CZ2002629A3 - Svíčka se ľhavicím kolíkem - Google Patents
Svíčka se ľhavicím kolíkem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2002629A3 CZ2002629A3 CZ2002629A CZ2002629A CZ2002629A3 CZ 2002629 A3 CZ2002629 A3 CZ 2002629A3 CZ 2002629 A CZ2002629 A CZ 2002629A CZ 2002629 A CZ2002629 A CZ 2002629A CZ 2002629 A3 CZ2002629 A3 CZ 2002629A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- glow plug
- temperature
- ceramic
- layer
- heating layer
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- -1 polysiloxanes Polymers 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 229920000548 poly(silane) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001709 polysilazane Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002849 thermal shift Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Svíčka se žhavicím kolíkem
Oblast techniky
Vynález se týká svíčky se žhavicím kolíkem s keramickým topným zařízením, které má keramickou, elektricky vodivou vodicí vrstvu jakož i keramickou elektricky izolující izolační vrstvu.
Dosavadní stav techniky
Vynález vychází z keramické svíčky se žhavicím kolíkem pro Dieselový motory, podle druhu nezávislých nároků. Jsou již známy, například z patentové přihlášky DE-OS 40 28 859, svíčky se žhavicím kolíkem, které mají keramické topné těleso ležící vně. Dále jsou známy, například z DE-OS 29 37 884 kovové svíčky se žhavicím kolíkem, u nichž je kovová žhavicí spirála přivařena k termočlánku. Zde lze během provozu svíčky se žhavicím kolíkem v příslušném válci měřit teplotu prostřednictvím snímání termického napětí. Ve svíčce se žhavicím kolíkem s keramickým topným elementem však neexistuje kovová žhavicí spirála.
Dále je z DE 198 44 347 známa svíčka se žhavicím kolíkem s připojovacím elementem, který je elektricky spojen se žhavicím kolíkem prostřednictvím kontaktního elementu. Tento kontaktní element je proveden jako pružina, jak lze vidět na obr. 1.
• A
A A • A A ·
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje svíčka se žhavicím kolíkem s keramickým topným zařízením, které má keramickou, elektricky vodivou vodicí vrstvu jakož i keramickou elektricky izolující izolační vrstvu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vodící vrstva sestává z přiváděčích vrstev, které jsou spojeny topnou vrstvou, přičemž specifický elektrický odpor materiálu topné vrstvy v teplotní oblasti provozu svíčky se žhavicím kolíkem je závislý na teplotě a větší než specifický elektrický odpor materiálu přiváděčích vrstev, jakož i menší než specifický elektrický odpor izolační vrstvy.
Keramická svíčka se žhavicím kolikem, podle vynálezu, se znaky prvního nezávislého nároku má tu výhodu, že teplotu žhavicího kolíku lze měřit. U keramické svíčky se žhavicím kolíkem je poprvé možné, bez použití dodatečného přístrojového vybavení, měřit teplotu žhavicího kolíku přímo ve zvolené oblasti na vnější straně žhavicího kolíku. Měření teploty se provádí ve zvolené oblasti, malé v porovnání s objemem celého žhavicího kolíku, takže chybu, která vzniká rozložením teploty po velkém objemu, lze při zjišťování teploty snížit. Dále je výhodné, že ve svíčce se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, lze realizovat koncentraci topného výkonu ve zvolené oblasti žhavicího kolíku, aniž by se změnil průřez vodivé vrstvy, takže povrch v oblasti, ve které se má provést koncentrace topného výkonu, zůstane konstantní a tím se udrží konstantní i činná plocha změny. Další výhodou je, že výrobu takové keramické svíčky se žhavicím kolíkem, která měří teplotu, lze uspořádat levně.
Opatřeními, uvedenými ve vedlejších nárocích, vztahujících se k prvnímu nezávislému nároku, jsou možné výhodné úpravy a vylepšení keramické svíčky se žhavicím kolíkem, uvedené v hlavním ·· ·· · ··· ·· · • · · · · « · ··· ········· • · ···· · · · ···· ···· ·· ·« ·· ·· nároku. Zejména lze vhodnou volbou keramických materiálů, použitých pro různé oblasti keramické svíčky se žhavicím kolíkem, zajistit, aby nebyla narušena mechanická stabilita topného tělesa. Zpracování změřených hodnot teploty prostřednictvím řídicí jednotky umožňuje řízení teploty ve zvolené oblasti žhavicího kolíku. Kromě toho je výhodné, využívat svíčku se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, v pasivním provozu, poté co splnila ohřívací funkci, jako čidlo teploty. Lze tak zjišťovat, zda v příslušném válci probíhá spalování korektním způsobem. Výhodné je, že na základě těchto informací lze provádět ovlivňování parametrů relevantních pro spalování.
Keramická svíčka se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, se znaky nezávislého nároku 14 má oproti stavu techniky tu výhodu, že, na základě většího vodivého průřezu, může přenášet větší proudy bez tepelného porušení materiálu kontaktního elementu. Velký povrch kontaktního materiálu je dále výhodný, poněvadž umožňuje dobrou tepelnou vodivost. Elastický pružinový podíl zajišťuje, že termické přesuny okolních součástí se mohou na základě rozdílných koeficientů tepelné roztažnosti vyrovnat.
