EP0455256B2 - Glühkerze - Google Patents

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EP0455256B2
EP0455256B2 EP91107216A EP91107216A EP0455256B2 EP 0455256 B2 EP0455256 B2 EP 0455256B2 EP 91107216 A EP91107216 A EP 91107216A EP 91107216 A EP91107216 A EP 91107216A EP 0455256 B2 EP0455256 B2 EP 0455256B2
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glow
tube
resistor element
glow plug
plug according
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EP91107216A
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EP0455256A2 (de
EP0455256B1 (de
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Helmut Dipl.-Ing.(FH) Müller
Werner Dipl.-Ing.(Fh) Baeskow
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BERU Ruprecht GmbH and Co KG
Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
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BERU Ruprecht GmbH and Co KG
Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
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Publication of EP0455256A3 publication Critical patent/EP0455256A3/de
Publication of EP0455256B1 publication Critical patent/EP0455256B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines

Definitions

  • the invention relates to a glow plug according to the preamble of patent claim 1.
  • EP-A-0 335 382 describes a rod glow plug with a solid ceramic heating rod, in the front part of which a U-shaped ceramic heating element is accommodated.
  • the object of the invention is to provide a glow plug whose glow tube can be heated to a temperature of the order of 850 ° C. with a lower electrical output while the engine is running.
  • a resistance wire coil 4 for the electrical heating of the glow tube 2, a resistance wire coil 4, hereinafter referred to as the heating coil, is located in the tip of the glow tube 2, i.e. thus concentrated on the end of the glow tube 2 facing away from the glow plug body 3.
  • the heating coil 4 consists of a heating wire, the resistance of which is largely independent of the temperature (e.g. Kanthal).
  • the heating coil 4 can be wholly or, as shown in FIG.
  • the heating coil has the part 4a with an essentially temperature-independent resistance or with a resistor with a weakly positive or negative temperature coefficient and the part 4b with a strongly positive temperature coefficient (the spatial arrangement of parts 4a and 4b, can also be interchanged), partially consist of a heating wire with control characteristics (eg: Ni, CoFe, Fe, ). This achieves a certain self-regulation of the glow plug. If the current intensity in the heating coil is limited by the control electronics, a uniformly negative temperature coefficient can also be advantageous, provided that the heating coil is made of a correspondingly temperature-resistant material.
  • the entire heating coil that is to say including that part of it, which may be present, which has control characteristics, is concentrated in the tip of the glow tube.
  • This area is limited to max. 10 mm, preferably 4 to 7 mm, limits and occupies a range of less than 1/3 of the free glow tube length.
  • the heating coil 4 is embedded in the glow tube 2 with the aid of an electrically insulating material 7 designed as granules. MgO is usually used as the insulation material.
  • an insulation material with a higher thermal conductivity eg AlN 2
  • an insulation material with a lower thermal conductivity is used in the area of the low-resistance wire connection.
  • the spatial expansion of the heating coil 4 is deliberately concentrated on the tip of the glow tube in order to minimize the glowing volume.
  • the electrical power to be applied to reach a certain glow plug temperature can be maintained. This low electrical power is a prerequisite for continuous operation of the glow plug. It also minimizes convection, radiation and heat conduction losses.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a glow plug, in which a protective tube 9 surrounding the glow tube 2 is provided to further reduce the heat losses at lower temperatures in the combustion chamber or the prechamber of the engine during the gas exchange processes.
  • a protective tube 9 surrounding the glow tube 2 is provided to further reduce the heat losses at lower temperatures in the combustion chamber or the prechamber of the engine during the gas exchange processes.
  • one or more openings 10 are provided at the tip and / or on the circumference of the protective tube 9, which allow the fuel-air mixture access to the glowing glow tube end, where the fuel-air mixture is then ignited.
  • the protective tube 9 also has the function of preventing the heated glow tube from overheating at very high combustion chamber temperatures. This embodiment is particularly suitable for use in engines with very high gas exchange speeds and thus high convection losses.
