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  Selbstregelnde Stabglühkerze




Der Dieselmotor hat es nicht leicht und die Hersteller haben es nicht leicht mit dem Dieselmotor, gilt er doch als beinahe doppelt so teuer in der Herstellung verglichen mit dem Benzinmotor. Das Verhältnis wird allerdings für den Diesel etwas günstiger, wenn auch der Benziner über Direkteinspritzung verfügt, obwohl die Drücke der beiden Einspritzsysteme immer noch sehr unterschiedlich sind.

Immerhin hat man den Kaltstart viel besser als früher in den Griff bekommen. Bei den damals üblichen Nebenbrennraumverfahren war der Brennraum praktisch geteilt. Der Hauptteil befand sich im Zylinderkopf, ziemlich unmittelbar umgeben von Kühlmittel. Das brachte viel Wärmeabfuhr, wodurch dieser Motortyp auf elektrische Wärme unbedingt angewiesen war.

Allerdings macht auch hier der wegen enormer Turbo-Aufladung das immer kleiner werdende statische Verdichtungsverhältnis zu schaffen. Inzwischen gibt es schon Dieselmotoren mit einer Verdichtung von 14 : 1. Da beim Kaltstart der Turbolader nicht viel zur Erhöhung des Kompressionsdrucks beitragen kann, wird der Kaltstart langsam wieder zum Problem.

Heutige Direkteinspritzer haben da wesentlich weniger Ansprüche. Motoren von Nutzfahrzeugen brauchen meist überhaupt keine Glüheinrichtung, die von Pkws fast nur bei Minusgraden. Da Glühstifte heute auch noch bedeutend schneller erwärmen und z.B. beim Türöffnen früher gestartet werden, ist die alte Diesel-Gedenkminute bis zum eigentlichen Motorstart völlig verschwunden. Der Dieselmotor ist zumindest in diesem Punkt ein dem Benzinmotor gleichwertiger Konkurrent geworden.

In einem Punkt hinkt er allerdings noch hinterher, das ist sein Abgasverhalten, welches auch und besonders (kurz) nach einem Kaltstart ungünstig ist. Deshalb hat sich die Aufgabe des Glühstifts vom Heizen vor dem Start mehr zum Nachglühen hin gewandelt. Nebenbei sind dann auch die z.T. sehr unangenehmen Geräusche des kalten Dieselmotors stark gemildert worden. Zusammenfassend kann man über den Dieselmotor im Vergleich zum Benziner sagen, dass er im Prinzip genauso schnell zu starten ist und auch kein größeres Arbeitsgeräusch nach dem Kaltstart hat.

Schaut man sich diesen genauer an, stellt man fest, dass die geringe Temperatur nicht nur zu weniger Wärmeerzeugung am Ende des Verdichtungstaktes führt, sondern auch zu deutlich weniger Startdrehzahl, was die Temperatur abermals senkt. Dagegen kämpfen Stabglühkerzen an, die z.B. bei den vierventiligen Dieselmotoren von oben senkrecht bis weit in den Kolbenraum hineinreichen. Der geringe Platzbedarf nötigt zu einem ganz geringen Durchmesser. Für das Glührohr sind heute 3 Millimeter möglich.

Kein System kommt ohne Beachtung des benachbarten aus. So ist die genaue Positionierung des Glührohrs im Brennraum sehr wichtig, eigenartigerweise eher im Bereich geringer Luftgeschwindigkeit durch Verwirbelung, die dem Glühstift zu rasch und zu viel Wärme entziehen würde. Natürlich muss auch die Art und Lage der Einspritzdüsen-Sacklöcher mit dieser Gesamtkonstruktion harmonieren. Applikation ist heute das Stichwort, Anpassung eines Zulieferer-Aggregats an den jeweiligen Motor.

