HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glühkerze,
die zum Vorwärmen eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einer
Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors, wie beispielsweise
eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeuges verwendet wird.The
The present invention relates to a glow plug,
for preheating an air-fuel mixture in one
Combustion chamber of an internal combustion engine, such as
a diesel engine of a motor vehicle is used.
Beschreibung des zugehörigen
Standes der TechnikDescription of the associated
State of the art
Eine
Glühkerze ist beispielsweise in einem Verbrennungsmotor
wie einem Dieselmotor eines Kraftfahrzeuges angebracht, um ein komprimiertes
Luft-Kraftstoff-Gemisch in einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors
vorzuwärmen. Die veröffentlichte japanische Patenterstveröffentlichung
Nr. H11-281 059 (1999) offenbart eine Glühkerze
der Selbsttemperatursteuerart, die so angeordnet ist, dass sie in
eine Verbrennungskammer eines Dieselmotors vorragt, die vorübergehend
mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch gefüllt wird. Diese Glühkerze
hat sowohl eine Steuerwicklung als auch eine Erwärmungswicklung,
die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind und in Reihe
miteinander verbunden sind. Jede Wicklung hat einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten.
Das heißt, wenn die Temperatur jeder Wicklung erhöht
wird, erhöht sich der Widerstandswert der Wicklung. Der
Koeffizient der Steuerwicklung ist so eingestellt, dass er größer
als derjenige der Erwärmungswicklung ist.For example, a glow plug is mounted in an internal combustion engine, such as a diesel engine of a motor vehicle, to preheat a compressed air-fuel mixture in a combustion chamber of the internal combustion engine. The published Japanese Patent First Publication No. H11-281059 (1999) discloses a self-temperature control type glow plug disposed so as to protrude into a combustion chamber of a diesel engine which is temporarily filled with an air-fuel mixture. This glow plug has both a control coil and a heating coil made of different materials and connected in series. Each winding has a positive temperature coefficient of resistance. That is, as the temperature of each winding is increased, the resistance of the winding increases. The coefficient of the control coil is set to be larger than that of the heating coil.
Wenn
eine elektrische Stromstärke, die bei einer Gleichspannung
eingestellt wird, kontinuierlich von einer Batterie eines Kraftfahrzeuges
zu den Wicklungen geliefert wird, erhöht sich mit dem Ablauf
der Zeit die Temperatur in jeder Wicklung. Im Ansprechen auf diesen
Temperaturanstieg wird der Widerstand der Steuerwicklung, die den
größeren Temperaturwiderstandskoeffizienten hat,
mit dem Ablauf der Zeit hoch. Daher verringert sich die Höhe
der Stromstärke, die durch die Erwärmungswicklung
fließt, mit dem Ablauf der Zeit, und die Temperatur der
Erwärmungswicklung wird bei einem bestimmten Wert gesättigt.
Diese gesättigte Temperatur wird als maximale Temperatur
bezeichnet. Ein in der Verbrennungskammer befindliches Luft-Kraftstoff-Gemisch
wird durch die Erwärmungswicklung vorgewärmt,
die auf die maximale Temperatur erwärmt worden ist.If
an electrical current that is at a DC voltage
is set, continuously from a battery of a motor vehicle
supplied to the windings increases with the process
the time the temperature in each winding. In response to this
Temperature rise is the resistance of the control winding, which is the
has larger temperature resistance coefficients,
with the passage of time high. Therefore, the height decreases
the amperage caused by the heating coil
flows, with the passage of time, and the temperature of the
Heating coil becomes saturated at a certain value.
This saturated temperature is called maximum temperature
designated. An air-fuel mixture in the combustion chamber
is preheated by the heating coil,
which has been heated to the maximum temperature.
Bei
diesem Betrieb der Glühkerze werden die maximale Temperatur,
die bei der Glühkerze erreichbar ist, und ein Temperaturanstieg
der Glühkerze mit der elektrischen Spannung der Batterie
geändert, und die Batteriespannung wird mit Leichtigkeit
geändert. Daher ist es erforderlich, die Temperatur der
Glühkerze gemäß der Batteriespannung
zu steuern. In diesem Fall ist es schwierig, die Glühkerze
in einer hohen Geschwindigkeit zu erwärmen oder die maximale
Temperatur der Glühkerze zu erhöhen. Des Weiteren
wird die Batteriespannung in großen Maße bei Betätigungszuständen
eines Starters oder einer Lichtmaschine oder der Umgebungstemperatur
geändert. Beispielsweise wird bei einem Ankurbelungsvorgang
unter Verwendung des Starters die Batteriespannung in großem
Maße aufgrund des Antreibens eines Elektromotors abfallen,
so dass es schwierig ist, die Temperatur der Glühkerze
zu steuern.at
this operation of the glow plug will be the maximum temperature,
achievable with the glow plug, and a temperature rise
the glow plug with the electrical voltage of the battery
changed, and the battery voltage is with ease
changed. Therefore, it is necessary to change the temperature of the
Glow plug according to the battery voltage
to control. In this case, it is difficult to use the glow plug
to heat at a high speed or the maximum
Increase temperature of the glow plug. Furthermore
the battery voltage becomes largely at operating conditions
a starter or alternator or the ambient temperature
changed. For example, in a cranking process
using the starter the battery voltage in large
Dimensions decrease due to the driving of an electric motor,
so that it is difficult to control the temperature of the glow plug
to control.
Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wird bei der herkömmlichen
Glühkerze der Temperaturanstieg der Glühkerze
bei dem Ankurbeln verzögert. Des Weiteren ist es schwierig,
die maximale Temperatur der Glühkerze auf einen geeigneten
Wert zu steuern oder die Glühkerzeneinstellung bei der
maximalen Temperatur eine geeignete Zeit lang fortzusetzen. Als
ein Ergebnis wird die Startfähigkeit des Verbrennungsmotors
verschlechtert, und es wird schwierig, die Erzeugung von Weißrauch
in einem Zustand eines kalten Verbrennungsmotors zu unterdrücken.
Jedoch ist es erwünscht, das Luft-Kraftstoff-Gemisch bei
einer geringen Kompressionsrate zu komprimieren und zwar zum Zwecke
des Erzielens einer geringen Emission beim Fahrzeugs. Jedoch ist
es schwierig, in ausreichender Weise die Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemischs
durch die Glühkerze zu erhöhen, wobei es eine
hohe Wahrscheinlichkeit dahingehend gibt, dass der Verbrennungsmotor
ein Luft-Kraftstoff-Gemisch erforderlich machen kann, das bei einer
hohen Kompressionsrate komprimiert wird.As
this is described above, in the conventional
Glow plug the temperature rise of the glow plug
delayed in cranking. Furthermore, it is difficult
the maximum temperature of the glow plug to a suitable
Value to control or the glow plug setting in the
maximum temperature for a suitable time to continue. When
a result is the starting ability of the internal combustion engine
worsens, and it becomes difficult to produce white smoke
suppress in a state of a cold engine.
However, it is desirable to include the air-fuel mixture
to compress a low compression rate for the purpose
Achieving a low emission in the vehicle. However, that is
it difficult to sufficiently affect the temperature of the air-fuel mixture
by raising the glow plug, it being a
high probability indicates that the internal combustion engine
an air-fuel mixture may be required at a
high compression rate is compressed.
Als
Lösung dieser Probleme ist ein Verfahren bekannt, bei dem
die Größe einer zu den Wicklungen gelieferten elektrischen
Energie gemäß einer Stromstärkensteuerung
mit Impulsbreitenmodulation (PWM) gesteuert wird. Bei diesem Verfahren
kann die Temperatur der Glühkerze in geeigneter Weise gesteuert
werden, ohne einen nachteilhaften Einfluss einer Änderung
der elektrischen Batteriespannung zu erhalten. Daher kann die Glühkerze
schnell erwärmt werden, und die Glühkerze kann
in zuverlässiger Weise eine maximale Temperatur erreichen,
die zuvor erwartet wird. Das heißt, die maximale Temperatur,
die zuvor festgelegt worden ist, kann in der Glühkerze
wesentlich erhöht werden.As a solution to these problems, a method is known in which the size of an electric power supplied to the windings is controlled according to a pulse width modulation (PWM) current control. In this method, the temperature of the glow plug can be suitably controlled without obtaining a disadvantageous influence of a change in the battery electric voltage. Therefore, the glow plug can be heated quickly, and the glow plug can reliably reach a maximum temperature that is expected previously. That is, the maximum temperature that has been previously set can be significantly increased in the glow plug.
Wenn
die Glühkerze auf eine höhere maximale Temperatur
bei einer hohen Geschwindigkeit unter der PWM-Stromstärkensteuerung
erwärmt wird, ist es für die Steuerwicklung, die
Erwärmungswicklung und ein Heizeinrichtungsgehäuse,
in dem die Wicklungen untergebracht sind, erforderlich, dass sie
eine ausgezeichnete Wärmewiderstandseigenschaft aufweisen.
Jedoch ist in der herkömmlichen Glühkerze die
Erwärmungswicklung aus einer Nickel-Chrom-Legierung (Ni-Cr)
hergestellt, ist die Steuerwicklung aus einer Kobalt-Eisen-Legierung
(Co-Fe) hergestellt und ist das Heizeinrichtungsgehäuse
aus rostfreiem Stahl hergestellt. Daher ist es schwierig, dass die
Erwärmungswicklung oder das Heizeinrichtungsgehäuse
eine ausreichende Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur aufweisen.If
the glow plug to a higher maximum temperature
at a high speed under the PWM amperage control
is heated, it is for the control winding, the
Heating coil and a heater housing,
in which the windings are housed, required that they
have an excellent heat resistance property.
However, in the conventional glow plug, the
Heating coil made of a nickel-chromium alloy (Ni-Cr)
made, the control winding of a cobalt-iron alloy
(Co-Fe) and is the heater housing
made of stainless steel. Therefore, it is difficult that the
Heating coil or the heater housing
have sufficient durability at a high temperature.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Berücksichtigung
der Nachteile der herkömmlichen Glühkerze eine
Glühkerze zu schaffen, bei der die Temperatur mit Leichtigkeit
gesteuert wird und die eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei hoher
Temperatur aufweist.A
Object of the present invention is, taking into account
the disadvantages of the conventional glow plug one
To create a glow plug, which allows the temperature with ease
is controlled and the excellent durability at high
Temperature has.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Aufgabe durch
eine Glühkerze gelöst, die versehen ist mit einer
Erwärmungswicklung, die aus einer Legierung aus Eisen,
Chrom und Aluminium hergestellt ist; einer Steuerwicklung, die aus
Nickel hergestellt ist und mit der Erwärmungswicklung in Reihe
verbunden ist; einer Stromlieferleitung, durch die einen elektrischen
Strom, der gemäß einer Impulsbreitenmodulationssteuerung
eingestellt wird, zu der Steuerwicklung und der Erwärmungswicklung
geliefert wird, um die Erwärmungswicklung auf eine maximale
Temperatur zu erwärmen, während der Widerstand
der Steuerwicklung erhöht wird; und einem Heizeinrichtungsgehäuse,
das aus einem Inconel-Material hergestellt ist und in dem die Erwärmungswicklung
und die Steuerwicklung so untergebracht sind, dass die Steuerwicklung an
einer hinteren Seite der Erwärmungswicklung angeordnet
ist und die Erwärmungswicklung und die Steuerwicklung von
einem Erwärmungsmedium isoliert sind, das außerhalb
des Heizeinrichtungsgehäuses angeordnet ist, wobei das
Erwärmungsmedium durch die Erwärmungswicklung
durch das Heizeinrichtungsgehäuse hindurch erwärmt
wird.According to one
Aspect of the present invention, the present task by
solved a glow plug, which is provided with a
Heating coil made of an alloy of iron,
Chrome and aluminum is made; a control winding that out
Nickel is made and with the heating coil in series
connected is; a power supply line through which an electrical
Current corresponding to a pulse width modulation control
is set to the control winding and the heating coil
is delivered to the heating coil to a maximum
Temperature to heat while the resistance
the tax winding is increased; and a heater housing,
which is made of an Inconel material and in which the heating coil
and the control winding are housed in such a way that the control winding connects to
a rear side of the heating coil arranged
is and the heating winding and the control winding of
a heating medium isolated outside
the heater housing is arranged, wherein the
Heating medium through the heating coil
heated through the heater housing
becomes.
Bei
diesem Aufbau der Glühkerze werden die Temperaturen der
Steuerwicklung und der Erwärmungswicklung, die den elektrischen
Strom durch die Stromlieferleitung erhält, erhöht.
Des Weiteren wird, da die Steuerwicklung aus Nickel hergestellt
ist, das einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten hat,
ein Widerstand der Steuerwicklung erhöht, wenn die Temperatur
der Steuerwicklung erhöht wird. In diesem Fall wird die
zu der Erwärmungswicklung gelieferte elektrische Stromstärke
verringert, wenn die Temperatur der Erwärmungswicklung
erhöht wird, und die Temperatur der Erwärmungswicklung
wird gesättigt. Das heißt, die Erwärmungswicklung
wird bei der maximalen Temperatur gehalten. Eine außerhalb
des Heizeinrichtungsgehäuses angeordnete Heizeinrichtung
wird durch die Erwärmungswicklung durch das Heizeinrichtungsgehäuse
erwärmt.at
This structure of the glow plug, the temperatures of the
Control winding and the heating coil winding the electric
Electricity received by the power supply line increases.
Furthermore, since the control winding is made of nickel
is that has a positive temperature coefficient of resistance,
a resistance of the control winding increases when the temperature
the control winding is increased. In this case, the
electric current supplied to the heating coil
decreases when the temperature of the heating coil
is increased, and the temperature of the heating coil
is saturated. That is, the heating coil
is kept at the maximum temperature. An outside
the heating device housing arranged heating device
is due to the heating coil winding through the heater housing
heated.
Des
Weiteren wird die elektrische Stromstärke bei einem Zyklusverhältnis
eingestellt, das auf der Grundlage einer elektrischen Spannung der
elektrischen Stromstärke gemäß der Impulsbreitenmodulationssteuerung änderbar
ist, so dass die Größe der elektrischen Leistung,
die zu den Wicklungen geliefert wird, so eingestellt wird, dass
sie keinen Einfluss von einer Änderung der elektrischen
Spannung dieses elektrischen Stroms erhält. Daher können
die Temperaturen der Steuerwicklung und der Erwärmungswicklung
mit Leichtigkeit gesteuert werden, ohne einen Einfluss einer Änderung
bei der elektrischen Spannung der elektrischen Stromstärke
zu erhalten, und die Erwärmungswicklung kann in zuverlässiger
Weise auf die maximale Temperatur bei einer hohen Geschwindigkeit
erwärmt werden. Demgemäß kann eine Verzögerung
bei dem Erwärmen des erwärmten Mediums unterdrückt
werden, und die Glühkerze kann in zuverlässiger
Weise das Erwärmen des Erwärmungsmediums bei der
maximalen Temperatur eine vorbestimmte Zeitspanne lang fortsetzen. Wenn
beispielsweise die Glühkerze zum Erwärmen eines
Luft-Kraftstoff-Gemischs einer Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors
verwendet wird, kann das Startvermögen des Verbrennungsmotors
verbessert werden, und bei einem Betrieb eines kalten Verbrennungsmotors
erzeugter weißer Rauch kann vermindert werden.Of
Further, the electric current becomes at a cycle ratio
adjusted based on an electrical voltage of the
electric current according to the pulse width modulation control changeable
is, so the size of the electrical power,
which is delivered to the windings, so that is adjusted
they do not affect a change of electrical
Receives voltage of this electric current. Therefore, you can
the temperatures of the control winding and the heating coil
be controlled with ease, without any influence of a change
at the electrical voltage of the electric current
to get, and the warming winding can be more reliable
Way to the maximum temperature at a high speed
to be heated. Accordingly, there may be a delay
suppressed upon heating of the heated medium
be, and the glow plug can be more reliable
Warming the heating medium at the
maximum temperature for a predetermined period of time. If
For example, the glow plug for heating a
Air-fuel mixture of a combustion chamber of an internal combustion engine
used, the starting power of the internal combustion engine
be improved, and in an operation of a cold engine
generated white smoke can be reduced.
