DE10306264A1 - Glühkerze - Google Patents

Glühkerze

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DE10306264A1 DE2003106264 DE10306264A DE10306264A1 DE 10306264 A1 DE10306264 A1 DE 10306264A1 DE 2003106264 DE2003106264 DE 2003106264 DE 10306264 A DE10306264 A DE 10306264A DE 10306264 A1 DE10306264 A1 DE 10306264A1
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    • H05B3/10Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/141Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • HELECTRICITY
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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Abstract

Eine Glühkerze mit einem verbesserten schnellen Aufheizen einer Verbrennungskammer und einer Hitzebeständigkeit wird offenbart. Ein keramisches Heizelement in der Glühkerze, das durch einen elektrischen Strom geheizt wird, ist in einem keramischen Träger eingebettet. Wenn R1 ein Widerstandswert des Heizelements bei 1200 DEG C und R2 ein Widerstandswert des Heizelements bei 20 DEG C ist, ist das Widerstandsveränderungsverhältnis R1/R2 auf größer als oder gleich 2 eingestellt, wodurch die Verbrennungskammer schneller aufgeheizt wird. Des Weiteren kann ein Gehalt von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in dem keramischen Material für das Trägerelement enthalten sein, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient kleiner als der des Heizelements ist, wodurch verhindert wird, dass die Glühkerze aufgrund eines Hitzeshocks reißt.

Description

    1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glühkerze zur Beförderung eines Zündvorgangs und einer Verbrennung von Brennstoff durch Vorheizen eines Inneren einer Verbrennungskammer eines Dieselmotors.
  • 2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
  • In dem japanischen Patent Nr. 3160226 ist ein keramische s Heizelement offenbart, das in einem Trägerelement aus einem keramischen Material eingebettet ist, das 1 bis 3 Gew.-% Metallsilicid enthält, wodurch ein Unterschied zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Heizelements und dem des Trägerelements verringert wird, um deren Hitzebeständigkeiten zu verbessern.
  • Darüber hinaus ist in JP-A-2001-176647 ein keramisches Heizelement offenbart, das in einem Trägerelement aus einem keramischen Material eingebettet ist, wobei L/D größer als oder gleich 0,11 und kleiner als oder gleich 0,35 ist, wobei L eine minimale Länge zwischen der Spitze des Heizelements und der Spitze des Trägerelements und D ein äußerer Durchmesser der Spitze des Trägerelements ist, wodurch eine Schnelligkeit des Aufheizens und eine Hitzebeständigkeit zusammen auftreten.
  • Es ist seit kurzem erwünscht, dass das schnelle Aufheizen und die Hitzebeständigkeit in der Glühkerze für den Dieselmotor weiter verbessert werden.
  • Hier ist eine Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs des Heizelements mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands klein. Daher ist es effektiv, ein Heizelement mit einem großen Temperaturkoeffizienten des Widerstands für ein verbessertes schnelles Aufheizen zu verwenden. Wenn allerdings ein Heizelement mit einem großen Temperaturkoeffizienten des Widerstands verwendet wird, können das Heizelement und das Trägerelement aufgrund eines durch einen großen Temperaturunterschied zwischen ihnen verursachten Hitzeschocks leicht reißen.
  • Konkret steigt in einer tatsächlichen Umgebung zur Verwendung der Glühkerze, in der das Heizelement durch den Brennstoff gekühlt wird, ein elektrischer Strom aufgrund eines starken Abfalls des Widerstands stark an, wenn die Temperatur des Heizelements fällt.
  • Daher ist der Temperaturabfall des Heizelements klein und der Temperaturunterschied zwischen dem Heizelement und seinem Trägerelement wird groß, wodurch der Riss hervorgerufen wird.
  • Daher gibt es in dem japanischen Patent Nr. 3160226 den Nachteil, dass durch den Hitzeschock ein Riss erzeugt wird, da ein Unterschied in den linearen Ausdehnungskoeffizienten nicht ausreichend verringert ist. Der Nachteil wird insbesondere deutlich, wenn der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Heizelements groß ist.
