DE4117729C1 - Glow plug mounted on cylinder head of IC engine having auxiliary chamber - has heating rod extending into latter for cold start and withdrawing as running heats up - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine im Zylinder­ kopf einer Brennkraftmaschine mit Nebenkammer angeordnete Glühkerze nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Merkmalen.

Brennkraftmaschinen erfordern beim Kaltstart, in der Kaltlauf- sowie in der Warmlaufphase im Hinblick auf Geräusch- und Ab­ gasemissionsverhalten eine jeweils optimale Verdichtung. So ist im Kaltstart und Kaltlauf gegenüber dem Warmlauf eine höhere Verdichtung realisiert. Bei der höheren Verdichtung ragt der Heizstab einer Glühkerze weit in die Nebenkammer hinein, wäh­ rend bei der im Warmlauf vorliegenden geringeren Verdichtung der Heizstab eingezogen bzw. aus der Nebenkammer zumindest weitgehend herausgezogen ist.

Aus der US-PS 43 97 273 (insbesondere Fig. 6) ist eine Glüh­ kerze mit einem längsverschiebbaren Heizstab bekannt, der mit einem Anschlagmechanismus zusammenwirkt, welcher bei Start­ stellung der Brennkraftmaschine einen ersten Anschlag für den Heizstab und bei Betriebsstellung der Brennkraftmaschine durch auftretende Verbrennungswärme und durch den auf den Heizstab wirkenden Nebenkammerdruck in der Einziehlage des Heizstabes einen zweiten Anschlag bewirkt.

Der Anschlagmechanismus ist platzraubend und das Übertragungs­ gestänge mit seinen zahlreichen Teilen, wie Kolben, Kolben­ stange, Kipphebel, Arretierstifte mit zugehörigen Federn bau­ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Ausführung hinsichtlich Platzbedarf, Fertigungsaufwand und Steuerungstechnik zu verbessern.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich auf einfach­ ste Weise eine selbsttätige Regelung des Heizstabes, der in der Übergangsphase von der Start- in die Betriebsstellung der Brennkraftmaschine infolge der Verbrennungswärme und des Brennraumdrucks aus der Vorkammer herausgedrückt wird, und zwar durch das Zusammenwirken des Außenbundes der Isolierhülse und dem Medium, das sich bei zunehmender Verbrennungswärme ver­ flüssigt und durch den Außenbund aus dem Hauptraum über den Überströmquerschnitt in den Nebenraum verdrängt wird. Verrie­ gelungsmittel mechanischer Art sind nicht verwendet.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

Eine Glühkerze 1 für eine Brennkraftmaschine mit einer als Vorkammer ausgebildeten Nebenkammer 2 ist in einer im Zylin­ derkopf 3 eingearbeiteten zylindrischen Stufenausnehmung 4 derart eingesetzt, daß ihr Heizstab 5 vor Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine weit in die Nebenkammer 2 hineinragt. Der Heizstab 5 ist von einer Isolierhülse 6 umschlossen, die einerseits in einem der Nebenkammer 2 zugewandten Abschnitt 4a der Stufenausnehmung 4 und andererseits an einem Innenbund 7 einer Schraubhülse 8 längsverschiebbar geführt ist, welche in dem im Durchmesser größer ausgebildeten Abschnitt 4b der Stufenausnehmung 4 eingeschraubt ist.

Eine Überwurfmutter 9 ist auf ihrer einen Seite mit der Iso­ lierhülse 6 verschraubt und auf ihrer anderen Seite am Kerzen­ gehäuse 10 der Glühkerze 1 befestigt. Ein an der Überwurfmutter 10 vorgesehener Außenbund 11 dient als Abstützung für eine Rückstellfeder 12, deren gegenüberliegende Abstützung durch eine die Glühkerze 1 abdeckende Kappe 13 gebildet ist, die mit der Schraubhülse 8 fest verbunden ist.