Opatřeními, uvedenými v závislých nárocích, vztahujících se k nároku 14, jsou možné výhodné úpravy a vylepšení keramické svíčky se žhavicím kolíkem, uvedené v hlavním nároku. Přitom je výhodné, aby kontaktní element byl vytvořen z grafitu nebo vodivého keramického prášku, poněvadž tyto materiály jsou odolné proti korozi. Dále je výhodné, aby z grafitu nebo vodivé keramiky nebo kovového prášku byl jen převládající díl materiálu, poněvadž jsou možné úspory drahých materiálů při téměř stejných vlastnostech. Dále je výhodné, svíčku se žhavicím kolíkem vyrobit s kontaktním elementem podle vynálezu dále popsaným způsobem, poněvadž ·
• · * · ·· «· ·« ·9·· uspořádání součástí nacházejících se v pouzdru svíčky je takové, že zabraňuje krátkým spojením. Kromě toho je zajištěno, že součásti se slisují tak, že na jedné straně nedochází k uvolňování součástí, a na druhé straně nedochází k prorážení součástí vlivem příliš velké síly proti sobě působících pružících elementů (například kontaktním elementem).
Přehled obrázků na výkresech
Příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na výkresech a blíže objasněny v následujícím popisu, kde znázorňují :
obr. 1 svíčku se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, v podélném řezu, obr. 2 přední úsek vně ležícího keramického topného tělesa, jako pohled ze strany, obr. 3 zapojení svíčky se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, s řídicími jednotkami, obr. 4 odpory nacházející se v keramické svíčce se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, a v přívodech, obr. 5 svíčku se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, v podélném řezu.
99 · • · • · • · «· ·9
9 9 9 ·
Příklady provedení vynálezu
Obr. 1 schematicky znázorňuje podélný řez keramickou svíčkou £ se žhavicím kolíkem, podle vynálezu. Na konci svíčky £ se žhavicím kolíkem, vzdáleném spalovacímu prostoru, je elektrický kontakt proveden okrouhlou zástrčkou 2, která je oddělena od pouzdra 4 svíčky těsněním £ a spojena s válcovým přívodem 5_. Zafixování válcového přívodu £ v pouzdru 4 svíčky je provedeno kovovým kroužkem 7. a elektricky izolujícím keramickým obalem 8.. Válcový přívod £ je spojen s keramickým žhavicím kolíkem £4 prostřednictvím kontaktního čepu £0, přičemž válcový přívod £ lze i s kontaktním čepem 10 sjednotit do jedné součásti, a vhodný kontaktní element 12, který je vytvořen zejména jako kontaktní pružina nebo jako elektricky vodivý prachový zábal nebo jako elektricky vodivá tableta s elastickým pružinovým podílem, zejména z grafitu. Vnitřek žhavicí svíčky se oproti spalovacímu prostoru utěsní prostřednictvím těsnicího zábalu 1 5. Těsnicí zábal 1 5 sestává z elektricky vodivé sloučeniny uhlíku. Těsnicí zábal 15 ale může být tvořen i kovy, směsí uhlíku a kovu nebo směsí keramiky a kovu. Žhavicí kolík £4 sestává z keramické topné vrstvy 18 a z keramických přiváděčích vrstev 20 a 21, přičemž obě přiváděči vrstvy 20, 21 jsou spojeny topnou vrstvou 18 a s topnou vrstvou £8. dohromady tvoří vodicí vrstvu. Přiváděči vrstvy 20, 21 mají libovolný tvar, libovolný tvar může mít i topná vrstva £8. Vodicí vrstva je vytvořena zejména jako U. Přiváděči vrstvy 20 a 21 jsou odděleny izolační vrstvou 22, která je taktéž z keramického materiálu. V příkladu provedení znázorněném na obr. 1 je žhavicí kolík £4 uspořádán tak, že přiváděči vrstvy 20 a 21 jakož i topná vrstva 18 jsou na žhavicím kolíku 14 uspořádány zevně. Je však také možné, uspořádat alespoň přiváděči vrstvy 20 a 21 tak, aby se nacházely uvnitř žhavicího kolíku, a ještě byly pokryty zevně ležící, • 9
9 · 9
keramickou, izolační vrstvou. Uvnitř pouzdra svíčky je keramický žhavicí kolík, izolovaný od ostatních součástí svíčky se žhavicím kolíkem 4, 8_, 12, 15 neznázorněnou skleněnou vrstvou. Aby se vytvořil elektrický kontakt mezi kontaktním elementem 12 a přiváděči vrstvou 20, je skleněná vrstva v místě 24 přerušena. Stejně tak je skleněná vrstva pro elektrický kontakt přerušena mezi přiváděči vrstvou 21 a pouzdrem 4 svíčky přes těsnicí zábal 15 na místě 26. V tomto příkladu provedení byla topná vrstva 18 výhodně umístěna na špici žhavicího kolíku. Je však také myslitelné, tuto topnou vrstvu umístit na jiném místě vodicí vrstvy. Topná vrstva 1 8 by se měla nacházet na místě, ve kterém se má dosáhnout největší topný účinek.