  • Andererseits gibt es in JP-A-2001-176647 den Nachteil, dass der Riss durch den durch einen großen Temperaturunterschied zwischen dem Heizelement und dem Trägerelement verursachten Hitzeschock erzeugt wird, da das Verhältnis L/D groß ist, d. h. da das Spitzenteil des Heizers dick ist. Der Nachteil wird insbesondere deutlich, wenn der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Heizelements groß ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sowohl die Aufheizschnelligkeit als auch die Hitzebeständigkeit einer Glühkerze zum Vorheizen der Motorverbrennungskammer durch das keramische Heizelement zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung schließt die nachstehend erwähnten vier Merkmale ein.
  • Im Merkmal 1 ist eine Glühkerze mit einem Heizer 30 bereitgestellt. Das durch einen elektrischen Strom geheizte keramische Heizelement 33 ist in einem Heizer 30, der die Motorverbrennungskammer vorheizt, in ein keramisches Trägerelement 35 eingebettet. Wenn R1 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 1200°C und R2 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 20°C ist, ist das Veränderungsverhältnis des Widerstands R1/R2 auf größer als oder gleich 2 eingestellt. Des Weiteren kann ein Gehalt von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in dem keramischen Material für das Trägerelement 35 enthalten sein, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient so eingestellt ist, dass er kleiner als der des Heizelements 33 ist.
  • Gemäß dem Merkmal 1 wird die Aufheizschnelligkeit durch ein Heizelement mit einem großen Veränderungsverhältnis des Widerstands R1/R2 von größer als oder gleich 2 verbessert. Des Weiteren kann durch Verwendung eines Trägerelements 35 mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten kleiner als dem des Heizelements 33 das Reißen aufgrund des Hitzeschocks verhindert werden.
  • Es ist möglich, sicher zu verhindern, dass die Glühkerze aufgrund des Hitzeschocks reißt, selbst wenn ein Heizelement 33 mit einem größeren Veränderungsverhältnis des Widerstands R1/R2 verwendet wird, da der lineare Ausdehnungskoeffizient des Trägerelements 35 sich dem des Heizelements 33 annähern kann, wenn ein Gehalt von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in dem keramischen Material für das Trägerelement 35 enthalten ist.
  • Wenn eine minimale Länge zwischen der Spitze des Heizelements 33 innerhalb der Verbrennungskammer und einer Spitze des Trägerelements 35 in der Verbrennungskammer L und der äußere Durchmesser der Spitze des Trägerelements 35 innerhalb der Verbrennungskammer D ist, ist im Merkmal 2 das Verhältnis L/D auf größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,1 eingestellt.
  • Wenn die minimale Länge L, d. h. die Dicke der Spitze des Trägerelements 35, zu klein ist, tritt ein Reißen aufgrund einer fehlenden Festigkeit auf, während ein Reißen aufgrund eines großen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement 35 auftritt, wenn L zu groß ist. Das Reißen aufgrund der fehlenden Festigkeit und aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement 35 kann durch Verwenden des optimalen Bereichs von L/D, der durch die Experimente der Erfinder ermittelt wurde, verhindert werden.
  • Im Merkmal 3 kann das Trägerelement 35 durch solch eine Keramik gebildet werden, deren Hauptkomponente Siliciumnitrid ist und die als einen Zusatz MoSi2 hat.
  • Wenn das Heizelement 33 durch ein keramisches Material gebildet wird, dessen Hauptkomponente Wolframcarbid ist und das als einen Zusatz Siliciumnitrid hat, wird im Merkmal 4 ein Unterschied zwischen dem linearen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerelements 35 und dem des Heizelements 33 klein genug, um zu verhindern, dass die Glühkerze aufgrund des Hitzeschocks reißt.
  • In den nachstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung entsprechen Bezugszeichen ähnlichen Elementen.
