DE102005035062A1

DE102005035062A1 - Device for measuring combustion chamber pressure of internal combustion engine has housing cover of heater plug provided for transmission of combustion chamber pressure to pressure measuring element

Info

Publication number: DE102005035062A1
Application number: DE200510035062
Authority: DE
Inventors: Holger Scholzen; Joerg Engelhardt; Christian Roesser; Markus Ledermann; Reiner Koestlmeier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-02-15
Also published as: CN1904348A; ITMI20061439A1

Abstract

The device for measuring the combustion chamber pressure of an internal combustion engine, with a heater plug (1) with a housing cover (14) extending in an installation direction of the heater plug and a pressure measuring element (2) housed in the heater plug, has the housing cover provided for transmission of combustion chamber pressure to the pressure measuring element. Fastening means (14b) for fixing the heater plug on the engine (2) and the pressure measuring element is located between the fastening means and a section (11) of the heater plug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE 196 80 912 C2 bekannt ist.The invention relates to a device for detecting the combustion chamber pressure of an internal combustion engine with the features of the preamble of the independent claim 1, as for example from the DE 196 80 912 C2 is known.

Ein wesentlicher Bestandteil moderner Motorregelungen ist die Erfassung des Brennraumdrucks, der für die angestrebte Emissionsreduzierung hochgenau erfasst werden muss. Aufgrund der sehr beengten Verhältnisse im Zylinderkopf von modernen Mehrventilmotoren, wird angestrebt, Vorrichtungen zur Erfassung des Brennraumdrucks von Brennkraftmaschine in ein ohnehin vorgesehenes Bauteil einzubauen. Als idealer Einbauort, der über einen direkten Zugang zum Brennraum eines Zylinders verfügt, wird allgemein die Glühstiftkerze (GSK) angesehen. So ist aus der DE 196 80 912 C2 eine Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein Drucksensor zwischen einem Heizabschnitt und einem Fixierglied in einer Glühstiftkerze angeordnet ist und der Heizabschnitt zur Übertragung des Zylinderdrucks auf den Drucksensor vorgesehen ist.An essential element of modern engine regulations is the detection of the combustion chamber pressure, which must be recorded with high precision for the desired emission reduction. Due to the very tight conditions in the cylinder head of modern multi-valve engines, the aim is to install devices for detecting the combustion chamber pressure of the internal combustion engine in an already provided component. As an ideal installation location, which has direct access to the combustion chamber of a cylinder, the glow plug (GSK) is generally considered. So is out of the DE 196 80 912 C2 a device for detecting the combustion chamber pressure of an internal combustion engine, in which a pressure sensor is arranged between a heating section and a fixing member in a glow plug and the heating section is provided for transmitting the cylinder pressure to the pressure sensor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine preiswerte und zuverlässige Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors zu schaffen, welche ein in eine Glühstiftkerze integriertes Druckerfassungselement verwendet, wobei die Abmessungen einer herkömmlichen Glühstiftkerze möglichst beibehalten werden sollen und das Druckerfassungselement möglichst einfach aufgebaut ist.task The invention is an inexpensive and reliable device for detecting the combustion chamber pressure in a cylinder of an internal combustion engine, In particular, to create a diesel engine, which in one glow plug integrated pressure sensing element used, the dimensions a conventional one As far as possible should be maintained and the pressure sensing element as possible is simple.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks in Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht einen möglichst einfa chen und robusten Aufbau der Glühstiftkerze mit Druckerfassungsfunktion. Aufgrund des einfachen Aufbaus besteht für die Auslegung der Glühstiftkerze eine vergleichsweise große Designfreiheit. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass der Gehäusemantel der Glühstiftkerze zur Übertragung des Brennraumdrucks auf das Druckerfassungselement vorgesehen ist. Eine separate Hülse zum Vorspannen des Druckerfassungselementes entfällt vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist, dass nicht nur der Glühstift, sondern der gesamte dem Brennraum zugewandte Abschnitt der Glühstiftkerze zur Druckaufnahme verwandt wird. Da sich der Glühstift nicht mehr relativ zum Gehäuse bewegen muss, wird die Vorrichtung unempfindlicher gegen Verkokung. Da das Druckerfassungselement durch ein kompakt aufgebautes Sensorelement dargestellt werden kann, wirken sich Temperaturgradienten nur geringfügig aus.The inventive device for detecting the combustion chamber pressure in internal combustion engines with the Characteristic features of claim 1 allows a possible Simple and robust design of the glow plug with pressure detection function. Due to the simple structure exists for the design of the glow plug a comparatively large one Design freedom. This is advantageously achieved in that the housing jacket the glow plug for transmission the combustion chamber pressure is provided on the pressure sensing element. A separate sleeve for biasing the pressure sensing element eliminates advantageous. Especially It is advantageous that not only the glow plug, but the entire the combustion chamber facing portion of the glow plug for pressure absorption is used. Because the glow plug no longer relative to the housing must move, the device is less sensitive to coking. Since the pressure sensing element by a compact sensor element can be represented, temperature gradients affect only slightly.

Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale erreicht.advantageous versions and further developments of the invention are indicated by the in the dependent claims Features achieved.

Zeichnungendrawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die einzige Figur zeigt eine am Zylinder einer Brennkraftmaschine angeordnete Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks mit einem von einer Glühstiftkerze aufgenommenen Druckerfassungselement.One embodiment The invention is illustrated in the drawings and is in the explained below description. The single figure shows a cylinder on an internal combustion engine arranged device for detecting the combustion chamber pressure with a from a glow plug recorded pressure sensing element.

Beschreibung eines Ausführungsbeispielsdescription an embodiment

Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks von Brennkraftmaschinen. Die Vorrichtung umfasst eine Glühstiftkerze 1, die an einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 2 angeordnet ist. Die Glühstiftkerze weist einen beispielsweise zylindrischen, einen Innenraum 6 bergenden, metallischen Gehäusemantel 14 auf, der einteilig oder wie in diesem Ausführungsbeispiels gezeigt zur Montageerleichterung auch vorteilhaft mehrteilig mit beispielsweise einem ersten Gehäuseteil 14c und einem zweiten Gehäuseteil 14d sein kann und sich in Einbaurichtung 8 der Glühstiftkerze 1 erstreckt. Weiterhin weist die Glühstiftkerze 1 einen beispielsweise keramischen Glühstift 12 auf, der in ein Stützrohr 13 eingelötet ist, das in das erste Gehäuseteil 14c des Gehäusemantels 14 eingelötet oder eingepresst ist, um dadurch die Dichtheit der Glühstiftkerze zu gewährleisten. Das zweite Ge häuseteil 14d des Gehäusemantels 14 weist an seinem Umfang Befestigungsmitteln 14b, beispielsweise in Form eines Außengewindes auf. Die Glühstiftkerze 1 wird in bekannter Weise in der Einbaurichtung 8 in eine Einbauöffnung 5 eines Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine 2 eingeschraubt, so dass der mit dem Glühstift 12 versehene Abschnitt 11 der Glühstiftkerze 1 dem Brennraum 3 zugewandt ist. Der Gehäusemantel 14 weist an der Stirnseite 14a seines in die Einbauöffnung 5 eingeschobenen Endes eine konische Ringfläche zur Anlage an einem Kegeldichtsitz 9 des Zylinderkopfs auf. Die zur Abdichtung des Kegeldichtsitzes notwendige Vorspannung wird über die Befestigungsmittel 14b bei der Montage erzeugt.The single FIGURE shows a device according to the invention for detecting the combustion chamber pressure of internal combustion engines. The device comprises a glow plug 1 connected to a cylinder head of the internal combustion engine 2 is arranged. The glow plug has an example cylindrical, an interior 6 sheltering, metallic housing jacket 14 on, the one-piece or as shown in this embodiment for ease of assembly also advantageously multi-part with, for example, a first housing part 14c and a second housing part 14d can be and in installation direction 8th the glow plug 1 extends. Furthermore, the glow plug 1 a ceramic glow plug, for example 12 on that in a support tube 13 soldered into the first housing part 14c of the housing jacket 14 soldered or pressed, thereby ensuring the tightness of the glow plug. The second housing part 14d of the housing jacket 14 has at its periphery fasteners 14b , For example in the form of an external thread. The glow plug 1 is in a known manner in the installation direction 8th in a mounting hole 5 a cylinder head of the internal combustion engine 2 screwed in, so that with the glow plug 12 provided section 11 the glow plug 1 the combustion chamber 3 is facing. The housing jacket 14 points at the front 14a his in the mounting hole 5 inserted end a conical annular surface for engagement with a conical sealing seat 9 of the cylinder head. The necessary to seal the conical sealing seat preload on the attachment means 14b generated during assembly.

