DE3343245A1

DE3343245A1 - Gluehstiftkerze

Info

Publication number: DE3343245A1
Application number: DE19833343245
Authority: DE
Inventors: Eckhard 5000 Köln Haas
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-06-05

Description

Glühstiftkerze
Die Erfindung bezieht sich auf eine Glühstiftkerze der im Oberbegriff des ersten Anspruchs genannten Art.
Glühstiftkerzen werden in Dieselmotoren als Yaltstarthilfe und - je nach verwendetem Brennstoff - auch als Zündhilfe bei betriebswarmem Motor verwendet.
So ist es beispielsweise bei Wirbelkammermotoren bekannt, die Glühstiftkerze auch bei betriebswarmem Motor zur Unterstützung des Verbrennungsablaufes beitragen zu lassen.
Um diese Funktion als Zündhilfe bei betriebswarmem Motor optimal erfüllen zu können, wäre es erforderlich, die Glühstiftkerze sehr viel tiefer in den Brennraum hineinragen zu lassen, als es für die Erfordernisse des eigentlichen Kaltstarts notwendig wäre. Dies wird aber in der Praxis wegen der damit erhöhten Temperatur der Glühkerzenspitze und dem damit möglichen Abbrennen des Glührohres nicht durchgeführt. Darüberhinaus bedingt das tiefere Eintauchen der Glühstiftkerze in den Brennraum eine Verschlechterung des Schwarzrauchverhaltens. Da die Glühstiftkerze darüberhinaus im Betrieb Verdampferfunktion übernehmen soll, muß sie eine ausreichend große Vlärmekapazität aufweisen, um eine möglichst hohe mittlere Temperatur während Kompression und Einspritzung aufrechterhalten zu können.
Bisher bekannte GIühstiftkerzen erfüllen diese Anforderungen während des Betriebes nur unvollkommen. Eine den vorher geschilderten Aufgaben besser gerechtwerdende Glühstiftkerze weist die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs auf.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß infolge der durch höhere Wärmekapazität und verschlechterte Wärmeableitung erzielten höheren Temperatur des massiven Körpers eine verbesserte Verdampfung und Zündung des eingespritzten Kraftstoffes bewirkt wird, so daß ein deutlich weicherer und geräuscharmerer Motorlauf erzielt wird. Weiterhin kann aufgrund der Anordnung des massiven Körpers die Glüherze selbst weiter in Richtung auf die Brennraumwand zurückgesetzt werden, so daß deren thermische Belastung geringer wird und evtl. sogar ein billigeres Material für das Glührohr verwendet werden kann.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 kann erreicht werden, daß die Schwarzrauchverschlechterung durch das tiefere Eindringen der gesamten Glühkerze wesentlich geringer gehalten werden kann al wenn eine handelsübliche Glühkerze tiefer in den Brennraum hineingesteckt wird.
Als geeignete Materialien für den massiven Körper kommen hochwarmfeste Metalle, z.B. Inconel oder Oxydkeramik in Frage. Die Materialwahl hängt ab von den im Betrieb auftretenden Temperaturen und ist unabhängig von dem Material des Glührohres.
Geeignete Befestigungsmöglichkeiten des massiven Körpers beschreiben die Ansprüche 5 bis 8, wobei sich die Befestigungsmöglichkeit nach dem Anspruch 5 hauptsächlich für Körper aus Oxydkeramik eignet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand ausgewählter Beispiele näher- eläutert: Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine übliche Glühstiftkerze mit der erfindungsgemäßen Ausbildung; Fig. 2a) - e) verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten des massiven Körpers; Fig. 3a), b) Diagramme von Zünddruckverläufen mit handelsüblicher und erfindungsgemäßer Glühstiftkerze.