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Gesamtstruktur der Glühkerze der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 ist eine Tabelle zur Bewertung einer Motorzündfähigkeit der Glühkerze der vorliegenden Erfindung, wenn das Veränderungsverhältnis des Widerstands α des Heizelements 33 variiert wird;
  • Fig. 3 ist eine Tabelle zur Bewertung einer Hitzeschockbeständigkeit und einer Stromwiderstandsfähigkeit der Glühkerze der vorliegenden Erfindung, wenn ein Gehalt eines leitfähigen Materials in der Keramik des Trägerelements 35 variiert wird; und
  • Fig. 4 ist eine Tabelle zur Bewertung einer Hitzeschockbeständigkeit der Glühkerze der vorliegenden Erfindung, wenn eine minimale Länge L und ein äußerer Durchmesser D des Trägerelements variiert werden.
  • Nachstehend werden mit Bezug auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail offenbart.
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht der Gesamtstruktur der Glühkerze G1 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Glühkerze G1 ist in einem Zylinderkopf befestigt, zum Beispiel in einem nicht gezeigten Dieselmotor mit Brennstoffdirekteinspritzung für ein Kraftfahrzeug, wodurch sie das Innere der Motorverbrennungskammer vorheizt, um die Zündung und die Verbrennung des Brennstoffs beim und nach dem Anlassen des Motors zu befördern.
  • Das an dem Motor befestigte röhrenförmige Gehäuse 10 ist aus einem leitfähigen Material wie etwa Eisen hergestellt. Auf der äußeren Oberfläche des Gehäuses 10 sind von einem Ende 22 zu dem anderen Ende 12 ein Feststellschraubenteil 13 und ein Schraubenmutterteil 14 zum Antreiben des Schraubenteils 13 gebildet.
  • Der Fixierschraubenteil 13b der Glühkerze G1 wird in einen nicht gezeigten Gewindeteil geschraubt, der in einem Loch des Zylinderkopfes gebildet und an dem Zylinderkopf befestigt ist, wodurch eine Spitze des Heizers 30 innerhalb der Verbrennungskammer freiliegt.
  • In einem inneren Loch des Gehäuses 10 ist eine gestufte zylindrische Hülse 20 aus einem hitze- und korrosionsbeständigen Metall wie etwa rostfreiem Stahl aufgenommen. Ein Ende 21 der Hülse 20 ragt aus dem einen Ende 11 des Gehäuses heraus, während das andere Ende 22 der Hülse 20 in das Gehäuse 10 eingesetzt ist. Die Hülse 20 wird in das Gehäuse 10 gepresst oder mit diesem verlötet.
  • In einem inneren Loch der Hülse 20 ist der durch einen elektrischen Strom geheizte stangenförmige keramische Heizer 30 aufgenommen. Ein Ende 31 des Heizers 30 ragt aus dem einen Ende 21 der Hülse 20 heraus, während das andere Ende 32 des Heizers 30 aus dem anderen Ende 22 der Hülse 20 herausragt und in die Hülse 20 eingesetzt ist. Der Heizer 30 wird in die Hülse 20 gepresst oder mit dieser verlötet.
  • Der Heizer 30 umfasst ein leitfähiges, keramisches, U-förmiges Heizelement 33, das durch einen elektrischen Strom geheizt wird, ein Paar Führungsdrähte 34, die aus solch einem Material wie Wolfram hergestellt und mit dem Heizelement 33 elektrisch verbunden sind, um den elektrischen Strom zu dem Heizelement 33 zuzuführen, und ein isolierendes keramisches Trägerelement 35, in dem das Heizelement 33 und die Führungsdrähte 34 eingebettet sind.
  • Des Weiteren ist in einem anderen Ende 12 des inneren Lochs des Gehäuses 10 eine stangenförmige innere Achse 40 aus Kohlenstoffstahl aufgenommen, die durch Schneiden und Kaltumformen hergestellt wird. In das eine Ende 41 der inneren Achse 40 ist ein gestufter zylindrischer Deckel 50 aus einem leitfähigen Material wie etwa einem rostfreien Stahl eingesetzt.
