DE4131289C1 - IC engine intake air preheater - has pot-shaped burner housing, penetrating suction manifold, with evaporator secured to housing bottom - Google Patents

IC engine intake air preheater - has pot-shaped burner housing, penetrating suction manifold, with evaporator secured to housing bottom

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DE4131289C1 DE4131289A DE4131289A DE4131289C1 DE 4131289 C1 DE4131289 C1 DE 4131289C1 DE 4131289 A DE4131289 A DE 4131289A DE 4131289 A DE4131289 A DE 4131289A DE 4131289 C1 DE4131289 C1 DE 4131289C1
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Abstract

The suction air preheater consists of a pot shaped burner housing which penetrates into the suction manifold and has ports to admit fresh air and to discharge combustion gases. Inside the burner housing is a pot shaped vaporiser into which protrudes an igniter, onto which injected fuel impinges. The vaporiser (5) is fixed to the bottom (6) of the burner housing (4). Pref. two tongues (9), moulded to the vaporiser, are led through slots in the bottom of the burner housing and angled downwards outside. USE/ADVANTAGE - For i.c. engines, with improved service life and fuel mixt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Vorwärmung der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a device for preheating the intake air of an internal combustion engine according to the preamble of Main claim.

Bei einer aus dem DE-GM 87 16 610.0 bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, den Verdampferkörper an einem mit dem Brennergehäuse verbundenen, auf dessen Oberseite angeord­ neten Abschirmblech zu befestigen. Der Verdampferkörper einer solchen Vorrichtung ist mit einer perforierten zylindrischen Wandung und einem schalenförmigen Boden, in welchem der nicht sofort verdampfende Kraftstoff aufgefangen wird, versehen. Der Schwerpunkt dieses Verdampferkörpers liegt damit relativ nahe am Boden, insbesondere dann, wenn sich in dem schalenförmigen Boden Kraftstoff befindet. Der Punkt der Befestigung des Ver­ dampferkörpers liegt bei der Vorrichtung nach dem DE-GM 82 16 610.0 also relativ weit weg vom Schwerpunkt des Verdampferkör­ pers. Dies hat zur Folge, daß der Verdampferkörper während des Betriebes der Brennkraftmaschine durch die pulsierende Ansaug­ luftströmung und durch die Schwingungen des Motors, - verursacht durch die eigentliche Verbrennung (Zünddruck) in den Zylindern -, zu Schwingungen mit relativ großen Ausschlägen angeregt wird, was sich nachteilig auf die Lebensdauer der Vorrichtung auswirken kann.In a generic known from DE-GM 87 16 610.0 The device is provided with the evaporator body connected to the burner housing, arranged on the top Neten shield plate to attach. The evaporator body one such device is with a perforated cylindrical Wall and a bowl-shaped bottom, in which the not evaporating fuel is collected immediately. The The focus of this evaporator body is therefore relatively close on the floor, especially when the bowl-shaped Ground fuel is located. The point of attachment of the ver steamer body is in the device according to DE-GM 82 16 610.0 relatively far away from the center of gravity of the evaporator body pers. This has the consequence that the evaporator body during the Operation of the internal combustion engine through the pulsating intake air flow and caused by the vibrations of the engine through the actual combustion (ignition pressure) in the Cylinders -, to vibrations with relatively large deflections is excited, which adversely affects the life of the Device can impact.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art derart wei­ terzubilden, daß deren Haltbarkeit verbessert werden kann und mit welcher eine Verbesserung der Gemischbildung im Brennerge­ häuse erzielt werden kann.The invention has for its object a device white specified in the preamble of the main claim terbildungs that their durability can be improved and with which an improvement of the mixture formation in the Brennerge can be achieved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.The object is achieved by the features of the kenn drawing part of the main claim solved.

