CN1902442A - 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)，其具有一管形主体，其内安装一压力传感器(90)，所述压力传感器测定装有火花塞(1)的发动机一气缸的内压。压力传感器配有连接爪，其相对于管形主体的轴线基本上纵向延伸。主体(10)在内侧壁上具有一横向槽。至少一连接爪安装在所述纵向槽中。

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]本发明涉及预热火花塞，其具有一压力传感器，可测定装有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，所述芯线将电能传送到预热电极，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]在这种火花塞中，与图1所示的火花塞相反，压力传感器通常接纳在火花塞的主体内，支承在该管形主体中的一凸肩上。这样，传感器能预防外部侵蚀。压力传感器处主体的外表面本身具有横截面呈六边形的柱形形状。因此，主体的这部分用于用螺钉使火花塞固定在发动机上。位于发动机外部的火花塞部分一般称为火花塞头部。

[06]火花塞头部的尺寸相对于发动机中在其附近的备用位置加以确定。该间隙往往受到限制。因此，压力传感器的尺寸也要受限制。但是，为提高压力测定的灵敏度，传感器最好具有一尽可能大的支承面。

[07]因此，本发明旨在实施一种火花塞，其具有一压力传感器，其中，所述压力传感器可根据火花塞头部的尺寸具有一也尽可能大的支承面。

发明内容

[08]为此，本发明提出一种预热火花塞，其具有一管形主体，其内安装一压力传感器，尤其用于测定装有火花塞的发动机一气缸的内压，压力传感器配有连接爪，其相对于管形主体的轴线基本上纵向延伸。

[09]根据本发明，主体在其内侧壁上具有一纵向槽，至少一连接爪安装在其中。

[10]这样，压力传感器安装在其中的腔室可全部用于传感器本身，无需为使该传感器进行电连接的构件保留位置。因此，可使安装在火花塞上的传感器的尺寸最佳化。

[11]为便于安装构成压力传感器的各种元件，槽最好呈横向，从而在管形主体中形成一纵向切口。在这种情况下，当主体在压力传感器处具有一呈六边形横截面的柱形外表面从而形成六面式表面时，所述切口最好完全通到主体的外表面的一面壁，以不使其作用衰减太大。但是，因为在气缸盖上拧紧或拧松火花塞时施加的力矩不是非常大，所以可确定成切口的宽度相当于主体一面壁的宽度。

[12]在本发明的预热火花塞中，传感器例如是压电传感器，具有一布置在两接触元件之间的压电元件。在该实施形式中，连接爪最好每个都与传感器的一接触元件仅形成一弯曲的整体件。这样可限制传感器的体积。

[13]本发明还涉及预热火花塞的主体，其具有一基本上呈柱形的管形部分，一具有六边形横截面的六面式握持区域位于其端部，其特征在于，握持区域具有一纵向切口。这种火花塞主体适合于例如上述的一火花塞。预热火花塞的这个主体可以是，例如纵向切口在握持区域一面的整个宽度上延伸。

[14]最后，本发明还涉及具有至少一气缸和一预热火花塞的内燃机，其特征在于，预热火花塞是例如上述的火花塞。

附图说明

[15]参照附图和非限制性实施方式的描述，本发明的其他特征和优越性将得到更好的理解，附图如下：

[16]图1是现有技术中预热火花塞的剖面图；

[17]图2类似于图1，示出本发明的火花塞；

[18]图3是图2所示火花塞的立体分解图；以及

[19]图4是图2和3所示火花塞的立体图。

具体实施方式

[20]如图2、3和4所示，预热火花塞1这里用于内燃机2(通常是具有一气缸盖2a的柴油机类发动机)，包括一主体10、一指杆20、一芯线40和一压力传感器90。

[21]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的一预热电极的指杆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)。

[22]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)。

[23]传感器90通过其上表面与主体10连接，且支承在指杆20上，以便施加在指杆20上的压力使之压紧在主体10上。

[24]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。

[25]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。

[26]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。

[27]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)。

[28]如图2所示，传感器90布置在主体10上端-称为主体10的头部-的一空腔100中。当火花塞安装在其中时，主体10的这部分位于发动机外部。该火花塞的外径较大的、位于发动机外部的整个部分也称为火花塞头部。

