DE3731231A1 - Einrichtung zum einspritzen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung (DE-A 36 09 749, Fig. 3) ist die an der Einspritzdüse entlang ge­ führte Anschlußleitung an den das tragende Bauelement des Glühvor­ satzes bildenden Ringkörper angelötet, wodurch der Zusammenbau bzw. Austausch der Teile erschwert wird. Der Glühkörper des Glühvorsatzes ist eine mehrere Windungen aufweisende, eigensteife Wendel aus ver­ hältnismäßig dünnem Draht, welche von einem vom Einspannflansch axial abstehenden hülsenförmigen Vorsprung des Ringkörpers umgeben und getragen ist. Diese Ausführung benötigt zusätzlichen Einbauraum für den Glühvorsatz, wobei der Glühvorsatz auch gegenüber dem Zylin­ derkopf der Maschine isoliert sein muß, weil die Stromzuleitung zu dem nicht mit Masse kontaktierten Ende des Glühkörpers über ihn führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsmäßigen Art so weiterzubilden, daß der Zusammenbau und der Austausch der Teile erleichtert wird. Außerdem soll der Glühvorsatz möglichst einfach sein und wenig zusätzlichen Einbauraum bean­ spruchen, im Optimalfall nicht mehr als ein flacher Wärmeschutzring, der die Stirnseite der Einspritzdüse gegen den Brennraum abschirmt und die auf ihren zentralen Bereich abgestrahlte Wärme zum Zylinder­ kopf abführt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die in bzw. an der Ein­ spritzdüse entlang geführte Anschlußleitung für den Glühvorsatz schon vor dem Einbau der Einspritzdüse in den Zylinderkopf der Ma­ schine in bzw. an der Einspritzdüse festgelegt und somit die Ein­ spritzdüse - wie auch der Glühvorsatz - als komplette Baueinheit vorgefertigt werden kann. Beim Einbau der Teile stellt sich die elektrische Verbindung zwischen der Anschlußleitung und dem Glüh­ körper über die Kontaktelemente an den Teilen selbsttätig her, wo­ durch die Montage und Demontage bzw. der Austausch von Teilen wesentlich erleichtert wird.

Durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Maßnahmen sind vorteil­ hafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine von der jeweiligen Winkelstellung der Einspritzdüse und des Glühvorsatzes in Spannstellung unabhängige Kontaktierung ergibt sich, wenn die Kontaktelemente an den einander zugekehrten Stirn­ flächen an der Einspritzdüse und dem Einspannflansch des Glühvor­ satzes angeordnet und als Kontaktringe mit ebenen, im rechten Winkel zur Düsenachse ausgerichteten Kontaktflächen ausgebildet sind. Dabei läßt sich ein hoher Kontaktdruck erzielen, wenn der Glühvorsatz über die als Kontaktringe ausgebildeten Kontaktelemente in der Einbau­ bohrung des Zylinderkopfes festgespannt ist.

