專利名稱：用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法和裝置的制作方法
用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法和裝置
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的裝置。在低溫時(shí)自點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)需要點(diǎn)火輔助裝置。特別是需要起動內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火輔助裝置。為此使用熾熱頭引火塞，這些引火塞分別安裝在氣缸頭中，并且伸入到燃燒室中。通常熾熱頭引火塞包括熾熱頭，所述熾熱頭給待點(diǎn)火的油-氣-混合氣提供一個熱點(diǎn)，在這個熱點(diǎn)上油-氣-混合氣可以點(diǎn)燃。在通常使用的熾熱頭引火塞中熾熱頭包括設(shè)計(jì)為電阻的加熱元件。給加熱元件提供電壓，這樣電流就通過加熱元件。電流將熾熱頭加熱到規(guī)定的溫度。如此地選擇這個溫度，即這個溫度足以點(diǎn)燃在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的油-氣-混合氣。熾熱頭的溫度是通過提 供的電壓和通過運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)對熾熱頭的冷卻產(chǎn)生的。按照發(fā)動機(jī)的狀態(tài)可通過提供電壓的高度來調(diào)節(jié)溫度。為了在內(nèi)燃機(jī)的起動期間和熱運(yùn)行階段熾熱頭具有準(zhǔn)確的溫度，熾熱系統(tǒng)，包括熾熱頭引火塞必須和控制器及軟件相適配。將熾熱頭引火塞的熾熱頭加熱到的溫度通常在800到1300°C的范圍中。通常熾熱頭引火塞具有由于制造而引起的溫度公差。這個溫度公差通常大體在±50°C。然而，在制造過程中通過溫度公差所產(chǎn)生的單個的熾熱頭引火塞的溫度差異會在冷起動和廢氣排放運(yùn)行時(shí)對燃燒特性產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，通過溫度偏差也降低單個熾熱頭引火塞的使用壽命O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明的用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法包括下述步驟
(a)將自點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的熾熱頭引火塞分級為至少兩個溫度級，其中，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以上的一個溫度區(qū)，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的一個溫度區(qū)，和/或溫度級包括額定溫度區(qū)；
(b)降低配屬于溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓，所述溫度級包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)，并且提高配屬于溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓，所述溫度級包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)。通過根據(jù)本發(fā)明的這一方法可減小熾熱頭引火塞的溫度公差。特別是通過本方法考慮了包括電纜束、接觸電阻和熾熱頭引火塞在內(nèi)的公差鏈。通過降低溫度公差可改進(jìn)冷起動特性，并且改進(jìn)廢氣排放運(yùn)行。此外熾熱頭引火塞也可達(dá)到更長的使用壽命。通過改進(jìn)熾熱特性和燃燒特性可提高冷起動時(shí)的燃燒穩(wěn)定性，并且減小碳?xì)浠衔锖脱趸寂欧?。另外的?yōu)點(diǎn)是，本方法可在內(nèi)燃機(jī)上在連續(xù)運(yùn)行中進(jìn)行，這樣就不需要外部調(diào)節(jié)。此外，這種作法還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即可規(guī)則地對溫度公差進(jìn)行監(jiān)控。為了執(zhí)行本方法本發(fā)明也包括一種用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的裝置，它包括用于將熾熱頭引火塞分級成至少兩個溫度級的設(shè)置，其中，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以上的一個溫度區(qū)，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的一個溫度區(qū)，和/或一個溫度級包括額定溫度區(qū)，以及根據(jù)熾熱頭引火塞所配屬的溫度級使熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓相適配的設(shè)備。優(yōu)選地將熾熱時(shí)間控制器用作熾熱頭引火塞的分級設(shè)備和調(diào)整熾熱頭引火塞觸發(fā)電壓的設(shè)備，所述熾熱時(shí)間控制器目前已在內(nèi)燃機(jī)中使用。這也使得根據(jù)本發(fā)明的方法也能和已投入運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)相適配。在本發(fā)明的第一方案中為了對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級對電流、電壓和觸發(fā)時(shí)間進(jìn)行測量，并且從中計(jì)算出用于分級的特征。