Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine

Abstract

 Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse und einem nachgeschalteten Glühkörper (22), der einen Durchgang (24) für die Spritzstrahlen hat und von einem Ringraum (72) umgeben ist, welcher mit dem Brennraum über Kanäle (70 bzw. 96) in Verbindung steht und von welchem Kanäle in den Weg der Spritzstrahlen führen, über welche die Spritzstrahlen durch Injektorwirkung Luft aus dem Brennraum ansaugen. Der Glühkörper (22) hat erfindungsgemäss einen zur Einspritzdüse hin sich stetig verkleinernden Außendurchmesser, wodurch die Injektorwirkung verstärkt, die den stromauf liegenden Bereich des Glühkörpers (22) umgebenden, zu seiner Halterung und Kontaktierung dienenden Teile (30, 44, 46, 48, 50) thermisch entlastet und das dynamische Verhalten des Glühkörpers verbessert wird.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Gattung ist der Glühkörper als zylindrisches Bauelement ausgeführt und auch der Querschnitt des den Glühkörper umgebenden Ringraums ist über die gesamte Länge des Glühkörpers gleich. Das kann in manchen Fällen dazu führen, daß nur im stromab liegenden Endbereich des Glühkörpers die Spritzstrahlen ausreichend erwärmt und die für deren Aufbereitung benötigte Luft in ausreichender Menge in die Spritzstrahlen eingesaugt wird, so daß die Aufbereitung noch verbesserungsbedürftig ist.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich der Querschnitt des den Glühkörper umgebenden Ringraums zur Einspritzdüse hin vergrößert und dadurch die Strömungsverhältnisse für die angesaugte Luft insgesamt verbessert werden. Wenn zudem der Glühkörper eine über die gesamte Länge gleichbleibende Wandstärke hat, paßt sich auch sein innerer Durchgang der Spritzstrahlform besser an, wodurch auch die Injektorwirkung der den Glühkörper durchsetzenden Spritzstrahlen an sich erhöht wird.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.

[0004] Der erfindungsgemäße Vorschlag wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn der Glühkörper in an sich bekannter Weise als Glühwendel ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausbildung des Glühkörpers führt die der Strömungsrichtung des Kraftstoffs entgegengerichtete stetige Querschnittserweiterung des den Glühkörper umgebenden Ringraums dazu, daß die angesaugte Luft über die gesamte Länge des Glühkörpers durch die Windungszwischenräume annähernd gleichmäßig in den Durchgang für die Spritzstrahlen eintreten kann. Ferner wird durch die konische Ausbildung des Glühkörpers ein besseres dynamisches Verhalten der Drahtwendel erreicht und dadurch die Bruchgefahr vermindert.

[0005] Die konische Ausführung des Glühkörpers wirkt sich ferner auch dadurch vorteilhaft aus, daß die den stromauf liegenden Bereich des Glühkörpers umgebenden Bauteile zum Halten und Kontaktieren des Glühkörpers, sowie gegebenenfalls zum Abführen eines Teils der vom Glühkörper auf den Düsenkörper der Einspritzdüse abgestrahlten Wärme, und die Verbindungsstellen dieser Bauteile untereinander thermisch weniger hoch beansprucht werden als bei zylindrischer Ausbildung des Glühkörpers.

[0006] Eine besonders gedrängte und fertigungstechnisch günstige Ausführung ergibt sich, wenn der Glühkörper mit radialem Spiel von einer Hülse umgeben ist, die brennraumseitig mit einem das eine Ende des Glühkörpers zentriert festhaltenden und Durchbrüche aufweisenden inneren Ringbund versehen ist, und an welcher düsenseitig eine Kontaktscheibe befestigt ist, welche das andere Ende des Glühkörpers zentriert festhält und mit Mitteln zum Anschließen einer Stromzuführung versehen ist.