Da
darüber hinaus die Erwärmungswicklung aus einer
Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium hergestellt wird, kann
die Erwärmungswicklung eine ausgezeichnete Haltbarkeit
bei einer hohen Temperatur aufweisen. Demgemäß kann
selbst dann, wenn die Erwärmungswicklung wiederholt auf
die maximale Temperatur wie beispielsweise 1000°C gemäß der
Impulsbreitenmodulationssteuerung für eine lange Anwendung der
Glühkerze erwärmt wird, die Erwärmungswicklung
bei einer hohen Wärmewiderstandseigenschaft eine lange
Zeitspanne gehalten werden.In addition, since the heating coil is made of an alloy of iron, chromium and aluminum, the heating coil can have excellent durability at a high temperature. Accordingly, even if the heating coil is repeatedly heated to the maximum temperature such as 1000 ° C. according to the pulse width modulation control for a long application of the glow plug, the heating coil can have a high heat resistance property long period of time.
Da
darüber hinaus die Erwärmungswicklung aus Nickel
hergestellt ist, kann eine Steuerwicklung mit einer überlegenen
Haltbarkeit unter geringen Kosten im Vergleich zu einer Kobalt-Eisen-Legierung,
die für eine herkömmliche Glühkerze verwendet
wird, hergestellt werden. Nickel hat einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten,
der kleiner als derjenige der Kobalt-Eisen-Legierung ist. Da jedoch
die Temperatur der Steuerwicklung gemäß der Impulsbreitenmodulationssteuerung
eingestellt wird, ist es nicht erforderlich, dass die Steuerwicklung
einen hohen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten hat.There
moreover, the heating coil made of nickel
can be a control winding with a superior
Durability at a low cost compared to a cobalt-iron alloy,
used for a conventional glow plug
will be produced. Nickel has a positive temperature coefficient of resistance,
which is smaller than that of the cobalt-iron alloy. However, since
the temperature of the control winding according to the pulse width modulation control
is set, it is not necessary that the control winding
has a high positive temperature coefficient of resistance.
Da
darüber hinaus das Heizeinrichtungsgehäuse aus
einem Inconel-Material (Markenbezeichnung der Inco Allogs International,
INC.) hergestellt ist, hat das Heizeinrichtungsgehäuse
eine überlegene Haltbarkeit. Insbesondere kann selbst dann,
wenn das Heizeinrichtungsgehäuse in wiederholter Weise
bei einer hohen Temperatur durch die Wicklungen gemäß der
Impulsbreitenmodulationssteuerung für eine lange Verwendung
der Glühkerze erwärmt wird, das Heizeinrichtungsgehäuse
in zuverlässiger Weise die Wicklung unterbringen, ohne
dass sie beschädigt wird oder bricht.There
beyond the heater housing
Inconel material (brand name of Inco Allogs International,
INC.) Has the heater housing
a superior durability. In particular, even then,
if the heater housing in repeated manner
at a high temperature through the windings according to
Pulse Width Modulation Control for Long Use
the glow plug is heated, the heater housing
Reliably accommodate the winding without
that it is damaged or breaks.
Demgemäß kann,
da die Erwärmungswicklung aus einer Legierung aus Eisen,
Chrom und Aluminium hergestellt ist, die Steuerwicklung aus Nickel
hergestellt ist und das Heizeinrichtungsgehäuse aus dem
Inconel-Material hergestellt ist, die Temperatur der Glühkerze
mit Leichtigkeit gesteuert werden, und die Glühkerze kann
eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur aufweisen.Accordingly,
since the heating coil is made of an alloy of iron,
Chrome and aluminum is made, the control winding of nickel
is made and the heater housing from the
Inconel material is manufactured, the temperature of the glow plug
can be controlled with ease, and the glow plug can
have excellent durability at a high temperature.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 zeigt
eine Vorderansicht insbesondere im Querschnitt einer Glühkerze
gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. 1 shows a front view, in particular in cross section of a glow plug according to an embodiment of the present invention.
2 zeigt
eine Vorderansicht mit einem aus Gründen der Deutlichkeit
ausschnittartigen Teil eines vorderen Abschnitts der in 1 gezeigten
Glühkerze. 2 shows a front view with a portion of a front portion of the in 1 shown glow plug.
3 zeigt
eine Vorderansicht des vorderen Abschnittes der in 1 gezeigten
Glühkerze. 3 shows a front view of the front portion of in 1 shown glow plug.
4 zeigt
eine perspektivische Vorderansicht von einem vorderen Abschnitt
einer herkömmlichen Glühkerze in einem Vergleichsbeispiel. 4 shows a front perspective view of a front portion of a conventional glow plug in a comparative example.
5 zeigt
eine Vorderansicht des vorderen Abschnittes der in 4 gezeigten
Glühkerze. 5 shows a front view of the front portion of in 4 shown glow plug.
6 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung für
jedes Material der Erwärmungswicklung. 6 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil for each material of the heating coil.
7 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung für
jedes Material eines Heizeinrichtungsgehäuses. 7 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil for each heater body material.
8 zeigt
die Beziehung zwischen der Länge einer Steuerwicklung und
der maximalen Temperatur einer Erwärmungswicklung für
jeden der drei Werte einer angelegten elektrischen Spannung des
gesteuerten elektrischen Stroms. 8th Fig. 12 shows the relationship between the length of a control coil and the maximum temperature of a heating coil for each of the three values of applied electric voltage of the controlled electric current.
9 zeigt
eine Beziehung zwischen der Länge von eingebrachten Kohlenstoffpartikelmassen
und einer maximalen Temperatur einer Erwärmungswicklung
für jede der Längen in einer Steuerwicklung. 9 Fig. 14 shows a relationship between the length of carbon particulate introduced masses and a maximum temperature of a heating coil for each of the lengths in a control coil.
10 zeigt
eine Schnittansicht eines Glühkerzenlochs, das eine Wand
einer Verbrennungskammer durchdringt. 10 shows a sectional view of a glow plug hole, which penetrates a wall of a combustion chamber.
11A zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
um eine Länge von 10 mm eingebracht ist. 11A FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole is introduced by a length of 10 mm.
11B zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
in einer Länge von 15 mm eingebracht sind. 11B FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole are introduced in a length of 15 mm.
11C zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
in einer Länge von 20 mm eingebracht worden sind. 11C FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole have been introduced in a length of 20 mm.
12A zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
in einer Länge von 25 mm eingebracht worden sind. 12A FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole have been introduced in a length of 25 mm.
12B zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
in einer Länge von 30 mm eingebracht worden sind. 12B FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole have been introduced in a length of 30 mm.
12C zeigt eine erläuternde Ansicht von
Kohlenstoffpartikelmassen, die in das in 10 gezeigte Glühkerzenloch
in einer Länge von 33 mm eingebracht worden sind. 12C FIG. 4 is an explanatory view of carbon particulate masses incorporated into the in 10 shown glow plug hole have been introduced in a length of 33 mm.
13 zeigt
eine Variation von Widerstandswerten der Steuerwicklungen, die durch
ein Stauchen bewirkt werden. 13 shows a variation of resistance values of the control windings caused by upsetting.
14 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung für
jeden Durchmesser eines die Erwärmungswicklung ausbildenden Drahtes. 14 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil for each diameter of a wire forming the heating coil.
15 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung für
jeden Durchmesser eines Drahtes, der eine Steuerwicklung ausbildet. 15 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil for each diameter of a wire forming a control coil.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION
THE PREFERRED EMBODIMENTS
Ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile oder gleiche Elemente
in der gesamten Beschreibung bezeichnen, sofern dies nicht anders
aufgeführt ist.One
Embodiment of the present invention is below
described with reference to the accompanying drawings,
in which like reference numerals refer to like parts or like elements
throughout the description, unless otherwise stated
is listed.
AUSFÜHRUNGSFORMEmbodiment
1 zeigt
eine Vorderansicht insbesondere im Querschnitt einer Glühkerze
gemäß diesem Ausführungsbeispiel, 2 zeigt
eine Vorderansicht, bei der aus Gründen der Deutlichkeit
ein Teil ausschnittartig dargestellt ist, eines vorderen Abschnittes
der in 1 gezeigten Glühkerze, und 3 zeigt
eine Vorderansicht des vorderen Abschnittes der in 1 gezeigten
Glühkerze. Eine in den 1 bis 3 gezeigte
Glühkerze ist in einem Dieselmotor (dieser ist nicht gezeigt),
der einen Verbrennungsmotor repräsentiert, derart angeordnet,
dass ein vorderer Abschnitt der Glühkerze in eine jeweilige
Verbrennungskammer einer Vielzahl an Verbrennungskammern des Verbrennungsmotors
vorragt. Anstelle der Verbrennungskammer kann die Glühkerze in
eine Vorverbrennungskammer, eine Verwirbelungskammer oder dergleichen
vorragen. 1 shows a front view, in particular in cross section of a glow plug according to this embodiment, 2 shows a front view in which, for clarity, a part is shown in section, a front portion of the in 1 shown glow plug, and 3 shows a front view of the front portion of in 1 shown glow plug. One in the 1 to 3 A glow plug shown in a diesel engine (not shown), which represents an internal combustion engine, is arranged such that a front portion of the glow plug protrudes into a respective combustion chamber of a plurality of combustion chambers of the internal combustion engine. Instead of the combustion chamber, the glow plug may protrude into a pre-combustion chamber, a swirling chamber or the like.
Wie
dies in den 1 und 2 dargestellt
ist, hat die Glühkerze 1 ein Heizeinrichtungsgehäuse 4, das
an einer Vorderseite der Glühkerze 1 angeordnet
ist, eine Erwärmungswicklung 2, die in einem Vorderseitenabschnitt
des Gehäuses 4 untergebracht ist, eine Steuerwicklung 3,
die mit einem hinteren Ende der Erwärmungswicklung 2 in
Reihe verbunden ist und in dem Gehäuse 4 untergebracht
ist, und einen zylindrischen Mantel 5, der an einer hinteren
Seite der Glühkerze 1 so angeordnet ist, dass
sie ein hinteres Ende des Gehäuses 4 hält.
Die Erwärmungswicklung 2 ist aus einer Legierung
aus Eisen, Chrom und Aluminium (eine Fe-Cr-Al-Legierung) hergestellt.
Die Steuerwicklung 3 ist aus Nickel (Ni) hergestellt, das
im Wesentlichen bei 100 Gew.-% eingestellt wird. Das Heizeinrichtungsgehäuse 4 ist
aus einem Inconel-Material (Markenzeichen der Inco Allogs International,
INC.) hergestellt, das hauptsächlich Nickel enthält,
in geringfügigem Maße Kohlenstoff, Silizium, Mangan,
Chrom und Eisen enthält und mitunter Niob, Aluminium und
Titan enthält. Jede der Wicklungen 2 und 3 hat
einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten, und der Koeffizient
der Steuerwicklung 3 ist größer als derjenige
der Erwärmungswicklung 2.Like this in the 1 and 2 is shown, has the glow plug 1 a heater housing 4 attached to a front of the glow plug 1 is arranged, a heating coil 2 placed in a front section of the housing 4 is housed, a control winding 3 connected to a rear end of the heating coil 2 connected in series and in the housing 4 is housed, and a cylindrical shell 5 attached to a rear side of the glow plug 1 is arranged so that it is a rear end of the housing 4 holds. The warming winding 2 is made of an alloy of iron, chromium and aluminum (an Fe-Cr-Al alloy). The tax winding 3 is made of nickel (Ni), which is set substantially at 100% by weight. The heater housing 4 is made from Inconel material (trademark of Inco Allogs International, INC.), which contains mainly nickel, contains minor amounts of carbon, silicon, manganese, chromium, and iron, sometimes containing niobium, aluminum, and titanium. Each of the windings 2 and 3 has a positive temperature coefficient of resistance, and the coefficient of the control winding 3 is larger than that of the heating coil 2 ,
Die
Länge L1 der Erwärmungswicklung 2 entlang
der axialen Richtung der Glühkerze 1 ist innerhalb eines
Bereiches von 5 bis 10 mm eingestellt. Die Länge L2 der
Steuerwicklung 3 entlang der axialen Richtung ist vorzugsweise
innerhalb eines Bereiches von 5 mm bis 12 mm eingestellt. Ein Draht,
der jede der Wicklungen 2 und 3 ausbildet, ist
vorzugsweise auf einen Durchmesser eingestellt, der von 0,31 mm
bis 0,35 mm reicht.The length L1 of the heating coil 2 along the axial direction of the glow plug 1 is set within a range of 5 to 10 mm. The length L2 of the control winding 3 along the axial direction is preferably set within a range of 5 mm to 12 mm. A wire, each of the windings 2 and 3 is preferably set to a diameter ranging from 0.31 mm to 0.35 mm.
Wie
dies in 3 dargestellt ist, hat das Heizeinrichtungsgehäuse 4 einen
Abdeckabschnitt 40 an der vorderen Seite, die entgegengesetzt
zu dem Mantel 5 ist, in derartiger Weise, dass die Wicklungen 2 und 3 von
einem in der Verbrennungskammer kombinierten Luft-Kraftstoff-Gemisch
isoliert sind, und zwar so, dass das Gehäuse 4 annähernd
in einer U-Form im Querschnitt ausgebildet ist. Das Gehäuse 4 hat
des Weiteren einen Abschnitt 41 mit einem kleineren Durchmesser,
der an der vorderen Seite des Gehäuses 4 angeordnet ist,
einen Abschnitt 43 mit einem größeren
Durchmesser, der an der hinteren Seite des Gehäuses 4 angeordnet
ist, einen Abschnitt 42 mit einem mittleren Durchmesser,
der zwischen den Abschnitten 41 und 43 angeordnet
ist, einen ersten schräg gestalteten Abschnitt 441,
der die Abschnitte 41 und 42 verbindet, und einen zweiten
schräg gestalteten Abschnitt 442, der die Abschnitte 42 und 43 verbindet.Like this in 3 has the heater housing 4 a cover section 40 on the front side, opposite to the coat 5 is, in such a way that the windings 2 and 3 are isolated from a combined in the combustion chamber air-fuel mixture, in such a way that the housing 4 is formed approximately in a U-shape in cross section. The housing 4 also has a section 41 with a smaller diameter, attached to the front of the case 4 is arranged a section 43 with a larger diameter, attached to the back of the case 4 is arranged a section 42 with a mean diameter between the sections 41 and 43 is arranged, a first inclined portion 441 who has the sections 41 and 42 connects, and a second slanted section 442 who has the sections 42 and 43 combines.
Jeder
der Abschnitte 41, 42 und 43 hat eine
zylindrische Form. Der Abschnitt 41 hat einen Durchmesser
D1 in einer Größe von 3,5 mm. Der Abschnitt 42 hat
einen Durchmesser D1 in einer Größe von 4,0 mm. Der
Abschnitt 43 hat einen Durchmesser D3 in einer Größe
von 5,0 mm. Die Länge A1 eines Abschnittes des Gehäuses 4,
der von dem Mantel 5 vorragt, ist innerhalb eines Bereiches
von 28 bis 36 mm. Die Länge A2 des Abschnittes 41 entlang
der axialen Richtung ist innerhalb eines Bereiches von 16 bis 24
mm.Each of the sections 41 . 42 and 43 has a cylindrical shape. The section 41 has a diameter D1 in a size of 3.5 mm. The section 42 has a diameter D1 in a size of 4.0 mm. The section 43 has a diameter D3 in a size of 5.0 mm. The length A1 of a section of the housing 4 that of the coat 5 protrudes, is within a range of 28 to 36 mm. The length A2 of the section 41 along the axial direction is within a range of 16 to 24 mm.