Weiterhin weist die Glühstiftkerze 1 in ihrem Inneren ein Graphitelement 15 zur Kontaktierung des Glühstifts 12 am Plus-Kontakt und ein hülsenförmiges über den Glühstift 12 und das Graphitelement 15 geschobenes Isolationselement 17 auf, welches den Plus-Kontakt des Glühstifts 12 und das Graphitelement 15 von dem auf Massepotential befindlichen Gehäusemantel 14 der Glühstiftkerze isoliert. Das Graphitelement 15 ist an eine Anschlussleitung 16 angeschlossen, die das Isolationselement 17 durchdringt. Der Anschluss des Minus-Kontakts des Glühstiftes 12 erfolgt über das Stützrohr 13 und den Gehäusemantel 14 an Motormasse.Furthermore, the glow plug 1 in your Inside a graphite element 15 for contacting the glow plug 12 on plus contact and a sleeve-shaped over the glow plug 12 and the graphite element 15 pushed isolation element 17 on which the plus contact of the glow plug 12 and the graphite element 15 from the housing shell located at ground potential 14 isolated the glow plug. The graphite element 15 is connected to a connection cable 16 connected to the isolation element 17 penetrates. The connection of the minus contact of the glow plug 12 takes place via the support tube 13 and the housing shell 14 at engine mass.

