DE2743730A1

DE2743730A1 - Gluehkerze

Info

Publication number: DE2743730A1
Application number: DE19772743730
Authority: DE
Inventors: Pierre Baudouin
Original assignee: Eyquem
Current assignee: Eyquem
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1978-04-20
Also published as: FR2368196B1; FR2368196A1; IT1116939B

Description

HUBEKT BAUER

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Deutsches Patentamt ZweibrUckenstr. 12

8000 München 2

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B/Du (789) 28. Sept. 1977

Anm.: Firma EYQUEM, 1, Rue Lavoisier. 92 - Nanterre (Frankreich) Bez.; Glühkerze

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Die Erfindung betrifft eine Glühkerze für Motoren mit Zündung des Brennstoffgemischs durch Kompression, wie sie beispielsweise in Dieselmotoren Verwendung findet, und erstreckt sich auf die Verwendung eines besonderen Materials fUr ein Heizstäbchen der Kerze sowie auf Motoren, die «it einer derartigen Glühkerze ausgestattet sind.

GlUhkerzen bezwecken eine Erleichterung der Zündung des Brennstoffgenischs, insbesondere beim Anlassen des Motors im kalten Zustand. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Kerze, die dazu dient, im Kopf einer Wirbelkammer, namentlich einer Kammer vom Typ "Comet", angeordnet zu werden.

In einer Vorverbrennungskammer oder in einer Wirbelkammer erreicht die Luft eine große Geschwindigkeit. Die Erwärmung dieser Luft legt es notwendigerweise nahe, daß diese im wesentlichen durch Konvektion und nicht durch Strahlung erfolgt.

Es ist eine Glühkerze nit einer zentralen Elektrode bekannt, die in einer Bohrung eines Unterteils eingesetzt und durch einen elektrischen Widerstand in Form eines kleinen Stabs verlängert ist. Das freie Ende des Stäbchens steht im Kontakt mit einem Leiter, der so beschaffen ist, daß er dem Widerstand elektrische Spannung gibt.

Die Erfahrung zeigt, daß ein Dieselmotor, der mit solchen Kerzen ausgerüstet ist, bei kaltem Wetter mehrere Minuten Wartezeit benötigt, bevor die Zündung des Brennstoffgemischs erfolgt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glühkerze zu schaffen, die den vorbeschriebenen Nachteil vollkommen beseitigt.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung fUr ein Heizstäbchen einer Glühkerze in einem durch Kompression gezündeten Motor die Verwendung eines Materials vor, dessen elektrischer Widerstand sich mit steigender Temperatur verringert.

Die zur Verwendung fUr das Heizstäbchen erfindungsgemäß vorgeschlagenen Materialien sind als Thermistoren mit einem temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturbeiwert bekannt. Zu diesen gehören zahlreiche Metalloxyde, beispielsweise Halbleiter. FUr den erfindungsgemäßen Verwendungszweck ist vorzugsweise Silicium-Kohlenstoff, insbesondere gesinterter Silicium-Kohlenstoff, hervorragend geeignet.

Es ist besonders wünschenswert, fUr das Stäbchen ein Material zu verwenden, mit dem der spezifische Leitungswiderstand des Stäbchens im Bereich zwischen Umgebungstemperatur und etwa 700 C bis 900 C wächst, wenn die Temperatur sinkt. Der Leitungswiderstand soll jedoch bei höheren Temperaturen, die fUr die Zündung entbehrlich und fUr den Motor gefährlich sind, abnehmen, damit ein thermisches "Durchgehen" des Motors vermieden wird.

Es ist vorteilhafter, wenn die Neigung der Kurve

do /Di dt \Di

Differential des Widerstands^ Differential der Zeit /

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— ο —

welche die Veränderung der Stöbchentemperatur in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, höher ist als 100° C/s und noch besser höher ist als 140° C/s.

In IEEE Transactions on Industry and General Applications, Band IGA-6 n° 2, März/April 1970, ist auf den Seiten 153 bis 155 unter dem Titel "Radiant heating with Silicon Carbide" von L. E. Dunlap eine Strahlungsheizung mit Silikon-Karbid beschrieben, worin die Verwendung von Heizstöbehen aus Silicium-Kohlenstoff offenbart ist. Dabei ist weder die Möglichkeit erwähnt noch nahegelegt, ein solches Stäbchen als Glühkerze für Dieselmotoren zu verwenden. Die Veröffentlichung befaßt sich unter dem Titel "Strahlungsheizung" mit der Benutzung eines solchen Stäbchens fUr eine Infrarotstrahlungsheizung. Schließlich wird sogar ein Reflektor vorgesehen. Bereits die ersten Zeilen der Veröffentlichung machen deutlich, daß es sich um eine Infrarotheizvorrichtung fUr industrielle Heizverfahren handelt.

Es ist bekannt, daß es ein wesentliches Kennzeichen einer Infrarotheizung ist, die Energie auf die Aufnahmeplatte zu konzentrieren, welche die Strahlung absorbiert, um auf diese Weise beheizt zu werden, wobei der Energieverlust an die Umgebungsluft sehr gering ist.

