DE69935641T2 - Glühensensor- und - Motorteilkombination - Google Patents

Glühensensor- und - Motorteilkombination Download PDF

Info

Publication number
DE69935641T2
DE69935641T2 DE69935641T DE69935641T DE69935641T2 DE 69935641 T2 DE69935641 T2 DE 69935641T2 DE 69935641 T DE69935641 T DE 69935641T DE 69935641 T DE69935641 T DE 69935641T DE 69935641 T2 DE69935641 T2 DE 69935641T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
combination
glow
sleeve
ceramic
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69935641T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69935641D1 (de
Inventor
Gamdur Singh Grandblanc Mann
Randolph Kwok-Kin Davison Chiu
David Kwo-Shyong Rochester Hills Chen
Charles Dale Davison Oakley
Joseph Michael Clarkston Leptich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Delphi Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delphi Technologies Inc filed Critical Delphi Technologies Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE69935641D1 publication Critical patent/DE69935641D1/de
Publication of DE69935641T2 publication Critical patent/DE69935641T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/028Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs the glow plug being combined with or used as a sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/002Glowing plugs for internal-combustion engines with sensing means

Description

  • Die Erfindung betrifft Dieselmotoren und im Spezielleren Glühsensoren, die Funktionen von sowohl einer Glühkerze als auch einem Ionensensor kombinieren, um eine Kraftstoffzündung in einer Motorbrennkammer während eines Starts und Laufes bei niedriger Temperatur zu unterstützen und das Auftreten und den Charakter von Verbrennungsereignissen zu erfassen. Im Speziellen betrifft die Erfindung eine Kombination aus einer Brennkammer, die eine Motorkomponente definiert, und einem Glühsensor. Solch eine Kombination ist aus dem Dokument US-A-4 760 830 bekannt.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist im Stand der Technik in Bezug auf Dieselmotoren bekannt, eine Zündglühkerze vorzusehen, die eine beheizte Glühspitze aufweist, welche sich in die Motorbrennkammer oder -vorkammer hinein erstreckt, um eine Zündung von Kraftstoff, insbesondere während eines Starts und eines Betriebes bei niedriger Temperatur zu unterstützen. Es ist auch bekannt, in Verbrennungsmotoren einen Ionensensor in der Brennkammer vorzusehen, der das Auftreten von Verbrennungsereignissen durch Schwankungen eines Stromflusses über einen Spalt durch Verbrennungsgase in der Kammer erfasst. Die Kombination einer keramischen Glühkerzenspitze kombiniert mit einem Ionensensor zur Verwendung in einem Dieselmotor wurde ebenfalls vorgeschlagen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine Kombination einer Dieselmotorkomponente wie z. B. eines Zylinderkopfes mit kompakten Glühsensorkompo nenten vor, die in Bohrungen einer eine Brennkammer definierenden Wand eingebaut sind, und Funktionen von sowohl Glühkerzen als auch Ionensensoren bereitstellen. Im Speziellen sieht die Erfindung verschiedene Ausführungsformen von kompakten Glühsensoren in Kombination mit einem Zylinderkopf vor. Der Einfachheit halber wird der Ausdruck „Glühsensor" hierin verwendet, um sich auf Vorrichtungen wie die hierin beschriebenen zum Ausführen von Funktionen von sowohl einer Glühkerze als auch einem Ionensensor zu beziehen.
