DE3832261C2

DE3832261C2 -

Info

Publication number: DE3832261C2
Application number: DE3832261A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Miyakawa; Minoru Nagoya Aichi Jp Machida
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1990-11-08
Also published as: FR2621076A1; US4844037A; DE3832261A1; FR2621076B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorkammerkonstruktion für einen Dieselmotor, insbesondere auf eine Vorkammer, die mit einer Glühkerze in einer Seitenwand einer keramischen Vorkammer versehen ist.

In der Praxis sind für Dieselmotoren keramische Vorkammern verwendet worden, die hinsichtlich der Wärmebeständigkeit und der thermischen Isoliereigenschaften überlegen sind. Eine Konstruktion einer keramischen Vorkammer mit einer Glühkerze ist in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung 61-18 188 offenbart und in Fig. 1 dargestellt.

Die in Fig. 1 dargestellte bekannte Konstruktion weist wärmeisolierende Hohlräume 3 in einer Seitenwand 7 der keramischen Vorkammer 4 und eine Glühkerzenaufnahmeöffnung 10 auf, die in einer Glühkerzenführung 14 der Seitenwand 7 ausgebildet ist und in Verbindung mit einer Glühkerzeneinsatzgeschwindigkeit 13 in einem metallischen Zylinderkopf 2 steht.

Bei einer derartigen Vorkammer für eine Brennkraftmaschine ist die Glühkerze aus konstruktiven Gründen oft auf einer Seite einer Seitenwand der keramischen Vorkammer vorgesehen. In diesem Fall besteht jedoch ein Abstand zwischen der Glühkerze und der Glühkerzenaufnahmeöffnung, durch den verbrannte Gase in den wärmeisolierenden Hohlraum gelangen, so daß die thermische Isolierwirkung vermindert wird. Des weiteren werden die tatsächlichen Verdichtungsverhältnisse des Motors verändert, so daß sie den normalen Motorbetrieb stören.

Bei anderen herkömmlichen keramischen Vorkammerkonstruktionen, wie z. B. in der "DE 35 36 866" oder der "DE 35 38 633" offenbart, sind die Glühkerze und die Einspritzdüse im Bereich der Kuppel der Vorkammer angeordnet.

So ist bei der "DE 35 38 633" der eigentliche thermisch isolierende Ringraum nach oben und nach unten mittels Dichtungen abgedichtet, nicht jedoch der Raum im Bereich der Einsatzkuppel, wo die Glühkerze und die Einspritzdüse ohne dichtenden Sitz angebracht sind, so daß dort Verbrennungsgase entweichen können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorkammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die einen einfach herstellbaren, gasdichten Sitz aufweist und somit eine verbesserte thermische Isolierwirkung bei möglichst geringer Beeinflussung des Verdichtungsgrades sicherstellt.

Erfindungsgemäß wird eine Vorkammer mit den Lösungsmerkmalen im Patentanspruch 1 geschaffen. Die anmeldungsgemäße abdichtende Abstützung der Glühkerze an einer gasdichten Sitzfläche an der Außenumfangsfläche des Vorkammereinsatzes sorgt dann zuverlässig dafür, daß der Verdichtungsgrad der Brennkraftmaschine trotz Vorsehen dieses vergrößerten thermisch isolierenden Hohlraumvolumens nicht negativ beeinflußt wird.

Es hat sich gezeigt, daß die anmeldungsgemäße Gestaltung des Vorkammereinsatzes gleichermaßen für einen rein keramischen Vorkammereinsatz (Fig. 8 bis 11) wie für einen Vorkammereinsatz geeignet ist, bei dem ein keramisches Innenteil von einem metallischen Hemd umgeben ist (Fig. 2 bis 7). Dabei lassen sich die Sitzflächen nach Fig. 4, 5 und 8, 9 durch Flachfräsen des Umfangs der Vorkammerkonstruktion besonders leicht herstellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Vorkammer einer Brennkraftmaschine;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsmäßes Ausführungsbeispiel einer Vorkammerkonstruktion für eine Brennkraftmaschine;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Vorkammerkonstruktion in Fig. 2;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen keramischen Vorkammerkonstruktion;

Fig. 5 einen Querschnitt der Vorkammer längs der Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der keramischen Vorkammerkonstruktion;

