DE3520697A1 - Cold starting device for an air-compressing, self-ignition internal combustion engine - Google Patents
Cold starting device for an air-compressing, self-ignition internal combustion engineInfo
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- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Abstract
Description
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaltstartvorrichtung für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine, welche mit selbstzündungswilligen Kraftstoffen betrieben wird und einen Glühstift zur Erwärmung des Verbrennungsraums bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine aufweist.The invention relates to a cold start device for a air-compressing, self-igniting internal combustion engine, which with self-ignition willing Fuels is operated and a glow plug to heat the combustion chamber when starting up the internal combustion engine.
Luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen benötigen bei niedrigeren Umgebungstemperaturen durchweg Starthilfemaßnahmen. In diesem Zusammenhang haben sich Glühkerzen, die vorzugsweise als Stiftkerzen ausgebildet sind, sowohl für Antriebe von Personenkraftwagen als auch für Antriebe von Lastkraftfahrzeugen bewährt.Air-compressing, self-igniting internal combustion engines require lower ambient temperatures consistently take start-up measures. In this context glow plugs, which are preferably designed as pin plugs, have both for drives of passenger cars as well as for drives of trucks proven.
Die Glühstiftkerze ist im Brennraum der Brennkraftmaschine so angeordnet, daß ein Teil der angesaugten Luft über den elektrisch hoch erhitzten Stift geführt und der Kraftstoffstrahl an dem Glühstift vorbei eingespritzt wird. Dabei kann auch flüssiger Kraftstoff die Oberfläche des Stiftes benetzen,wie es beispielsweise bei dem Gegenstand der DE-OS 28 39 924 vorgesehen ist. Das Kraftstoff-Luftgemisch wird dann von dem erhitzten Glühstift zur Zündung gebracht. Dabei soll der Glühstift einen Teil der von der Ladung an die Wände abgegebenen Wärme an die Ladung zurückgeben, um so die Randbedingungen für die anschließende Selbstzündung des Gemisches auch bei niedrigeren Umgebungstemperaturen herzustellen.The glow plug is arranged in the combustion chamber of the internal combustion engine in such a way that that part of the sucked in air is passed over the electrically heated pen and the fuel jet is injected past the glow plug. It can also liquid fuel wet the surface of the pen, as is the case for example the subject of DE-OS 28 39 924 is provided. The fuel-air mixture is then ignited by the heated glow plug. The glow plug should return part of the heat given off by the cargo to the walls to the cargo, all the more so are the boundary conditions for the subsequent self-ignition of the mixture to be produced at lower ambient temperatures.
Bei betriebswarmer Brennkraftmaschine haben die Brennraumwände eine höhere Temperatur als die angesaugte Luft, so daß sich die Luft an den Wänden erwärmt und dadurch die Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches leicht erreicht werden kann. Die Wirkung des Glühstiftes ist dann entbehrlich.When the internal combustion engine is at operating temperature, the combustion chamber walls have a higher temperature than the air sucked in, so that the air on the walls warms up and thereby self-ignition of the fuel-air mixture can be easily achieved can. The effect of the glow plug is then unnecessary.
Dabei ragt auch nach Beendigung des Glühvorganges der Glühstift in den Brennraum hinein, und zwar sowohl bei Vor- und Wirbelkammermotoren als auch bei Motoren mit Direkteinsprizung des Kraftstoffs.The glow plug also protrudes after the glowing process has ended into the combustion chamber, both in antechamber and swirl chamber engines in engines with direct fuel injection.
