DE4142195A1 - Flammgluehkerze fuer eine dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flammglühkerze für eine Diesel­ brennkraftmaschine nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 40 10 093 C1 ist eine derartige Flammglühkerze mit einem am Kerzengehäuse vorgesehenen Dosiereinsatz für die Kraftstoffzufuhr sowie mit einem den Heizstab umgebenden Ver­ dampferrohr und mit einem Flammrohr zur Abschirmung des aus dem Verdampferrohr frei herausragenden Heizstabes bekannt. Das mit dem Kerzengehäuse fest verbundene Flammrohr ist in Höhe des unteren freien Heizstabendes mit Durchtrittsöffnungen für die Einströmluft versehen, die mit dem verdampften Kraftstoff ein zündfähiges Gemisch ergeben soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Flammglühkerze dahingehend zu modifizieren, daß hinsichtlich der Verbrennung und der Emissionen, insbesondere Partikelemis­ sionen, deutliche Verbesserungen auch bezüglich eines störungsfreien Betriebes der Flammglühkerze erzielbar sind.

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

Durch die besondere Zuordnung der Durchtrittsöffnungen im Flammrohr zum freien Verdampferrohrende wird ein Teil der ein­ strömenden Luft abgelenkt, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, der den verdampften Kraftstoff aus dem Ringzwischenraum zwi­ schen dem Verdampferrohr und dem Heizstab absaugt. Es ergibt sich eine sehr intensive Vermischung des Kraftstoffes mit der Luft mit der Folge einer wesentlich besseren Entzündung und Verbrennung dieses Kraftstoff-Luftgemisches in jedem Betriebs­ zustand der Brennkraftmaschine.

In den Unteransprüchen sind förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung ge­ zeigt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Flammglühkerze teilweise im Längsschnitt,

Fig. 1a, 1b verschiedenartige Lagerungen des Verdampferrohres in vergrößerter Darstellung,

Fig. 2, 3 den unteren Bereich der Flammglühkerze mit ver­ schieden gestalteten Durchtrittsöffnungen und Heizstäben,

Fig. 4 das Verdampferrohr der Flammglühkerze mit kiemenartigen Eindrückungen im Schnitt,

Fig. 5 die Eindrückungen am Verdampferrohr in Ansicht,

Fig. 6 das Verdampferrohr mit den Eindrückungen nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

In Fig. 1 ist eine Flammglühkerze 1 gezeigt, die für den Ein­ satz im Saugrohr einer Diesel-Brennkraftmaschine bestimmt ist und als Anlaßhilfe beim Startvorgang sowie nach erfolgtem Start weiter bis zum Erreichen der günstigen Kühlmittel- bzw. Zylin­ dertemperatur betrieben wird. Durch die Inbetriebnahme dieser Flammglühkerze wird die Startfähigkeit, das Warmlaufverhalten und die Verminderung des schädlichen Abgases erheblich verbes­ sert.

Die Flammglühkerze 1 setzt sich aus einem Kerzengehäuse 2, ei­ nem eingeschraubten Dosiereinsatz 3 für die Kraftstoffzufuhr, einem Heizstab 4 und einem Verdampferrohr 5 sowie einem Flamm­ rohr 6 zur Abschirmung des aus dem Verdampferrohr 5 herausra­ genden Heizstabes 4 zusammen.

Das Verdampferrohr 5 ist mit einem Verdampfersieb 7 ausgestat­ tet und bildet mit dem Heizstab 4 einen Ringzwischenraum 8 als Verdampfungszone mit einer Spaltbreite a von etwa 0,5 mm.