Der in der Einbaulage dem Brennraumdruck ausgesetzte Abschnitt 11 der Glühstiftkerze 1 umfasst den Glühstift 12, das Stützrohr 13 und den nicht am Kegeldichtsitz 9 anliegenden Bereich der Stirnfläche 14a des Gehäusemantels 14. Die von dem Brennraumdruck auf diesen brennraumseitigen Abschnitt 11 der Glühstiftkerze insgesamt ausgeübte Druckkraft wirkt bis zur Befestigungsstelle der Glühstiftkerze und daher bis zu den Befestigungsmitteln 14b fort. In diesen Kraftpfad ist als Druckerfassungselement 20 ein piezoelektrisches Element, beispielsweise ein Quarz-Sensorelement eingebaut. Es kann aber auch eine Piezokeramik oder ein anderes geeignetes Element verwandt werden. Das Druckerfassungselement 20 ist scheibenförmig mit einer ersten Ringfläche und mit einer davon abgewandten zweiten Ringfläche sowie einer Innenausnehmung zur Durchführung der Anschlussleitung 16 ausgebildet. Das Druckerfassungselement 20 liegt mit der ersten Ringfläche an einer sich senkrecht zur Einbraurichtung 8 erstreckenden ersten Auflagefläche 21 des Gehäusemantels auf. Diese erste Auflagefläche 21 ist beispielsweise an einem ersten Innenvorsprung 14e des Gehäusemantels 14 ausgebildet, der von der Innenwand des Gehäusemantels 14 in radialer Richtung in den Innenraum 6 absteht. Weiterhin liegt das Druckerfassungselement 20 mit einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite an einer senkrecht zur Einbraurichtung erstreckenden zweiten Auflagefläche 22 des Gehäusemantels 14 an. Diese zweite Auflagefläche 22 ist an einem zweiten Innenvorsprung 26 ausgebildet, der beispielsweise durch eine mit der Innenwand des Gehäusemantels 14 verschweißte Hülse 18 gebildet wird. Die erste und die zweite Auflagefläche können aber auch unter einem anderen von Null Grad verschiedenen Winkel zur Einbaurichtung angeordnet sein. Bei der Montage kann dann zunächst das ringförmige Druckerfassungselement 20 mit einer ersten Seite auf die erste Auflagefläche 21 aufgelegt werden. Anschließend kann die Hülse 18 in den Innenraum 6 des Gehäusemantels 14 derart eingesetzt werden, dass die an der Hülse ausgebildete zweite Auflagefläche 22 an der zweiten Seite des Druckerfassungselementes 20 zur Anlage gelangt. Der Außenumfang der Hülse wird mit der Innenwand des Gehäusemantels 14 durch eine Schweißverbindung 23 fest verbunden. Das Druckerfassungselement 20 ist in der Einbaurichtung 8 gesehen zwischen dem brennraumseitigen Abschnitt 11 und den Befestigungsmitteln 14b angeordnet.The section exposed in the installation position to the combustion chamber pressure 11 the glow plug 1 includes the glow plug 12 , the support tube 13 and not at the conical seat 9 adjacent area of the face 14a of the housing jacket 14 , The of the combustion chamber pressure on this combustion chamber side section 11 the glow plug generally exerted compressive force acts up to the attachment point of the glow plug and therefore to the fasteners 14b continued. In this power path is as a pressure sensing element 20 a piezoelectric element, for example a quartz sensor element installed. However, it is also possible to use a piezoceramic or another suitable element. The pressure sensing element 20 is disc-shaped with a first annular surface and facing away from a second annular surface and an inner recess for the passage of the connecting cable 16 educated. The pressure sensing element 20 lies with the first ring surface at a perpendicular to Einbraurichtung 8th extending first support surface 21 of the housing shell. This first contact surface 21 is for example on a first inner projection 14e of the housing jacket 14 formed by the inner wall of the housing shell 14 in the radial direction in the interior 6 projects. Furthermore, the pressure sensing element is located 20 with a second side facing away from the first side on a second support surface extending perpendicular to the Einbraurichtung 22 of the housing jacket 14 at. This second bearing surface 22 is at a second inner projection 26 formed, for example, by a with the inner wall of the housing shell 14 welded sleeve 18 is formed. But the first and the second bearing surface can also be arranged at a different angle other than zero degrees to the installation direction. During assembly, the annular pressure sensing element can then first be used 20 with a first side on the first bearing surface 21 be hung up. Subsequently, the sleeve 18 in the interior 6 of the housing jacket 14 be used such that formed on the sleeve second bearing surface 22 on the second side of the pressure sensing element 20 comes to the plant. The outer circumference of the sleeve is connected to the inner wall of the housing shell 14 through a welded joint 23 firmly connected. The pressure sensing element 20 is in the installation direction 8th seen between the combustion chamber side section 11 and the fasteners 14b arranged.

Der von dem Abschnitt 11 zu den Befestigungsmitteln 14b gerichtete Kraftfluss wird am Ort des ersten Innenvorsprungs 14e nur über den Gehäusemantel 14 übertragen. Die elastische Anschlussleitung 16 überträgt keine Kraft. Von dem mit dem Innenvorsprung versehenen Bereich des Gehäusemantels 14 wird der Kraftfluss teils unmittelbar auf das Druckerfassungselement 20 und teils auf den das Druckerfassungselement umgebenden Wandabschnitt 24 des Gehäusemantels 14 übertragen, wodurch der Kraftfluss in einem konstanten Verhältnis zwischen dem Druckerfassungselement und dem das Druckerfassungselement 20 umgebenden Wandabschnitt 24 aufgeteilt wird. Dieses Verhältnis hängt nur von den Querschnitten und der Steifigkeit des Gehäusemantels und des Druckerfassungselementes ab, die beide über die Lebensdauer konstant bleiben.The one from the section 11 to the fasteners 14b directed force flow is at the location of the first inner projection 14e only over the housing shell 14 transfer. The elastic connecting cable 16 does not transmit power. Of the provided with the inner projection portion of the housing shell 14 the force flow is partly directly on the pressure sensing element 20 and partly to the wall surrounding the pressure sensing element 24 of the housing jacket 14 transmitted, whereby the power flow in a constant ratio between the pressure sensing element and the pressure sensing element 20 surrounding wall section 24 is split. This ratio depends only on the cross-sections and stiffness of the shell and pressure sensing element, both of which remain constant over the life of the shell.

