DE3516699C2 - Glow plug arrangement, preferably for chamber internal combustion engines - Google Patents
Glow plug arrangement, preferably for chamber internal combustion enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
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Abstract
Bei der erfindungsgemäßen Glühkerzenanordnung reicht die Glühwendel der Glühkerze in die Vorkammer hinein und umschließt den Einspritzstrahl. Ziel ist es, auf den Einspritzkraftstoffstrahl optimal Wärme zu übertragen, wobei die Aufgabe gelöst wird, einen intensiven Wärmeaustausch, ohne daß die Glühwendel direkt angespritzt wird, zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Glühwendel etwa dem Strahlwinkel des Einspritzstrahles entsprechend konisch ausgeführt und sich um den Randbereich des Einspritzstrahles erstreckend angeordnet ist. Die Glühwendel kann dabei am Düsenhalter oder einer Düsenschutzplatte angeordnet sein, womit wenig Strömungsstörungen im wandnahen Bereich der Vorkammer ausgelöst werden.In the glow plug arrangement according to the invention, the glow plug of the glow plug extends into the antechamber and surrounds the injection jet. The aim is to optimally transfer heat to the injection fuel jet, the object being achieved of ensuring an intensive heat exchange without the incandescent filament being directly injected. According to the invention, this is achieved in that the incandescent filament is designed to correspond approximately to the jet angle of the injection jet and is arranged to extend around the edge region of the injection jet. The incandescent filament can be arranged on the nozzle holder or a nozzle protection plate, so that little flow disturbances are triggered in the area of the antechamber close to the wall.
Description
2525th
Die Erfindung betrifft eine Glühkerzenanordnung für Kammer-Verbrennungsmotoren, bei der die Glühwendel der Glühkerze den Einspritzstrahl umschließend ausgeführt ist und in die Kammer hineinreicht Besonders soll die Anordnung für Wirbelkammermotoren anwendbar sein.The invention relates to a glow plug arrangement for chamber internal combustion engines, in which the incandescent filament the glow plug is designed to surround the injection jet and extends into the chamber especially the arrangement should be applicable to swirl chamber motors.
Bekannt sind Glühkerzenanordnungen der vorbeschriebenen Art, insbesondere für Diesel-Verbrennungsmotoren, die mit schweren Brennstoffen betrieben werden. In der DE-PS 6 81 735 ist ei.,e Vorkammeranordnung mit starker Drosselung an der Übertrittsstelle zum Zylinderraum gezeigt, in der die Glühwendel um den Einspritzstrahl greifend angeordnet ist Dabei ist eine besondere Kanalanordnung im Übertrittsquerschnitt vorgesehen, die durch die sich ergebende Gegenströmung das Beaufschlagen der Glühwendel mit Kraftstoff verhindern soll. Durch die erwähnte Anordnung wird einerseits ein Wärmeaustausch in der Kammer zur Erhöhung der Temperatur und andererseits die erwähnte Schutzfunktion für den Glühwendel erreichtGlow plug arrangements of the type described above are known, in particular for diesel internal combustion engines, which are operated with heavy fuels. In DE-PS 6 81 735 ei., E antechamber arrangement shown with strong throttling at the transition point to the cylinder space, in which the filament is around the injection jet is arranged gripping. There is a special channel arrangement in the cross-section provided by the resulting countercurrent to prevent the filament from being charged with fuel. Through the aforementioned arrangement is on the one hand a heat exchange in the chamber to increase the temperature and on the other hand the mentioned protective function for the incandescent filament achieved
Eine ähnliche Anordnung ist auch im DE-PS 8 34 467 gezeigt, wobei jedoch ein besonderer Nebenkanal, der durch heiße Gase aus dem Zylinderraurn beaufschlagt ist, in der Nähe des unteren Randes der den Einspritzstrahl umgreifenden Glühwendel mündetA similar arrangement is also shown in DE-PS 8 34 467, but with a special secondary channel, the is acted upon by hot gases from the cylinder space, near the lower edge of the injection jet encompassing incandescent filament opens
Die vorbeschriebenen Anordnungen sind den Verhältnissen von Wirbelkammermotoren nicht angepaßt Bei Wirbelkammermotoren ist es üblich, daß die Glühwendel lediglich im Bereich der Wirbelkammerwand in einer entsprechenden Aussparung in Wirbelrichtung vor oder hinter der Einspritzdüse in die Wirbelkammer hineinragt, beides dargestellt in DE-PS 6 59160 bzw. 6 45 621. Bei solchen Anordnungen der Glühkerze wird lediglich das im Bereich nahe der Wand strömende Kraftstoff-Luftgemisch thermisch besonders beaufschlagt. The arrangements described above are not adapted to the conditions of swirl chamber motors In swirl chamber engines, it is customary that the incandescent filament is only in the area of the swirl chamber wall in a corresponding recess in the swirl direction in front of or behind the injection nozzle in the swirl chamber protrudes, both shown in DE-PS 6 59160 resp. 6 45 621. With such arrangements of the glow plug, only that flowing in the area near the wall Fuel-air mixture thermally particularly exposed.