  • Fig. 3 shows schematically the control of the glow plugs using the example of a 4-cylinder engine.
  • An electrical switching device controls the individual glow plugs, e.g. via power switching transistors, depending on vehicle condition on and off.
  • the individual glow plugs are switched on in succession with a slight time delay.
  • the duration of the preheating phase can be changed depending on various parameters, such as outside temperature, cooling water temperature, supply voltage, glow plug resistance.
  • the glow plugs are switched on in a clocked manner, so that overheating of the glow plugs is avoided.
  • the glow plugs are designed electrically so that with a duty cycle of 25% the desired glow plug temperature of e.g. > 850 ° C is reached.
  • the clocked successive switching on of the four glow plugs in such a way that the switch-on phases connect to each other without gaps and without overlap has the advantage that the on-board electrical system is loaded with an almost constant current.
  • an intermediate glow phase with a 50% or 75% duty cycle after the pre-glow phase. Two or three glow plugs are then heated simultaneously.
  • the glow plugs are checked for functionality by the control device and any defects are displayed to the driver.
  • Such a test phase can be provided both before the glow plug and in the respective pauses between the individual glow plugs. If a heating coil with temperature-dependent resistance is used for the glow plugs, the coil temperature can also be monitored.
  • FIG. 4 shows the temperature profile on the surface of the glow tube after a heating-up time of 30 seconds.
  • the glowing volume in the glow plug according to FIG. (Solid line) focused on the glow tube tip; all of the electrical energy is converted in the area of the glow tube tip, where the resistance wire coil is concentrated.
  • the major part of the electrical energy is converted in the area of the control coil part of the resistance wire coil, which extends over the greater part of the glow tube length on the side facing the glow plug body extends. This part of the glow tube is measured in the glow plug in question by a low-resistance feedback.
  • FIG. 5 shows both the glow current over time and the surface temperature at the tip of the glow tube.
  • the known glow plug (dashed line) begins with a high initial current peak, which leads to the heating of the control coil. Due to the increasing resistance of the control coil, the glow current decreases, and the control coil takes over most of the electrical Energy. It takes approx. 6.5 s to reach a temperature of 850 ° C at the glow tube tip and approx. 9.5 s to reach 950 ° C.
  • a comparison of the known series glow plug and the object glow plug (FIG. 6) during engine operation with a constant heating power of approx. 40 W resulted in the following.
  • the Seden glow plug only rose slightly at every combustion chamber temperature, while the glow plug in question assumed a temperature of> 850 ° C in every driving condition.
  • the temperature rises to approximately 1000 ° C. at high combustion chamber temperatures.
  • the glow plug with protective tube according to FIG. 2 shows an almost constant temperature over the entire driving range at the tip of the glow tube. This is due to the shielding effect of the protective tube. This can further improve the life of the glow plug.
  • the protective tube takes on a higher temperature and thus acts as a glow ignition exciter.
  • the shortening of the ignition delay is known to result in a reduction in combustion noise and airborne noise.
  • FIG. 8 schematically shows the installation of a glow plug according to FIG. 1 in a swirl chamber of a diesel engine.
  • the central control unit records the various engine parameters and supplies the glow plugs with an appropriate heating output. This control unit can also take over injection control and monitoring of the glow plugs.
  • FIG. 9 schematically shows the control device that is supplied with the different input variables. This data is processed according to a predetermined program in a microprocessor, which then controls the power output stage. Engine-specific data and maps can be stored in a memory module. In addition, the microprocessor performs function monitoring (diagnosis) of the glow plugs and reports any errors to the driver.
  • function monitoring diagnosis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Glühkerze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Messungen an Dieselkraftfahrzeugen ergaben, daß bei einigen Fahrzuständen die Brennraumtemperatur und dadurch die Glührohrtemperatur unbeheizter (stromloser) Glühkerzen bei ca. 400°C bis 500°C liegt. Da ein zündaussetzungsfreier Betrieb erst bei einer Temperatur ab ca. 850°C erreicht wird, ist bei diesen Fahrzuständen ein schlechtes Abgas-und Geräuschverhalten festzustellen. Es ist daher zweckmäßig, die Glühkerzen zumindest periodisch eingeschaltet zu lassen.