Die Anwesenheit des Glühstifts beeinträchtigt im Betrieb die Ladungsströmung im Brennraum, so daß Stömungsverluste entstehen. Auch bewirkt die Anwesenheit des Glühstifts im Brennraum eine Vergrößerung der Brennraumoberfläche, und dies bedingt eine Erhöhung der Wärmeverluste durch die Wand. Dabei kann besonders bei höheren Lasten die Störung der Gemischbildung und der Verbrennung durch den Glühstift eine Erhöhung der Rußemission zur Folge haben und den Vollastmitteldruck nachteilig beeinflussen. Schließlich führen die durch die Anwesenheit des Glühstiftes verursachten erhöhten Wärmeverluste zu einer Senkung des effektiven Wirkungsgrades und damit zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch.The presence of the glow plug affects the charge flow during operation in the combustion chamber, so that flow losses occur. Also causes the presence of the Glow plug in the combustion chamber increases the surface area of the combustion chamber, and this requires an increase in heat losses through the wall. This can be especially true at higher levels Load the disturbance of the mixture formation and the combustion by the glow plug Increase in soot emissions and adversely affect the mean full load pressure. Finally, the increased lead caused by the presence of the glow plug Heat losses lead to a reduction in the effective efficiency and thus to an increase Fuel consumption.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die betriebsmäßige Anwesenheit des Glühstifts bzw. der Glüheinrichtung bedingten Nachteile zu vermeiden und betriebsmäßig eine störungsfreie Ladungsströmung bei geringstmöglicher Brennraumoberfläche zu erreichen.The invention is based on the object by the operational To avoid the presence of the glow plug or the glow device-related disadvantages and operationally a trouble-free charge flow with the smallest possible combustion chamber surface to reach.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Kaltstart vorrichtung für eine luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß eine Einrichtung vorhanden ist, welche den Glühstift in im wesentlichen achsialer Richtung derart aus dem Brennraum entfernen kann, daß er die Strömungsvorgänge in dem Brennraum und die Brennraumoberfläche nicht oder nur in geringem Maße beeinträchtigt.This object is device according to the invention in a cold start for an air-compressing, self-igniting internal combustion engine of the type described at the beginning Art solved in that a device is available, which the glow plug in can remove from the combustion chamber essentially in the axial direction in such a way that he does not or the flow processes in the combustion chamber and the combustion chamber surface only slightly affected.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Merkmale der Erfindung wird auf die dem Anspruch 1 folgenden Ansprüche Bezug genommen.With regard to further advantageous features of the invention, see the claims following claim 1 are referred to.
Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise betriebsmäßig eine störungsfreie Ladungsströmung bei geringstmöglicher Brennraumoberfläche erreicht. Auch wird der Vorteil erreicht, daß durch die Anwesenheit des Glühstiftes im Brennraum bzw. in der Brennkammer im Startvorgang eine Erhöhung der Verdichtung erreicht wird, wodurch sich die Verdichtungs- endtemperatur erhöht. Dagegen kann der Motor im normalen Betriebsbereich mit einem niedrigeren Verdichtungsverhältnis betrieben werden, so daß die Bauteilbelastung niedriger ist.The invention is operationally one in an advantageous manner Disturbance-free charge flow achieved with the smallest possible combustion chamber surface. The advantage is also achieved that the presence of the glow plug in the combustion chamber or an increase in compression is achieved in the combustion chamber during the starting process, whereby the compression end temperature increased. Against it can the engine in the normal operating range with a lower compression ratio operated so that the component load is lower.
Ein höheres Verdichtungsverhältnis beim Kaltstart und während der Warmlaufphase hat auch den Vorteil eines günstigeren Geräuschverhaltens, da hierdurch das bei Dieselmotoren auftretende Nagelgeräusch gemildert werden kann.A higher compression ratio during cold starts and during the The warm-up phase also has the advantage of more favorable noise behavior, as it does this the nail noise that occurs in diesel engines can be reduced.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings described in more detail.
Figuren 1 - 3 zeigen im Längsschnitt Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Glüheinrichtung elektromagnetisch betätigt werden kann.Figures 1 - 3 show embodiments of the invention in longitudinal section, in which the glow device can be operated electromagnetically.
Fig. 4 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Glüheinrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden kann.Fig. 4 shows in longitudinal section an embodiment of the invention, at which the glow device can be operated pneumatically or hydraulically.
Wie Fig. 1 zeigt, ist in den Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art eine Halterung 2 eingeschraubt in der ein Glühstift 3 achsial beweglich angeordnet ist.As Fig. 1 shows, is in the cylinder head 1 of an internal combustion engine of the generic type, a holder 2 is screwed into which a glow plug 3 is axially attached is movably arranged.
In die Halterung 2 ist eine Führungsbüchse 4 für den Glühstift 3 eingeschraubt. Außerdem ist die Führung des Glühstiftes 3 durch eine weitere Führungsbüchse 5 sichergestellt.A guide bushing 4 for the glow plug 3 is screwed into the holder 2. In addition, the guidance of the glow plug 3 is ensured by a further guide bush 5.
Ein Dichtring 6 dichtet den Glühstift 3 in einer oder gegebenenfalls in beiden Richtungen ab. Auch hat der Dichtring 6 vorzugsweise die Aufgabe, die Bewegung des Glühstifts 3 in einer oder beiden Richtungen zu begrenzen. Er kann zu diesem Zweck verstellbar auf Glühstift 3 angeordnet sein und innerhalb einer zylindrischen Aussparung 20 der Halterung 2 gleiten.A sealing ring 6 seals the glow plug 3 in one or optionally in both directions. The sealing ring 6 also preferably has the task of To limit movement of the glow plug 3 in one or both directions. He can be adjustable for this purpose on glow plug 3 and within a cylindrical recess 20 of the holder 2 slide.