bekannt sind Glühkerzen mit unterschiedlich geformten Glühwendeln, z. B. mit tonnenförmiger Wendelführung — US-PS 19 35 171, mit eben spiralförmiger — US-PS 15 05 761 und mit spiralförmig korkenzieherartiger Ausführung der Glühwendel - US-PS 12 37 851.Glow plugs with different shapes are known Incandescent filaments, e.g. B. with barrel-shaped helical guide - US-PS 19 35 171, with just spiral - US-PS 15 05 761 and with a spiral-shaped corkscrew-like design of the incandescent filament - US-PS 12 37 851.
In der US-PS 15 05 761, Fig. 8, ist weiterhin ein senkrechtes Aufspritzen von Kraftstoff auf die eben spiralIn US-PS 15 05 761, Fig. 8, a vertical spraying of fuel on the flat spiral is also
förmig verlaufende Glühwendel gezeigtShaped incandescent filament shown
Bekannt ist es auch, die Einspritzdüse und die Glühkerze als eine Einheit auszuführen. Dabei sitzt im Düsenhalterkörper die Einspritzdüse, und gleichzeitig sind die Glühwendel an diesem Düsenhalterkörper vor der Mündung der Einspritzdüse angeordnetIt is also known to design the injection nozzle and the glow plug as one unit. It sits in the nozzle holder body the injection nozzle, and at the same time the filament on this nozzle holder body are in front of the Arranged mouth of the injection nozzle
In der DE-PS 5 43 310 ist die vorbeschriebene Ausführung gezeigt, wobei sich jedoch die Glühwendel spiralförmig in einer Ebene senkrecht zur und vor der sDüsenaustrittsöffnung im Bereich des gesamten Strahlwinkels angeordnet erstrecktIn DE-PS 5 43 310 the embodiment described above is shown, but the filament is spiral in a plane perpendicular to and in front of the nozzle outlet opening in the area of the entire jet angle arranged extends
Die Nachteile der Glühkerzenanordnungen in bekannten Wirbelkammennotoren bestehen prinzipiell darin, daß nur ungenügend Wärme über die umhüllende Luft auf den Einspritz-Kraftstoffstrahl übertragen wird und die sich in der Wirbelkammer bei normalem Betrieb ausbildende Strömung, insbesondere im Randbereich, erheblich gestört wirdThe disadvantages of the glow plug arrangements in known vortex chamber motors exist in principle in that insufficient heat is transferred to the injection fuel jet via the surrounding air and the flow that develops in the vortex chamber during normal operation, especially in the edge area, is significantly disturbed
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühwendelanordnung mit intensiven Wärmeaustausch für den Kraftstoff des Einspritzstrahles zu schaffen, ohne daß die Glühwendel direkt angespritzt wird. Weiterhin soll dabei nur eine geringe Strömungsstörung im wandnahen Bereich der Wirbelkammer verursacht werden.The invention is based on the object of an incandescent filament arrangement with intensive heat exchange for the fuel of the injection jet without creating that the filament is injected directly. Furthermore, there should only be a slight flow disturbance in the vicinity of the wall Area of the vortex chamber.