Wie
dies in 2 dargestellt ist, sind die
beiden Wicklungen 2 und 3 in einer Innenöffnung
des Abschnittes 41 so angeordnet, dass ein hinteres Ende 31 der
Wicklung 3 so angeordnet ist, dass es von dem abgeschrägten
Abschnitt 441 zu der vorderen Seite hin versetzt ist. Ein
vorderes Ende der Wicklung 3 ist mit einem hinteren Ende
der Wicklung 2 verbunden. Ein vorderes Ende 21 der
Wicklung 2 ist mit dem Abdeckabschnitt 40 des
Gehäuses 4 so verbunden, dass die Wicklung 2 geerdet
ist. Des Weiteren ist ein vorderes Ende 51 des Mantels 5 so
angeordnet, dass es sich mit dem zweiten schräg gestalteten
Abschnitt 442 überdeckt, so dass der Abschnitt 43 mit
dem größeren Durchmesser durch den Mantel 5 so
gehalten wird, dass er an einer Innenwand des Mantels 5 befestigt
ist.Like this in 2 is shown, are the two windings 2 and 3 in an inner opening of the section 41 arranged so that a back end 31 the winding 3 is arranged so that it is from the beveled section 441 offset to the front side. A front end of the winding 3 is with a rear end of the winding 2 connected. A front end 21 the winding 2 is with the cover section 40 of the housing 4 so connected, that the winding 2 is grounded. Furthermore, there is a front end 51 of the coat 5 arranged so that it aligns with the second beveled section 442 covered, leaving the section 43 with the larger diameter through the jacket 5 is held so that it is attached to an inner wall of the mantle 5 is attached.
Wie
dies in 1 gezeigt ist, ist eine Pulverlage 12 mit
einer Wärmewiderstandseigenschaft und einer elektrischen
Isoliereigenschaft in das Gehäuse 4 eingebracht
(komprimiert), um die Erwärmungswicklung 2, die
Steuerwicklung 3 und das Gehäuse 4 voneinander
zu isolieren. Aus Magnesiumoxid (MgO) hergestellte Pulverpartikel
bilden die Pulverlage 12. Die Pulverlage 12 ist
so eingebracht, dass sie das hintere Ende des Gehäuses 4 erreicht,
und die Lage 12 ist durch eine Gummidichtung 13 an
dem hinteren Ende des Gehäuses 4 abgedichtet.Like this in 1 is shown is a powder layer 12 having a heat resistance property and an electrical insulating property in the housing 4 introduced (compressed) to the heating coil 2 , the control winding 3 and the case 4 isolate each other. Powder particles made of magnesium oxide (MgO) form the powder layer 12 , The powder layer 12 is inserted so that it is the rear end of the case 4 achieved, and the location 12 is through a rubber seal 13 at the rear end of the housing 4 sealed.
Wie
dies in 1 gezeigt ist, hat die Glühkerze 1 des
Weiteren ein Nadelhalteelement (oder eine Stromlieferleitung) 111,
das mit dem hinteren Ende 31 der Wicklung 3 verbunden
ist und zu der hinteren Seite in einer Innenöffnung des
Mantels 5 sich erstreckt, und eine Gewindenadel (oder Stromleitung) 112,
die mit einem hinteren Ende des Elementes 111 verbunden
ist und sich zu der hinteren Seite in der Innenöffnung
des Mantels 5 erstreckt. Ein hinteres Ende der Gewindenadel 112 ragt
von einem hinteren Ende des Mantels 5 vor. Die Glühkerze 1 hat
des Weiteren einen Ringgummi 141, der an einem hinteren
Ende der Nadel 112 befestigt ist, und eine aus Harz (Kunststoff)
hergestellte Buchse 142, die an dem Ringgummi 141 befestigt
ist. Eine Öffnung zwischen dem Mantel 5 und der
Nadel 112 wird durch den Gummi 141 und die Buchse 142 derart
eingenommen, dass der Gummi 141 und die Buchse 142 den
Mantel 5 und die Nadel 112 voneinander isolieren. Eine
Mutter 143 ist an dem Mantel 5 so befestigt, dass
der Gummi und die Buchse 142 an dem Mantel 5 fixiert sind.
Des Weiteren ist eine Anschlussmutter 144 an das hintere
Ende der Nadel 112 geschraubt, und die Nadel 112 ist
mit einem externen Leitungsdraht 8 über die Mutter 144 elektrisch
verbunden. Dieser Leitungsdraht 8 ist mit einem Impulsbreitenmodulationstreiber
(PWM-Treiber) (oder mit einer Stromlieferschaltung) 9 verbunden,
der außerhalb der Glühkerze 1 angeordnet
ist, und elektrische Energie wird von einer positiven Elektrode einer
Batterie (diese ist nicht dargestellt) zu dem PWM-Treiber 9 geliefert.
Der PWM-Treiber 9 steuert die Größe/Menge
der elektrischen Stromstärke, die zu den Wicklungen 2 und 3 geliefert
wird, gemäß einer Impulsbreitenmodulationsstromstärkensteuerung
(PWM-Stromstärkensteuerung) unter Berücksichtigung
der elektrischen Spannung der Batterie. Der PWM-Treiber 9 liefert
eine gesteuerte elektrische Stromstärke zu der Steuerwicklung 3 und
der Erwärmungswicklung 2 durch die Nadel 112 und
das Element 111.Like this in 1 shown has the glow plug 1 further, a needle holding member (or a power supply line) 111 that with the back end 31 the winding 3 is connected and to the rear side in an inner opening of the jacket 5 extends, and a threaded needle (or power line) 112 with a rear end of the element 111 is connected and to the rear side in the inner opening of the jacket 5 extends. A rear end of the thread needle 112 protrudes from a rear end of the mantle 5 in front. The glow plug 1 also has a ring rubber 141 which is at a rear end of the needle 112 is fixed, and a resin (plastic) made socket 142 attached to the ring gum 141 is attached. An opening between the mantle 5 and the needle 112 gets through the gum 141 and the socket 142 so ingested that the gum 141 and the socket 142 the coat 5 and the needle 112 isolate each other. A mother 143 is on the coat 5 so fastened that the rubber and the bush 142 on the coat 5 are fixed. Furthermore, a connection nut 144 to the back end of the needle 112 screwed, and the needle 112 is with an external lead wire 8th about the mother 144 electrically connected. This wire 8th is with a pulse width modulation driver (PWM driver) (or with a power supply circuit) 9 connected outside the glow plug 1 is arranged, and electrical energy is from a positive electrode of a battery (this is not shown) to the PWM driver 9 delivered. The PWM driver 9 Controls the size / amount of electrical current flowing to the windings 2 and 3 is supplied according to a pulse width modulation current intensity control (PWM current control) taking into account the voltage of the battery. The PWM driver 9 provides a controlled electrical current to the control winding 3 and the heating coil 2 through the needle 112 and the element 111 ,
Nachstehend
ist der Betrieb der Glühkerze 1 beschrieben. Der
PWM-Treiber 9 erzeugt einen elektrischen Strom bei einem
gesteuerten Zyklusverhältnis, das gemäß einer
PWM-Stromstärkensteuerung eingestellt ist, und liefert
diesen elektrischen Strom zu den Wicklungen 2 und 3 als
einen gesteuerten elektrischen Strom. Dieser gesteuerte elektrische
Strom wird bei einer Gleichspannung in Abhängigkeit von
einer Spannung der Batterie eingestellt. Daher ist die elektrische
Spannung dieses gesteuerten elektrischen Stroms änderbar.
Bei der PWM-Stromstärkensteuerung wird ein Transistor wiederholt
in einem sehr kurzen Zyklus ein- und ausgeschaltet, und eine impulsförmige
elektrische Stromstärke wird zu den Wicklungen 2 und 3 durch
den Transistor, der in einem eingeschalteten Zustand eingestellt
ist, übertragen. Das Zyklusverhältnis wird als
ein Verhältnis einer Einschaltperiode zu einer Periode
eines Zyklus definiert. Im Ansprechen auf diese gesteuerte Stromstärke
wird die Temperatur in jeder Wicklung mit der Zeit erhöht.
Im Ansprechen auf diesen Temperaturanstieg wird der Widerstand der
Wicklungen 2 und 3 mit der Zeit hoch, so dass
die durch die Erwärmungswicklung 2 fließende
elektrische Stromstärke mit der Zeit verringert wird. Wenn
die Temperatur der Wicklungen 2 und 3 einen bestimmten
Wert erreicht, ist die Temperatur der Wicklungen 2 und 3 gesättigt.
Diese gesättigte Temperatur wird als maximale Temperatur
bezeichnet.Below is the operation of the glow plug 1 described. The PWM driver 9 generates an electric current at a controlled duty cycle set in accordance with a PWM current control, and supplies this electric power to the windings 2 and 3 as a controlled electric current. This controlled electric current is set at a DC voltage depending on a voltage of the battery. Therefore, the electric voltage of this controlled electric current is changeable. In the PWM current control, a transistor is repeatedly turned on and off in a very short cycle, and a pulse-shaped electric current becomes the windings 2 and 3 through the transistor, which is set in an on state, transmitted. The duty cycle is defined as a ratio of a turn-on period to a cycle's cycle. In response to this controlled current, the temperature in each winding is increased over time. In response to this temperature rise, the resistance of the windings 2 and 3 with the time high, so that by the warming winding 2 flowing electric current is reduced over time. When the temperature of the windings 2 and 3 reaches a certain value, the temperature of the windings 2 and 3 saturated. This saturated temperature is called maximum temperature.
Wenn
beispielsweise die elektrische Batteriespannung niedrig wird, erhöht
der PWM-Treiber 9 das Zyklusverhältnis, um eine
vorbestimmte Änderung mit der Zeit bei den Temperaturen
der Wicklungen 2 und 3 beizubehalten. Wenn im
Gegensatz dazu die elektrische Batteriespannung hoch wird, verringert
der PWM-Treiber das Zyklusverhältnis, um die vorbestimmte Änderung
mit der Zeit beizubehalten. Das heißt, das Zyklusverhältnis
wird derart gesteuert, dass die Temperaturen der Wicklungen 2 und 3 stets
zu der vorbestimmten Temperaturänderung mit der Zeit erhöht
werden und zwar unabhängig von einer Änderung
der Batteriespannung. Daher können, obwohl sich die Batteriespannung
in hohem Maße im Ansprechen auf den Betrieb eines Starters oder
einer Lichtmaschine ändert oder sich mit der Umgebungstemperatur ändert,
die Temperaturen der Wicklungen 2 und 3 zu einer
vorbestimmten Temperaturänderung mit der Zeit erhöht
werden, ohne dass sich ein nachteilhafter Einfluss einer Änderung
der Batteriespannung ergibt. Als ein Ergebnis kann die Glühkerze 1 stabil
und zuverlässig eine maximale Temperatur, die ursprünglich
eingestellt ist, bei einer hohen Geschwindigkeit erreichen. Das
heißt, die maximale Temperatur kann ursprünglich
bei einem höheren Wert als in dem Fall eingestellt werden,
bei dem keine PWM-Stromstärkensteuerung verwendet wird.For example, when the battery electric voltage becomes low, the PWM driver increases 9 the cycle ratio to a predetermined change with time at the temperatures of the windings 2 and 3 maintain. In contrast, when the battery electric voltage becomes high, the PWM driver reduces the duty ratio to maintain the predetermined change with time. That is, the cycle ratio is controlled so that the temperatures of the windings 2 and 3 are always increased to the predetermined temperature change with time, regardless of a change in the battery voltage. Therefore, although the battery voltage changes greatly in response to the operation of a starter or alternator or changes with the ambient temperature, the temperatures of the windings may be 2 and 3 be increased to a predetermined temperature change with time, without resulting in a disadvantageous influence of a change in the battery voltage. As a result, the glow plug 1 stable and reliable to reach a maximum temperature that is originally set at a high speed. That is, the maximum temperature can be originally set at a higher value than in the case where no PWM current control is used.
Demgemäß kann
die Verzögerung bei dem Erwärmen der Glühkerze 1 bei
dem Ankurbeln unterdrückt werden, und die Glühkerze 1 kann
in zuverlässiger Weise das Erwärmen des Luft-Kraftstoff-Gemisches
bei der maximalen Temperatur eine vorbestimmte Zeitspanne lang fortsetzen.
Des Weiteren kann die Startfähigkeit (Startvermögen)
des Verbrennungsmotors verbessert werden, und die Erzeugung von
weißem Rauch in einem Zustand eines kalten Verbrennungsmotors
kann vermindert werden.Accordingly, the delay in the heating of the glow plug 1 be suppressed when cranking, and the glow plug 1 can reliably continue the heating of the air-fuel mixture at the maximum temperature for a predetermined period of time. Further, the starting ability of the internal combustion engine can be improved, and the generation of white smoke in a state of a cold type internal combustion engine can be reduced.
Des
Weiteren ist die Erwärmungswicklung 2 aus der
Fe-Cr-Al-Legierung hergestellt, so dass die Wicklung 2 eine
ausgezeichnete Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur, wie beispielsweise
1000°C, aufweist. Daher kann selbst dann, wenn die Wicklung 2 wiederholt
auf eine hohe Temperatur gemäß der PWM-Stromstärkensteuerung
für eine lange Verwendung der Glühkerze 1 erwärmt
wird, die Erwärmungswicklung 2 eine hohe Wärmewiderstandseigenschaft
eine lange Zeitspanne lang beibehalten.Furthermore, the heating winding 2 made from the Fe-Cr-Al alloy, so that the winding 2 excellent durability at a high temperature, such as 1000 ° C has. Therefore, even if the winding 2 repeatedly to a high temperature according to the PWM current control for a long use of the glow plug 1 is heated, the heating coil 2 maintain a high heat resistance property for a long period of time.
Darüber
hinaus wird, da die Steuerwicklung 3 aus Ni hergestellt
wird, eine Steuerwicklung mit einer überlegenen Haltbarkeit
unter geringen Kosten im Vergleich zu derjenigen aus einer Kobalt-Eisen-Legierung hergestellt,
die für eine herkömmliche Glühkerze verwendet
wird. Nickel hat einen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten,
der geringer als derjenige der Kobalt-Eisen-Legierung ist, so dass
ein Selbsttemperatursteuervermögen, bei dem die Temperatur
der Wicklung 3 selbst gesteuert wird, gering ist. Da jedoch
die Temperatur der Steuerwicklung gemäß der PWM-Stromstärkensteuerung
eingestellt wird, ist es nicht erforderlich, dass die Steuerwicklung 3 einen
großen positiven Temperaturwiderstandskoeffizienten hat.
Demgemäß kann die Wicklung 3, die eine überlegene
Haltbarkeit aufweist, unter geringen Kosten hergestellt werden.In addition, since the tax winding 3 is made of Ni, a control coil having a superior durability at low cost as compared with that made of a cobalt-iron alloy used for a conventional glow plug. Nickel has a positive temperature coefficient of resistance lower than that of the cobalt-iron alloy, so that a self-temperature control capability, in which the temperature of the winding 3 self-controlled is low. However, since the temperature of the control winding is adjusted according to the PWM current control, it is not necessary that the control winding 3 has a large positive temperature coefficient of resistance. Accordingly, the winding 3 which has superior durability, manufactured at low cost.