  • Allgemein umfasst die Erfindung eine Kombination aus einem Glühsensor und einer Brennkammer, die eine Komponente eines Dieselmotors definiert, wobei die Kombination umfasst:
    eine Motorkomponente mit einer Wand, die eine Fläche, die eine Brennkammer definiert, und eine Befestigungsbohrung durch die Wand hindurch aufweist, welche sich durch die Fläche hindurch öffnet, wobei die Bohrung einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser an einem inneren Ende neben der Fläche, einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, der von der Fläche beabstandet ist und einen ringförmigen Sitz neben dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser definiert, und ein Befestigungsmittel neben einem äußeren Ende der Bohrung aufweist;
    ein Glühsensorelement, das sich durch die Bohrung hindurch erstreckt und eine Glühspitze aufweist, die von dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser durch die Fläche hindurch nach außen vorsteht;
    eine Keramikhülse, die in dem Abschnitt mit größerem Durchmesser angeordnet und mit dem Element fest verbunden ist und dieses umgibt, wobei die Hülse ein ringförmiges inneres Ende aufweist, das mit dem ringförmigen Sitz wirksam in Eingriff steht; und
    eine Halterung, die mit dem Befestigungsmittel wirksam in Eingriff steht und ein inneres Ende aufweist, das gegen ein äußeres Ende der Hülse anliegt und eine axiale Kraft darauf aufbringt, um das äußere Ende der Hül se gegen den ringförmigen Sitz der Bohrung zu zwingen und das Glühsensorelement in feststehender Anordnung mit der Komponente zu halten.
  • Die Kombination stellt die gewünschten Glühsensorfunktionen bereit, während sie ein separates Befestigungsgehäuse weglässt, das andernfalls vorgesehen sein könnte, um die Glühsensorkomponenten im einem Motorzylinderkopf oder dergleichen zu tragen. Ein Weglassen des Befestigungsgehäuses von dem Glühsensor sorgt für mehr Raum in der Befestigungsbohrung eines Zylinderkopfes, um eine größere und stärkere Keramik-Befestigungshülse und/oder ein größeres Glühsensorelement einzubauen. Somit kann eine bessere Isolierung der elektrischen Elemente bereitgestellt werden, was einen größeren Innenwiderstand zum Ergebnis hat, der für einen Betrieb der Ionensensorfunktionen unter erhöhten Temperaturbedingungen, unter denen der Widerstandswert der keramischen Isolierung vermindert ist, von Nutzen sein kann.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bestimmter spezifischer Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Direkteinspritz-Dieselmotors mit einer direkten Einspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer und einer Glühkerze nach dem Stand der Technik, wobei sich eine Glühspitze in die Brennkammer hinein erstreckt;
  • 2 eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Vorkammer-Dieselmotors mit einer indirekten Kraftstoffeinspritzung in die Vorkammer und einer Glühkerze nach dem Stand der Technik, wobei sich eine Glühspitze in die Vorkammer hinein erstreckt;
  • 3 eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Glühsensor- und Motorkomponenten-Kombination, die gemäß der Erfindung gebildet ist;
  • 4 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Glühsensor- und Motorkomponenten-Kombination, die gemäß der Erfindung gebildet ist;
  • 5 eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Glühsensor- und Motorkomponenten-Kombination, die gemäß der Erfindung gebildet ist;
  • 5A eine fragmentarische Querschnittansicht, die eine Variante der Ausführungsform von 5 zeigt;
  • 6 eine Querschnittsdarstellung einer vierten Ausführungsform einer Glühsensor- und Motorkomponenten-Kombination, die gemäß der Erfindung gebildet ist;
  • 7 eine Ansicht einer ersten Seite des Glühsensorelements von 6, teilweise weggebrochen, um das Heizelement und Leiter zu zeigen; und
  • 8 eine Ansicht einer zweiten Seite des Glühsensorelements von 6.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Unter Bezugnahme zuerst auf die 1 und 2 der Zeichnungen im Detail sind Beispiele von Anwendungen von Dieselmotorglühkerzen nach dem Stand der Technik auf sowohl Direkteinspritz-Dieselmotoren als auch Vorkammer-Dieselmotoren gezeigt. Diese Anwendungen verwenden Glühkerzen von einem allgemeinen Typ mit einer innerhalb eines Metallmantels gebildeten Glühspitze. Es ist jedoch auch die Verwendung anderer Formen von Glühspitzen anstelle der Metallmantel-Glühkerzen bekannt.