An der Halterung 2 ist ein Gehäuse 7 angebracht, in dem die Betätigungselemente für den Glühstift 3 untergebracht sind.A housing 7 is attached to the holder 2, in which the actuating elements for the glow plug 3 are housed.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist mit dem Glühstift 3 mit Hilfe einer Schraubverbindung 19 ein Anker 8 verbunden, der in der Ruhe- bzw. Ausgangslage unter der Einwirkung einer Schraubenfeder 9 den Glühstift 3 in einer Stellung hält, in der er sowohl die Strömungsverhältnisse im Brennraum als auch die Brennraumoberfläche nicht bzw. nur in geringem Ausmaß beeinflußt.In the embodiment according to FIG. 1, the glow plug 3 with Using a screw connection 19, an anchor 8 is connected, which is in the rest or starting position holds the glow plug 3 in one position under the action of a helical spring 9, in which he determines both the flow conditions in the combustion chamber and the combustion chamber surface not influenced or only to a small extent.
Wenn nun beim Kaltstart der Glühstift 3 in den Brennraum eingeführt werden soll, wird ein Elektromagnetsystem 10 derart erregt, daß es den Anker 8 gegen die Wirkung der Feder 9 in Abwärtsrichtung bewegt. Der Glühstift 3 taucht dann in den Brennraum (Brennkammer, Vorkammer, Wirbelkammer usw.) ein, und der Glühvorgang beginnt, sobald der Anker 8 an dem Magneten 10 anliegt, und dies kann dadurch festgestellt werden, daß der Magneterregerstrom stark abfällt.If the glow plug 3 is now inserted into the combustion chamber during a cold start is to be, an electromagnetic system 10 is excited so that it the armature 8 against the action of the spring 9 moves in the downward direction. The glow plug 3 then dips into the combustion chamber (combustion chamber, antechamber, vortex chamber, etc.) and the glow process begins as soon as the armature 8 is in contact with the magnet 10, and this can thereby be determined be that the magnetic excitation current drops sharply.
Dem Glühstift 3 wird elektrische Energie über eine Klemme 11 und eine elastische, schraubenförmige Leitung 12 zugeführt.The glow plug 3 is electrical energy via a terminal 11 and a elastic, helical line 12 supplied.
Die Leitung 12 tritt dann in ein Rohr 13 ein, das in achsialer Richtung mit dem Glühstift 3 verbunden ist. Das Rohr 13 ist in einer Richtbüchse 14 über die Führungsbüchse 5 geführt.The line 12 then enters a tube 13, which extends in the axial direction is connected to the glow plug 3. The tube 13 is in a directional sleeve 14 over the guide bush 5 out.
Der Glühstift 3 verbleibt so lange im Brennraum, bis der Erregerstrom des Magnetsystems 10 abgeschaltet wird. Der Glühstift 3 wird dann von der Stromversorgung getrennt und unter der Wirkung der Feder 9 in die Ruhe- und Ausgangslage zurückgezogen. Vorzugsweise erfolgt dies bei Eintritt der Hochdruckphase, so daß der Glühstift 3 unter der kombinierten Wirkung der Feder 9 und des im Verbrennungsraum herrschenden hohen Drucks aus dem Verbrennungsraum entfernt wird.The glow plug 3 remains in the combustion chamber until the excitation current of the magnet system 10 is switched off. The glow plug 3 is then from the power supply separated and withdrawn under the action of the spring 9 in the rest and starting position. This is preferably done when the high pressure phase occurs, so that the glow plug 3 under the combined action of the spring 9 and that prevailing in the combustion chamber high pressure is removed from the combustion chamber.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 befindet sich Anker 18 zwischen zwei Elektromagneten 15 und 16. Im Kaltstartvorgang ist Magnet 16 erregt, und der Glühstift 3 befindet sich unter der Wirkung der Feder 7 im Brennraum. Nach Beendigung des Kaltstartvorgangs wird der Glühstift 3 nach Entregung des Magneten 16 unter*kombinierten Wirkung des Gasdrucks im *der Brennraum und der Anzugskraft des nunmehr erregten Magneten 15 gegen die Wirkung der Feder 17 in die Ausgangslage zurückgeführt.Die in Fig. 2 dargestellte Stellung des Ankers 18 und des Glühstiftes 3 entspricht der Lage bei Normalbetrieb des Motors.In the embodiment according to FIG. 2, anchor 18 is located between two electromagnets 15 and 16. In the cold start process, magnet 16 is energized, and the The glow plug 3 is located in the combustion chamber under the action of the spring 7. After completion During the cold start process, the glow plug 3 is combined under * after the magnet 16 has been de-energized Effect of the gas pressure in the Combustion chamber and the tightening force of the now energized magnets 15 against the action of the spring 17 in the starting position The position of the armature 18 and the glow plug shown in FIG. 2 3 corresponds to the situation during normal operation of the engine.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform kann als Umkehrung der Ausführungsform nach Fig. 1 angesehen werden. Anker 28 wird in der Ausgangslave von einem Magnetsystem 30 gegen die Kraft einer Feder 31 gehalten. Beim Kaltstartvorgang wird dann das Magnetsystem 30 entregt, so daß es den Anker 28 freigibt, der nun unter der Wirkung der Feder 31 den Glühstift 3 in den Brennraum bewegt. Der Glühstift 3 wird dabei von Richtbüchse 29 mit Führungsbüchse 32 geführt.The embodiment shown in Fig. 3 can be used as the reverse of the Embodiment of Fig. 1 are viewed. Armature 28 is in the output slave held by a magnet system 30 against the force of a spring 31. During the cold start process then the magnet system 30 is de-energized so that it releases the armature 28, which is now under the action of the spring 31, the glow plug 3 moves into the combustion chamber. The glow plug 3 is guided by alignment bushing 29 with guide bushing 32.