Na obr. 2 je ještě jednou znázorněn keramický topný element v pohledu ze strany. Jako na obr. 1 je i zde znázorněno provedení, u kterého se topná vrstva 18 nachází na špici žhavicího kolíku. Jsou zde vidět přiváděči vrstvy 20, 21 a izolační vrstva 22. V tomto stranovém pohledu je znázorněno provedení, ve kterém vodicí vrstva sestávající z přiváděčích vrstev 20 a 21 a z topné vrstvy 18 má tvar U.
Provozní stav, ve kterém se žhavicí kolík pro podporu spalování ve spalovacím prostoru ohřívá, přičemž tento ohřev probíhá při startu spalovacího motoru, během fáze dopalování, která trvá zejména 3 minuty, jakož i během fáze mezi žhavením, kdy teplota spalovacího prostoru během provozu spalovacího motoru příliš silně poklesne, se nazývá aktivní provoz.
U keramické svíčky se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, se materiál topné vrstvy 18 volí tak, aby absolutní elektrický odpor topné vrstvy 1 8 byl větší, než absolutní elektrický odpor přiváděčích • 9
9···
9· 9»
99·· ·· · 9 9 *
9 · 9 9 9999 9
9 9 9 · 9 999
9999 9999 99 99 ·· 999 vrstev 20, 21. (V následujícím se pod označením odpor bude bez dalšího chápat absolutní elektrický odpor.) Aby se vyloučily příčné proudy mezi vodivou vrstvou, je odpor izolační vrstvy zvolen tak, aby byl významně větší, než odpor topné vrstvy 18 a přiváděčích vrstev 20, 21.
Na obr. 3 je schematicky znázorněno, které přístroje se svíčkou 1 se žhavicím kolíkem komunikují. Nejprve to je řídicí jednotka 30. motoru, která má počítač a paměť. V řídicí jednotce 30 motoru jsou uloženy parametry svíčky se žhavicím kolíkem, závislé na motoru. Těmi mohou například být odporově-teplotní pole v závislosti na zatížení a otáčkách motoru. Paměť řídicí jednotky motoru může řídit parametry, které ovlivňují spalování, například dobu vstřiku, začátek v
a konec vstřiku paliva. Řídicí jednotka 32 řídí napětí, které bylo zadáno řídicí jednotkou motoru. Toto napětí představuje celkové napětí, použité pro svíčku se žhavicím kolíkem. Řídicí jednotka 32. kromě toho obsahuje přístroj pro měření proudu, kterým se měří intenzita proudu, která protéká žhavicím kolíkem. Kromě toho řídicí jednotka 32 obsahuje paměťovou a výpočetní jednotku. Řídicí jednotku 30 motoru a řídicí jednotku 32 lze též sloučit do jednoho přístroje.
Obr. 4 znázorňuje odpory, vyskytující se u svíčky se žhavicím kolíkem. Odpor 41 s hodnotou R20 je odpor keramické přiváděči vrstvy 20. Odpor 43 s hodnotou R1 obsahuje odpor topné vrstvy. Odpor 45 s hodnotou R21 obsahuje odpor keramické přiváděči vrstvy 21. K tomu přistupují ještě odpory ostatních přiváděčích a zpětných vedení, jež však všechny jsou oproti odporům R20 a R21 malé a proto se na ně nebere ohled. Nejsou proto na obr. 4 znázorněny. Odpory 41, 43 a 45 jsou zapojeny v sérii. Pro úvahy prováděné podle obr. 4 jsou eventuální příčné proudy zanedbány. Z toho vyplývá celkový odpor R » « · · * · '· ♦ · jako suma odporů R20, RI a R21. Odpor RI přitom tvoří největší sčítanec.
Řídicí jednotka 30 motoru, na základě v ní uložených charakteristických polí a požadovaných teplot žhavicího kolíku, zadá efektivní napětí, které se reguluje řídicí jednotkou 32. Na základě teplotní závislosti odporů 41, 43 a 45 se nastavuje proud I svíčky se žhavicím kolíkem, tedy odporem R, který se měří v řídicí jednotce 32. Teplotní závislost celkového odporu R = R20 + Rl + R21 vyplývá přitom hlavně z teplotní závislosti odporu Rl, poněvadž tento odpor má největší hodnotu. Teplotní závislost odporů R20, Rl a R21 je po celé provozní oblasti svíčky se žhavicím kolíkem mezi teplotou prostoru a teplotou cca 1400 °C téměř konstantní. Teplota spalovacího prostotu leží v provozní oblastí svíčky se žhavicím kolíkem.
Měřená intenzita I proudu se řídicí jednotkou 32, za pomoci uloženého charakteristického pole, přepočítá na teplotu, která na základě zřetelně vyššího odporu Rl oproti odporům R20 a R21 vyplyne hlavně z teploty topné vrstvy 18. Tato teplota se předá zpět řídicí jednotce 30 motoru, přičemž na základě vyhodnocené teploty se nově zadá efektivní napětí pro svíčku se žhavicím kolíkem.
