EP0158739B1 - Apparatus for injecting fuel into combustion chambers - Google Patents

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EP0158739B1
EP0158739B1 EP84116262A EP84116262A EP0158739B1 EP 0158739 B1 EP0158739 B1 EP 0158739B1 EP 84116262 A EP84116262 A EP 84116262A EP 84116262 A EP84116262 A EP 84116262A EP 0158739 B1 EP0158739 B1 EP 0158739B1
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glow plug
heating resistor
injection
fuel
central region
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Werner Dr. Dipl.-Phys. Grünwald
Ernst Imhof
Iwan Komaroff
Rolf Dipl.-Ing. Mayer
Günther Schmid
Helmut Reum
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/06—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

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Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einrichtungen dieser Gattung (EP-A-0102507) ist der Glühkörper so ausgebildet, dass sich über seine ganze axiale Länge hinweg annähernd die gleiche Glühtemperatur ergibt, oder es können einzetne Bereiche eines auf einem keramischen Trägerkörper aufgebrachten Leiterbelags unabhängig vonsanderen Bereichen kontrolliert zum Glühen gebracht werden, um dadurch gezielt verschiedene Glühzustände hervorzurufen und die Strahl- bzw. Zündqualität an die Erfordernisse eines optimalen Betriebs im jeweiligen Arbeitspunkt des Motors anzupassen. Bei diesen Ausführungen lässt es sich jedoch nicht in jedem Fall vermeiden, dass die mit weiterführenden Leitungselementen kontaktierten Enden des Glühkörpers und ggf. auch die dem Glühkörper zugekehrte Stirnseite der Einspritzdüse unerwünscht hohe Temperaturen annehmen.The invention relates to a device for injecting fuel into combustion chambers according to the preamble of the main claim. In known devices of this type (EP-A-0102507), the incandescent body is designed such that approximately the same annealing temperature results over its entire axial length, or individual areas of a conductor coating applied to a ceramic carrier body can be controlled for annealing independently of other areas are brought about in order to bring about different glow conditions and to adapt the beam or ignition quality to the requirements of optimal operation at the respective operating point of the engine. With these designs, however, it cannot be avoided in every case that the ends of the incandescent body contacted with further line elements and possibly also the end face of the injection nozzle facing the incandescent body assume undesirably high temperatures.

Ferner ist nach Art 54 (3) des EPÜ die WO-A-8404567 als Stand der Technik zu berücksichtigen, bei der eine Einrichtung der gattungsmässigen Art einen Glühkörper stromab der Einspritzdüse hat, welcher aus einem hohlzylindrischen Keramikkörper und einem gewendelten Glühdraht besteht, der in seiner Längsrichtung gewellt ist und mit seinen nach aussen weisenden Wellenbergen in eine entsprechend gewendelte Nut in der Bohrungswand des Keramikkörpers eingelagert ist. Der Glühdraht ist über seine ganze Länge hinweg mit einem gleichbleibenden Drahtquerschnitt versehen, die Wellenteilung ist jedoch in mehreren axial aufeinanderfolgenden Teilbereichen unterschiedlich gross bemessen, so dass die Teilbereiche in einem unterschiedlich grossen Wärmekontakt mit dem Keramikkörper und mit der durchtretenden Verbrennungsluft stehen. Die Anordung ist so getroffen, dass ein aussenliegender Teilbereich des Glühdrahtes die Funktion eines Schnellaufheizelementes ausübt, während die anderen Teilbereiche zusammen mit dem Keramikkörper als Dauerheizelemente für den konstanten Betriebseinsatz wirken.Furthermore, according to Art 54 (3) of the EPC, WO-A-8404567 is to be considered as prior art, in which a device of the generic type has a glow body downstream of the injection nozzle, which consists of a hollow cylindrical ceramic body and a coiled filament, which in is corrugated in its longitudinal direction and is embedded with its outwardly pointing wave crests in a correspondingly coiled groove in the bore wall of the ceramic body. The glow wire is provided with a constant wire cross-section over its entire length, but the shaft pitch is dimensioned differently in several axially consecutive sections so that the sections are in different thermal contact with the ceramic body and with the combustion air that passes through. The arrangement is such that an outer section of the filament performs the function of a rapid heating element, while the other sections together with the ceramic body act as permanent heating elements for constant operation.

Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:

Die erfindungsgemässe Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass der Glühkörper den unterschiedlichen Anforderungen von kurzen Aufheizzeit und guter Dauerglühqualität genügt, ohne dass die an den Stirnenden des Glühkörpers bzw. eines mit dem Glühkörper versehenen Tragkörpers angeordneten Kontaktierungsstellen und Halterungen unzulässig stark erhitzt werden. Der mittlere, wesentlich heissere Bereich des Glühkörpers ermöglicht kurze Aufheizzeiten und aufgrund der höheren Temperaturdifferenz zu dem im Luftmantel vorbeiströmenden Kraftstoffstrahl einen besseren Wärmeübergang. Die intensive Infrarotstrahlung dieses Glühkörperbereichs heizt die Kraftstofftröpfchen der Luft-Kraftstoffverwirbelung auf, während die Luft durch Konvektion dort, wo sie am Glühkörper vorbeiströmt, erhitzt wird. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch ist somit wirkungsvoll für seine leichte Entflammbarkeit vorgeheizt, ohne dass der Glühkörper mit Kraftstoff in Berührung kommt. Durch die Ausbildung des Glühkörpers als elektrisches Widerstandselement kann sehr genau ein gewünschtes Temperaturprofil gestaltet werden.The device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the incandescent body meets the different requirements of short heating-up time and good continuous annealing quality, without the contacting points and brackets arranged on the ends of the incandescent body or a supporting body provided with the incandescent body being heated to an unacceptably high degree will. The middle, much hotter area of the incandescent body enables short heating times and, due to the higher temperature difference to the fuel jet flowing in the air jacket, better heat transfer. The intense infrared radiation from this area of the glow element heats the fuel droplets of the air-fuel swirl, while the air is heated by convection where it flows past the glow element. The fuel-air mixture is thus effectively preheated for its easy flammability, without the incandescent body coming into contact with fuel. By designing the incandescent body as an electrical resistance element, a desired temperature profile can be designed very precisely.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.Advantageous developments of the arrangement according to the main claim are possible through the features listed in the subclaims.

Eine einfache und stabile Ausführung ergibt sich, wenn der Glühkörper als ein zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist, der an seinen beiden Stirnflächen kontaktierbar ist und dessen Durchmesser vorteilhaft zu den Stirnenden hin vergrössert ist. Der Glühkörper kann in dieser Ausgestaltung auch Träger eines Heizwiderstandes sein und für die notwendige mechanische Festigkeit sorgen. Ausserdem ermöglicht der grössere Durchmesser der Stirnflächen einen grösseren elektrisch wirksamen Querschnitt und eine besonders sichere Kontaktierung. Der Glühkörper bzw. der auf ihn aufgebrachte Heizwiderstand kann vorteilhaft mit Kontaktierungsscheiben verbunden sein, die an den Stirnflächen des Glühkörpers angelötet sind.A simple and stable design results if the incandescent body is designed as a cylindrical hollow body which can be contacted on its two end faces and whose diameter is advantageously enlarged toward the end faces. In this embodiment, the incandescent body can also be a carrier of a heating resistor and provide the necessary mechanical strength. In addition, the larger diameter of the end faces enables a larger electrically effective cross section and a particularly secure contact. The incandescent body or the heating resistor applied to it can advantageously be connected to contacting disks which are soldered to the end faces of the incandescent body.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Glühkörper als wendelförmiger Heizwiderstand ausgebildet, der im mittleren Bereich einen geringeren Windungsquerschnitt als in den äusseren Bereichen hat. Dieses Merkmal erlaubt auf einfache Weise, das Temperaturprofil über den Querschnitt der Widerstandswendel festzulegen.In an advantageous development of the invention, the incandescent body is designed as a helical heating resistor which has a smaller winding cross section in the central region than in the outer regions. This feature allows the temperature profile to be established in a simple manner over the cross section of the resistance coil.