Fig. 7 einen Querschnitt der keramischen Vorkammerkonstruktion längs der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine Vorderansicht eines modifizierten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der keramischen Vorkammerkonstruktion;

Fig. 9 einen Querschnitt der keramischen Vorkammerkonstruktion längs der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 eine Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der keramischen Vorkammerkonstruktion; und

Fig. 11 einen Querschnitt der keramischen Vorkammerkonstruktion längs der Linie XI-XI in Fig. 10.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform; eine Vorkammerkonstruktion 1 für eine Brennkraftmaschine hat eine keramische Vorkammer 4, die in einem metallischen Zylinderkopf 2 aufgenommen ist. Die keramische Vorkammer 4 wird durch ein keramisches Vorkammerteil 5 gebildet, das mittels Abkühlung in eine Metallhülse 6 eingeschrumpft ist. Eine Außenmantelfläche der Metallhülse 6 und eine Innenmantelfläche des metallischen Zylinderkopfs 2 bilden wärmeisolierende Hohlräume 3 aus.

Eine Aufnahmeöffnung 15 für eine Kraftstoffeinspritzdüse ist an einer Oberwand der keramischen Vorkammer 4 ausgebildet. Eine Einspritzöffnung 16 ist in der an einer Seite einer Hauptbrennkammer 17 angeordneten Unterwand der keramischen Vorkammer 4 ausgebildet. Eine Seitenwand 7 der keramischen Vorkammer 4 ist mit einer Eintrittsöffnung 10 für eine Glühkerze ausgebildet, wobei sich die Eintrittsöffnung 10 durch das keramische Vorkammerteil 5 und die Metallhülse 6 erstreckt.

Die Metallhülse 6 ist am Außenumfang mit einem Vorsprung 8 ausgebildet, in dem die Eintrittsöffnung 10 für die Glühkerze ausgebildet ist.

Der Vorsprung 8 ist an seinem freien Ende als Sitzfläche 9 ausgebildet, auf dem eine Glühkerze 11 vorgesehen ist, die sich luftdicht abgedichtet durch eine Dichtung 12 aus einem wärmeresistenten Werkstoff, beispielsweise einem rostfreien Stahl, erstreckt. Eine Höhe des Vorsprungs 8 oder ein Abstand von der Innenfläche der keramischen Vorkammer 4 zur Sitzfläche 9 kann innerhalb des Spalts der wärmeisolierenden Hohlräume 3 liegen, z. B. in dem Bereich von 1 bis 2 mm, wenn die keramische Vorkammer 4 durch Preßpassung in den metallischen Zylinderkopf 2 eingesetzt ist. Die Sitzfläche 9 kann eine Tangentialebene zur Außenumfangsfläche des metallischen Zylinderkopfs 2 sein.

Eine äußere Gestalt der Sitzfläche 9 wird so bestimmt, daß sie ausreicht, die Dichtung 12 zu stützen, die einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als ein Innendurchmesser einer im metallischen Zylinderkopf 2 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 13 für die Glühkerze 11. Z. B., falls eine Glühkerze verwendet wird, deren Heizabschnitt einen Außendurchmesser von 8 mm hat, beträgt ein Innendurchmesser der Eintrittsöffnung 10 für die Glühkerze 9 mm, ein Innendurchmesser der im metallischen Zylinderkopf 2 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 13 für die Glühkerze 14 mm, ein Außendurchmesser der Dichtung 12 13 mm und ein Außendurchmesser der Sitzfläche 9 mehr als 13 mm.