Stejně tak je možné, teplotu topné vrstvy 1 8 svíčky se žhavicím kolíkem předat jinak, například na displej. Dále je možné pomocí vyhodnocené teploty, například s ohledem na jednu nebo více referenčních teplot uložených v řídicí jednotce 30 motoru, odvodit konečné závěry o kvalitě spalování specificky pro válec. V případě nekorektního spalování může řídicí jednotka uplatnit opatření specifická pro válec, která ovlivní průběh spalování, a tak se postarat
9« 999 9 • 9 ·9 • · · 9 ♦ 9
9 9 9 · 9 · 9 9 9 • 9 9999 999
999 9999 99 99 «9 9999 ο korektní spalování. Tak lze pak měnit například trvání, začátek nebo tlak vstřiku paliva.
V dalším příkladu provedení je možné provádět měření teploty spalovacího prostoru i v pasivním provozu svíčky se žhavicím kolíkem, to znamená po čase dopalování, kdy se svíčka se žhavicím kolíkem už nenachází v aktivním provozu. Zde se zadá příslušně nižší efektivní napětí a - analogicky k aktivnímu provozu - se měří proud I, nastavený odporem R, a tak se odvodí na teplota topné oblasti, která pak odpovídá teplotě spalovacího prostoru. Stejně tak jako v aktivním provozu lze, pro korektní spalování, srovnávat teplotu spalovacího prostoru specificky podle válce s jednou nebo více referenčními hodnotami, uloženými v řídicí jednotce motoru. Neodpovídá-li teplota spalovacího prostoru korektnímu spalování, lze - jak už bylo vysvětleno u aktivního provozu svíčky se žhavicím kolíkem - nastolit opatření, která se opět postarají o korektní spalování, například o změnu trvání, začátku vstřiku a vstřikovacího tlaku paliva.
Hodnota odporů R20, R1 a R21, jakož i jejich závislost na teplotě se nastavuje pro
R = p * 1 / A , kde 1 je délka odporu a A značí plochu průřezu, specifický odpor p teplotní závislostí. Přitom teplotní závislost vyplývá z p(T) =po(To) * (1 + <x(T) * ( T - To)) .
Β Β ·Β
Β Β Β ·
Β Β ·
ΒΒ ····
Β Β Β • Β Β • Β Β • Β Β Β
Β · · Β
Zde ρ(Τ) označuje specifický odpor jako funkci teploty T, po specifický odpor při teplotě prostoru To a a(T) teplotní koeficient, který je závislý na teplotě.
Aby se dosáhlo rozdílné teplotní závislosti odporů přívodů R20 a R21 oproti odporu Rl, lze specifický odpor topné vrstvy 18 zvolit tak, aby po topné vrstvy byl větší, než p0 přiváděčích vrstev. Nebo ale teplotní koeficient α topné vrstvy 18 může být v provozní oblasti svíčky se žhavicím kolíkem větší, než teplotní koeficient α přiváděčích vrstev 20, 21. Je také možné, zvolit jak p0 tak i α pro topnou vrstvu 18 pro provozní oblast svíčky se žhavicím kolíkem větší, než pro přiváděči vrstvy 20, 2 1.
Ve výhodném příkladu provedení se složení topné vrstvy 18 a přiváděčích vrstev 20, 21 zvolí tak, že po přiváděčích vrstev 20, 21 je alespoň lOkrát menší, než po topné vrstvy 1 8. Teplotní koeficient α topné vrstvy £8 a přiváděčích vrstev 20, 21 je přibližně stejný. Tím je měření teploty realizováno s přesností 20 Kelvinů v celé provozní oblasti svíčky se žhavicím kolíkem.
Ve výhodném příkladu provedení je specifický odpor izolační vrstvy 22 v celé provozní oblasti svíčky se žhavicím kolíkem alespoň lOkrát větší než specifický odpor topné vrstvy 1 8.
Ve výhodném příkladu provedení sestávají topná vrstva £8, přiváděči vrstvy 20, 21 a izolační vrstva 22 z keramických sdružených struktur, která obsahuje alespoň dvě ze sloučenin AI2O3, M0S12, S13N4 a Y2O3. Tyto sdružené struktury lze získat je dno stupňovým nebo vícestupňovým slinovacím procesem. Specifický odpor vrstev přitom lze s výhodou stanovit obsahem ·· > 4 4 4 ····
MoSÍ2 a/nebo velikostí zrn M0S12, s výhodou je obsah MoSi2 přiváděčích vrstev 20. 21 vyšší než obsah MoSi2 topné vrstvy 1 8, přičemž topná vrstva 18 má zase vyšší obsah MoSi2 než izolační vrstva 22.
V dalším příkladu provedení sestává topná vrstva 18, přiváděči vrstvy 20. 21, a izolační vrstva 22 z kompozitní precursorové keramiky s rozdílnými obsahy plnidel. Matrice tohoto materiálu přitom sestává z polysiloxanů, polysilsequioxanů, polysilanů nebo polysilazanů, které mohou být dotovány bórem nebo hliníkem a které jsou vyrobeny pyrolýzou. Plnidlo tvoří pro jednotlivé vrstvy alespoň jedna ze sloučenin A12O3, MoSi2 a SiC. Analogicky k výše uvedeným sdruženým strukturám, může obsah MoSi2 a/nebo velikost zrn MoSi2 s výhodou stanovit specifický odpor vrstev. S výhodou se nastavuje obsah MoSi2 přiváděčích vrstev 20, 21 vyšší než obsah MoSi2 topné vrstvy 18, přičemž topná vrstva 18 má zase vyšší obsah MoSi2 než izolační vrstva 22.
