Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TEST STAND AND METHOD FOR DETERMINING A THERMAL BEHAVIOR OF A SPARK PLUG
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/090733
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a test stand (1) for determining a thermal behavior of a spark plug (4). Said test stand (1) comprises a receptacle (2), a medium inside the receptacle, and at least one means (3) for non-combustively modifying the temperature of the medium, in particular an electric heating element, the spark plug (4) being mountable in the receptacle (2).

Inventors:
RITTER, Ronald (Rauberweg 30, Notzingen, 73274, DE)
SCHNEIDER, Arnold (Birkengraben 36, Bamberg, 96052, DE)
ORLANDINI, Igor (Uhlbacherstr. 11, Stuttgart, 70329, DE)
RICARDO, Paulo (Amselweg 2, Kirchberg An Der Murr, 71737, DE)
GRASSER, Richard (Lohntalstr. 2a, Litzendorf, 96123, DE)
Application Number:
EP2014/074266
Publication Date:
June 25, 2015
Filing Date:
November 11, 2014
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
G01M99/00; H01T13/58
Domestic Patent References:
WO2007027903A22007-03-08
Foreign References:
US20030066639A12003-04-10
US20100246632A12010-09-30
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Prüfstand (1) zur Bestimmung eines thermischen Verhaltens einer Zündkerze (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (1) ein Gefäß (2), ein im Gefäß befindliches Medium und mindestens einem Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung (3) des Mediums, insbesondere ein elektrisches Heizelement, aufweist, wobei die Zündkerze (4) im Gefäß (2) montierbar ist.

2. Prüfstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (2) mindestens einem Mittel zur Strömungserzeugung (5) im Medium aufweist, insbesondere einen Ventilator, das insbesondere im Gefäß (2) angeordnet ist.

3. Prüfstand (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (2) im Bereich einer Öffnung zur Montage der Zündkerze einen Messblock (6) aufweist, der einen, insbesondere direkten, thermischen Kontakt mit der Zündkerze (4) aufweist.

4. Prüfstand (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messblock (6) keinen direkten thermischen Kontakt mit dem im Gefäß (2) befindlichen Medium hat. 5. Prüfstand (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messblock (6) eine oder mehrere Messstellen (7) aufweist, insbesondere zur Temperaturmessung, die insbesondere über den Umfang der Öffnung im Messblock (6) verteilt sind.

6. Prüfstand (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messblock (6) ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 100 W/(m*K) aufweist,

insbesondere Kupfer oder eine Kupfer-Legierung aufweist.

7. Prüfstand (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (2) wärmeisoliert ist, insbesondere die Wärmeleitfähigkeit eines Materials der Gefäßwand weniger als 0,1 W/(m*K) beträgt.

8. Verfahren zur Bestimmung eines thermischen Verhaltens einer Zündkerze (4), insbesondere mit einem Prüfstand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einem Mittel zur verbrennungsfreien

Temperaturänderung (3), insbesondere einem Heizelement, eine Temperatur eines

Mediums in einem Gefäße (2) verändert wird, insbesondere die Temperatur des Mediums erhöht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass

• die Zündkerze (4) in eine Öffnung des Gefäßes montiert wird,

• anschließend ein System, umfassend das Gefäß (2), die Zündkerze (4) und das sich im Gefäß (2) befindende Medium, in einen reproduzierbaren

Ausgangszustand gebracht wird,

• anschließend die Temperatur des Mediums verändert wird, insbesondere aufgeheizt wird, und

• währenddessen oder danach die Temperatur der Zündkerze (4) ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Mittel zur Erzeugung einer Strömung (5), insbesondere ein Ventilator, eine Strömung in dem Medium erzeugt. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangszustand durch einen im Gefäß (2) herrschender Druck, einer Heizleistung des Mittels zur Temperaturänderung (3), einer Temperatur des Mediums und/oder einer

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums definiert wird. 12. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Temperaturänderung (3) und/oder das Mittel zur Erzeugung einer Strömung (5) gesteuert, insbesondere geregelt, werden.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Mediums im Gefäß (2) und der Temperatur der Messstelle (7) detektiert und aufgezeichnet wird.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitdauer von einer Änderung der Temperatur im Gefäß (2) oder der Heizleistung des Mittels zur Temperaturänderung (3) bis zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur und/oder einer vorgegebenen Temperaturänderung an der Messstelle (7) detektiert und aufgezeichnet wird.

15. Verfahren nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer oder der Temperaturunterschied oder eine maximal erreichte Temperatur der Zündkerze als Maß für eine Zuordnung der Zündkerze (4) zu einer Vergleichsgröße, insbesondere Temperatur-Index (Templnd) genannt wird, dient.

16. Software, dazu eingerichtet, das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15 durchzuführen und/oder zu steuern, insbesondere zu regeln.

Description:
Beschreibung Titel

Prüfstand und Verfahren zur Bestimmung eines thermischen Verhaltens einer Zündkerze

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand sowie ein Verfahren zur Bestimmung eines

thermischen Verhaltens einer Zündkerze.

Zündkerzen sind für den ordnungsgemäßen Betrieb eines Otto -Motors unerlässlich. Dabei gilt es die Eigenschaften der Zündkerze an die jeweiligen Bedürfnisse und

Betriebsbedingungen des Motors anzupassen. Bei den veränderbaren Parametern handelt es sich nicht nur um geometrische Größen, sondern vor allen Dingen auch um funktionale Eigenschaften wie beispielsweise der sogenannte Wärmewert (WW). Dieser Parameter dient als Maß für das thermische Verhalten der Zündkerze, d.h. für die Aufnahme der Zündkerze von Wärme aus dem Brennraum und Abgabe von Wärme an den Zylinderkopf bzw. den Motorblock, und beschreibt somit auch die Neigung einer Zündkerze zur unerwünschten Vorentflammung.