Zeichnung

[0007] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren 1 und 2-zeigen je eines der Ausführungsbeispiele anhand eines vergrößerten Schnittes durch das brennraumseitige Stirnende einer Einspritzdüse und einen in deren Überwurfmutter integriertem Glüheinsatz.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0008] Die Einspritzdüse nach Figur 1 hat einen Düsenkörper 10, in welchem wie bekannt ein Ventilsitz gebildet und eine Ventilnadel verschiebbar gelagert ist. Der Düsenkörper 10 und eine den Hub' der Ventilnadel begrenzende Zwischenscheibe sind durch eine Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter festgespannt, in welchem u.a. eine die Ventilnadel gegen die Ventilsitz pressende Schließfeder untergebracht ist. Am brennraumseitigen Stirnende ist der Düsenkörper 10 mit einem konischen Wandabschnitt 14 versehen, welcher in eine ebene Stirnwand 16 übergeht.

[0009] Die Überwurfmutter 12 ist brennraumseitig über den Düsenhalter 10 hinaus verlängert und stromab von dessen Stirnwand 16 mit einer inneren Stützschulter 18 versehen, an welcher ein als Ganzes mit der Bezugszahl 20 bezeichneter Glüheinsatz anliegt. Dieser hat als zentrales Bau- .element einen als Drahtwendel ausgeführten Glühkörper 22, der einen Durchgang 24 für die Spritzstrahlen 26 bildet. Der Glühkörper 22 ist so bemessen, daß die Spritzstrahlen den Glühkörper nicht benetzen, jedoch eine Injektorwirkung hervorrufen, durch welche Luft aus dem Brennraum in das Innere des Glühkörpers 22 bzw. in die Randzonen der den Glühkörper 22 durchsetzenden-Spritzstrahlen eingesaugt wird.

[0010] Der Glühkörper 22 ist von einer metallischen Hülse 30 umgeben, die einen Flansch 32, der auf der Stützschulter 18 der Überwurfmutter 12 aufliegt. Am brennraumseitigen Ende ist die Hülse 30 mit einem nach innen gerichteten Ringbund 34 versehen, an welchem der Glühkörper 22 zentriert abgestützt und z.B. angelötet ist. Stromab der Stützschulter 18 weist die Überwurfmutter 12 einen Bohrungsabschnitt 36 auf, welcher die Hülse 30 passend umgreift. An den Bohrungsabschnitt 36 schließt sich ein Ringkragen 38 an, der das brennraumseitige Stirnende der Hülse 30 und des Glühkörpers 22 schützend umgibt.

[0011] Auf der Hülse 30 liegen übereinandergefügt ein erster ringförmiger Isolierkörper 44, eine metallische Kontaktscheibe 46, ein zweiter ringförmiger Isolierkörper 48 und ein metallischer Haltering 50 auf. Der Isolierkörper 44 ist durch einen Ringbund 52 der Hülse 32 zentriert.

[0012] Der Haltering 50 greift mit einem ringförmigen Schenkel 54 passend über die Isolierkörper 44 und 48, so daß auch der zweite Isolierkörper 48 gegenüber der Hülse 30 zentriert ist. Der äußere Ringrand der Kontaktscheibe 46 ist gegenüber dem mittleren Scheibenbereich axial versetzt und so breit bemessen, daß auch die Kontaktscheibe 46 gegenüber der Hülse 30 zentriert ist.

[0013] Das stromauf liegende Ende des Glühkörpers 22 ist an der Kontaktscheibe 46 angelötet, die einen inneren Bördelrand 56 zum Zentrieren des Glühkörpers 22 hat. Am äußeren Ringrand ist die Kontaktscheibe 46 mit einer Kontaktfahne 58 versehen, die eine Umfangsaussparung in dem Schenkel 54 des Halterings 50 mit Spiel durchsetzt, in eine Querbohrung 59 der Überwurfmutter 12 hineinragt und zum Befestigen eines Anschlußkabels dient. Die Isolierkörper 44 und 48 bestehen vorzugsweise aus einem keramischen Material und die Kontaktfahne 58 ist vorzugsweise mit einer isolierenden Umhüllung versehen.

