JPH02293524A - 予熱プラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、請求項１の上位概念に記載の、ジーゼルエン
ジンの燃焼室内に配置するための予熱プラグに関する。

従来の技術 予熱プラグの主要な構成は、ドイツ国特許第２８０２６
２５号明細書に・公開されている。その後ジーゼルエン
ジンの冷間スタート特性を改良するために所謂予熱プラ
グが使用されておシ、その高熱のビン表面上で、噴射さ
れた燃料の１部分が気化され、かつ一圧縮空気と混合し
て一点火される。その際に放出される熱が、燃焼プロセ
スの開始に役立っている。予熱プラグは、プラグクーシ
ングから突出する管状の予熱ビンを有しており、その予
熱管内には、高い熱伝導率の絶縁粉末（特に酸化マグネ
シウム）内に埋め込まれて、ほぼ温度に無関係な抵抗値
を備えている加熱コイルが配置されている。加熱体の過
熱並びに破損を防止するために、これらの加熱コイルは
、付加的な制御コイルと直列に接続されておシ、該制御
コイルは、高い正の抵抗温度係数（ＰＴＣ）を有して、
上述の絶縁粉末内に一緒に埋め込まれている。加熱コイ
ル及び制御コイルの寸法と設計とを適切に行うことによ
シ、予熱プラグは、許容最高温度を越えることなしに、
始動のために必要な温度に急速に加熱される。

予熱プラグは、その燃焼室先端部が、通常約５秒から１
０秒後に約８５０℃から９００℃までのその作動温度に
到達する。

公知の予熱プラグにあっては、予熱管は、電気的には絶
縁性の、しかし熱を良く伝導する例えば酸化マグネシウ
ムのようなセラミック粉末で充填されている。

従って特に加熱コイルの熱を予熱管に対し外方に向って
迅速に伝達するためには、セラミック粉末の良好な熱伝
導率が必要であシかっ有意気である。

しかし加熱コイルと制御コイルとが、予熱管内で空間的
に互いに密に位置している限シは、次のような欠点が発
生する。つまりそれは、加熱コイルから発散される熱が
、絶縁粉末と予熱管の両者の良好な熱伝導率によって、
余シにも急速に制御コイルを加熱してしまうということ
である。そのため制御コイルは、その温度依存若し制御
コイルの温度の影響を加熱コイルの側で減少せしめるこ
とができるならば、これが利点となるであろう。そのた
めこの種の予熱プラグが、ＥＰ第０　２　４　０　６　
５　０　Ａｔ号明細書に公開されている。該明細書にあ
っては、燃焼室側の加熱コイルと接続側の制御コイルと
の間に熱伝導率の低い結合部材が設けられている。この
結合部材は、電気伝導率は良好であるが熱伝導率の低い
ＣｒＮｉ一鋼から成っている。この結合部材は、同じ様
に全予熱管内に一様に存在する絶縁粉末によって取り囲
まれているが、熱絶縁性が不充分なために構造的に費用
が嵩み、かつ作用も不満足である。

ドイツ国特許ＤＢ−ＰＳ第３４２１９５０号明細書に予
熱プラグが公開されている。該明細書にあっては、加熱
コイルが焼成セラミック材料から成る分離された絶縁体
内に配置されている。

１方制御コイルは、通常の酸化マグネンウム粉末内又は
硝子内に埋め込まれている。ζの配置によシ、予熱プラ
グの改良された自己制御型の機能が達成される筈である
。このことは、温度に無関係乃至は温度依存形の抵抗特
性を備えた特殊な加熱ワイヤ材料並びＫ制御コイル材料
によって達成されている。加熱コイルと制御コイルとの
間で、絶縁粉末又は予熱管を介して、温度が相互に影響
を及ぼし合うようなことはない。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭で述べた形式の予熱プラグを改良
して、その制御特性が最適に調節されるようにすること
にある。

課題を解決するための手段 本発明では、請求項１に記載の特徴によって上記課題を
解決することができた。っまシ最適な制御特性は、異な
った種類の絶縁粉末を予熱管内に導入することによって
、特にこれを達成することができる。その際絶縁粉末の
品種は、予熱管の内方の軸方向で入れ替っている。

発明の効果 本発明では、加熱コイルと制御コイルとの間で、第２の
絶縁粉末品種によシ小さな熱伝導率を備えた区域が調達
されておシ、該区域は、加熱コイルによって発生した熱
が、その他の絶縁粉末を介して制御コイルに、極めて迅
速に伝達されるのを阻止している。制御コイルは、付加
的な絶縁粉末層によシ加熱コイルと制御コイルとの間で
寧ろ著しく遅延して加熱される。その結果加熱コイルは
、その出力を良好に分配することができるようになる。

