[发明专利]用于能够调节的预热塞的预热管

说明书

背景技术

预热塞（Glühstiftkerze）还称为电热塞或基于英语名称“glow plug”缩写为GLP，所述预热塞被插入到燃烧发动机中以用于点燃燃料-空气-混合物，所述预热塞在其温度足够高之前，在冷状态下对其预热，从而所述预热塞足够用于点燃所述燃料-空气-混合物。此外为了降低排放在起动后可能需要，所述预热塞至少还继续运行若干时间，以便实现在燃烧室内部中升高温度。

预热塞通常包括也称为加热电阻的电阻元件，所述电阻元件构造为燃烧室侧的加热螺旋线和与加热螺旋线焊接的调节螺旋线。在预热塞中电阻元件被作为外部封套的、例如金属的预热管或保护管同轴地包围。预热管的插入到内燃机的燃烧室中的区段通常被填充有电绝缘的填充粉末、例如氧化镁，电阻元件被埋入到所述填充粉末中。所述电连接通常通过连接螺栓来实现，所述连接螺栓与调节螺旋线和加热螺旋线导电连接。所述加热螺旋线的一个端部与预热管电接触，通过所述预热管实现了接地。连接插头例如可以固定到所述连接螺栓上。

因此在预热塞中实现了加热螺旋线和调节螺旋线的组合，所述组合具有一共同的电阻值。加热电阻由合适的材料制成，所述材料包括一合金，所述合金包含铬、铝或类似物作为主要组分——铁和镍的附加。所述管通常由合金制成，所述合金包含作为主要组分的铁和镍，其中加热电阻接纳在所述管内。

通常，所述加热螺旋线形成预热管的前部分、加热区。后部分、即调节螺旋线具有下述特性：所述电阻随着温度的逐渐升高而增高，这就是说所述调节螺旋线具有高的正温度系数（PTC“正温度系数”特性）。在温度升高并且因此电阻值逐渐增加时出现了电流的下调（Abregeln），其中设定了限定的端部温度。加热螺旋线和调节螺旋线电串联，其中两种螺旋线具有正的但是不同大小的电阻-温度系数。

加热螺旋线在室温时具有高的电阻，所述电阻几乎恒定地保持在运行温度范围内。

而所述调节螺旋线在室温时具有非常低的电阻，所述电阻较陡地随着温度升高而增高。所述调节螺旋线的通常合适的材料是高纯镍或钴-铁-合金或钴-铁-镍-合金。

在DE 10 2011 077 239 A1中已知一种预热塞，所述预热塞具有由金属材料制成的加热线圈，所述金属材料包含钨或钼作为主要成分，并且所述加热线圈接纳在管中，所述管由包含重量百分比为0.5至5.0%的铝和重量百分比为20至40％的铬的合金组成，以便因此能够实现加热电阻尽可能高的温度，而该加热电阻不达到其熔化温度并且还保证了所述管的热稳定性。

发明内容

根据本发明提出了一种用于布置在机动车的内燃机的燃烧室中的预热塞，其中包括电阻元件，所述电阻元件构造为具有限定的电阻-温度系数的单组分螺旋线并且接纳在预热管中。所述电阻元件借助于动态变化的操控电压来加热并且/或者保持在一预先给定的温度上，其中，所述预热塞的温度调节通过获知的电阻值来实现。此外，所述电阻元件包括至少一种难熔金属并且与所述预热管气密地且抗腐蚀地焊接。

对于相应的电阻元件合适的材料包括铬、铌、钼、钽、钨、但也包括镍、钛、铼、铜以及它们的合金，其中所述合适的材料在特定的电阻方面是合适的并且此外展示了较高的稳定性。所述电加热元件包含至少一种难熔金属作为主要成分，例如钼或钨或它们的合金。

其他的实施方式包括镍-铬-铁合金连同重量百分比超过10％的镍，重量百分比超过10％的铬，重量百分比超过1％的铝和/或重量百分比超过0.5％的硅。此外，存在以下可行方案：使用镍-铬-铁-合金，其具有重量百分比为15至60％的镍和/或重量百分比为12至27％的铬和/或重量百分比为24至58％的铁和/或重量百分比为0.1至10％的铝。

在一种替代的实施方式中钼或者钨连同三氧化二镧（La₂O₃）和/或二氧化钍 (ThO₂)和/或二氧化铈（CeO₂）和/或三氧化二钇（Y₂O₃）被证实为合适的材料成分。此外，钼-钛-锆合金也是合适的。

在能够与根据本发明构造为单组分螺旋线的电阻元件组合的预热管的材料方面，下述材料是合适的，所述材料在争取到的较高的温度情况下提高了所述管的稳定性并且在较长的时间间隔内保持该稳定性。合适的材料成分除了铁和镍作为主要成分之外还包含铝份额和铬份额。在一种优选的实施方式中，镍-铬-合金特别包括至少重量百分比1至10％的铝、重量百分比10至30％的铬和重量百分比0.05至5％的硅。