Es ist also tatsächlich Überraschend und widerspricht den Üblichen Gedankengängen, ein solches Stäbchen vorteilhafterweise in einer Glühkerze fUr Dieselmotoren verwenden ζυ können, wo sich die Erwärmung im wesentlichen durch Konvektion vollzieht.

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Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kerze, und zwar auf der linken Hälfte in Ansicht und auf der rechten Hälfte im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen abgebrochen dargestellten Motor;

Fig. 3 und 4 Verhaltenskurven einer erfindungsgemäßen Kerze.

Die Kerze ist mit einer Elektrode 1 aus Metall ausgestattet, die nittig mit einem ihrer Enden an einem kleinen Stab 2 angelötet ist, der aus gesintertem Silikon-Kohlenstoff besteht, 40 mm lang ist und einen Durchmesser von 4 mm aufweist. Die Elektrode 1 ist mit einem Mantel 3 aus Glas umhüllt, der sowohl eine elektrische Isolierung als auch eine gasdichte Abdichtung bildet.

Die Elektrode 1 und der Mantel 3 sind in die zentrale Bohrung in der oberen Hälfte eines metallischen Einbauteils 4 so eingesetzt, daß die äußere Seitenfläche des Mantels 3 dicht auf die Seitenwand der Bohrung gepreßt wird. Die Außenwandung des Einbauteils 4 besitzt ein Außengewinde 6, das in ein Innengewinde einer öffnung im Zylinderkopf eines Motors paßt.

Das Stäbchen 2 weist eine metallische Umhüllung 7 mit Bohrungen 8 auf. Die metallische Umhüllung 7 ist am Einbauteil 4 befestigt.

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_ 8 —

Ein Ende 9 des Stäbchens 2 ist im Kontakt mit einem Boden 10 der Um hüllung 7 über eine Einlage 11 aus Aluminiumpulver, das beim ersten Gebrauch der Kerze schmilzt, wodurch die Verschweißung des Endes 9 mit dem Boden 10 sichergestellt wird.

In Fig. 2 ragt die Kerze durch eine Öffnung 12 in einen Zylinderkopf 13 eines Automobildieselmotors und unterbricht einen Düsenstrahl 14, der aus einem Injektor 15 austritt. Dem Düsenstrahl 14 liegen Bohrungen gegenüber, die sich über eine senkrecht zur Strahl achse angeordnete Fläche erstrecken. Bei kaltem Wetter springt der Kraftfahrzeugmotor in wenigen Sekunden an.

Fig. 3 zeigt eine Kurve, die in Abhängigkeit von der Zeit die Veränderung der Temperatur des Stäbchens 2 wiedergibt, wenn man dieses unter eine Spannung von 18 Volt setzt.

In Fig. 4 zeigt die Kurve I in Abhängigkeit von der Zeit die Temperatur der Umhüllung 7 der erfindungsgemäßen Kerze, während sich die Kurven A und B auf Kerzen beziehen, die unter der Handelsbezeichnung Bosch B 25060 1203 bei 11 Volt bzw. Bosch 0250200 für 15 Volt bekannt sind.

Zwischen 400° C und 600° C entspricht $· 142,8° C/s für die Kurve I, 41,66° C/s für die Kurve A und 16,4° C/s für die Kurve B.

Zwischen 400° C und 800° C entspricht ^f- 142,8° C/s für die Kurve I, 32,26 C/s für die Kurve A. Innerhalb dieses Temperaturbe reichs ist das Verhältnis^^ gemäß der Kurve I 4,42 mal so groß wie das der Kurve A.

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Claims

Patentansprüche;

( 1.) Verwendung eines Materials, dessen elektrischer Widerstand sich mit steigender Temperatur verringert, für ein Heizstäbchen einer Glühkerze in einem durch Kompression gezündeten Motor, in dem ein Gasgemisch durch Wärmeübergang erhitzt wird.
2. Glühkerze fUr einen durch Kompression gezündeten Motor, bestehend aus einer zentral in eine Bohrung eines Einbauteils eingesetzten Elektrode, die durch einen kleinen Widerstandsstab verlängert ist, dessen freies Ende mit einem Leiter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Stäbchen (2) aus einem Material besteht, dessen spezifischer elektrischer Widerstand sich mit steigender Temperatur verringert.
3. Kerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stäbchen (2) aus einem Material besteht, dessen spezifischer elektrischer Widerstand wächst, wenn die Temperatur im Bereich zwischen der Umgebungstemperatur und etwa 700 C bis 900 C liegt.
4. Kerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der spezifische elektrische Widerstand vermindert, wenn die Temperatur im Bereich oberhalb von etwa 700° C bis 900° C abnimmt.
5. Kerze nach einem der Ansprüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Material aus Silicium-Kohlenstoff besteht.

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6. Kerze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Stäbchens (2) mit dem Leiter Über eine Einlage (11) aus Aluminium in Kontakt ist.
7. Kerze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium pulverförmig ist.
8. Kerze nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem das Stäbchen umhüllenden Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß der umhüllende Leiter (7) Perforationen (8) aufweist.
9. Motor mit KompressionszUndung, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Kerze nach den Ansprüchen 1 bis 8 ausgestattet ist.

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