DE3118792A1

DE3118792A1 - Vorrichtung zum anlegen von energie an die heizdraehte von gluehkerzen

Info

Publication number: DE3118792A1
Application number: DE3118792A
Authority: DE
Inventors: Samuel James Temperance Mich. Green
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1982-03-25
Also published as: JPS5786570A; FR2486163A1; BE889486A; FR2486163B1; CA1154101A; US4375205A; IT8148810A0; GB2080052A; GB2080052B; IT1142575B; SE8103498L

Description

Dr. rer. nat. Thomas Berendt

Dr.-Inp. Hans Leyh Innere Wiener £!r. 20-0 COOO München 80

CHAMPION SPARK PLUG COMPANY
900 Upton Avenue
Toledo, Ohio, U.S.A.

Unser Zeichen: A 14 Lh'fi

Vorrichtung zum Anlegen von Energie an die Heizdrähte von Glühkerzen

A 14 486

Champion Spark Plug Co.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anlegen von elektrischer Energie an wenigstens zwei Heizdrähte von zwei Glühkerzen, die in einen Verbrennungsraum eines Dieselmotors hineinragen oder an einen Heizdraht einer Glühkerze und an eine Ballast-Belastung, die im wesentlichen dieselbe maximale Nennspannung wie der Draht aufweist. Die Glühkerzen werden erwärmt, indem Energie an einen in ihnen angeordneten Draht gelegt wird. Die beheizte Glühkerze erleichtert das Anlassen des Dieselmotors durch Erhöhen der Lufttemperatur in der Verbrennungskammer von Umgebungstemperatur auf eine Betriebstemperatur, die ausreichend hoch zum Anlassen des Motors ist. Die Bedienungsperson des Motors muß daher relativ lange warten, bis die Glühkerzen des Motors ausreichend erwärmt sind, um den Start bzw. das Anlassen des Dieselmotors zu erleichtern.

Die Spannungsquelle fir die Heizdrähte kann beispielsweise eine übliche Fahrzeugbatterie sein, die auch zum Erregen des Anlassers des Motors verwendet wird. Eine abnehmende Batteriespannung verlängert die Zeitspanne, die der Fahrer warten muß, ehe die Glühkerzen ausreichend erwärmt sind. Eine Methode zur Steuerung der Heizdrahttemperatur besteht darin, eine direkte Temperaturrückkopplung von den Drähten zu benutzen. Diese Methode erfordert jedoch sehr komplexe und teure elektronische Elemente, sowie eine direkte Verbindung zu den Drähten während des Betriebs des Motors. Ein weiteres Problem liegt im Entregen der Drähte, nachdem der Motor gestartet worden ist, um eine überhitzung und ein Durchbrennen zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Anlegen von Energie an wenigstens zwei Heizdrähte von zwei Glühkerzen eines Dieselmotors oder an einen Heizdraht einer Glühkerze und an eine

rs

Ballast-Belastung zu schaffen, die im wesentlichen dieselbe maximale Nennspannung wie der Draht hat. Ferner soll die Zeitspanne verringert werden, die erforderlich ist, um die Glühkerze bzw. die Glühkerzen auf eine Betriebstemperatur zu bringen, die ausreicht zum Anlassen des Motors.

Die Energiequelle hat eine Speisespannung, die höher ist als die maximale Nennspannung der einzelnen Drähte und die genügend hoch ist, um die Drähte bei kontinuierlichem Betrieb zu überhitzen.

Die Vorrichtung umfaßt Einrichtungen zum Anlegen der vollen Speisespannung an jeden der Drähte. Die Bedienungsperson des Motors ode·- der Fahrer muß daher eine wesentlich kürzere Vorheizzeit abwarten, ehe die Glühkerzen im Motor ausreichend warm sind, um das Anlassen des Motors zu erleichtern. Die Vorrichtung umfaßt ferner Einrichtungen, die nach der Vorheizperiode wirksam werden, um die an die Drähte angelegte Spannung zu vermindern, wenn die Glühkerzen eine gewünschte Arbeitstemperatur erreicht haben, sowie Einrichtungen, um diese Temperatur für eine Zeitperiode vor dem Start aufrechtzuerhalten. Durch die Vorrichtung wird eine abnehmende Speisespannung kompensiert durch Veränderung der Vorheizzeit als umgekehrte Funktion der zur Verfügung stehenden Speisespannung. Die Vorrichtung umfaßt ferner Einrichtungen, um die reduzierte Spannung über eine vorgegebene Nachglühperiode weiter an die Drähte zu legen, die nach dem Start des Motors beginnt. Alle genannten Funktionen können beispielsweise mittels digitaler Schaltungstechnik vorgegeben werden.