  • Bei bekannten Stabglühkerzen der eingangs genannten Art (DE-OS 28 02 625, DE-OS 38 25 013) erstreckt sich das drahtwendelförmige Widerstandselement über die gesamte Länge des Glührohres. Diese bekannten Stabglühkerzen benötigen für eine Beharrungstemperatur von ca. 900 bis 1000°C eine elektrische Leistung von mehr als 120 W pro Kerze bei ruhender Luft.
  • Für den Dauerbetrieb steht eine so hohe elektrische Leistung nicht zur Verfügung, weshalb eine bekannte Glühkerze dieser Art als Dauerglühzündungserreger ausscheidet.
  • Aus US-A-2 898 571 ergibt sich eine Stabglühkerze der eingangs genannten Art, bei welcher das drahtwendelförmige Widerstandselement im vorderen Teil des Glührohres, aber abgesetzt von der eigentlichen Glührohrspitze angeordnet ist
  • EP-A-0 335 382 beschreibt eine Stabglühkerze mit einem massiven Keramik-Heizstab, in dessen vorderem Teil ein U-förmiges Keramik-Heizelement untergebracht ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glühkerze zu schaffen, deren Glührohr mit geringerer elektrischer Leistung bei laufendem Motor auf eine Temperatur der Größenordnung 850°C beheizt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Glühkerze, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser zeigt
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze,
    • Fig. 1a eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze,
    • Fig. 2 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glühkerze mit Schutzrohr,
    • Fig. 3 den Ablauf einer Glühkerzensteuerung für einen 4-Zylinder-Motor,
    • Fig. 4 den Temperaturverlauf an der Glührohroberfläche für eine Glühkerze gemäß Fig. 1,
    • Fig. 5 das Aufheizverhalten für eine Glühkerze gemäß Fig. 1 und eine bekannte Glühkerze,
    • Fig. 6 die Glührohrtemperatur bei Motorbetrieb und konstanter Heizleistung im Vergleich erfindungsgemäßer und einer bekannten Glühkerze,
    • Fig. 7 das Ergebnis einer Abgasvergleichsmessung mit Dauerglühen,
    • Fig. 8 schematisch den Einbau einer Glühkerze gemäß Fig. 1 in eine Wirbelkammer eines Dieselmotors, und
    • Fig. 9 schematisch ein Steuergerät, das mit unterschiedlichen Eingangsgrößen versorgt wird.
  • Fig. 1 zeigt eine Glühkerze mit einem Glühkerzenkörper 3 und einem Glührohr 2, welches an seinem vom Glühkerzenkörper 3 entfernten Ende verschlossen ist. Zur elektrischen Beheizung des Glührohres 2 ist eine Widerstandsdrahtwendel 4, im folgenden Heizwendel genannt, in der Spitze des Glührohres 2, d.h. also konzentriert auf das dem Glühkerzenkörper 3 abgewandte Ende des Glührohres 2, angeordnet. Die Heizwendel 4 besteht aus einem Heizdraht, dessen Widerstand weitgehend unabhängig von der Temperatur ist (z.B. Kanthal). In einer weiteren Ausführungsform kann die Heizwendel 4 ganz oder, wie in Fig. 1a gezeigt, wo die Heizwendel den Teil 4a mit im wesentlichen temperaturunabhängigem Widerstand oder mit einem Widerstand mit schwach positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten und den Teil 4b mit stark positivem Temperaturkoeffizienten aufweist (die räumliche Anordnung der Teile 4a und 4b, kann auch vertauscht sein), teilweise aus einem Heizdraht mit Regelcharakteristik bestehen (z.B.: Ni, CoFe, Fe, ...). Hierdurch wird eine gewisse Selbstregelung der Glühkerze erreicht. Wird die Stromstärke in der Heizwendel durch die Steuerelektronik begrenzt, so kann unter der Voraussetzung eines entsprechend temperaturbeständigen Materials für die Heizwendel auch ein einheitlich negativer Temperaturkoeffizient von Vorteil sein.