  • Des Weiteren ist einer der Führungsdrähte 34 mit dem Deckel 50 an einer Stelle verlötet, die von dem Trägerelement 35 freiliegt, und ist somit elektrisch mit der inneren Achse 40 verbunden, während ein weiterer der Führungsdrähte 34 mit der Hülse 20 an einem Ort verlötet ist, der von dem Trägerelement 35 freiliegt, und ist somit durch die Hülse 20 elektrisch mit dem Gehäuse 10 verbunden, das elektrisch geerdet ist.
  • Des Weiteren ragt ein weiteres Ende 42 der inneren Achse 40 aus dem anderen Ende 12 des Gehäuses 10 heraus. An dem anderen Ende 42, das auf die Außenseite des Zylinderkopfes herausragt, ist ein Schraubenendteil 43 zum Verschrauben in einem nicht gezeigten äußeren Drahtelement gebildet, das mit einer nicht gezeigten Stromversorgung elektrisch verbunden ist. Des Weiteren ist an dem Schraubenendteil 43 eine ringförmige isolierende Hülse 44 und eine Mutter 45 bereitgestellt. Zwischen dem anderen Ende 42 der inneren Achse 40 und einem inneren Loch des Gehäuses 10 gibt es ein ringförmiges isolierendes Lagerglas 60 zum Halten, Befestigen und Zentrieren der inneren Achse 40.
  • Die vorstehend beschriebene Glühkerze G1 wird an dem Zylinderkopf befestigt und mit dem vorstehend beschriebenen äußeren Drahtelement an dem Schraubenendteil befestigt, wodurch dem Heizer 30 von der nicht gezeigten äußeren Stromversorgung durch das äußere Drahtelement und die innere Achse 40 elektrische Energie zugeführt wird, wobei das Gehäuse 10 und der Zylinderkopf elektrisch geerdet sind.
  • Als nächstes werden verschiedene experimentelle Ergebnisse der Untersuchung der vorstehend erläuterten Glühkerze G1 erläutert.
  • Heizelemente 33 mit verschiedenen Werten des Veränderungsverhältnisses des Widerstands α werden zum Bewerten der Motorzündfähigkeit (Aufheizschnelligkeit) hergestellt. Hier ist das Veränderungsverhältnis des Widerstands α durch R1/R2 definiert, wobei R1 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 1200°C und R2 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 20°C ist.
  • Die Fig. 2 zeigt das Veränderungsverhältnis des Widerstands α und das Bewertungsergebnis der Zündfähigkeit. Die Glühkerzen mit einem Veränderungsverhältnis des Widerstands α von 1,5 und 1,8 zeigten aufgrund eines langsamen Temperaturanstiegs des Heizers 30 schlechte Zündfähigkeiten, während jene mit einem a von größer als 2,0 aufgrund eines schnellen Temperaturanstiegs des Heizers 30 hervorragende Zündfähigkeiten zeigten. Die Zündkerze mit einem a von 3,0 zeigte eine äußerst hervorragende Zündfähigkeit.
  • Des Weiteren wurde die Temperatur des Trägerelements 35 aufgrund der Kühlung des Heizers 30 durch den während des Heizens des Heizers 30 injizierten Brennstoff niedriger als die des Heizelements 33. Tatsächlich gab es eine Tendenz, dass je größer a ist, um so größer ist der Temperaturunterschied zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement 35.
  • Si3N4/75 Gew.-% WC (Wolframcarbid) wurde für das keramische Material für das Heizelement 33 verwendet, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient 3,8 × 10-6/°C ist.
  • Des Weiteren enthielten die keramischen Materialien des Trägerelements 35 im wesentlichen Siliciumnitrid mit einem Zusatz von leitfähigem Metallsilicid wie etwa Molybdänsilicid, dessen Gehalte variiert wurden. Vier Proben wurden für jeden der Gehalte an Molybdänsilicid zum Bewerten ihrer Hitzeschockbeständigkeit und ihrer Stromwiderstandsfähigkeit hergestellt.