Eine direkte Temperaturrückkopplung von den Heizdrähten wird nicht benutzt, ebensowenig sind direkte Verbindungen zwischen der Schaltungsanordnung und den Heizdrähten erforderlich, nachdem der Motor eine kurze Zeitspanne in Betrieb ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 schematisch eine Schaltungsanordnung einer Vorrichtung zum Anlegen von Energie an zwei Heizdrähte zweier GTühkerzen eines Dieselmotors zeigt.

Fig. 2 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die zeitveränderlichen Signale, die an die Glühkerzendrähte und an eine Lampe gelegt werden.

Fig. 3 zeigt in Form einer graphischen Darstellung die zeitveränderliche Temperatur der GTühkerzendrähte.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung eines Zeitverzögerungskreises zur Verwendung in der Vorrichtung nach Fig. 1. .

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zum Anlegen einer Energie an erste und zweite Heizdrähte F1 und F2 von zwei Glühkerzen eines Dieselmotors, wobei die elektronischen Elemente innerhalb einer gestrichelten Linie dargestellt sind. Eine Energiequelle B ist eine übliche Fahrzeugbatterie mit beispielsweise 12 Volt. Ein Relais RY1 schließt, wenn es erregt wird,einen normalerweise offenen Leistungsschalter S1. Ein Steuerrelais RY2 betätigt, wenn es erregt wird, einen 2-poligen Übertragungsschalter S2, der erste und zweite Übertragungsschalter S21 und S22 aufweist, die einen gemeinsamen Ausgang 4 aufweisen. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Zeitverzögerungskreis TD mit Start- und Rückstelleingängen 11 und 12, Leistungs- und Steuerausgängen Ä1 und A2, die entsprechend die Leistungs- und Steuerrelais RY1 und RY2 erregen. Der Steuerausgang A2 erregt ferner eine Lampe L.

Die positive Klemme der Batterie B liegt in Reihe mit dem Schalter SI, dem ersten Draht F1, dem ersten Schalter S21, über dessen Anschlußklemme 4, und mit dem zweiten Draht F2. Die Batterie B und der offene Schalter S1 sind ferner mit dem zweiten Schalter S22 verbunden.

Die positive Klemme der Batterie B ist ferner mit einem Anlasser ST für den Dieselmotor und einem beweglichen Schleifkontakt W eines Zündschalters SW verbunden, der für die Bedienungsperson des Motors zugänglich ist. Der bewegliche Schleifkontakt W verhindert in einer Aus-Position 1, daß die Batteriespannung an die Vorrichtung bzw. Schaltungsanordnung angelegt wird, während in einer Vorwärmposition die Batteriespannung an den Starteingang 11 des Zeitverzögerungskreises TD gelegt wird, und in einer Start-Position 3 der Zustand der Vorheiz-Position 2 aufrechterhalten wird und die Batteriespannung an den Rückstelleingang 12 des Zeitverzögerungskreises TD sowie an den Anlasser ST des Motors gelegt wird. Der Zündschalter SW hat Einrichtungen um den beweglichen Schleifkontakt W automatisch aus der Start-Position 3 in die Vorheiz-Position 2 zurückzuführen, nachdem der Schalter SW von der Bedienungsperson freigegeben wird.