Durch die erfindungsgemäße Befestigung des Verdampferkörpers am Boden des Brennergehäuses ist gewährleistet, daß dieser auf­ grund dessen, daß der Befestigungspunkt in unmittelbarer Nähe des Schwerpunktes des Verdampferkörpers liegt, nicht mehr zu Schwingungen mit großen Ausschlägen angeregt wird. Dadurch kann die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht werden. Ferner werden die Stellen, an denen ein gegebenenfalls vorgesehenes Ab­ schirmblech am Brennergehäuse abgestützt bzw. befestigt ist, entlastet. Die Befestigung am Boden des Brennergehäuses hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Flamme aus dem Verdampfer optimal entweichen kann und nicht mehr durch den Verdampfer­ körper mit dem Abschirmblech verbindende Stege behindert wird, woraus eine Verbesserung bei der Gemischbildung resultiert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich auch für den Fall, daß der Boden des Verdampferkörpers in einem Abstand zum Boden des Brennergehäuses angeordnet ist. Dann nämlich wird durch die Erfindung bewirkt, daß der Abstand zwi­ schen Verdampferkörperboden und Brennergehäuseboden immer kon­ stant bleibt, und sich nicht mehr aufgrund relativ großer Schwingungsausschläge permanent ändern kann. Dies wirkt sich positiv auf die passierende Luftströmung sowie auf die Flam­ menzirkulation in diesem Bereich aus. Darüber hinaus ist in dem Fall, daß der Verdampferboden in einem Abstand zum Brennerge­ häuseboden angeordnet ist, gewährleistet, daß dem in dem schalenförmigen Boden des Verdampferkörpers aufgefangenen Kraftstoff keine nennenswerte Wärmemenge durch die am Brenner­ gehäuse vorbeiströmende Ansaugluft entzogen werden kann.By fastening the evaporator body according to the invention on Bottom of the burner housing ensures that it is on because of the fact that the attachment point in the immediate vicinity the center of gravity of the evaporator body is no longer too Vibrations with large swings are excited. This can the life of the device can be increased. Furthermore the places where a possibly provided Ab shield plate is supported or fastened to the burner housing, relieved. Has the attachment to the bottom of the burner housing furthermore the advantage that the flame from the evaporator can escape optimally and no longer through the evaporator body with webs connecting the shielding plate is hindered, which results in an improvement in the mixture formation. A Another advantage of the device according to the invention results also in the event that the bottom of the evaporator body in one Distance to the bottom of the burner housing is arranged. Then namely caused by the invention that the distance between the evaporator body bottom and burner housing bottom always con remains constant, and no longer due to relatively large Vibration fluctuations can change permanently. This affects positive for the passing air flow as well as for the flame circulation in this area. In addition, in the Case that the evaporator bottom at a distance from the Brennerge Floor is arranged, ensures that in the bowl-shaped bottom of the evaporator body caught  Fuel no significant amount of heat due to the on the burner intake air flowing past the housing can be extracted.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß die Be­ festigungspunkte in einem Bodenbereich liegen, in welchem re­ lativ hohe Turbulenzen auftreten. Dies hat zur Folge, daß hier ein verbesserter Wärmeübergang von den heißen Brenngasen über die Befestigungspunkte an den Verdampferkörperboden und damit letztendlich an den Kraftstoff gegeben ist. Letzterer kann also deutlich besser verdampfen, so daß pro Zeiteinheit auch mehr Kraftstoff umgesetzt werden kann. Die Vorwärmung der Ansaugluft wird dadurch verbessert. Darüber hinaus hat diese Ausgestal­ tungsform den Vorteil, daß die Flammenzirkulation aus dem Brennergehäuse heraus nicht behindert wird.The embodiment according to claim 4 has the advantage that the loading attachment points are in a floor area in which right relatively high turbulence occur. As a result, here an improved heat transfer from the hot fuel gases over the attachment points to the bottom of the evaporator body and thus ultimately given to the fuel. So the latter can evaporate significantly better, so that more per unit of time Fuel can be implemented. The preheating of the intake air is improved. In addition, this shape tion form the advantage that the flame circulation from the Burner housing is not obstructed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the other subclaims.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles näher erläutert.In the drawing, the invention is based on an embodiment example explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine in eine Ansaugleitung eingesetzte erfindungsgemäße Vorrichtung in einer längsge­ schnittenen Darstellung, Fig. 1 a used in an intake device of the invention in a längsge cut representation,

Fig. 1a eine Ansicht von unten auf den Boden des Brennerge­ häuses und Fig. 1a is a bottom view of the bottom of the Brennerge housing and

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1. FIG. 2 is a side view of FIG. 1.

