DE2829700A1

DE2829700A1 - Verfahren zum vorwaermen von brennkraftmaschinen der diesel- o.ae. bauart mittels gluehkerzen

Info

Publication number: DE2829700A1
Application number: DE19782829700
Authority: DE
Inventors: Leo Steinke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1980-01-17
Also published as: DE2829700C2; IT1121963B; GB2024951A; SE7905888L; GB2024951B; FR2430523B1; JPS5512292A; FR2430523A1; SE423743B; US4285307A; IT7923899A0

Description

Stand der Technik

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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Vorwärmen von Brennkraftmaschinen der Diesel- oder ähnlicher Bauart mittels Glühkerzen nach der Gattung des Hauptanspruchs; ein solches Verfahren ist schon aus der DE-AS 1 120 8l3 bekanntgeworden, es ist jedoch auf die Erhaltung der Vorglühtemperatur der Glühkerzen anläßlich des Eintretens .von Luft und Kraftstoff in die Brennkraftmaschine gerichtet. Mit der Zunahme von Dieselmotoren für Kraftfahrzeuge ergab sich auch die Forderung nach kürzeren Zeiten für das Bereitmachen zum Starten derartiger Brennkraftmaschinen und damit rücken an sich bekannte Glühkerzen und denen zugeordnete Widerstände mit PCT-Charakteristik in besonderes Interesse (DE-AS 1 526 775> DE-OS 1 426 173, DE-PS 1 I76 929); die Verwendung dieser Bauteile allein in bekannten Einrichtungen dieser Art befriedigt aber nicht in der Praxis, weil nämlich infolge hoher Stromspitzen beim Einschalten derartiger Einrichtungen die Kontakte von Schaltelementen anläßlich der Prellvorgänge durch Verschweißen gefährdet sind und aufgrund dessen die Strombelastbarkeit der Glühkerzen nicht voll ausgenutzt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß trotz hoher Belastung der Glühkerzen mit elektrischem Strom die Schalter-Kontakte des Strompfads nicht mehr durch Verschweißen gefährdet sind und die Vorwärjnzeiten durch Einsatz hoher Ströme sehr verringert werden können; die Unteransprüche enthalten noch bevorzugte Maßnahmen im Rahmen dieses Verfahrens.

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Zeichnung

Ein Prinzipschaltbild der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer für das Verfahren geeigneten Schaltungsanordnung in Verbindung mit vier parallel zueinander geschalteten Glühkerzen; Bauteile und Leitungen, die zur Erklärung des Verfahrens dienlich sind, aber nicht beansprucht werden, sind in der Zeichnung gestrichelt dargestellt. Die Figur 2 zeigt die Reihenschaltung von Glühkerzen, die anstelle der in Figur 1 dargestellten parallel zueinander geschalteten Glühkerzen treten kann.

Beschreibung der Erfindung

In der in Figur 1 dargestellten Schaltanordnung ist eine nicht dargestellte Akkumulatorenbatterie mit der Anschlußklemme 10 verbunden. Diese Anschlußklemme 10 führt über eine Leitung 11 zu einem Knotenpunkt 12, von dem aus eine Leitung 13 und eine Leitung I¹J ausgehen. In der Leitung 13 befindet sich ein Schließerkontakt 15 eines ersten Leistungsrelais 16 und ein Widerstand 17. Der Widerstand 17 ist über eine Leitung 18.und einen Knotenpunkt 19 mit vier parallel zueinander geschalteten Glühkerzen 20 verbunden. Bei den Glühkerzen 20 handelt es sich um sogenannte Glühstiftkerzen, bei denen in bekannter Weise das in einer Keramikpackung und in einer Metallhülse untergebrachte Heizelement aus einem Werkstoff mit PTC-Charakteristik besteht. Die Glühkerzen 20 sind an Masse gelegt.

Die vom Knotenpunkt 12 ausgehende Leitung 14 enthält einen Schließerkontakt 21 eines zweiten Leistungsrelais 22 und führt zu einem Knotenpunkt 23 in der Leitung 18.