請求項２以下に記載の対策によシ、請求項１で説明した
予熱プラグの、有利でかつ機能的な別の構成が実現され
ている。

有利には第２の絶縁粉末品種を備えた移行帯の長さは、
加熱帯の長さの約７５優に選択されている。この長さは
、適切な第２の絶縁粉末品本発明の装置にあっては、制
御コイルの長さは、加熱コイルの約５倍の長さに一致す
るように選択されている。その際制御コイルの約５０チ
の長さが、プラグヶーシングの内方に位置し部 ておシ、該卯は高温導線によって直接的な影響を受けな
いようになっている。

加熱コイルと制御コイルとの間の接続は、有利には、よ
シ大きなコイルピッチ、特に２倍のコイルピッチを備え
た制御コイルの区分によって行われている。

実施例 本発明の実施例を図面に示し、次にこれを詳しく説明す
る。

第１図に図示の予熱プラグ１は、プラグケーシング２と
、その長手方向孔内に不動にかつ気密状に配置され、予
熱ビン４として形成された耐蝕性の予熱管４から成る加
熱体３と、から成っておシ、該予熱管４内では所謂２成
分コイル５が、絶縁粉末６内に、特に酸化マグネシウム
粉末内に埋め込まれている。２成分コイル５は、ほぼ温
度に無関係な抵抗材料から成る燃焼室側の加熱コイル７
と、高い抵抗温度係数を有する抵抗材料から成る接続側
の制御コイル８とから成っており、その際加熱コイルと
制御コイルとは、互いに直列に接続されている。制御コ
イル８は、接続側で接続ビン９に結合されておシ、該接
続ビン９は、加熱コイル７への電流の供給部として使用
されている。加熱コイル７は、その燃焼室側端部が予熱
管４に溶接されている。

加熱コイル７と制御コイル８とを取シ囲んでいる酸化マ
グネシウムから成る絶縁粉末は、高い熱伝導率と良好な
電気絶縁性とを有している。

第１図の実施例に基く加熱コイル７は、軸方向の長さが
ｔｌで、例えば約６回の巻線を有している。制御コイル
８は、長さがｔ３で約３０回の巻線を有している。その
比率は１３：　１エ＝５＝１である。この値は又、付属
の巻線の比率にほぼ一致している。制御コイル８は、プ
ラグケーシングの内方に長さｔ４を有しており、その際
ｔ４　＜０．５　ｔ３である。

加熱コイル７と制御コイル８との間の熱伝導率を減少さ
せるために、長さｔ２の移行帯１０が設けられておシ、
該移行帯１０は、別の絶縁粉末で充填されている。この
絶縁粉末１１は、同じ様に電気的に絶縁されていなけれ
ばならないが、絶縁粉末６とは異なって、熱伝導率が極
めて小さい。そのため熱は、この領域を介して加熱コイ
ル７から制御コイル８へ、ごく僅かしか伝達されない。

このような粉末は、例えばステトナ社のステタライト（
ＫＥＲ２２１）という商品名（　８ｔｅｔｔａｌｉｔ　
（ＫＥＲ　２　２　１）　ｄｅｒ　ＦｉｒｍａＳｔｅｔ
ｔｎｅｒ　＆　Ｃｏ．　，　８　５　６　０　Ｌａｕｆ
ｂ．　Ｎ’ｕｒｎｂｅｒｇ　）で入手できる。

移行帯１０内の制御コイル８の終端区分１２は、非常に
大きなコイルピッチを有しており、そのためこの部分に
は、僅かの巻線しか位置できない。移行帯の長さｔ２は
、加熱コイル７の長さＬ２のほぼ７５チである。

この領域内に層状に装入された移行帯１ｏは、第２の絶
縁粉末品種を有してその熱伝導率が小さいため、予熱プ
ラグの熱的な特性を改善しており、加熱コイルＴ内に発
生する熱が、熱伝導率の悪い絶縁粉末１１を介して直ち
に伝達されることのないようにしている。その結果、加
熱コイルの先端部には熱の停滞部が発生し、そのため、
予熱管４の燃焼室側の先端部が急速に加熱されることに
なる。しかし移行帯１０内の絶縁材料１１は、その熱伝
導率が悪いので、制御コイル８による加熱コイル７の導
線の制御を遅延させることになる。それは、熱の流れが
加熱コイル７から制御コイル８へ遅延して到達するから
である。その後で制御コイル８の遅れた応答が開始され
る。つまシ加熱コイルＴ内の電流が遅れて制御されるこ
とになる。これによって加熱コイル７が、必要な予熱温
度に急速に加熱されるようになる。つまシジーゼルエン
ジンにとって重要な、予熱時間の短縮が可能となる。

第２図には、本発明の予熱プラグの予熱時間に対する温
度と電流との関係がグラフで示されている。その際温度
経過は符号■で、電流経過は符号■で、夫々図示されて
いる。又、電流は工（アンペア）、温度はＴ　（　’Ｏ
　）　％予熱時間はｔ（秒）で表わされている。電源電
圧は多くの場合１２ｖであるけれども、この図面ではこ
れをＵ＝ｉ１Ｖで表わしている。それは、この種の予熱
プラグには大電流が流れるため、約１ｖの電圧降下が発
生するからである。従来の予熱プラグは符号Ｋ１で、本
発明の予熱プラグは符号Ｋ２で、夫々図示されている。