Fig. 1 zeigt eine Ansaugleitung 1 einer Brennkraftmaschine, in welcher einer Vorrichtung 2 zur Vorwärmung der Ansaugluft ein­ gesetzt ist. Diese Vorrichtung 2 besteht aus einem über eine Abdeckplatte 3 an der Ansaugleitung 1 befestigtes, in die An­ saugleitung 1 hineinragendes Brennergehäuse 4, welches topfförmig ausgebildet ist. In diesem Brennergehäuse 4 ist eine ebenfalls topfförmig ausgebildeter Verdampferkörper 5 einge­ setzt, welcher am Boden 6 des Brennergehäuses 4 befestigt ist. Der Verdampferkörper 5 besteht dabei aus einem zylindrischen, perforierten Mantel 7, in welchen ein schalenförmiges Bodenteil 8 mit einem Kreisquerschnitt eingeschweißt ist. Dadurch, daß der Mantel 7 des Verdampferkörpers 5 perforiert ist, der Boden 8 jedoch nicht, liegt der Schwerpunkt des Verdampferkörpers 5 verhältnismäßig tief, also im Bereich des schalenförmigen, nicht gelochten Bodens 8. Die Befestigung des Verdampferkörpers 5 am Brennergehäuseboden 6 erfolgt über drei an den Mantel 7 des Verdampferkörpers 5 angeformte Zungen 9, welche durch ent­ sprechende im Boden 6 des Brennergehäuses 4 angeordnete Schlitze 10 hindurchgeführt und auf der Außenseite des Bren­ nerbodens 4 abgewinkelt sind (s. auch Fig. 1a). Um eine opti­ male Sicherheit gegen unerwünschte Bewegungen des Verdampfer­ körpers 5 während des Betriebs der Brennkraftmaschine gewähr­ leisten zu können, sind die abgewinkelten Zungen 9 zusätzlich durch je einen Schweißpunkt 11 am Boden 6 des Brennergehäuses 4 fixiert (s. Fig. 1a). Die Zungen 9 sind stufenförmig ausge­ bildet, wobei die Breite b1 eines jeden Zungenendes 12 geringer und die Breite b2 eines jeden an den Mantel 7 des Verdampfer­ körpers 5 anschließenden Zungenteils 13 (s. Fig. 1) größer ist als die Länge l des jeweiligen Schlitzes 10. Dies hat zur Fol­ ge, daß sich der Verdampferkörper 5 ausschließlich über die Zungenschultern 14 auf der Innenseite des Brennergehäusebodens 6 abstützt, so daß der Boden 8 des Verdampferkörpers 5 mit dem Boden 6 des Brennergehäuses 4 nicht in Berührung kommt. Die Zungenabstufungen sind dabei so dimensioniert, daß der Boden 8 des Verdampferkörpers 5 im wesentlichen parallel zum Brenner­ gehäuseboden 6 verläuft. In das Brennergehäuse 4 eingesetzt ist ferner ein Abschirmblech 15, welches den Verdampferkörper 5 in einem Abstand ungefähr zur Hälfte überdeckt. In der Abdeck­ platte 3 ist eine Stabglühkerze 16 gehalten, welche in den Verdampferkörper 5 hineinragt. Ebenfalls in der Abdeckplatte 3 gehalten ist eine Kraftstoffeinspritzdüse 17, deren Einspritz­ strahl 18 durch eine in dem Abschirmblech 15 angeordnete Boh­ rung 19 hindurchgeht und auf die Glühkerze 16 auftrifft. Die Strömungsrichtung der angesaugten Frischluft ist durch den Pfeil 20 gekennzeichnet. Im stromaufwärtigen Bereich der Man­ telfläche des Brennergehäuses 4 ist je eine seitlich angeord­ nete Öffnung 21 bzw. 22 und eine im Bodenbereich des Brenner­ gehäuses 4 liegende Öffnung 23 vorgesehen, wobei über diese Öffnungen 21, 22 und 23 sowohl die Frischluft in das Innere des Brennergehäuses 4 eintritt als auch die heißen Brenngase aus dem Brennergehäuse 4 wieder in die Ansaugleitung 1 austreten können (s. auch Fig. 2). Dabei ragt in jede der beiden Öff­ nungen 21 und 22 je ein die einströmende Frischluft in den Ringraum 24 zwischen Brennergehäuse 4 und Verdampferkörper 5 führendes Leitblech 25 bzw. 26, welches im wesentlichen paral­ lel zur Strömungsrichtung 20 der ankommenden Frischluft ange­ ordnet ist. Die beiden Leitbleche 25 und 26 erstrecken sich bis ungefähr bis in Höhe der Hochachse 27 des Brennergehäuses 4. Fig. 1 shows an intake line 1 of an internal combustion engine, in which a device 2 for preheating the intake air is set. This device 2 consists of a cover plate 3 attached to the suction line 1 , into the suction line 1 protruding burner housing 4 , which is cup-shaped. In this burner housing 4 is also a pot-shaped evaporator body 5 is inserted, which is fixed to the bottom 6 of the burner housing 4 . The evaporator body 5 consists of a cylindrical, perforated jacket 7 , in which a shell-shaped base part 8 is welded with a circular cross section. Because the jacket 7 of the evaporator body 5 is perforated, but the base 8 is not, the center of gravity of the evaporator body 5 is relatively deep, that is to say in the region of the shell-shaped, non-perforated base 8 . The fastening of the evaporator body 5 on the burner housing base 6 three 5 is integrally formed on the casing 7 of the vaporizer body tongues 9, which passed through ent speaking arranged in the bottom 6 of the burner housing 4 slots 10 and are angled on the outside of the Bren nerbodens 4 (s. Also Fig. 1a). In order to ensure optimal security against undesired movements of the evaporator body 5 during operation of the internal combustion engine, the angled tongues 9 are additionally fixed by a welding spot 11 on the bottom 6 of the burner housing 4 (see FIG. 1a). The tongues 9 are stepped out, the width b 1 of each tongue end 12 smaller and the width b 2 of each of the jacket 7 of the evaporator body 5 adjoining tongue part 13 (see FIG. 1) is greater than the length l of the respective slot 10 . This has the consequence that the evaporator body 5 is supported exclusively via the tongue shoulders 14 on the inside of the burner housing base 6 , so that the bottom 8 of the evaporator body 5 does not come into contact with the bottom 6 of the burner housing 4 . The tongue gradations are dimensioned so that the bottom 8 of the evaporator body 5 extends substantially parallel to the burner housing bottom 6 . A shielding plate 15 , which covers the evaporator body 5 at a distance of approximately half, is also inserted into the burner housing 4 . In the cover plate 3 , a glow plug 16 is held, which protrudes into the evaporator body 5 . Also held in the cover plate 3 is a fuel injector 17 , the injection jet 18 passes through an arranged in the shield plate 15 Boh tion 19 and strikes the glow plug 16 . The direction of flow of the fresh air drawn in is indicated by the arrow 20 . In the upstream region of one of the burner housing telfläche 4 is each a laterally angeord designated opening 21 or 22 and a housing in the bottom region of the burner 4 located opening 23 provided, through these openings 21, 22 and 23, both the fresh air into the interior of the burner housing 4 enters as well as the hot fuel gases can exit the burner housing 4 into the intake line 1 again (see also FIG. 2). In each of the two openings 21 and 22 protrudes one of the incoming fresh air into the annular space 24 between the burner housing 4 and the evaporator body 5 leading baffle 25 or 26 , which is arranged substantially parallel to the flow direction 20 of the incoming fresh air. The two guide plates 25 and 26 extend to approximately the height of the vertical axis 27 of the burner housing 4 .