Darüber
hinaus ist das Heizeinrichtungsgehäuse 4 aus dem
Inconel-Material hergestellt, so dass das Gehäuse 4 eine überlegene
Wärmewiderstandseigenschaft hat. Daher kann selbst dann,
wenn das Gehäuse 4 wiederholt bei einer hohen
Temperatur durch die Wicklungen gemäß der PWM-Stromstärkensteuerung
für eine lange Verwendung der Glühkerze 1 erwärmt
wird, das Gehäuse 4 in zuverlässiger
Weise stabil die Wicklungen 2 und 3 unterbringen
und zwar ohne ein Brechen, Schmelzen oder eine Verformung des Gehäuses 4.In addition, the heater housing is 4 Made from the Inconel material, leaving the case 4 has a superior heat resistance property. Therefore, even if the case 4 Repeats at a high temperature through the windings according to the PWM current control for a long use of the glow plug 1 is heated, the housing 4 Reliably stable windings 2 and 3 accommodate without breaking, melting or deformation of the housing 4 ,
Daher
kann, weil die Glühkerze 1 durch die aus der Fe-Cr-Al-Legierung
hergestellte Erwärmungswicklung 2, die aus Ni
hergestellte Steuerwicklung 3 und das aus dem Inconel-Material
hergestellte Heizeinrichtungsgehäuse 4 aufgebaut
ist, die Glühkerze 1 eine hohe Wärmewiderstandseigenschaft
aufweisen, die für die PWM-Stromstärkensteuerung
geeignet ist. Demgemäß kann die Temperatur der
Glühkerze 1 (d. h. die Temperaturen der Wicklungen 2 und 3)
mit Leichtigkeit gesteuert werden, und die Glühkerze 1 hat
eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei hoher Temperatur.Therefore, because the glow plug 1 by the heating coil made of the Fe-Cr-Al alloy 2 , the control winding made of Ni 3 and the heater housing made from the Inconel material 4 is built, the glow plug 1 have a high heat resistance property suitable for PWM current control. Accordingly, the temperature of the glow plug 1 (ie the temperatures of the windings 2 and 3 ) are controlled with ease, and the glow plug 1 has excellent durability at high temperature.
Als
ein anderes Merkmal der Glühkerze 1 ist die Länge
L2 der Steuerwicklung 3 innerhalb eines Bereiches von 5
bis 12 mm derart verkürzt, dass das hintere Ende der Wicklung 3 weit
weg von einem Befestigungsbereich (d. h. der Bereich des oberen
Endes 51 des Mantels 5) zwischen dem Gehäuse 4 und
dem Mantel 5 angeordnet ist. Anders ausgedrückt
ist die Länge A1 so eingestellt, dass sie kleiner als eine
Summe der Längen L1 und L2 ist. Durch diesen Aufbau kann
selbst dann, wenn Kohlenstoffpartikelmassen (oder Kohlenstoffruß),
der von nicht verbranntem Kraftstoff erhalten wird, in eine um die
Glühkerze 1 herum ausgebildete Öffnung
eingebracht wird, die Temperaturänderung der Wicklung 3 zuverlässig
gemäß der PWM-Stromstärkensteuerung ausgeführt
werden. Der Grund ist der Folgende.As another feature of the glow plug 1 is the length L2 of the control winding 3 shortened within a range of 5 to 12 mm such that the rear end of the winding 3 far away from a mounting area (ie the area of the upper end 51 of the coat 5 ) between the housing 4 and the coat 5 is arranged. In other words, the length A1 is set to be smaller than a sum of the lengths L1 and L2. By this construction, even if carbon particulate matter (or carbon black) obtained from unburned fuel can be put into one around the glow plug 1 is formed around the opening formed, the temperature change of the winding 3 be performed reliably according to the PWM amperage control. The reason is the following.
Ein
Glühkerzenloch ist in einer Wand einer Verbrennungskammer
des Verbrennungsmotor ausgebildet, um die Glühkerze 1 derart
aufzunehmen, dass ein vordere Abschnitt des Gehäuses 4 in
die Kammer hineinragt, und eine Öffnung ist zwangsweise
zwischen dem Gehäuse 4 der Glühkerze 1 und
einer das Glühkerzenloch umgebenden Wand ausgebildet. Wenn
die Glühkerze 1 eine lange Zeitspanne lang verwendet
wird, wird die Öffnung mit Kohlenstoffpartikelmassen verstopft
oder eingebracht. Die Kohlenstoffpartikelmassen werden allmählich
an einer Außenwand des Gehäuses 4 abgelagert,
während ein Anwachsen von dem Befestigungsbereich zu der
Vorderseite hin geschieht.A glow plug hole is formed in a wall of a combustion chamber of the internal combustion engine to the glow plug 1 such that a front portion of the housing 4 protrudes into the chamber, and an opening is forcibly between the housing 4 the glow plug 1 and a wall surrounding the glow plug hole formed. When the glow plug 1 is used for a long period of time, the opening is clogged or introduced with carbon particle masses. The carbon particle masses are gradually applied to an outer wall of the housing 4 deposited while growing from the attachment area to the front side.
Unter
der Annahme, dass das hintere Ende einer Steuerwicklung in der Nähe
des Befestigungsbereiches angeordnet ist, werden die Kohlenstoffpartikelmassen
mit Leichtigkeit an einer Außenwand eines Abschnittes eines
die Steuerwicklung umgebenden Heizeinrichtungsgehäuses
abgelagert. In diesem Fall wird die Wärme der Wicklung
durch die Kohlenstoffpartikelmassen verteilt, so dass eine vorbestimmte
Beziehung zwischen dem Widerstand der Steuerwicklung und der zu
der Wicklung gelieferten elektrischen Energie nicht erfüllt
wird. Das heißt, selbst wenn eine vorbestimmte elektrische
Energie zu der Wicklung geliefert wird, um den Widerstand der Wicklung
bei einem vorbestimmten Wert gemäß der Gestaltung
zu erhöhen, wird der Widerstand der Wicklung tatsächlich
geringer als der vorbestimmte Wert, und elektrische Energie wird
in übermäßiger Weise zu der Erwärmungswicklung
geliefert. Daher kann eine zu der Erwärmungswicklung gelieferte
elektrische Stromstärke nicht in angemessener Weise gesteuert
werden, und die Erwärmungswicklung wird mitunter abgetrennt
oder beschädigt.Under
Assuming that the rear end of a control winding in the vicinity
of the attachment area, the carbon particles become masses
with ease on an outer wall of a section of a
the control winding surrounding heater housing
deposited. In this case, the heat of the winding
distributed through the carbon particle masses so that a predetermined
Relationship between the resistance of the control winding and the too
the winding supplied electrical energy is not met
becomes. That is, even if a predetermined electrical
Energy delivered to the winding is the resistance of the winding
at a predetermined value according to the design
To increase, the resistance of the winding is actually
less than the predetermined value, and electric power becomes
in an excessive way to the heating coil
delivered. Therefore, one supplied to the heating coil
electric current is not adequately controlled
are, and the heating coil is sometimes separated
or damaged.
Im
Gegensatz dazu werden bei diesem Ausführungsbeispiel, da
das hintere Ende der Steuerwicklung 2 weit weg von dem
Befestigungsbereich zwischen dem Gehäuse 4 und
dem Mantel 5 angeordnet ist, die Kohlenstoffpartikelmasse
kaum an einer Außenwand eines Abschnittes des Gehäuses 4 abgelagert,
der die Steuerwicklung 3 umgibt. Daher kann das übermäßige Erwärmen
der Erwärmungswicklung 2 verhindert werden. Demgemäß kann
die PWM-Stromstärkensteuerung zum Liefern einer gesteuerten
Stromstärke zu der Wicklung 3 in angemessener
Weise ausgeführt werden, ohne durch die Kohlenstoffpartikelmassen
beeinträchtigt oder gestört zu werden.In contrast, in this embodiment, since the rear end of the control winding 2 far away from the mounting area between the housing 4 and the coat 5 is arranged, the carbon particle mass hardly on an outer wall of a portion of the housing 4 deposited, the tax winding 3 surrounds. Therefore, excessive heating of the heating coil 2 be prevented. Accordingly, the PWM current control may provide a controlled current to the winding 3 be carried out adequately without being affected or disturbed by the carbon particle masses.
Des
Weiteren wird die Länge L2 der Steuerwicklung 3 so
verkürzt, dass eine Stromstärkenverringerungseigenschaft
vermindert wird, die sich durch die Zunahme des Widerstandes mit
dem Temperaturanstieg ergibt. Beispielsweise ist es unter der Annahme,
dass die Steuerwicklung 3 eine Länge von weniger
als 5 mm aufweist, schwierig, die Temperatur der Erwärmungswicklung 2 zu
steuern. Jedoch hat bei diesem Ausführungsbeispiel die
Steuerwicklung 3 eine Länge L2 von gleich wie
oder mehr als 5 mm, und die Stromstärkenverringerung unter
Verwendung der Steuerwicklung 3 wird gemäß der
PWM-Stromstärkensteuerung gesteuert. Daher kann die Temperatur
der Erwärmungswicklung 2 zuverlässig
eingestellt werden.Furthermore, the length L2 of the control winding 3 shortened so that a current reduction property is reduced, which results from the increase of the resistance with the temperature rise. For example, it is under the assumption that the tax winding 3 has a length of less than 5 mm, difficult, the temperature of the heating coil 2 to control. However, in this embodiment, the control winding has 3 a length L2 equal to or greater than 5 mm, and the current reduction using the control winding 3 is controlled according to the PWM current control. Therefore, the temperature of the heating coil 2 be set reliably.
Als
ein wiederum anderes Merkmal der Glühkerze 1 ist
das Gehäuse 4 so ausgebildet, dass es drei Abschnitte 41, 42 und 43 aufweist,
wobei diese Abschnitte durch ein derartiges Stauchen geformt sind,
dass sie verschiedene Durchmesser haben. Daher wird die Durchmesserdifferenz
zwischen zwei benachbart zueinander befindlichen Abschnitten im
Vergleich zu einem Fall geringfügig gestaltet, bei dem
ein herkömmliches Heizeinrichtungsgehäuse zwei
Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern hat. Genauer gesagt wird
zum Ausbilden des Gehäuses 4 ein Rohr, das im
Querschnitt eine U-Form aufweist und einen Durchmesser von gleich
dem Durchmesser D3 des Abschnittes 43 mit dem größeren
Durchmesser aufweist, vorbereitet, werden die Wicklungen 2 und 3 in
dem Rohr angeordnet, und wird MgO-Pulver in das Rohr hinein eingebracht.
Dann wird ein Abschnitt des Rohres zusammengedrückt, indem
es gestaucht wird, so dass sich ein Durchmesser ergibt, der dem
Durchmesser D2 des Abschnittes 42 mit dem mittleren Durchmesser
gleich ist. Dann wird ein vorderer Bereich des zusammengedrückten
Abschnittes des Rohrs wiederum zusammengedrückt, indem
es gestaucht wird, so dass sich ein Durchmesser ergibt, der dem
Durchmesser D1 des Abschnittes 41 mit dem kleineren Durchmesser
gleich ist.As yet another feature of the glow plug 1 is the case 4 designed so that there are three sections 41 . 42 and 43 which portions are formed by upsetting to have different diameters. Therefore, the diameter difference between two adjacent portions is made small as compared with a case where a conventional heater case has two portions of different diameters. More specifically, to form the housing 4 a tube having a U-shape in cross section and a diameter equal to the diameter D3 of the section 43 Having prepared the larger diameter, be prepared, the windings 2 and 3 placed in the tube, and MgO powder is introduced into the tube. Then, a portion of the tube is compressed by being compressed so as to give a diameter corresponding to the diameter D2 of the portion 42 is equal to the mean diameter. Then, a front portion of the compressed portion of the tube is again compressed by being compressed to give a diameter equal to the diameter D1 of the portion 41 with the smaller diameter is the same.
Unter
der Annahme, dass ein Heizeinrichtungsgehäuse lediglich
einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser und einen Abschnitt
mit einem größeren Durchmesser aufweist und eine
sich in beide Abschnitte hinein erstreckende Steuerwicklung unterbringt,
wird die Durchmesserdifferenz zwischen den Abschnitten hoch. Daher
ist eine starke Kompressionskraft erforderlich, um den Abschnitt
mit dem kleineren Durchmesser durch das Stauchen auszubilden. Während
des Ausbildens des Abschnittes mit dem kleineren Durchmesser nimmt
ein Abschnitt der Steuerwicklung, der in dem Abschnitt mit dem kleineren
Durchmesser angeordnet ist, ebenfalls die starke Kompressionskraft
auf, und somit besteht auch eine hohe Wahrscheinlichkeit dahingehend,
dass ein den Abschnitt der Steuerwicklung ausbildender Draht in
unerwünschter Weise so dünn gestaltet wird, dass
der elektrische Widerstand der Wicklung zunimmt. Daher ist es schwierig,
den Widerstand der Steuerwicklung auf einen Sollwert einzustellen.
Anders ausgedrückt werden, wenn viele Glühkerzen
in einer Massenproduktion hergestellt werden, die Widerstandwerte
der Steuerwicklungen um den Sollwert herum weit verteilt. In diesem
Fall wird die Steuerwicklung übermäßig
oder unzureichend erwärmt, so dass die Temperatur einer
Erwärmungswicklung nicht genau gesteuert werden kann.Assuming that a heater housing has only a smaller diameter portion and a larger diameter portion and accommodates a control coil extending into both portions, the diameter difference between the portions becomes high. Therefore, a strong compression force is required to form the smaller diameter portion by the upsetting. During the formation of the smaller-diameter portion, a portion of the control coil disposed in the smaller-diameter portion also receives the large compression force, and thus there is also a high probability that a wire forming the portion of the control coil will be lost undesirable manner is made so thin that the electrical resistance of the winding increases. Therefore, it is difficult to set the resistance of the control coil to a target value. In other words, if many glow plugs in a Mas produced, the resistance values of the control windings around the setpoint widely distributed around. In this case, the control coil is excessively or insufficiently heated so that the temperature of a heating coil can not be accurately controlled.
Im
Gegensatz dazu ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
das Gehäuse 4 so ausgebildet, dass es den Abschnitt 42 mit
dem mittleren Durchmesser zusätzlich zu dem Abschnitt 41 mit
dem kleineren Durchmesser und dem Abschnitt 43 mit dem
größeren Durchmesser aufweist, so dass die Durchmesserdifferenz
zwischen den Abschnitten 41 und 42 gering wird.
In diesem Fall ergibt sich selbst dann, wenn die Steuerwicklung 3 in
sowohl dem Abschnitt 41 als auch dem Abschnitt 42 (A2 < L1 + L2) angeordnet
wird, eine geringfügige Kompressionskraft, die auf einen
Abschnitt der Steuerwicklung 3 während des Ausbildens
des Abschnittes 41 mit dem kleineren Durchmesser aufgebracht
wird. Daher wird ein Draht, der den Abschnitt der Steuerwicklung 3 ausbildet,
kaum dünn gestaltet, so dass der Widerstand der Steuerwicklung 3 in
zuverlässiger Weise einen Wert aufweisen kann, der ursprünglich
eingestellt worden ist. Demgemäß kann die Steuerwicklung 3 gestaltungsgemäß erwärmt
werden, so dass die Temperatur der Erwärmungswicklung 2 korrekt
gesteuert werden kann.In contrast, in the present embodiment, the housing 4 designed so that it is the section 42 with the mean diameter in addition to the section 41 with the smaller diameter and the section 43 having the larger diameter, so that the diameter difference between the sections 41 and 42 becomes low. In this case results even if the control winding 3 in both the section 41 as well as the section 42 (A2 <L1 + L2), a slight compression force applied to a portion of the control winding 3 during the formation of the section 41 is applied with the smaller diameter. Therefore, a wire that is the section of the control winding 3 trains, barely designed thin, so that the resistance of the control winding 3 can reliably have a value that has been originally set. Accordingly, the control winding 3 are heated according to design, so that the temperature of the heating coil 2 can be controlled correctly.