Složení izolační vrstvy, přiváděčích vrstev a topné vrstvy se ve výše uvedených příkladech provedení volí tak, že koeficienty tepelné roztažnosti a smršťování, vyskytující se během procesu slinování respektive pyrolýzy, jednotlivých přiváděčích, topných a izolačních vrstev jsou stejné, takže ve žhavicím kolíku nevzniknou žádné trhliny.
Na obr. 5 je pomocí schematického podélného řezu svíčkou 1_ se žhavicím kolíkem, podle vynálezu, znázorněn další výhodný příklad provedení vynálezu. Přitom stejné vztahové značky použité v předchozích obrázcích znamenají stejné součásti, které zde již nebudou vysvětlovány. Analogicky k obr. 1 má svíčka se žhavicím kolíkem, znázorněná na obr. 5, okrouhlou zástrčku 2_, která se nachází ·· «««· ♦ · ·· • 9 9 · v elektrickém kontaktu s válcovým přívodem 5.. Válcový přívod 5. je elektricky spojen s keramickým žhavicím kolíkem 14 prostřednictvím kontaktního čepu 10 a kontaktního elementu 12. Válcový přívod 5, kontaktní čep 10. kontaktní element 12 a keramický žhavicí kolík 14 jsou za sebou uspořádány ve směru spalovacího prostoru v tomto pořadí, jak znázorňuje obr. 5. Keramický žhavicí kolík 14 má, ve výhodném příkladu provedení znázorněném na obr. 5, na konci vzdáleném od spalovacího prostoru čep 11. Čep 11 tvoří prodloužení žhavicího kolíku 14, ve směru ke konci vzdálenému od spalovacího prostoru, válcovým vyvedením keramických vrstev 20, 21 a izolační vrstvy 22, přičemž čep 11 má menší vnější průměr než opásání 13, díl žhavicího kolíku 14, navazující ve směru ke spalovacímu prostoru. Kromě toho není nutné, aby žhavicí kolík 14 měl na konci na straně spalovacího prostoru topnou vrstvu 18. Ve výhodném příkladu provedení mohou být obě přiváděči vrstvy 20 a 21 pouze spojeny na konci žhavicího kolíku na straně u spalovacího prostoru tak, jak se to provádí topným elementem 1 8.
Válcový přívod 5. a kontaktní čep 10 tvoří dohromady připojovací element, který také může být vytvořen z jednoho kusu. Na konci připojovacího elementu, na straně spalovacího prostoru, je příruba, která společně s čepem 11 ohraničuje kontaktní element 12 ve směru osy svíčky se žhavicím kolíkem.
Kontaktní element 12, který sestává z tablety z elektricky vodivého prášku, je s výhodou vytvořen jako grafit nebo kovový prach nebo elektricky vodivý keramický prach. V dalším výhodném příkladu provedení může tableta sestávat z elektricky vodivého prachu, také alespoň z převažujícího podílu z grafitu, nebo z kovového prachu, nebo z elektricky vodivého keramického prachu. Na základě vytvoření kontaktního elementu 12, jako elektricky vodivý • ·
9» 9999 prach, zajišťuje kontaktní element 12 pružinové kontaktování, které je schopné přenášet vysoké proudy bez tepelného porušení. Velký povrch prachu zajišťuje dobrou tepelnou vodivost. Ze stejného důvodu lze realizovat malý kontaktní odpor při dobré vodivosti. Grafit a keramické vodivé materiály jsou kromě toho odolné korozi. Elastický pružinový podíl tablety z elektricky vodivého prachu zajišťuje, že tableta vyrovná tepelné pohyby součástí vlivem rozdílných koeficientů tepelné roztažnosti.
Stranově je tableta z elektricky vodivého prachu omezena válcovým upínacím pouzdrem 9., které je tady namísto keramického obalu 8., znázorněného na obr. 1, samostatnou součástí. Upínací pouzdro £ je, analogicky ke keramickému obalu 8_, izolovanou součástí, ve výhodném příkladu provedení sestává z keramického materiálu. Při výrobě svíčky se žhavicím kolíkem se tableta z elektricky vodivého prachu pevně stlačí mezi přírubou připojovacího elementu, na čelní straně vzdálené od spalovacího prostoru, čepem 11 žhavicího kolíku 14, na čelní straně ke spalovacímu prostoru, a upínacím pouzdrem 9. Upnutí mezi těmito pevnými součástmi, zejména pevný doraz upínacího pouzdra 9 na keramickém obalu 8_, to znamená limitovaná výška stlačení, zabraňuje, aby se obklopující upínací pouzdro 9 roztrhlo příliš velkým vnitřním tlakem, vzniklým na základě stlačení kontaktního elementu 12. Axiální předpětí elastického pružinového podílu, dosažené upnutím tablety z elektricky vodivého prachu, mohou vyrovnat tepelná roztahování, usazovací chování a střídavé zatěžování při otřesech svíčky se žhavicím kolíkem.