Die Glühkerze 11 ist auf ihrem Außenumfang mit einem Paßgewinde 18 und mit einem Dichtungsabschnitt 19 versehen. Das Paßgewinde 18 ist in der im metallischen Zylinderkopf 2 ausgebildeten Aufnahmeöffnung 13 für die Glühkerze im Gewindeeingriff. Wenn die Glühkerze in die Aufnahmeöffnung 13 für die Glühkerze eingeschraubt wird, drückt der Dichtungsabschnitt 19 die Dichtung 12 gegen die Sitzfläche 9 des Vorsprungs 8, um die keramische Vorkammer 4 luftdicht zu halten. Ein Heizabschnitt der Glühkerze 11 ist in einem Mittelabschnitt der keramischen Vorkammer 4 angeordnet.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Sitzfläche 9 mit einer Eintrittsöffnung 10 für eine Glühkerze durch Flachfräsen eines Teils eines Außenumfangs einer Metallhülse 6 gebildet ist, die auf ein eine Vorkammer 4 ausbildendes keramisches Vorkammerteil 5 aufgepaßt ist. Dieses Ausführungsbeispiel hat insoweit einen Vorteil, als die Sitzfläche 9 in einfacher Weise auf der Metallhülse 6 ausgebildet ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine Sitzfläche 9 mit einer Aufnahmeöffnung für eine Glühkerze innerhalb einer Metallhülse 6 ausgebildet ist. Dieses Ausführungsbeispiel hat insoweit einen Vorteil, als eine nicht dargestellte Dichtung 12 in einfacher Weise relativ zur Metallhülse 6 positioniert werden kann.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 6 ist die keramische Vorkammer 4 aus dem keramischen Vorkammerteil 5 und der Metallhülse 6 konstruiert. Die keramische Vorkammer 4 kann ausschließlich durch ein keramisches Vorkammerteil 5 aufgebaut sein, welches unmittelbar mit einer Sitzfläche 9 ausgebildet ist, wie in den Fig. 8 und 9 und den Fig. 10 und 11 dargestellt. Bei den Fig. 8 und 9 ist die Sitzfläche 9 durch Flachsfräsen eines Teils eines Außenumfangs eines keramischen Vorkammerteils 5 gebildet. Bei den Fig. 10 und 11 ist die Sitzfläche 9 innerhalb eines keramischen Vorkammerteils 5 ausgebildet. Des weiteren kann die Erfindung bei einer keramischen Vorkammer angewendet werden, die durch obere und untere Vorkammerteile gebildet oder die einstückig gebildet ist.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß die Vorkammerkonstruktion für die Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung die keramische Vorkammer aufweist, auf deren Außenumfang die Sitzfläche ist, auf den eine Glühkerze luftdicht aufgepaßt ist. Wenn die Glühkerze in die Aufnahmeöffnung für die Glühkerze eingesetzt ist, werden dadurch Leckverluste von verbrannten Gasen vermieden, um so die vollständige thermische Isolierwirkung zu erreichen und einen stetigen Motorbetrieb zu erzielen.

Offenbart ist eine Vorkammerkonstruktion für eine Brennkraftmaschine mit einer Vorkammer, die durch einen keramischen Körper mit einer Eintrittsöffnung für eine Glühkerze konstruiert ist, wobei dieser keramische Körper in den zur Aufnahme einer Vorkammer vorgesehenen Hohlraum eines metallischen Zylinderkopfs eingesetzt werden soll. Eine Metallhülse kann auf den keramischen Körper aufgepaßt sein. Am Eingang einer Eintrittsöffnung für eine Glühkerze ist eine Sitzfläche auf einer Außenmantelfläche der Metallhülse ausgebildet, so daß Leckverluste von verbrannten Gasen vermieden werden, um die vollständige thermische Isolierwirkung zu sichern. Die Metallhülse ist nicht unbedingt erforderlich. Falls sie nicht vorgesehen ist, wird am Eingang der Eintrittsöffnung für die Glühkerze auf einer Außenmantelfläche des keramischen Körpers die Sitzfläche ausgebildet.

Claims

1. Vorkammer für einen Dieselmotor, die in eine Ausnehmung eines metallischen Zylinderkopfes eingesetzt ist, in die ein thermisch isolierender, keramischer Vorkammereinsatz eingepaßt ist, der zusammen mit dem Zylinderkopf von einer Bohrung zur Aufnahme einer Glühkerze durchsetzt ist, wobei die Außenumfangsfläche des Vorkammereinsatzes über wärmeisolierende Hohlräume gegen den Zylinderkopf thermisch abgeschirmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkammereinsatz (5, 6; 5) auf seiner Außenumfangsfläche an einer Eintrittsöffnung (10) der Glühkerze (11) eine gasdichte Sitzfläche (9) zur Abstützung der Glühkerze (11) aufweist.

2. Vorkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorkammereinsatz eine äußere Metallhülse (6) und einen darin aufgenommenen keramischen Einsatz (5) aufweist.

3. Vorkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Glühkerze (11) über eine Dichtung (12) aus wärmebeständigem Material an der Sitzfläche (9) abstützt.

4. Vorkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (12) aus rostfreiem Stahl besteht.