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Title:
PENCIL TYPE BLOW PLUG, ESPECIALLY A LOW VOLTAGE PENCIL TYPE GLOW PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/074742
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a material embodiment, especially a pencil type glow plug, especially a low voltage pencil type glow plug. According to the invention, in order to prevent destruction of the pencil type glow plug at high operational temperatures, the special resistance of the heating conductor is such that the latter extends in an almost linear manner between a temperature of -40 °C and the operational temperature (ca. 1200 °C) and it increases by a multiple value from said operational temperature. Alternatively, the material is embodied in such a manner that the specific resistance of the heating conductor greatly increases at high operational temperatures and as a result destruction is prevented by overvoltage.

Inventors:
HALUSCHKA CHRISTOPH (DE)
KERN CHRISTOPH (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/000228
Publication Date:
September 02, 2004
Filing Date:
February 10, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
HALUSCHKA CHRISTOPH (DE)
KERN CHRISTOPH (DE)
International Classes:
F23Q7/00; (IPC1-7): F23Q7/00
Foreign References:
EP0103775A21984-03-28
EP0420078A11991-04-03
US5313184A1994-05-17
EP0103775A21984-03-28
Other References:
See also references of EP 1597520A1
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. Glühstiftkerze, insbesondere NiedervoltGlühstiftkerze zum Anordnen im Brennraum einer Brennstoffkraftmaschine, wobei die Glühstiftkerze eine mit einer definierten Betriebsspan nung ausgelegten Spannungsquelle verbindbaren, einen elek trischen Widerstand aufweisenden Heizleiter umfasst, und der Heizleiter auf eine definierte Betriebstemperatur bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühstiftkerze eine Schutzfunktion gegen die Zerstörung durch Überspannung auf weist, in dem der elektrische Widerstand des Heizleiters derart ausgelegt ist, dass oberhalb der Betriebstemperatur der Widerstand des Heizleiters derart ansteigt, dass die verursachende erhöhte Betriebspannung kompensiert wird.
2. Glühstiftkerzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu einer Grenztemperatur der Temperaturkoeffizient des speziellen Widerstandes des Heizleiters niedrig ist und ab einem definierten Grenzwert, der über der Betriebstemperatur liegt, deutlich erhöht ist.
3. Glühstiftkerzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezielle Widerstand des Heizleiters spannungsabhängig ausgelegt ist, und ab einem definierten Grenzwert, der über der Betriebstemperatur liegt, stark zunimmt.
Description:
Glühstiftkerze, insbesondere Niedervolt-Glühstiftkerze für Ver- brennungsmotoren Die Erfindung bezieht sich auf Glühstiftkerzen, insbesondere Nie- dervolt-Glühstiftkerzen zum Anordnen in einem Brennraum einer Brennstoffkraftmaschine, wobei die Glühstiftkerze einen mit einer definierten Betriebsspannung ausgelegten Spannungsquelle verbind- baren elektrischen Widerstand aufweisenden Heizleiter umfasst und der Heizleiter auf eine definierte Betriebstemperatur bringbar ist.

Stand der Technik Glühstiftkerzen als Teil einer Glüheinrichtung werden unter ande- rem beim Kaltstart und Kaltlauf von Dieselmotoren verwendet. Sie dienen dazu, den Brennraum vor dem eigentlichen Motorstart zu er- wärmen und das Laufverhalten des Dieselmotors (Geräusch, Ab- gasemission) positiv zu beeinflussen.

Um auch während eines Spannungseinbruchs des Bordnetzes, der in der Regel während der Betätigung des Anlassens entsteht, eine kur- ze Aufheizzeit der Glühstiftkerze zu gewährleisten, werden diese oftmals als Niedervolt-Glühstiftkerzen ausgeführt. Die Reduzierung der Bordnetzspannung auf die notwendige Betriebsspannung erfolgt durch Takten der Bordnetzspannung mit definiertem Taktverhältnis.

Ein Betrieb mit Überspannung kann zu Temperaturen weit oberhalb der maximalen Einsatztemperatur der verwendeten Materialien der Glühstiftkerze und somit zur Zerstörung der Glühstiftkerze führen.

Aufgabe der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Glühstiftkerzen derart auszulegen, dass eine schnelle Aufheizzeit gewährleistet ist, und dass gleichzeitig niedrige An- fangströme mit einer erhöhten Schutzfunktion gegenüber Spannungen realisiert werden.