[0014] Zwischen Haltering 50 und Düsenkörper 10 ist ein metallischer Wärmeschutzring 60 verformt eingespannt, der mit einem inneren Ringrand 62 gegen die Stirnwand 16 des Düsenkörpers 10 drückt. Ein axial zum inneren Ringrand 62 versetzter mittlerer Ringbereich 64 stützt sich am Haltering 50 ab und der äußere Ringrand 66 des Wärmeschutzringes 60 ist konisch nach oben gezogen und liegt an dem konischen Wandabschnitt 14 des Düsenkörpers 10 an. Dadurch ist der Wärmeschutzring 60 am Düsenkörper 10 zentriert und der .Durchgang 24 gegen die den Wärmeschutzring 60 umgebende Kammer 68 einwandfrei abgedichtet.

[0015] Die Teile 44 bis 50 können miteinander und mit der Hülse 30 verlötet oder verklebt sein, so daß sie vor dem Zusammenbau der Einspritzdüse als eine selbständige Baueinheit gehandhabt werden können. Diese Baueinheit wird von der stromauf liegende Seite der Überwurfmutter 12 her in diese eingesetzt und bis zur Anlage an der Stützschulter 18 vorgeschoben. Danach kann die Hülse 30 an geeigneter Stelle mit der Überwurfmutter 12 verklebt oder verlötet bzw. verschweißt werden. Die Montage der Einspritzdüse erfolgt hiernach zweckmäßig so, daß der Düsenhalter, die Zwischenscheibe und der Düsenkörper 10 aufeinandergesetzt, der Wärmeschutzring 60 auf den Düsenkörper 10 aufgelegt und danach die Überwurfmutter 12 samt Glüheinsatz 20 auf die Teile aufgestülpt und auf den Düsenhalter aufgeschraubt wird, wobei der sich verspannende Wärmeschutzring am Düsenhalter 10 zentriert gehalten wird.

[0016] Bei einer anderen Ausführungsform können die Teile 44 bis 50, ohne miteinander verbunden zu sein, zunächst nur durch Reibungsschluß in der Hülse 30 festgehalten werden. Beim Aufschrauben der Überwurfmutter 12 auf den Düsenhalter werden die Teile dann durch den sich verspannenden Wärmeschutzring 60 gegen den Flansch 32 der Hülse 30 und diese gegen die Stützschulter 18 der Überwurfmutter 12 gedrückt, so daß gegebenenfalls auch auf einen zusätzlichen Arbeitsgang zum festen"Verbinden der Hülse 30 mit der Überwurfmutter 12 verzichtet werden kann.

[0017] Der zum Abstützen des Glühkörpers 22 dienende Ringbund 34 der Hülse 30 ist leicht schräg nach unten gerichtet und mit Bohrungen 70 zum Hindurchströmen der angesaugten Luft in einen den Glühkörper 22 umgebenden Ringraum 72 versehen. Die Achsen der Bohrungen 70 sind etwa parallel zu der benachbarten Mantellinie des Glühkörpers 22 ausgerichtet. Der Querschnitt des Ringraums 72 ist zum Düsenkörper 10 stetig erweitert und die stromauf liegenden Windungen des Glühkörpers 22 haben zu den Isolierkörpern 44, 46 und deren Verbindungen mit dem benachbarten metallischen Teilen 30, 46, 50 einen größeren Abstand, als es bei einer zylindrischen Ausführung des Glühkörpers der Fall wäre. Die Kontaktscheibe 46 ist mit Bohrungen 74 versehen, durch welche die angesaugte Luft aus dem Ringraum 72 auch in den zwischen Düsenkörper 10 und Kontaktscheibe 46 liegenden Ringraum treten kann.