Während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine, also dann wenn die Vorwärmeinrichtung 2 aktiviert ist, bildet sich nun in demjenigen Bereich des Brennergehäuses 4, welcher stromauf ei­ ner durch die Enden der beiden Leitbleche 25 und 26 gedachten Ebene liegt, eine Zone mit nur geringen Gasgeschwindigkeiten aus (Beruhigungszone 28). Auf der stromab liegenden Seite die­ ser Ebene hingegen sind sehr starke Turbulenzen gegeben (Tur­ bulenzzone 29). Da nun die Befestigungspunkte des Verdampfer­ körpers 5 in dem Bereich großer Turbulenzen liegt, ist ein optimaler Wärmeübergang von den heißen Brenngasen an die Zungen 9 und über Wärmeleitung auch an den Boden 8 des Verdampferkör­ pers 5 gegeben. Dies beschleunigt die Verdampfung des in dem schalenförmigen Boden 8 des Verdampferkörpers 5 aufgefangenen Kraftstoffes, welcher nicht unmittelbar nach dem Auftreffen auf die Glühkerze 16 verdampft, sondern in noch flüssiger Form in diesen Boden 8 tropft.During the warm-up phase of the internal combustion engine, i.e. when the preheating device 2 is activated, a zone with only low gas speeds now forms in that area of the burner housing 4 which is upstream from the plane imagined by the ends of the two guide plates 25 and 26 ( Calming zone 28 ). On the downstream side of this level, however, there is very strong turbulence (turbulence zone 29 ). Since the attachment points of the evaporator body 5 is in the region of great turbulence, an optimal heat transfer from the hot fuel gases to the tongues 9 and via heat conduction to the bottom 8 of the Verdampferkör pers 5 is given. This accelerates the evaporation of the fuel trapped in the bowl-shaped base 8 of the evaporator body 5 , which does not evaporate immediately after striking the glow plug 16 , but instead drips into this base 8 in liquid form.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenso denkbar, den Verdampferkörper direkt am Boden, also ohne Abstand zu diesem, zu befestigen.In a further embodiment of the invention, it is also conceivable the evaporator body directly on the floor, i.e. without any clearance to attach this.