Wenn der Wischkontakt W des Zündschalters SW aus der Aus-Position in die Vorwärm-Position 2 gedreht wird, fließt ein Strom von der Batterie B zum Starteingang 11 des Zeitverzögerungskreises TD. Der Leistungsausgang A1 des Zeitverzögerungskreises erregt das Leistungsrelais RYt, um den offenen Schalter S1 zu schließen, und der Steuerausgang A2 erregt die Lampe L1 und das Steuerrelais RY2. Durch Erregung des Relais RY2 wird der erste Schalter S21 betätigt, wodurch die Reihenverbindung von der Batterie B über den Schalter S1 und den ersten Draht F1 von der gemeinsamen Klemme 4 und dem zweiten Draht F2 getrennt und an Erde gelegt wird. Das Relais RY2 betätigt gleichzeitig den Schalter S22, wodurch durch die Batterie B der zweite Draht F2 über den Schalter S1 und den Anschluß 4 erregt wird. Wenn daher die Drähte F1 und F2 aus einer erregten Reihenschaltung in eine erregte Parallelschaltung mit der Batterie B umgeschaltet werden, wird die Lampe L erregt (Fig. 2, Zeitpunkt Null), um der Bedienungsperson den Zustand anzuzeigen.

Obwohl die Drähte auf eine maximale Spannung von der Hälfte der Spannung der Energiequelle bemessen sind, beispielsweise auf 6 Volt,

kann durch die Parallelschaltung die volle Spannung der Batterie B₅ beispielsweise 12 Volt, an jeden Draht gelegt werden. Dies führt zu einem schnellen Anstieg der Drahttemperatur, wodurch die Glühkerzen des Dieselmotors schnell aufgeheizt werden, wobei es ein Ziel ist, die Zeitdauer zu reduzieren, die die Bedienungsperson warten muß, bis der Motor angelassen werden kann. Da jedoch die Drähte F1 und F2 bei einer spezifischen überhitzungstemperatur (Fig. 3, Kurve a) überhitzt werden und u.U. durchbrennen könnten, wird die angelegte Spannung nach einer bestimmten Zeitspanne reduziert, innerhalb welcher die Temperatur der Drähte F1 und F2 von Umgebungstemperatur auf eine höhere Temperatur ansteigt, die ausreicht, um den Dieselmotor zu starten, die jedoch noch unter der überhitzungstemperatur liegt.

Diese Vorheiz-Periode, d.h. die Zeit, die die Bedienungsperson warten muß, ehe der Motor gestartet werden kann, was durch die Lampe angezeigt wird, beträgt annähernd 7 Sekunden. Um die angelegte Spannung nach dieser Vorwärmzeit zu reduzieren, wird durch den Steuerausgang A2 des Zeitverzögerungskreises TD das Relais RY2 und die Lampe L entregt, während das Relais RY1 erregt bleibt. Wenn das Relais RY2 entregt ist, wird der Schalter S21 entregt und damit umgeschaltet, wodurch wieder eine Reihenverbindung von der Batterie B über den Schalter S1 und den ersten Draht F1 zur Anschlußklemme 4 und zum zweiten Draht F2 hergestellt wird. Das Relais RY2 schaltet gleichzeitig den zweiten Schalter S22 um, so daß die Batterie B nicht mehr den zweiten Draht F2 über den Schalter S1 und die gemeinsame Klemme 4 erregen kann. Wenn daher die Drähte F1 und F2 aus der erregten Parallelschaltung zurück in eine erregte Reihenschaltung geschaltet werden, wird die Lampe L (Fig. 2, Zeitpunkt Sieben) abgeschaltet, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß die Glühkerzen ausreichend erwärmt sind, um den Motor anlassen zu können. Da infolge der Reihenschaltung die an jeden der Drähte F1 und F2 gelegte Spannung auf deren maximale Nennspannung reduziert wird, sinkt die Temperatur der Drähte F1 und

F2 nach der Vorheiz-Periode auf eine Betriebstemperatur unter der überhitzungstemperatur (Fig. 3, Kurve a, Zeitpunkt Sieben).