Die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Glühstiftkerze besteht aus dem Anschlußbolzen 1, der Rundmutter 2, der Isolierscheibe 3, dem Kerzengewinde 4, dem Einschraubgewinde 5 zum Einschrauben in den Zylinderkopf oder in die Nebenkammer, der Abdichtung 6, dem Kegeldichtsitz 7, der Regelwendel 8, dem Isolierpulver 9, der Heizwendel 10 und dem Glührohr 11. Dieser Aufbau ist handelsüblich und braucht deshalb nicht näher erläutert zu werden. An dem vorderen Ende des Glührohres 11 ist der massive Körper 12 in geeigneter Weise befestigt.
Fig. 2 zeigt verschiedene Befestigungs- und Ausbildungsmöglichkeiten des massiven Körpers 12.
Hierbei kann der massive Körper 12 entweder zylindrischen Querschnitt haben und über eine Art Nagel oder Draht 13 mit dem im Körper 12 versenkten Kopf an dem Glührohr gehalten werden. Denkbar ist auch die Form einer Kugel nach Fig. 2b), wobei der Befestigungsnagel Teil der Oberfläche des massiven Körpers 12 ist. Direkte Befestigungsmöglichkeiten des massiven Körpers 12 an dem Glührohr 11 zeigen die Fig. 2c) bis 2e). Hierbei kann der massive Körper unmittelbar an dem Glührohr befestigt werden oder über ein kurzes (Fig. 2d) oder ein verlängertes Halsstück (Fig.
2e). In den Fällen der Fig. 2c) bis 2e) ist der massive Körper aus hochwarmfestem Metall hergestellt, während bei den Befestigungsmöglichkeiten nach Fig. 2a), b) auch Oxydkeramik als Material für den massiven Körper in Frage kommt. In allen Fällen ist sichergestellt, daß der direkte WärmefluB aus dem Körper 12 in das Glührohr 11 gering gehalten ist.
Fig. 3 zeigt Zünddruckverläufe über Grad Kurbelwinkel aufgetragen. Hierbei stellt das Diagramm in Fig. 3a den Zünddruckverlauf handelsüblicher Glühstiftkerzen dar. Deutlich sind die Druckschwankungen nach OT zu sehen, die als Nageln zu hören sind.
Demgegenüber zeigt das Diagramm in Fig. 3b) den Zünddruckverlauf eines Glühstiftes mit der erfindungsgemäßen Ausbildung. Hierbei ist deutlich sichtbar, daß nach Überschreiten des oberen Totpunktes ein wesentlich ruhiaer Motorlauf aufgrund äußerst geringer Druckschwankungen erzielt werden kann.
Beide Diagramme wurden an einem PKS-Dieselmotor kurz nach dem Kaltstart unter folgenden Bedingungen aufgenommen: Einspritzbeginn: 80 vor OT Drehzahl: 3000/Min.
Motorleistung: 25 8 Last Wasseraustrittstemperatur aus dem Zylinderkopf:: 310 C.

Claims

Patentansprüche 1. Glühstiftkerze, bestehend im wesentlichen aus eizkörper (10) und Kerzengehäuse (4), wobei der Heizkörper (10) von einem hoch temperaturbeständigem Glührohr (11) umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Glührohrspitze (11) ein massiver Körper (12) voryesehen ist.
2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper (12) angenähert die-Form einer Kugel aufweist.
3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper (12) aus hoch,warmfestem Metall besteht.
4. Glühstiftkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß drr massive Körper (12) aus Oxydkeramik besteht.
5. Glühstiftkerze nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper (12) auf einen an der-Glührohrspitze (11) angeschweißten Draht (13) aufgefädelt ist.
6. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper (12) über eine möglichst schmale Kontaktfläche direkt an der Glührohrspitze (11) befestigt ist.
7. Glühstiftkerze nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt quer zur Glühstiftkerzenachse des massiven Körpers (12) dem Außendurchmessers des Glührohres (11) entspricht.
8. Glühstiftkerze nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der massive Körper (12) mit einem Halsstück versehen ist, über das er an dem Glührohr (11) befestigt ist.