  • In 1 bezeichnet die Ziffer 100 allgemein einen Direkteinspritz-Dieselmotor mit einem Zylinderblock 102, der einen durch einen Zylinderkopf 106 geschlossenen Zylinder 104 definiert. Ein Kolben 108 befindet sich hin- und her- bewegbar in dem Zylinder 104 und definiert eine vertiefte Schale, die zusammen mit dem Zylinderkopf eine Brennkammer 110 bildet. An dem Zylinderkopf 106 befestigt, ist eine Einspritzdüse oder ein Injektor 112, die/der Kraftstoff in die Brennkammer 110 für eine Kompressionszündung darin hineinspritzt. An dem Zylinderkopf ist auch eine bekannte Form einer Glühkerze 114 befestigt, die eine Glühspitze 116 aufweist, welche sich in die Brennkammer hinein erstreckt. Die Glühspitze wird während eines Motorkaltstarts und eines Betriebes bei niedriger Temperatur beheizt, um beim Zünden von Kraftstoff, der in die Brennkammer hineingespritzt wird, während Perioden, wenn die Temperatur einer Kompression ungenügend sein kann, um für eine korrekte Kraftstoffzündung und -verbrennung zu sorgen, zu unterstützen.
  • Die veranschaulichte Glühkerze 114 ist von dem Typ, der einen Metallmantel aufweist, welcher die Glühspitze bildet. Ein Anschluss 118 ist an dem äußeren Ende der Glühkerze für eine Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle vorgesehen. Ein Rückstromfluss erfolgt von dem Metallmantel der Glühspitze zu einem Metallkörper 119 der Glühkerze und zu dem Zylinderkopf, in dem der Körper befestigt ist, und der auf das elektrische System geerdet ist.
  • Unter Bezugnahme auf 2 bezeichnet die Ziffer 120 einen Vorkammer-Dieselmotor der einen Zylinderblock 122 mit einem durch einen Zylinderkopf 126 geschlossenen Zylinder 124 aufweist, welcher einen in dem Zylinder hin- und her- bewegbaren Kolben 128 trägt. Der Kolben und der Zylinderkopf bilden eine Verbrennungskammer 130, die mit einer Vorverbrennungskammer oder Vorkammer 132 innerhalb des Zylinderkopfes verbunden ist. Ein Kraftstoffinjektor 134 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Vorkammer 132 ist in dem Zylinderkopf befestigt. Eine Glühkerze 136 einer bekannten Form weist eine Glühspitze 138 auf, die sich in die Vorkammer hinein erstreckt, um ein Zünden des Kraftstoffs während eines Starts und eines kalten Betriebes zu unterstützen. Ein Anschluss 140 an dem anderen Ende der Glühkerze sorgt für eine Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle und der Glühkerzenkörper 142 ist auf den Zylinderkopf geerdet, um den Rückstromflusspfad wie in der ersten beschriebenen Ausführungsform zu vervollständigen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung sieht eine neue Kombination vor, wobei Komponenten von Glühsensoren mit einer Motorkomponente kombiniert sind, wobei die Glühsensorelemente direkt in einer Bohrung einer eine Brenn kammer definierenden Wand der Motorkomponente, z. B. eines Motorzy- linderkopfes, eingebaut sind. Bei den Glühsensorausführungen ist ein tragendes Metallgehäuse weggelassen und stattdessen sind sie direkt innerhalb einer Bohrung des Zylinderkopfes oder einer anderen Komponente eingebaut. Dies stellt mehr Raum in der Bohrung für elektrische Isoliermaterialien oder Komponenten mit einem größeren Widerstandswert bereit, wie es für einen Betrieb der Ionensensorfunktionen wünschenswert sein kann. Die Begriffe „inneres Ende" und „äußeres Ende", wie sie in der/den nachfolgenden Beschreibung und Ansprüchen verwendet werden, beziehen sich auf Richtungen der Glühsensorkomponenten wie in einem Motor eingebaut, wobei die Glühspitze ein inneres Ende bildet, das sich innerhalb einer Brennkammer (einschließlich einer Vorkammer) erstreckt, und elektrische Anschlüsse an einem äußeren Ende, das sich außerhalb des Motorzylinderkopfes erstreckt, angeordnet sind.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3 der Zeichnungen bezeichnet die Ziffer 10 allgemein eine Kombination gemäß der Erfindung, die einen Motorzylinderkopf 12 mit einer Wand 14 umfasst. Die Wand 14 umfasst eine Außenfläche 16 und eine Innenfläche 18, wobei die letztere einen Abschnitt einer Dieselmotorbrennkammer, nicht gezeigt, bildet. Eine Befestigungsbohrung 20. erstreckt sich durch die Wand hindurch und umfasst einen Abschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser, der neben der die Brennkammer definierenden Fläche 18 angeordnet ist. Ein Abschnitt 24 mit größerem Durchmesser ist zwischen den Enden der Bohrung angeordnet, und ein Befestigungsmittel in der Form innerer Gewinde 26 ist in einem äußeren Abschnitt der Bohrung mit einem noch größeren Durchmesser vorgesehen. Ein ringförmiger Sitz 28 ist an dem inneren Ende des Abschnittes 24 mit größerem Durchmesser vorgesehen, wo er an dem Abschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser der Bohrung angrenzt.