Es ist wichtig festzuhalten, dass der Wärmewert nicht eine physikalisch gegebene und damit berechenbare bzw. simulierbare Größe ist, sondern eine Vergleichsgröße ist. Der

Wärmewert einer Zündkerze ergibt sich aus dem Zusammenwirken verschiedener

Komponenten mit ihren verschiedenen Geometrien und den verwendeten Materialen. Für jeden Zündkerzentyp muss der Wärmewert mittels aufwendiger Verfahren neu bestimmt und mit Referenz-Zündkerzen verglichen werden. Dennoch ist dieser Vergleichswert weltweit sowohl bei Zündkerzen-Herstellern als auch bei Fahrzeug-Herstellern sowie

Endverbrauchern etabliert. Allerdings unterscheiden sich Definition und

Bestimmungsmethode des Wärmewerts zwischen den Zündkerzen-Herstellern, weshalb die verschiedenen Wärmewerte von Zündkerzen unterschiedlicher Hersteller mittels Tabellen ineinander übergeführt werden müssen.

Die Bestimmung des Wärmewerts bzw. des thermischen Verhaltens einer Zündkerze erfolgt bei allen Zündkerzen-Herstellern durch den Vergleich des gezielt hervorgerufenen

Vorentflammungsverhaltens der neu zu bestimmenden Zündkerze mit dem

Vorentflammungsverhalten einer bekannten Referenz-Zündkerze. Dazu werden die zu bestimmende Zündkerze und die Referenz-Zündkerze in einem Einzylindermotor montiert und betrieben, wobei die Betriebspunkte des Motors variiert werden können. Durch die Variation der Motor-Betriebspunkte werden die Zündkerzen zunehmend thermisch belastet und der Entflammungszeitpunkt der montierten Zündkerzen detektiert. Beispielsweise asiatische und US-amerikanische Zündkerzen-Hersteller variieren den Betriebspunkt ihres Versuchsmotors, einem sogenannten LABECO-Motor, indem sie zunehmend den

Zylinderdruck bei konstantem Zündwinkel erhöhen. Europäische Zündkerzen-Hersteller, wie beispielsweise die Anmelderin, ändern hingegen die Betriebspunkte bei ihrem

Versuchsmotor, einem Hatz-Motor, indem bei konstantem Ladedruck eine Zündwinkel- Frühverstellung durchgeführt wird.

Bei der zunehmenden thermischen Belastung der Zündkerze wird brennraumseitig stetig mehr Wärme in die Zündkerze eingebracht. In Abhängigkeit von der Zündkerzenauslegung kommt es zu einem bestimmten Zeitpunkt dazu, dass mehr Wärme in die Zündkerze eingebracht wird als diese über ihren Aufbau und den Kontaktflächen an den Zylinderkopf weiterleiten kann. Im Bereich der Elektroden bzw. der Isolatorfußspitze steigt dann die Temperatur der Zündkerze bis diese Bereiche so heiß sind, dass sich ein frisches Luft- Kraftstoff-Gemisch an den Elektroden bzw. der Isolatorfußspitze ohne zusätzlichen

Zündfunken entflammen kann. Wenn diese unerwünschte Entflammung nach dem eigentlichen Zündpunkt stattfindet, spricht man von einer Nachentflammung. Ist die

Zündkerze jedoch so heiß, dass sich das Luft- Kraftstoff-Gemisch bereits vor dem

eigentlichen Zündzeitpunkt ungewollt entzündet, dann handelt es sich um eine

Vorentflammung.

Beim ordnungsgemäßen Betrieb eines Otto-Motors liegt der gewollte Zündzeitpunkt in der Regel kurz vor dem oberen Umkehrpunkt, dem sogenannten oberen Totpunkt. So findet die Entflammung statt, während das Luft- Kraftstoff-Gemisch noch verdichtet wird. Aufgrund des sogenannten Zündverzugs erfolgt so der Druckanstieg durch die Verbrennung erst nach dem Zeitpunkt des maximalen Verdichtungsdrucks und eine kritische Überlagerung der beiden Druckanstiege bei einer zu frühen Entflammung wird verhindert. Zu dieser kritischen Überlagerung kommt es allerdings bei einer unerwünschten Vorentflammung. Aufgrund des enormen Druckanstieges im Brennraum kann dieser beschädigt werden und im schlimmsten Fall der gesamte Motor zerstört werden. Deshalb müssen im realen Motorbetrieb unerwünschte Vorentflammungen unbedingt vermieden werden. Dafür ist es notwendig, das thermische Verhalten einer Zündkerze zu kennen und exakt angeben zu können.

Seit Jahrzehnten hat es sich als Standard ergeben, dass für den gleichen Zündkerzen- Grundaufbau unterschiedliche Ausführungen mit unterschiedlichen thermischen Verhalten und Wärmewerten entwickelt werden, die sogenannten Wärmewert- Reihen eines

Zündkerzen-Typs. Somit kann bei konstruktiv gleicher Zündkerze das thermische Verhalten den Erfordernissen des Otto-Motors angepasst werden. Bei der Wärmewert- Bestimmung im Motor, unabhängig vom LABECO-Verfahren oder Hatz- Verfahren, hängt das Ergebnis nicht nur von der zu bestimmenden Zündkerze und eventuell von der Referenz-Zündkerze ab, sondern die Umgebungsbedingungen, wie z.B.

Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit, und Betriebsbedingungen, wie z.B. Luft- Kraftstoffe- Gemisch, haben einen schwer definierbaren und schwer kalkulierbaren Einfluss auf das Ergebniss der Wärmewert-Bestimmung. Zwar wird versucht, die Versuchsbedingungen so konstant wie möglich zu halten bzw. zu regeln, allerdings ist dies aufgrund der vielen Parameter nicht immer möglich, besonders kann auf die Verbrennung und der Umsetzung des Luft- Kraftstoff-Gemisches nur indirekt Einfluss genommen werden. Dies führt zu schwer vorhersagbaren Schwankungen zwischen zeitlich versetzten und örtlich unterschiedlichen Messungen, so dass der Einfluss der Schwankungen bei der Messauswertung nicht berücksichtigt werden kann. Durch Referenzmessung an der Referenz-Zündkerze können systematische Unsicherheiten bei der Messauswertung berücksichtigt werden, allerdings kann die zufällige bzw. statistische Unsicherheit trotz des betriebenen Aufwandes zu ihrer Reduzierung bei den im Stand der Technik bekannten Wärmewert-Bestimmungsverfahren unter Umständen größer als ein halber Wärmewert sein.