  • In jedem Fall ist jedoch die gesamte Heizwendel, also einschließlich desjenigen ggf. vorhandenen Teils derselben, der Regelcharakteristik hat, in der Spitze des Glührohres konzentriert untergebracht.
  • Dieser Bereich wird auf max. 10 mm, vorzugsweise 4 bis 7 mm, begrenzt und nimmt einen Bereich von weniger als 1/3 der freien Glührohrlänge ein.
  • Da von der Materialauswahl (spezifischer Widerstand) und von der Wahl des Drahtdurchmessers her Grenzen gesetzt sind, kann diese räumliche Konzentration durch folgende Maßnahmen verbessert werden:
    • Verringerung des Windungsabstandes
    • Verwendung isolierter (z. B. oberflächenoxidierter) Drähte, die ohne Windungsabstand gewickelt werden können.
    • Koaxiale Anordnung mehrerer Wicklungen
    • Verringerung des Gesamtwiderstandes
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Heizwendel 4 mit einem Anschlußteil 5, das sich auf der dem Glührohr 2 abgewandten Seite des Glühkerzenkörpers 3 befindet, ist eine niederohmige Verbindung 6, z.B. aus einem Nickeldraht, vorgesehen, der vorzugsweise gestreckt das Glührohr 2 durchsetzt. Die Heizwendel 4 ist mit Hilfe eines als Granulat ausgebildeten elektrisch isolierenden Materials 7 in dem Glührohr 2 eingebettet. Als Isolationsmaterial wird üblicherweise MgO verwendet. Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit zwischen Heizwendel 4 und Glührohr 2 kann in diesem Abschnitt des Glührohres ein Isolationsmaterial mit höherer Wärmeleitfähigkeit (z.B. AlN2) verwendet werden, während im Bereich der niederohmigen Drahtverbindung ein Isolationsmaterial mit niedrigerer Wärmeleitfähigkeit verwendet wird. Die räumliche Ausdehnung der Heizwendel 4 wird bewußt auf die Spitze des Glührohres konzentriert, um das glühende Volumen zu minimieren. Dadurch kann die zum Erreichen einer bestimmten Glühkerzentemperatur aufzubringende elektrische Leistung Wein gehalten werden. Diese geringe elektrische Leistung ist Voraussetzung für einen Dauerbetrieb der Glühkerze. Außerdem werden dadurch die Verluste durch Konvektion, Strahlung und Wärmeleitung minimiert.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Glühkerze, bei welcher zur weiteren Verringerung der Wärmeverluste bei niedrigeren Temperaturen im Brennraum bzw. der Vorkammer des Motors während der Gaswechselvorgänge ein das Glührohr 2 umgebendes Schutzrohr 9 vorgesehen ist. Im Bereich des Glührohrendes werden an der Spitze und/oder am Umfang des Schutzrohres 9 eine oder mehrere Öffnungen 10 vorgesehen, die dem Kraftstoff-Luftgemisch Zugang zum glühenden Glührohrende ermöglichen, wo das Kraftstoff-Luftgemisch dann gezündet wird. Zusätzlich hat das Schutzrohr 9 noch die Funktion, bei sehr hohen Brennraumtemperaturen eine Überhitzung des beheizten Glührohres zu verhindern. Diese Ausführungsform ist besonders für den Einsatz in Motoren mit sehr hohen Gaswechselgeschwindigkeiten und dadurch hohen Konvektionsverlusten geeignet.
  • Fig. 3 zeigt schematisch die Ansteuerung der Glühkerzen am Beispiel eines 4-Zylinder-Motors. Ein elektrisches Schaltgerät steuert die einzelnen Glühkerzen, z.B. über Leistungsschalttransistoren, je nach Fahrzeugzustand ein und aus.