Isolierhülse 6 und Schraubhülse 8 bilden gemeinsam einen Raum 14, der durch einen Außenbund 15 an der Isolierhülse 6 in einen Hauptraum 14a und einen Nebenraum 14b aufgeteilt ist, welche durch einen definierten Ringspalt 16 zwischen Außenbund 15 und Schraubhülse S miteinander verbunden sind. Der Raum 14 ist mit einem Medium ausgefüllt, z. B. Wachs, das in der dargestellten Ausziehlage des Heizstabes 5 bzw. der Glühkerze 1 vor Inbe­ triebnahme der Brennkraftmaschine als fester Anschlag für den als Gegenanschlag wirkenden Außenbund der Isolierhülse 6 dient. Nach der Startstellung und Kaltlaufphase verändert sich die Lage des in die Vorkammer hineinragenden Heizstabes 5, auf den und die Stirnfläche 6a der Isolierhülse 6 der Brennraumdruck wirkt. Die Stirnfläche ist dabei derart angeordnet, daß sie einen kleinen Teil der Begrenzungswand der Vorkammer 2 bildet. Die Lageänderung des Heizstabes 5 ist erst dann möglich, wenn infolge der auftretenden Verbrennungswärme das Wachs vom festen in den flüssigen Zustand übergeht und nunmehr als nachgiebiger Anschlag wirkt. Beim Herausdrücken des Heizstabes aus der Vor­ kammer tritt flüssiges Wachs von dem Hauptraum 14a über den schmalen Ringspalt 16 in den Nebenraum 14b über. Der Heizstab 5 bzw. die Glühkerze 1 nimmt die nicht näher dargestellte Ein­ ziehlage ein. Beim Abstellen der Brennkraftmaschine wird die Vorkammer drucklos und die Rückstellfeder 12 drückt den Heiz­ stab 5 wieder in die dargestellte Ausziehlage, währenddessen erfolgt eine Umkehrstörung des noch flüssigen Wachses. Sobald das Wachs in seinen festen Zustand übergegangen ist, wirkt es erneut als Fixanschlag für die mit dem Heizstab 5 fest verbun­ dene Isolierhülse 6.

Mit 17 und 18 sind noch Dichtringe bezeichnet, von denen der Dichtring 17 zwischen Zylinderkopf 3 und Isolierhülse 6 und der Dichtring 18 zwischen Innenbund 7 der Schraubhülse 8 und Iso­ lierhülse 6 angeordnet sind.

Mit 19 ist eine Keramikschicht bezeichnet, die innenseitig an der Isolierhülse 6 aufgetragen ist.

Der Zeitraum für die Einziehbewegung des Heizstabes 5 ist ab­ hängig von der Größe des Ringspaltes 16 und von der Wachsbe­ schaffenheit bezüglich der Viskosität und des Verflüssigungs­ faktors.

Claims (8)

1. Vorrichtung für eine im Zylinderkopf einer Brennkraftma­ schine mit Nebenkammer angeordnete Glühkerze mit einem Heizstab und einem mit diesem zusammenwirkenden temperaturabhängigen Medium als Anschlag, durch den bei Startstellung der Brenn­ kraftmaschine der federbelastete Heizstab zunächst weit in die Nebenkammer hineinragt, jedoch bei Betriebsstellung der Brenn­ kraftmaschine infolge von auftretender Verbrennungswärme und durch den auf den Heizstab wirkenden Nebenkammerdruck von einer Ausziehlage bis zu einer die Nebenkammer zumindest weitgehend verlassenden Einziehlage überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (5) von einer mit diesem fest verbundenen Iso­ lierhülse (6) umschlossen ist, die mit einem als Gegenanschlag wirkenden Außenbund (15) versehen einen das Medium aufnehmenden Haupt- und Nebenraum (14a, 14b) so trennt, daß das bei zunehmender Verbrennungswärme sich verflüssigende Medium von dem Hauptraum (14a) über einen Überströmquerschnitt in den Nebenraum (14b) verdrängbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmquerschnitt als definierter Ringspalt (16) zwischen dem als Gegenanschlag wirkenden Außenbund (15) und einer in den Zy­ linderkopf eingeschraubten Schraubhülse (8) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (8) mit einem Innenbund (7) als Führung für die mit dem Heizstab (5) fest verbundene Isolierhülse (6) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (6) an ihrem einen Ende eine Stirnfläche (6a) als gemeinsame Beaufschlagungsfläche für den Nebenkammer­ druck aufweist und an ihrem anderen Ende mit einer Überwurf­ mutter (9) verschraubt ist, die ihrerseits am Kerzengehäuse (10) der Glühkerze (1) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter (9) einen Außenbund (11) als Abstütz­ fläche für eine die Ausziehlage des Heizstabes (5) bewirkende Rückstellfeder (12) hat.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Isolierhülse (6) und Heizstab (5) eine Keramik­ schicht (19) an einem dieser beiden Teile aufgetragen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Isolierhülse (6) und dem Zylinderkopf (3) sowie Isolierhülse (6) und Innenbund (7) der Schraubhülse (6) jeweils ein Dichtring (17, 18) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium aus Wachs besteht.