Lösung der Aufgabe Kern der Erfindung ist es, eine Schutzfunktion, insbesondere für Niedervoltglühstiftkerzen zu schaffen. Dies wird dadurch reali- siert, das oberhalb der Betriebstemperatur der spezifische Wider- stand des Heizleiters so stark ansteigt, dass die verursachende erhöhte Betriebsspannung nahezu kompensiert wird, und die umge- setzte elektrische Leistung nur geringfügig ansteigt.

Als Lösung wird daher vorgeschlagen, dass der spezifische elektri- sche Widerstand des Heizleiters derart ausgelegt ist, dass ober-

halb der Betriebstemperatur der spezifische elektrische Widerstand des Heizleiters derart ansteigt, dass die verursachende erhöhte Betriebsspannung kompensiert wird.

Vorteile der Erfindung Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Materialauslegung der Glühstiftkerze bzw. des Stiftes ein ge- genüber dem Stand der Technik flachere Temperatur-Spannungskenn- linie bei hohen Betriebstemperaturen erreicht wird. Dies ermög- licht, die Temperaturen gezielt einzustellen, jedoch die Zerstö- rung bei Betrieb mit Überspannung zu vermeiden.

Es ist daher möglich, eine Aufheizgeschwindigkeit der Glühstift- kerze mit einer flachen Regelcharakteristik bei hohen Betriebstem- peraturen zu kombinieren.

Ein weiterer Vorteil ist eine steilere Widerstands-Temperatur- Kennlinie, wodurch die Widerstandsmessung zu genaueren Tempera- turergebnissen führt.

Temperaturen oberhalb der maximalen Betriebstemperatur der verwen- deten Materialien können auf diese Weise vermieden werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den nachstehenden Diagrammen hervor.

Zeichnungen Es zeigen Fig. 1 Eine schematische Darstellung des Verhältnisses vom spezifischen Widerstand zur Temperatur ; Fig. 2 Eine schematische Darstellung des Verhältnisses von Temperatur zur Betriebsspannung.

Beschreibung In den Figuren 1 und 2 sind zum einen die aus dem Stand der Tech- nik bekannten Verhältnisse zwischen spezifischem Widerstand des Heizleiters und der Temperatur bzw. Temperatur und Betriebsspan- nung dargestellt, wobei die aus dem Stand der Technik bekannten Verhältnisse die Bezeichnung"Standardauslegung"erhalten haben.

Die erfindungsgemäßen Auslegungen haben die Bezeichnung"ideali- siert"bzw."real"erhalten. Materialeigenschaften für die Glüh- stiftkerze werden so eingestellt, dass bis zu einer Grenztempera- tur, beispielsweise in den Figuren 1 und 2 1. 200°C, die ungefähr die Betriebstemperatur entspricht, die Temperaturkoeffizient des spezifischen Widerstandes niedrig ist. Dies bringt eine sehr hohe durchschnittliche Leistung bei niedrigen Anfangsströmen mit sich.

Oberhalt an dieser Grenztemperatur ist jedoch der Temperatur- koeffizient wesentlich höher. Dies führt dazu, dass ein starkes Abregeln des Betriebsstromes erfolgt und somit die Zerstörung der Glühstiftkerne auf einfache Art und Weise vermieden wird.

Alternativ lässt sich auch das spezifische Widerstandsverhältnis zur Temperatur über einen spannungsabhängigen Widerstand errei- chen, der derart ausgelegt ist, dass der spezifische Widerstand des Heizleiters bei hohen Betriebsspannungen deutlich zunimmt.

Beispiel Die Betriebstemperatur beträgt 1.200 °C. Um zu erreichen, dass die Temperatur der Glühstiftkerze nur um 25° pro Volt zunimmt (im Ver- gleich zum Stand der Technik) wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Temperaturkoeffizient des Materials oberhalb der Sollbe- triebstemperatur etwa dreimal höher ist als unterhalb der Betrieb- stemperatur. Bei dieser Abschätzung wird nur der Wärmetransport für Wärmestrahlung berücksichtigt, da dieser proportional zur vierten Potenz der Temperatur ist. Unter Berücksichtung von Wärme- leitung und Konvektion ist bei der gleichen Materialwahl das Abre- gelverhalten sogar noch stärker. Um das gleiche Abregelverhalten in der soeben genannten Abschätzung zu erhalten, ist somit eine geringe Differenz der Temperaturkoeffizienten notwendig.