DE2358348C2

DE2358348C2 - Flame starting system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2358348C2
Application number: DE19732358348
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Steiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1973-11-23
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE2358348A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flammstartanlage zur Erwärmung der Verbrennungsluft von Brennkraftmaschinen mit einer in das Saugrohr einspritzenden Kraftstoffeinspritzdüse, die von einer den kegelförmigen Kraftstoffeinspritzstrahl gegenüber der die Verbrennungsluft zuführenden Luftströmung abschirmenden Schutzvorrichtung trichterförmig umgeben ist, durch die Elektroden einer Zündvorrichtung in den Einspritzstrahl ragen. Mittels derartiger Flammstartanlagen soll insbesondere bei kalten Brennkraftmaschinen durch Erwärmung der Ansaugluft eine bessere Verbrennung in den Arbeitsräumen der Brennkraftmaschine erreicht werden. Bei einer durch die US-PS 35 26 214 bekannten Flammstartanlage der eingangs genannten Art ist eine Kraftstoffeinspritzdüse in einem Ansaugluft führenden Rohr vorgesehen, die in einen Mantelstrom von Sekundärluft Kraftstoff spritzt. Der austretende Kraftstoff-Luft-Gemisch-Kegel wird durch eine topfförmige Schutzvorrichtung von der zuströmenden Ansaugluft geschützt Der Rand dieser Schutzvorrichtung ist kegelförmig in Anpassung an den Gemischkegel aufgeweitet Bei dieser Einrichtung besteht jedoch der Nachteil, daß die Schutzeinrichtung einen sehr hohen Strömungswiderstand aufweist und daß der versprühte Kraftstoff sich an den kalten Wänden des Luftzuführungsrohres oder der Schutzvorrichtung ablagern kann, von wo insbesondere im Betriebsfall der Flammstartanlage bei kalter Brennkraftmaschine eine Verdampfung und Aufbereitung des Kraftstoffes nicht mehr möglich ist und sich Kraftstoffpfützen im Saugrohrsystem derThe invention relates to a flame starting system for heating the combustion air of internal combustion engines with a fuel injection nozzle which injects into the intake manifold and which is guided by one of the conical Shielding the fuel injection jet from the air flow supplying the combustion air Protective device is funnel-shaped surrounded by the electrodes of an ignition device in the Injection jet protrude. Such flame starting systems should be used in particular in the case of cold internal combustion engines by heating the intake air, better combustion in the working spaces of the internal combustion engine can be achieved. In a known from US-PS 35 26 214 flame starting system mentioned above Art, a fuel injection nozzle is provided in a pipe leading to the intake air, which is in a sheath flow secondary air injects fuel. The exiting fuel-air mixture cone is replaced by a cup-shaped Protective device protected from the incoming intake air The edge of this protective device is widened conically to match the mixture cone Disadvantage that the protective device has a very high flow resistance and that the sprayed Fuel can deposit on the cold walls of the air supply pipe or the protective device, from where evaporation occurs, especially when the flame starting system is in operation when the internal combustion engine is cold and preparation of the fuel is no longer possible and there are puddles of fuel in the intake manifold system

Form internal combustion engine.

In einer anderen in der US-PS 35 26 214 gezeigten Ausgestaltung wird von einer Mischdüse das Kraftstoff-Luft-Gemisch in ein innerhalb eines Luftführungsrohres angeordnetes Brennrohr geblasen, wobei die Mischdüse ohne besondere Schutzvorrichtung durch die Einbaulage im Saugrohr von der zuströmenden Verbrennungsluft geschützt ist Zur Zufuhr von sekundärer Verbrennungsluft ist der Mischdüse in Strömungsrichtung eine sich kegelförmig nach innen verjüngende Blende vorgeschaltet, die Teil einer die Düse vom Saugrohr abtrennenden Trennwand ist Die Blende wirkt dabei als Ejektor und bringt vom Saugrohr her Sekundärluft in die in das Brennrohr eintretende Flamme.In another embodiment shown in US Pat. No. 3,526,214, the fuel-air mixture is fed from a mixing nozzle blown into a combustion tube arranged inside an air duct, the mixing nozzle without any special protective device due to the installation position in the intake manifold from the incoming combustion air is protected For the supply of secondary combustion air, the mixing nozzle in the direction of flow is a upstream conical inwardly tapering aperture, which is part of the nozzle of the suction pipe The screen acts as an ejector and brings in secondary air from the intake manifold the flame entering the burner tube.

The invention is based on the object of a

Flammstartanlage zu schaffen, bei der der in das Saugrohr eingespritzte Kraftstoff völlig verbrannt werden kann und es vermieden wird, daß sich im Saugrohrsystem Krafutoffpfützen bilden.To create a flame starting system in which the fuel injected into the intake manifold is completely burned can be and it is avoided that Krafutoff puddles form in the intake manifold.

