SE435084B - Styrmedel vid en tendningsanordning for start av dieselmotorer - Google Patents

Description

ve1122a+{Ml kopplas på och av samtidigt med glödstiftet. Bimetallkontakten är avpassad att stängas av vid en uppnådd temperatur av ca ÜOOC, och den lokala uppvärmningsanordningen är anordnad att värma non bimetallen till denna temperatur då motortemperaturen från bflrjan är ca -1300, varefter glödstiftet uppvärms till storleks- ordninfen 900°C. Hysteresen i bimetallkontakten är avpassad så, att strömmen slås på när glödstiftet svalnat till ca 81000.

Glüdstíftets temperatur pendlar alltså därefter mellan S00 och 96000 när motortemperaturen är ca -1800. Nan har funnit att rlödstiftstemperaturens ökning vid en från början hög temperatur är väsentligt lägre än vad som skulle vara proportionellt mot värmetillförseln. Som följd därav medför lägre motortemperatur ett glödstiftstemperaturen ökar mindre än proportionellt mot bimctallens temperaturstegring innan kontakten brytes; högre mo- tortemperatur sänker glödstiftets temperatur mindre än propor- tionellt mot den mindre stegringen av bimetallens temperatur Hvor motortemperaturen. Man har funnit att man genom lämpligt val av bimetallkontaktensFbrytningstemperatur, t.ex. 8000 i exemplet ovan, kan få:glödstiftstemperaturens variation med mo- tortemperaturen att vara alldeles lagom för att få en lätt start.

Vidare får uppvärmningen av glëdstiftet i begynnelseskedet mycket hastiyt, och lämplig starttemperatur nås snabbare än med konven- tionella hela tiden uppvärmda glödstift.

För att underlätta förståelsen av föreliggande uppfinning med dess ëvrifa syften, fördelar och särdrag, hänvisar vi till fölgandc beskrivning och i anslutning till ritningarna.

Pig. 4 är ett diagram över en styrkrets för glödstift till dieselmotor enligt denna uppfinning.

Fip. 2 är en vy ovanifràn av en termostatisk strömställare nnlípt förevarande uppfinninr med höljot borttaget.

Fifi. 5 visar en del av fig. 2 sedd längs linjen 3-5 i pi- larnas riktning.

Fig. 4 är en sektionsvy av fig. 5 längs linjen 4-4 i pi- larnas riktniny.

Fif. E är en ändvy av fig. 2 sedd i pilarnas riktning 5-5.

Fig. 6 visar nâgra Purvor som underlättar förståelsen av kretsen i fig. 4.

Fiv. 7 visar också kurvor som underlättar förståelsen av s» fif. 1.

-J “7'?a1i§às-1 5 år referens- eller jordpotential är densamma i hela kret- sen, och betecknas i fig. 1 med den övliga.symbolen samt genom- aående med siffran 2. ' I fig. 1 visas denna_uppfinnings glödstiftssystem för dieselmotorer i schematisk form med tillhörande spänningskälla, som kan vara ett konventionellt bilbatteri 5, samt en dieselmotor 4. I dieselmotorn 4 finns utsatt fyra stycken glödstift, 1G, 2G, EG och WG parallellkopplade, var och en svarande mot en cylinder i motorn 4. I denna beskrivning antas dieselmotorn ha fyra cy- lindrar, ehuru det är självklart att det beskrivna systemet ock- så kan anpassas till dieselmotorer med flera eller färre cylind- rar.

Motorn 4 driver en konventionell bilgenerator 5 av känd beskaffenhet. Generatorns 5 5-fasiga utgângsspänning helvàgs- likriktas av en konventionell sex-diods likriktarorygga 6 med den positiva kontakten kopplad till pluspolen pà batteriet 5 och den negativa till referenspotentialen eller jorden 2.

Batteriets 5 pluspol är kopplad till den rörliga kontak- ten ?m tillhörande en vanlig tändningsströmställare 7, som för- utom den rörliga kontakten ?m även består av en fast kontakt 7a.

Den rörliga kontakten 7m och fasta kontakten 7a kan ingå i ström- stüllaren till den normalt öppna tändningskrets av vanlig typ eller någon annan strömställare.

I helvñmslikriktaren 6 ingår de tre dioderna Ga, Gb och Ec som förmedlar ström till generatorns fëltlindning EFW genom de strömbürande elektroderna till npn-transistorn 10 när denna brytartransistor är ledande. Hela kretsen med npn-transistorn 10, npn-styrtransistorn 11, motstânden 12-15, dioden 16, zener- dioden 1? och filterkondensatorn 18 bildar en vanlig spännings- rugleringskrets av väl-känd art. ïNär alltså utgdnßsspänninren hos likriktarkretsen 6-ej når upp till ett förutbestämt vürdc, stannar zenerdioden 17 i tlockeringsläge för att spärra strömmen som flyter genom styrtransistorn 11. ;§ärnstyrtransistorn 11 ej sar-ieaande, :ar spa-inningen :war mermaidia;:dä-tillräckligt hang för att göra strömbrytartransistorn.1OÜledande genom kollektor- emitterelektroderna så att kretsen till fältlindníngarna i gene- ratorn 5 sluts. Skulle likriktarens 6 spänning.stiga över den förutbestämda. får zenerdioden 17 ett genombrott och blir ledande i backriktningen, varvid styrtransistorn blir ledande. När detta c1t11i22e-1 sker, avlänkas basßemitterströmmen från strömställartransistorn 10 så att denna släckes, varvid strömmen brytes till generatorns 5 FW fältlindning.

