DE3213428C2

DE3213428C2 - Zündkerze mit integriertem Drucksensor

Info

Publication number: DE3213428C2
Application number: DE19823213428
Authority: DE
Inventors: Heinz-Werner Dipl.-Ing. 7447 Aichtal Spaude
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-04-10
Filing date: 1982-04-10
Publication date: 1984-01-12
Also published as: DE3213428A1

Abstract

Zündkerze mit integriertem Drucksensor, wobei auf dem Keramikisolator im Bereich der Dichtung eine elektrisch leitende Fläche aufgebracht ist und die zwischen dieser Fläche und dem metallischen Gehäuse eingepreßte Dichtmasse unter Druckänderungen ihre elektrische Leitfähigkeit verändert, deren Meßwert dem Druck im Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeordnet ist. Mit dieser Anordnung können Klopfgeräusche beim Verbrennungsvorgang im Motor festgestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündkerze mit integriertem Drucksensor zum Erfassen des Druckverlaufs im Zylinder einer Brennkraftmaschine, insbesondere von Klopfgeräuschen beim Verbrennungsvorgang, mit einem zwei Kontaktelektroden zugeordneten, seine elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit des zu erfassenden Druckverlaufs ändernden Wandlerelement als Drucksensor, dessen Ausgangssignale dem Druck im Zylinder entsprechen, mit einem Keramikisolator, feinem metallischen Gehäuse und einer zwischen diesen beiden Teilen am vom Zylinder abgewai.dten Ende des Gehäuses angeordneten Dichtung.
,-·, In der Patentanmeldung ?31 30 238 ist vorgeschlagen worden, einen piezoelektrischen Wandler als (Drucksensor zum Feststellen von »Motorklopfen« in eine Zündkerze oder ein anderes Anbauteil einer Brennkraftmaschine zu integrieren. Es handelt sich tiabei um einen ringförmigen Drucksensor, welcher zwischen Keramikisolator und metallischem Gehäuse mittels einer Dichtmasse mit definierter Vorspannung angeordnet ist. Um den Drucksensor im Gehäuse unterzubringen, muß der Keramikisolator mit einer entsprechenden Ausnehmung, einem Bund zum Abstützen des Drucksensors und einer parallel zur Zündkerzenachse verlaufenden Nut zum Herausführen einer elektrischen Anschlußleitung versehen sein. Ein solcher Aufbau verursacht erhebliche Mehrkosten gegenüber einer gewöhnlichen Zündkerze.

Aus der DEOS 30 28 188 ist ein Drucksensor bekannt, der aus einer Spule aus einem unier Druckeinwirkung seinen Widerstandswert ändernden Draht besieht, welche in Brückenschallung geschaltet ^r, und zwischen dem Isolator und dem Außengehäuse einer Zündkerze angeordnet ist. Dieser Sensor wird infolge seiner ungeschützten Lage durch die Verbrennungsvorgänge im Zylinder hart beansprucht und erfordert ebenfalls größere Kosten.

ίο In der DE-OS 29 17 4OC ist ein Drucksensor beschrieben, der aus Kohlepulver besteht und zwischen Zylinderblock und Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine mgeordnet ist. Das Kohlepulver bildet eine Widerstandsstrecke, die ihren Widerstand druckabhängig verändert. Einen solchen Sensor ohne häufige N?chjustierung zu betreiben, ist infolge auf ihn einwirkender Einflüsse von außen (Feuchtigkeit, Temperatur) sehr schwierig.
Eine im Innern einer Zündkerze besser geschü te Packung elektrisch leitenden Pulvers ist dem DE-GM iöl 34 813.4 zu entnehmen; dabei handelt es sich jedoch

< !'nicht um einen Drucksensor, sondern um einen c ^Entstörwiderstand mil hoher abdichtender Wirkung. Schließlich ist aus der US-PS 30 20 763 eine ' -'Zündkerze mit einem integrierten piezoelektrischen (Drucksensor bekannt, bei welcher der Isolator in seinem , Mittelbereich mit einem Metallbelag versehen ist. der ■ als elektrostatischer Schutz für den piezoelektrischen •Drucksensor dient.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zündkerze mit , ,^integriertem Drucksensor zu schaffen, welche ohne geometrische Änderungen der Einzelteile, ohne wesentliche Änderungen beim Zusammenbau und damit wesentlich preiswerter herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, , daß der Keramikisolator im Bereich der Dichtung eine elektrisch leitende Fläche, welche die erste Kontaktelektrode bildet, aufweist, daß die das Wandlerelement bildende Dichtung aus einem Gemisch von Metallpulver und e«ner sehr schwach elektrisch leitenden Grundsubstanz besteht und daß des metallische Gehäuse die zweite Kontaktelektrode bildet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspnichen.

