DE4131290C1 - Combustion air preheater for IC engine - has heating zone of glow plug extending mostly in mixing chamber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung zum Vor­ wärmen von Verbrennungsluft mit den im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Heizvorrichtung ist aus der DE 30 49 095 C2 be­ kannt. Bei dieser bekannten Heizvorrichtung ergibt sich eine verminderte Flammenstabilität und ein verhältnismäßig schlechter Ausbrand des eingespritzten Kraftstoffes, so daß der Wirkungsgrad der Vorrichtung gering ist und eine verzögerte Erwärmung der Verbrennungsluft eintritt. Dies beruht haupt­ sächlich auf einer zu starken Auskühlung der die Verbrennung des Kraftstoffs auslösenden und unterstützenden Glühkerze.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizvorrichtung derart auszubilden, daß die Flammenstabilität und der Kraft­ stoffausbrand wesentlich erhöht werden.

Diese Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Heizvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Heizvorrichtung liegt der Heizbereich der Glühkerze überwiegend in einer luftberuhigten Zone, in der einerseits die Wärmeabfuhr von der Glühkerze durch die sie umströmende Verbrennungsluft vermindert ist, so daß die Glühkerze schneller die für die Zündung des Kraftstoffes notwendige Temperatur erreicht und anschließend zuverlässiger hält, und andererseits die Flamme nicht von der Luftströmung ausgeblasen wird.

Durch die Ausbildung der Heizvorrichtung gemäß dem Patentan­ spruch 2 wird eine weitere Beruhigung der Luftströmung im Be­ reich der Glühkerze erreicht, welche dem Kraftstoffstrahl in­ soweit zugute kommt, als er weniger abgelenkt und aufgefächert wird und damit gezielter auf die Glühkerze auftreffen kann.

Die in das Abschirmblech eingedrückte Kalotte gemäß dem Pa­ tentanspruch 3 schafft den notwendigen Platz, um ohne Verset­ zung dieses Abschirmblechs die Glühkerze in der gewünschten Position in den Verdampfer einsetzen zu können.

Durch die im Patentanspruch 4 angegebene Maßnahme findet eine weitere Beruhigung der Luftströmung im vorderen Bereich des Verdampfers statt, wodurch sowohl die Stabilität des Kraft­ stoffstrahles als auch die Heizleistung der Glühkerze günstig beeinflußt werden. Außerdem gelangt weniger von der Glühkerze abgelenkter Kraftstoff in Bereiche außerhalb des Verdampfers, wo er nur unvollständig verbrennen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine in ein Saugrohr eingesetzte Heizvorrichtung und

Fig. 2 eine Ansicht von vorne eines in der Heizvorrich­ tung eingesetzten Verdampfers.

In einem Saugrohr 1 strömt Verbrennungsluft in Pfeilrichtung 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine zu. In das Saugrohr 1 ragt eine an seiner Wand befestigte, der Vorwärmung der Verbrennungsluft dienende Heizvorrichtung 3, die in ihren wesentlichen Teilen aus einem topfähnlichen Gehäuse 4, einem darin befestigten ebenfalls topfähnlichen Verdampfer 5, einem im oberen Bereich des Gehäuses 4 angeordneten Abschirmblech 6, einer in den Verdampfer 5 hineinragenden Stabglühkerze 7 und einer Kraftstoffdüse 8 besteht, die Kraftstoff in einem gebün­ delten Strahl 9 durch ein Loch 10 im Abschirmblech 6 auf die Heizzone 11 der Glühkerze 7 aufspritzt. Diese Heizzone 11 be­ schränkt sich auf den am weitesten in den Verdampfer 5 hinein­ ragenden Bereich der Glühkerze 7.

Im Gehäuse 4 sind durch seitliche Eindrückungen zwei flache, parallel zur Pfeilrichtung 2 liegende Leitbleche 12 gebildet, die zusammen mit der unverformten Wand des Gehäuses 4 zwei kiemenartige Öffnungen für den Durchtritt von Verbrennungsluft in das und aus dem Gehäuse 4 bilden. Die hinteren, in Bezug auf die Pfeilrichtung 2 stromab liegenden vertikalen Schnittkanten 13 bilden eine senkrecht zur Pfeilrichtung 2 liegende Ebene, in der auch die kiemenartigen Öffnungen liegen. Diese Ebene trennt innerhalb des Verdampfers 5 einen vorderen stromauf liegenden, in Bezug auf die Luftströmung beruhigten Mischraum von einem hinteren, stromab liegenden turbulenten Verbrennungsraum. Die Glühkerze 7 ist innerhalb des Verdampfers 5 so angeordnet, daß ihre als Heizwendel ausgebildete Heizzone 11 sich zum weitaus überwiegenden Teil innerhalb des beruhigten Mischraums befin­ det. Durch diese Maßnahme wird eine geringere Auskühlung der Glühkerze 7 durch die sie umströmende Verbrennungsluft er­ reicht, so daß sich die Flammstabilität und der Ausbrand des Kraftstoffes verbessern.