例如將功率、電阻、能量和時(shí)間常數(shù)Τ63、τ·作為分級特征進(jìn)行計(jì)算。時(shí)間常數(shù)考慮溫度的時(shí)間變化，或者說觸發(fā)電壓變化(電壓躍變)時(shí)的火花塞的電阻。 已用目前采用的熾熱時(shí)間控制儀可從電流、電壓和觸發(fā)時(shí)間中確定功率、電阻、E和τ63、τ1(ι(ι。這也使得根據(jù)本發(fā)明的方法也能簡單地和已有的系統(tǒng)相適配。另一優(yōu)點(diǎn)是，沒有大的設(shè)備上的花費(fèi)就可對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級。為了對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級將用于分級的特征，例如功率、電阻、E和T63、Tltltl和規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比較。其中，所述規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值在第一實(shí)施形式中是一些在外部規(guī)定的，并且存儲在熾熱時(shí)間控制器中，或者存儲在用于計(jì)算分級特征的另一裝置中的基準(zhǔn)數(shù)值。在一個替代的實(shí)施形式中，將內(nèi)燃機(jī)的單個的熾熱頭引火塞的特征彼此進(jìn)行比較。當(dāng)在這種情況中例如一個熾熱頭引火塞的特征與內(nèi)燃機(jī)的另外的熾熱頭引火塞的特征的差別顯著時(shí)按照特征的不同將該熾熱頭引火塞分級到額定溫度區(qū)上面的溫度級中，或者分級到額定溫度區(qū)下面的溫度級中。例如當(dāng)熾熱頭引火塞和另外的熾熱頭引火塞相比在觸發(fā)電壓相同的情況下轉(zhuǎn)換明顯更多的功率，則將這個熾熱頭引火塞分級到包含有額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)的那個溫度級中。相應(yīng)地，引火塞在觸發(fā)電壓相同的情況下與內(nèi)燃機(jī)的另外的熾熱頭引火塞相比較轉(zhuǎn)換功率較少，則將這個熾熱頭引火塞劃分到包括有額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)的那個溫度級中。在這種情況中為了能將熾熱頭引火塞分成溫度級，將用于分級的內(nèi)燃機(jī)的所有的熾熱頭引火塞的特征彼此進(jìn)行比較是特別優(yōu)選的做法，其中，將這樣的區(qū)域確定為額定數(shù)值區(qū)域，即當(dāng)有三個以上的熾熱頭引火塞時(shí)至少兩個熾熱頭引火塞的特征屬于這一區(qū)域，并且當(dāng)有三個熾熱頭引火塞時(shí)確定平均溫度的那些特征屬于這一區(qū)域。此外，當(dāng)超過或者低于診斷邊界值時(shí)可將火花塞識別為有故障，其中，在這種情況中不進(jìn)行電壓匹配。診斷極限值例如是電阻，所述電阻遠(yuǎn)在可能的制造公差帶之外。這樣，例如電阻可以極度地高，也就是說明顯地大于可能的公差值，在極端情況時(shí)接近無限，這表明加熱器導(dǎo)線中斷。此外，電阻也可以具有很小的數(shù)值，在極端情況時(shí)這個數(shù)值接近O歐姆，這表明有短路。除了從測量的參數(shù)，例如電流、電壓和觸發(fā)時(shí)間中計(jì)算的特征以外也可以考慮在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)部從熾熱頭引火塞的制造或者安裝布局中產(chǎn)生的公差數(shù)據(jù)，以考慮這個熾熱頭引火塞是一種熱的還是一種冷的熾熱頭引火塞的概率，并且為此將這個熾熱頭引火塞分級到包括有額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)的溫度級中，或者分級到包括有額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)的溫度級中。
在將熾熱頭引火塞分為溫度級之后對配屬于這樣的溫度級別的熾熱頭引火塞-即這個溫度級覆蓋額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)-降低觸發(fā)電壓，并且對配屬于這樣的溫度級別的熾熱頭引火塞-即這個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)-提高觸發(fā)電壓。當(dāng)熾熱頭引火塞屬于包括有額定溫度區(qū)的溫度級時(shí)不糾正觸發(fā)電壓。通過提高觸發(fā)電壓熾熱頭引火塞轉(zhuǎn)換更多的功率，并且熾熱頭引火塞的溫度升高。相應(yīng)地當(dāng)降低觸發(fā)電壓時(shí)熾熱頭引火塞轉(zhuǎn)換較少的功率，并且將熾熱頭引火塞加熱到較低的溫度。特別是在多于只有一個溫度級，且溫度級分別包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)和額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)，可借助熾熱頭引火塞所劃入的溫度級實(shí)現(xiàn)不同地提高或者降低觸發(fā)電壓。溫度與額定溫度的差別越大，則在這種情況中觸發(fā)電壓的變化就越強(qiáng)烈。通過對觸發(fā)電壓的修正可將屬于這種溫度級-即它包括額定溫度區(qū)域以下的溫度區(qū)的熾熱頭引火塞，和屬于這種溫度級-即它包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)的熾熱頭引火塞置入到一個通常相當(dāng)于額定溫度區(qū)的目標(biāo)溫度公差帶中。其中，這個目標(biāo)溫度公差優(yōu)選地與額定溫度的溫度偏差A(yù)T=25°C。對于額定溫度區(qū)來說，這意味著其在最小和最大溫度之間包括50°C的溫度差。