Vorteile der Erfindung

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prüfstand und ein Verfahren zur Bestimmung eines thermischen Verhaltens einer Zündkerze der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die vorstehenden Nachteile beseitigt bzw. minimiert werden.

Diese Aufgabe wird bei dem Prüfstand und dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Prüfstand ein Gefäß, ein im Gefäß befindliches Medium und mindestens einem Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung des Mediums, insbesondere ein elektrisches Heizelement, aufweist, wobei die Zündkerze im Gefäß montierbar ist. Die erfindungsgemäße Vorsehung eines Prüfstandes, der ein Gefäß und mindestens einem Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung eines im Gefäß befindlichen Mediums umfasst, hat den Vorteil, dass die für die Wärmewert-Bestimmung benötigten Betriebsbedingungen, wie Temperatur, Druck und/oder Strömungen eines Otto- Motors realistisch berücksichtigt werden können und gleichzeitig die Einflüsse der

unkontrollierbaren und verzichtbaren Parameter, wie z.B. Zusammensetzung und

Umsetzung des Luft-Kraftstoff-Gemisches oder Luftfeuchtigkeit, entfallen. Der Prüfstand ist somit eine abstrahierte Form des Otto -Motors. Dadurch ist die Anzahl der Parameter reduziert, so dass sich die Reproduzierbarkeit der Messungen erhöht und die

Messunsicherheit reduziert.

Die Vorsehung eines Mittels zur verbrennungsfreien Temperaturänderung eines im Gefäß befindlichen Mediums hat den Vorteil, dass auf ein brennbares Material, wie z.B. ein Gas oder ein Luft- Kraftstoff-Gemisch, zur Erzeugung der Wärme verzichtet werden kann.

Dadurch kann das thermische Verhalten bzw. der Wärmewert für eine Zündkerze ohne den schwer kalkulierbaren Einfluss der Zusammensetzung und Umsetzung des brennbaren Materials bei der Verbrennung auf das Messergebnis und die Messunsicherheit bestimmt werden. In diesem Zusammenhang wird unter dem Begriff„verbrennungsfrei" verstanden, dass es keine Flamme und/oder keinen Zündfunken und/oder kein Plasma gibt, die bzw. das ein brennbares Material entzündet bzw. verbrennt, um Wärmeenergie und damit eine Temperaturänderung zu erzeugen. Da beim erfindungsgemäßen Prüfstand und Verfahren keine Initiierung eines Zündfunken an der Zündkerze stattfindet, wird die Zündkerze weder verschlissen noch altert sie und kann nach der Bestimmung ihres thermischen Verhaltens ohne Einschränkungen in einem realen Motor betrieben werden. Das Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung eines Mediums im Gefäß kann beispielsweise ein elektrisches Heizelement sein. Dabei sollte die Heizleistung des Mittels regelbar sein und/oder der Temperaturgradienten der Aufheizung des Mediums, d.h. die zeitliche Temperaturänderung der mittlere Temperatur des gesamten Mediums, von bis zu 20K/s, vorzugsweise sogar mindestens 20 K/s realisieren können. Mit dem Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung sollte eine Temperatur von mindestens 500°C im Gefäß erzeugbar sein.

Als Medium im Gefäß können Flüssigkeiten, wie beispielsweise Calflo oder ähnliche chemisch inerte Flüssigkeiten, oder ein Gas bzw. ein Gasgemisch, wie z.B. Luft oder ein Edelgas oder Stickstoff, verwendet werden. Das Medium dient dazu, die vom Mittel zur

Erzeugung einer Temperaturänderung eingebrachte Wärme möglichst homogen im Gefäß zu verteilen, so dass innerhalb einer möglichst kurzen Zeit im gesamten Gefäß die gleiche Temperatur herrscht. Das hat den Vorteil, dass an der Zündkerze innerhalb weniger Minuten, insbesondere innerhalb von 2 min, Änderungen der Heizleistung registrierbar sind.

Das verwendete Medium sollte nicht brennbar oder entflammbar für die im Gefäß erzeugten Temperaturen von mindestens 500°C sein. Es sind Flüssigkeiten oder Gase bzw.

Gasgemische als Medium für das Gefäß vorzuziehen, von denen keine Gefahr für Mensch und Umwelt ausgeht und/oder die das thermische Verhalten der Zündkerze beeinflussen und/oder ändern können. Dies hat den Vorteil, dass das verwendete Medium keinen Einfluss auf das zu bestimmende thermische Verhalten der Zündkerze hat, der die

Auswertung der Messergebnisse erschwert und die Messunsicherheit vergrößert.

In einem weiterführenden Ausführungsbeispiel ist ein Mittel zur Erzeugung einer Strömung im Medium vorgesehen, z.B. ein Ventilator. Vorzugsweise ist das Mittel zur Erzeugung einer Strömung im Gefäß angeordnet, beispielsweise im Bereich des Mittels zur

Temperaturänderung. Dieses Mittel zur Erzeugung einer Strömung im Medium unterstützt die gleichmäßige und zeitnahe homogene Verteilung der Temperaturänderung im Gefäß. Des Weiteren dient dieses Mittel zur Nachempfindung der im realen Motor herrschenden Strömungsverhältnisse. Das Mittel erzeugt Strömungen mit Geschwindigkeiten von bis zu 25 m/s, insbesondere sogar mindestens 25m/s.

Alternativ können das Mittel zur Temperaturänderung und das Mittel zur Erzeugung einer Strömung in einem Mittel kombiniert werden. Das Mittel zur Temperaturänderung und/oder das Mittel zur Erzeugung einer Strömung sollten beständig gegenüber dem verwendeten Medium im Gefäß sein.

Für die Montage der Zündkerze weist das Gefäß vorzugsweise eine Öffnung auf.