Insbesondere für keramische Widerstandsmaterialien lassen sich gut reproduzierbare Eigenschaften dadurch erzielen, dass der wendelförmige Heizwiderstand aus einem Rohr eines Widerstandsmaterials herausgefräst ist, wobei zur Querschnittsänderung der Widerstandswendel die Steigerung der gefrästen Wendel variabel ist. Dabei besteht in einer vorteilhaften Ausführungsform der wendelförmige Heizwiderstand aus dem Material Molybdändisilizid (MoSi2). Die temperaturkritischen Zonen des Glühkörpers können nach diesem Erfindungsmerkmal den thermisch wenig belasteten Zonen an den Stirnseiten des Glühkörpers zugeordnet werden, denn bei dem Werkstoff MoSi2 kann im Langzeitbetrieb bei ca. 500-600 °C sogenannte Tieftemperaturoxydation auftreten, andererseits erlauben geeignete Temperaturen an den Stirnseiten des Glühkörpers, dass die Kontaktierungsscheiben schmelzsicher an den Glühkörper anlötbar sind.For ceramic resistance materials in particular, reproducible properties can be achieved by milling the helical heating resistor out of a tube of a resistance material, the increase in the milled coil being variable for changing the cross section of the resistance coil. In an advantageous embodiment, the helical heating resistor consists of the material molybdenum disilicide (MoSi 2 ). According to this feature of the invention, the temperature-critical zones of the incandescent body can be assigned to the zones on the end faces of the incandescent body which are subject to little thermal stress, because with the material MoSi2, so-called low-temperature oxidation can occur in long-term operation at approx Incandescent body that the contacting disks can be soldered to the incandescent body in a melt-proof manner.

Ist der wendelförmige Heizwiderstand aus dem Material MoSi2 gefertigt, und aus einem Rohr dieses Materials herausgefräst, so kann es zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit vorteilhaft sein, das Stützmittel zwischen mindestens einigen Windungen des wendelförmigen Heizwiderstandes in der Art von Stegen vorhanden sind. Diese Stützmittel können dabei aus axial angebrachten Schichten elektrisch isolierender Keramikpaste bestehen, so dass die Vorteile von gewünschtem Temperaturprofil des Glühkörpers mit den Vorteilen des Widerstandsmaterials MOSi2 kombinierbar sind. Ein Vorteil des MOSi2 besteht darin, dass es einen sogenannten PTC-Effekt aufweist (Widerstandserhöhung bei Temperaturanstieg), so dass die Aufheizzeiten sehr kurz sind, und dass sich die aufgenommene elektrische Leistung ohne externes Steuergerät an wechselnde Lastzustände selbsttätig anpasst. Da MoSi2 sehr gute Hochtemperaturfestigkeit aufweist, ist es als gut verfügbarer Stoff geeignet, Platinheizelemente zu ersetzen. Ein mechanisch besonders stabiler Glühkörper ist dadurch gekennzeichnet, dass als Stützmittel ein elektrisch isolierender Zylinder vorhanden ist, der den wendelförmigen Heizwiderstand umfasst.If the helical heating resistor is made of the material MoSi 2 and milled out of a tube of this material, it can be advantageous to improve the mechanical strength that the proppant is present between at least a few turns of the helical heating resistor in the manner of webs. These support means can consist of axially attached layers of electrically insulating ceramic paste, so that the advantages of the desired temperature profile of the incandescent body can be achieved the advantages of the resistance material M O Si 2 can be combined. An advantage of the M O Si 2 is that it has a so-called PTC effect (increase in resistance when the temperature rises), so that the heating-up times are very short, and that the electrical power consumed automatically adapts to changing load conditions without an external control device. Since MoSi 2 has very good high-temperature resistance, it is suitable as a readily available material to replace platinum heating elements. A mechanically particularly stable incandescent body is characterized in that an electrically insulating cylinder is present as the support means, which includes the helical heating resistor.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgedankens besteht darin, dass der zylindrische Glühkörper auf seiner Mantelfläche Löcher in der Art einer Perforation aufweist und dass die Dichte der Löcher in seinen mittleren Bereichen höher als in seinen äusseren Bereichen ist. Dabei kann es für die Erzeugung des gewünschten Temperaturprofils bereits ausreichen, dass die Perforation nur in mittleren Bereichen des zylindrischen Glühkörpers vorhanden ist. Eine der Perforation gleichwertige Struktur kann auch dadurch erzielt werden, dass der zylindrische Glühkörper mindestens teilweise in der Art einer Zellenstruktur aufgebaut ist, wobei der wirksame elektrische Widerstand im mittleren Bereich, durch die Zellstruktur bedingt, höher als in den äusseren Bereichen ist.A further advantageous embodiment of the concept of the invention consists in that the cylindrical incandescent body has holes in the manner of a perforation on its outer surface and that the density of the holes is higher in its central regions than in its outer regions. For the generation of the desired temperature profile, it may be sufficient for the perforation to be present only in central regions of the cylindrical incandescent body. A structure equivalent to the perforation can also be achieved in that the cylindrical incandescent body is at least partially constructed in the manner of a cell structure, the effective electrical resistance in the central region, due to the cell structure, being higher than in the outer regions.