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Zur Verfahrensgemäßen Steuerung der vorstehend beschriebenen Anordnung zweigt in einem Knotenpunkt 2*1 in der Leitung 11 eine Steuerleitung 25 ab, die den Schalter 26 für die Vorwärmeinrichtung der Diesel-Brennkraftmaschine enthält, und über einen Knotenpunkt 27 und einen Knotenpunkt 28 zu einem Steuergerät 29 führt; dieses Steuergerät 29, das der zeitlichen Steuerung₍dieses Verfahrens dient, dafür beispielsweise einige RC-Glieder enthält, gehört nicht unmittelbar zum Gegenstand der Erfindung. Dieses Steuergerät 29 kann zweekmäßigerweise über eine Leitung 30 mit einem Temperatur-Meßfühler 31 verbunden sein, der beispielsweise im Kühlwasser der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet ist und über das Steuergerät 29 die Dauer der Vorglühzeit beeinflussen kann. Von dem Knotenpunkt 27 in Steuerleitung 25 führt eine Leitung 32 zur Erregerspule 33 des zweiten Leistungsrelais 22 und dann ins Steuergerät 29· Die vom Knotenpunkt 28 in der Steuerleitung 25 ausgehende Leitung 3^ ist an die Erregerspule 35 des ersten Leistungsrelais 16 angeschlossen und führt dann ebenfalls zum Steuergerät 29> das an Masse gelegt ist.

Beim Schließen des Schalters 26 fließt ein vom nicht dargestellten Akkumulator kommender Strom durch die Leitung 11, den Knotenpunkt 2*t, die Steuer leitung 25, den Knotenpunkt 28, die Leitung 3*t und durch die Erregerspule 35 des ersten Leistungsrelais 16 in das Steuergerät 29; infolge der Erregung der Erregerspule 35 wird der Schließerkontakt 15 des ersten Leistungsrelais 16 geschlossen und demzufolge fließt ein direkt von der Akkumulatorenbatterie kommender Strom durch die Leitungen 11 und 13, den Schließerkontakt 15 des ersten Leistungsrelais 16, den Widerstand 17 und dann über die Leitung 18 und den Knotenpunkt 19 zu den Glühkerzen 20. Der Widerstand 17 ist dabei so abgestimmt, daß er die Einschaltstromspitze dämpft, welche insbesondere aufgrund des anfangs relativ niedrigen Widerstandes der Glühkerzen 20 mit PTC-Charakteristik entsteht.

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Dieser beschriebene Strompfad über den Widerstand 17 zu den Glühkerzen 20 wird mittels des Steuergerätes 29 jedoch schon nach einer Zeitspanne t. von etwa 200 Millisekunden dadurch kurzgeschlossen, daß dann aus der Steuerleitung 25 über den Knotenpunkt 27 und die Leitung 32 in die Erregerspule 33 des zweiten Leistungsrelais 22 ein Strom fließt, infolgedessen der Schließerkontakt 21 des zweiten Leistungsrelais 22 in der Leitung 14 geschlossen wird: Wach diesem Schließen des Schließerkontaktes 21 fließt nun der von der Akkumulatorenbatterie kommende Strom direkt durch Leitung 11, Knotenpunkt 12, Leitung 14, Schließerkontakt 21, Knotenpunkt 23, Leitung 18, Knotenpunkt 19 und dann in die Glühkerzen 20. Die Glühkerzen 20 sind derart bemessen, daß sie infolge des durch sie fließenden elektrischen Stromes schnell aufgeheizt werden; für ein schnelles Aufheizen der Glühkerzen 20 ist es von Vorteil, wenn diese Glühkerzen 20 eine möglichst geringe Wärmekapazität besitzen. Der von den Glühkerzen 20 gezogene hohe elektrische Strom fließt maximal 6 Sekunden, zumeist aber - beeinflußt durch den Temperaturmeßfühler 31 und das Steuergerät 29 nur eine kürzere Zeitspanne tp, da dann mittels des Steuergerätes 29 der Stromfluß in der Erregerspule 33 des zweiten Leistungsrelais 22 unterbrochen und demzufolge der Schließerkontakt 21 in der Leitung 14 wieder geöffnet wird: Der zu den Glühkerzen 20 führende elektrische Strom fließt nunmehr wieder über den Widerstand 17 zu den Glühkerzen 20 und sorgt dafür, daß die Glühkerzen 20 auf einer noch für den Startvorgang ausreichenden Temperatur gehalten werden. Wird auch nun innerhalb einer Zeitspanne von 15 Sekunden der Startvorgang der Brennkraftmaschine nicht eingeleitet, so wird mittels des Steuergerätes 29 auch der Stromfluß in der Erregerspule 35 des ersten Leistungsrelais lf> unterbrochen und damit der Schließerkontakt 15 in der Leitung 13 geöffnet: Die Folge ist das völlige Unterbrechen des Vorwärmens der Glühkerzen 20.