  • Während der Vorglühphase werden alle vier Glühkerzen gleichzeitig betrieben.
  • Um die Steilheit des Einschaltstromes zu verringern, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Glühkerzen mit einer geringen zeitlichen Verzögerung nacheinander zugeschaltet werden. Die Dauer der Vorglühphase kann in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie Außentemperatur, Kühlwassertemperatur, Versorgungsspannung, Glühkerzenwiderstand verändert werden. Nach Ablauf der Vorglühzeit werden die Glühkerzen nacheinander getaktet eingeschaltet, so daß eine Überhitzung der Glühkerzen vermieden wird. Die Glühkerzen sind elektrisch so ausgelegt, daß bei einer Einschaltdauer von 25 % bei jedem Fahrzustand die gewünschte Glühkerzentemperatur von z.B. >850°C erreicht wird. Das getaktete aufeinanderfolgende Einschalten der vier Glühkerzen in der Weise, daß die Einschaltphasen lückenlos und ohne Überlapp aneinander anschließen, hat den Vorteil, daß das Bordnetz mit einem nahezu konstanten Strom belastet wird.
  • Je nach Auslegung der elektrischen Werte der Glühkerzen kann es vorteilhaft sein, nach der Vorglühphase noch eine Zwischenglühphase mit 50 % bzw. 75 % Einschaltdauer einzufügen. Hierbei sind dann jeweils zwei bzw. drei Glühkerzen gleichzeitig beheizt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Glühkerzen von dem Steuergerät auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft werden und eventuelle Mängel dem Fahrer angezeigt werden. Eine solche Prüfphase kann sowohl vor der Vorglühzet als auch in den jeweiligen Taktpausen der einzelnen Glühkerzen vorgesehen werden. Wird für die Glühkerzen eine Heizwendel mit temperaturabhängigem Widerstand verwendet, kann zusätzlich die Wendeltemperatur überwacht werden.
  • In Fig. 4 ist der Temperaturverlauf an der Glührohroberfläche nach einer Aufheizzeit von 30 Sekunden dargestellt Im Vergleich zur bekannten Glühkerze mit sich über die gesamte Länge des Glührohrs erstreckender Widerstandsdrahtwendel (gestrichelte Linie) ist bei der Glühkerze gemäß Fig. (durchgezogene Linie) das glühende Volumen auf die Glührohrspitze konzentriert; die gesamte elektrische Energie wird im Bereich der Glührohrspitze, wo die Widerstanddrahtwendel konzentriert ist, umgesetzt Demgegenüber wird bei der bekannten Glühkerze der größte Teil der elektrischen Energie im Bereich des Regelwendelteils der Widerstandsdrahtwendel umgesetzt, der sich über den größeren Teil derGlührohrlänge auf der dem Glühkerzenkörper zugewandten Seite erstreckt. Dieser Teil des Glührohres wird bei der gegenständlichen Glühkerze durch eine niederohmige Rückführung durchmessen. Durch die Verringerung des glühenden Volumens bei der gegenständlichen Glühkerze werden die Wärmeverluste bei Motorbetrieb so gering gehalten, daß mit einer vertretbaren Energie (<50W) die Glührohrspitze eine Temperatur von >850°C annimmt
  • Außerdem wird durch die Konzentration der umgesetzten elektrischen Energie in der Glühmhrspitze ein schnelleres Aufheizen erreicht, was in Fig. 5 dargestellt ist. In Fig. 5 ist sowohl der Glühstrom über der Zeit als auch die Oberflächentemperatur an der Glührohrspitze dargestellt. Die bekannte Glühkerze (gestrichelte Linie) beginnt mit einer hohen Anfangsstromspitze, die zu der Erwärmung der Regelwendel führt. Durch den steigenden Widerstand der Regelwendel nimmt der Glühstrom ab, und die Regelwendel übernimmt den größten Teil der elektrischen Energie. Zur Erreichung einer Temperatur von 850°C an der Glührohrspitze werden ca. 6,5 s und zur Erreichung von 950°C ca. 9,5 s benötigt.