Weitere vorteilhafte Konstruktionsmerkmale gehen aus den in Verbindung mit der Zeichnung nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor.Further advantageous design features emerge from the exemplary embodiments described below in connection with the drawing.

  • Fig. 1 zeigt an einer Einspritzdüse ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung;1 shows an embodiment of the device according to the invention on an injection nozzle;
  • Fig. 2 zeigt einen wendelförmigen Heizwiderstand, der als zylindrischer Glühkörper ausgebildet ist;Fig. 2 shows a helical heating resistor which is designed as a cylindrical filament;
  • Fig. 3 zeigt einen wendelförmigen Heizwiderstand mit Kontaktierungsscheiben;Fig. 3 shows a helical heating resistor with contacting disks;
  • Fig. 4 zeigt zwei Ausgestaltungen des Glühkörpers undFig. 4 shows two configurations of the filament and
  • Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Glühkörper, der von einem Keramikschutzrohr umschlossen ist.Fig. 5 shows an embodiment with a filament, which is enclosed by a ceramic protective tube.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einem Motorblock 10 über einem Distanzring 11 eine Kraftstoffeinspritzdüse 12 mittels einer Düsenspannmutter 13 eingesetzt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 12 weist eine in einem Düsenkörper 14 arbeitende Ventilnadel 15 auf. Mit der Düsenspannmutter 13 ist der Düsenkörper 14 an einen nicht in der Fig. 1 dargestellten Düsenhalter gespannt. In eine eingedrehte Nut 16 am brennraumseitigen Ende der Düsenspannmutter 13 ist ein Gehäuse 17 einer Heizvorrichtung befestigt. Der Boden des Düsenkörpers 14 ist über einen Stützteller 18 gegen das Gehäuse 17 der Heizvorrichtung abgestützt. Das Gehäuse 17 ist mit einem Deckel 19 brennraumseitig abgeschlossen. Stützteller 18 und Deckel 19 sind als konzentrische Elemente ausgebildet, so dass der Kraftstoffstrahl 20 ungehindert in den in der Figur nicht weiter dargstellten Brennraum gelangen kann. Zwischen einer Kontaktierungsscheibe 21 und dem zur Kontaktierung mitverwendeten Deckel 19 befindet sich ein zylindrischer Glühkörper 22, dessen mechanische Festigkeit von einem oder mehreren Stützstegen 23 verbessertwird. Zur sicheren Kontaktierung des Deckels 19 über den Stützteller 18 mit dem Boden des Düsenkörpers 14 kann zwischen Stützteller 18 und Deckel 19 ein Kontaktsteg 24 vorgesehen sein. Die Betriebsspannung wird dem Glühkörper 22 über die mit ihm verbundene Kontaktierungsscheibe 21 zugeführt, die über einen Drahtbügel 25 und einen Kontaktstift 26 mit einer Zuleitung 27 verbunden ist. Der Kontaktstift 26 ist dabei Teil einer temperatur- und druckdicht eingelöteten elektrischen Durchführung 28 im Gehäuse 17. Das Gehäuse 17 weist Öffnungen 29 auf, durch die einerseits der Drahtbügel 25 zur Kontaktierungsscheibe 21 geführt ist und durch die andererseits ein Luftstrom aus dem . Brennraum an den Boden des Düsenkörpers 14 gelangen kann, und zwar genau an die Stelle, wo der Kraftstoffstrahl 20 zwischen Düsenkörper 14 und Ventilnadel 15 entsteht.