Das Leistungsrelais RY1 bleibt erregt, um die Betriebstemperatur der Drähte F1 und F2 über eine Zeitspanne aufrechtzuerhalten, die ausreicht zum Anlassen des Motors. Diese Vor-Start-Periode ist auf etwa 30 Sekunden durch den Ausgang A1 des Zeitverzögerungskreises TD eingestellt (Fig. 2). Wenn immer die Bedienungsperson den Anlasser ST (Fig. I) betätigt, durch Drehen des Schleifkontaktes W des Zündschalters SW aus der Vorheiz-Position 2 in die Start-Position 3, fließt ein Strom zum Anlasser ST. Wenn der Anlasser ST während der Vor-Start-Periode erregt wird, fließt auch ein Strom zum Rückstelleingang 12 des Zeitverzögerungskreises TD. Das Signal am Eingang 12 des Zeitverzögerungskreises TD bewirkt, daß dessen Ausgang A1 das Relais RY1 Über weitere 30 Sekunden (Fig. 2) nicht entregt. Während dieser Nachglüh-Zeit werden die Glühkerzen weiterhin beheizt, während der Motor in Betrieb ist. Die Nachglühzeit ist bestimmt als die Zeitspanne, die erforderlich ist für einen gleichmäßigen glatten Leerlauf des Motors und zur Verminderung der Motorgeräusche und der Emission von weißerm Rauch. Nachdem diese Zeitspanne abgelaufen ist, wird durch den Ausgang A1 der Zeitverzögerungsschaltung TD (Fig. 1) das Relais RY1 entregt. Dieses schaltet den Schalter S1 um in seine normalerweise offene Lage, wodurch die Drähte F1 und F2 entregt bzw. abgeschaltet werden.

Wenn der Motor nicht angelassen wird vor Ablauf der Vor-Start-Periode, wird durch den Ausgang A1 des Zeitverzögerungskreises TD das Relais RY1 entregt, wodurch die Temperatur der Drähte F1 und F2 von der Betriebstemperatur abnimmt. Die Glühkerzen können jedoch ausreichend Wärme haben, daß die Maschine auch nach Ablauf der Vor-Start-Periode angelassen werden kann. Wenn der Motor nicht anläuft, muß die Bedienungsperson den Zündschalter SW zurück aus der Vorheiz-Position in die Aus-Position 1 schalten und dann die Drähte F1 und F2 erneut vorwärmen. Wenn diese Reihenfolge von der Bedienungsperson durchge-

führt wird, können die Drähte F1 und F2 möglicherweise eine höhere Temperatur als die anfängliche Umgebungstemperatur haben. Um zu verhindern, daß sie infolge der Wiedererwärmung über eine zweite volle Vorheizperiode überhitzt werden (Fig. 3, Kurve b),wird durch den Zeitverzögerungskreis TD (Fig. 1) bewirkt, daß die Relais RY1 und RY2 über eine Zeitspanne von 1 bis 3 Minuten nicht erregt werden, nachdem die Bedienungsperson den beweglichen Schleifkontakt W des Zündschalters SW in die Aus-Position 1 zurückgedreht hat. Diese Verzögerung erlaubt den Drähten FI und F2 auf eine Temperatur abzukühlen, die genügend nahe bei der Umgebungstemperatur liegt, um eine überhitzung und ein Durchbrennen zu verhindern, falls die Bedienungsperson versucht, den Schleifkontakt W zu schnell auf die Vorwärm-Position 2 zu schalten.

Der Zeitverzögerungskreis TD kann jeder geeignete analoge oder digitale Schaltkreis sein, der die beschriebenen Funktionen ausführt. Fig. 4 zeigt einen digitalen Zeitverzögerungskreis TD₅ wobei die elektronischen Komponenten innerhalb der gestrichelten Linie B dargestellt sind. Wenn der bewegliche Schleifkontakt W des ZUndschalters aus der Aus-Position 1 in die Vorheiz-Position gedreht wird und Strom von der Batterie zum Eingang 11 des Zeitverzögerungskreises TD (Fig. 1) fließt, dann fließt der Strom vom Eingang 11 (Fig. 4) über eine Diode D1 (Typ 1N4002), die eine Beschädigung der Anordnung verhindert, falls die Polarität der Batterie B umgekehrt wird. Der durch die Diode D1 fließende Strom bewirkt, daß die volle Batteriespannung an die drei Abschnitte des Zeitverzögerungskreises TD gelegt wird, nämlich einen Spannungsregler VR, einen Oszillatorkreis, sowie Einrichtungen zum Anlegen der Batteriespannung an die Relais RY1 und RY2 über die Ausgänge A1 und A2. Der Spannungsregler VR, der irgendein geeigneter bekannter Spannungsregelkreis sein kann, liefert ein im wesentlichen konstantes Potential V_R von 5 Volt an alle Punkte der Anordnung, die mit V_R bezeichnet sind.