Der aus dem Kerzengehäuse 2 herausragende Verdampferrohrab­ schnitt 5a ist unter Bildung eines Ringraumes 9 konzentrisch zum Flammrohr 6 angeordnet, welches Durchtrittsöffnungen 10 für die Lufteinströmung aufweist. Die Durchtrittsöffnungen 10 sind - in Umfangsrichtung des Flammrohres 6 gesehen - in gleichen Abständen und in gleicher Höhe vorgesehen und haben entweder ovale, kreisrunde, quadratische oder rechteckige Öffnungsquer­ schnitte 10a, 10b, 10c (Fig. 1, 2, 3), wobei die ovalen Öff­ nungsquerschnitte ihre größte lichte Weite in Achsrichtung der Flammglühkerze 1 haben. Das Verdampferrohr 5 ist soweit herun­ tergezogen, daß sein freies Verdampferrohrende 11 die Durchtrittsöffnungen 10 des Flammrohres 6 teilweise überdeckt, vorzugsweise um eine zwischen 0,5 und 0,8 mm liegende Überdec­ kungsbreite "b" bei einer etwa 4 mm hohen Durchtrittsöffnung "h". Die einströmende Luft wird durch das störende Verdampfer­ rohr 5 zur Umlenkung gezwungen mit der Folge, daß sich innen­ seitig des Verdampferrohres 5 ein Unterdruckgebiet ausbreitet und verdampfter Kraftstoff von der Luftströmung mitgerissen wird. Die Durchtrittsöffnungen 10 befinden sich vorzugsweise in Höhe der am Heizstab 4 vorliegenden heißesten Zone, in der sich die Heizwendel 13 befindet. Oberhalb und unterhalb der Heiz­ wendel schließt sich verbindend die Regelwendel 12 und 14 an (Fig. 2).

Das Verdampferrohr 5 ist in seinem unteren Bereich mit minde­ stens drei umfangsseitig verteilten kiemenartigen Eindrückungen 15 versehen, die einerseits als Zentrierung für den Heizstab 4 zur Erhaltung eines gleichmäßigen Ringzwischenraumes 8 und an­ dererseits zur Lufteinströmung als Vorvermischung mit dem Kraftstoffdampf dienen. Die Eindrückungen 15 sind gemäß Fig. 5 und 6 so geformt, daß sie einen Teil eines Hütchens bilden. Das eingesetzte Verdampfersieb endet an diesen Eindrückungen 15.

Der obere Bereich des Verdampferrohres 5 ist geschlitzt (Schlitze 21) ausgeführt und enthält Ausdrückungen 16 bzw. eine Sicke, die bei der Montage des Verdampferrohres 5 in eine Ringnut 17 im Kerzengehäuse einrasten. Die Ringnut 17 ist mit einer Nutgrundlänge versehen, die ein Verschwenken des Ver­ dampferrohres 5 ermöglicht. Dadurch wird beim Einbau auch eines leicht verformten Heizstabes 4 eine Zentrierung durch die Eindrückungen 15 am Verdampferrohr 5 erreicht. Die Spaltbreite a des Ringzwischenraumes 8 von etwa 0,5 mm wird somit beibe­ halten. Die nachgiebige Lagerung des Verdampferrohres 5 ver­ meidet Druckstellen am empfindlichen Heizstab 4. Der obere Be­ reich des Verdampferrohres 5 kann aber auch so gelagert sein, daß sich die Ausdrückungen 16 auf einem in dem Kerzengehäuse 2 befestigten Sicherungsring 23 abstützen (Fig. 1b).

Die Ausdrückungen 16 liegen unter Vorspannung am Nutgrund der Ringnut 17 gemäß Fig. 1a oder an der Innenwand des Kerzenge­ häuses 2 gemäß Fig. 1b derart an, daß eine axiale Fixierung des Verdampferrohres 5 zur Einhaltung der Überdeckung an den Durchtrittsöffnungen 10 sichergestellt ist.