Darüber
hinaus ist die gesamte Steuerwicklung 3 in dem Abschnitt 41 mit
dem kleineren Durchmesser angeordnet. Anders ausgedrückt
ist die Summe der Längen L1 und L2 der Wicklungen 2 und 3 so
eingestellt, dass sie gleich wie oder geringer als die Länge
A2 des Abschnittes 41 ist. Daher nimmt die gesamte Steuerwicklung 3 eine
kleine Kompressionskraft während des Ausbildens des Abschnittes 41 durch
das Stauchen auf, so dass die Steuerwicklung 3 in zuverlässiger
Weise einen Widerstand aufweist, der ursprünglich gestaltet worden
ist. Demgemäß kann die Temperatur der Erwärmungswicklung 2 noch
korrekter gesteuert werden.In addition, the entire control winding 3 in the section 41 arranged with the smaller diameter. In other words, the sum of the lengths L1 and L2 of the windings 2 and 3 set to be equal to or less than the length A2 of the section 41 is. Therefore, the entire control winding takes 3 a small compressive force during the formation of the section 41 by upsetting, leaving the control winding 3 reliably has a resistance that has been originally designed. Accordingly, the temperature of the heating coil 2 be controlled even more correctly.
Als
ein wiederum anderes Merkmal der Glühkerze 1 wird
der Draht von jeder Wicklung 2 und 3 so eingestellt,
dass er einen großen Durchmesser, der von 0,31 bis 0,35
reicht, im Vergleich zu einem Durchmesser eines Drahtes in einer
herkömmlichen Glühkerze aufweist. Daher kann die
Stromstärkendichte (oder die Dichte der elektrischen Energie)
in jeder Wicklung 2 und 3 verringert werden. Demgemäß kann
die Haltbarkeit der Wicklungen 2 und 3 weiter
verbessert werden.As yet another feature of the glow plug 1 becomes the wire of each winding 2 and 3 is set to have a large diameter ranging from 0.31 to 0.35 as compared with a diameter of a wire in a conventional glow plug. Therefore, the current density (or the density of electrical energy) in each winding 2 and 3 be reduced. Accordingly, the durability of the windings 2 and 3 be further improved.
Demgemäß kann
die Temperatur der Glühkerze 1 noch leichter gesteuert
werden, und die Glühkerze 1 kann des Weiteren
eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur aufweisen.Accordingly, the temperature of the glow plug 1 even easier to control, and the glow plug 1 Further, it can have excellent durability at a high temperature.
Bei
diesem Ausführungsbeispiel hat das Heizeinrichtungsgehäuse 4 der
Glühkerze 1 die drei Abschnitte 41, 42 und 43 mit
verschiedenen Durchmessern. Jedoch kann das Gehäuse 4 vier
oder mehr Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern in derartiger
Weise aufweisen, dass der Durchmesser des Gehäuses 4 zu
der vorderen Seite hin abnimmt.In this embodiment, the heater housing has 4 the glow plug 1 the three sections 41 . 42 and 43 with different diameters. However, the housing can 4 four or more sections of different diameters in such a way that the diameter of the housing 4 decreases to the front side.
Des
Weiteren erwärmt bei diesem Ausführungsbeispiel
die Glühkerze 1 ein in eine Verbrennungskammer
des Verbrennungsmotors eingefülltes Luft-Kraftstoff-Gemisch.
Jedoch kann die Glühkerze 1 ein beliebiges Erwärmungsmedium
erwärmen, das in einer beliebigen Kammer angeordnet wird.Furthermore, in this embodiment, the glow plug heats up 1 an air-fuel mixture filled in a combustion chamber of the internal combustion engine. However, the glow plug can 1 Heat any heating medium that is placed in any chamber.
VERGLEICHSBEISPIELCOMPARATIVE EXAMPLE
Eine
herkömmliche Glühkerze ist in den 4 und 5 als
ein Vergleichsbeispiel gezeigt. 4 zeigt
eine perspektivische Vorderansicht von einem vorderen Abschnitt
einer herkömmlichen Glühkerze, während 5 eine Vorderansicht
des vorderen Abschnittes der in 4 gezeigten
Glühkerze zeigt. Wie dies in 4 dargestellt
ist, hat eine herkömmliche Glühkerze 9 eine
aus einer Ni-Cr-Legierung hergestellte Erwärmungswicklung 92,
eine aus einer Co-Fe-Legierung hergestellte Steuerwicklung 93,
ein aus einem rostfreien Stahl hergestelltes Heizeinrichtungsgehäuse 94 und
einen Mantel 95. Die Länge L11 der Wicklung 92 entlang der
axialen Richtung der Glühkerze 9 ist gleich einem
Wert von 10 mm. Die Länge L12 der Wicklung 93 entlang der
axialen Richtung ist gleich 24 mm, und somit länger als
die Länge der Wicklung 3. Ein Draht, der jede
Wicklung 92 und 93 ausbildet, hat einen Durchmesser
von 0,26 mm.A conventional glow plug is in the 4 and 5 shown as a comparative example. 4 shows a front perspective view of a front portion of a conventional glow plug, while 5 a front view of the front section of in 4 shown glow plug shows. Like this in 4 is shown, has a conventional glow plug 9 a heating coil made of a Ni-Cr alloy 92 , a control coil made of a Co-Fe alloy 93 , a heater housing made of stainless steel 94 and a coat 95 , The length L11 of the winding 92 along the axial direction of the glow plug 9 is equal to a value of 10 mm. The length L12 of the winding 93 along the axial direction is equal to 24 mm, and thus longer than the length of the winding 3 , A wire, every winding 92 and 93 has a diameter of 0.26 mm.
Wie
dies in 5 gezeigt ist, hat das Gehäuse 94 einen
Abschnitt 941 mit einem kleineren Durchmesser an seiner
vorderen Seite, einen Abschnitt 943 mit einem größeren
Durchmesser an seiner hinteren Seite und einen schräg gestalteten
Abschnitt 944 zwischen den Abschnitten 941 und 943.
Jeder Abschnitt 941 und 943 ist in einer zylindrischen
Form ausgebildet. Der Durchmesser D11 des Abschnittes 941 ist
gleich 3,5 mm. Der Durchmesser D13 des Abschnittes 943 ist
gleich 5,0 mm. Die Länge A11 des Gehäuses 94 entlang
der axialen Richtung reicht von 30 bis 36 mm. Die Länge
A12 des Abschnittes 941 entlang der axialen Richtung ist
gleich 26 mm. Daher ist die Summe der Längen L11 und L12
größer als die Länge A12. In diesem Fall
ist, wie dies in 4 dargestellt ist, die Steuerwicklung 93 in
den Abschnitten 941, 944 und 943 angeordnet.
Das heißt, ein Abschnitt der Steuerwicklung 93 ist
in dem schräg gestalteten Abschnitt 944 angeordnet,
und ein hinterer Endabschnitt 931 der Steuerwicklung 93 ist
in dem Abschnitt 943 mit dem größeren
Durchmesser angeordnet.Like this in 5 shown has the housing 94 a section 941 with a smaller diameter on its front side, a section 943 with a larger diameter at its rear and a sloping section 944 between the sections 941 and 943 , Every section 941 and 943 is formed in a cylindrical shape. The diameter D11 of the section 941 is equal to 3.5 mm. The diameter D13 of the section 943 is equal to 5.0 mm. The length A11 of the housing 94 along the axial direction ranges from 30 to 36 mm. The length A12 of the section 941 along the axial direction is equal to 26 mm. Therefore, the sum of the lengths L11 and L12 is greater than the length A12. In this case, like this in 4 is shown, the control winding 93 in the sections 941 . 944 and 943 arranged. That is, a section of the control winding 93 is in the sloping section 944 arranged, and a rear end portion 931 the tax winding 93 is in the section 943 arranged with the larger diameter.
Der
restliche Aufbau der Glühkerze 9 ist der gleiche
wie bei der Glühkerze 1.The remaining structure of the glow plug 9 is the same as the glow plug 1 ,
Da
bei diesem Vergleichsbeispiel die Erwärmungswicklung 92 aus
der Ni-Cr-Legierung hergestellt ist und das Heizeinrichtungsgehäuse 94 aus
dem rostfreien Stahl hergestellt ist, ist es schwierig, dass die
Glühkerze 9 eine ausreichende Haltbarkeit in einer
Umgebung mit einer hohen Temperatur erzielt, die gemäß der PWM-Stromstärkensteuerung
erreichbar ist. Es ist schwierig, die aus der Co-Fe-Legierung hergestellte
Steuerwicklung 93 unter geringen Kosten herzustellen.Since in this comparative example, the heating coil 92 made of the Ni-Cr alloy and the heater housing 94 Made from stainless steel, it is difficult to use the glow plug 9 achieves sufficient durability in a high temperature environment achievable according to PWM current control. It is difficult to control winding made of the Co-Fe alloy 93 produce at low cost.
Des
Weiteren hat die Steuerwicklung 93 die lange Länge
L12, um so einen Befestigungsbereich zwischen dem Gehäuse 94 und
dem Mantel 95 zu erreichen. Wenn Kohlenstoffpartikelmassen
an einer Außenwand des Gehäuses 94 abgelagert
werden, kann die elektrische Stromstärke der Wicklung 93 nicht
genau gesteuert werden. Genauer gesagt wird eine Öffnung
des Glühkerzenlochs, die nicht von der Glühkerze 9 eingenommen
wird, durch die Kohlenstoffpartikelmassen verstopft oder eingebracht,
und die Kohlenstoffpartikelmassen werden ohne weiteres an der Außenwand
des Gehäuses 94 abgelagert. In diesem Fall wird
die Wärme der Wicklung 93 mit Leichtigkeit durch
die Kohlenstoffpartikelmassen abgegeben, so dass eine vorbestimmte
Beziehung zwischen dem Widerstand der Wicklung 93 und der
zu der Wicklung 93 gelieferten elektrischen Energie nicht
erfüllt wird. Daher kann die zu der Erwärmungswicklung 92 gelieferte
elektrische Stromstärke nicht in angemessener Weise gesteuert
werden, und die Erwärmungswicklung 92 wird mitunter
abgetrennt oder beschädigt oder bricht.Furthermore, the tax winding has 93 the long length L12, so a mounting area between the housing 94 and the coat 95 to reach. When carbon particle masses on an outer wall of the housing 94 can be deposited, the electrical current of the winding 93 can not be controlled precisely. More specifically, an opening of the glow plug hole that is not from the glow plug 9 is clogged or introduced by the carbon particle masses and the carbon particle masses readily adhere to the outer wall of the housing 94 deposited. In this case, the heat of the winding 93 emitted with ease through the carbon particle masses, so that a predetermined relationship between the resistance of the winding 93 and to the winding 93 supplied electrical energy is not met. Therefore, that can lead to the heating coil 92 supplied electric current can not be controlled properly, and the heating coil 92 is sometimes severed or damaged or breaks.
Darüber
hinaus hat das Gehäuse 4 lediglich zwei Abschnitte 941 und 943 mit
verschiedenen Durchmessern in zwei Stufen, so dass sich ein großer
Unterschied im Durchmesser zwischen den Abschnitten 941 und 943 ergibt,
und die Steuerwicklung 94 ist in sowohl dem Abschnitt 941 als
auch dem Abschnitt 943 angeordnet. Daher wird der Widerstand
der Steuerwicklung 93 mit Leichtigkeit von einem ursprünglichen
Gestaltungswert durch das Stauchen in einer hohen Wahrscheinlichkeit
verschoben, so dass die Temperatur der Erwärmungswicklung 94 nicht
angemessen gesteuert werden kann.In addition, the case has 4 only two sections 941 and 943 with different diameters in two stages, giving a big difference in diameter between the sections 941 and 943 results, and the control winding 94 is in both the section 941 as well as the section 943 arranged. Therefore, the resistance of the control winding 93 with ease shifted from an original design value by upsetting in a high probability, so that the temperature of the heating coil 94 can not be adequately controlled.
Darüber
hinaus hat jede der Wicklungen 92 und 93 einen
kleinen Durchmesser von 0,26 mm. Daher wird die Stromstärkendichte
oder Energiedichte in jeder der Wicklungen 93 und 94 groß.
Wenn in diesem Fall eine große Menge an elektrischem Strom
durch die Wicklungen 92 und 93 fließt,
besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dahingehend, dass die Haltbarkeit
der Wicklungen 92 und 93 sich verringern kann.In addition, each of the windings has 92 and 93 a small diameter of 0.26 mm. Therefore, the current density or energy density in each of the windings becomes 93 and 94 large. If in this case a large amount of electrical current through the windings 92 and 93 flows, there is a high probability that the durability of the windings 92 and 93 can decrease.
EXPERIMENT 1EXPERIMENT 1
Die
Erfinder der Erfindung der vorliegenden Patentanmeldung unternahmen
einen ersten Haltbarkeitsversuch für Proben einer Glühkerze,
und sie fanden heraus, dass eine aus einer Fe-Cr-Al-Legierung hergestellte
Erwärmungswicklung im Hinblick auf die Haltbarkeit bei
einer hohen Temperatur im Vergleich zu der Haltbarkeit einer aus
einer Ni-Cr-Legierung hergestellten Erwärmungswicklung überlegen
ist.The
Inventors of the invention of the present patent application undertook
a first durability test for samples of a glow plug,
and they found that one made of an Fe-Cr-Al alloy
Heating winding in terms of durability at
a high temperature compared to the durability of a
superior to a heating coil made of Ni-Cr alloy
is.
Erste
Proben der Glühkerze 1 wurden als Versuchsbeispiele
gemäß dem in den 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel vorbereitet. Jede erste Probe hatte
eine aus einer Fe-Cr-Al-Legierung hergestellte Erwärmungswicklung 2.
Zweite Proben einer Glühkerze wurden als Vergleichsbeispiele
vorbereitet. Jede zweite Probe hatte eine aus einer Ni-Cr- Legierung
hergestellte Erwärmungswicklung. Jede Erwärmungswicklung
der ersten und der zweiten Probe war aus einem Draht hergestellt
worden, dessen Durchmesser gemäß diesem Ausführungsbeispiel
0,31 mm betrug. Ein Heizeinrichtungsgehäuse war bei sowohl
der ersten als auch der zweiten Probe aus SUS310 hergestellt, das
einen rostfreien Stahl repräsentiert und durch den japanischen Industriestandard
spezifiziert ist. SUS310 enthält 20 Gew.-% Nickel und 25
Gew.-% Chrom und enthält in geringfügigem Maße
Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor und Silizium. Der restliche
Aufbau von jeder der ersten und zweiten Probe ist gleich wie bei
der Glühkerze 1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel.First samples of the glow plug 1 were used as experimental examples according to the 1 to 3 prepared embodiment prepared. Each first sample had a heating coil made of an Fe-Cr-Al alloy 2 , Second samples of a glow plug were prepared as comparative examples. Every other sample had a heating coil made of Ni-Cr alloy. Each heating coil of the first and second samples was made of a wire whose diameter was 0.31 mm in this embodiment. A heater housing was made of both the first and second samples of SUS310, which is a stainless steel and specified by the Japanese Industrial Standard. SUS310 contains 20% by weight of nickel and 25% by weight of chromium and contains slightly carbon, silicon, manganese, phosphorus and silicon. The remaining structure of each of the first and second samples is the same as that of the glow plug 1 according to this embodiment.