Der Oszillatorkreis umfaßt einen Oszillator IC1, z.B. vom Typ 1455 der Fa, Motorola oder RCA, einen Kondensator C1 (0,47 Mikrofarad), sowie Widerstände R1 (18 Kiloohm) und R2 (10 kfll). Der von der Diode D1 kommende Strom fließt ferner durch den Widerstand R1 zu einer Eingangsklemme 7 des Oszillators IC1 und zum Widerstand R2, dessen anderes Ende an die Eingangsklemmen 2 und 6 des Oszillators IC1 und des Kondensators C1 geschaltet ist. Das andere Ende des Kondensators C1 und der Anschluß 1 des Oszillators IC1 sind geerdet. Der Schaltkreis liefert ein zeitveränderliches Ausgangssignal, bestehend aus einer Anzahl von Impulsen an der Klemme 3. Die Periode jedes Zyklus ist annähernd £r1 + 2(R2jlci Sekunden, abhängig von der Batteriespannung, und sie hat einen Arbeitszyklus (duty cycle) gleich dem Widerstand R2 dividiert durch die Summe der Widerstände R1 und R2. Die Frequenz des Ausgangssignales ist spannungsabhängig, d.h. wenn die Batteriespannung abnimmt, nimmt auch die Frequenz des Oszillators IC1 ab, und wenn die Batteriespannung zunimmt, nimmt die Frequenz des Oszillators C1 zu.

Die Schaltung zum Anlegen der Batteriespannung an die Relais RY1 und RY2 umfaßt ein erstes und ein zweites Speicherregister IC2A und IC2B, welche Flip-Flops sein können vom Typ 4027, die von Motorola und RCA verkauft werden, ferner Transistoren Q1 und Q2 (beide vom Typ 2N4401), D2, D3 und D4 (alle vom Typ 1N458A), einen Kondensator C2 (ö_s1 Mikrofarad) sowie Widerstände R3 (47 kOhm), R4 und R5 (beide 4,7 kOhm). Der von der Diode D1 kommende Strom fließt auch durch die Diode D2 und den Kondensator C2, wodurch ein positiver Impuls an die Stell-Eingänge (set inputs) an den Klemmen 7 und 9 der Speicherregister IC2A und IC2B gegeben wird, wodurch der Widerstand R3 in Stand gesetzt wird, die Stell-Eingänge zwischen den Impulsen niedrig vorzuspannen. Dieses Signal bewirkt, daß ein Ausgangssignal an den Klemmen 1 und 15 der Speicherregister IC2A und IC2B hochgeht.

Diese Ausgangssignale spannen die Dioden D3 und D4 vorwärts vor, wodurch ein Stromfluß durch die entsprechenden Widerstände R4 und R5 zur Basis jedes Transistors Q1 und Q2 entsprechend bewirkt wird. Der Stromfluß führt zu einem entsprechenden Kollektorstrom von der Diode D1 durch die Ausgänge A1 und A2 des Zeitverzögerungskreises TD zu den entsprechenden Relais RY1 und RY2 (Fig. 1). Die Erregung der Relais RY1 und RY2 bewirkt eine Betätigung des Schalters S1 und des zweipoligen Schalters S2, wodurch die parallel geschalteten Drähte F1 und F2 von der Batterie B mit Energie versorgt werden, wie oben beschrieben.