Vorzugsweise ist diese Öffnung an der dem Mittel zur Temperaturänderung

entgegengesetzten Seite des Gefäßes angeordnet. Idealerweise verschließt die montierte Zündkerze die Öffnung und damit auch das Gefäß, so dass das Gefäß mit montierter Zündkerze druckbeständig ist. Das verschlossene Gefäß ist vorzugsweise beständig gegenüber Drücken von mindestens 200 bar, insbesondere von bis zu 300 bar. Der Druck wird in der Regel entsprechend den Gesetzen der Thermodynamik durch die

Temperaturänderung erzeugt. Somit können im Prüfstand mit dem Mittel zur

Temperaturänderung, dem Mittel zur Erzeugung einer Strömung und dem verschließbaren Gefäß die im Motor herrschenden Temperaturen, Strömungen und Drücke erzeugt werden, so dass die Bestimmung des thermischen Verhaltens der Zündkerze unter motorähnlichen Bedingungen stattfindet. Für die Montage der Zündkerzen im Gefäß kann die Zündkerze analog zum Motor in die Öffnung eingeschraubt werden. Alternativ ist es auch möglich, die Zündkerze über Klemmen in der Öffnung zu fixieren. Dabei ragt die Zündkerze mit ihrem brennraumseitigen Ende, umfassend Elektroden und Isolatorfußspitze, in das Gefäß ein. Die Länge, um die die Zündkerze in das Gefäß einragt, wird Eintauchtiefe genannt. Das brennraumseitige Ende der Zündkerze steht im thermischen Kontakt mit dem im Gefäß befindlichen Medium, so dass die vom Mittel zur Temperaturänderung erzeugte Wärme von der Zündkerze aufgenommen werden kann. Die Eintauchtiefe der Zündkerze im Gefäß entspricht vorzugsweise ihrer in einem Motor vorgesehenen Eintauchtiefe.

Bei diesem Ausführungsbeispielen kann der Durchmesser der Öffnung und/oder die Eintauchtiefe mittels Adaptern angepasst werden, so dass Zündkerzen mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Längen im Gefäß montiert werden können und die gleiche Eintauchtiefe bzw. den gleichen Abstand zum Mittel zur Temperaturänderung aufweisen.

Die Öffnung für die Montage der Zündkerze kann auch Bestandteil eines austauschbaren Deckels des Gefäßes sein. In diesem Fall kann auf die Verwendung von Adaptern für die unterschiedlichen Zündkerzen verzichten werden, wobei die Öffnung in den

unterschiedlichen Deckeln dem Durchmesser und der Länge der verschiedenen Zündkerzen anzupassen ist. Der Deckel kann auf dem Gefäß durch eine Schraubverbindung,

Klemmverbindung und/oder Steckverbindung montiert werden. Im Bereich der Öffnung bzw. entlang des Umfangs der Öffnung kann an bzw. in der Gefäßwand ein Messblock angeordnet sein. Dieser Messblock steht vorzugsweise im thermischen Kontakt mit der montierten Zündkerze, vorzugsweise in einem direkten thermischen Kontakt. Der Messblock selbst weist vorzugsweise keinen unmittelbaren bzw. einen vernachlässigbaren unmittelbaren thermischen Kontakt mit dem im Gefäß befindlichen Medium und/oder einer Umgebung außerhalb des Gefäßes auf. Der thermische Kontakt zwischen Messblock und Medium erfolgt vorzugsweise lediglich mittelbar über die

Zündkerze.

Der Messblock weist vorzugsweise ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 100 W/(m*K) auf, insbesondere mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 220 W/(m*K), wie z.B. Kupfer, Silber, Gold oder Legierung mit mindestens einem dieser Elemente.

Alternativ besteht der Messblock aus einem solchen Material. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Messblock quasi instantan die Temperatur der Zündkerze annimmt, so dass das thermische Verhalten des Messblocks einen vernachlässigbaren Einfluss auf das Messergebnis und Messunsicherheit bei der Bestimmung des thermischen Verhaltens der Zündkerze hat.

Der Messblock weist insbesondere mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Messstellen auf. Beispielsweise kann an dieser Messstelle die Temperatur des Messblocks gemessen werden. Die Messstellen sind beispielsweise in der Nähe der Öffnung zur Montage der Zündkerze angeordnet, dadurch ist gewährleistet, dass die Messstellen zeitnahe die gleiche Temperatur wie die Zündkerze aufweisen. Vorzugsweise sind mehrere Messstellen entlang des Umfangs in zumindestens etwa gleichmäßigen Abständen zueinander und/oder zur Zündkerze angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass mögliche Anisotropie- Effekte z. B. beim thermischen Kontakt zwischen Zündkerze und Messblock erkannt und bei der Auswertung des thermischen Verhaltens der Zündkerze berücksichtigt werden können.

Bei der Verwendung eines Adapters zur Anpassung des Öffnungsdurchmessers und/oder der Eintauchtiefe bei unterschiedlichen Zündkerzen können der Messblock und/oder die Messstellen auch im Adapter integriert sein. Alternativ oder zusätzlich weist der Adapter mindestens teilweise ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 100 W/(m*K) auf, so dass ein ungestörter thermischer Kontakt zwischen Zündkerze und dem in der Gefäßwand angeordneten Messblock gewährleistet ist.

Das Gefäß selbst ist vorzugsweise wärmeisolierend, d.h. es findet höchstens ein vernachlässigbarer Wärmeaustausch zwischen dem Medium im Inneren des Gefäßes und der Umgebung außerhalb des Gefäßes über die Wände des Gefäßes statt. Beispielsweise ist das Gefäß doppelwandig ausgestaltet. Ein Zwischenraum in der Doppelwand des Gefäßes ist beispielsweise mit einem Material gefüllt, das eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,1 W/(m*K) hat, wie beispielsweise Vakuum oder eine temperaturbeständige Isolierschicht. Als Material für die temperaturbeständige Isolierschicht eignet sich beispielsweise Mineralwolle oder ein Tonmineral wie z.B. Vermiculit.

