DE19603059C2 - Glühstiftkerze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der allgemeine Aufbau einer solchen Glühkerze ist aus der EP 0 523 062 B1 bekannt. Eine solche Glühstiftkerze besteht im wesentlichen aus metallischen, rotationssymmetrischen Gehäuse und darin eingebetteten, axial angeordnetem Glühstift. Die Glühstiftkerze hat ein auf dem Gehäuse angeordnetes Gewinde, mit welchem sie in den Zylinderkopf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine so eingeschraubt wird, daß der Glühstift in den Motorraum hineinragt.

Des weiteren sind neue Einspritzsysteme, sogenannte Common- Rail Systeme bekannt, bei denen der Kraftstoff unter hohem Druck in die Brennräume eingespritzt wird. Hierbei wird der Kraftstoff u. a. mittels einer Hochdruckpumpe in ein sogenanntes Rail gefördert und gelangt von hier über eine entsprechende Ansteuerung der Einspritzventile in die einzelnen Brennräume. Da der unter Hochdruck stehende Kraftstoff im Rail ständig an den Einspritzventilen zur Verfügung steht, ist eine sehr sichere und genaue Steuerung des Einspritzzeitpunktes und der Einspritzmenge notwendig.

Die DE 41 32 842 A1 zeigt eine Glühstiftkerze mit einem im Gehäuse angeordneten Sensorelement. Es wird ausführlich beschrieben, wie das Sensorelement im Gehäuse anzuordnen ist und wie die einzelnen Bohrungen zur Aufnahme des Sensorelementes anzubringen sind. Diese Schrift enthält keinen Hinweis auf die Verwendung eines Lichtleiters als Sensorelement. Desweiteren enthält diese Schrift keinen Hinweis darauf, den Lichtleiter axial im Glühstift anzuordnen.

Aus der DE 36 27 074 A1 sind Einrichtungen zur Beobachtung und Auswertung von Verbrennungsvorgängen bekannt. Hierbei weist die Einrichtung zur Beobachtung und Auswertung von Verbrennungsvorgängen in Brennkraftmaschinen einen stabförmigen, optisch leitfähigen Fensterkörper auf. Dieser Fensterkörper ist über zwei Lichtleiter zum einen mit einem elektrooptischen Sender und zum anderen mit einem elektrooptischen Empfänger verbunden. Eine Betriebseinrichtung stellt ein von Brennraumverschmutzungen des optischen Sensors frei kalibriertes Flammensignal bereit oder verarbeitet ein solches in einen Rechner. Dabei wird ausgewertet, wie das vom elektrooptischen Sender in den Brennraum geleitete Signal beim Empfänger ankommt und dann auf die stattgefundene Verbrennung geschlossen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine noch einfachere und kostengünstigere Anordnung zur Erfassung der Verbrennungsvorgängen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der erfindungsgemäßen Glühstiftkerze ist eine wesentlich einfachere Erfassung, ob eine Verbrennung im Brennraum stattgefunden hat, möglich. Mit Hilfe des durch die Flammenfront erzeugten optischen Signals kann in sehr kurzer Zeit der Beginn und die Dauer einer Verbrennung oder eine fehlerhafte Verbrennung und damit ein nicht korrekter Einspritzverlauf erkannt werden. Letztendlich ist damit ein Schutz des Motors gegen überhöhte Brennraumdrucke gewährleistet, da nach dem Erkennen eines fehlerhaft arbeitenden Zylinder entsprechende Notmaßnahmen eingeleitet werden können.

Vorteilhafterweise kann der Lichtleiter beispielsweise auch zentral und axial im Glühstift angeordnet sein, wodurch die abgerundete Glühstiftspitze gleichzeitig als optischer Sensor dient.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Brennraumes mit Glühstiftkerze,

Fig. 2 den Ausschnitt I der Fig. 1 und

Fig. 3 eine weitere Anordnungsmöglichkeit des Lichtleiters in der Glühstiftkerze.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine. In dem Zylinder 10 bewegt sich der Kolben 11, um das von einer nicht dargestellten Einspritzdüse eingespritzte Brennkraftgemisch im Brennraum 12 zu verdichten. Im Zylinderkopf 13 ist die Glühstiftkerze 14 eingeschraubt und über Anschlußkontakte 15 und 16 elektrisch kontaktiert. Im Gehäuse der Glühstiftkerze 14 ist außerdem ein Lichtleiter 17 angeordnet, wobei das brennraumferne Ende des Lichtleiters 17 an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit geführt ist.

In Fig. 2 ist nunmehr die Glühstiftkerze 14 genauer dargestellt, wobei die Fig. 2 eine Vergrößerung des Abschnittes I aus Fig. 1 darstellt. Die Glühstiftkerze 14 weist hierbei ein Gehäuse 18 auf, in welchem axial ein Glühstift 19 so angeordnet ist, daß die rotationssymmetrischen Achsen des Gehäuses 18 und des Glühstiftes 19 deckungsgleich sind. Nun ist weiterhin auf einer Seite des Gehäuses zwischen dem Glühstift 19 und der Innenwand des Gehäuses 18 der Lichtleiter 17 angeordnet. Die brennraumseitige Stirnfläche 20 des Lichtleiters 17 ist so ausgebildet, daß sie sich in die äußere Gehäusekontur des Gehäuses 18 einfügt. Die brennraumabgewandte Seite des Lichtleiters 17 ist an die nicht dargestellte Auswerteeinrichtung geführt. Kommt es nun zu einer Entflammung des Brennraumgemisches, so wird das dabei entstehende Licht in den Lichtleiter 17 eingekoppelt und von dort weitergeleitet an die Auswerteeinrichtung. Die Aufnahme des optischen Signals durch den Lichtleiter 17 erfolgt dabei ohne zusätzliche Bauelemente.

In Fig. 3 ist eine weitere Anordnung des Lichtleiters 17 gezeigt. Dabei ist in Fig. 3 lediglich der Glühstift 19 der Glühstiftkerze dargestellt. Hierbei ist der Lichtleiter 17 zentral und axial im Glühstift 19 angeordnet. Das hat den Vorteil, daß die Gehäusekontur beibehalten werden kann, und der Lichtleiter bei der Montage des Glühstiftes bereits im Glühstift angeordnet werden kann.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verbrennung mittels außerhalb des Brennraums angebrachten Sensoren wie beispielsweise dem Klopfsensor zu ermitteln und damit wiederum ein fehlerhaftes oder ein frühzeitiges Verbrennungsverhalten zu erkennen.

Claims (2)

1. Glühstiftkerze für selbstzündende Brennkraftmaschinen mit einem Gehäuse (18), in welchem axial ein Glühstift (19) angeordnet ist und wobei ebenfalls in axialer Richtung im Gehäuse (18) ein optisches Sensorelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Sensorelement ein Lichtleiter (17) ist, welcher axial so im Glühstift (19) angeordnet ist, daß die rotationssymmetrischen Achsen von Glühstift und Lichtleiter deckungsgleich sind und wobei das brennraumseitige Ende des Lichtleiters (17) mit seiner Stirnfläche (20) dem Brennraum (12), in welchen die Glühstiftkerze (14) hineinragt, zugewandt ist und daß das brennraumferne Ende des Lichtleiters (17) einer Auswerteeinheit zugeführt ist.

2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der brennraumseitigen Stirnfläche (20) des Lichtleiters (17) dem Querschnitt der verschlossenen Hülse des Glühstiftes (19) entspricht.