Die Drähte F1 und F2 werden dann aus dieser erregten Parallelschaltung zurück in eine erregte Reihenschaltung geschaltet, um eine Überhitzung und ein Durchbrennen zu verhindern, wie ebenfalls beschrieben wurde. Dies wird beim Ablauf der Vorheiz-Periode bewirkt durch Steuereinrichtungen (Fig. 4) bestehend aus dem Oszillatorkreis, einem Zähler IC3, der vom Typ 4040 sein kann, welcher von Motorola und RCA verkauft wird, einer Diode D5 (Typ 1N458A), einem Kondensator C3 (0,1 Mikrofarad) und einem Widerstand R6 (47 Kiloohm). Impulse vom Ausgang an der Klemme 3 des Oszillators IC1 werden an einen Taktanschluß 10 des Zählers IC3 gelegt. Ein Ausgangssignal an der Klemme 12 des Zählers IC3 geht hoch nachdem der Zähler IC3 eine vorgegebene Anzahl von Impulsen gezählt hat, die vom Oszillator IC1 über eine Periode von etwa 7 Sekunden erzeugt worden sind, die als Vorheiz-Zeit bezeichnet worden ist. Dieses hohe Signal von der Klemme 12 des Zählers IC3 spannt die Diode 5 in Vorwärtsrichtung vor, um das zweite Speicherregister IC2B an der Klemme 12 rückzustellen. Der Kondensator C3 leitet die Tätigkeit des Speicherregisters IC2B wieder ein und der Widerstand R6 hält die Rückstellung tief zwischen den Signalen. Das andere Ende des Widerstandes R6 und der Anschluß des Speicherregisters IC2B sind geerdet. Das hohe Signal vom Anschluß bewirkt, daß das Ausgangssignal am Anschluß 15 des Speicherregisters IC2B tief wird, wodurch der Kollektorstrom des Transistors Q2 über·den Steuerausgang A2 abgeschaltet wird, um das Relais RY2 und die Lampe L zu entregen.

Obwohl die Vorheizzeit etwa 7 Sekunden beträgt, verändert sie sich in umgekehrtem Verhältnis mit der Spannung der Batterie B. Die Frequenz des Oszillators IC1 ist, wie oben erläutert, proportional abhängig von der von der Batterie B abgegebenen Spannung. Wenn daher die Spannung abnimmt, erzeugt der Oszillator IC1 Impulse mit einer langsameren Rate. Als Folge hiervon verstreicht eine längere Zeitspannes ehe der Zähler IC3 die vorgegebene Anzahl von Impulsen zählt. Es wird somit eine verringerte Batteriespannung an die Drähte F1 und F2 über eine verlängerte Vorheizzeit angelegt, um dieselbe hohe Betriebstemperatur zu erreichen, die erreicht worden wäre, wenn die Batteriespannung nicht abgenommen hätte. Die Vorheizzeit verändert sich in demselben umgekehrten Verhältnis zu einer e>-hs^v-e^r Batteriespannung.

Wenn die Vorheiz-Periode abläuft, wird die Lampe L entregt, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß der Motor bereit zum Start ist. Um der Bedienungsperson genügend Zeit für den Start des Motors zu geben, ist der Zeitverzögerungskreis TD ferner mit Mitteln versehen, die über eine Vorstart-Zeit von annähernd 30 Sekunden verhindern, daß das Relais RY1 entregt wird. Dies wird erreicht durch den Oszillatorkreis, den Zähler IC3, Dioden D6 und D7 (beide vom Typ 1N458A), einen Kondensator C4 (0,1 Mikrofarad) und einen Widerstand R7 (47 Kiloohm). Die Impulse vom Ausgang an der Klemme des Oszillators IC1 werden weiter an den Taktanschluß 10 des Zählers IC3 gelegt. Ein Ausgangssignal an der Klemme 1 des Zählers IC3 geht hochs nachdem der Zähler IC3 eine vorgegebene Anzahl von Impulsen gezählt hat, die vom Oszillator IC1 über eine Periode von etwa 30 Sekunden erzeugt worden sind, welche als Vorstart-Zeit definiert ist. Durch das Hochsignal vom Anschluß 1 des Zählers IC3 wird die Diode D6 vorwärts vorgespannt, um das Speicherregister IC2A der Klemme 4 rückzustellen. Der Kondensator C4 leitet den Betrieb des Speicherregisters IC2A ein und der geerdete Widerstand R7 hält die Rückstellung zwischen den Signalen tief. Das hohe Signal vom Anschluß 1 bewirkt,, daß der Ausgang an der Klemme 1 des Speicherregisters IC2A