Bei
diesem Haltbarkeitsversuch wird ein gesteuerter elektrischer Strom
zu jeder Probe in einem Einschalt-Ausschalt-Zyklus geliefert, der
bei einer Minute eingestellt worden ist, bis eine Erwärmungswicklung
der Probe bricht. Die Anzahl an zum Brechen der Erwärmungswicklung
erforderlichen Zyklen wird als Haltbarkeitszykluszahl in dieser
Anmeldung bezeichnet. Als eine elektrische Spannung dieses elektrischen
Stroms werden drei Werte aufgegriffen zum Sättigen der
Erwärmungswicklungen der drei Proben bei der ersten maximalen Temperatur
von 950°C, einer zweiten maximalen Temperatur von 1000°C
und einer dritten maximalen Temperatur von 1050°C. Ein
Haltbarkeitsversuch wurde für jede der maximalen Temperaturen
ausgeführt.In this durability test, a controlled electric current is supplied to each sample in a turn-on-off cycle set at one minute until a heating winding of the sample breaks. The number of cycles required to break the heating coil is referred to as the durability cycle number in this application. As an electric voltage of this electric current, three values are taken up to saturate the heating windings of the three samples at the first maximum Temperature of 950 ° C, a second maximum temperature of 1000 ° C and a third maximum temperature of 1050 ° C. A durability test was carried out for each of the maximum temperatures.
Die
Versuchsergebnisse für die Proben sind in 6 dargestellt. 6 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung. In 6 ist
ein Versuchsergebnis von jeder ersten Probe, die eine aus Fe-Cr-Al-Legierung
hergestellte Erwärmungswicklung 2 aufweist, durch
das Zeichen Δ dargestellt, und das Versuchsergebnis von
jeder zweiten Probe, die eine aus einer Ni-Cr-Legierung hergestellte
Erwärmungswicklung aufweist, ist durch das Zeichen O dargestellt.
Zwei erste Proben und zwei zweite Proben wurden auf die zweite maximale
Temperatur von 1000°C erwärmt.The test results for the samples are in 6 shown. 6 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil. In 6 is an experimental result of each first sample which is a heating coil made of Fe-Cr-Al alloy 2 , represented by the symbol Δ, and the test result of every other sample having a heating coil made of a Ni-Cr alloy is represented by the letter O. Two first samples and two second samples were heated to the second maximum temperature of 1000 ° C.
Wie
dies in 6 gezeigt ist, ist erkennbar,
dass bei zunehmender maximaler Temperatur die Haltbarkeitszykluszahl
abnimmt. Beispielsweise bricht bei einer maximalen Temperatur von
1000°C die aus einer Ni-Cr-Legierung hergestellte Erwärmungswicklung,
bevor die Haltbarkeitszykluszahl 10 000 Zyklen erreicht. Im Gegensatz
dazu bricht die aus einer Fe-Cr-Al-Legierung hergestellte Erwärmungswicklung
nicht, bevor die Haltbarkeitszykluszahl den Wert von 10 000 Zyklen
in großem Maße überschreitet.Like this in 6 As can be seen, as the maximum temperature increases, the shelf life cycle number decreases. For example, at a maximum temperature of 1000 ° C, the heating coil made of Ni-Cr alloy breaks before the life cycle number reaches 10,000 cycles. In contrast, the heating coil made of Fe-Cr-Al alloy does not break until the durability cycle number greatly exceeds the value of 10,000 cycles.
Demgemäß kann
die Wärmewiderstandseigenschaft der aus der Fe-Cr-Al-Legierung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel hergestellten
Erwärmungswicklung 2 im Vergleich zu derjenigen
einer aus der Ni-Cr-Legierung hergestellten Erwärmungswicklung
verbessert werden, und die Glühkerze 1 mit der
aus der Fe-Cr-Al-Legierung hergestellten Erwärmungswicklung 2 kann
in zuverlässiger Weise eine ausgezeichnete Haltbarkeit
bei einer hohen Temperatur, wie beispielsweise 1000°C,
aufweisen.Accordingly, the heat resistance property of the heating coil made of the Fe-Cr-Al alloy according to this embodiment can be 2 can be improved as compared with that of a heating coil made of the Ni-Cr alloy, and the glow plug 1 with the heating coil made of the Fe-Cr-Al alloy 2 can reliably have excellent durability at a high temperature such as 1000 ° C.
EXPERIMENT 2EXPERIMENT 2
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung unternahmen einen zweiten Haltbarkeitsversuch
für Proben einer Glühkerze und fanden auf der
Grundlage von Experimenten heraus, dass ein aus einem Inconel-Material hergestelltes
Heizeinrichtungsgehäuse im Hinblick auf die Haltbarkeit
bei einer hohen Temperatur überlegen ist.The
Inventors of the present invention made a second shelf life trial
for samples of a glow plug and found on the
Based on experiments that one made of an Inconel material
Heater housing in terms of durability
is superior at a high temperature.
Erste
Proben der Glühkerze 1 wurden als Versuchsbeispiele
gemäß dem in den 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel vorbereitet. Jede erste Probe hatte
ein aus einem Inconel-Material hergestelltes Heizeinrichtungsgehäuse 4.
Zweite Proben einer Glühkerze wurden als Vergleichsbeispiele
vorbereitet. Jede zweite Probe hatte ein Heizeinrichtungsgehäuse,
das aus SUS310 hergestellt worden war, das rostfreien Stahl repräsentiert.
Jede erste und zweite Probe hatte eine aus Fe-Cr-Al-Legierung hergestellte
Erwärmungswicklung 2 und eine aus Nickel hergestellte
Steuerwicklung 3 gemäß dem Ausführungsbeispiel.
Jede der Erwärmungswicklungen 2 der ersten und
der zweiten Probe war aus einem Draht hergestellt, dessen Durchmesser gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel 0,31 mm betrug. Der restliche
Aufbau der ersten und der zweiten Probe war gleich wie bei der Glühkerze 1.First samples of the glow plug 1 were used as experimental examples according to the 1 to 3 prepared embodiment prepared. Each first sample had a heater housing made of Inconel material 4 , Second samples of a glow plug were prepared as comparative examples. Every other sample had a heater housing made from SUS310, which represents stainless steel. Each first and second sample had a heating coil made of Fe-Cr-Al alloy 2 and a control coil made of nickel 3 according to the embodiment. Each of the warming windings 2 The first and second samples were made of a wire whose diameter was 0.31 mm in the present embodiment. The remaining construction of the first and second samples was the same as that of the glow plug 1 ,
Dieser
Haltbarkeitsversuch wurde in der gleichen Weise wie der erste Haltbarkeitsversuch
ausgeführt.This
Durability test was done in the same way as the first durability test
executed.
Die
Versuchsergebnisse für die Proben sind in 7 dargestellt. 7 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit einer Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung. In 7 ist
ein Versuchsergebnis der ersten Probe, die ein aus dem Inconel-Material
hergestelltes Heizeinrichtungsgehäuse 4 aufweist,
durch das Zeichen ☐ dargestellt, und das Versuchsergebnis
von jeder zweiten Probe, die ein aus SUS310 hergestelltes Heizeinrichtungsgehäuse
aufweist, ist durch das Zeichen Δ dargestellt.The test results for the samples are in 7 shown. 7 Fig. 14 shows a relationship between the durability of a heating coil and the maximum temperature of the heating coil. In 7 is a test result of the first sample, which is a heater housing made of the Inconel material 4 represented by the mark □, and the test result of every other sample having a heater housing made of SUS310 is represented by the symbol Δ.
Wie
dies in 7 gezeigt ist, ist erkennbar,
dass bei einer Zunahme der maximalen Temperatur die Haltbarkeitszykluszahl
abnimmt. Beispielsweise bricht bei der maximalen Temperatur von
1050°C die Erwärmungswicklung, die in dem aus
dem rostfreien Stahl hergestellten Heizeinrichtungsgehäuse
untergebracht war, bevor die Haltbarkeitszykluszahl 10 000 Zyklen
erreicht. Im Gegensatz dazu bricht die Heizeinrichtungswicklung,
die in dem aus dem Inconel-Material hergestellten Heizeinrichtungsgehäuse 4 untergebracht
war, nicht, bevor die Haltbarkeitszykluszahl einen Wert von 10 000
Zyklen in großem Maße überschreitet.Like this in 7 As can be seen, as the maximum temperature increases, the shelf life cycle number decreases. For example, at the maximum temperature of 1050 ° C, the heating coil housed in the heater housing made of the stainless steel is broken before the life cycle number reaches 10,000 cycles. In contrast, the heater winding that breaks in the heater housing made of the Inconel material breaks 4 not before the shelf life cycle number greatly exceeds 10,000 cycles.
Demgemäß kann
die Wärmewiderstandseigenschaft der Glühkerze 1,
die das aus dem Inconel-Material hergestellte Heizeinrichtungsgehäuse 4 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel aufweist, im Vergleich
zu derjenigen der Glühkerze verbessert werden, die das
aus dem rostfreien Stahl hergestellte Heizeinrichtungsgehäuse
aufweist, und die Glühkerze 1 mit dem aus dem
Inconel-Material hergestellten Heizeinrichtungsgehäuse 4 kann
in zuverlässiger Weise eine ausgezeichnete Haltbarkeit
bei einer hohen Temperatur, wie beispielsweise 1050°C aufweisen.Accordingly, the heat resistance property of the glow plug 1 containing the heater housing made from the Inconel material 4 According to the present embodiment, as compared with that of the glow plug having the heater housing made of the stainless steel, and the glow plug 1 with the heater housing made of the Inconel material 4 can reliably provide excellent durability at a high temperature, such as For example, 1050 ° C have.
EXPERIMENT 3EXPERIMENT 3
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten einen Wicklungslängenbestimmungsversuch
für die Glühkerze 1 aus und bestimmten
experimentell einen Bereich der Länge L2 der Steuerwicklung 3,
der erforderlich ist, um die maximale Temperatur der Erwärmungswicklung 2 auf
1000°C zu erhöhen.The inventors of the present invention conducted a winding length determination test for the glow plug 1 and determined experimentally a range of length L2 of the control winding 3 which is required to reach the maximum temperature of the heating coil 2 to increase to 1000 ° C.
Viele
Proben einer Glühkerze wurden in derartiger Weise vorbereitet,
dass die Steuerwicklungen der Proben verschiedene Längen
hatten, die einen Bereich von 5 bis 12 mm umfassten. Die Erwärmungswicklung 2 jeder
Probe war aus einem Draht hergestellt, dessen Durchmesser gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel 0,31 mm betrug. Die Länge
L1 der Erwärmungswicklung 2 von jeder Probe betrug
10 mm. Der restliche Aufbau der Proben war der gleiche wie bei der
Glühkerze 1 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.Many samples of a glow plug were prepared in such a manner that the control windings of the samples had different lengths ranging from 5 to 12 mm. The warming winding 2 Each sample was made of a wire whose diameter was 0.31 mm in the present embodiment. The length L1 of the heating coil 2 of each sample was 10 mm. The remaining structure of the samples was the same as that of the glow plug 1 according to the present embodiment.
Bei
diesem Versuch wurde das Zyklusverhältnis der gesteuerten
Stromstärke auf 100% in der PWM-Stromstärkensteuerung
eingestellt, und eine Nennspannung der gesteuerten Stromstärke,
die an den Wicklungen 2 und 3 angelegt wurde,
wurde auf 4,7 V eingestellt. Die angelegte elektrische Spannung
der gesteuerten Stromstärke schwankte unvermeidbar während
des Betriebs der Glühkerze 1 um eine Spannungsänderung α,
die von –0,3 bis +0,3 V reichte. Daher wurden zusätzlich
zu einer Versuchseinstellung der angelegten Spannung von 4,7 V eine
Versuchseinstellung mit der angelegten Spannung von 4,4 V (4,7 – α)
und eine Versuchseinstellung mit der angelegten Spannung von 5,0
V (4,7 + α) vorgenommen.In this experiment, the controlled current duty cycle ratio was set to 100% in the PWM amperage control, and a rated voltage of the controlled amperage applied to the windings 2 and 3 was set to 4.7 V was set. The applied electric current of the controlled current inevitably fluctuated during operation of the glow plug 1 by a voltage change α, which ranged from -0.3 to +0.3 V. Therefore, in addition to a test setting of the applied voltage of 4.7 V, a test setting with the applied voltage of 4.4 V (4.7-α) and a test setting with the applied voltage of 5.0 V (4.7 + α ) performed.
8 zeigt
eine Beziehung zwischen der Länge einer Steuerwicklung
und der maximalen Temperatur einer Erwärmungswicklung für
jeden der drei Werte der angelegten Spannung. In 8 ist
jedes Versuchsergebnis, das einer angelegten Spannung von 4,7 V
entspricht, durch das Zeichen O dargestellt, das ein Versuchsergebnis
zeigt, das dann erhalten wird, wenn eine angelegte Spannung der
gesteuerten Stromstärke bei der Nennspannung von 4,7 V
eingestellt ist. Jedes Versuchsergebnis, das einer angelegten Spannung
entspricht, die auf 4,4 V eingestellt ist, ist durch das Zeichen Δ dargestellt.
Jedes Versuchsergebnis, das einer angelegten Spannung von 5,0 V
entspricht, ist durch das Zeichen ☐ dargestellt. 8th Fig. 14 shows a relationship between the length of a control coil and the maximum temperature of a heating coil for each of the three values of the applied voltage. In 8th For example, each test result corresponding to an applied voltage of 4.7 V is represented by the character O showing a test result obtained when an applied voltage of the controlled current is set at the rated voltage of 4.7V. Each test result corresponding to an applied voltage set at 4.4 V is represented by the symbol Δ. Each test result corresponding to an applied voltage of 5.0 V is represented by the character □.
Wie
dies in 8 dargestellt ist, ist erkennbar,
dass dann, wenn die Länge L2 der Steuerwicklung 3 innerhalb eines
Bereiches von 5 bis 12 mm eingestellt ist, die Erwärmungswicklung 2 auf
die maximale Temperatur von 1000°C selbst dann erwärmt
wird, wenn die angelegte Spannung um die Nennspannung herum schwankt.
Des Weiteren fließt unter der PWM-Stromstärkenspannung,
wenn die Länge L2 der Steuerwicklung 3 kürzer
als 5 mm ist, die elektrische Stromstärke übermäßig
durch die Erwärmungswicklung 2. Daher wird die Temperatur
der Erwärmungswicklung 2 übermäßig
erhöht, und die Haltbarkeit der Erwärmungswicklung 2 kann
sich verringern. Im Gegensatz dazu fließt, wenn die Länge
L2 der Erwärmungswicklung 3 länger als
12 mm ist, eine elektrische Stromstärke in unzureichender
Weise durch die Erwärmungswicklung 2. Daher wird die
Temperatur der Erwärmungswicklung 2 unzureichend
erhöht, so dass die Verbrennungseffizienz des Verbrennungsmotors
verschlechtert werden kann.Like this in 8th is shown, that if the length L2 of the control winding 3 is set within a range of 5 to 12 mm, the heating coil 2 is heated to the maximum temperature of 1000 ° C even when the applied voltage fluctuates around the rated voltage. Further, when the length L2 of the control winding flows under the PWM current voltage 3 shorter than 5 mm, the electric current is excessive due to the heating coil 2 , Therefore, the temperature of the heating coil becomes 2 excessively increased, and the durability of the heating coil 2 can decrease. In contrast, when the length L2 of the heating coil flows 3 is longer than 12 mm, an electric current insufficient by the heating coil 2 , Therefore, the temperature of the heating coil becomes 2 insufficiently increased, so that the combustion efficiency of the internal combustion engine may be deteriorated.
