CN100498075C - 具有压力传感器的预热火花塞以及配有这种火花塞的发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及预热火花塞(1)，其具有一测定其内安设有所述火花塞(1)的发动机的气缸内压的压力传感器(90)、一固定到所述发动机上的主体(10)、以及一其内安设有一预热电极的指杆(20)。根据本发明，所述压力传感器(90)通过其上表面与所述主体(10)连接，并且该压力传感器(90)支承在一隔板(80)上，所述隔板(80)靠在所述指杆(20)上并布置在所述主体(10)中，而没有与所述主体(10)接触，从而，施加在所述指杆(20)上的压力使之压紧在所述主体(10)上。

Description

具有压力传感器的预热火花塞以及配有这种火花塞的发动机

技术领域

[01]本发明涉及具有一压力传感器的预热火花塞，所述压力传感器可测定其内安设有该火花塞的发动机气缸的压力。

背景技术

[02]公知的预热火花塞具有一适于测定装有火花塞的发动机气缸内压的压力传感器、一适于固定到发动机上的主体、以及一装有一预热电极的指杆。

[03]如图1所示(其为剖面图，示出现有技术中的火花塞)，为了可测定气缸内的压力，而不使火花塞结构具有较大变化，传感器布置在支承它的主体和一螺母之间，所述螺母与一芯线的上端相连接，所述芯线将电能传递到预热电极，且在主体中延伸指杆并超出，穿过传感器。

[04]气缸内的压力由火花塞指杆感测，指杆感测到的压力通过相连接的芯线传输到传感器。

[05]但是，这种火花塞具有多种缺陷。

[06]首先，鉴于使芯线(因而使指杆)与传感器连接的螺母布置在传感器的上面，因此，施加在指杆上的超压以压力降低的形式影响传感器。这样，在制造火花塞时，通常必须通过压紧使传感器预加应力，足以使其可测定任何期望的压力范围，但应力不能太大，以免损害传感器的压电元件。

[07]其次，芯线由于发动机工作而产生的振动，引起芯线通过螺母与之相连接的传感器进行振动，从而在压力测定中产生干扰振动。

[08]其三，用于使传感器与电路相连接的电连接件也要经受振动，干扰压力测定。

[09]本发明旨在解决至少一些前述问题，提出一种火花塞，其具有一压力传感器，不需要预加应力，且其工作不受干扰振动(vibrationsparasites)干扰。

[10]根据本发明，在前述类型的火花塞中所述压力传感器通过其上表面与所述主体连接，并且该压力传感器支承在一隔板上，所述隔板靠在所述指杆上并布置在所述主体中，而没有与所述主体接触，从而，施加在所述指杆上的压力使之压紧在所述主体上。

[11]这样，传感器经受的压紧相应于指杆经受的压紧，因此，传感器不再需要预加应力。此外，因为传感器布置在主体和指杆之间，所以不再与芯线接触，因此，其振动不再朝传感器产生干扰振动。另外，传感器连接件的干扰振动被传感器与之相连接的主体所吸收。

[12]应当指出，本发明也适用于具有至少一气缸和一例如这里所述的预热火花塞的内燃机，因此，压力传感器适于测定装有火花塞的气缸的内压，火花塞的主体固定到发动机上。

附图说明

[13]参照附图和作为非限制性实施方式给出的描述，本发明的其它特征和优越性将得到更好的理解，附图如下：

[14]图1是现有技术中预热火花塞的剖面图；

[15]图2类似于图1，示出本发明的火花塞；

[16]图3是图2所示火花塞的立体分解图；以及

[17]图4是图2和3所示火花塞的立体图。

具体实施方式

[18]如图2、3和4所示，预热火花塞1这里用于内燃机2(通常是具有气缸盖2a的柴油发动机)，包括一主体10、一指杆20、一芯线40和一压力传感器90。

[19]通常，主体10适于固定到发动机2上，例如用螺钉固定到气缸盖2a上。其内装有火花塞1的预热电极的指杆20，布置在主体10中，且嵌装在其上。芯线40将电能传送到指杆20中的电极，因此，与该电极接触，同其在主体10内延伸且超出的指杆20相连接(其自由端可使其与凸起在主体10外的一供电电导体进行电连接)。

[20]压力传感器90适于测定发动机的气缸(气缸之一)的内压。在该实施例中，传感器90包括一压电元件74，其布置在用导电材料制成的两接触元件72、76之间，在这种情况下，通过两电绝缘构件70、78与火花塞1的其余部分电绝缘。接触元件72、76每个都包括一弯曲的电连接侧爪72a、76a，它们朝向芯线40的自由端，基本上与火花塞的纵向轴线1a相平行地进行延伸(参见图3和4)。