  • Innerhalb der Bohrung 20 sind die Komponenten eines Glühsensors, allgemein durch die Ziffer 30 bezeichnet, befestigt. Der Glühsensor 30 umfasst ein Glühsensorelement 32, eine rohrförmige Keramikhülse 34 und eine rohrförmige Gewindemutter 36.
  • Montiert ist die Keramikhülse 34 vorzugsweise an das Glühsensorelement 32 silberhartgelötet oder sonst wie befestigt und bildet eine Anordnung. Die rohrförmige Mutter besitzt ein sechseckiges äußeres Ende 38 und ein ringförmiges inneres Ende 40, das montiert mit einem äußeren Ende 42 der Keramikhülse 34 in Eingriff steht. Beim Festziehen der Mutter 36 wird ein inneres Ende 44 der Hülse 34 gegen ein aus z. B. Kupfer oder Weichstahl hergestelltes Dichtprofil 46, das vor der Montage vorzugsweise auf die Hülse geklebt wird, gezwungen. Das Dichtprofil steht mit dem ringförmigen Sitz 28 in der Befestigungsbohrung in Eingriff und stellt eine Verbrennungsgasdichtung bereit, die einen Gasaustritt um das Äußere der Keramikhülse herum verhindert. Ein Austritt zwischen der Keramikhülse 34 und dem Glühsensorelement 32 wird durch die silbergelötete Verbindung verhindert.
  • Die bisher beschriebenen Elemente der Kombination sind im Wesentlichen den verschiedenen zu beschreibenden Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam, sodass gleiche Ziffern für gleiche Teile oder Merkmale verwendet werden. Unterschiede in den Ausführungsformen ergeben sich in erster Linie aus Unterschieden in den Glühsensorelementen, die in den verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden.
  • In der Ausführungsform von 3 umfasst das Glühsensorelement 32 einen rohrförmigen Metallmantel 48 mit einem geschlossenen inneren Ende 50, das eine Glühspitze definiert, und einem offenen äußeren Ende 52. Das innere Ende 50 erstreckt sich von dem Abschnitt 22 mit kleinerem Durchmesser der Bohrung 20 nach innen durch die Innenfläche 18 des Zylinderkopfes hindurch in die Brennkammer oder Vorkammer eines zugehörigen Dieselmotors hinein. Innerhalb der Glühspitze befindet sich ein Heizelement 54, das eine Heizspule 56 aufweisen kann, welche nach außen mit einer Stromregelungsspule 58 verbunden ist. Es können jedoch auch andere Formen von Heizspulen verwendet werden.