Demgemäß kann,
wenn die Länge L2 der Steuerwicklung 3 innerhalb
eines Bereiches 5 bis 12 mm eingestellt ist, die Erwärmungswicklung 2 eine
ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen und in geeigneter Weise erwärmt
werden.Accordingly, if the length L2 of the control winding 3 is set within a range of 5 to 12 mm, the heating coil 2 have an excellent durability and are heated appropriately.
EXPERIMENT 4EXPERIMENT 4
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten den Einfluss von
Kohlenstoffstoffen, die sich an einem Heizeinrichtungsgehäuse
einer Glühkerze abgelagert hatten, und fanden heraus, dass
die Steuerwicklung 3, deren Länge auf 12 mm eingestellt
war, dazu geeignet ist, ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu erwärmen, ohne
dass sich nachteilige Einflüsse von den Kohlenstoffpartikelmassen
einstellen.The inventors of the present invention investigated the influence of carbonaceous substances deposited on a heater housing of a glow plug, and found that the control winding 3 , whose length was set to 12 mm, is capable of heating an air-fuel mixture without adversely affecting the carbon particle masses.
Eine
Vielzahl an Glühkerzen 1 gemäß den 1 und 2 wurden
vorbereitet. Jede Glühkerze 1 hatte eine Steuerwicklung 3 in
einer Länge L2 von 12 mm. Eine Vielzahl an Glühkerzen 9, die
in 4 und 5 gezeigt sind, wurden vorbereitet.
Jede Glühkerze 9 hatte eine Steuerwicklung 93 in
einer Länge L12 von 24 mm. Des Weiteren hatte jede Glühkerze 1 eine
Erwärmungswicklung 2 mit einer Länge
L1 von 10 mm und ein Gehäuse 4 mit einer Länge
A1 von 36 mm, wobei jede Glühkerze 9 eine Erwärmungswicklung 92 mit
einer Länge L11 von 10 mm und ein Gehäuse 94 mit
einer Länge A11 von 36 mm hatte. Der Draht von jeder der Wicklungen 2, 3, 92 und 93 hatte
einen Durchmesser von 0,31 mm.A variety of glow plugs 1 according to the 1 and 2 were prepared. Every glow plug 1 had a tax winding 3 in a length L2 of 12 mm. A variety of glow plugs 9 , in the 4 and 5 shown were prepared. Every glow plug 9 had a tax winding 93 in a length L12 of 24 mm. Furthermore, each glow plug had 1 a heating coil 2 with a length L1 of 10 mm and a housing 4 with a length A1 of 36 mm, each glow plug 9 a heating coil 92 with a length L11 of 10 mm and a housing 94 with a length A11 of 36 mm. The wire from each of the windings 2 . 3 . 92 and 93 had a diameter of 0.31 mm.
9 zeigt
eine Beziehung zwischen der Länge der eingebrachten Kohlenstoffpartikelmassen
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung 2 für
jeweils die Längen L2 und L12 einer Steuerwicklung. 10 zeigt
eine Schnittdarstellung eines Glühkerzenlochs, das eine
Wand einer Verbrennungskammer durchdringt. Die 11A, 11B, 11C, 12A, 12B und 12C zeigen
jeweils eine erläuternde Ansicht von Kohlenstoffpartikelmassen,
die in das Glühkerzenloch eingebracht sind, in das eine
Glühkerze aufgenommen wird. 11A zeigt
die Kohlenstoffpartikelmassen, die sich in einer Länge
von 10 mm entlang der axialen Richtung abgelagert haben, 11B zeigt die Kohlenstoffpartikelmassen, die sich
in einer Länge von 15 mm entlang der axialen Richtung abgelagert
haben und 11C zeigt die Kohlenstoffpartikelmassen,
die sich in einer Länge von 12 mm entlang der axialen Richtung
abgelagert haben. 12A zeigt die Kohlenstoffpartikelmassen,
die sich in einer Länge von 25 mm entlang der axialen Richtung
abgelagert haben, 12B zeigt die Kohlenstoffpartikelmassen,
die sich in einer Länge von 30 mm entlang der axialen Richtung
abgelagert haben, und 12C zeigt
die Kohlenstoffpartikelmassen, die sich in einer Länge
von 33 mm entlang der axialen Richtung abgelagert haben. 9 shows a relationship between the length of the introduced carbon particle masses and the maximum temperature of the heating coil 2 for each of the lengths L2 and L12 of a control winding. 10 shows a sectional view of a glow plug hole, which penetrates a wall of a combustion chamber. The 11A . 11B . 11C . 12A . 12B and 12C each show an explanatory view of carbon particulate masses introduced into the glow plug hole into which a glow plug is received. 11A shows the carbon particulate masses deposited in a length of 10 mm along the axial direction, 11B shows the carbon particle masses that have been deposited in a length of 15 mm along the axial direction and 11C shows the carbon particle masses that have been deposited along a 12 mm length along the axial direction. 12A shows the carbon particulate masses deposited in a length of 25 mm along the axial direction, 12B shows the carbon particle masses which have been deposited along a length of 30 mm along the axial direction, and 12C shows the carbon particle masses that have been deposited along a length of 33 mm along the axial direction.
Wie
dies in den 11A, 11B, 11C, 12A, 12B und 12C gezeigt
ist, wurden jeweils die Glühkerzen 1 und 9 in
das Glühkerzenloch 6 eingeführt, und
die Kohlenstoffpartikelmassen C wurden zwangsweise an dem Gehäuse 4 oder 94 der
Glühkerze gemäß den Experimenten abgelagert.
Die Menge an abgelagerten Kohlenstoffpartikelmassen wurde so eingestellt,
dass erfindungsgemäße Proben erhalten wurden,
die Kohlenstoffpartikelmassen aufwiesen, die an den Gehäusen 4 der
Glühkerzen 1 in einer Länge von 10 mm,
einer Länge von 15 mm, einer Länge von 20 mm,
einer Länge von 25 mm, einer Länge von 30 mm bzw.
einer Länge von 33 mm jeweils abgelagert wurden. Des Weiteren
wurden in der gleichen Weise Vergleichsproben so erhalten, dass
die Kohlenstoffpartikelmassen sich an den Gehäusen 94 der
Glühkerzen 9 in einer Länge von 10 mm,
einer Länge von 15 mm, einer Länge von 20 mm,
einer Länge von 25 mm, einer Länge von 30 mm bzw.
einer Länge von 33 mm sich jeweils ablagerten.Like this in the 11A . 11B . 11C . 12A . 12B and 12C The glow plugs were shown in each case 1 and 9 in the glow plug hole 6 introduced, and the carbon particles masses C were forcibly attached to the housing 4 or 94 the glow plug deposited according to the experiments. The amount of carbon particulate matter deposited was adjusted to yield samples of the invention having carbon particulate masses attached to the housings 4 the glow plugs 1 in a length of 10 mm, a length of 15 mm, a length of 20 mm, a length of 25 mm, a length of 30 mm and a length of 33 mm respectively deposited. Further, in the same manner, comparative samples were obtained so that the carbon particles massed on the housings 94 the glow plugs 9 in a length of 10 mm, a length of 15 mm, a length of 20 mm, a length of 25 mm, a length of 30 mm and a length of 33 mm respectively deposited.
Dann
wurde eine elektrische Spannung in einer Höhe von 4,7 V
an den Wicklungen jeder Probe eine Minute lang derart angelegt,
dass die Erwärmungswicklung ihre maximale Temperatur erreichte.
Die Temperatur der Erwärmungswicklung jeder Probe wurde
gemessen. Die Messergebnisse sind in 9 dargestellt. In 9 sind
die Messergebnisse der erfindungsgemäßen Proben
durch die Zeichen ♢ und ♦ dargestellt und die
Messergebnisse der Vergleichsproben sind durch die Zeichen O und dargestellt.
Die Proben ohne eingebrachte Kohlenstoffpartikelmassen sind durch
die Zeichen ♢ und O dargestellt.Then, a voltage of 4.7V was applied to the windings of each sample for one minute so that the heating coil reached its maximum temperature. The temperature of the heating coil of each sample was measured. The measurement results are in 9 shown. In 9 the measurement results of the samples according to the invention are represented by the symbols ♢ and ♦ and the measurement results of the comparative samples are indicated by the symbols O and shown. The samples without introduced carbon particle masses are represented by the symbols ♢ and O.
Wie
dies in 9 dargestellt ist, wird die
Temperatur der Erwärmungswicklung 92 der Glühkerze 9 in großem
Maße auf eine Temperatur erhöht, die höher
als 1050°C ist, wenn die Kohlenstoffpartikelmassen sich von
dem vorderen Ende des Mantels 95 zu der vorderen Seite
hin um eine Länge, die von 15 bis 25 mm reicht, erstrecken.
Im Gegensatz dazu wird die Temperatur der Erwärmungswicklung 2 der
Glühkerze 1 geringfügig auf die Temperatur
erhöht, die einen Wert zwischen 1000°C und 1050°C
erreicht, wenn die Kohlenstoffpartikelmassen sich von dem vorderen
Ende 51 des Mantels 5 zu der vorderen Seite um
eine Länge erstrecken, die von 15 bis 25 mm reicht.Like this in 9 is shown, the temperature of the heating coil 92 the glow plug 9 greatly increased to a temperature higher than 1050 ° C, when the carbon particles masses from the front end of the shell 95 to the front side by a length ranging from 15 to 25 mm, extend. In contrast, the temperature of the heating coil 2 the glow plug 1 slightly increased to the temperature which reaches a value between 1000 ° C and 1050 ° C, when the carbon particles masses from the front end 51 of the coat 5 extend to the front side by a length ranging from 15 to 25 mm.
Demgemäß kann
die Glühkerze 1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ein übermäßiges
Erwärmen der Erwärmungswicklung 2 so
unterdrücken, dass sich eine ausgezeichnete Haltbarkeit
ergibt, und das Luft-Kraftstoff-Gemisch kann in angemessener Weise
erwärmt werden.Accordingly, the glow plug 1 According to this embodiment, excessive heating of the heating coil 2 suppress so that an excellent durability results, and the air-fuel mixture can be heated appropriately.
Des
Weiteren werden, wenn die Länge der Kohlenstoffpartikelmassen
30 mm oder mehr erreicht, die Temperaturen der Erwärmungswicklung 2 und 92 verringert.
Der Grund ist der Folgende. Die Kohlenstoffpartikelmassen, die sich
um die Länge von 30 mm oder mehr erstrecken, erreichen
einen Abschnitt des die Erwärmungswicklung umgebenden Heizeinrichtungsgehäuses,
und die Wärme der Erwärmungswicklung wird zu der
Wand der Kammer durch die Kohlenstoffpartikelmassen abgegeben. Daher
werden die Temperaturen der Erwärmungswicklungen 2 und 92 verringert.
Jedoch erreicht bei dem tatsächlichen Betrieb des Verbrennungsmotors
die Länge der Kohlenstoffpartikelmassen nicht einen Wert
von 30 mm.Further, when the length of the carbon particle mass reaches 30 mm or more, the temperatures of the heating coil become 2 and 92 reduced. The reason is the following. The carbon particle masses extending the length of 30 mm or more reach a portion of the heater casing surrounding the heating coil, and the heat of the heating coil is discharged to the wall of the chamber through the carbon particle masses. Therefore, the temperatures of the heating windings become 2 and 92 reduced. However, in the actual operation of the internal combustion engine, the length of the carbon particle masses does not reach a value of 30 mm.
EXPERIMENT 5EXPERIMENT 5
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung analysierten den Einfluss des
Stauchens auf den Widerstand der Steuerwicklung durch einen Vergleich
einer Verteilung der Widerstandswerte der Proben der Steuerwicklung 3 und
eine Verteilung der Widerstandswerte der Proben der Steuerwicklung 93.The inventors of the present invention analyzed the influence of the upsetting on the resistance of the control coil by comparing a distribution of the resistance values of the samples of the control coil 3 and a distribution of the resistance values of the samples of the control winding 93 ,
Genauer
gesagt wurden zehn erste erfindungsgemäße Proben
der in den 1 bis 3 gezeigten Glühkerze 1 vorbereitet.
Jede erste erfindungsgemäße Probe wies die Erwärmungswicklung 2 mit
einer Länge L1 von 10 mm, die Steuerwicklung 3 mit
einer Länge L2 von 12 mm und den Abschnitt 41 mit
dem kleineren Durchmesser mit einer Länge A2 von 24 mm
auf. Da die Länge A2 länger als die Summe aus
L1 und L2 war, wurde die gesamte Steuerwicklung 3 in dem
Abschnitt 41 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet.
Zehn zweite erfindungsgemäße Proben der Glühkerze 1 wurden
vorbereitet. Jede zweite erfindungsgemäße Probe wies
die Erwärmungswicklung 2 mit einer Länge
L1 von 10 mm, die Steuerwicklung 3 mit einer Länge
L2 von 12 mm und den Abschnitt 41 mit dem kleineren Durchmesser
mit einer Länge A2 von 16 mm auf. Da die Länge A2
kürzer als die Summe aus Li und L2 war, wurde der hauptsächliche
Abschnitt (der größte Abschnitt) der Steuerwicklung 3 in
dem Abschnitt 41 mit dem kleineren Durchmesser angeordnet,
und der hintere Abschnitt der Steuerwicklung 3 wurde in
dem ersten schräg gestalteten Abschnitt 441 angeordnet.
Zehn Vergleichsproben der in den 4 und 5 gezeigten
Glühkerze 9 wurden vorbereitet. Jede Vergleichsprobe
wies die Erwärmungswicklung 92 mit der Länge
L11 von 10 mm, die Steuerwicklung 93 mit der Länge
L12 von 24 mm und den Abschnitt 941 mit dem kleineren Durchmesser
mit der Länge A12 von 25 mm auf. Da die Länge
A12 kürzer als die Summe aus L11 und L12 war, wurde der
Hauptabschnitt der Steuerwicklung 93 in dem Abschnitt 941 mit
dem kleineren Durchmesser angeordnet, und der hintere Abschnitt
der Steuerwicklung 93 wurde in dem ersten schräg
gestalteten Abschnitt 944 und in dem Abschnitt 943 mit
dem größeren Durchmesser angeordnet.More specifically, ten first samples of the present invention were prepared in the 1 to 3 shown glow plug 1 prepared. Each first sample according to the invention had the heating coil 2 with a length L1 of 10 mm, the control winding 3 with a length L2 of 12 mm and the section 41 with the smaller diameter with a length A2 of 24 mm. Since the length A2 was longer than the sum of L1 and L2, the entire control winding became 3 in the section 41 arranged with the smaller diameter. Ten second samples of the glow plug according to the invention 1 were prepared. Every other sample according to the invention had the heating coil 2 with a length L1 of 10 mm, the control winding 3 with a length L2 of 12 mm and the section 41 with the smaller diameter with a length A2 of 16 mm. Since the length A2 was shorter than the sum of Li and L2, the main portion (the largest portion) of the control coil became 3 in the section 41 arranged with the smaller diameter, and the rear portion of the control winding 3 was in the first diagonal section 441 arranged. Ten comparison samples in the 4 and 5 shown glow plug 9 were prepared. Each comparative sample had the heating coil 92 with length L11 of 10 mm, the control winding 93 with the length L12 of 24 mm and the section 941 with the smaller diameter with the length A12 of 25 mm. Since the length A12 was shorter than the sum of L11 and L12, the main portion of the control coil became 93 in the section 941 arranged with the smaller diameter, and the rear portion of the control winding 93 was in the first diagonal section 944 and in the section 943 arranged with the larger diameter.