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Glühwendel etwa dem Strahlwinkel des Einspritzstrahles entsprechend konisch ausgeführt und sich um den Randbereich des Einspritzstrahles erstreckend angeordnet ist. Mit dieser Ausbildung wird erreicht, daß über die Strömung im Einspritzstrahl das um die Glühwendel gebildete, besonders erwärmte Luftpolster fortlaufend mitgerissen wird und zu einer höheren Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luftgemisches führtAccording to the invention, this object is achieved in that the incandescent filament corresponds approximately to the jet angle of the injection jet designed accordingly conical and extending around the edge area of the injection jet is arranged. This training ensures that the flow in the injection jet around the incandescent filament specially heated air cushions that are formed are continuously carried away and lead to a higher degree of ignitability of the fuel-air mixture leads
Prinzipiell gewährleistet die Lösung, daß nicht ein großer Teil des Vorkammervolumens bzw. ein externer Teil desselben vorgewärmt bzw. aufgeheizt wird, sondern die Wärme nur in den unmittelbaren Luftbereich, der vom Kraftstoffstrahl durchdrungen wird, gebracht wird. Es entsteht dabei eine örtliche Konzentration der Wärme für den aufzubereitenden Kraftstoff. Das Ergebnis zeigt eine Verbesserung des Kaltstartverhaltens und des Leerlaufes bei niedrigen Außentemperaturen bei Wirbelkammermotoren. Vorteilhaft ist die Glühwendel in an sich bekannter Weise am Düsenhalter oder einer Düsenschutzplatte angeordnet Dies sichert, daß die Wirbelkammer nur eine zusätzliche öffnung in ihrer Außenkontur neben der Überströmöffnung zum Zylinderraum hin aufweistIn principle, the solution ensures that not a large part of the antechamber volume or an external one Part of it is preheated or heated, but the heat only in the immediate air area, which is penetrated by the fuel jet is brought. A local concentration of the Heat for the fuel to be processed. The result shows an improvement in the cold start behavior and of idling at low outside temperatures in swirl chamber engines. The incandescent filament is advantageous arranged in a manner known per se on the nozzle holder or a nozzle protection plate This ensures that the Vortex chamber only one additional opening in its outer contour next to the overflow opening to the cylinder space showing
Erfindungsgemäß kann die Glühwendel als Wellenoder Zickzackwendel, dessen Längspartien in einer Hüllebene um den Strahlwinkel verlaufen, ausgeführt sein. Diese Glühkerze kann mehrere Stromkreise aufweisen, wobei sich gleichzeitig die Anzahl der Flächen in Richtung quer zum Verlauf des Einspritzstrahles vermindert. According to the invention, the incandescent filament as a wave or zigzag filament, the longitudinal parts of which in a Envelope plane run around the beam angle, be executed. This glow plug can have multiple circuits, at the same time, the number of surfaces is reduced in the direction transverse to the course of the injection jet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained below. It shows
F i g. 1 die Wirbelkammer eines Dieselmotors mit der erfindungsgemäßen Glühkerzenanordnung als Teilschnitt; F i g. 1 shows the swirl chamber of a diesel engine with the glow plug arrangement according to the invention as a partial section;
F i g. 2 die schematisierte Ausführung einer Glühwendelanordnung an der Düsenschutzplatte bzw. einen entsprechend ausgestalteten Düsenhalter mit Glühwendelträger; F i g. 2 shows the schematic design of an incandescent filament arrangement on the nozzle protection plate or a corresponding one designed nozzle holder with incandescent filament carrier;
F i g. 3 die Ausführung der Glühkerze mit einem Wellen- bzw. Zickzack-Heizwendel.F i g. 3 the design of the glow plug with a corrugated or zigzag heating coil.
