Glühkerzen und mehr

[Karl0097]

Auszug aus KFZ-Technik


Aufgabe
Der Glühstift soll als Teil der Glüheinrichtung besonders bei niedrigen Temperaturen eine schnelle Erwärmung des Brennraums beim Dieselmotor erreichen und die Vorglühzeit (und damit die Diesel-Gedenkminute) so kurz wie möglich halten.
Je mehr Wärme die Brennraumoberfläche abführt, desto mehr wird er gebraucht. Bei Direkteinspritzern ist diese besonders klein. Stahlglühstiften mit Steuergerät nahe am Motor können auch bei -25°C einen Brennraum innerhalb von 2 Sekunden aufheizen.
Eigentlich ist die Nachheizphase der Glühstifte deutlich wichtiger, weil sie sehr zur Einhaltung von Abgasvorschriften beiträgt. Auch hier wird die Energiezufuhr zu den Stabglühstiften angepasst und an den jeweiligen Betriebszustand geregelt. Bisher arbeiten sie nur kurz vor und nach dem Start, vielleicht bald mehr oder weniger dauerhaft?

Funktion
Seitdem die Glühwendel aus mehreren, eng gewickelten Schleifen besteht, wird 'Glühkerze' nur noch 'Glühstift' genannt. Seine hohe Stromaufnahme ist von der beim Dieselmotor gegenüber der beim Benzinmotor höheren Kapazität der Batterie möglich. Glühstifte sind unter parallel geschaltet, damit bei Ausfall eines die anderen in Funktion bleiben. Die Nennspannung beträgt nur noch 6 Volt oder weniger, um sie für eine kurze Zeit am Anfang der Glühzeit mit der vollen Bordspannung betreiben zu können. Dadurch steigt die Temperatur im Brennraum sehr rasch an. Um Beschädigungen an den Glühstiften zu vermeiden, werden diese schon nach etwa 2 Sekunden vom Steuergerät heruntergeregelt.
Bei der Verwendung von Diesel-Partikelfiltern ist häufiger eine Regeneration fällig. Bei dieser können Glühstifte unterstützend eingesetzt werden. Von beinahe unbegrenzter Lebensdauer sind dabei Heizelemente aus Keramik, die allerdings wegen ihrer Bruchgefahr im Werkstattalltag vorsichtig behandelt werden müssen.
Der Glühstift ist ein eher seltenes Beispiel (im Kfz-Bereich) für einen PTC (Positive Temperature Coeffizient). Er hat einen geringen Widerstand zur Einschaltzeit von weniger als 10 Ohm. Dieser steigt mit zunehmender Temperatur rasch an, begrenzt somit die Stromaufnahme und schützt die Batterie vor zu rascher Entladung.

Wichtig
Einzelne defekte Glühstifte können den Kaltstart besonders bei Nebenbrennraum-Verfahren erheblich behindern. Weil Glühstifte im Gegensatz zu Zündkerzen) nur beim Kaltstart arbeiten, reicht es aus, durch Widerstandsmessung die defekte(n) herauszufinden und nur diese auszutauschen. Ausgebaute Glühstifte von modernen Dieselmotoren dürfen nur 1 - 2 Sekunden an eine größere Spannungsquelle mit der entsprechenden Nennspannung angeschlossen werden.

Neu
Wir kennen bisher den Glühstift nur als Aktuator. Nun wird er - ähnlich wie die Zündkerze - auch als Sensor eingesetzt. Er gibt mit Hilfe eines Piezo-Quarzes dem Steuergerät in zeitlich enger Folge die komplizierten Druckwerte im Brennraum des direkteinspritzenden Dieselmotors an, damit dieses die Verbrennung durch Einspritzmenge, -verteilung und -zeitpunkt entsprechend steuern kann.