Svíčka se žhavicím kolíkem podle obr. vodivého prachu jako kontaktním elementem Nejprve se těsnicí zábal 15 zavede špicí s tabletou z elektricky 12 se vyrobí následovně, keramického žhavicího • ft ···· ·· ·· • ·· · • · · ··· ··· • · · · *« • ·
♦ ♦ · • · · • · · • · · · ·« ·· kolíku 14 na straně spalovacího prostoru přes keramický žhavicí kolík 14 a jako celek se zavede do pouzdra 4 svíčky od konce vzdáleného spalovacímu prostoru. Poté se kontaktní element 12, upínací pouzdro 9., připojovací element 5_, 10, keramický obal 8. a kovový kroužek 7. uspořádají v přídržném elementu a potom se zavedou, taktéž od konce vzdáleného od spalovacího prostoru, do pouzdra 4 svíčky. Pak se prostřednictvím axiální síly, která se vyvine na konec kovového kroužku 7_, vzdálený od spalovacího prostoru, stlačí součásti, nacházející se v pouzdru svíčky, zejména se stlačí kontaktní element 12, který sestává z tablety z elektricky vodivého prachu, a těsnicí zábal 15. Přitom se na kontaktní element 12 vyvíjí síla jen tak dlouho, až se kontaktní čep 10 připojovacího elementu 5., 10 zcela zalisuje do upínacího pouzdra 9. a čelní strana keramického obalu 8. přilehne na Čelní straně upínacího pouzdra 9. Stlačení tablety z elektricky vodivého prachu kromě toho zajistí, aby se elastický pružinový podíl tablety předepnul. Poté se kovový kroužek 7 prostřednictvím radiální síly, působící na pouzdro 4 svíčky zvenku, zatemuje. Potom se namontují těsnění 3_ a okrouhlá zástrčka 2. a taktéž se prostřednictvím radiálně zvenku na pouzdro 4 svíčky působící síly zatemují.
• · • to· ·« •9 ···· ♦ · ♦ • · to to · · • · · · ·· ·· • to ·· • · ♦ · • · · • · · • · · • to · · · ·
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Svíčka se žhavicím kolíkem s keramickým topným zařízením, které má keramickou, elektricky vodivou vodicí vrstvu jakož i keramickou elektricky izolující izolační vrstvu, vyznačující se tím, že vodicí vrstva sestává z přiváděčích vrstev (20, 21), které jsou spojeny topnou vrstvou (18), přičemž specifický elektrický odpor materiálu topné vrstvy (18) v teplotní oblasti provozu svíčky se žhavicím kolíkem je závislý na teplotě a větší než specifický elektrický odpor materiálu přiváděčích vrstev (20, 21), jakož i menší než specifický elektrický odpor izolační vrstvy (22).
- 2. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že specifický elektrický odpor topné vrstvy (18) je při prostorové teplotě větší než specifický elektrický odpor při prostorové teplotě přiváděčích vrstev (20, 21).
- 3. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že po celé provozní oblasti svíčky se žhavicím kolíkem je teplotní koeficient přiváděčích vrstev (20. 21) menší, než teplotní koeficient topné vrstvy (18).
- 4. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že specifický elektrický odpor při prostorové teplotě a teplotní koeficient přiváděčích vrstev (20, 21) je menší, než specifický elektrický odpor při prostorové teplotě a teplotní koeficient topné vrstvy (18).
- 5. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 1, vyznačující se tím, že specifický elektrický odpor materiálu topné vrstvy při prostorové teplotě je alespoň lOkrát větší, než větší ze specifických «· ·· ·* ··*» ·· 99 • · · · 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 fcfc · • 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9 9 9 9 9 99999 9999 99 99 99 9999 elektrických odporů přiváděčích vrstev (20, 21) při prostorové teplotě.
- 6. Svíčka se žhavicím kolíkem podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že topná vrstva se nachází na špici žhavicího kolíku.
- 7. Svíčka se žhavicím kolíkem podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že topná vrstva (18), přiváděči vrstvy (20, 21) a izolační vrstva (22) sestávají z keramických sdružených struktur, které lze získat jednostupňovým nebo vícestupňovým slinovacím procesem z alespoň dvou ze sloučenin AI2O3, M0S12, S13N4 a Y2O3.
- 8. Svíčka se žhavicím kolíkem podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že topná vrstva (18), přiváděči vrstvy (20, 21) a izolační vrstva (22) sestává z kompozitní precursorové keramiky, přičemž materiál matrice obsahuje polysiloxany, polysilsequioxany, polysilany nebo polysilazany, které mohou být dotovány bórem nebo hliníkem a které se vyrobily pyrolýzou, přičemž plnidlo se vytvoří z alespoň jedné ze sloučenin AI2O3, M0S12 a SiC.
- 9. Svíčka se žhavicím kolíkem podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že teplota topné vrstvy (18) se stanoví pomocí jejího odporu R1.