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a fuel injection nozzle 12 is inserted in an engine block 10 above a spacer ring 11 by means of a nozzle clamping nut 13. The fuel injection nozzle 12 has a valve needle 15 working in a nozzle body 14. The nozzle body 14 is clamped to a nozzle holder (not shown in FIG. 1) with the nozzle clamping nut 13. A housing 17 of a heating device is fastened in a screwed-in groove 16 at the end of the nozzle clamping nut 13 on the combustion chamber side. The bottom of the nozzle body 14 is supported via a support plate 18 against the housing 17 of the heating device. The housing 17 is closed with a cover 19 on the combustion chamber side. Support plate 18 and cover 19 are designed as concentric elements, so that the fuel jet 20 can reach the combustion chamber not shown in the figure without hindrance. Between a contacting disk 21 and the cover 19 used for contacting there is a cylindrical incandescent body 22, the mechanical strength of which is improved by one or more support webs 23. For secure contacting of the cover 19 via the support plate 18 with the bottom of the nozzle body 14, a contact web 24 can be provided between the support plate 18 and the cover 19. The operating voltage is supplied to the incandescent body 22 via the contacting disk 21 connected to it, which is connected to a lead 27 via a wire bracket 25 and a contact pin 26. The contact pin 26 is part of a temperature and pressure-tight soldered electrical feedthrough 28 in the housing 17. The housing 17 has openings 29 through which the wire bracket 25 is guided on the one hand to the contacting disk 21 and through which on the other hand an air flow from the. Combustion chamber can reach the bottom of the nozzle body 14, precisely at the point where the fuel jet 20 is formed between the nozzle body 14 and the valve needle 15.

Die Arbeitsweise des dargestellten Beispiels ist folgende: Ist die Kraftstoffeinspritzdüse für die Dauer eines Einspritzaktes geöffnet, so saugt der Kraftstoffstrahl nach dem Strahlpumpenprinzip Luft an, die ihn mantelförmig umgibt und so den zylindrischen Glühkörper passiert, dass dieser mit dem Kraftstoff nicht in Berührung kommt, sondern den Luftmantel aufheizt, der dann seinerseits den Kraftstoffmantel aufheizt. Es wird jedoch nicht nur der vorbeiströmende Luftmantel von dem Heizelement aufgeheizt, sondern die Infrarotstrahlung des Heizelementes wirkt auf die Kraftstofftröpfchen des eingespritzten Kraftstoffstrahles ein und erhitzt sie. Dadurch, dass der Düsenboden mit Frischluft umspült wird, kann sich die Düse nicht mit Russteilen zusetzen und die Qualität bezüglich Menge und Tröpfchengrösse des Kraftstoffstrahles bleibt über lange Betriebszeiten gleichbleibend.The working principle of the example shown is as follows: If the fuel injector is open for the duration of an injection cycle, the fuel jet sucks in air according to the jet pump principle, which surrounds it in the form of a jacket and passes through the cylindrical filament so that it does not come into contact with the fuel, but rather heats up the air jacket, which then in turn heats up the fuel jacket. However, not only the air jacket flowing past is heated by the heating element, but the infrared radiation of the heating element acts on the fuel droplets of the injected fuel jet and heats them. Because the nozzle base is flushed with fresh air, the nozzle cannot become clogged with soot and the quality with regard to the quantity and droplet size of the fuel jet remains constant over long operating times.