Den elektriska lampan 20 är den i bilsammanhang välkända laddningslampan, vilken tänds då rörliga kontakten 7m till ström- ställaren 7 slutes mot fasta kontakten 7a när generatorn 5 ej laddar batteriet 5. Då rörliga kontakten 7m till strömställaren 7 slutes mot fasta kontakten 7a när generatorn 5 ej laddar batte- riet 3 (som t.ex. när motorn 4 ej har startatl, slutes en ström- krets till lampan 20 som kan följas från batteriets 3 pluspol fenom de slutna kontakterna i strömställaren 7, laddningslampan 20, dioden 21, förgreningspunkten 22, ledningarna 23 och 24, ge- neratorns fältlindning 5 FW, kollektor-emitterelektroderna till strëmbrytartransistorn§1Q och referenspotentialen eller jorden 2 tillbaka till rinuspøI~en*l15.-1"batterier5. rnetta innebär, att laddningslampan 20 lyser för att visa att generatorn 5 inte lad- dar batteriet 5. Då motor 4 startats byggs generatorns utgångs- spünning upp så att potentialen på förgreningspunkt 22 höjs i nivå med den positiva utgången på helvågslikriktaren 6. Denna potential som går till katodelektroden på diod 21, backspänner denna, varvid laddlampan 20 slocknar som tecken på att generatorn 5 laddar batteriet 5. Om så önskas kan laddlampan 20 förses med en säkring.

, En elektriskt styrbar strömställare som kan utformas som ett vanligt relä 25 ingår för att Sluta ten bryta glëestiftskret- sen då dess rörliga kontakt 26 och fasta kontakt 27 slutes och öppnas resp. allt eftersom styrspolen 28 kopplas på och av. För att få kontakterna 26 och 27 till reläet 25 att slutas gång på gäng, finns ett styrande bimetallsystem 50 för strömförsörjningen till glödstiften. Detta system innefattar ett elektriskt uppvärm- ningselement 51, som styrs via kontakterna 26 och 27 i reläet 25, ett bimetallelement 52 vilket har termisk kontakt med värmeele- mentet 51 och de normalt slutna elektriska kontakterna 55 och 34.

Styrsystemet 50 har uppgiften att sluta reläet 25 då batterispän- ningen först pükopplas, så att glödstiftet och värmeelementet 51 får strfim under en viss tid som bestäms av motortemperaturen, samt att därefter växelvis öppna och sluta reläet 25 i cykliska, perioder vilkas längd också bestäms av motortemperaturen,;så att strömmen först släpps fram till glödstiftet och värmeelementet_51 Éè-w-r-wß-f- ¿~'[§s1422e-1 fdr en viss tidsperiod varefter_den omväxlande bryts resp. släpps ram i intervaller som bestäms av motortemperaturen.

I Nan har kunnat konstatera, att glödstiftet,-då dess.tem1 peratur närmar sig 900°C, varvid den i brännkammaren insprutade bränsleblandningen av detsamma uppvärms till antändningstempera- tur, kännetecknas av väsentligt lägre temperaturhöjning för varje tillförd värmeenhet. Detta betyder, att ett eventuellt fel i s yrsystemet resulterar i ett mindre fel i glödstiftstemperaturen emedan lägre motortemperatur medför en ökning i glödstiftstompe- raturen som är mindre än proportionell mot bimetallens tempera- turükninç ovan motortemperaturen innan strömmen bryts och den ökade motortemperaturen sänker glödstiftstemperaturen i lägre mån In den mindre temperaturökningen hos bimetallen ovan motortempe- returen. Han har vidare funnit att man vid lämplig frånslags- temperatur i bimetallkontakten, t.ex. 80°G, får en-variation i glëdstiftstemperatur med motortemperaturen, som betydligt under- lättar startproceduren. Dessutom uppvärms-glödstiften i begyn- nelseskedet mycket snabbt, så att man kan koppla in startmotorn snabbare än med konventionell, kontinuerlig glödstiftsuppvärm- ning.