According to the invention, this object is achieved by

daß die Schutzvorrichtung als ein sich weitgehend parallel zum kegelförmigen Kraftstoff-Einspritzstrahl verlaufender Flammtrichter ausgebildet ist, an dessen äußerem Ende eine kegelstumpfförmig ausgebildete, sich in Einspritzrichtung verjüngende, in der Mitte geöffnete Prallplatte über einzelne, eine Wärmeflußdrossel bildende Halterungen befestigt ist.that the protective device as a largely parallel to the conical fuel injection jet running flame funnel is formed, at the outer end of a truncated cone-shaped, baffle plate that tapers in the direction of injection and is open in the middle via individual heat flow throttles forming brackets is attached.

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden mit weiteren Vorteilen näher beschrieben. Es zeigtTwo embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form in the drawing and are described in more detail below with further advantages. It shows

Fig. 1 einen Flammtrichter in einem Saugrohrkrümmer angeordnet und1 shows a flame funnel in an intake manifold arranged and

Fig. 2 einen schräg zur Strömungsrichtung des Saugrohres angeordneten Flammtrichter.2 shows a flame funnel arranged at an angle to the direction of flow of the suction pipe.

In einem Saugrohr 1 (F i g. 1) ist an einer Stelle, in der das Saugrohr um 90 Grad abgewinkelt ist, ein Flammtrichter 2 angeordnet, der von der Saugluft einer Brennkraftmaschine in Pfeilrichtung um- und angeströmt wird. An der engsten Stelle des Flammtrichters 2 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse 3 angeordnet, über die durch nicht näher gezeigte Mittel gefördert, bei kaltem Motor oder sehr kalten Außentemperaturen Kraftstoff in Form eines Kegels 4 eingespritzt wird. Der Mantel des Spritzkegels 4 verläuft in etwa parallel zur Wandung des Flammtrichters 2. In der Nähe der Einspritzstelle ist eine Zündvorrichtung 5 angeordnet mit einer gegenüber dem Saugrohr isolierten Elektrode 6 und einer Masseelektrode 7. Während die Elektrode 7 am Flammtrichter 2 befestigt ist, ist die Elektrode 6 in einem Rohr 8 angeordnet, daß tangential in den Flammtrichter 2 einmündet In diesem Rohr 8 ist eine Belüftungsbohrung 9 angeordnet, über die Luft durch das Rohr 8 in den Flammtrichter 2 strömt und damit vermeidet, daß zwischen den Elektroden 6 und 7 durch Kraftstoffnebel oder gar Rußteilchen ein Kurzschluß entsteht.In a suction pipe 1 (Fig. 1) is at a point in which the suction pipe is angled by 90 degrees, a Flame funnel 2 arranged, which flows around and against the suction air of an internal combustion engine in the direction of the arrow will. At the narrowest point of the flame funnel 2, a fuel injection nozzle 3 is arranged through which promoted by means not shown in detail, with a cold engine or very cold outside temperatures fuel is injected in the form of a cone 4. The jacket of the spray cone 4 runs approximately parallel to the wall of the flame funnel 2. In the vicinity of the injection point, an ignition device 5 is arranged with one opposite the suction tube insulated electrode 6 and a ground electrode 7. While the electrode 7 on Flame funnel 2 is attached, the electrode 6 is arranged in a tube 8 that tangentially into the flame funnel 2 opens into this tube 8 is a ventilation hole 9 arranged, flows through the air through the pipe 8 in the flame funnel 2 and thus avoids that A short circuit occurs between electrodes 6 and 7 due to fuel mist or even soot particles.

Damit innerhalb des Flammtrichters 2 eine gute Verbrennung stattfindet, sind in dessen Wand Belüftungsbohrungen 11 vorgesehen, über die die vom MotorSo that a good combustion takes place within the flame funnel 2, ventilation holes are in its wall 11 provided through which the engine

angesaugte Luft in den Flammtrichter und damit in den Kraftstoffkegel gelangt Diese Belüftungsbohrungen sind in Durchmesser und Anzahl so gewählt, daß im Flammtrichter etwa gleiche Strömungsverhaltnisse herrschen, d.h., daß auf der der direkten Strömung ausgesetzten Seite kleinere oder weniger Bohrungen angeordnet sind als auf der abgewandten Seite. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die direkt angeströmte Seite die dem Anschlußstutzen 12 zugewandte Seite 13, während bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Seite 14, die nahezu senkrecht im Saugrohrstrom angeordnet ist, die kleineren Löcher oder eine geringere Zahl an Löchern aufweistAir sucked into the flame funnel and thus into the fuel cone. These ventilation holes are chosen in diameter and number so that approximately the same flow conditions in the flame funnel rule, i.e. that of the direct current exposed side smaller or fewer holes are arranged than on the opposite side. In which in Fig. 1, the side directly exposed to the flow is the side facing the connecting piece 12 Page 13, while the one in Fig.2 illustrated embodiment, the page 14, which is arranged almost vertically in the intake manifold flow, the has smaller holes or a smaller number of holes