  • Bei der gegenständlichen Glühkerze fließt während der Vorglühzeit ein nahezu konstanter Glühstrom. Die gesamte elektrische Energie wird in der Glührohrspitze umgesetzt und die Temperatur von 850°C in 4,5 s und von 950°C in 5,5 s erreicht. Nach der Vorglühzeit wird die Glühkerze mit einer Einschaltdauer von 25 % betrieben. Dadurch kommt es bei der Temperaturkurve zu einer Temperaturspitze während der Vorglühphase, wonach sich die Temperatur einem konstanten Wert annähert.
  • Ein Vergleich der bekannten Serienglühkerze und der gegenständlichen Glühkerze (Fig. 6) bei Motorbetrieb mit einer konstanten Heizleistung von ca. 40 W ergab folgendes. Die Sedenglühkerze erreichte bei jeder Brennraumtemperatur nur eine geringe Temperaturerhöhung, während die gegenständliche Glühkerze bei jedem Fahrzustand eine Temperatur von >850°C annahm. Bei der Ausführungsform der Glühkerze ohne Schutzrohr gemäß Fig. 1 steigt die Temperatur bei hohen Brennraumtemperaturen auf ca. 1000°C an. Die Glühkerze mit Schutzrohr nach Fig. 2 zeigt über den gesamten Fahrbereich an der Glührohrspitze eine nahezu konstante Temperatur. Das ist auf die abschirmende Wirkung des Schutzrohres zurückzuführen. Hierdurch kann die Lebensdauer der Glühkerze weiter verbessert werden. Bei hohen Brennraumtemperaturen nimmt das Schutzrohr eine höhere Temperatur an und wirkt dadurch als Glühzündungserreger.
  • Zum Nachweis der Wirkung des Dauerglühens auf den Verbrennungsvorgang wurden Abgasvergleichsmessungen durchgeführt.
  • In Fig. 7 sind die Abgaswerte bei einem US-Zyklus am Beispiel eines Volkswagen Golf Diesel dargestellt. Hierbei wurde der Serienzustand (ohne Dauerglühen) auf 100 % normiert. Im Vergleich dazu sind die derzeitig gültigen US-Grenzwerte aufgetragen. Die Heizstabtemperatur der Glühkerze gemäß Fig. 1 wurde extern auf 850°C geregelt.
  • Durch die bessere Verbrennung konnten die Werte für Kohlenwasserstoffe (HC) und Kohlenmonoxid (CO) deutlich verringert werden. Wegen der höheren Verbrennungstemperatur stieg der NOx-Wert erwartungsgemäß etwas an. Die verbesserten HC- und CO-Werte deuten auf einen zündaussetzerfreien Betrieb hin. Auch die Partikelemissionen wurden durch das Dauerglühen erheblich verbessert, was ebenfalls auf eine bessere Verbrennung schließen läßt.
  • Da sich durch die heiße Glühkerzenspitze der Zündverzug verkleinert, kann durch einen von Fahrzeugherstellern neu zu bestimmenden Einspritzzeitpunkt mit einer weiteren Abgas- bzw. Partikelverringerung gerechnet werden.
  • Die Verkürzung des Zündverzuges hat bekannterweise eine Verringerung des Verbrennungsgeräusches und des Luftschalls zur Folge.
  • Man kann erwarten, daß durch das Dauerglühen in Verbindung mit weiteren motorischen Maßnahmen (Brennraumgestaltung, Einspdtzzeitpunktregelung) auch ohne Rußfilter zukünftige Partikelgrenzwerte eingehalten werden können.