Die Befestigung des Verdampferkörpers am Boden des Brennerge­ häuses muß nicht unbedingt in der im Ausführungsbeispiel auf­ gezeigten Art und Weise erfolgen. Dies kann auch in anderer Weise geschehen, z. B. durch Schweißen, Löten, Kleben etc.The attachment of the evaporator body to the bottom of the burner rim house does not necessarily have to in the embodiment shown way. This can also be done in others Done wise, e.g. B. by welding, soldering, gluing etc.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Vorwärmung der Ansaugluft einer Brennkraft­ maschine mit einem in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine hineinragenden topfförmigen Brennergehäuse, welches Öffnungen zum Eintritt von Frischluft und zum Austritt von Brenngasen aufweist und in dessen Innenraum ein ebenfalls topfförmig aus­ gebildeter Verdampferkörper lagefest angeordnet ist und mit einer in den Verdampferkörper hineinragenden Zündeinrichtung, auf welche eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkörper (5) am Boden (6) des Brennergehäuses (4) befestigt ist.1.Device for preheating the intake air of an internal combustion engine with a pot-shaped burner housing protruding into the intake line of the internal combustion engine, which has openings for the entry of fresh air and for the exit of fuel gases and in the interior of which a likewise pot-shaped evaporator body is arranged in a fixed position and with one in ignition device protruding into the evaporator body, onto which a fuel injection device is directed, characterized in that the evaporator body ( 5 ) is fastened to the bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verdampferkörper (5) wenigstens zwei Zungen (9) an­ geformt sind, welche durch im Boden (6) des Brennergehäuses (4) vorgesehene Schlitze (10) geführt sind und auf der Außenseite des Bodens (6) des Brennergehäuses (4) abgewinkelt sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the evaporator body ( 5 ) at least two tongues ( 9 ) are formed, which are guided through slots ( 10 ) provided in the bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ) and on the outside the bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ) are angled. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (9) stufenförmig ausgebildet sind, wobei die Breite (b1) der Zungenenden (12) geringer sind als die Länge (1) der Schlitze (10) im Boden (6) des Brennergehäuses (4) und daß der Verdampferkörper (5) über die Zungenschultern (14) auf dem Boden (6) des Brennergehäuses (4) derart abgestützt ist, daß der Boden (8) des Verdampferkörpers (5) auf konstantem Ab­ stand zu dem Boden (6) des Brennergehäuses (4) gehalten ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the tongues ( 9 ) are step-shaped, the width (b 1 ) of the tongue ends ( 12 ) being less than the length ( 1 ) of the slots ( 10 ) in the bottom ( 6 ) the burner housing ( 4 ) and that the evaporator body ( 5 ) on the tongue shoulders ( 14 ) on the bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ) is supported such that the bottom ( 8 ) of the evaporator body ( 5 ) was at a constant from Bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ) is held. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (21, 22, 23) in dem stromaufwärtigen Bereich des Brennergehäuses (4) angeordnet sind und daß die Zungen (9) zur Befestigung des Verdampferkörpers (5) am Brennergehäusebo­ den (6) in dem den Öffnungen (21, 22, 23) abgewandten Bereich (Turbulenzzone 29) angeordnet sind.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the openings ( 21 , 22 , 23 ) are arranged in the upstream region of the burner housing ( 4 ) and that the tongues ( 9 ) for fastening the evaporator body ( 5 ) on the burner housing Bo ( 6 ) are arranged in the region (turbulence zone 29 ) facing away from the openings ( 21 , 22 , 23 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Zungenenden (12) durch Punktschweißen am Boden (6) des Brennergehäuses (4) fixiert sind.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the angled tongue ends ( 12 ) are fixed by spot welding on the bottom ( 6 ) of the burner housing ( 4 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampferkörper (5) gebildet ist aus einem perfo­ rierten Zylinder (7), auf dessen dem Boden (6) des Brennerge­ häuses (4) zugewandten Seite ein schalenförmiges Bodenteil (8) eingeschweißt ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the evaporator body ( 5 ) is formed from a perfo-cylinder ( 7 ), on the bottom ( 6 ) of the Brennerge housing ( 4 ) side facing a shell-shaped bottom part ( 8 ) is welded .
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WO2011103868A3 (en) * 2010-02-26 2011-11-10 GETAS GESELLSCHAFT FüR THERMODYNAMISCHE ANTRIEBSSYSTEME MBH Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine

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