För att kunna fungera på det vis som beskrivits ovan fram- ställs styrsyetemet 50 som en med glödstiften värmeokvivalent modell, dvs. styrsystemet 50 har samma termiska tidskonstant, så att man får en överensstämmelse evad det gäller de termiska egen- skaperna. Härvid gäller, att den termiska tidskonstanten i se- kunder är lika med termisk massa dividerad med värmeledningsför- måga, varvid den termiska massan uttrycks som wattsekunder/oel- siusgrad och värmeledningsïörmägan som;watt/celsiusgrad. som bekant har "tidskonstanten" dimensionen sekunder och motsvarar den tid som åtgår för att en fysikalisk storhet skall ändras med faktorn <1-1/e), förutsatt att vi har en varietitn tea tiden.

Uttryekt i decimalbråk har denna faktor värdet 0,652, vilket in- nebär att den fysikaliska storheten efter en tidskonstant änd- rats 6š,2 %. Föreliggande uppfinning har en arbetsoykel som tar' blott en bråkdel av en tidskonstant. I utföringsexemnlet är tidskonstanten både hos glödstiften och dess styrsystem 50 unge- fär 28 sekunder. Glödstiftens termiska tidskonstant bestäms empiriskt då dessa sitter monterade i motorn. Styrsystemet 50 avpassas sedan så att det erhåller i det närmaste samma tids- konstant som glödstiften. Vidare sätts glödstiftets resp. dess i**¿sÃi1*'1fïf22a-i1i_'il 'il etyrsystems temperaturer i ett fixt.förhållande till varandra.

Detta förhållande varierar dock för:glödstiftens högre tempera- turområden beroende på den icke-linjära karakteristikan hos glödstiften med tillförd energimängd. I utföringsexemplet är förhàllandet.vid glödstiftets lägre_temperaturnivåer av stor- leksordningen tio (10). Dvs. glödstiften uppvärmas resp. sval- nar tio gånger snabbare än styrsystemet 50 i glödstiftens nedre temperaturområde. Då glödstiften i vårt utföríngsexempel upn- värms till ca 90000, har maxtemperaturen för styrsystemets upp- värmning ett visst förhållande till glödstiften över dessas nedre temperaturområde. T.ex. uppvärms styrsystemet 50 i vårt exempelutförande till ca 80°C.ff Som bekant inom dieseltekniken vill man i allmänhet behål- la strömtillförseln till glödstiftet under en viss tid efter det att motorn startat. Denna tid kallas "efter5lödtidon", och styrs av den del av kretsen i fig. 1 märkt 55 som innehåller ett elek- triskt värmeelement 56, ett härtill hörande bimetallelement 57 som står i termisk förbindelse'med värmeelementet 56 samt de normalt slutna elektriska kontakterna 58 och 59. Denna efter- Clödskombinations 55 funktionssätt skall senare utförligare be- skrivas .

I den händelse, att strömmen genom värmeelementet 51 skulle brytas, funnes ingen möjlighet att bryta strömmen till qlödstiften, varvid dessa snabbt skulle brännas ut. För att und- vika detta har en säkerhetskombination 40 medtagits. Säkerhets- kombinationen 40 innefattar det elektriska värmeelementet 44, lângtidsvärmaren 42, bimetallelementet 45 som står i termisk förbindelse med värmeelementen 41 och 42 samt de normalt slutna kontakterna 44 ooh 45. Denna säkerhetskombinations funktions- sätt skall även den senare utförligare beskrivas.

Då batterispänningen anbringas i ooh med att rörliga kontakten Tm i strömställare 7 sammanföres med den fasta kon- takten 7a enligt fig. 1, slutes strömkretsen med spolen 28 i re- läet 25, som kan följas från batteriets 5 pluspol genom ström- ställarens 7.slutna kontakter, uppvärmningselementet 44 i säker- hetskombinationen 40, bimetallelementet 45, de slutna kontak- terna 44 och 45, vilka kortsluter långtidsvärmaren 42, ledningen 45, efterglödskombinationens 55 bimetallelement 57, de slutna kontakterna 58 ooh_59, de slutna kontakterna 55 och 54 i styr- kombinationen 50, âmmnsumanrümmfifllanax32,ledningen 47, spolen 23 'vàílzzs-1 -q i :lëdstiftens relä 25 samt referenspotontialen eller jorden 2 tillbaka till batteriets E minuspol. Observera att bimetallele- #7 och slutna kontakterna 58 och 59 i efterglïdskombina- , 5 samt de slutna kontakterna 33 ooh 54 och term0statströmstä1_ 2 i glëdstíftskombinationen praktiskt taget kortsluter \ 1 uicnt-:rt tionen l-' fll H (D 23 \fl D! KN spolen ~1 i reläet 50, så att denna då blir strömlös. När soolen Q? tillhörande reläet âfilgenomflyts av ström, förs den rörliga d. -kontakten_^6 till förbindelse med fasta kontakten 27 enligt fiç. 1, så att en sluten strömkrets bildas med glödstiften 1G-AG i motorn 4 samt vërmeelementet:51 i ïlëdstiftkombinationen 50, så att en cykel i glödstiftsuppvärmningen tar sin början.Z Ström- krotsen med çlödstiften kan följas från batteriets 5 pluspol via ledning-en se, de slutna kontakter-nd ef, den 27 i relåadt 25, led- ningen 59, de fyra parallellkopplade glbdstiften till referens- spänningen eller jorden 2 till batteriets 5 minuspol. Ström- slinçan genom värmeelementet 51 kan följas från batteriets E pluspol genom ledningen 58, de slutna kontakterna 26 och 27 till- hörande relä P5, ledningarna 59 och GQ, värmeelementet 51 och referonspotentialen eller jorden 2 till batteriets 5 mínuspol. ströfnddn både till giödstiffidn den sin styrkddbindtionenlào styrs därför var för sig av reläet 25.