  • Die Hitzeschockbeständigkeit wurde durch schnelles Abkühlen der Proben von 1200°C auf 20°C bewertet. Die Stromwiderstandsfähigkeit wurde durch 10.000 Zyklenwiederholungen eines 6-minütigen Anlegens von Strom und einer Minute ohne Strom unter der Bedingung durchgeführt, dass die maximale Temperatur des Heizers 30 während des Einschaltens eines elektrischen Stroms 1200°C wird.
  • Die Fig. 3 zeigt die Gehalte an Metallsilicid, d. h. an MoSi2, die linearen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerelements 35 der Proben-Glühkerzen und ihre Bewertungsergebnisse. Eine der vier Proben mit 3 Gew.-% MoSi2 riss sowohl in dem Test auf Hitzeschockbeständigkeit als auch in dem Test auf Stromwiderstandsfähigkeit. Der Grund hierfür ist, dass, obwohl die linearen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerelements 35 kleiner sind als die des Heizelements 33, der Unterschied zwischen ihnen zu groß ist.
  • Obwohl die linearen Ausdehnungskoeffizienten des Trägerelements 35 mit 23 Gew.-% MoSi2 gleich dem des Heizelements 33 sind, rissen des Weiteren alle Proben in dem Test auf Hitzeschockbeständigkeit, während zwei der vier Proben in dem Test auf Stromwiderstandsfähigkeit rissen.
  • Andererseits riss das Trägerelement 35 mit 4, 10, 15, 20 und 22 Gew.-% MoSi2 sowohl in dem Test auf Hitzeschockbeständigkeit als auch in dem Test auf Stromwiderstandsfähigkeit überhaupt nicht.
  • Das Reißen wird verhindert, wenn die MoSi2-Gehalte zwischen 4 Gew.-% und 22 Gew.-% liegen, d. h. wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Trägerelements 35 kleiner als der des Heizelements 33 und ihr Unterschied ausreichend klein ist. Somit wird durch die MoSi2-Gehalte von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% die Aufheizschnelligkeit verbessert und das Reißen aufgrund des Hitzeschocks wird verhindert.
  • Obwohl Metallsilicid in dem Siliciumnitrid für das keramische Material für die vorstehend beschriebenen Proben enthalten war, können 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in Siliciumnitrid enthalten sein.
  • Als nächstes wurde die minimale Länge L zwischen der Spitze des Heizelements 33 innerhalb der Verbrennungskammer und der Spitze des Trägerelements 35 innerhalb der Verbrennungskammer, d. h. die Dicke der Spitze des Trägerelements 35, untersucht, um zu verhindern, dass die Zündkerze aufgrund des Hitzeschockes reißt.
  • Das Veränderungsverhältnis des Widerstands α der Proben war größer als 2,0. Das keramische Material für das Heizelement 33 war Si3N4/75 Gew.-% WC, während das keramische Material für das Trägerelement 35 Si3N4/10 Gew.-% MoSi2 war. Vier Proben wurden für jede Kombination der minimalen Länge L zwischen der Spitze des Heizelements 33 und der Spitze des Trägerelements 35 mit dem äußeren Durchmesser D des Trägerelements 35 hergestellt. Die Hitzeschockbeständigkeit der Proben wurde bewertet, indem sie schnell von 1400°C auf 20°C abgekühlt wurden.
  • Die Fig. 4 zeigt die minimale Länge L, den äußeren Durchmesser D, das Verhältnis L/D und ihre Bewertungsergebnisse.
  • Wie in Fig. 4 gezeigt reißen zwei der vier Proben mit D = 4 mm und L/D = 0,008 in dem Hitzeschocktest, während zwei der vier Proben mit D = 4 mm und L/D = 0,113 in dem Hitzeschocktest rissen. Allerdings rissen die Proben mit D = 4 mm und L/D = 0,01 und 0,1 überhaupt nicht.
  • Die Kerze mit L/D = 0,008 riss aufgrund einer fehlenden Festigkeit, die durch eine übermäßig geringe Dicke der Spitze des Trägerelements 35 bedingt war. Des Weiteren riss die Kerze mit L/D = 0,113 aufgrund eines großen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement 35, der durch eine übermäßig große Dicke der Spitze des Trägerelements 35 bedingt war.