Die Fig. 2 zeigt einen als wendelförmigen Heizwiderstand ausgebildeten zylindrischen Glühkörper ohne Kontaktierungsscheiben. Der zylindrische Glühkörper 22 besteht aus einem wendelförmigen Heizwiderstand 36, wobei dessen Querschnitt in einem mittleren Bereich 37 des Glühkörpers 22 niedriger und somit der Widerstand höher ist, als in seinen äusseren Bereichen 38. Dadurch wirkt der Bereich 37 als Hochtemperaturbereich, da sein auf die Länge des Heizwiderstandes bezogener Widerstand höher ist, als in den äusseren Bereichen 38. Die äusseren Bereiche 38 werden zu einem Niedertemperaturbereich, der geringere elektrische Widerstand hat eine geringere Stromwärme zur Folge, so dass hier eine haltbare Kontaktierung und Befestigung möglich ist.2 shows a cylindrical incandescent body designed as a helical heating resistor without contacting disks. The cylindrical incandescent body 22 consists of a helical heating resistor 36, the cross section of which is lower in a central region 37 of the incandescent body 22 and thus the resistance is higher than in its outer regions 38. As a result, the region 37 acts as a high-temperature region because its length of the heating resistor-related resistance is higher than in the outer regions 38. The outer regions 38 become a low-temperature region, the lower electrical resistance results in lower current heat, so that a durable contact and fastening is possible here.

In der Fig. 3 ist der wendelförmige Heizwiderstand 36, der zwischen zwei Kontaktierungsscheiben 21 befestigt ist, zwischen seinen Wendel mit axial angebrachten Schichten 41 aus Keramikpaste mechanisch verfestigt.3, the helical heating resistor 36, which is fastened between two contacting disks 21, is between its helix axially attached layers 41 made of ceramic paste mechanically solidified.

Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel eines zylindrischen Glühkörpers 22 ist in den beiden Varianten A und B dargestellt. Beide Varianten enthalten zur Halterung und Kontaktierung Endbünde 42. Bei der Variante A wird der als Hochtemperaturbereich arbeitende mittlere Bereich 37 durch eine zellenähnliche Perforation 40 gebildet, die den Querschnitt des Widerstandsmaterials verringert und damit eine Widerstandserhöhung herbeiführt.The embodiment of a cylindrical incandescent body 22 shown in FIG. 4 is shown in the two variants A and B. Both variants contain end collars 42 for holding and contacting. In variant A, the central region 37 working as a high-temperature region is formed by a cell-like perforation 40 which reduces the cross section of the resistance material and thus brings about an increase in resistance.

In der Variante B der Fig. 4 ist der wendelförmige Heizwiderstand 36 gezeigt, der aufgrund der gleichförmigen Steigung im gesamten Wendelbereich gleichen Querschnitt aufweist. Die gewünschte Temperaturabsenkung im Kontaktierbereich bewirkt hier die stark ausgebildeten Endbünde 42 durch ihren niederen elektrischen Widerstand. Die Wendel 36 kann, ebenso wie in Fig. 3 gezeigt, abgestützt sein.In variant B of FIG. 4, the helical heating resistor 36 is shown, which has the same cross section due to the uniform pitch in the entire coil area. The desired lowering of the temperature in the contact area results in the strongly formed end collars 42 due to their low electrical resistance. As shown in FIG. 3, the helix 36 can be supported.