Då spolen 54 i reläet 50 ej genomflyts av ström av ovan angivet skäl, sluts en krets då den rörliga kontakten ?n i strän- ställaren 7 sammanträffar med den fasta kontakten 7a som går ge- nom lampan G5 genom strömställaren 7, ledningen 66, indikator- lampan 65, de slutna kontakterna 52 och 55 i relä 50 och refe- renspotentialen eller jorden 2 till minuspolen av batteriet 5.

Indikatorlampan G5 kan inmontèras i färàrhytten, där den med ' sitt sken varskor föraren att motorn ej bör startas, :när glöd- rtífton ännu oj nått arbetstcmperatur. Föraren bör alltså vïnta till dens att lampan slocknut innan startmotorn sätts päd Denna indikatorlampa kommer härefter kallas "väntelampan". In- dikatorlampan GR lyser ännu ej,-emedan den shuntats bort av vär- meelementet 41 och spolen 51 eftersom båda kontaktparen 44-45 den 55-5e eiadtrisart 'slutna vid denna tidpumit. irär de elektriska :fre-teams till" glödstiften den till värmeelementct 31 har slutits, börjar temperaturen hos dessa ele- ment att stiga. Eftersom tidskonstanten för både glödstiften och för styrkombinationen 50 är avpassade att överensstämma, ökar o. .. . . . .. J temperaturen hos den senare 1 ungefarlig proportion till glod- 1à11z2a4¿ O d stiftens temperatur. När styrkombinationen 50 har nått den tem- oeratur som motsvarar stiftens maximala upphettning, öppnas av värmen kontakterna 55 och 54. Som senare beskrivas sitter samt- liga värmeeloment-bimetallkombinationer monterade så att alla känner av motortemperaturen. Därför är den tid som fordras för att glßdstiften skall_nå sin maxtemperatur omvänt pronortionell mot motortemperaturon.5 Dvs. ju kallare motor, desto lïnçre tid tar det innan fllëdstiften uppnått sin högsta tillåtna temperatur.

Dà.värnen stiger, öppnas kontakterna 55 och 54, den förut beskrivna strömkretsen till spolen 28 i_reläet 25 brytas, och kortslutningen-över spolen 51 i relä 5G häves. Därför släpper den rörliga kontakten 26ai relä 25 från den fasta kontakten 27, så att strömmen till glödstiften och värmeelementet brytes och glödstiftens avsvalningscykel börjar. Vidare får spolen 51 ström genom följande krets: från batteriets 5 pluspol genom de slutna kontakterna i strömställaren 7, värmeelementet 44, bimetallele- mcntet 45 och de slutna kontakterna 44 och 45 i reservkombinatio- nen 40, ledningen 72, spolen 51, dioden 71, ledningen 75, spolen 23 i reläet 95 samt referenspotentialen eller jorden 2 fram till batteriets 5 minuspol._ Spolens 51 resistans har valts mycket höfre än för spolen 28, omkring 15 gånger största delen av batte- riets 5_spänninfi tas därför upp av spolen 51 vilket medför att spolen 28 som tillhör reläet 25 ej får tillräckligt med ström för att den rörliga kontakten 26 skall sammanträffa med den fasta kontakten 27. I exempelutförandet är resistansen i spolen 51 fyrtiofem (453 3 och-i spolen 28 tre (53 1.

När spolen 51 i reläet 50 blir strömförande skiljer sig de "gangade" kontakterna 55 och 55 i reläet från de resp. fasta kontakterna 52 och 56 och sammanträffar i stället med de fasta kontakterna 54 och 57. Då den rörliga kontakten 55-berör den farta kontakten 54, förbinds_batteriets 5 minuspol med änden 51a av spolen 51 via ledningen 74, de slutna kontakterna 54 och 55 och referensspänningen eller jorden 2, varför alltså reläet 50 hïlls kvar i detta läge. När den rörliça kontakten 55 berör den fasta kontakten 57 fullbordas en strömkrets genom indikatorlam- nan 68, som kan följas från,batteriets 5 pluspol genom den slutna etrömställaren 7, ledningen G6, indikatorlampan-68, de slutna kontakterna 55 och 57 i reläet 50, ledningen 75, dioden 21, för- groningen 22, ledningarna 25 och 24, fältlindníngen 5 FW i gene- . . n H . Ja. - retorn, kollektor-emitterelektroderna 1 stromstallartransistorn 10 'ifß11zsze-1 G 1 och reïerenspetentialen eller jorden 2 till batteriets 3 minus- nol. Indikatorlampan GS kan även den placeras i förarhytten så ett den di den lyser visar föraren att glödstiíten uppvärmts till rïcklirt mycket för_att göra ett startförsök. Indikatorlanpan CS kallas hädanefter för Üstartlampanfl.