Die Außenwand des Gefäßes besteht aus einem mechanisch stabilen Material, wie beispielsweise Stahl oder Aluminium. Als Material für die Innenwand kann

temperaturbeständiges und mechanisch stabiles Material, wie z.B. Stahl oder direkt das Isoliermaterial aus dem Zwischenraum, verwendet werden. Das Gefäß kann eine zylindrische, kubisch oder kugelförmige, z.B. rundkolbenförmige, Geometrie aufweisen. Bei der alternativen Ausgestaltung des Gefäßes mit

rundkolbenförmiger Geometrie, befinden sich die montierte Zündkerze und der Messblock im Bereich des Rundkolbenhalses.

Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist das Gefäß ein Strömungskanal, insbesondere ein geschlossener Strömungskanal. Der Strömungskanal weist insbesondere mindestens eine gerade Teilstrecke auf, bei der keine Umlenkung des im Strömungskanal befindlichen Mediums stattfindet. Die Öffnung zur Montage der Zündkerze sowie der Messblock ist vorzugsweise auf einer geraden Teilstrecke des Strömungskanals

angeordnet.

Die Abmessungen des Gefäßes werden so gewählt, dass sich im Bereich der Zündkerze konstante und reproduzierbare Strömungsbedingungen und/oder Temperaturbedingungen einstellen. Der Innendurchmesser des Gefäßes liegt beispielsweise im Bereich von 6 bis 600 mm. Das Gefäß hat eine Länge im Bereich von 20 bis 1000 mm und/oder eine Höhe von 20 bis 1000 mm und/oder eine Breite von 20 bis 1000 mm.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des thermischen

Verhaltens einer Zündkerze, das sich dadurch auszeichnet, dass mit mindestens einem Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung, insbesondere mit einem Heizelement, eine Temperatur eines Mediums in einem Gefäße verändert wird, insbesondere die

Temperatur des Mediums erhöht wird. Dies hat den Vorteil, dass die Vorgänge im Motor einerseits realistisch simuliert werden und andererseits unkontrollierbare Parameter, wie die Verbrennung eines Luft- Kraftstoff- Gemisches, und deren Einfluss auf das thermische Verhalten der Zündkerze eliminiert werden. Das Verfahren umfasst beispielsweise folgende Schritte:

Zuerst wird eine Zündkerze in eine Öffnung des Gefäßes montiert. Dabei wird das Gefäß insbesondere gleichzeitig druckfest verschlossen. Anschließend wird das System, umfassend das Gefäß, die Zündkerze und das im Gefäß befindliche Medium, in einen stationären und reproduzierbaren Ausgangszustand gebracht. Dieser Ausgangszustand wird beispielsweise durch die Parameter Temperatur, Druck und/oder Strömung definiert. Beispielsweise kann als Ausgangssituation gewählt werden, dass das Gefäß, die Zündkerze und das Medium die gleiche Temperatur, z.B.

Raumtemperatur, aufweisen, und/oder dass im Gefäß ein Druck von 1 bar zu Beginn des Verfahrens herrscht.

Nachdem sich der Ausgangszustand eingestellt hat, erfolgen die weiteren Schritte zur Bestimmung des thermischen Verhaltens einer Zündkerze. Durch das Mittel zur

Temperaturänderung wird eine definierte Heizleistung eingestellt. In Abhängigkeit der Zeit wird die Temperatur mindestens einer Messstelle im Messblock aufgezeichnet. Da der Messblock nur im thermischen Kontakt mit der Zündkerze steht, können aus der Temperatur der Messstelle im Messblock Rückschlüsse auf die Zündkerzentemperatur gezogen werden. Alternativ oder zusätzlich weist das Gefäß ein Fenster auf, so dass mittels eines Pyrometers die Temperatur der Zündkerze, z.B. der Elektroden und/oder der Isolatorfußspitze, zusätzlich oder alternativ gemessen werden kann. Optional wird zusätzlich die

Temperaturänderung des im Gefäß befindlichen Mediums aufgezeichnet.

Bei einer optionalen Weiterbildung erzeugt das Mittel zur Erzeugung einer Strömung, insbesondere ein Ventilator, eine Strömung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von beispielsweise bis zu 25 m/s.

Eine bevorzugte optionale Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Mittel zur Temperaturänderung und/oder das Mittel zur Erzeugung einer Strömung, insbesondere automatisiert, gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Dadurch können Einflüsse auf das Messergebnis aufgrund von Bedienungsfehlern durch den Operator eliminiert werden.

Zusätzlich wird gewährleistet, dass das Verfahren immer gleich abläuft und somit wird die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse gesteigert.

Vorzugsweise wird bzw. werden die an den Messstellen detektierte Temperatur der

Zündkerze und/oder die Temperatur des im Gefäß befindlichen Mediums detektiert und aufzeichnet, insbesondere erfolgt die Detektion und Aufzeichnung der Temperaturen automatisiert. Wenn die beiden Temperaturen detektiert und aufzeichnet werden, kann der Temperaturunterschied der beiden Temperaturen, insbesondere automatisiert, berechnet werden. Vorzugsweise wird die Heizleistung in Abhängigkeit der Temperatur des Mediums gesteuert, insbesondere geregelt.

Alternativ oder zusätzlich kann neben der Detektion der Temperatur der Messstelle und/oder des Mediums auch die Temperatur der Messstelle in Abhängigkeit der Zeit aufgenommen werden. Es wird also die Zeitdauer, die zwischen einer Änderung der Temperatur des Mediums und einer Temperaturänderung der Messstelle vergeht, gemessen. Bei einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird die Änderung der Temperatur des Mediums bzw. die Heizleistung des Mittels zur Temperaturänderung und die Zeitdauer oder der Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Mediums und der Temperatur der Messstelle bzw. der Zündkerze in Beziehung gesetzt und dient als Maß für die Zuordnung der Zündkerze zu einer Vergleichsgröße. Alternativ oder zusätzlich kann auch die maximal erreichte, insbesondere zeitlich konstante, Temperatur der Messstelle bzw. der Zündkerze bei einer vorgegebenen Heizleistung bzw. einer vorgegebenen Temperatur des Mediums als Maß für die Zuordnung der Zündkerze zu einer Vergleichsgröße dienen. Diese