- 10. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 9, vyznačující se tím, že vyhodnocená hodnota teploty se sdělí řídicí jednotce (3 0) motoru, načež řídicí jednotka (30) motoru hodnotu teploty porovná s referenční hodnotou a provede přeregulování napětí, zadaného pro svíčku se žhavicím kolíkem řídicí jednotkou (32).φφ ·· φ φ φ φ φ φ φ φφ· φφφ • φ ·φ·φ φ φ φ φ φ >• φ φ
- 11. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 9, vyznačující se tím, že vyhodnocená hodnota teploty se sdělí řídicí jednotce (30) motoru, načež řídicí jednotka (30) motoru hodnotu teploty porovná s jednou nebo více referenčními hodnotami pro korektní spalování a provede přeregulování veličin relevantních pro spalování
- 12. Svíčka se žhavicím kolíkem podle nároku 9, vyznačující se tím, že měření, porovnání teploty s jednou nebo více referenčními hodnotami pro korektní spalování a přeregulování veličin relevantních pro spalování nastane v pasivním provozu svíčky se žhavicím kolíkem.
- 13. Svíčka se žhavicím kolíkem podle jednoho z nároků 11 nebo 12, vyznačující se tím, že parametry relevantními pro spalování jsou: doba vstřiku, začátek vstřiku a tlak střiku paliva.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19940668 | 1999-08-27 | ||
| DE10020329A DE10020329A1 (de) | 1999-08-27 | 2000-04-26 | Keramische Glühstiftkerze |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2002629A3 true CZ2002629A3 (cs) | 2002-10-16 |
| CZ300980B6 CZ300980B6 (cs) | 2009-09-30 |
Family
ID=26005465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20020629A CZ300980B6 (cs) | 1999-08-27 | 2000-07-25 | Svícka se žhavicím kolíkem |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6660970B1 (cs) |
| EP (1) | EP1214551B2 (cs) |
| JP (1) | JP2003508712A (cs) |
| AT (1) | ATE280928T1 (cs) |
| CZ (1) | CZ300980B6 (cs) |
| ES (1) | ES2231250T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0202789A2 (cs) |
| PL (1) | PL195123B1 (cs) |
| WO (1) | WO2001016528A1 (cs) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10136596B4 (de) * | 2001-07-30 | 2005-09-15 | Beru Ag | Verfahren zur Verbindung eines stabförmigen Heizelements mit einem rohrförmigen Gehäuse einer Glühkerze und durch dieses Verfahren hergestellte Glühkerze |
| DE10339641A1 (de) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze mit besonders eingebettetem Kontaktelement |
| DE102004002485A1 (de) * | 2004-01-17 | 2005-08-11 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze mit integrierter Temperaturerfassung |
| US7115836B2 (en) * | 2004-06-29 | 2006-10-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Glow plug |
| US7607206B2 (en) * | 2005-12-29 | 2009-10-27 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Method for forming layered heating element for glow plug |
| US20090139972A1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-06-04 | Psion Teklogix Inc. | Docking connector |
| DE102008008205A1 (de) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Robert Bosch Gmbh | Metallische Glühstiftkerze mit Temperaturmessung |
| US20100082219A1 (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Engine Using Glow Plug Resistance For Estimating Combustion Temperature |
| DE102009028952A1 (de) * | 2009-08-27 | 2011-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Glühkerze mit integriertem Temperaturfühler |
| DE102009045273A1 (de) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze |
| US8901467B2 (en) * | 2010-12-09 | 2014-12-02 | Surface Igniter Llc | Multi-layer ceramic heater and/or igniter and method for making the same |
| FR3025153B1 (fr) * | 2014-09-01 | 2016-12-09 | Bosch Gmbh Robert | Bougie de prechauffage |
| DE102014220036A1 (de) * | 2014-10-02 | 2016-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1966664A1 (de) * | 1969-12-17 | 1973-09-20 | Adolf Linka | Vorrichtung zur gesteuerten fachbildung bei wellenfachwebmaschinen |
| JPS54159530A (en) * | 1978-06-07 | 1979-12-17 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Temperature controller of glow plug |
| DE2937884A1 (de) | 1979-09-19 | 1981-04-09 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Dieselmotor mit gluehkerze |
| US4449039A (en) * | 1981-09-14 | 1984-05-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Ceramic heater |
| DE3502525C2 (de) * | 1985-01-25 | 1993-11-11 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Glühelement |
| JPS61217623A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Jidosha Kiki Co Ltd | 自己温度制御型グロ−プラグ |
| US4682008A (en) * | 1985-03-22 | 1987-07-21 | Jidosha Kiki Co., Ltd. | Self-temperature control type glow plug |
| JPS63297923A (ja) † | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Hitachi Metals Ltd | ディ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