  • Das innere Ende des Heizelements 54 ist mit einem zentralen Leiter 60 verbunden, während das entgegengesetzte Ende des Heizelements mit einem zweiten Leiter 62 verbunden ist. Die Leiter 60, 62 erstrecken sich von ihren Verbindungen mit dem Heizelement nach außen durch das offene Ende des Metallmantels, wo sie jeweils mit leitenden Leitungen 64, 66 verbunden sind. Eine dritte Leitung 68 ist mit dem offenen Ende des Metallmantels 48 verbunden. Die drei Leitungen 64, 66, 68 erstrecken sich nach oben durch die hohle Mutter 36 hindurch und nach außen durch einen Gummidichtstopfen 70 hindurch, wo sie außen mit Anschlussklemmen für eine Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sind. Das Innere des Metallmantels 48 ist mit einer Keramikisolierung 71 wie z. B. Magnesiumoxid (MgO) gepackt, um die Heizspule und Leiter abzustützen. Ein Gummi- oder Kunststoffdichtstopfen 72 ist in das offene innere Ende des Mantels gezwungen, um die Isolierung darin zurückzuhalten und die sich dadurch erstreckenden Leiter 60, 62 abzustützen.
  • Im Betrieb ist die Leitung 68 mit einem externen Ionensensorkreis verbunden, der eine positive Ladung an dem Metallmantel bereitstellt, sodass er als eine Ionensensorelektrode innerhalb der Motorbrennkammer dienen kann. Wenn ein Verbrennungsereignis stattfindet, leiten Elektronen in dem ionisierten Verbrennungsgas Strom von dem Metallmantel 48 zu dem Kolben oder Zylinderkopf, der geerdet ist. Die Leitung 66 ist geerdet und die Leitung 66 ist mit dem Pluspol einer elektrischen Spannungsquelle verbunden. Die Leitungen 64, 66 liefern elektrischen Strom an das Heizelement des Glühsensors, wenn dies erwünscht ist, um die Glühspitze des Glühsensorelements zu erhitzen und dadurch ein Zünden von Kraftstoff während eines Start- und Kaltlaufbetriebes des zugehörigen Dieselmotors zu unterstützen.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 der Zeichnungen ist eine zweite Kombination gemäß der Erfindung, allgemein durch die Ziffer 74 bezeichnet, gezeigt. Die Kombination 74 umfasst einen Zylinderkopf 12 mit den zuvor unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform angegebenen Merkmalen. Innerhalb des Zylinderkopfes befinden sich Glühsensorkomponenten, die mit den zuvor beschriebenen identisch sind, mit Ausnahme des Glühsensorelements 76. Das Element 76 ist dem zuvor beschriebenen ähnlich mit der Ausnahme, dass das innere Ende des Heizelements 54 direkt mit dem geschlossenen inneren Ende 50 des Metallmantels 48 verbunden ist. Somit ist innerhalb des Metallmantels 48 nur ein einzelner Leiter 62 vorgesehen und dieser ist mit dem äußeren Ende des Heizelements 54 verbunden. Der Leiter 62 erstreckt sich dann durch den Stopfen 72 in dem äußeren Ende des Metallmantels 48 hindurch und ist mit einer einzigen Erdungsleitung 66 verbunden, die den Stopfen 70, welcher das offenen äußere Ende der rohrförmigen Mutter 36 abdichtet, durchdringt. Somit liefert bei dieser Ausführungsform die positiv geladene Leitung 68, die mit dem Metallmantel 48 verbunden ist, eine positive Ladung nicht nur für die Ionenerfassungsfunktion der Glühspitzenelektrode, sondern auch um Strom an das Heizelement 54 für die verbrennungsunterstützende Funktion des Glühsensors zu liefern.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 5 der Zeichnungen ist eine dritte gemäß der Erfindung gebildete Kombination 78 gezeigt, die einen Zylin derkopf 12, der wie zuvor ausgebildet ist, und weitere Elemente, die sich nur in der Form des Glühsensorelements allgemein durch die Ziffer 80 bezeichnet, unterscheiden, umfasst.