Bei Einrichtungen, deren Einspritzdüse eine Überwurfmutter aufweist, welche einen Düsenkörper gegen einen Düsenhalter spannt und brenn­ raumseitig mit einem hülsenförmigen Ansatz versehen ist, welcher den Düsenkörper umgibt und bis zu dessen brennraumseitigen Stirnende reicht, ergibt sich eine zweckmäßige, das Einschrauben der Ein­ spritzdüse nicht behindernde Ausführung, wenn das mit der Anschluß­ leitung verbundene Kontaktelement an der Stirnseite der Spannmutter angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Glühkörper des Glühvorsatzes ein koaxial zur Düsenachse gewundener Mantelheizleiter ist. Der Glühvorsatz läßt sich in diesem Fall besonders flach ausbilden. Wenn der Mantelheizleiter nur eine einzige, in einer Ebene liegende Windung hat, kann der gesamte Glühvorsatz als ein im wesentlichen ebener, scheibenförmiger Baukörper ausgebildet sein, der nicht höher als ein herkömmlicher Wärmeschutzring ist. Der Glühvorsatz braucht bei Verwendung eines Mantelheizleiters auch gegen Masse, d.h. gegen den Zylinderkopf, nicht isoliert zu sein, weil entweder das mit dem tragenden Bauelement des Glühvorsatzes verbundene Mantelrohr des Mantelheizleiters selbst im Zuge der Masseverbindung liegt, oder der Mantelheizleiter zwei isoliert im Mantelrohr verlaufende Heizdrähte hat, wobei das Mantelrohr selbst nicht stromleitend ist. Die er­ findungsgemäße Verwendung eines Mantelheizleiters bei als Einlege­ teil ausgebildeten Glühvorsätzen hat daher neben einer extrem flachen Bauweise des Glühvorsatzes den weiteren Vorteil, daß ein Isolierkörper zwischen dem Glühvorsatz und der Schulter in der Ein­ baubohrung des Zylinderkopfes entfällt, so daß ein Minimum an Ein­ bauraum für den Glühvorsatz benötigt wird.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Glühvorsatz und den brennraumseitigen Abschnitt der Einspritzdüse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vergrößert und im Schnitt, Fig. 2 eine Ansicht des Glühvorsatzes nach Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A, und die Fig. 3 und 4 je eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung des zweiten und dritten Ausführungsbei­ spiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 hat eine Einspritzdüse 10 und einen als Einlegeteil ausgebildeten Glühvorsatz 12, der zwischen der Einspritzdüse 10 und einer Schulter 14 in einer Einbaubohrung 16 eines Zylinderkopfes 18 eingespannt ist. Die Einspritzdüse 10 hat einen Düsenkörper 20, der durch eine Düsenspannmutter 22 an einem nicht dargestellten Düsenhalter festgespannt ist. Im Düsenkörper 20 ist ein Ventilsitz 24 gebildet und eine Ventilnadel 26 verschiebbar gelagert, welche eine Druckschulter 28 im Bereich eines Druckraumes 30 hat, der über eine Kanalverbindung 32 mit einem Anschlußstutzen des Düsenhalters für eine Kraftstoffzuleitung verbunden ist. Der Kraftstoffdruck im Druckraum 30 wirkt entgegen der Kraft einer im Düsenhalter angeordneten Schließfeder im Öffnungssinn auf die Ven­ tilnadel 26 ein, nach deren Abheben vom Ventilsitz 24 der Kraftstoff in Form eines Kegelstrahles 34 durch einen verengten Abschnitt 36 der Einbaubohrung 16 in den Brennraum 38 des Zylinders gelangt.

Der Glühvorsatz 12 hat als tragendes Bauelement einen im wesent­ lichen als ebene Scheibe ausgebildeten Ringkörper 40, der außen einen Einspannflansch 42 bildet und innen eine Bohrung 44 für den berührungsfreien Durchgang der Kraftstoffspritzstrahlen hat. Der die Bohrung 44 enthaltende zentrale Bereich des Ringkörpers 40 ist gegen die Einspritzdüse hin kegelig erhöht und bildet eine Ringlippe 46, die nach dem Zusammenbau der Teile leicht vorgespannt an der Stirn­ seite des Düsenkörpers 20 anliegt und Wärmeschutzfunktion für diesen hat. Unter der Ringlippe 46 ist ein sich kegelig gegen den Brennraum 38 hin erweiternder Raum 48 im Bereich des Ringkörpers 40 gebildet, in welchem ein Mantelheizleiter 50 als Glühkörper angeordnet ist. Dieser enthält einen Heizdraht 52, der in eine feste Isoliermasse eingebettet ist, welche spaltfrei von einem äußeren Mantelrohr um­ geben ist.