[21]根据本发明，传感器90通过其上表面与主体10连接，且支承在指杆20上，从而施加在指杆20上的压力使之压紧在主体10上。

[22]应完全理解的是，指杆20的任何压紧直接表现为传感器90压紧在主体10上。因此，传感器90不再需要预加应力，以测定发动机中的压力。

[23]如图2所示，芯线40穿过传感器90，但不与后者接触。因此，芯线40的振动不传递到传感器90。因此，芯线40的作用基本上仅为传送电流至指杆20的预热电极，如同没有压力传感器的预热火花塞中那样。

[24]在该实施例中，传感器90支承在一隔板80上，所述隔板80位于指杆20上，布置在主体10中，不与所述主体10接触。显然，围绕芯线40的隔板80不与其接触。

[25]不改变指杆20和主体10的尺寸，该隔板80即可使传感器90安装到火花塞1的上部，而不在主体10中安装在指杆20的上端部位，这会产生附加应力(必须使用外径非常小的具有较低灵敏度的传感器、暴露于指杆20产生的较高温度)。

[26]如图2所示，传感器90布置在主体10上端的一空腔100中，隔板80的上端凸起超出空腔100的底壁，以致传感器90不位于主体10上。

[27]传感器90在主体10中的定位，易于用塑料用复合模制(surmoulage)火花塞1的上部，用复合模制可确保密封，使电线与传感器90的连接件的电连接更完善。

[28]隔板80用使之具有良好刚度的材料制成(由于主体10的内径、芯线40的外径和主体10与指杆20各自的长度所要求的尺寸的限制)，使之具有高于(明显地)传感器90的通频带(bande passante)的固有振动模式(因此，隔板80本身不经受可干扰传感器90进行测定的振动)。

[29]隔板80最好用陶瓷制成，此材料具有各种不同的理想性能(绝缘、刚度、高于通频带的振动和良好的高温机械性能)。

[30]此外，在该实施例中，一支承件60间置在传感器90和隔板80之间，以使由隔板80产生的压力分布在传感器90的整个表面上。

[31]火花塞1也包括一螺母50，其布置在传感器10上，用螺钉固定到主体10上，使传感器90压紧在指杆20上(通过隔板80和支承件60)，使其连接到主体10上。

[32]显然，与主体10相连接的螺母50不与芯线40接触，由于压紧传感器，因此可明显地减轻传感器90的电连接件的振动。

[33]在该实施例中，螺母50的螺纹布置在其外周边上，与空腔100的侧壁110的内表面上的螺纹相配合。

[34]因此，根据该实施方式的火花塞1的制造特别简单：它由构件叠置而成；传感器90不需要进行任何严格的预加应力，只要略加压紧以便固定。此外，因为芯线不再用于将压力变化传送到传感器，故可缩小其直径，因而可使用一内径和外径较小的传感器90(例如2.6毫米的内径和8.5毫米的外径)。

[35]显然，可使该实施方式具有各种变化。

Claims (8)

1.预热火花塞(1)，其具有一测定其内安设有所述火花塞(1)的发动机的气缸内压的压力传感器(90)、一固定到所述发动机上的主体(10)、以及一其内安设有一预热电极的指杆(20)，

其特征在于，所述压力传感器(90)通过其上表面与所述主体(10)连接，并且该压力传感器(90)支承在一隔板(80)上，所述隔板(80)靠在所述指杆(20)上并布置在所述主体(10)中，而没有与所述主体(10)接触，从而，施加在所述指杆(20)上的压力使之压紧在所述主体(10)上。

2.根据权利要求1所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述隔板(80)由这样的材料制成：所述材料固有的振动模式是在所述压力传感器(90)的通频带之外。

3.根据权利要求2所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述隔板(80)用陶瓷制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的预热火花塞(1)，其特征在于，一螺母(50)拧紧在所述主体(10)上，并压紧所述压力传感器(90)，以便使之与所述主体(10)相连接。

5.根据权利要求4所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述螺母(50)的螺纹布置在其外周边上，并与实施在所述主体(10)的一空腔(100)的侧壁(110)的内表面上的螺纹相配合，其中，在所述空腔(100)内安放所述压力传感器(90)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述压力传感器(90)包括一压电元件(74)，该压电元件(74)布置在两接触元件(72，76)之间，并与所述火花塞(1)的其余部分电绝缘。

7.根据权利要求1所述的预热火花塞(1)，其特征在于，一支承件(60)间置在所述压力传感器(90)和所述隔板(80)之间。

8.内燃机，其具有至少一气缸和一根据前述权利要求中任一项所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述压力传感器(90)能测定其内安放有所述火花塞(1)的气缸的内压；并且，所述主体(10)固定到所述发动机上。

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