| JPS63297924A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-05 | Jidosha Kiki Co Ltd | デイ−ゼルエンジン用グロ−プラグ |
| DE3887272D1 (de) * | 1987-11-09 | 1994-03-03 | Siemens Ag | Verfahren zur Temperaturregelung von Glühkerzen bei Dieselmotoren und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. |
| DE3825012A1 (de) * | 1988-07-22 | 1990-01-25 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Werkstoff fuer ein elektrisches widerstandselement mit positivem temperaturkoeffizienten |
| DE3825013A1 (de) * | 1988-07-22 | 1990-01-25 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Gluehkerze |
| DE3914446A1 (de) * | 1989-05-02 | 1990-11-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und vorrichtung zum steuern der temperatur einer gluehkerze |
| JPH03175210A (ja) * | 1989-09-11 | 1991-07-30 | Jidosha Kiki Co Ltd | セラミツクヒータ型グロープラグ |
| DE4014356A1 (de) * | 1990-05-04 | 1991-11-07 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Gluehkerze |
| JP3251937B2 (ja) * | 1990-08-02 | 2002-01-28 | ランクサイド・テクノロジー・カンパニー・エルピー | 焼結セラミック成形体の製造方法 |
| JP3044632B2 (ja) † | 1991-02-20 | 2000-05-22 | ボッシュ ブレーキ システム株式会社 | セラミックヒータ型グロープラグ |
| JPH05256449A (ja) * | 1992-03-16 | 1993-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 点火ヒータ制御装置 |
| US5750958A (en) * | 1993-09-20 | 1998-05-12 | Kyocera Corporation | Ceramic glow plug |
| DE4335292A1 (de) * | 1993-10-15 | 1995-04-20 | Beru Werk Ruprecht Gmbh Co A | Glühkerze |
| AU1669695A (en) * | 1994-02-18 | 1995-09-04 | Morgan Matroc S.A. | Hot surface igniter |
| JPH07293417A (ja) * | 1994-04-22 | 1995-11-07 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | 自己温度制御形グロープラグ |
| JP3411498B2 (ja) * | 1997-04-23 | 2003-06-03 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータ、その製造方法、及びセラミックグロープラグ |
| DE19844347A1 (de) | 1998-09-28 | 2000-03-30 | Bosch Gmbh Robert | Keramische Glühstiftkerze |
| DE19860919C1 (de) * | 1998-12-04 | 2000-02-10 | Bosch Gmbh Robert | Keramisches Heizelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
2000
- 2000-07-25 PL PL00353309A patent/PL195123B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-07-25 JP JP2001520043A patent/JP2003508712A/ja active Pending
- 2000-07-25 US US10/069,898 patent/US6660970B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-25 HU HU0202789A patent/HUP0202789A2/hu unknown
- 2000-07-25 EP EP00960314A patent/EP1214551B2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-25 AT AT00960314T patent/ATE280928T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-07-25 WO PCT/DE2000/002418 patent/WO2001016528A1/de active IP Right Grant
- 2000-07-25 ES ES00960314T patent/ES2231250T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-07-25 CZ CZ20020629A patent/CZ300980B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1214551A1 (de) | 2002-06-19 |
| ATE280928T1 (de) | 2004-11-15 |
| US6660970B1 (en) | 2003-12-09 |
| CZ300980B6 (cs) | 2009-09-30 |
| PL353309A1 (en) | 2003-11-17 |
| ES2231250T3 (es) | 2005-05-16 |
| WO2001016528A1 (de) | 2001-03-08 |
| EP1214551B1 (de) | 2004-10-27 |
| PL195123B1 (pl) | 2007-08-31 |
| EP1214551B2 (de) | 2010-09-08 |
| HUP0202789A2 (en) | 2003-01-28 |
| JP2003508712A (ja) | 2003-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2002629A3 (cs) | Svíčka se ľhavicím kolíkem | |
| US6759631B1 (en) | Ceramic sheathed-element glow plug with electrically conductive powder pellet contacting element and method for making | |
| JP5166451B2 (ja) | セラミックヒータおよびグロープラグ | |
| EP1248045B1 (en) | Ceramic heater and its manufacturing method, glow plug and ion current detecting device | |
| EP2600688B1 (en) | Heater and glow plug provided with same | |
| KR100697543B1 (ko) | 세라믹 글로우 플러그 | |
| JP2005507068A (ja) | 電気的に加熱可能なグロープラグおよび該電気的に加熱可能なグロープラグを製作する方法 | |
| EP2704518B1 (en) | Heater and glow plug provided with same | |
| CZ20021965A3 (cs) | Kolíková žhavicí svíčka | |
| JP3078418B2 (ja) | セラミック発熱体 | |
| JP2008157485A (ja) | グロープラグ | |
| US10480786B2 (en) | Heater and glow plug including the same | |
| US20130256298A1 (en) | Heater and glow plug provided with same | |
| JPH07220859A (ja) | セラミック発熱体 | |
| JPH112406A (ja) | グロープラグ | |
| EP2753144B1 (en) | Heater and glow plug equipped with same | |
| JP2010025617A (ja) | ガスセンサの製造方法 | |
| JP4597352B2 (ja) | セラミックヒータ | |
| CN116075679A (zh) | 牙科炉和操作牙科炉的方法 | |
| JP5829691B2 (ja) | ヒータおよびこれを備えたグロープラグ | |
| JP2018185939A (ja) | ヒータおよびこれを備えたグロープラグ | |
| JP2001153360A (ja) | セラミックヒータ及びそれを備えるグロープラグ | |
| TW200525116A (en) | Sheathed-type glow plug featuring integrated temperature detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20000725 |