubenwandung vorgesehene Öffnungsquerschnitte (8) verbindbar ist.
    8. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die öffnungsquerschnitte (8) im brennraumseitigen Bereich der Schutzhaube (4) angeordnet sind.
    9. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die öffnungsquerschnitte (8) mit einem Durchmesser von maximal 3 mm ausgebildet sind.
    KKD
    Klöckner-Humboldt-Deutz AG 6A T%>TTk *^ 3510076
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    10. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff einspritzdüse (12) als Mehrlochdüse mit einem in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck steuerbaren Düsennadelhub ausgebildet ist.
    11. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach enem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) im wesentlich koaxial zur Brennraumlängsachse
    (9) angeordnet ist.
    12. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) eine innere Kammer (16) aufweist, welche mit dem Brennraum (2) über vorzugsweise eine im brennraumseitigen Endbereich des Glühkörpers (3) vorgesehene zentrale öffnung (14) in Verbindung steht.
    13. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) zumindest teilweise von einer Schutzhaube (4) ummantelt ist.
    14. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) eine im wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einem brennraumseitigen, kammereinwärts unter Bildung der zentralen öffnung (14) eingezogenen Stirnflächenbereich (15) (Bordamündung) aufweist.
    ΤΝ0103 0027Ό1
    on non 9 ru na
    Klöckner-Humboldt-Deutz AG Α&Ϊ%ΠΙ»^ O ü 1 U U / Ό
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    15. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (4) hülsenförmig gestaltet ist und den Glühkörper (3) unter Bildung eines Zwischenraumes (7) ummantelt, welcher mit der inneren Kammer (16) des Gluhkörpers (3) über eine oder mehrere in der Glühkörperwandung vorgesehene Bohrungen (17) in Verbindung steht.
    16. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Bohrungen
    (17) in einem von der zentralen öffnung (14) her gesehen unteren Abschnitt des Glühkörpers (3) vorgesehen sind.
    17. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtöffnungsquerschnitt der in der Glühkammerwandung vorgesehenen Bohrungen (17) größer bemessen ist als der öffnungsquerschnitt (14) der zentralen öffnung.
    18. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Kraftstoffeinspritzdüse (12) austretender Kraftstoffstrahl auf die zentrale öffnung (14) des Glühkörpers (3) ausgerichtet ist.
    25
    19. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) und die Kraftstoffeinspritzdüse (12) im wesentlichen koaxial zur Brennraumlängsachse (9) angeordnet sind.
    30
    20. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzdüse (12) als kombinierte Spritzloch-Zapfendüse ausgebildet ist.
    35
    Klöckner-Humboldt-Deutz AG
    28.02.1985 D 85/11
    21. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer eine in einem Düsenkörper angeordneten Düsennadel mit vorzugsweise kegeligem Düsennadelsitz und mehreren Sitzlöchern aufweisenden Kraft-Stoffeinspritzdüse,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzdüse einen in einer zentral im Düsenkörper vorgesehen Sacklochbohrung angeordneten, in Einspritzrichtung konisch erweiterten Drosselzapfen aufweist.
    22. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) im wesentlichen aus einem hochwarmfesten Stahl besteht.
    23. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) aus einem isolierenden Keramikmaterial besteht.
    24. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) mittels der Schutzhaube (4) am bzw. im Brennraum (2) befestigbar ist.
    25. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhaube (4) in den Brennraumwandbereich einschraubbar und der Glühkörper (3) mit der Schutzhaube (4) verspannbar ist.
    26. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (3) mittels einer in die Schutzhaube (4) einschraubbaren Verschlußmutter (10) verspannbar ist.
    TN 0103 0027/01 .1« (F 360ΊI
    KKO
    Klöckner-Humboldt-Deutz AG Ζ^λ *%ΠΙ bi 351 0076
    28.02.1985 D 85/11
    27. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch arbeitende zündvorrichtung (11) mit einem vorzugsweise hülsenförmig gestalteten Schutzmantel (13) versehen ist.
    28. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenformige Schutzmantel (13) zur Zündvorrichtung (11) mit einem radialen Abstand angeordnet ist und in ihrer Mantelfläche eine oder mehrere Durchgangsöffnungen aufweist.
    29. Luftverdichtende Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch arbeitende zündeinrichtung (11) als Hochspannungszündkerze ausgebildet ist.
    TN 0103 0027 0" (F 360 Ι-ΣΟ 000 2.84 pg
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