Vergleichsgröße wird zur Unterscheidung von dem Wärmewert, der mit dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bestimmt wird, als Temperatur-Index (Templnd) bezeichnet. Der Temperatur-Index wie auch der Wärmewert sind ein Maß für das thermische Verhalten der Zündkerze, allerdings unterscheiden sich die Verfahren für ihre Bestimmung deutlich, wie eingangs erläutert, und dadurch auch die Zuordnung der

Zündkerze für bestimmte Erfordernisse im Motor. Um Verwechselungen zu vermeiden, wird der Temperatur- Index mit seiner eignen Kategorisierung eingeführt. Den Stufen des Temperatur- Indexes werden insofern Zeiten zugeordnet bei denen bestimmte Temperaturen in den Messstellen erreicht sind. Alternativ werden den Stufen des Temperatur-Indexes direkt die maximal erreichten Temperaturen, insbesondere erreichte

Gleichgewichtstemperaturen, an den Messstellen bzw. an der Zündkerze zugeordnet. Die Steuerung, insbesondere die Regelung, des Mittels zur Temperaturänderung des

Mediums und/oder des Mittels zur Erzeugung einer Strömung im Medium erfolgt bei einer bevorzugten Weiterbildung automatisiert, beispielsweise mittels einer Software und/oder Hardware. Dabei wird unter regeln bzw. Regelung die Verwendung eines Regelkreis zum Abgleich eines Ist-Werts mit einem Soll-Werts und die direkte oder indirekte Einflussnahme auf den Ist-Wert zwecks Angleichung an den Soll-Wert, entsprechend der DIN I EC 60050-351 und den DIN EN 60027-6, verstanden. In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Detektion sowie die Aufzeichnung

verschiedenen Parametern, insbesondere die oben erwähnten Temperaturen und

Zeitdauern, und/oder die Auswertung der verschiedenen Parameter und/oder die Zuordnung der Zündkerze auf Basis der detektierten Parameter zu einem Temperatur-Index mindestens teilweise automatisiert, beispielsweise mittels einer oder mehreren Softwaren und/oder einer oder mehreren Hardwaren. Idealerweise werden alle Verfahrensschritte, wie Steuerung bzw. Regelung, Detektion der Parameter, Aufzeichnung der Parameter und Auswertung der Parameter, von einer

Hardware oder Software oder einer Kombination durchgeführt. Dadurch wird der Einfluss eines Menschen bei verschiedenen Durchführungen des Verfahrens zur Bestimmung eines thermischen Verhaltens einer Zündkerze minimiert und die Reproduzierbarkeit des

Messergebnises erhöht.

Die eine oder mehreren Softwaren können auf einen oder mehreren Datenträgern gespeichert sein. Desweiteren kann eine Steuereinheit, insbesondere eine Regeleinheit, mindestens teilweise die Verfahrensschritte, insbesondere auf Basis der Software, durchführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den

Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren

Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung der

Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

Zeichnung Figur 1 zeigt ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Prüfstand zur Bestimmung des Temperaturverhaltens einer Zündkerze

Figur 2 zeigt ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemäßen Prüfstand zur Bestimmung des Temperaturverhaltens einer Zündkerze, bei dem ein Strömungskanal vorgesehen ist.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung von Figur 2. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Bestimmung des

Temperaturverhaltens einer Zündkerze

Figur 5 zeigt einen simulierten Temperatur-Zeit- Verlauf für zwei Zündkerzen und das Heizmedium

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Prüfstandes 1 bestehend aus einem Gefäß 2, einem Mittel zur Temperaturänderung 3, einem in der Figur nicht sichtbaren Medium im Gefäß, einem Mittel zur Erzeugung einer Strömung 5 und einer Öffnung 17 zur Montage einer Zündkerze 4. Das Gefäß 2 ist doppelwandig ausgebildet. Die äußere Wand 13 besteht aus einem mechanisch stabilen Material wie z.B. Stahl oder Aluminium. Die innere Wand 14 besteht aus einem formbaren, temperaturbeständigen und mechanisch stabilen Material, wie z.B. Vermicuilt. Alternativ kann das Gefäß 2 beispielsweise auch vakuumisolierten Stahlwände aufweisen, d.h. in einem Zwischenraum 12 befindet sich ein Vakuum. Alternativ zum vakuumisoliertem Zwischenraum 12 kann dieser auch mit einem temperaturbeständigen Isoliermaterial ausgekleidet sein, z.B. Mineralwolle.

Neben der in Figur 1 gezeigten zylindrischen Ausgestaltung des Gefäßes 2 kann das Gefäß 2 auch eine kubische oder kugelförmige bzw. rundkolbenförmige Gestalt aufweisen. Bei einer radialen Ausgestaltung, wie z.B. einem Rundkolben, sind das Mittel zur

Temperaturänderung 3 und das Mittel zur Strömungserzeugung 5 radial angeordnet.

Die Öffnung 17 für die Montage der Zündkerze 5 ist an der dem Mittel zur

Temperaturänderung 3 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Mittels eines hier nicht gezeigten Adapters kann der Durchmesser der Öffnung 17 an Zündkerzen 4 mit

unterschiedlichem Durchmesser angepasst werden. Des Weiteren kann die Eintauchtiefe 16 der Zündkerze 4 in das Gefäß 2 über diesen Adapter variiert werden. Vorzugsweise entspricht die Eintauchtiefe 16 der Zündkerzen 4 im Gefäß 2 ihrer im Motor vorgesehenen Eintauchtiefe. Die Öffnung 17 hat beispielsweise einen passenden Durchmesser für eine M18-Zündkerze. Mittels eines Adapters kann der Durchmesser der Öffnung 17 für eine M12- Zündkerze angepasst werden. Im Bereich des Umfangs der Öffnung 17 zur Montage der Zündkerze 4 ist im Zwischenraum 12 ein Messblock 6 mit Messstellen 7 angeordnet. Der Messblock 6 besteht aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung. An den Messstellen 7 wird die Temperatur beispielsweise mittels Thermoelementen, z.B. Typ K, Typ N, Typ C, Typ S oder Typ R, gemessen. Eine Software detektiert und speichert die gemessene Temperatur.