Es ist vorteilhaft, die Hülse 18 so mit dem Gehäusemantel 14 zu verschweißen, dass das Druckerfassungselement 20 zunächst keine Vorspannung erfährt. Eine Vorspannung des Druckerfassungselementes kann dann beim Einschrauben der Glühstiftkerze in den Zylinderkopf und die daraus resultierende Stauchung des Gehäusemantels 14 erfolgen. Um Druckspannungen im Druckerfassungselement zu reduzieren, kann auch zunächst ein kleiner Luftspalt zwischen Druckerfassungselement 20 und Hülse 18 vorgesehen sein, der beispielsweise dadurch realisiert werden kann, dass der piezoelektrische Effekt des Druckerfassungselementes beim Schweißen der Hülse 18 aktorisch genutzt wird. Beim Einschrauben der Glühstiftkerze wird der Spalt dann geschlossen. So kann erreicht werden, dass höhere Einschraublasten ertragen werden oder Druckerfassungselemente eingesetzt werden können, die sonst nicht ausreichend druckfest wären.It is beneficial to the sleeve 18 so with the housing shell 14 to weld that pressure sensing element 20 initially undergoes no bias. A bias of the pressure sensing element can then when screwing the glow plug in the cylinder head and the resulting compression of the housing shell 14 respectively. In order to reduce compressive stresses in the pressure sensing element, also a small air gap between the pressure sensing element can initially 20 and sleeve 18 be provided, which can be realized, for example, that the piezoelectric effect of the pressure sensing element during welding of the sleeve 18 is used actuarially. When screwing in the glow plug, the gap is then closed. Thus, it can be achieved that higher screw-in loads are endured or pressure sensing elements can be used, which would otherwise not be sufficiently pressure-resistant.

Nach dem Einschweißen der Hülse 18 erfolgt die Kontaktierung des Druckerfassungselementes 20 mit einem Schaltungsteil 19, z. B. mittels eines Lötprozesses. An einer Innenausnehmung 27 ist das Druckerfassungselement 20 mit elektrischen Anschlüssen 25 versehen, die zusammen mit der Anschlussleitung 16 durch eine Innenausnehmung der Hülse 18 geführt sind. Das Druckerfassungselement 20 ist über die elektrischen Anschlüsse 25 mit dem im Innenraum 6 des Gehäusemantels 14 angeordneten Schaltungsteil 19 verbunden. Das Schaltungsteil 19 dient zur Aufnehme der Auswerteschaltung (Ladungs- oder Elektrometerverstärker) sowie der Bauelemente zur EMV-Beschaltung, die in der Abbildung schematisch dargestellt sind, und kann zum Beispiel auf ein hier nicht dargestelltes Kunststoffteil aufgeklebt werden. Nach dem Einschweißen der Hülse 18 und dem Herstellen der Kontaktierung wird das zweite Gehäuseteil 14d aufgeschoben und mit dem ersten Gehäuseteil 14c verschweißt. Der Außenanschluss der Glühstromanschlussleitung 16 und des Schaltungsteils 19 erfolgt über einen elektrischen Anschluss 7, der mit dem Schaltungsteil 19 und mit der Glühstromanschlussleitung verbunden ist und an der vom Brennraum abgewandten Seite der Glühstiftkerze 1 ausgebildet ist.After welding the sleeve 18 the contacting of the pressure sensing element takes place 20 with a circuit part 19 , z. B. by means of a soldering process. At an interior recess 27 is the pressure sensing element 20 with electrical connections 25 provided together with the connecting cable 16 through an inner recess of the sleeve 18 are guided. The pressure sensing element 20 is about the electrical connections 25 with the interior 6 of the housing jacket 14 arranged circuit part 19 connected. The circuit part 19 serves to accommodate the evaluation circuit (charging or electrometer amplifier) and the components for EMC wiring, which are shown schematically in the figure, and can be glued, for example, on a plastic part, not shown here. After welding the sleeve 18 and making the contact is the second housing part 14d pushed on and with the first housing part 14c welded. The external connection of the glow plug connection cable 16 and the circuit part 19 via an electrical connection 7 that with the circuit part 19 and is connected to the Glühstromanschlußleitung and on the side remote from the combustion chamber side of the glow plug 1 is trained.