Nach Beendigung des Startvorganges wird der Glühstift 3 unter der Wirkung des nunmehr wieder erregten Magneten 30 und der Gaskräfte im Brennraum gegen die Kraft der Feder 31 in die Ausgangslage zurückversetzt.After completion of the starting process, the glow plug 3 is under the Effect of the now re-excited magnet 30 and the gas forces in the combustion chamber against the force of the spring 31 is returned to the starting position.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform erfolgt die Betätigung des Glühstiftes 3 pneumatisch oder hydraulisch.In the embodiment shown in FIG. 4, the actuation takes place of the glow plug 3 pneumatically or hydraulically.
Der Glühstift 3 ist mit Hilfe einer Mutter 45 mit einem Kolben 40 verbunden, der in einem Zylinder 41 achsial gleitbar angeordnet ist. Der Zylinder 41 ist durch einen Deckel 42 abgeschlossen.The glow plug 3 is connected to a piston 40 with the aid of a nut 45 connected, which is arranged axially slidably in a cylinder 41. The cylinder 41 is closed by a cover 42.
Die Räume über bzw. unter dem Kolben 40 werden über Anschlußschrauben 43 und 44 je nach der geforderten Stellung des mit dem Kolben 40 verbundenen Glühstiftes 3 mit einem Strömungsmedium gefüllt oder entleert. Bei der in Fig. 4 dargestellten Stellung befindet sich der Glühstift 3 in der Ausgangslage.The spaces above and below the piston 40 are connected via connecting screws 43 and 44 depending on the required position of the glow plug connected to the piston 40 3 filled or emptied with a flow medium. In the case of the one shown in FIG The glow plug 3 is in the starting position.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, den Glühstift in anderer Weise als in den Zeichnungen dargestellt ist, in zwei definierten Stellungen, also der Startstellung und der Ruhestellung, hin- und her- bewegbar anzuordnen, beispielsweise durch einen von außen verstellbaren Anschlag. Auch kann eine Schalteinrichtung vorgesehen sein, welche den Glühstift in der Startstellung zur Wärmeabgabe veranlaßt und ihn in der Ruhestellung selbsttätig abschaltet.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments limited. For example, it is possible to use the glow plug in a different way is shown in the drawings, in two defined positions, so the starting position and the rest position, back and forth movable to be arranged, for example by an externally adjustable stop. A switching device can also be provided be, which causes the glow plug in the starting position to give off heat and him switches off automatically in the rest position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Drucksensor zur Messung des Drucks im Verbrennungsraum vorhanden sein, welcher eine Schalteinrichtung derart betätigt, daß der Glühstift beim Erreichen der Hochdruckphase aus dem Brennraum entfernt wird. Auch kann eine Betätigungseinrichtung vorgesehen sein, welche dafür sorgt, daß beim Abschalten des Glühvorgangs der Glühstift selbsttätig aus dem Brennraum entfernt wird.According to a further preferred embodiment, a pressure sensor to measure the pressure in the combustion chamber, which has a switching device operated in such a way that the glow plug leaves the combustion chamber when the high pressure phase is reached Will get removed. An actuating device can also be provided, which for this purpose ensures that when the glow process is switched off, the glow plug automatically leaves the combustion chamber Will get removed.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853520697 DE3520697A1 (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Cold starting device for an air-compressing, self-ignition internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853520697 DE3520697A1 (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Cold starting device for an air-compressing, self-ignition internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3520697A1 true DE3520697A1 (en) | 1986-12-11 |
Family
ID=6272849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19853520697 Withdrawn DE3520697A1 (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Cold starting device for an air-compressing, self-ignition internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3520697A1 (en) |
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