Ein Ausführungsbeispie! der Erfindung wird in der ■ nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert.

In der Zeichnung ist, teilweise im Schnitt, eine übliche Zündkerze mit Metallgehäuse 1, Keramikisolator 2, Zündelektroden 3a und 36 sowie Dichtung 4 dargestellt. Auf den Keramjkisolator2istim Bereich der Dichtung 4 ringförmig ein Metallbelag 5 aufgedampft. Als Dichtung

4 wird in an sich bekannter Weise eine Preßmasse zwischen Gehäuse 1 und Keramikisolator »gestopft«.

'Diese Preßmasse besteht aus einem Gemisch von Metallpulver und einer sehr schwach elektrisch leitenden Grundsubstanz, beispielsweise Aluminium- ; oxyd.

Dieses Gemisch hat die Eigenschaft, unter Druckänderungen seine elektrische Leitfähigkeit zu verändern. Diese Leitfähigkeit kann anhand eines vom Metallbelag

5 über die Dichtung 4 zum Gehäuse 1 fließenden Stromes in an sich bekannter Weise gemessen werden.

Der bei eingebauter Zündkerze und laufendem Motor erzeugte Druck im Zylinder wirkt auf den Keramikisolator 2 und damit auf die Dichtung 4 ein, so daß der gemessene Wert der elektrischen Leitfähigkeit dem Druck im Zylinder zugeordnet ist. Der Metallbelag 5 auf

dem Kerainikisoliuor 2 und das Gehiiuse 1 der Zündkerze bilden dabei die Kontaktelektroden für den Anschluß einer Strom-oder Spannungsquelle und eines Meßinstrumentes zur Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit des Dichtungsmaterial.

Der einzige zusätzliche Arbeitsgang gegenüber einer üblichen Zündkerze besteh) im Aufüringen des Metallbelages 5, der aber mit minimalen Kosten verbunden ist. Alle anderen Arbeitsgänge und Materialien entsprechen denen bei üblichen Zündkerzen, lediglich für die Dichtung 4 ist ein bestimmtes Material, wie bereits dargelegt, erforderlich. Die gewünschte Leitfühigksit kann durch das Mischungsverhältnis zwischen Metallpulver und Grundsubstanz eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zündkerze mit integriertem Drucksensor zum Erfassen des Druckvc; iaufs im Zylinder einer Brennkraftmarxhine, insbesondere von Klopfgeräuschen beim Verbrennungsvorgang, mil einem zwei Kontaktelektroden zugeordneten, seine elektrische Leitfähigkeit in Abhängigkeit des zu erfassenden Druckverlaufs ändernden Wandlerelemenl als Drucksensor, dessen Ausgangssignale dem Druck im Zylinder entsprechen, mit einem Keramikisolaior, einem metallischen Gehäuse und einer /wischen diesen beiden Teilen am vom Zylinder abgewandien Ende des Gehäuses angeordneten Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikisolator (2) im Bereich der Dichtung (4) eine elektrisch leitende Fläche (5), welche die erste Kontaktelektrode bildet, aufweist, daß uie das Wjndlerelement bildende Dichtung aus einem Gemisch von Metallpulver und einer sehr schwach elektrisch leitenden Grundsubstanz besteht, und daß das metallische Gehäuse (1) die zweite Kontaktelektrode bildet.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Fläche (5) aus einem ringförmigen, aufgedampften Metallbelag gebildet ist.

3. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Leitfähigkeit durch das Mischungsverhältnis zwischen Metallpulver und Grundsubstanz einstellbar ist.

4. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundsubstanz aus Aluminiumoxyd besteht.