根據(jù)本發(fā)明的用于熾熱頭引火塞的分級和匹配的方法優(yōu)選地是在汽車停車期間，在點(diǎn)火活化時(shí)，或者在點(diǎn)火關(guān)閉之后，當(dāng)控制器處于空轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行。代替地例如也可當(dāng)內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行測量，因?yàn)樵诖擞泻愣ǖ霓D(zhuǎn)速和噴油量，并且因此有固定的運(yùn)行點(diǎn)。在測量時(shí)必須分別單個地對熾熱頭引火塞進(jìn)行觸發(fā)。通過在汽車停車時(shí)執(zhí)行本方法，例如直接在內(nèi)燃機(jī)起動之后，或者例如在有信號燈停車時(shí)保證不是在行駛期間通過調(diào)節(jié)熾熱頭引火塞出現(xiàn)發(fā)動機(jī)功率發(fā)生變化。此外，在汽車停車時(shí)發(fā)動機(jī)通常是以空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速運(yùn)動，這樣就有恒定的轉(zhuǎn)速水平用于熾熱頭弓I火塞的調(diào)節(jié)和匹配。在本發(fā)明的一個實(shí)施形式中首先將用于分級的特征和規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比較，以便對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級，并且緊接著為了進(jìn)行驗(yàn)證將內(nèi)燃機(jī)的所有的熾熱頭引火塞的用于分級的特征彼此進(jìn)行比較，其中，將這樣一種區(qū)域確定為額定數(shù)值區(qū)域，即當(dāng)有三個以上的熾熱頭引火塞時(shí)至少兩個熾熱頭引火塞的特征屬于這一區(qū)域，當(dāng)有三個熾熱頭引火塞時(shí)確定平均溫度的特征屬于這一區(qū)域。通過和規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值的比較以及熾熱頭引火塞的特征的彼此間的比較為觸發(fā)電壓的匹配提供了一種附加的安全級。通過根據(jù)本發(fā)明的方法既可減小內(nèi)燃機(jī)在控制運(yùn)行時(shí)，也可減少內(nèi)燃機(jī)在調(diào)節(jié)運(yùn)行時(shí)的熾熱頭引火塞的溫度公差。通過減小熾熱頭引火塞的溫度公差可改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的熾熱特性或者燃燒特性。這導(dǎo)致在冷起動時(shí)的燃燒穩(wěn)定性以及導(dǎo)致減小碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧拧８鶕?jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)點(diǎn)是在沒有附加的設(shè)備費(fèi)用和在沒有附加的設(shè)備的情況下就可進(jìn)行熾熱頭引火塞的溫度公差的匹配。通過熾熱頭引火塞的溫度公差的匹配也可直接在內(nèi)燃機(jī)中使用在制造時(shí)就具有較大溫度公差帶的熾熱頭引火塞，這樣在制造時(shí)出現(xiàn)的廢品就比較少了。特別是根據(jù)本發(fā)明的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)熾熱頭引火塞的溫度公差一方面可更好地在汽車中保持規(guī)定的熾熱溫度，另一方面可提高熾熱溫度，或者可延長在內(nèi)燃機(jī)中的熾熱頭弓I火塞的使用壽命。


在附圖中示出本發(fā)明的一些實(shí)施例，在下述說明中對這些實(shí)施例進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。在附圖中示出了電壓曲線、溫度曲線和電阻曲線與時(shí)間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式在這個唯一的附加中示出了溫度、電阻和電壓與時(shí)間和關(guān)系曲線圖。為了對在規(guī)定的溫度公差之外的熾熱頭引火塞進(jìn)行分級，首先計(jì)算描述熾熱頭引火塞的動態(tài)特性和靜態(tài)特性的特征。為此，例如可以在汽車的內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)汽車停車時(shí)，并且因此當(dāng)周圍空氣靜止時(shí)用規(guī)定的觸發(fā)電壓對熾熱頭引火塞進(jìn)行觸發(fā)，以確定熾熱頭引火塞的特性。在分級和檢測熾熱頭引火塞的溫度公差的整個時(shí)間間隔中測量電壓和電流，并且對于規(guī)定的時(shí)間標(biāo)記計(jì)算表示特性的數(shù)值。這些計(jì)算的數(shù)值例如是熾熱頭引火塞的電阻、熾熱頭引火塞的功率、時(shí)間常數(shù)T63,也就是達(dá)到額定數(shù)值，或者目標(biāo)數(shù)值63%的時(shí)間，其 中，時(shí)間是借助控制器中的計(jì)時(shí)器確定的，為了取得確定的電阻水平的時(shí)間，以及梯度dT/dR。例如在圖I中示出了確定熾熱頭引火塞的表示特性特性的情況。為此在第一步驟中確定起動時(shí)刻I的初始電阻Ro。在起動時(shí)刻觸發(fā)電壓增加到第一數(shù)值3。通過觸發(fā)電壓增加到第一數(shù)值3熾熱頭引火塞的溫度5增加，并且由于溫度的增加電阻7也增加。為了達(dá)到熾熱頭引火塞的溫度快速增加，熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓的第一數(shù)值3比熾熱頭引火塞以后的觸發(fā)電壓更高。在時(shí)刻&起動過程結(jié)束時(shí)出現(xiàn)溫度第一最大值9和電阻第一最大值11。在時(shí)刻h電壓下降到第二數(shù)值13。觸發(fā)電壓下降到第二數(shù)值13的時(shí)刻是通過下式確定的