  • Des Weiteren riss eine der vier Probenkerzen mit D = 3,5 mm und L/D = 0,009 aufgrund fehlender Festigkeit in dem Hitzeschocktest, während zwei der vier Probenkerzen mit D = 3,5 mm und L/D = 0,113 aufgrund eines großen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement 35 in dem Hitzeschocktest rissen. Allerdings rissen die Probenkerzen mit D = 3,5 mm und L/D = 0,01 und 0,01 überhaupt nicht.
  • Darüber hinaus riss eine der vier Proben mit D = 3 mm und L/D = 0,008 aufgrund fehlender Festigkeit in dem Hitzeschocktest, während drei der vier Proben mit D = 3 mm und L/D = 0,117 aufgrund eines großen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizer 33 und dem Trägerelement 35 in dem Hitzeschocktest rissen. Allerdings rissen die Probenkerzen mit D = 3 mm und L/D = 0,01 und 0,1 überhaupt nicht.
  • Demgemäß kann das Reißen aufgrund fehlender Festigkeit und aufgrund eines großen Temperaturunterschieds zwischen dem Heizelement 33 und dem Trägerelement unter solch einer Bedingung verhindert werden, dass L/D größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,1 ist. Des Weiteren ist der äußere Durchmesser D des Trägerelements 35 bevorzugt größer als 2 mm.
  • Eine Glühkerze mit einem verbesserten schnellen Aufheizen einer Verbrennungskammer und einer Hitzebeständigkeit wird offenbart. Ein keramisches Heizelement in der Glühkerze, das durch einen elektrischen Strom geheizt wird, ist in einem keramischen Träger eingebettet. Wenn R1 ein Widerstandswert des Heizelements bei 1200°C und R2 ein Widerstandswert des Heizelements bei 20°C ist, ist das Widerstandsveränderungsverhältnis R1/R2 auf größer als oder gleich 2 eingestellt, wodurch die Verbrennungskammer schneller aufgeheizt wird. Des Weiteren kann ein Gehalt von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in dem keramischen Material für das Trägerelement enthalten sein, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient kleiner als der des Heizelements ist, wodurch verhindert wird, dass die Glühkerze aufgrund eines Hitzeschocks reißt.

Claims (4)

1. Glühkerze, in der ein keramisches Heizelement, das durch einen elektrischen Strom geheizt wird, in einem keramischen Trägerelement eingebettet ist und die eine Motorverbrennungskammer vorheizt, dadurch gekennzeichnet, dass:
wenn R1 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 1200°C und R2 ein Widerstandswert des Heizelements 33 bei 20°C ist, R1/R2 auf größer als oder gleich 2 eingestellt ist;
ein Gehalt von 4 Gew.-% bis 22 Gew.-% von wenigstens einem von Metallsilicid, Metallcarbid, Metallborid und Metallnitrid in dem keramischen Material für das Trägerelement enthalten ist; und
ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Trägerelements kleiner als der des Heizelements ist.
2. Glühkerze nach Anspruch 1, wobei eine minimale Länge zwischen einer Spitze des Heizelements innerhalb der Verbrennungskammer und einer Spitze des Trägerelements innerhalb der Verbrennungskammer L und ein äußerer Durchmesser einer Spitze des Trägerelements innerhalb der Verbrennungskammer D ist, wobei L/D größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,1 ist.
3. Glühkerze nach Anspruch 1, wobei ein keramisches Material für das Trägerelement hauptsächlich Siliciumnitrid enthält und ein Zusatz zu diesem Molybdänsilicid ist.
4. Glühkerze nach Anspruch 1, wobei ein keramisches Material für das Heizelement hauptsächlich Wolframcarbid enthält und ein Zusatz zu diesem Siliciumnitrid ist.
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Date Code Title Description
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: ANDO, IKUYA, KARIYA, AICHI, JP

8141 Disposal/no request for examination