第２図で明らかなように、本発明の予熱プラグＫ２の温
度曲線■の方がよシ急激に上昇しており、その結果、例
えば約６．５８の時間ｔエ後には加熱温度Ｔが約８５０
℃に達する（点１３）。

これは、移行帯１０内の熱伝導率の小さな絶縁粉末１１
によって惹き起される現象である。これに対し従来の予
熱プ２グＫ１は、約８８の予熱時間ｔ２が必要である（
点１４）。本発明の予熱プラグＫ２にあっては、９５０
℃の温度は約９８の予熱時間ｔｓ　（点１５）後に達成
されるが、従来の予熱プラグＫｌにあっては、この小さ
な粉末層１１によ９、制御コイルに対して遅延せしめら
れる。その結果予熱ビンの先端部に熱の停滞が起シ、か
つ制御コイル８上の温度が低いために制御が遅延して行
われるようになる。第２図に符号■で図示した電流曲線
は、本発明の予熱プラグＫ２の電流工と、従来の予熱プ
ラグＫ１の電流とがほぼ等しいことを示している。

第３図は第２図に相応するグラフを示しているが、その
相違点は、本発明の予熱プラグＫ２がＵ　＝　１　０．
２　Ｖの運転電圧で作動しているという点である。この
グラフから判るように、本発明の予熱プラグＫ２は、１
０．２Ｖの低い電源電圧の場合でも、例えば８５０℃の
所定ｆ８ｓの短い時間で昇温せしめられている（符号１
７参照）。

従来の予熱プラグでは、この時間は、よシ高い運転電圧
Ｕ＝１１Ｖの場合にしかこれを達成することができない
。従って本発明の予熱プラグにおっては、電源内の電圧
損失が、予熱工程に激しい影響を及ぼすようなことはな
い。

第３図の電流経過（曲線■）から、本発明の予熱プラグ
Ｋ２の電流は、従来の予熱プラグのそれの下方に位置し
ている、っまシその入力もよシ小さくて済むことが判る
。

本発明は、ここに説明しかつ図示した実施例に限定され
るものではなく、寧ろ、独自の発明的な内容を含まない
総ての専門的な構成を包含している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は異なった
粉末品種の区域を備えた予熱プラグの断面図、第２図は
運転電圧が１１Ｖの場合の予熱プラグの予熱時間と、温
度と電流との関係を示すグラフ、第３図は運転電圧が異
なる場合の予熱プラグの予熱時間と、温度と電流との関
係を示すグラフである。 １・・・予熱プラグ、２・・・プラグヶーシング、３・
・・加熱体、４・・・予熱管、５・・・２成分コイル、
６・・・絶縁粉末、７・・・加熱コイル、８・・・制御
コイル、９・・・接続ビン、１０・・・移行帯、１１・
・・絶縁粉末、１２・・・終端区分、’Ｌ　ｔ　　’２
　，’３　ｔ　　’４　”．長さ一Ｌ一 ←

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ジーゼルエンジンの燃焼室内に配置するための予熱
   プラグであつて、プラグケーシングと、その長手方向孔
   内に不動に位置して燃焼室内に突入し、高い熱伝導率の
   絶縁粉末が充填されて予熱ビンとして形成されている加
   熱体と、を備えており、該加熱体は、その予熱管内の燃
   焼室側では、ほぼ一定の抵抗値を備えた加熱コイルを包
   含しており、接続側では、これに直列に接続されて、加
   熱コイルの温度制御乃至は温度制限のために正の温度抵
   抗係数（ＰＴＣ）を備えている制御コイルを包含してお
   り、その際加熱コイルと制御コイルとの間には熱伝導率
   のより低い移行帯が設けられている形式のものにおいて
   、加熱コイル（７）と制御コイル（８）との間の予熱管
   （４）の内方には、熱伝導率のより小さい絶縁粉末 （１１）から成る移行帯（１０）が配置されていること
   を特徴とする予熱プラグ。 ２．移行帯（１０）は、加熱帯（７）の長さ（ｌ＿１）
   の約７５％の長さｌ＿２（ｌ＿２≒０．７５ｌ＿１）を
   有していることを特徴とする、請求項１記載の予熱プラ
   グ。 ３．制御コイル（８）の長さ（ｌ＿３）は、加熱コイル
   （７）の長さ（ｌ＿１）の約５倍の長さを有しており、
   その際巻き数もほぼこれに比例していることを特徴とす
   る、請求項１又は２記載の予熱プラグ。 ４．移行帯（１０）内の制御コイル（８）は、それ以外
   の制御コイル（８）に比較してより大きなコイルピッチ
   を備えた区分（１２）を有していることを特徴とする、
   請求項１記載の予熱プラグ。