  • Das Element 80 ist aus einem Keramikstab 82 aus einem keramischen Material wie z. B. Siliziumnitrid (Si3N4) gebildet. In dem Keramikstab 82 eingeformt ist ein Heizelement 54, das mit dem ersten und zweiten Leiter 60, 62 verbunden ist. Das Heizelement 54 ist in dem inneren Ende des Stabes, der eine Glühspitze bildet, angeordnet. Auf die Außenseite des Stabendes ist eine Ionensensorelektrode 84 aus Platin- oder Palladiumtinte gedruckt. Diese Elektrode ist mit einem dritten Leiter 86 aus einer gedruckten leitenden Tinte verbunden, der sich die Außenseite des Keramikstabes 82 von der Ionensensorelektrode 84 nach oben zu dem äußeren Ende des Stabes erstreckt. Eine keramische Schutz- und Isolierbeschichtung 87 wie z. B. Aluminiumoxid oder Glas bedeckt die Fläche des Stabes von neben dem, aber nicht an dem inneren Ende, das die Ionenelektrode bildet, zu dem äußeren Ende. Die Beschichtung 87 schützt den dritten Leiter 86 davor, dass er Verbrennungsgasen ausgesetzt ist. Die drei Leiter 60, 62 und 86 sind mit Leitungen 64, 66, 68 verbunden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Keramikhülse 34 durch einen Klebstoff, eine Glasschmelze oder ein anderes geeignetes Mittel, nicht gezeigt, das in der Lage ist, eine Verbrennungsgasdichtung wie auch strukturelle Hafteigenschaften bereitzustellen, an dem beschichteten Keramikstab 82 befestigt.
  • 5A der Zeichnungen zeigt eine Variante der dritten Kombination von 5, wobei der Keramikstab 82 einen darin eingeschmolzenen dritten Leiter 88 anstelle des gedruckten äußeren Leiters 86 von 5 aufweist. Der Leiter 88 kann aus Wolfram oder dergleichen hergestellt sein und ist durch einen kurzen Verbinder 89 aus Platin- oder Palladiumtinte mit der Ionensensorelektrode 84 an der Spitze des Keramikstabes 82 verbunden. Der Verbinder 89 schützt den Wolframdraht 88 vor Korrosion infolge eines Aussetzens gegenüber Verbrennungsgasen. Der Wolframdraht 88 erstreckt sich durch den Keramikstab 82 hindurch zu seinem inneren Ende, wo er mit der dritten Leitung 68 (in 5 gezeigt) für eine Verbindung in dem Ionensensorkreis verbunden ist.
  • Bei dieser Variante kann die Keramikbeschichtung 87 von dem Stab 82 weggelassen werden. Auch könnte die Keramikhülse 34, wie sie ist, verwendet werden oder könnte durch eine Metallhülse ersetzt sein, falls erwünscht, da die Isolierung des Keramikstabes ohne ein weiteres Keramikelement ausreichend sein kann. In diesem Fall könnte der Erdleiter 62 durch die Metallhülse und die Mutter 36 hindurch auf den Zylinderkopf geerdet sein, anstatt mit der isolierten Leitung 66 verbunden zu sein.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 6-8 ist hier eine vierte gemäß der Erfindung gebildete Kombination gezeigt und allgemein durch die Ziffer 90 bezeichnet. Hier trägt der Zylinderkopf 12 wie zuvor ein Glühsensorelement 91 in der Form einer flachen Keramikplatte 92. Die flache Platte 92 erstreckt sich vollständig durch die Befestigungsbohrung 20 hindurch und weist eine erste und eine zweite Seite 94, 95 auf. Das Heizelement 54 ist in Platin- oder Palladiumtinte neben dem inneren Ende, das die Glühspitze bildet, auf die erste Seite 94 der flachen Platte gedruckt. Leiter 60, 62 sind auf dieselbe Seite gedruckt und erstrecken sich von dem Heizelement 54 zu dem äußeren Ende der flachen Platte 92. Auf die zweite Seite 95 der flachen Platte ist eine Ionensensorelektrode 84 in Platin oder Palladiumtinte gedruckt und mit einem dritten Leiter 86 verbunden, der sich von der Elektrode 84 zu dem äußeren Ende der zweiten Seite 95 der flachen Platte erstreckt. An dem äußeren Ende sind die Leiter 60, 62, 86 freiliegend für eine Verbindung mit einer separaten Anschluss klemme, nicht gezeigt, die elektrische Energie an das Heizelement 54 und die Ionensensorelektrode 84 liefert.