[29]隔板80的上端凸起在空腔100的底壁外，以致传感器90不位于主体10上。

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

[31]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的通频带的适合的振动方式(因此，隔板80本身不经受可干扰传感器90进行测定的振动)。

[32]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)。

[33]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。

[34]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。

[35]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。

[36]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。

[37]应注意到，主体10的头部具有六面式外表面。因此，该头部呈具有六边形横截面的柱形形状。

[38]为使一压力传感器90具有一尽可能大的压电元件74，一切口120形成于一侧壁110上。该切口120的宽度相应于它在其上形成的壁，其结果是该壁消失。因此，实际上，主体10的头部仅具有五个侧壁110。

[39]这样，电连接侧爪72a、76a可插入主体10头部的切口120中，而不去除压力传感器90在该头部内的位置。实际上，无此切口120，应该在空腔100中保留一间隙，至少使电连接侧爪72a通过，其相当于处于预热火花塞最里面的接触元件72。因此，这种通过有损于其尺寸必须小的压力传感器90的压电元件74的尺寸，因而有损于传感器的灵敏度。

[40]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)。

[41]由于存在切口120，该火花塞1也可接纳一传感器90，所述传感器90占据为此而配设在火花塞头部中的整个空腔100内。这有利于提高传感器90的灵敏度。通常用于拧紧预热火花塞的紧固力矩是这样的：甚至当切口120相当于六面式头部的一面壁的整个宽度时，所述切口120的存在不改变主体10的强度，在拧紧或拧松时，不会发生主体头部变形的危险。

[42]显然，可使该实施方式具有各种变化。

[43]例如，可在火花塞头部或火花塞主体头部具有一切口，而不确定成使传感器通过其上表面连接到火花塞主体，且使之支承在指杆上，以致施加在指杆上的压力使传感器压紧在火花塞主体上。可根据预热火花塞在其头部中装有一压力传感器的任意结构，配设这种切口。该切口例如可配设成一压力传感器如同图1所示的那样进行安装。

Claims (10)

1.预热火花塞主体(10)，其具有一基本上呈圆柱形的管形部分，一空腔(100)位于所述管形部分的端部，

其特征在于，它在其内侧壁上具有一纵向槽。

2.根据权利要求1所述的预热火花塞主体(10)，其特征在于，它包括一具有六边形横截面的六面式握持区域；并且，所述握持区域具有一纵向切口。

3.根据权利要求2所述的预热火花塞主体(10)，其特征在于，所述纵向切口在所述握持区域的一面壁的整个宽度上延伸。

4.预热火花塞(1)，其具有一管形主体，在所述管形主体内安装一压力传感器(90)，该压力传感器(90)尤其用于测定其内安设有所述火花塞(1)的发动机的一气缸的内压，所述压力传感器配有连接爪，所述连接爪相对于所述管形主体的轴线基本上纵向延伸，其特征在于，所述主体(10)是一根据权利要求1所述的火花塞主体；并且，至少一连接爪会就位在所述纵向槽中。

5.根据权利要求4所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述槽呈贯穿的，因而实施成一在所述管形主体(10)中的纵向切口。

6.根据权利要求5所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述主体(10)在压力传感器处具有一柱形外表面，该柱形外表面具有六边形横截面，从而形成六面式表面；并且，所述切口完全通到所述主体(10)的外表面的一面壁上。

7.根据权利要求6所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述切口的宽度相当于所述主体(10)的一面壁的宽度。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述传感器(90)是一压电传感器，具有一布置在两接触元件(72，76)之间的压电元件(74)。

9.根据权利要求8所述的预热火花塞(1)，其特征在于，所述连接爪(72a，76a)各自与所述传感器(90)的一接触元件(72，76)仅形成一弯曲的整体件。

10.内燃机，其具有至少一气缸和一预热火花塞(1)，其特征在于，该预热火花塞是一根据权利要求4至9中任一项所述的火花塞。

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