Die Temperatur des im Gefäß 2 befindlichen Mediums wird im Bereich des Mittels zur Temperaturänderung 3 gemessen. Vorzugsweise mittels eines Thermoelements, z.B. Typ K, Typ N, Typ C, Typ S oder Typ R, wird die Temperatur bestimmt.

Optional weist das Gefäß 2 ein Fenster auf. Dieses Fenster ist am Gefäß 2 so angeordnet, dass man mit einem Pyrometer die Temperatur des Mediums und/oder der Elektroden der Zündkerze 4 bestimmen kann. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Mittel zur verbrennungsfreien Temperaturänderung 3 ein elektrisches Heizelement. Das Heizelement ist am Boden des Gefäßes 2 angeordnet. Ebenfalls am Boden des Gefäßes 2 angeordnet ist das Mittel zur Erzeugung einer Strömung 5. In diesem Beispiel ein Ventilator. Durch hier nicht gezeigte elektrische Durchführungen werden das Heizelement und der Ventilator mit Strom versorgt.

Das Mittel zur Temperaturänderung 3 und/oder das Mittel zur Strömungserzeugung 5 sind regelbar. Vorzugsweise wird die Regelung der Mittel zur Temperaturänderung 3 und/oder zur Strömungserzeugung 5 von einer Software geregelt. Durch das Mittel zur

Temperaturänderung 3 sind Temperaturgradienten von mindestens 20 K/s erzeugbar. Durch das Mittel zur Erzeugung einer Strömung 5 sind im Medium Strömungen mit einer

Geschwindigkeit von mindestens 25 m/s erzeugbar.

Figur 2 zeigt den erfindungsgemäßen Prüfstand 1 in der Ausgestaltung eines

Strömungskanals. Der Strömungskanal besteht aus mindestens einem geraden Teilstück 11 und mindestens einem Strömungsumlenker 10. Ein geschlossener Strömungskanal besteht aus mehreren geraden Teilstücken 11 und mehreren Strömungsumlenkern 10.

Der Strömungskanal kann einstückig oder modular aufgebaut sein. Ein Modul könnte beispielsweise ein Strömungsumlenker 10 sein und zwei weitere Module ein gerades Teilstück 11 mit bzw. ohne Öffnung 17 zur Montage einer Zündkerze 4. Auch bei einem modularen Aufbau ist der Strömungskanal druckbeständig für Drücke bis zu 200 bar. Bei einem modularen Aufbau könnte man anstelle eines Adapters zur Anpassung des Offnungsdurchmessers an unterschiedliche Zündkerzen 4 das Modul mit der Öffnung 17 zur Montage der Zündkerze 4 austauschbar gestalten, so dass für unterschiedliche Zündkerzen 4 Module mit unterschiedlichen Öffnungsdurchmessern verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass mögliche Wärmewiderstände zwischen Zündkerze 4 und Messblock 6 aufgrund des Adapters ausgeschlossen werden können.

Die Öffnung 17 zur Montage einer Zündkerze 4 ist in einem geraden Teilstück 11 angeordnet. Wie bereits im Ausführungsbeispiel in Figur 1 gezeigt, ist ein Messblock 6 mit Messstellen 7 zur Temperaturmessung im Bereich der Öffnung 17 angeordnet.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Strömungsrichtung gegen den Uhrzeigersinn.

Natürlich kann der Prüfstand 1 auch so ausgestaltet werden, dass die Strömungsrichtung im Uhrzeigersinn ist. Das Mittel zur Temperaturänderung 3 und das Mittel zur Strömungserzeugung 5 sind im Bereich eines Strömungsumlenker 10 angeordnet, beispielsweise im Übergang eines Strömungsumlenkers 10 zu einem geraden Teilstück 11. Die beiden Mittel können im Bereich des gleichen Strömungsumlenkers 10 oder unterschiedlichen Strömungsumlenkern 10 angeordnet sein. Vorzugsweise sind in Strömungsrichtung erst das Mittel zur

Strömungserzeugung 5, dann das Mittel zur Temperaturänderung 3 und anschließend die Öffnung 17 zur Montage der Zündkerze 4 angeordnet.

In Strömungsrichtung vor der Öffnung 17 zur Montage einer Zündkerze 4 ist im

Strömungskanal eine Düse 15 angeordnet, die für eine gleichmäßige Strömung im Bereich des brennraumseitigen Endes der Zündkerze 4 sorgt. Die Temperaturmessung des

Mediums findet aus Strömungsrichtung vor dem Bereich der Düse 15 statt.

Die Wände des Strömungskanals sind genauso wie das in Figur 1 gezeigte

Ausführungsbeispiel wärmeisoliert.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung von Figur 2. Anstelle oder zusätzlich zu dem Messblock 6 kann ein Fenster 8 im Strömungskanal auf der gegenüber liegenden Seite von der Öffnung zur Montage der Zündkerze angeordnet sein. Das Fenster 8 dient dazu, mittels eines Pyrometers 9 die Temperatur der Zündkerzenelektroden zu bestimmen.

Bei einer weiteren Variation der in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung sind die Mittel zur Temperaturänderung 3 und das Mittel zur Strömungserzeugung 5 gemeinsam angeordnet bzw. es wird ein Mittel verwendet, das die Temperaturänderung und die

Strömungserzeugung kombiniert.

Figur 4 zeigt schematisch die Temperatur des Mediums T M (durchgezogene Linie), die gemessene Temperatur an einer Messstelle für eine erste Zündkerze T Z1 (gestrichelte Linie) und die gemessene Temperatur an einer Messstelle für eine zweite Zündkerze T Z2

(gepunktete Linie) als Funktion der Zeit t. Zu einem Zeitpunkt t 0 wird eine Heizleistung beim Mittel zur Temperaturänderung 3 des Mediums eingestellt. Die Temperatur T M steigt mit der Zeit und erreicht nach einer Zeit ti ihren maximal Wert T M ,Max- Die maximale Temperatur des Mediums T M ,Max hängt von der eingestellten Heizleistung ab.