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tief geht, wodurch der Kollektorstromfluß des Transistors Q1 über den Ausgang A1 abgeschaltet wird, um das Relais RY1 zu entregen. Das Ausgangssignal an der Klemme 1 des Zählers IC3 wird ferner über die Diode D7 an den Kondensator C1 und an die Eingangsklemmen 2 und 6 des Oszillators C1 gelegt, der durch die konstante Ladung, die auf dem Kondensator C1 über die Diode D7 gehalten wird, abgeschaltet wird.

Wenn jedoch die Bedienungsperson den Anlasser ST (Fig. 1) betätigt, durch Drehen des beweglichen Schleifkontaktes W des Zündschalters SW aus der Vorwärm-Position 2 in die Start-Position 3, ehe die Vor-Start-Periode beendet ist, fließt der Strom, der immer noch zur Startklemme 11 des Zeitverzögerungskreises TO fließt, auch zum Rückstell eingang 12 des Zeitverzögerungskreises TD₅ wie oben erläutert. Durch den Strom vom Rückstelleingang 12 (Fig. 4) wird eine Diode D8 vorwärts vorgespannt (Typ 1N458A) und der Zähler IC3 an der Klemme 11 rückgestellt. Ein Kondensator C5 (0,01 Mikrofarad) leitet den Betrieb des Zählers IC3 wieder ein, während ein Widerstand R8 (47 Kiloohm) die Rückstellung zwischen den Signalen tief hält. Das andere Ende des Widerstandes R8 und die Klemme 8 des Zählers IC3 sind geerdet. Das hohe Signal bewirkt, daß der Zähler IC3 wieder beginnt die Impulse zu zählen, die vom Oszillator IC1 erzeugt werden, so daß der Zähler IC3 Impulse über eine weitere 30-Sekunden-Periode zählt, wie oben beschrieben, ehe des Relais RY1 entregt wird. Während dieser 30 Sekunden dauernden Nachglühperiode werden die Glühkerzen weiterhin beheizt während der Motor in Betrieb ist.

Immer wenn der bewegliche Schleifkontakt W (Fig. 1)des Zündschalters SW aus der Vorheiz-Position 2 in die Aus-Position 1 zurückgedreht wird, wird durch den Zeitverzögerungskreis TD verhindert, daß die Relais RY1 und RY2 während einer Zeit von 1 bis 3 Minuten erregt werden, nachdem die Bedienungsperson den beweglichen Schleifkontakt W des Zündschalters SW in die Aus-Position 1 zurückgeschaltet hat, wie oben erläutert wurde.

Um dies durchzuführen, hat der Zeitverzögerungskreis TD (Fig. 4) ferner einen Kondensator C6 (33 Mikrofarad), der über die Diode D2 geladen worden ist. Wenn der Schleifkontakt W in die Aus-Position 1 zurückgedreht worden ist, wird der Kondensator C6 über den parallelen Widerstand R9 (22 Megaohm) entladen. Die Größen des Widerstandes R9 und des Kondensators C6 stellen die Zeitkonstante auf eine ausreichend niedrige Entladungsrate bezüglich des Kondensators C2 ein, um zu verhindern, daß über eine Zeitspanne von 1 bis 3 Minuten ein Signal an die Einstelleingänge der Klemmen 7 und 9 der Speicherregister IC2A und IC2B gelegt wird.