Wie die Zündkerze besteht die Stabglühkerze im Prinzip aus zwei Teilen, die bei deren Herstellung ineinander geschoben werden. Die Hülse mit dem Gewinde zum Zylinderkopf hin wird auch hier als Kerzenkörper bezeichnet, innen das Glührohr mit in absolut schwingungshemmendem und wärmeleitendem Material eingepresster Heizwendel. Die äußerst dünnen Drahtwendeln sind deutlich weniger als ein Millimeter voneinander getrennt. Etwas größer ist der Abstand zum Glührohr selbst. Zwischen diesem und der Hülse sind noch Ringe zur Abdichtung und Isolation angeordnet.

Elektrisch gesehen stellen die beiden Glühwendeln, die Heizwendel an der Spitze und die Regelwendel weiter drinnen einen (relativ geringen) Widerstand für die Fahrzeugbatterie dar. Es kann also ein großer Strom fließen, weshalb hier auch Sicherungen von 30 bis 80 Ampere vorkommen. Dieser Strom erreicht gerade zu Beginn des Glühens seinen Spitzenwert. In der Heizwendel beginnt das Glühen. Es hat in 2 bis 5 Sekunden auf die Regelwendel übergegriffen. Deren PTC-Eigenschaft schützt die Wendeln, weil sie synchron mit ihrer Erwärmung durch Erhöhung des Widerstandes den Stromfluss bremst.

Wenn natürlich so ein Glühvorgang z.B. durch eine geöffnete Fahrertür ausgelöst wurde und dann vielleicht gar kein Motorstart erfolgte, muss dies vom Steuergerät für die Glühanlage erkannt und der gesamte Vorgang abgeschaltet werden. Dieses Steuergerät kann natürlich anhand der Motorparameter festlegen, wie lange der Glühvorgang nach einem erfolgreichen Motorstart noch dauern soll. Geringe Geräusch- und Abgasentwicklung kontra der Belastung der Batterie. Es besteht sogar die Möglichkeit, bei längeren Schubbetrieb des Dieselmotors dessen Glühstifte wieder zu aktivieren.

Immerhin bemisst man die Nachglühdauer schon nach Minuten, während es beim Vorglühen eher um Sekunden geht. Das kann dauern, bis der Motor echte, belastbare Betriebstemperatur hat. In der Spannung passt diese also nicht zu den Glühstiften, was einen Test mit Direktanschluss an die Batterie verbietet. Im Auto wird die Spannung und Stromzufuhr durch ein Steuergerät geregelt. Dieses kann die Glühstifte ganz zu Beginn sehr kurzzeitig mit Bordspannung füttern. Die Elektronik ist in der Lage, diese zurückzunehmen, sobald sie Schaden anrichten könnte.

Übrigens wird jetzt auch individuell geregelt, weil die Verhältnisse konstruktiv bedingt oder durch Prozesse nach langer Betriebsdauer in den einzelnen Zylindern verschieden sein können. Dabei werden in etwa 2 Sekunden 1000°C erreicht. Ein weites Feld tut sich auf, wenn der Glühstab ähnlich der Zündkerze auch als Sensor eingesetzt wird. So wird jetzt eine Ionenstrom- und Temperaturmessung. Gut möglich, dass jetzt die Güte der Verbrennung an das Steuergerät weiter gegeben und darauf entsprechend verschiedentlich reagiert wird.

Leider ist sie bisweilen so gasdicht und fest sitzend, dass Werkstätten Schwierigkeiten haben, sie auch nur in Teilen aus dem Zylinderkopf ohne dessen Beschädigung zu befreien. Man ist meist froh, wenn man die defekte ohne weitere negative Folgen gewechselt hat und missachtet den Rat des Herstellers, alle zu wechseln. Gewöhnen muss sich die Werkstatt wohl mehr und mehr an einen Drehmomentschlüssel für die Demontage, um z.B. das Abrechen der Glühstifte zu vermeiden. Rostlöser verwenden, ordentlich warmfahren und/oder extra bestromen ... 04/12



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