  • Fig. 8 Zeigt schematisch den Einbau einer Glühkerze gemäß Fig. 1 in eine Wirbelkammer eines Dieselmotors. Das zentrale Steuergerät erfaßt die verschiedenen Motorparameter und versorgt die Glühkerzen mit einer entsprechenden Heizleistung. Zusätzlich kann dieses Steuergerät noch die Einspritzsteuerung und die Überwachung der Glühkerzen übernehmen.
  • In Fig. 9 ist schematisch das Steuergerät dargestellt, das mit den unterschiedlichen Eingangsgrößen versorgt wird. Diese Daten werden nach einem vorgegebenen Programm in einem Mikroprozessor verarbeitet, der dann die Leistungsendstufe ansteuert. In einem Speicherbaustein können motorspezifische Daten und Kennfelder gespeichert sein. Zusätzlich führt der Mikroprozessor die Funktionsüberwachung (Diagnose) der Glühkerzen durch und meldet eventuelle Fehler an den Fahrer.

Claims (12)

  1. Glühkerze für eine luftverdichtende Brennkraftmaschine, mit einem Kerzengehäuse (3), mit einer Anschlußvorrichtung (5) für den Glühstrom und mit einem an dem Kerzengehäuse angebrachten Glührohr (2), das an seinem vom Kerzengehäuse abgewandten Ende verschlossen ist, wobei in dem Glührohr (2) ein drahtwendelförmiges Widerstandselement (4) in einem elektrisch isolierenden Material (7) eingebettet vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte im Glührohr vorgesehene drahtwendelförmige Widerstandselement (4) weniger als ein Drittel der freien Glührohrlänge einnehmend auf den Bereich des vom Kerzengehäuse (3) abgewandten Endes des Glührohres (2) konzentriert ist.
  2. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (4) einheitliche Temperaturcharakteristik hat.
  3. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Widerstandselements (4) weitgehend temperaturunabhängig ist.
  4. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Widerstandselements (4) einen positiven Temperaturkoeffizienten mit Regelwirkung hat.
  5. Glühkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand des Widerstandselements (4) einen negativen Temperaturkoeffizienten hat
  6. Glühkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (4) aus einem Teil (4a) mit weitgehend temperaturunabhängigem Widerstand und einem Teil (4b) mit positivem Temperaturkoeffezienten mit Regelwirkung besteht.
  7. Glühkerze nach einem dervorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Widerstandselements (4) mit der Anschlußvorrichtung (5) eine niederohmige Drahtverbindung (6) vorgesehen ist
  8. Glühkerze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das elektrisch isolierende Material (7) ein Material mit vergleichsweise hoher thermischer Leitfähigkeit vorgesehen ist.
  9. Glühkerze nach Anspruch 8 in Rückbezug auf Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrisch isolierende Material (7) mit vergleichsweise hoher thermischer Leitfähigket auf den Bereich des Widerstandselements (4) beschränkt und daß im Bereich der niederohmigen Drahtverbindung ein elektrisch isolierendes Material (7) mit verhältnismäßig niedriger thermischer Leitfähigkeit vorgesehen ist.
  10. Glühkerze nach einem dervorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Glührohr (2) umgebendes Schutzrohr (9) mit Öffnungen (10) im Bereich des das Widerstandselement (4) enthaltenden Teils des Glührohres (2) vorgesehen ist.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Satzes von Glühkerzen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkerzen (1) in einer Schaltphase im Überlapp und in einer nachfolgenden Phase ohne Lücke und ohne Überlapp aufeinanderfolgend eingeschaltet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltphase für die einzelnen Glühkerzen (1) mit geringer zeitlicher Versetzung begonnen wird.