Im unteren Bereich des Flammrohres 6 ist ein konzentrisch zu diesem angeordnetes Innenrohr 20 befestigt, das bis zu den Durchtrittsöffnungen 10 diese teilweise überdeckend hochgezogen ist und mit axialem Abstand zum Verdampferrohr 5 liegt. Die Überdeckung beträgt ebenso wie beim Verdampferrohr 5 zwischen 0,5 und 0,8 mm. Somit erfolgt auch bei dieser Ausführung eine Ablenkung der einströmenden Luft, durch die ein Eindringen verdampften Kraftstoffes zwischen Innenrohr 20 und Heizstab 4 weitgehend vermieden wird. Die Gefahr der Koksbildung wird verhindert. Das Innenrohr 20 ist besonders für Dieselbrenn­ kraftmaschinen mit hohen Luftdurchsätzen bzw. hoher Luftge­ schwindigkeit geeignet. Zur Lagefixierung und Montageerleich­ terung des Innenrohres sind an seinem unteren Ende mindestens drei abstehende Haltestege 18 vorgesehen, die in entsprechend angepaßten Aussparungen 19 am freien Ende des Flammrohres 6 liegen und dort z. B. durch Punkt- oder Schutzgasschweißung mit dem Flammrohr 6 fest verbunden sind.

Das Flammrohr 6 kann bei Brennkraftmaschinen mit kleinen Luft­ durchsätzen gegebenenfalls mit einer zweiten Lochreihe 22 aus­ gestattet sein, durch die einströmende Luft durch das Innenrohr 20 nach oben und unten abgelenkt wird. Die Belüftung vermeidet verstärkt Koksablagerungen.

Der Heizstab 4 kann je nach Erfordernis entweder als glatter Stab gemäß Fig. 1 und 3 oder als gerillter Stab gemäß Fig. 2 ausgebildet sein.

Gegebenenfalls kann die Flammglühkerze 1 mit zwei parallel nebeneinanderliegenden Heizstäben ausgerüstet sein.

Claims (7)

1. Flammglühkerze für eine Dieselbrennkraftmaschine mit einem für die Kraftstoffzufuhr vorgesehenen Dosiereinsatz am Kerzen­ gehäuse, an dem ein Verdampferrohr einen Heizstab unter Bildung eines Ringzwischenraumes umgibt, wobei das freie Stabende aus dem Verdampferrohr herausragt und durch ein mit dem Kerzenge­ häuse fest verbundenes Flammrohr abgeschirmt ist, das im Strö­ mungsweg der im Saugrohr der Brennkraftmaschine strömenden An­ saugluft liegt und mit in Umfangsrichtung verteilten Durchtrittsöffnungen für die Lufteinströmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (5) bis zu den Durchtrittsöffnungen (10) des Flammrohres (6) diese teilweise überdeckend heruntergezogen ist.

2. Flammglühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (10) des Flammrohres (6) als kreisrunde, quadratische oder in Umfangsrichtung gestreckte rechteckförmige Fenster (10a; 10b; 10c) ausgebildet sind.

3. Flammglühkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (5) die Durchtrittsöffnungen (10) zwi­ schen 0,5 und 0,8 mm überdeckt, wobei die lichte Weite der Durchtrittsöffnungen (10) - in Achsrichtung des Flammrohres (6) gesehen - etwa 4 mm beträgt.

4. Flammglühkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (5) in seinem unteren Rohrbereich kiemenartige Eindrückungen (15) aufweist, die zugleich als Zentrierung des Heizstabes (4) dienen.

5. Flammglühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (5) in seinem oberen Rohrbereich mit Schlitzen (21) und Ausdrückungen (16) oder einer Sicke versehen ist, die in einer Ringnut (17) im Kerzengehäuse (2) derart eingerastet sind, daß sie am Nutgrund (17a) der in Achsrichtung des Kerzengehäuses (2) langgestreckt ausgebildeten Ringnut (17) klemmend anliegen, wobei zumindest eine Ausdrückung (16) an der unteren Nutflanke (17b) aufliegt.

6. Flammglühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (5) in seinem oberen Rohrbereich mit Ausdrückungen (16) oder einer Sicke versehen ist, die sich an einem an der Innenwand des Kerzengehäuses (2) befestigten Si­ cherungsring (23) abstützen und zugleich an der Innenwand klemmend anliegen.

7. Flammglühkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flammrohr (6) ein Innenrohr (20) konzentrisch gehaltert ist, das zum Verdampferrohr (5) durchmessermäßig größer und mit abstehenden Haltestegen (18) versehen ist, die in entsprechende Aussparungen (19) am Flammrohrende lagefixiert sind.