Då resp. krets brutits, börjar glëdstiften och styrkom- binationen 30 att svalna, varvid avsvalningen av den senare i stort sett följer stiftens, eftersom ju styrkombinationens ter- niska tidskonstant anpassats för att överensstämma med stiftens.

Vid en viss lägre temperatur, slutas kontakterna 55 och 54 i etyrkofibinationen 50 återigen, sl att strömkretsen åter sluts :enom spolen 23 i reläet 25. Ehuru jordspänningen i stort sett plller för spolens 51 anslutning 51a i roläet 50, isoleras denna från sgolen 23 genom dioden 71. När den förut beskrivna kretsen sluten, får spolen 28 tillräckligt mycket ström för att dra.rör- liga kontakten 26 intill den fasta kontakten 27, så att åter de förut beskrivna kretsarna till värmeelementet 51 och glödstiften slutcs och en ny uppvärmningscykel för glödstiften påbörjas.

Den lägre temperatur vid.vilken kontakterna 53 och 34 slutes be- stäms av vilken periodlängd som önskas. Han väljer den kortaste period som är förenlig med någorlunda lång relälivslüngd vid den lägsta troliga motortemperatur. -Hastigheten_i avsvalningen av ïlëdstiften och styrkretsen 50 vid den aktuella motortemperatu- rcn sant önskad periodlängd bestämmer den lägre temperatur som glödstiften och styrkretsen §Q hinner_sjunka till, innan kontak- terna EB och 34 slutes.: Nargglödstiiten uppvärmts till högsta tillåtna temperatur under den_aktuella upgvärmningscykeln, skil- jer sig kontakterna 53 och 54 under värmens inflytande, så att den förut beskrivna kretsen genom spolen bryts och en ny avsval- ning-fscyrïcel för .çlödstiften pïbörjas. Därför bryts och sluts s ï~:tserna tíll.ylödstiften och värmeelcmentet 31 cykliskt av re- lïet 25 med en frekvens som bestäms av motortemperaturen via styrkonbinationen 50. Observera,.att då notortemperaturen höjs, minskar samtidigt den hastighet-med vilken värmen bortledes från bïdc glödstiften och styrkombinationen 30, vilket i sin tur ned- för att periodlängden ökar enär längre tid behövs för att glöd- stíften och styrkonbinationen 50 skall svalna till den bestämda nedre temperaturen. l š Sedan startmotorn pâkopplats och motorn startat, uppträder »n utglnçssnënninc av ungefär samna.storlek som batteriets 3 7811228-1 10 spänning i förgreningen 22, vilken backspänner dioden 21 så att laddningslampan 20 och startlampan 68 slocknar, samt ger ström åt värmeelementet 36 som tillhör efterglödningskombinationen 35 via ledningen 76. Efterglödningskombinationen 35 är avpassad att ha en termisk massa som räcker att ge en efterglödning av tillräcklig tidslängd, t.ex. 2 minuter vid lägsta troliga motortemperatur.

Dvs vid lägsta troliga motortemperatur uppvärms efterglödningskom- binationen 35 tillräckligt mycket för att kontakterna 38 och 39 skall gå isär efter den önskade efterglödningen. I utföringsexemp- let har värmeelementet 36 en resistans av 115 Q.

Denna kombination är även känslig för motorns temperatur, så att högre temperatur medför kortare efterglödtid. När kontak- terna 38 och 39 har öppnats, bryts kretsen till spolen 28 i reläet 25 som sedan förblir bruten så länge motorn 4 är igång, eftersom strömmen då fortsätter att flyta genom värmeelementet 36. Alltså förblir kretsen inaktiv.

' Säkerhetskombinationen 40 är beräknad med en termisk tids- konstant som väsentligen överensstämmer med styrkombinationens 30, ehuru resistansen i värmeelementet 41 valts mindre än resistansen i värmeelementet 31 så pass mycket att reservkombinationen 40 upp- värms tillräckligt för att kontakterna 44 och 45 skall öppna sig, sedan en bestämd tid förflutit från det att kontakterna 33 och 34 i den ordinarie styrkombinationen 30 rätteligen borde ha öppnats.