Der von der ersten Auflagefläche 21 über das Druckerfassungselement 20 zu dem zweiten Innenvorsprung 26 hin wirkende Kraftfluss erzeugt eine Druckkraft auf die der ersten Auflagefläche 21 zugewandte Ringfläche des Druckerfassungselementes 20, wodurch in dem Druckerfassungselement 20 freie Ladungsträger erzeugt werden. Auf dem in der Glühstiftkerze 1 angeordneten Schaltungsteil 19 kann beispielsweise zur Signalaufbereitung eine Verstärkerschaltung (Ladungs- oder Elektrometerverstärker) angeordnet sein, die aus der in dem Druckerfassungselement erzeugten abfließenden Ladung eine Spannung erzeugt und durch einen Abgleich auch eine definierte Kennlinie (beispielsweise zwischen 0,5 und 4,5 V) als Sensorausgangssignal liefern kann. Die Höhe der Spannung ist abhängig von der auf das Druckerfassungselement einwirkenden Druckkraft, die bei konstanter Querschnittsfläche des piezoelektrischen Elementes vom ausgeübten Druck abhängt.The one of the first bearing surface 21 via the pressure sensing element 20 to the second inner projection 26 towards acting force flow generates a compressive force on the first bearing surface 21 facing annular surface of the pressure sensing element 20 , whereby in the pressure sensing element 20 free charge carriers are generated. On the in the glow plug 1 arranged circuit part 19 For example, an amplifier circuit (charging or electrometer amplifier) can be arranged for signal processing, which generates a voltage from the discharge charge generated in the pressure sensing element and also provide a defined characteristic (for example between 0.5 and 4.5 V) as a sensor output signal by means of an adjustment can. The magnitude of the stress depends on the compressive force acting on the pressure sensing element, which pressure depends on the applied pressure with a constant cross-sectional area of the piezoelectric element.

Ein Merkmal der Signalaufbereitung über einen Ladungs- oder Elektrometerverstärker ist, dass die piezoelektrisch erzeugten Ladungen mit der Zeit abfließen und damit das Messsignal gegen Null geht. Dies bedeutet gleichzeitig, dass Änderungen der Druckkräfte auf das Quarz-Sensorelement, die deutlich langsamer als die Änderungen aufgrund des Druckverlaufes im Brennraum sind, keinen Messfehler in Form eines Offsets erzeugen. Zusammen mit der Eigenschaft des Quarzes, dass seine Empfindlichkeit im Unterschied zu Piezokeramiken nicht von der Vorspannkraft abhängt, führt das dazu, dass langsame Änderungen der Vorspannkraft, wie sie z. B. durch Temperaturänderungen des Zylinderkopfes oder durch das Einschrauben bei der Montage im Zylinderkopf entstehen, keinen Messfehler erzeugen, solange eine Mindestvorspannkraft vorhanden ist, die gewährleistet, dass es nicht zum Abheben und Aufsetzen auf dem Quarz-Sensorelement kommt. Dies würde zu Messfehlern und zum vorzeitigen Versagen des Quarz-Sensorelements führen. Für eine korrekte Druckmessung ist es daher nur notwendig, dass es einen eindeutigen und über die Lebensdauer konstanten Zusammenhang zwischen einem Druck im Brennraum und einer Kraft auf das Quarz-Sensorelement gibt. Ein weiterer Vorteil des Quarzes ist seine große Robustheit gegenüber Druckbelastungen.One Feature of signal conditioning via a charge or electrometer amplifier is that piezoelectric generated charges flow with time and thus the measurement signal goes to zero. This means at the same time that changes the pressure forces on the quartz sensor element, which is significantly slower than the changes due to the pressure curve in the combustion chamber, no measurement error in the form of an offset. Along with the property of Quartz that its sensitivity unlike piezoceramics does not depend on the preload force, does that to that slow changes the biasing force, as z. B. by temperature changes the cylinder head or by screwing in the assembly in the Cylinder head arise, do not produce a measurement error, as long as one Minimum prestressing force is present, which ensures that it is not for Lifting and placing on the quartz sensor element comes. This would lead to measurement errors and lead to premature failure of the quartz sensor element. For a correct Therefore, it is only necessary that it is a unique one and over the lifetime constant relationship between a pressure in the Combustion chamber and a force on the quartz sensor element gives. One Another advantage of the quartz is its great robustness against pressure loads.