Die beschriebene Lage der Heizzone 11 der Glühkerze 7 wird durch ein Heranrücken der Glühkerze 7 an die Kraftstoffdüse 8 und durch eine steile, einen geringen Winkel von weniger als 30° mit dem Kraftstoffstrahl 9 einschließende Erstreckung der Glühkerze 7 erreicht. Damit kommt die Glühkerze 7 dicht hinter den Kraftstoffstrahl 9 zu liegen und bildet für diesen einen Windschirm, der die Luftströmung im Bereich des Kraftstoff­ strahles 9 weiter beruhigt. Damit ergeben sich die Vorteile, daß dieser wenig abgelenkt und aufgefächert wird und im vorbe­ stimmten Punkt auf die Glühkerze 7 trifft. Der nötige Freiraum zwischen der Glühkerze 7 und dem Abschirmblech 6 wird durch das Eindrücken einer Kalotte 14 im mittleren hinteren Bereich des Abschirmblechs 6 erreicht.

Der Zylinderteil des Verdampfers 5 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, ringsum gelocht mit Ausnahme eines Vertikalstreifens 15 im vordersten, am weitesten stromauf gelegenen Bereich. Die Breite des Vertikalstreifens 15 beträgt mindestens einen Durchmesser eines Loches und wird am einfachsten durch Weglassen einer Vertikallochreihe erreicht. Dadurch wird die Luftströmung im Mischraum weiter beruhigt, außerdem wird die Gefahr vermindert, daß der von der Glühkerze 7 abgelenkte Kraftstoff in den Raum außerhalb des Verdampfers 5 gelangt, wo er nur unvollständig verbrennt.

Claims (4)

1. Heizvorrichtung zum Vorwärmen der durch ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine strömenden Verbrennungsluft mit einem topfähnlichen Gehäuse, das am Saugrohr befestigt ist und in das Saugrohrinnere hineinragt, mit zwei seitlich im Gehäuse be­ findlichen kiemenartigen Öffnungen für den Durchtritt von Ver­ brennungsluft, die durch zwei flache eingedrückte Leitbleche gebildet werden, deren hintere vertikale Schnittkanten in einer Ebene liegen, die den Innenraum des Gehäuses in einen zur Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromauf liegenden Mischraum mit beruhigter Luftströmung und einen stromab lie­ genden Verbrennungsraum mit turbulenter Luftströmung teilt, mit einem innerhalb des Gehäuses festgelegten gelochten topfförmigen Verdampfer, in den eine Glühkerze schräg nach vorne hineinragt und in das durch diese Glühkerze zu entzün­ dender Kraftstoff in einem Kraftstoffstrahl eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizzone (11) der Glühkerze (7) auf deren am weitesten in den Verdampfer (5) hineinragenden Bereich be­ schränkt und daß die Heizzone (11) sich überwiegend im Misch­ raum befindet.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkerze (7) mit einem derart geringen Abstand stromab des Kraftstoffstrahles (9) mit geringer Schräge zu diesem angeordnet ist, daß sie einen luftberuhigenden Windschirm für den Kraftstoffstrahl (9) bildet.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (4) ein im wesentlichen den Mischraum nach oben begrenzendes Abschirmblech (6) angeordnet ist, in dessen hin­ teren mittigen Randbereich eine Kalotte (14) eingedrückt ist zur Schaffung eines Freiraumes zwischen dem Abschirmblech (6) und der Glühkerze (7).

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im am weitesten stromauf gelegenen Bereich des Verdampfers ein sich in dessen Achsrichtung erstreckender lochfreier Ver­ tikalstreifen (15) vorgesehen ist, dessen Breite mindestens gleich ist dem Durchmesser der Löcher im Verdampfer (5).