Ab einem Zeitpunkt t 0 ,i wird für eine erste Zündkerze 4 an einer Messstelle 7 eine von der Ausgangstemperatur T 0 , z.B. Raumtemperatur, verschiedene Temperatur T Z i gemessen. Die Temperatur T Z1 steigt mit der Zeit an bis für die Messstelle 7 bzw. für die erste

Zündkerze 4 eine Gleichgewichtstemperatur T zl>Ma x erreicht wird. Diese

Gleichgewichtstemperatur T zl>Ma x ergibt sich aus dem Zusammenwirken von der aus dem Medium aufgenommenen Temperatur bzw. Wärmeenergie, und der an die Umgebung außerhalb des Gefäßes 2 bzw. an eine Kühlung abgegebenen Temperatur bzw.

Wärmeenergie.

Entsprechend kann beispielsweise für eine zweite Zündkerze 4 mit einer kleineren

Wärmekapazität als die erste Zündkerze 4 ab einem Zeitpunkt t 0 ,2 eine von der

Ausgangstemperatur T 0 , z.B. Raumtemperatur, verschiedene Temperatur T Z2 gemessen. Die Temperatur T Z2 steigt mit der Zeit an bis für die Messstelle bzw. für die zweite

Zündkerze eine Gleichgewichtstemperatur T Z2>M ax erreicht wird.

Für die Bestimmung des thermischen Verhaltens einer Zündkerze 4 bzw. der Zuordnung eines Temperatur-Index zu einer Zündkerze 4 muss innerhalb des Verfahrensdurchlaufs die Gleichgewichtstemperatur der Messstelle 7 bzw. der Zündkerze 4 nicht zwingend erreicht werden. Eine Zuordnung der Zündkerze 4 zu einem Temperatur-Index ist bereits möglich, während die Zündkerzen-Temperatur noch steigt.

Für die Zuordnung der Zündkerze 4 zu einem Temperatur-Index wird zu mindestens einem vordefinierten Zeitpunkt t n (mit n=l, 2, 3, ...), beispielsweise bei ti und/oder bei t 2 , die Temperatur der Zündkerze 4 bzw. der Messstelle 7 T Z1 und die Temperatur des Mediums T M gemessen. In Abhängigkeit des Temperaturunterschieds T M -T Z1 wird der Zündkerze 4 ein Temperatur-Index zugeordnet. Je größer der Temperaturunterschied umso kleiner ist die Wärmekapazität der Zündkerze 4 und dies entspricht einem kleinen Temperatur-Index.

In dem in Figur 4 gezeigten Beispiel betragen die Temperaturen zum Zeitpunkt ti:

· für das Medium T M ,Max.

• für die erste Zündkerze bzw. der Messstelle T Z1>1 und

• für die zweite Zündkerze bzw. der Messstelle T Z2 ,i ,

wobei T M ,Max > Τζι,ι > T Z 2,i beträgt. Der zweiten Zündkerze 4 wird ein kleinerer Temperatur- Index zugeordnet als der ersten Zündkerze 4.

Typischerweise liegt der oder die Zeitpunkte t n (mit n=l, 2, 3, ...), bei denen der

Temperaturunterschied zwischen Medium und Zündkerze 4 bzw. Messstelle 7 bestimmt wird, in einem Zeitintervall von 1 min bis zu 25min, beispielsweise bei 5min und/oder 10min und/oder 15min und/oder 20min, nach dem Start des Verfahrens zur Bestimmung des thermischen Verhaltens einer Zündkerze 4, wobei der Start bei t=0min liegt und durch das Einstellen einer vordefinierten Heizleistung am Mittel zur Erzeugung einer

Temperaturänderung 3 im Medium definiert wird.

Alternative oder zusätzlich kann auch die Zeitdauer, bis eine vordefinierte Temperatur oder ein vordefinierter Temperaturunterschied erreicht wird, als Maß für die Zuordnung eines Temperatur- Index zur Zündkerze 4 dienen.

Die Temperatur-Zeit-Kurven für die beiden Zündkerzen 4 sind beispielsweise bei unterschiedlichen Verfahrensdurchgängen für gleiche Heizleistungen aufgenommen worden und zur Übersichtlichkeit in ein Diagramm dargestellt. Bei einem Verfahrensdurchlauf wird eine Temperatur-Zeit-Kurve für die Zündkerze 4 bzw. die Messstelle 7 aufgenommen.

Idealerweise wird im gleichen Versuchsdurchlauf auch eine Temperatur-Zeit- Kurve für das Medium aufgenommen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, durch Reskalierung der Temperatur-Zeit-Kurven des Mediums, die gleichzeitig mit den Temperatur-Zeit-Kurven der Zündkerzen 4 bzw. der Messstelle 7 aufgenommen wurden, und der dazugehörigen

Temperatur-Zeit-Kurve einer Zündkerze 4 bzw. einer Messstelle 7 mögliche Verschiebungen auf der Zeitachse zu eliminieren.

Figur 5 zeigt einen simulierten Temperatur-Zeit- Verlauf für das Medium (durchgezogene Linie) und zwei Zündkerzen (gestrichelte Linie und punktierte Linie). Die Simulation entspricht dem zeitlichen Temperatur-Verlauf von Zündkerzen 4 bei Testmessungen. Bei einem Zeitpunkt t=0 s beginnt die Messung mit dem Anschalten des Mittels 3 zur Temperaturänderung. Man sieht wie die Temperatur des Mediums und der Zündkerzen 4 direkt ansteigen. Innerhalb von wenigen Minuten, in diesem Beispiel nach knapp 2 Minuten, erreicht das Heizmedium seine maximale Temperatur, beispielsweise 600°C. Mit wenigen Minuten Verzögerung, in diesem Beispiel bei t=180s bzw. t=240s, erreichen auch die Zündkerzen 4 ihre maximalen Temperaturen, hier beispielsweise von 310°C und 205 °C.

In diesem Beispiel dient die erreichte maximale Temperatur, die z.B. der

Gleichgewichtstemperatur aus Figur 4 entspricht, als Maß für die Zuordnung eines

Temperatur-Index zur Zündkerze 4.