11: Glühstiftkerzeglow plug
22: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33: Brennraumcombustion chamber
55: Einbauöffnunghole
66: Innenrauminner space
77: elektrischer Anschlusselectrical connection
88th: Einbaurichtunginstallation direction
99: KegeldichtsitzPin seat
1111: druckbeaufschlagter Abschnitt der Glühstiftkerzepressurized Section of the glow plug
1212: GlühstiftGlow plug
1313: Stützrohrsupport tube
1414: Gehäusemantelhousing jacket
14a14a: Stirnseitefront
14b14b: Befestigungsmittelfastener
14c14c: erstes Gehäuseteilfirst housing part
14d14d: zweites Gehäuseteilsecond housing part
14e14e: erster Innenvorsprungfirst internal projection
1515: Graphitelementgraphite element
1616: Anschlussleitungconnecting cable
1717: Isolationselementinsulation element
1818: Hülseshell
1919: Schaltungsteilcircuit part
2020: DruckerfassungselementPressure sensing element
2121: erste Auflageflächefirst bearing surface
2222: zweite Auflageflächesecond bearing surface
2323: Schweißverbindungwelded joint
2424: Wandabschnittwall section
2525: elektrischer Anschlusselectrical connection
2626: zweiter Innenvorsprungsecond internal projection
2727: Innenausnehmunginner recess

Claims

Device for detecting the combustion chamber pressure of an internal combustion engine, with a glow plug ( 1 ) with a in a mounting direction ( 8th ) of the glow plug extending housing shell ( 14 ) and a pressure sensing element (incorporated in the glow plug) ( 20 ), characterized in that the housing shell ( 14 ) of the glow plug ( 1 ) for transmitting the combustion chamber pressure to the pressure sensing element ( 20 ) is provided.

Apparatus according to claim 1, characterized in that on the housing shell ( 14 ) Fastening means ( 14b ) for fixing the glow plug ( 1 ) on the internal combustion engine ( 2 ) are formed and that the pressure sensing element ( 20 ) in the installation direction ( 8th ) of the glow plug between the fastening means ( 14b ) and a section provided for the application of combustion chamber pressure ( 11 ) of the glow plug is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure sensing element ( 20 ) with a first page on a below one Angle different from zero degrees to the Einbraurichtung ( 8th ) extending first bearing surface ( 21 ) of the housing shell ( 14 ) arrives at the plant.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the pressure sensing element ( 20 ) with a second side facing away from the first side at a second support surface (which extends at an angle different from zero degrees to the Einbraurichtung) (US Pat. 22 ) of the housing shell ( 14 ) arrives at the plant.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the first bearing surface ( 21 ) at a first inner projection ( 14e ) of the housing shell and / or the second bearing surface ( 22 ) at a second inner projection ( 26 ) of the housing shell is formed.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the pressure sensing element ( 20 ) disc-shaped with a first annular surface for resting on the first bearing surface ( 21 ), with a second annular surface for resting on the second bearing surface ( 22 ) of the housing shell and with an inner recess ( 27 ) for carrying out a connecting line ( 16 ) of a glow plug ( 12 ) of the glow plug ( 1 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that, when the section (16) is pressurized, 11 ) of the glow plug ( 1 ), which in the installation position of the glow plug ( 1 ) the combustion chamber ( 3 ), the pressure force introduced on this section is completely transmitted via the pressure sensing element (FIG. 20 ) and a wall portion surrounding the pressure sensing element ( 24 ) of the housing shell ( 14 ) in the direction of the fastening means ( 14b ) acts.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the introduced pressure force in a constant ratio between the pressure sensing element ( 20 ) and the wall section surrounding the pressure sensing element ( 24 ) of the housing shell ( 14 ) is divided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensing element ( 20 ) is a piezoelectric element, in particular a quartz sensor element.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensing element ( 20 ) with a arranged in the glow plug circuit part ( 19 ) is connected to signal processing and / or signal evaluation.