Der Mantelheizleiter 50 hat eine einzige Windung in Form einer ebenen Schleife, deren Innendurchmesser etwas größer als jener der Bohrung 44 ist und die so angeordnet ist, daß zur Wand des kegeligen Raumes 48 noch ein Ringspalt 54 verbleibt. Das Mantelrohr hat zwei von der Schleife abstehende, gestreckte Endabschnitte 56, 58, die beide in Bohrungen des Ringkörpers 40 eingelötet sind. In der linken Bildhälfte der Fig. 1 ist dies auch für den Endabschnitt 58 ange­ deutet, obwohl jener gemäß Fig. 2 nahe neben dem Endabschnitt 56 liegt. Der das eigentliche Glühelement bildende Heizdraht 52 ist an­ schlußseitig aus dem Mantelrohr heraus- und isoliert durch eine Bohrung 60 hindurchgeführt. Das andere Ende des Heizdrahtes 52 ist mit dem Endabschnitt 58 des Mantelrohres verlötet, welches somit einen Teil der Masserückführung bildet.

An der oberen Stirnseite des Ringkörpers 40 ist ein Kontaktring 62 über eine Isolierschicht 64 befestigt, an welchem das eine Ende des Heizdrahts 52 angelötet ist. Auf dem Kontaktring 62 liegt ein gleichgeformter Kontaktring 66 auf, der über eine Isolierschicht 68 an der Stirnseite der Düsenspannmutter 22 befestigt ist. An den Kon­ taktring 66 ist eine in der Zeichnung nur angedeutete Anschluß­ leitung 70 angelötet, welche isoliert durch eine Bohrung 72 in der Überwurfmutter 22 hindurchgeführt ist. Die Isolierschichten 64 und 68 sind so druckfest ausgeführt, daß sie die Preßkraft zwischen den eingebauten Teilen ohne Verformung übertragen.

Bei der Montage der Teile wird zunächst der als vorgefertigte Bau­ einheit vorliegende Glühvorsatz 12 in die Einbaubohrung 16 einge­ setzt und bis zur Schulter 14 vorgeschoben. Danach wird die Ein­ spritzdüse 10 in die Einbaubohrung 16 eingeschraubt, zu welchem Zweck die Düsenspannmutter 22 wie üblich mit einem Außengewinde ver­ sehen ist. Dabei kommen die beiden Kontaktringe 62 und 66 zur gegen­ seitigen Anlage, wodurch der Glühvorsatz selbsttätig mit der An­ schlußleitung 70 kontaktiert wird. Beim Festspannen der Einspritz­ düse 10 wird die Preßkraft über die Kontaktringe 62, 66 auf den Glühvorsatz 12 und die Schulter 14 der Einbaubohrung 16 übertragen, wobei sich hohe Kontaktdrücke sowohl zwischen den Kontaktringen 62, 66, sowie auch im Zuge der Masseverbindung zwischen dem Einspann­ flansch 42 des Glühvorsatzes und dem Zylinderkopf 18 ergeben. Die Einspritzstrahlen saugen beim Durchgang durch den Raum 48 und den Mantelheizleiter 50 über den Ringspalt 54 von der Seite her Ver­ brennungsluft an, die sich am Mantelheizleiter erwärmt und in die Randzonen der Spritzstrahlen gelangt, wo sich ein zündfreudiges Ge­ misch bildet.

Die Einrichtung nach Fig. 3 unterscheidet sich bezüglich der Ein­ spritzdüse von jener nach Fig. 1 dadurch, daß eine Anschlußleitung 70 a als eine im Ringspalt zwischen dem Düsenkörper 20 und der Düsen­ spannmutter angeordnete, von einer Isolierschicht überzogene Kon­ takthülse ausgebildet ist, welche mit dem an der Überwurfmutter 22 a befestigten Kontaktring 66 verbunden ist. Eine derartige Ausbildung der Anschlußleitung ist beispielsweise in der DE-A 35 02 112 näher beschrieben. Ferner ist der das tragende Bauelement des Glühvor­ satzes bildende Ringkörper 40 a in seinem mittleren Bereich mit einer starren Auflage 74 fur einen als gesondertes Teil ausgebildeten Wärmeschutzring 76 aus Blech versehen, der am Ringkörper 40 a in ge­ eigneter Weise befestigt bzw. lagerichtig festgehalten ist.