I utföringsexemplet är fördröjningsperioden ca 2 sekunder då vär- meelementet 41 har en resistans på 0,45 0 och värmeelementet 31 resistansen 30 0. Skulle därför den strömförande ledningen 31 kom- ma att brytas, skall kontakterna 44 och 45 i säkerhetskombinationen reagera efter en viss tid efter att kontakterna 33 och 34 i styrkom- binationen 30 skulle ha öppnat, om ej kretsen genom värmeelementet 31 varit bruten. Då kontakterna 44 och 45-öppnas elektriskt, serie- kopplas säkerhetskombinationsvärmaren 42 med värmeelementet 41 och spolen 28 tillhörande reläet 25. Resistansen hos säkerhetselementet 42 dimensioneras tillräckligt stor för att det mesta av batteriets 3 potential faller över värmeelementen 41 och 42, så att spolen 28 ej får så mycket ström att-rörliga kontaktenf26 berör fasta kon- takten 27. I utföringsexemplet har reservvärmaren 42 resistansen 32 9. Därför öppnas kontakterna i reläet 25, så att den ovan _ __ är, ,,. .., ”“Û:l?a1122s-1 11 beskrivna glödstiftskretsen brytes. Kretsen förblir alltså bruten, så länge batterispänníngen pålagts genom strömställaren T händese av fel av det slag som beskrivs ovan, blir det efter passage av värmeelementen 41 och 42 för litet kvar av batteriets 5 spänning åt spolen 51 i reläet 50 för att den skall orka sammanföra de rörliga kontakterna 55 och 55 med de- ras motsvarande fasta kontaktpartners 54 ooh 57. Följaktligen sluts kretsarna både för startlampan 63 och väntelampan G5.

Kretsen tiil- -inanrattriarpar se karirzsrgas 'från batteriets z- jluspol, via de slutna kontakterna i strëmställaren 7, ledning- en 66, startlampan 68, de slutna knntakterna 55 ooh 56 i reläet 50, ledningen 7#, dioden 71, spolen 28ii reläet 25 och referens- potentialen eller jorden 2 fram till batteriets 5 mínuspol.

Kretsen till väntelampan 65 kan följas från batteriets 5 pluspol via de slutna kontakterna i«strömställaren 7, ledningen 66, vän- tslampan 65, de slutna kontakterna 52 ooh 55 i reläet 50 och refercnspotentialen eller jorden 2 tillbaka till batteriets 5 mínuspol. När både väntelampan 65 och startlampan 68 lyser, vet fïraren att systemet är trasigt. - - 5 I utföringsexemplet av uppfinningens styrsystem montera- dcs styrkombinationen 50, efterglödkombinationen 55 och säker- hetskombinatijonen 40 i figl 1 inuti en metallbehållare enligt vad som visas i fig. 2-5. Själva höljett8O är utfört i brons eller förnioklat stål och försett med rörgängning 34 med måtten 'hêfidëï som passar in i motsvarande gängning i motorns kylmantel varigenom de tre häri belägna värmare-bimetallelementkombinatio- nerna kïnner av motortemperaturen. -På nöljets 80'öppna ände sitter farten en sex-stifts hankontart (vilket tydligast set i fin. 2 och 5) så att-anslutning sker till de yttre elektriska kretsarna. Detaljerna i fi§} 2-4 har samma referensnummer som i fig. 1. Detalj 85 i fiß. 2 och 5 är en värmesänka som behövs vid efterglödningen. Värmeelementet 41 är en.§latt strömföran- de remsa fastad på undersidan ev bimetallen 45 sett enligt fig.

S, varför den ej är utritad i denna figur.

I utföringsexemplet anpassas styrkombinationen 50 für att ge en period av ca 7,5 sekunder innan första avbrottet vid motortemperaturen -18°C, så.att det då dröjer så länge innan de normalt slutna kontakterna 55 ooh 54 öppnas. Såsom framgår av f-frg. rnrswtar tider till första avbrtttrt iingärt aa rotortefrí i§e{122a-1 peraturen ökar, si att startmotorn direkt kan användas vid motor- temperaturen 9000 utan föregående glödstiftsuppvärmning. Detta betyder, at kontakterna 53 och 54 i styrkombinationen 50 hills öppna hela tiden vid denna motortemperatur. 'Vidare anpassas pulsfrzkvensen vid motortomperaturen -1800 till att vara en cy- kel ner F sekunder, varvid en cykel räknas som den tid ßlödstif- ten genomflytas av ström blus efterföljande vilotid innan nästa uppvärmningscykel börjar. Det framgår vidare av fíg. 6 att cy- keltiden ökar med ökande motortemperatur tills vid motortempera- turen +55°C och däröver en cykeltid på ca 26 sekunder är till- räcklig. Arbetsoykeln, som definieras som glödstiftens uppvärm- ninnstid delad med summan av uppvärmningstid plus avsvalning innan nästa period, avpassas till ca 25 % vid motortemperaturen -1800. Fiß. 6 visar att arbetscykeln minskar i huvudsak linjärt med :kande motortemperatur tills den senare nått till +80°C.

Arbetscykeln påverkar glödstiftens uppvärmningsförmåga, så att längre arbetscykel betyder större uppvärmningsförmåga.