Die Anordnung A nach Fig. 1 als ein einzelnes Modul liefert-Energie an zwei Heizdrähte von zwei Glühkerzen in den Zylinderköpfen eines Dieselmotors. Mehrere Module, Steuerrelais RY2 oder 2-polige Schalter S2 können parallel geschaltet werden, wenn erfoder!ich, für einen Motor mit mehr als zwei Zylinder. Beispielsweise können drei Module parallel geschaltet werden, um Energie an die Heizdrähte von sechs Glühkerzen eines 6-Zylinder-Dieselmotors zu legen. Dieselbe Anzahl von Modulen ist erforderlich zum Anlegen von [nergii? an dio Heizdrähte von 5 GTühkerzen. Bei einem Motor mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern, wird jedoch von einem Modul Energie an einen Heizdraht einer Glühkerze und an eine Ballast-Belastung gelegt, die im wesentlichen dieselbe maximale Nennspannung wie der Heizdraht hat. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Moduls hat ferner Mittel, um die Ballast-Belastung während der Vorheizperiode abzuschalten, weil sie hauptsächlich als Spannungsteiler während der Vorstart-Periode und der Nachglühzeit wirkt.

Die Funktionen, die von dem Zeitverzögerungskreis TD ausgeführt werden, können auch von anderen Schaltungen oder Geräten, wie z.B. mechanischen, elektromechanischen, thermomechanisehen oder hydraulischen Einrichtungen ausgeführt werden. Die Heizdrähte können, wie gesagt, von einer Fahrzeugbatterie, aber auch von einem Inverter oder einer anderen Energiequelle gespeist werden.

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Claims

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Champion Spark Plug Co.

Patentansprüche

Anordnung zum Anlegen der Energie einer Energiequelle an wenigstens zwei Heizdrähte von zwei Glühkerzen eines Dieselmotors oder an einen Heizdraht einer Glühkerze und eine Ballast-Belastung, die im wesentlichen dieselbe maximale Nennspannung wie der Heizdraht hat, mittels eines Schalters, wobei die Energiequelle eine Speisespannung hat, die größer ist als die maximale Nennspannung der Drähte und ausreicht, bei kontinuierlichem Betrieb die Drähte zu überhitzen, dadurch gekennzeichnet , da3 de·- Schalter in eine erste Position schaltbar ist, um das Anlegen der Speisespannung an die Schaltungsanordnung zu verhindern, ferner in eine zweite Position, um die Speisespannung an die Schaltungsanordnung anzulegen, sowie in eine dritte Position, um den Zustand der zweiten Position aufrechtzuerhalten und um die Speisespannung an die Schaltungsanordnung und an den Anlasser des Motors zu legen, ferner mit Einrichtungen, um den Schalter aus der dritten Position in die zweite Position zurückzuführen, Einrichtungen zum Anlegen der vollen Speisespannung an jeden der Drähte durch Drehen des Schalters aus der ersten in die zweite Position, Einrichtungen, um nach einer Vor-Heiz-Zeit, die umgekehrt zur verfügbaren Speisespannung variiert und gleich der Zeit ist, die erforderlich ist, um einen Draht von Umgebungstemperatur auf eine höhere Betriebstemperatur zu bringen, die für den Start des Dieselmotors ausreicht, die an die Drähte durch die erste Einrichtung angelegte Spannung zu reduzieren und ihre Betriebstemperatur über eine Vor-Start-Zeit aufrechtzuerhalten, sowie Einrichtungen, um nach dem Umschalten des Schalters aus der zweiten in die dritte Position, die reduzierte Spannung weiterhin an die Drähte während einer Nachglühzeit anzulegen;, die durch die Zeitspanne bestimmt ist, die einen gleichmäßigen Leerlauf des Motors sowie eine Minimalisierung des Motorgeräusches und des Ausstoßes von weißem Rauch erforderlich ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch Signaleinrichtungen, Einrichtungen zum Anlegen der Speisespannung an diese, wenn die Vor-Heiz-Zeit begonnen hat, wobei die Signaleinrichtung betätigbar ist, wenn die Speisespannung an sie angelegt wird, um ein sichtbares oder hörbares Signal abzugeben, sowie Einrichtungen, um nach Ablauf der Vorheiz-Zeit zu verhindern, daß die Speisespannung an die Signaleinrichtung angelegt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen, um zu verhindern, daß die Speisespannung an die Drähte und an die Signaleinrichtung über eine vorgegebene Zeit angelegt wird, nachdem der Schalter aus der zweiten in die erste Position umgeschaltet worden ist.