Das in Fig. 5 gezeigte Heizelement zeigt den zylindrischen Glühkörper 22 innerhalb eines Keramikstützrohres 43. Der Glühkörper weist dabei in diesem Ausführungsbeispiel nur einen Endbund 42 auf. Er ist, wie in der Figur angedeutet, als wendelförmiger Heizwiderstand ausgebildet, der nun nicht gleichzeitig nach mechanischen Fertigkeitskriterien konstruiert ist, da das Keramikstützrohr 43 für mechanische Festigkeit sorgt.The heating element shown in FIG. 5 shows the cylindrical incandescent body 22 within a ceramic support tube 43. In this exemplary embodiment, the incandescent body has only one end collar 42. As indicated in the figure, it is designed as a helical heating resistor which is now not constructed at the same time according to mechanical skill criteria, since the ceramic support tube 43 ensures mechanical strength.

Der Glühkörper liegt zwischen den beiden Kontaktierungsscheiben (21) und wird von dort her mit Betriebsspannung versorgt.The incandescent body lies between the two contacting disks (21) and is supplied with operating voltage from there.

Claims (13)

1. Apparatus for injecting fuel into combustion chambers, especially for self-igniting internal combustion engines with an injection nozzle (12), a glow plug (22) placed downstream of the injection opening of the injection nozzle (12), which has a central opening for the passage without contact of the fuel injection jets (20), and which is formed as a resistance heating element through which an electric current flows, with the points for electrical contact on its two ends, and further with a passage surrounding the injection jets (20) and opening into the combustion chamber, into which an air-supply opening (29) opens from the side, through which the injection jets suck in air from the combustion chamber by injector action, this air surrounding the jets of fuel like a sheath, characterized in that the glow plug (22) has a greater electrical resistance in its region (37) which is central when considered in the direction of injection than in its two outer annular regions (38).
2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the glow plug (22) is formed as a cylindrical hollow body, which can make contact at its two end faces.
3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the diameter of the glow plug (22) is enlarged towards the ends (42).
4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that contact-making discs (21) are soldered to the end faces of the glow plug (22).
5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the glow plug (22) is formed as a helical heating resistor (36), which has a lesser cross-section of turns in the central region (37) than in the outer regions (38).
6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the heating resistor (36) is machined out of a tube of a resistance material, the pitch of the machined helix being variable for alteration of the cross-section.
7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the glow plug (22) or the helical heating resistor (36) consists of the material MoSiz.
8. Apparatus according to one of claims 5 to 7, characterized in that supporting means in the nature of bars are present between at least some of the turns of the helical heating resistor (36).
9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the supporting means are formed by axially applied coatings (41) of insulating ceramic paste.
10. Apparatus according to claim 9, characterized in that an insulating cylinder (43) serves as supporting means, which surrounds the helical heating resistor (36).
11. Apparatus according to one of claims 2 to 10, characterized in that the glow plug (22) has holes in the nature of a perforation (40) in its circumferential surface, and that the density of the holes in its central region (37) is higher than in its outer regions (38).
12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the perforation (40) is present only in the central region (37) of the glow plug (22).
13. Apparatus according to claims 10 or 11, characterized in that the glow plug (22) is constructed at least partly in the manner of a cellular structure, the effective electrical resistance produced in the central region (37) being greater than in the outer regions (38) by virtue of the cellular structure.
EP84116262A 1984-04-14 1984-12-22 Apparatus for injecting fuel into combustion chambers Expired EP0158739B1 (en)

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EP0158739A2 EP0158739A2 (en) 1985-10-23
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