Die
Größen der ersten erfindungsgemäßen
Proben, der zweiten erfindungsgemäßen Proben und
der Vergleichsproben sind in der Tabelle 1 dargestellt: Tabelle
1 The sizes of the first samples according to the invention, the second samples according to the invention and the comparative samples are shown in Table 1: TABLE 1
Der
Widerstand der Steuerwicklung bei jeder Probe wurde gemessen. Die
gemessenen Widerstandswerte der Steuerwicklungen in den Proben sind
in 13 dargestellt.The resistance of the control coil in each sample was measured. The measured resistance values of the control windings in the samples are in 13 shown.
Wie
dies in 13 dargestellt ist, ist erkennbar,
dass die Widerstandwerte der Steuerwicklungen 93 in den
Vergleichsproben um einen Sollwert Rt in einem Bereich von (1 – 0,05)Rt
bis (1 + 0,05)Rt weit verteilt sind. Im Gegensatz dazu sind die
Widerstandswert der Steuerwicklungen 3 bei den ersten und
zweiten erfindungsgemäßen Proben um den Sollwert
Rt in einem Bereich von (1 – 0,04)Rt bis (1 + 0,04)Rt eng
verteilt.Like this in 13 is shown that the resistance values of the control windings 93 in the control samples are distributed widely by a set point Rt in a range of (1 - 0.05) Rt to (1 + 0.05) Rt. In contrast, the resistance of the control windings 3 in the first and second samples according to the invention, is narrowly distributed by the target value Rt in a range of (1 - 0.04) Rt to (1 + 0.04) Rt.
Demgemäß kann
eine Änderung des Widerstandes der Steuerwicklung 3 bei
der Glühkerze 1 selbst dann verringert werden,
wenn ein Abschnitt der Steuerwicklung 3 in dem ersten schräg
gestalteten Abschnitt 441 angeordnet ist, so dass die Erwärmungswicklung 2 eine
ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen kann. Die Ursache für
die Verringerung der Änderung bei der Glühkerze 1 ist
nachstehend erklärt. Die Glühkerze 1 weist den
Abschnitt 42 mit dem mittleren Durchmesser zusätzlich
zu den Abschnitten 41 und 43 auf, so dass der Unterschied
zwischen D1 und D2 auf einen kleinen Wert eingestellt wird. Wenn
in diesem Fall das Gehäuse 4 durch ein Stauchen
ausgebildet wird, wird keine starke, von außen einwirkende
Kraft auf die Steuerwicklung 3 aufgebracht. Daher wird
ein Draht, der die Steuerwicklung 3 ausbildet, nicht dünn
gestaltet, so dass der Widerstand der Steuerwicklung 3 sich
durch das Stauchen selbst dann kaum ändert, wenn ein Abschnitt
der Steuerwicklung 3 in dem ersten schräg gestalteten
Abschnitt 441 angeordnet ist.Accordingly, a change in the resistance of the control winding 3 at the glow plug 1 even then reduced, if a section of the control winding 3 in the first slanted section 441 is arranged so that the heating coil 2 can have excellent durability. The cause of the reduction in the change in the glow plug 1 is explained below. The glow plug 1 has the section 42 with the mean diameter in addition to the sections 41 and 43 so that the difference between D1 and D2 is set to a small value. If in this case the case 4 is formed by upsetting, no strong, externally applied force is applied to the control winding 3 applied. Therefore, a wire that is the control winding 3 trains, not thin designed, so the resistance of the control winding 3 itself by the upsetting even then hardly changes, if a section of the control winding 3 in the first slanted section 441 is arranged.
EXPERIMENT 6EXPERIMENT 6
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten einen dritten
Haltbarkeitsversuch aus, bei dem der Durchmesser eines Drahtes,
der die Erwärmungswicklung 2 ausbildet, geändert
wurde, und sie stellten fest, dass die durch einen Draht mit einem
Durchmesser von 0,31 mm oder mehr ausgebildete Erwärmungswicklung
eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufwies.The inventors of the present invention carried out a third durability test in which the Diameter of a wire, the heating coil 2 was changed, and they found that the heating coil formed by a wire having a diameter of 0.31 mm or more had excellent durability.
Eine
Vielzahl an ersten erfindungsgemäßen Proben der
in den 1 und 2 gezeigten Glühkerze 1,
eine Vielzahl an zweiten erfindungsgemäßen Proben
der in den 1 und 2 gezeigten
Glühkerze 1 und eine Vielzahl an Vergleichsproben
der in den 4 und 5 gezeigten
Glühkerze 9 wurden vorbereitet. Jede erste erfindungsgemäße
Probe hatte eine Erwärmungswicklung 2, die aus
einem Draht mit einem Durchmesser von 0,31 mm ausgebildet war. Jede
zweite erfindungsgemäße Probe hatte eine Erwärmungswicklung 2, die
aus einem Draht mit einem Durchmesser von 0,35 mm ausgebildet war.
Jede Vergleichsprobe hatte eine Erwärmungswicklung 92,
die aus einem Draht mit einem Durchmesser von 0,26 mm ausgebildet
war. Die Erwärmungswicklung von jeder Probe war aus einer
Fe-Cr-Al-Legierung hergestellt. Ein Heizeinrichtungsgehäuse
von jeder Probe war aus SUS310 als ein Repräsentant des
rostfreien Stahls hergestellt. Eine Steuerwicklung jeder Probe war
aus Ni hergestellt und war aus einem Draht mit einem Durchmesser
von 0,31 mm ausgebildet.A plurality of first samples according to the invention in the 1 and 2 shown glow plug 1 , a plurality of second samples of the invention in the 1 and 2 shown glow plug 1 and a plurality of comparative samples in the 4 and 5 shown glow plug 9 were prepared. Each first sample according to the invention had a heating coil 2 which was formed of a wire with a diameter of 0.31 mm. Every second sample according to the invention had a heating coil 2 which was formed of a wire with a diameter of 0.35 mm. Each comparative sample had a heating coil 92 which was formed of a wire with a diameter of 0.26 mm. The heating coil of each sample was made of Fe-Cr-Al alloy. A heater housing of each sample was made of SUS310 as a representative of the stainless steel. A control winding of each sample was made of Ni and formed of a wire having a diameter of 0.31 mm.
Dieser
Haltbarkeitsversuch wurde in der gleichen Weise wie bei dem ersten
Haltbarkeitsversuch ausgeführt.This
Durability test was in the same way as the first one
Durability test carried out.
Die
Versuchsergebnisse für die Proben sind in 14 dargestellt. 14 zeigt
die Beziehung zwischen der Haltbarkeit der Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung. In 14 sind
die Versuchsergebnisse für die Vergleichsproben (Durchmesser
von 0,26 mm) durch die Zeichen ☐ dargestellt, sind die
Versuchsergebnisse für die ersten erfindungsgemäßen
Proben (Durchmesser von 0,31 mm) durch die Symbole dargestellt
und sind die Versuchsergebnisse für die zweiten erfindungsgemäßen Proben
(Durchmesser von 0,35 mm) durch die Zeichen Δ dargestellt.The test results for the samples are in 14 shown. 14 Fig. 14 shows the relationship between the durability of the heating coil and the maximum temperature of the heating coil. In 14 If the test results for the comparative samples (diameter of 0.26 mm) are represented by the characters □, the test results for the first samples according to the invention (diameter of 0.31 mm) are represented by the symbols and the test results for the second samples according to the invention (diameter of 0.35 mm) are shown by the symbols Δ.
Wie
dies in 14 gezeigt ist, ist erkennbar,
dass mit der Zunahme des Durchmessers eines Drahtes, der die Erwärmungswicklung
ausbildet, die Haltbarkeit der Erwärmungswicklung sich
erhöht. Wenn der Durchmesser eines Drahtes, der die Erwärmungswicklung
ausbildet, auf gleich wie oder größer als 0,31
mm eingestellt wird, überschreitet die Haltbarkeitszykluszahl
den Wert von 10 000 Zyklen bei der maximalen Temperatur von 1000°C
in großem Maße, und die Erwärmungswicklung
hat eine ausgezeichnete Haltbarkeit.Like this in 14 is shown, as the diameter of a wire which forms the heating coil increases, the durability of the heating coil increases. When the diameter of a wire forming the heating coil is set equal to or greater than 0.31 mm, the durability cycle number greatly exceeds the value of 10,000 cycles at the maximum temperature of 1,000 ° C, and the heating coil has one excellent durability.
Demgemäß kann
die Erwärmungswicklung 2 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei
einer hohen Temperatur, wie beispielsweise 1000°C aufweisen.Accordingly, the heating coil 2 According to this embodiment, they have excellent durability at a high temperature, such as 1000 ° C.
EXPERIMENT 7EXPERIMENT 7
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung unternahmen einen vierten Haltbarkeitsversuch,
bei dem der Durchmesser eines Drahtes, der die Steuerwicklung 3 bildet,
geändert wurde, und sie stellten fest, dass dann, wenn
die Steuerwicklung 3 durch einen Draht mit einem Durchmesser
von 0,31 mm oder mehr ausgebildet wurde, die Erwärmungswicklung 2 eine
ausgezeichnete Haltbarkeit hatte.The inventors of the present invention made a fourth durability test in which the diameter of a wire connecting the control winding 3 forms, was changed, and they found that when the tax winding 3 was formed by a wire having a diameter of 0.31 mm or more, the heating coil 2 had an excellent shelf life.
Eine
Vielzahl an ersten erfindungsgemäßen Proben der
Glühkerze 1, die in den 1 und 2 dargestellt
ist, eine Vielzahl an zweiten erfindungsgemäßen
Proben der in den 1 und 2 dargestellten Glühkerze 1 und
eine Vielzahl an Vergleichsproben der in den 4 und 5 gezeigten
Glühkerze 9 wurden vorbereitet. Jede erste erfindungsgemäße
Probe hatte eine Steuerwicklung 3, die aus einem Draht
mit einem Durchmesser von 0,31 mm ausgebildet war. Jede zweite erfindungsgemäße
Probe hatte eine Steuerwicklung 3, die aus einem Draht
mit einem Durchmesser von 0,35 mm ausgebildet war. Jede Vergleichsprobe
hatte eine Steuerwicklung 93, die aus einem Draht mit einem
Durchmesser von 0,26 mm ausgebildet war. Die Steuerwicklung von
jeder Probe war aus Ni hergestellt. Die Erwärmungswicklung
von jeder Probe war aus einer Fe-Cr-Al-Legierung hergestellt und
sie war aus einem Draht ausgebildet, der einen Durchmesser von 0,31
mm hatte. Ein Heizeinrichtungsgehäuse jeder Probe war aus SUS310
als ein Repräsentant des rostfreien Stahls hergestellt.A plurality of first samples of the glow plug according to the invention 1 that in the 1 and 2 is shown, a plurality of second samples according to the invention in the 1 and 2 illustrated glow plug 1 and a plurality of comparative samples in the 4 and 5 shown glow plug 9 were prepared. Each first sample according to the invention had a control winding 3 which was formed of a wire with a diameter of 0.31 mm. Every second sample according to the invention had a control winding 3 which was formed of a wire with a diameter of 0.35 mm. Each control sample had a control coil 93 which was formed of a wire with a diameter of 0.26 mm. The control winding of each sample was made of Ni. The heating coil of each sample was made of an Fe-Cr-Al alloy and formed of a wire having a diameter of 0.31 mm. A heater housing of each sample was made of SUS310 as a representative of the stainless steel.
Dieser
Haltbarkeitsversuch wurde in der gleichen Weise wie der erste Haltbarkeitsversuch
ausgeführt.This
Durability test was done in the same way as the first durability test
executed.
Die
Versuchsergebnisse für die Proben sind in 15 dargestellt. 15 zeigt
eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit der Erwärmungswicklung
und der maximalen Temperatur der Erwärmungswicklung. In 15 sind
die Versuchsergebnisse für die Vergleichsproben (Durchmesser
von 0,26 mm) durch das Symbol ☐ dargestellt, sind die Versuchsergebnisse
für die ersten erfindungsgemäßen Proben
(Durchmesser von 0,31 mm) durch das Symbol Δ dargestellt
und sind die Versuchsergebnisse für die zweiten erfindungsgemäßen
Proben (Durchmesser von 0,35 mm) durch das Symbol dargestellt.The test results for the samples are in 15 shown. 15 Fig. 14 shows a relationship between the durability of the heating coil and the maximum temperature of the heating coil. In 15 If the test results for the comparative samples (diameter of 0.26 mm) are represented by the symbol □, the test results for the first samples according to the invention (diameter of 0.31 mm) are represented by the symbol Δ and are the test results for the second inventive samples (diameter of 0.35 mm) by the symbol shown.
Wie
dies in 15 gezeigt ist, erhöht
sich, wenn der Durchmesser eines die Steuerwicklung ausbildenden
Drahtes zunimmt, die Haltbarkeit der Erwärmungswicklung.
Wenn der Durchmesser eines Drahtes, der die Steuerwicklung ausbildet,
auf einen Wert von gleich wie oder größer als
0,31 mm eingestellt wird, überschreitet die Haltbarkeitszykluszahl
den Wert von 10 000 Zyklen bei der maximalen Temperatur von 1000°C
in großem Maße, und die Erwärmungswicklung
weist eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf.Like this in 15 As shown, as the diameter of a wire forming the control coil increases, the durability of the heating coil increases. When the diameter of a wire forming the control coil is set to a value equal to or greater than 0.31 mm, the durability cycle number greatly exceeds the value of 10,000 cycles at the maximum temperature of 1,000 ° C, and the Heating coil has excellent durability.
Demgemäß kann
die Erwärmungswicklung 2 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel eine ausgezeichnete Haltbarkeit bei
einer hohen Temperatur, wie beispielsweise 1000°C, aufweisen.Accordingly, the heating coil 2 According to this embodiment, they have excellent durability at a high temperature, such as 1000 ° C.
Die
Glühkerze weist die Erwärmungswicklung, die aus
einer Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium hergestellt ist,
die Steuerwicklung, die aus Nickel hergestellt ist und mit der Erwärmungswicklung
in Reihe verbunden ist, das Heizeinrichtungsgehäuse, das
aus dem Inconel-Material hergestellt ist und die Wicklungen unterbringt,
und die Stromleitung auf, durch die ein elektrischer Strom, der
bei einem Zyklusverhältnis eingestellt ist, das auf der
Grundlage einer Spannung dieses elektrischen Stroms gemäß einer
Impulsbreitenmodulationssteuerung änderbar ist, zu den
Wicklungen geliefert wird. Die Legierung der Erwärmungswicklung
und das Nickel der Steuerwicklung weisen eine überlegene
Haltbarkeit bei einer hohen Temperatur auf. Das Inconel-Material
des Gehäuses hat eine überlegene Wärmewiderstandseigenschaft.
Auf den elektrischen Strom ansprechend erhöht sich der
Widerstand der Steuerwicklung, und die Erwärmungswicklung
wird auf eine maximale Temperatur erwärmt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch
in einer Verbrennungskammer eines Dieselmotors zu erwärmen.The
Glow plug shows the heating coil coming out
made of an alloy of iron, chromium and aluminum,
the control coil, which is made of nickel and with the heating coil
connected in series, the heater housing, the
made of Inconel material and housing the windings,
and the power line through which an electric current, the
is set at a cycle ratio that is on the
Basis of a voltage of this electric current according to a
Pulse width modulation control is changeable to the
Windings is delivered. The alloy of the heating coil
and the nickel of the control winding have a superior
Shelf life at a high temperature. The Inconel material
of the housing has a superior heat resistance property.
In response to the electric current increases
Resistor of the control winding, and the heating winding
is heated to a maximum temperature to form an air-fuel mixture
to heat in a combustion chamber of a diesel engine.
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