Om vi antar att motorns temperatur är -18°C kommer första uppvärmningsavbrottet efter 7,5 sekunder och cykeltiden blir E sekunder enligt ovanstående. Som framgår av rig. 7 uppvärms glöd- stiften och värmeelementct 51 via ovan beskrivna elektriska kret- sar i T,5 sekunder sedan batteriströmmen påkopplats. Detta är den tid som åtgår att uppvärma glödstiften till högsta tillåtna temoeratur, vilken antas vara omkring 90000. Sedan dessa första 7,5 sekunder förflutit öppnas av värmen kontakterna 55 och 34 i styrkombinationen 50, som annars normalt är slutna varvid ström- men till spolen 28 i reläet 25 brytas enligt ovanstående beskriv- ning. Detta medför att rörliga kontakten 26 säras från fasta kontakten 27 så att strömmen till ovan beskrivna värmeelementot šfl och glödstiften brytes och en glödstiftsvalningscykel börjar.

Nu börjar glödstiften och styrkombinationen 50 svalna i en takt som bestäms av deras tidskonstant. Eftersom arbetscykcln vid -1800 är ca 23 % fortfar avsvalningen i 4,62 sekunder, vilket är 77 % av 6 sekunder. Efter denna tid sluter sig kontakterna ~5 och 54 i styrkombination 50 så att strömkretsen till spolen i reläet 25 fullbordas. När_strömmen när spole 28 rör sig den rörliga kontakten 26 mot den fasta kontakten 27 så att förut be- skrivna kretsar till värmeelementet 54 och glödstiften slutes och nästa uppvärmningscykel påbörjas. Donna uppvärmning pågår É F.) \*I ..._ ......_. _ i åam1izizá-1 15 1,59 sekunder, 25 % av,6 sekunder, tills stiften åter nått högs- ta tillåtna temperatur eller ca 900°C. Då öppnas de normalt slutna kontakterna 55 ooh 54 i styrkombinationen 50 så att ström- men bryts till spolen 28 i reläet 25._ Då denna krets bryts, av- låjsnar sig den rörliga kontakten 26 från sin fasta partner 27 så att de förut beskrivna kretsarna till värmeelementet 51 och glödstiften brytes och nästa avsvalningsperiod börjar. Detta kretslopp fortsätter sedan så länge som motorn ej startat. I utfërinçsexemnlet har styrkombinationen 50 en hysteres-faktor som gor en total temperaturvariation av 9500 för hela cykeln.

Viktiga önskvärda egenskaper hos den aktuella kretsen ar: (WN Eftersom styrkombinationen 50 placeras så att den är känslig för motorns temperatur, öppnas kontakterna 55 ooh 5# som svar på uppvärmning från motorn. Därför håller sig kret- sarna till värmeelementet 51 och glödstiften öppna sedan mo- torn vârmts upp fastän motorn ej är igång. (2) Eftersom värmeelementen 51 och glödstiften känner av unge- fär samma potential, påverkas styrningen av glödstiftstemperatu- ren som ovan beskrivits oberoende av batterispänningen. (5) Av skilda skäl ändras glödstiftens_högsta och lägsta tem- peratur i uppvärmningsoykeln då motortemperaturen ändras. En viss motortemperaturändring ger inte motsvarande ändring i glöd- stiftstemperaturen, när dessa befinner sig i sitt högsta tempe- raturomrâde. Denna effekt medför i stället att temperaturhöj- ningen hos stiften blir allt mindre då motortemperaturen stiger.

Denna effekt, som är markant, beror till en del av glödstiftens strülningsförluster (som är proportionella mot fjärde digniteten av absoluta temperaturen) förutom andra möjliga effekter. Det har befunnits att minskningen i glödstifttemperaturen med högre rotortemperaturer ungefär motsvarar motorns minskade behov av glödstiftsassistans när motorn blir varmare. Därför blirenergi- behovet eller slitaget för glödstiften ej avsevärt större vid kallstarter än vid mera normala temperaturer. _, Sammanfattningsvis styrs den_till glödstiftenptillförda effekten via :sppfianaet och elutanaet av Iconmktema 55 den 54 i styrkombinationen 50 i enlighet med motortemperaturen. Då glöd- ' stiften uppvisar minskad temperaturökning för samma värmemängd när rlödstiftets temperatur när bränsleblandningens antändningstemps- ratur (ca 90000), blir temperaturändríngen mindre än vad som llqlåna1l1fznza-1 efientligen dikteras av styrkombinationen 50. Öppningstemperatu- ren nos eermseaçsfiranstäliæen 32 väljs så aaflqlßaseiften när brameräna- ningstemperataren av ca 90000 samtidigt som texmostatstrünställaren 32 när WtOI-Tlfi ÉWPI-“essimstänärxiqxgstexrperaüzrrt¿ex.ÉO°C,när motortemper - turen ligger på -18°C. Glödstiftcykeln begränsas också sä, att jlëdstiftstemperaturen ej vid maximum överskrider gränsen till det skadliga. : . ._ _; _ i För att underlättaïbeskrivningen av uppfinningen har här angivits temperaturer ochßtenperaturområden. iDet måste dook fipoängteras atttdessa sififirorofcendastlgäller storleksordningen, då olika tillämpningar kräver-olika värden. T.ex. kan bränsle- blandningens antändningstemperatur ligga var som helst mellan :sso och 950%. i i i .

