Glühstiftkerze

Artikel wird bearbeitet. Marcel M. Kfz-M

Funktion

Glühkerzen haben die Aufgabe das Anspringen des kalten Dieselmotor zu erleichtern, für einen runden und stabilen Leerlauf zu sorgen und die Schadstoffemissionen zu senken. Die Anlage beteht im Wesentlichen aus einer Elektronik zur Steuerung des Glühverlaufs,der Anzeige der Startbereitschaft und dem Leistungsrelais zum Schalten der Glühkerzenströme. Die Startwilligkeit von Dieselmotoren nimmt mit sinkenden Teperaturen ab.Verringerte Kopressionsdrücke sowie Wärmeverluste durch die kalten Brennrauwand senken die Verdichtungstemperatur.Darum ist ein Start ohne zusätzliche Starthilfseinrichtung unter Umständen nicht mehr möglich.Außerdem besteht die Gefahr,dass erhöte Schadstoffbildung auftritt (Weiß- und Schwarzrauchbildung).

Gründe dafür sind:

• Die Wände des Brennraums (Zylinderwände, Kolbenboden) sind noch kalt und haben eine hohe spezifische Wärmekapazität (Eisenwerkstoff), während die Verdichtung komprimierte Luft eine geringe Wärmekapazität hat. Dadurch geht die Kompressionswärme schnell an die Zylinderwände und Kolbenboden über.
• Beim Start ist die Kolbengeschwindigkeit durch den elektrischen Startermotor (Anlasser) geringer, die Zeit zum Wärmeübergang von der komprimierten Luft zur Wand also größer.
• Besonders Kammermotoren haben eine größere wirksame Oberfläche, die Wärme aus dem Gas aufzunehmen. Ein Start des kalten Motors ohne Glühkerze ist ab Lufttemperaturen von -10°C bei Direkteinspritzung, +30 °C bei Wirbelkammereinspritzung und ca. +60 °C bei Vorkammereinspritzungmöglich.
• Der kalte Motor hat höhere blow-by Verluste, d.h. die komprimierte Luft kann an den Kolbenringen vorbei aus dem Brennraum entweichen, so dass der Kompressionsenddruck und damit die Verdichtungsendtemperatur geringer ausfallen. Durch die niedrigere Kolbengeschwindigkeit beim Anlassen erhöhen sich die blow-by Verluste weiter.

Aufbau

Man unterscheidet Zwei Arten von Glühstiftkerzen:

• Selbstregelnde Glühstiftkerze
• Elektronisch geregelte Glühstiftkerze

Die Wirkungsweise des Glühvorganges erfolgt in drei Phasen:

• Vorglühen
• Startglühen
• Nachglühen

Vorglühen

Wird Das Zündschloss in Stellung 1 geschaltet (Klemme 15),errechnet das Glühzeitsteuergerät über den Kühlmitteltemperatursensor die Vorglühzeit. Bei Temperaturen Über 60°C wird nicht vorgeglüht.

Startglühen

Nach erlöschen der Vorglühkontrolleuchte wird für weitere 5 Sekunden vorgelüht.In dieser Zeit sollte gestartet werden.Der Anschluss über (Klemme 50) gewährleistet ein Glühen ünber die gesamte Dauer des Startvorgang.

Nachglühen

Nach dem Kaltstart beginnt das Nachglühen.Wird der Leerlaufschalter geöffnet und damit Motorlast erkannt,wird der Nachglühvorgang unterbrochen.Bei Rückker in den Leerlauf wird weiter Nachgeglüht.Das Nachglühen wird bei Temperaturen über 60°C oder bei einer Nachglühzeit von mehr als 180 Sekunden unterbrochen.

Selbstregelnde Glühstiftkerze

Die Selbstregelnde Glühstiftkerze besteht aus einer Reihe geschalteten Regel- und Heizwendel aus Nickeldraht.Beide Wendeln haben positive aber verschiedene hohe Temperaturkoeffizienten. (PTC-Verhalten wird noch erklärt)

Selbstregelung Beim Vorglühen fließt anfangs ein hoher Strom über den Anschlussbolzen und die Regelwendel zur Heizwendel.Diese erhitzt sich schnell und bringt die Heizzone zum Glühen.Durch die sich ausbreitende Wärme steigt der elektrische Wiedwrstand in der Regelwendel an.Der Strom wird dadurch so weit reduziert,dass der Glühstift nicht überhitzt. Selbstregelnde Glühstiftkerzen arbeiten meist mit einer Nennspannung von 11,5 V.Sie erreichen nach 2 bis 7 Sekunden die zur Zündauslösung erforderliche Glühtemperatur von 850 °C. Anschließend glühen sie durch das PTC-Verhalten der Regelwendel mit einer niedrigen Beharrungstemperatur weiter. Die Leistungsaufnahme beträgt 100 W ... 120 W.

Elektronisch geregelte Glühstiftkerze

UM eine minimale Aufheitzzeit zu erreichen,ist die Regelwendel verkürzt.Die für 5 Volt ... 8 Volt Nennspannung ausgelegten Glühstifte werden kurzeitig pulsweitenmoduliert mit einer Überspannung bis zu 11 Volt beaufschlagt.Somit werden in 1-2 Sekunden Temperaturen von 1000°C erreicht. Dies macht einen komfortablen Schlüsselstart (-Starten ohne Vorglühverzögerung) auch bei extrem niederen Temperaturen möglich. Im Steuergerät werden zur ansteuerung der Glühkerzen Leistungshalbleiter eingesezt,welche das herkömmliche elektromagnetische Relais ersetzen. Jede Glühkerze kann somit einzeln angesteuert, überwacht und diagnostiziert werden.