Die Einrichtung nach Fig. 4 unterscheidet sich von jener nach Fig. 3 dadurch, daß der Ringkörper 40 b des Glühvorsatzes mit einem axialen Ringkragen 78 versehen ist, der einen Mantelheizleiter 50 b umschließt, welcher nur mit einem Endabschnitt 56 b seines Mantel­ rohres im Ringkörper 40 b verankert ist und ein freies Ende 80 auf­ weist. In diesem Fall bildet der Endabschnitt 56 b des Mantelrohres auch die Kontaktstelle des Heizstromkreises mit dem masseführenden Ringkörper 40 b.

Der Mantelheizleiter 50 b könnte - wie in Fig. 4 gestrichelt ange­ deutet - alternativ auch als mehrgängige, zur Einspritzdüse zurück­ laufende Wendel 82 ausgeführt sein, deren gestreckter Endabschnitt wieder am Ringkörper 40 b verankert ist.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse und einem dem brennraumseitigen Stirnende der Einspritzdüse zugeordneten, als ge­ sonderte Baueinheit (Einlegeteil) ausgebildeten Glühvorsatz, der zwischen der Einspritzdüse und einer Schulter in der Einbaubohrung eines Zylinderkopfes der Maschine eingespannt ist und als tragendes Bauelement einen Ringkörper hat, welcher außen mit einem Einspann­ flansch versehen ist und in bzw. neben einer zentralen Bohrung einen die Spritzstrahlen umgebenden, elektrisch beheizbaren Glühkörper trägt, dessen eines Anschlußende mit einer in bzw. an der Einspritz­ düse entlang geführten Anschlußleitung verbunden ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der brennraumseitigen Stirnseite der Einspritz­ düse (10) und am Glühvorsatz (12) Kontaktelemente (66, 62) vorge­ sehen sind, welche mit der Anschlußleitung (70) bzw. dem einen Ende des Glühkörpers (50) verbunden sind und beim Einbau der Teile (10, 12) in die Einbaubohrung (16, 36) des Zylinderkopfes selbsttätig mit ausreichendem Kontaktdruck zur gegenseitigen Anlage kommen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktelemente (66, 62) an den aneinander zugekehrten Stirnflächen an der Einspritzdüse (10) und dem Einspannflansch (42) des Glühvor­ satzes (12) angeordnet und als Kontaktringe mit ebenen, im rechten Winkel zur Düsenachse ausgerichteten Kontaktflächen ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorsatz (12) über die als Kontaktringe ausgebildeten Kontakt­ elemente (62, 66) in der Einbaubohrung (16, 36) des Zylinderkopfes festgespannt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, deren Einspritzdüse eine Düsenspannmutter aufweist, welche einen Düsenkörper gegen einen Düsenhalter spannt und brennraumseitig mit einem hülsenförmigen An­ satz versehen ist, welche den Düsenkörper umgibt und bis zu dessen brennraumseitigen Stirnende reicht, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Anschlußleitung (70) verbundene Kontaktelement (66) an der Stirnseite der Düsenspannmutter (22) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Glühkörper (50) des Glühvorsatzes (12) ein Mantelheizleiter ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelheizleiter (50) eine einzige, in einer Ebene liegende Windung hat.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Glühvorsatz (12) eine an der benachbarten Stirnseite der Einspritzdüse anliegende Ringkante (46, 76) trägt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkante an einem dünnwandigen, durch Axialkräfte federnd verform­ baren Wärmeschutzring (76) gebildet ist, der in den Ringkörper (40 a) des Glühvorsatzes eingelegt bzw. an diesem befestigt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkante an einer federnd verformbaren Ringlippe (46) des das tragende Bauelement des Glühvorsatzes bildenden Ringkörpers (42) ge­ bildet ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbeson­ dere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühvorsatz (12) als ein im wesentlichen ebener, scheibenförmiger Baukörper aus­ gebildet ist, dessen Höhe annähernd der Dicke des Einspannflansches (42) entspricht.