  • Jedes geeignete Element kann verwendet werden, um die flache Platte 92 innerhalb der Befestigungsbohrung 20 abzustützen. In der vorliegenden Veranschaulichung umfasst das Glühsensorelement 91 laminierte Keramikansätze oder -schultern 96, die übe einer Schutzbeschichtung 87, welche die gedruckten Leiter bedeckt, geklebt sind, um zu verhindern, dass sie Verbrennungsgasen und dergleichen ausgesetzt sind. Diese Schultern 96 sind durch eine Glasschmelze oder ein anderes Isoliermaterial 98 innerhalb einer Keramikhülse 99 abgestützt. Obwohl sie etwas länger ist, funktioniert die Hülse 99 auf dieselbe Weise wie die Keramikhülse 34 der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, um das Glühsensorelement in Position innerhalb der Befestigungsbohrung zu befestigen. Eine rohrförmige Mutter 36 steht mit der Keramikhülse 99 in Eingriff, um sie in Position gegen ein Dichtprofil 46 in Position zu halten, wie zuvor beschrieben.
  • Wie in den Ansprüchen verwendet, soll der Ausdruck „Brennkammer" innerhalb seines Umfangs eine Vorkammer oder eine Nebenkammer umfassen.

Claims (14)

  1. Kombination (10, 74, 78, 90) aus einem Glühsensor (30) und einer Brennkammer 30, die eine Komponente eines Dieselmotors definiert, wobei die Kombination (10, 74, 78, 90) umfasst: eine Motorkomponente mit einer Wand (14), die eine Fläche (18), die eine Brennkammer definiert, und eine Befestigungsbohrung (20) durch die Wand (14) hindurch aufweist, welche sich durch die Fläche (18) hindurch öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (20) einen Abschnitt (22) mit kleinerem Durchmesser an einem inneren Ende neben der Fläche (18), einen Abschnitt (24) mit größerem Durchmesser, der von der Fläche (18) beabstandet ist und einen ringförmigen Sitz (28) neben dem Abschnitt (22) mit kleinerem Durchmesser definiert, und ein Befestigungsmittel (26), neben einem äußeren Ende der Bohrung (20) aufweist; ein Glühsensorelement (32, 76, 80, 91), das sich durch die Befestigungsbohrung (20) hindurch erstreckt und eine Glühspitze (50) aufweist, die von dem Abschnitt (22) mit kleinerem Durchmesser durch die Fläche (18) hindurch nach innen vorsteht; eine Keramikhülse (34, 91), die in dem Abschnitt (24) mit größerem Durchmesser angeordnet und mit dem Glühsensorelement (32, 76, 80, 91) fest verbunden ist und dieses umgibt, wobei die Hülse (34, 91) ein ringförmiges inneres Ende (44) aufweist, das mit dem ringförmigen Sitz (28) wirksam in Eingriff steht; und eine Halterung (36), die mit dem Befestigungsmittel (26) wirksam in Eingriff steht und ein inneres Ende (40) aufweist, das gegen ein äußeres Ende (42) der Hülse (34, 91) anliegt und eine axiale Kraft dar auf aufbringt, um das äußere Ende (42) der Hülse (34, 91) gegen den ringförmigen Sitz (28) der Bohrung (20) zu zwingen und das Glühsensorelement (32, 76, 80, 91) in feststehender Anordnung mit der Motorkomponente zu halten.
  2. Kombination (10, 74, 78, 90) nach Anspruch 1, umfassend ein Dichtprofil (46), das in einer Grenzfläche zwischen dem ringförmigen inneren Ende (44) der Hülse (34, 91) und dem ringförmigen Sitz (28) der Bohrung (20) zusammengedrückt ist, um eine Verbrennungsgasdichtung an der Grenzfläche zu bilden.