權(quán)利要求
1.用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法，包括下述步驟 (a)將自點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的熾熱頭引火塞分級為至少兩個溫度級，其中，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)，和/或溫度級包括額定溫度區(qū)， (b)降低配屬于包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)的溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓，并且提高配屬于包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)的溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓。
2.按照權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，為了進(jìn)行分級，測量電流、電壓和觸發(fā)時(shí)間，并且從中計(jì)算出用于分級的特征。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將功率、電阻、能量和時(shí)間常數(shù)T63作為分級特征進(jìn)行計(jì)算。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將用于分級的特征和規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比較，為的是對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級。
5.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為了進(jìn)行分級，將內(nèi)燃機(jī)的所有的熾熱頭引火塞的特征彼此進(jìn)行比較，其中，將如下的區(qū)域確定為額定數(shù)值區(qū)，即當(dāng)有三個以上熾熱頭引火塞時(shí)至少兩個熾熱頭引火塞的特征屬于該區(qū)域，當(dāng)有三個熾熱頭引火塞時(shí)確定中間溫度的特征屬于該區(qū)域。
6.按照權(quán)利要求I至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在汽車停車期間進(jìn)行熾熱頭引火塞的分級和適配。
7.按照權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，首先將用于分級的特征與規(guī)定的基準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行比較，為的是對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級，并且緊接著為了進(jìn)行驗(yàn)證將內(nèi)燃機(jī)的所有的熾熱頭引火塞的用于分級的特征彼此進(jìn)行比較，其中，將如下區(qū)域確定為額定數(shù)值區(qū)域，即當(dāng)有三個以上的熾熱頭引火塞時(shí)至少兩個熾熱頭引火塞的特征屬于該區(qū)域，當(dāng)有三個熾熱頭引火塞時(shí)確定中間溫度的特征屬于該區(qū)域。
8.用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的裝置，包括用于將熾熱頭引火塞分級為至少兩個溫度級的設(shè)備，其中，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)，和/或溫度級包括額定溫度區(qū)，以及根據(jù)熾熱頭引火塞所配屬的溫度級調(diào)整熾熱頭弓I火塞的觸發(fā)電壓的設(shè)備。
9.按照權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，用于對熾熱頭引火塞進(jìn)行分級的設(shè)備和用于調(diào)整熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓的設(shè)備包括熾熱時(shí)間控制儀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于減小熾熱頭引火塞的溫度公差的方法。在這種方法中，在第一步驟中將自點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的熾熱頭引火塞分級為至少兩個溫度級，其中，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以上的一個溫度區(qū)，至少一個溫度級包括額定溫度區(qū)以下的一個溫度區(qū)，和/或溫度級包括額定溫度區(qū)。在第二步驟中降低配屬于溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓，所述溫度級包括額定溫度區(qū)以上的溫度區(qū)，并且提高配屬于溫度級的熾熱頭引火塞的觸發(fā)電壓，所述溫度級包括額定溫度區(qū)以下的溫度區(qū)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行所述方法的裝置。
文檔編號F23Q7/00GK102884307SQ201180024427
公開日2013年1月16日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者S.約斯 申請人:羅伯特·博世有限公司