Eine in F i g. 1 dargestellte Wirbelkammer 1 im Zylin-One shown in FIG. 1 shown swirl chamber 1 in the cylinder
■-; derkopf eines Dieselmotors weist in ihrer obere Hälfte ]ί: eine Einspritzdüse 2 auf, deren Strahlrichtung quer -ff: durch die Wirbelkammer 1 in einen Bereich kurz vor ;.;; einer Übertrittsöffnung 3 zum Zylinderraum gerichtet ■; ist Seitlich in die Wirbelkammer 1 hineinragend ist eine ;.;■■■? Glühkerze 4 angeordnet, deren kegelfederförmige L Glühwendel 5 den Einspritzstrahl 6 mit seinem Strahler winkel ac umfaßt Die Dimensionierung der Glühwendel ;-■- 5 ist so gewählt, daß prinzipiell kein Aufspritzen von v.i. Kraftstoff erfolgt Die Glühwendel 5 befindet sich in i" unmittelbarer Nähe vom Außenkegel des Strahlmantels 1 vom Einspritzstrahl 6.■ -; the head of a diesel engine has in its upper half] ί: an injection nozzle 2, the jet direction of which is transverse -f f: through the swirl chamber 1 into an area shortly before;. ;; an overflow opening 3 directed towards the cylinder space; is laterally into the vortex chamber 1 is a;.; ■■■? Glow plug 4 arranged, the conical spring-shaped L incandescent filament 5 includes the injection jet 6 with its radiator angle ac The dimensioning of the incandescent filament; - ■ - 5 is chosen so that in principle no injection of fuel takes place Outer cone of the jet jacket 1 from the injection jet 6.
Über den durch die Glühwendel 5 mit erheblicherAbout the filament 5 with considerable
■ Geschwindigkeit gespritzien Kraftstoff wird zuerst die■ Fuel is injected first at the speed
; Wärme des zentralen Luftpolsters im Innenraum des; Warmth of the central air cushion in the interior of the
\-'-'. Glühwendeis zum Wärmeaustausch herangezogen und nachfolgend durch die Injektorwirkung des Einspritz- \ -'- '. Glowing ice is used for heat exchange and subsequently through the injector effect of the injection
[[) Strahles © die warmen Luftanteile zwischen und um die [[) Strahles © the warm air between and around the
\ Glühwendel 5 nachfolgend abgesogen und dessen Wär- \ Incandescent filament 5 is subsequently sucked off and its heat
1* me dem Kraftstoff zugeführt 1 * me fed to the fuel
& Besonders günstig ist eine Ausführung gemäß F i g. 2.An embodiment according to FIG. 2.
^ Die Glühwendel ist dabei in einem Düsenh'cker oder^ The filament is in a nozzle or
fU einer Düsenschutzplatte 7 angeordnet und die Wand- fU a nozzle protection plate 7 arranged and the wall
% kontur der Wirbelkammer 1 bleibt weitgehend unge- The contour of the vortex chamber 1 remains largely un-
% stört, so daß sich die Wandströmung im üblichen Be- % disturbs, so that the wall flow in the usual
% trieb fast ungestört ausbilden kann. % drift can train almost undisturbed.
i' Lediglich die Anfangs- und Endpartien der Glühwen-i 'Only the beginning and end of the filament
'ii del 5 durchdringen den wandnahen Bereich. Die kon- 'ii del 5 penetrate the area near the wall. The con-
fi struktive Ausführung dieser Anordnungen an der Ein-fi structural execution of these arrangements at the entrance
% spritzdüse 2 kann in ähnlicher Weise erfolgen, wie sie % spray nozzle 2 can be done in a similar way to her
|; prinzipiell bereits im Stand der Technik beschrieben|; already described in principle in the prior art
ΐ| wurde.ΐ | became.
{'Ι In Fig.3 ist die Ausführung der Glühkerzenanord-{'Ι In Fig.3 the execution of the glow plug arrangement
fl nung ausgehend von der Düsenschutzplatte 7 mit einen fl voltage from the nozzle protection panel 7 with a
k Wellen- bzw. Zickzack-Glühwendel 5 dargestellt Diese k corrugated or zigzag incandescent filament 5 is shown
£i Ausführung ist vorzugsweise für Glühkerzen mit zweiThe design is preferably for glow plugs with two
% Heizkreisen anwendbar und gewährleistet durch diese % Heating circuits applicable and guaranteed by them
yi Form ebenfalls nur geringe Störungen im Wandbereich yi shape also only minor disturbances in the wall area
f| der Wirbelkammer. Zu erwähnen ist, daß sich auch beif | the vortex chamber. It should be mentioned that there is also
% dieser Ausführung die geraden Partien entlang einer % of this execution the straight parts along one
4 Hüllkontur 8 parallel zum Strahlwinkel ac des Einspritz-4 envelope contour 8 parallel to the jet angle ac of the injection
ϊ\ Strahles 6 erstrecken. ϊ \ ray 6 extend.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
4545
5050
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