Ett utfëringsexempel har beskrivits. För den tekniskt kunnige är det självklart att diverse ändringar-och utbyten kan ska utan att man avlägsnar sig från uppfinningstanken, så att utförinfsexemplet ej skall uppfattas som begränsande för uppfin- ningen.

Claims (6)

7811228-1 IS Patentkrav

1.> Styrmedel vid en tändningsanordning för start av dieselmotorer, varvid i en dieselmotor ingår åtminstone ett glödstift vari ingår ett motståndselement som är värmbart till ett för tändning av en bränsleblandning ägnat temperaturintervall vid ungefär 900°C för att underlätta motorstart vid kall motor, varvid glödstiftet är så beskaffat att det inom det nämnda temperaturinvervallet uppvisar minskande temperaturökning per tillförd enhet av uppvärmningseffekt samt motorn vid en förutbestämd motortemperatur av ca 80° är start- bar utan väsentlig glödstiftsverkan genom kompressionsantändning, k ä n n e t e c k n a t av att däri ingår dels en termostatström- ställare (30) anordnad att sluta en elektrisk strömkrets vid tempe- raturer understigande den förutbestämda motortemperaturen samt att bryta kretsen vid temperaturer däröver, dels en krets (3, 58, 26, 27, 59) för matning av glödstiftets motståndselement (1G-4G) då termostatströmställaren sluter kretsen och för frånkoppling av nämn- da motståndselement då termostatströmställaren bryter kretsen, dels ett motståndsvärmeelement (31) i termostatströmställaren (30), an- ordnat att strömmatas vid glödstiftets inkoppling, för att värma termostatströmställaren (30) i motsvarighet till den till nämnda mot- stândsvärmeelement (31) matade strömmen, med en sådan hastighet att vid en förutbestämd låg starttemperatur för motorn av storleksord- ningen -18°C, glödstiftet uppnår det nämnda, för tändning ägnade temperaturintervallet då termostatströmställaren uppnår nämnda för- utbestämda motortemperatur, och dels medel för överföring av motorns (4) temperatur till termostatströmställaren oberoende av motstånds- värmeelementet (31), så att termostatströmställaren är anordnad att avkänna motortemperaturen och bryta kretsen, då motortemperaturen är vid eller över den förutbestämda motortemperaturen, samt dels att styrordningen är så konstruerad och anordnad att inom ett väsentligt motortemperaturintervall mellan nämnda förutbestämda låga motorstart- temperatur och nämnda förutbestämda motortemperatur glödstiftet upp- värmes till temperaturintervallet omkring SOQQC för att underlätta motorstart.

2. Styrmedel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att det- samma är så konstruerat och anordnat, att termostatströmställaren (30) och glödstiftens motståndselement (1G-4G) är matade under en 7811228-1 M längre tidsperiod än som erfordras för att glödstiftstemperaturen skall nå upp till bränsleblandningens antändningstemperaturomràde, så att glödstiftstemperaturen varierar inom nämnda antändningstempe- raturintervall.

3. Styrmedel enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda termostatströmställare (30) är monterad i ett hölje (80) fästad vid motorn, varvid strömställaren har ett temperaturkänsligt element (ÉZ), vilket är så monterat, att dess temperatur följer mo- torns, varvid värmeförbindelsen mellan detta temperaturkänsliga ele- ment och motorn är sådan, att nämnda strömställare bryter strömkret- sen, när motortemperaturen ligger vid eller ovan den förutbestämda motortemperaturen.

4. Styrmedel enligt något av krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a t av en andra termostatströmställare (35, 36-39), vilken är an- ordnad att när motorn är igång bryta nämnda krets (3, 58, 26, 27, 59) för strömmatning av glödstiftens motstândselement (1G-4G), samt se- dan hindrar denna strömmatning, medan motorn går.

5. Styrmedel enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a t av en tredje termostatströmställare (40) matningsbar från en yttre strömkälla för att öppna nämnda andra termostatströmställare vid slu- tet av en förutbestämd tidsperiod, längre än den som är bestämd av glödstiftens resp. motorns temperaturer, samt att hålla denna ström- ställare öppen tills den yttre spänningen borttages.

6. Styrmedel enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att den tidsperiod för den förutnämnda termostatströmställaren (30) är sluten definierar en arbetscykel för glödstiftens matning, varvid denna termostatströmställare och dess värmeelement är så kon- struerade och anordnade att denna arbetscykel är begränsad till ett värde som ej tillåter överhettning och därav följande förstöring av glödstiftet, under det att arbetscykelns längd och frekvens är så styrda att start av motorn underlättas i temperaturområdet mellan nämnda strömställares öppningstemperatur och temperaturen för kall- start. --__-__....w--.....~....__ n..- "__-v