EP91107216A 1990-05-04 1991-05-03 Glühkerze Expired - Lifetime EP0455256B2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4014356A DE4014356A1 (de) 1990-05-04 1990-05-04 Gluehkerze
DE4014356 1990-05-04

Publications (4)

Publication Number Publication Date
EP0455256A2 EP0455256A2 (de) 1991-11-06
EP0455256A3 EP0455256A3 (en) 1992-01-15
EP0455256B1 EP0455256B1 (de) 1994-08-24
EP0455256B2 true EP0455256B2 (de) 1997-12-03

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EP91107216A Expired - Lifetime EP0455256B2 (de) 1990-05-04 1991-05-03 Glühkerze

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US (1) US5172664A (de)
EP (1) EP0455256B2 (de)
JP (1) JPH0696838A (de)
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DE (2) DE4014356A1 (de)
ES (1) ES2061111T5 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4133338A1 (de) * 1991-10-08 1993-04-15 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Gluehkerze
DE4301252A1 (de) * 1993-01-19 1994-07-21 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Stabflammglühkerze
DE4335292A1 (de) * 1993-10-15 1995-04-20 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Glühkerze
DE4431477C2 (de) * 1994-09-03 1996-09-26 Bosch Gmbh Robert Starthilfevorrichtung, insbesondere für einen Dieselmotor
DE19812785A1 (de) * 1998-03-24 1999-10-07 Beru Ag Schutzrohre für Glüh- und Meßelemente
US6064039A (en) * 1998-04-15 2000-05-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Glow plug with small-diameter sheath tube enclosing heating and control coils
DE19833862A1 (de) * 1998-07-28 2000-02-03 Bosch Gmbh Robert Heizelement für Lambda-Sonden
JP2003508712A (ja) * 1999-08-27 2003-03-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング セラミックシースドエレメントグロープラグ
DE10041289B4 (de) * 2000-08-22 2005-05-04 Beru Ag Glühkerze
EP1406046B1 (de) * 2001-06-19 2014-12-31 NGK Spark Plug Co., Ltd. Glühkerze und herstellungsverfahren für glühkerze
WO2003095828A1 (fr) * 2002-05-14 2003-11-20 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Module de commande pour bougie de prechauffage et bougie de prechauffage
US6878903B2 (en) * 2003-04-16 2005-04-12 Fleming Circle Associates, Llc Glow plug
DE102007031613B4 (de) * 2007-07-06 2011-04-21 Beru Ag Verfahren zum Betreiben von Glühkerzen in Dieselmotoren
DE102008008205A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-13 Robert Bosch Gmbh Metallische Glühstiftkerze mit Temperaturmessung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2898571A (en) * 1954-12-20 1959-08-04 Vickers Electrical Co Ltd Methods of manufacturing tubular sheathed heating elements
GB1215013A (en) * 1967-04-05 1970-12-09 Wire Products & Machine Design Improvements in or relating to encased electric heating elements
DE2746496A1 (de) * 1977-10-15 1979-04-26 Bosch Gmbh Robert Gluehstiftkerze fuer brennkraftmaschinen
DE2802625C3 (de) * 1978-01-21 1985-07-18 BERU Ruprecht GmbH & Co KG, 7140 Ludwigsburg Glühkerze
DE2900984C2 (de) * 1979-01-12 1983-01-05 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Glühkerze für Dieselmotoren
US4312120A (en) * 1980-05-22 1982-01-26 Bendix Autolite Corporation Glow plug manufacture
JPS59231321A (ja) * 1983-06-13 1984-12-26 Ngk Spark Plug Co Ltd 自己制御型グロ−プラグ
DE3502525C2 (de) * 1985-01-25 1993-11-11 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Glühelement
JPS63266172A (ja) * 1987-04-22 1988-11-02 Mitsubishi Electric Corp デイ−ゼルエンジンのグロ−プラグ制御装置
GB2220446B (en) * 1988-04-06 1992-05-27 Champion Spark Plug Europ Glow plug for internal combustion engine
DE3822693A1 (de) * 1988-07-05 1990-01-11 Vacuumschmelze Gmbh Widerstandselement fuer gluehkerzen
DE3825013A1 (de) * 1988-07-22 1990-01-25 Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A Gluehkerze
DE9005085U1 (de) * 1990-05-04 1990-08-09 BERU Ruprecht GmbH & Co KG, 7140 Ludwigsburg Glühkerze

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