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Flammeinrichtung nahezu gleich ausgebildet wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel. Im Unterschied hierzu ist sie lediglich in einem gradverlaufenden Abschnitt des Saugrohres angeordnet Die Achse des Spritzkegels ist gegenüber der Achse des Saugrohrs geneigt, so daß die Strömungsluft den Flammtrichter lediglich von außen trifftIn the case of the FIG. 2, the flame device is designed almost the same as in the case of the one shown in FIG. 1 shown example. In contrast to this, it is only in a straight line Section of the suction pipe arranged The axis of the spray cone is opposite the axis of the suction pipe inclined so that the flow air only hits the flame funnel from outside

Um ein Abreißen der Flamme zu vermeider: und um außerdem ein für die Verbrennung vorteilhaftes Verdampfen des Kraftstoffes zu erreichen, verläuft quer zum Spritzkegel 4 ein als Prallplatte 15 dienender kegelförmiger Ring, der durch Halterungen 16 mit dem Flammtrichter 2 verbunden ist Diese Halterungen 16 ermöglichen nur einen geringen Wärmeübergang, um zu vermeiden, daß der durch die Saugluft gekühlteTo prevent the flame from tearing off: and also to be beneficial for combustion To achieve evaporation of the fuel, a serving as a baffle plate 15 runs transversely to the spray cone 4 conical ring which is connected to the flame funnel 2 by brackets 16 allow only a low heat transfer in order to avoid that the cooled by the suction air

s Flammtrichter 2 die Prallplatte 15 abkühlt. Aus strömungstechnischen Gründen ist der Ring kegelförmig ausgebildet Durch die in der Zeichnung dargestellte Gestaltung des Flammtrichters und die Anordnung von Einspritzdüse und Zündvorrichtung herrschen ims flame funnel 2, the baffle plate 15 cools. For fluidic reasons, the ring is conical formed by the design of the flame funnel shown in the drawing and the arrangement of Injection nozzle and ignition device prevail in the

ίο Bereich der Einspritzstelle sowie Zündstelle nur sehr geringe Luftströmungen, die weitgehend unabhängig von den sich laufend ändernden Saugrohrströmungen sind. Eine besonders gute Durchmischung von der im Flammtrichter nicht verbrannten Saugluft des Motors und der erhitzten durch die Verbrennung im Flammtrichter verbrauchten Luft wird dann erreicht wenn der im Saugrohr im Bereich des Flammtrichters verbleibende Durchgangsquerschnitt einschließlich der Belüftungsbohrungen 11 mindestens halb so groß ist wie der normale Saugrohrquerschnitt vor und nach dem Flammtrichter. Es ist auch denkbar daß der Flammtrichter den ganzen Durchmesser des Saugrohres ausfüllt und die gesamte angesaugte Luft über die Bohrungen 11 strömen muß, was eine besonders günstige Vermischung ergibt.ίο Area of the injection point as well as the ignition point only very low air currents that are largely independent of the constantly changing intake manifold currents are. A particularly good mixing of the suction air from the motor that was not burned in the flame funnel and the heated air consumed by the combustion in the flame funnel is reached when the the passage cross-section remaining in the suction pipe in the area of the flame funnel including the ventilation holes 11 is at least half the size of the normal intake manifold cross-section before and after Flame funnel. It is also conceivable that the flame funnel has the entire diameter of the suction tube fills and all the air drawn in must flow through the bores 11, which is a special one favorable mixing results.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Flame starting system for heating the combustion air of internal combustion engines with a fuel injector injecting into the intake manifold, the one of the conical fuel injection spray opposite the one supplying the combustion air Air flow shielding protective device is funnel-shaped surrounded by the electrodes an ignition device protrude into the injection jet, characterized in that the Protective device as a largely parallel to the conical fuel injection jet (4) extending flame funnel (2) is formed, at the outer end of a frustoconical formed, in the injection direction tapering, open in the middle baffle plate (15) over individual, a heat flow throttle forming brackets (16) is attached

2. Flame starting system according to claim 1 with in the Schutzvorriohiung arranged openings for Feed forward. Air from the combustion air, characterized in that downstream of the fuel injection and ignition point in the flame funnel (2) ventilation holes (11) are arranged through which the air required for combustion enters.

3. Flame starting system according to claim 2, characterized in that the axis of the flame funnel (2) is arranged inclined to the flow direction of the suction pipe air flow and that the diameter and / or number of ventilation holes (11) is chosen so that largely balanced di ^ in the flame funnel (2) Flow conditions prevail.

4. Ramming start system according to claim 3, characterized in that in the suction pipe (1) in the area of the flame funnel (2) remain, ide passage cross-section - including ventilation holes (11) - is at least half the size of the normal intake manifold cross-section

5. flame starting system according to claim 4, characterized in that the entire suction air of the Motor flows through the ventilation holes (11) and thus through the flame funnel (2)