[0018] Durch die der Strahlform gut angepaßte Ausbildung des Glühkörpers 22 wird an sich schon die Injektorwirkung der den Glühkörper durchsetzenden Spritzstrahlen verbessert. Durch die Querschnittserweiterung des Ringraumes 72 wird der Lufteintritt in die Spritzstrahlen über die gesamte Länge des Glühkörpers 22 vergleichmäßigt und die Isolierkörper 44, 48 bzw. deren Verbindungsstellen mit den anliegenden metallischen Teilen thermisch entlastet. Durch-die konische Ausbildung wird auch das dynamische Verhalten der Glühwendel verbessert und die Bruchgefahr vermindert.

[0019] Die Einspritzdüse nach Figur 2 hat,eine Hülse 90, die zwischen der Stützschulter 18 und einer Stirnwand 92 fest in die Überwurfmutter 12 eingebördelt ist. Die Hülse 90 ist brennraumseitig mit einem inneren Ringbund 94 versehen, an welchem ein mit der Ausführung nach Figur 1 übereinstimmender Glühkörper 22 zentriert abgestützt und befestigt ist. Im Ringbund 94 sind Bohrungen 96 für den Durchtritt der angesaugten Luft vorgesehen, die parallel zur Achse der Einspritzdüse ausgerichtet sind.

[0020] Die Isolierkörper 44, 48, eine Kontaktscheibe 97 und eine ebene metallische Haltescheibe 98 sind miteinander und mit der Hülse 90 fest verbunden und ohne weitere Hilfsmittel allein durch entsprechende Ausbildung eines Hilfswerkzeugs beim Fügen der Teile gegeneinander zentriert. Die Anschlußfahnen der Kontaktscheibe 97 sind hochgestellt und mit dem nach innen gezogenen Konus der Stromzuleitung 99 verbunden.

[0021] Durch den Verzicht auf einen die Isolierkörper 44, 48 und die Kontaktscheibe 97 zentrierenden Ringbund an der Hülse 90 wird ein noch größerer Abstand zwischen Glühkörper 22 und Hülse 90 im oberen Bereich erzielt und daher die Verbindungsstelle von Hülse 90 mit dem benachbarten Isolierkörper 44 weiter thermisch entlastet. Durch die achsparallele Anordnung der Bohrungen 96 können diese auch durch einfaches Stanzen hergestellt werden. Anstelle von Bohrungen können auch Schlitze in den Ringbund 94 gestanzt werden. Durch Wegfall eines im Querschnitt L-förmigen Halteringes (50 in Figur 1) können bei gleichen Abmessungen der Überwurfmutter 12 der Außendurchmesser der Isolierkörper vergrößert und dadurch die Klebe- bzw. Lötverbindungen der im Sandwich-Verfahren gefügten Teile weiter verstärkt werden.

Ansprüche

1. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einer Einspritzdüse und.einem der Spritzöffnung der Einspritzdüse nachgeschalteten Glühkörper, der einen Durchgang für die Spritzstrahlen hat und von einem Ringraum umgeben ist, der mit dem Brennraum in Verbindung steht und von welchem Kanäle in den Weg der Spritzstrahlen führen, über welche die Spritzstrahlen durch Injektorwirkung Luft aus dem Brennraum ansaugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (22) über mindestens den größeren Teil seiner Länge einen zur Einsritzdüse (10) hin sich stetig verkleinernden Außendurchmesser hat.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (22) in an sich bekannter Weise als Drahtwendel ausgeführt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper (22) mit radialem Spiel von einer Hülse (30) umgeben ist, die brennraumseitig mit einem das eine Ende des Glühkörpers (22) zentriert festhaltenden und Durchbrüche (70) aufweisenden inneren Ringbund_(34) versehen ist, und an welcher düsenseitig eine Kontaktringscheibe (46) befestigt ist, welche das andere Ende des Glühkörpers (22) zentriert festhält und mit einer Stromzuführung verbindet.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktringscheibe (46) im Bereich des zwischen Hülse (30) und Glühkörper (22) gebildeten Ringraums (72) mit Durchbrüchen (74) versehen ist.

Zeichnung