Zur Vereinfachung der vorliegenden Beschreibung wurde auf die

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Darstellung von Kontrollampen für Startbereitschaft und Vorglühen, sowie auch auf die für das Starten erforderlichen Bauteile verzichtet.

Das stufenweise Einschalten des mittels der Leistungsrelais 16 und 22 geschalteten Stromes zu den Glühkerzen 20 sorgt dafür, daß die Schließerkontakte 15 des ersten Leistungsrelais 16 und die Schließerkontakte 21 des zweiten Leistungsrelais 22 während des Schließens nicht durch Verschweißen gefährdet sind, und auch dafür, daß die Glühkerzen 20 beim Einschaltvorgang nicht direkt von der sehr hohen Einschaltstromspitze getroffen werden.

Werden für eine Brennkraftmaschine Glühkerzen 20' mit offenliegendem Glühdraht benötigt, wobei die Glühkerzen in Reihe geschaltet sind - wie in Figur 2 dargestellt -,so kann ebenfalls das vorstehend beschriebene Verfahren verwendet werden: Der Knotenpunkt 19' der in Reihe geschalteten Glühdrahtkerzen 20' tritt dann anstelle des Knotenpunktes 19 in Figur 1. Da' bislang kein Glühdraht für Glühdrahtkerzen 20' bekannt ist, der sowohl den Beanspruchungen in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zu widerstehen vermag und gleichzeitig eine PTC-Charakteristik besitzt, ist zur Erzielung des gleichen Effekts vor die Glühdrahtkerzen 20' ein Widerstand 36 mit PTC-Charakteristik geschaltet. Dieser Widerstand 36 ist außerhalb der Zylinder der Brennkraftmaschine angeordnet und sorgt für die gleiche Wirkung hinsichtlich des Widerstandsverhaltens wie die Heizelemente in den Glühstiftkerzen 20 gemäß der Schaltung nach Figur 1.

Es sei ergänzt, daß die Zeitspanne t. zwischen dem Schließen des Schließerkontaktes 15 in Leitung 13 und dem Schließen des Schließerkontaktes 21 in Leitung 14 zwar weniger als eine Sekunde beträgt, vorzugsweise jedoch zwischen 100 und 3OO Millisekunden liegt. Die Zeitspanne t„, die zwischen dem Schließen und dem Öffnen des Schließerkontaktes 21 in Lei-.

tung I¹! liegt j liegt vorzugsweise zv;ischen 2 und 6 Sekunden. Das gleiche vorstehend beschriebene Verfahren kann auch bei Flammglühkerzen Anwendung finden.

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Claims

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29.6.1978 Zr/Kö

ROBERT BOSQH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

ιl) Verfahren zum Vorwärmen von Brennkraftmaschinen der Dieseloder ähnlicher Bauart mittels Glühkerzen und einem mit den Glühkerzen in Serie geschaltetem, der Strombegrenzung dieser Glühkerzen dienendem Widerstand, welcher anläßlich des Betriebes des Andrehmotors jedoch über ein Relais kurzgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (17) bereits nach einer Zeitspanne (t.) von weniger als einer Sekunde nach dem Einschalten der Glühkerzen (20, 20') kurzgeschlossen wird und dann die eine möglichst geringe Wärmekapazität aufweisenden Glühkerzen (20, 20·) für eine Zeitspanne (t_?) von einigen Sekunden durch den elektrischen Strom schnell aufgeheizt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (t_±) vorzugsweise zwischen 100 und 300 Millisekunden liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne (t2) vorzugsweise zwischen 2 und 6 Sekunden liegt.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente der Glühkerzen (20) bzw. ein mit Glühkerzen (20') in Reihe geschalteter Widerstand (36) PTC-Charakteristik besitzen.

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