  3. Kombination (10, 74, 78, 90) nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmittel (26) Innengewinde in der Bohrung (20) umfasst, und die Halterung (36) eine rohrförmige Gewindemutter mit einem Kopf (38), der mit einem Werkzeug in Eingriff gebracht werden kann und eine axiale Öffnung dadurch aufweist, umfasst.
  4. Kombination (10, 74, 78, 90) nach Anspruch 1, wobei das Glühsensor (32, 76, 80, 91)-Element einen rohrförmigen Metallmantel (48), der ein geschlossenes inneres Ende (50) aufweist, das die Glühspitze definiert, ein Heizelement (54) innerhalb der Glühspitze (50), das mit einem ersten (60) und einem zweiten (62) Leiter verbunden ist, die sich zu einem offenen entgegengesetzten Ende des Mantels (48) hin erstrecken, eine Isolierung in dem Mantel, die das Heizelement (54) und zumindest einen der Leiter (60, 62) trägt, wobei der Metallmantel (48) einen elektrischen Leiter (68) umfasst, der mit einer Quelle elektrischer Spannung verbunden sein kann, um den Mantel (48) aufzuladen, so dass er als eine Elektrode eines Ionensensors dient, und ein Verbindungsmittel (64, 66) umfasst, das sich von der Boh rung (20) weg erstreckt, um die Leiter (60, 62) mit einer externen elektrischen Spannungsquelle zu verbinden.
  5. Kombination (10, 74, 78, 90) nach Anspruch 4, wobei die Keramikhülse (34, 91) an den Metallmantel (48) gelötet ist, um eine Verbrennungsgasdichtung zu bilden und die Hülse (34, 91) und den Mantel (48) in Anordnung zu halten.
  6. Kombination (74) nach Anspruch 4, wobei ein Ende des Heizelements (54) mit dem Mantel (48) an ihrer Glühspitze (50) verbunden ist und ein weiteres Ende mit dem zweiten Leiter (62) verbunden ist, wobei der Mantel (48) als der erste Leiter (60) von elektrischem Strom zu dem Heizelement (54) wie auch als die Elektrode des Ionensensors dient.
  7. Kombination (10) nach Anspruch 4, wobei das Heizelement (54) entgegengesetzte Enden aufweist, die mit dem ersten (60) und dem zweiten (62) Leiter verbunden sind, wobei der Mantel (48) als ein dritter Leiter dient.
  8. Kombination (78) nach Anspruch 1, wobei das Glühsensorelement (80) einen Keramikstab (82), der ein inneres Ende aufweist, welches die Glühspitze definiert, ein Heizelement (54) innerhalb der Glühspitze, das mit einem ersten (60) und einem zweiten (62) elektrischen Leiter verbunden ist, der sich zu einem entgegengesetzten Ende des Mantels erstreckt, eine elektrisch leitende Schicht (84) auf der Glühspitze, die mit einem dritten elektrischen Leiter (86) verbunden ist, und ein Verbindungsmittel (64, 66, 68) umfasst, das sich von der Bohrung (20) weg erstreckt, um die Leiter (60, 62, 86) mit einer externen elektrischen Spannungsquelle zu verbinden.
  9. Kombination (78) nach Anspruch 8, wobei die Keramikhülse (34) an den Keramikstab (82) gelötet ist, um eine Verbrennungsgasdichtung zu bilden, und die Hülse (34) und den Stab (82) in Anordnung zu halten.
  10. Kombination (78) nach Anspruch 8, wobei der dritte Leiter (86) auf der Außenseite des Keramikstabes (82) getragen ist und die Keramikhülse (34) den dritten Leiter (86) von der Motorkomponente isoliert.
  11. Kombination (78) nach Anspruch 8, wobei der dritte Leiter (88) in den Keramikstab (82) eingeformt ist.
  12. Kombination (90) nach Anspruch 1, wobei das Glühsensorelement (91) eine flache Keramikplatte (92) umfasst, die ein elektrisches Heizelement (54) und Leiter (60, 62), die auf eine erste Seite (94) gedruckt sind, und eine Ionensensorelektrode (84) und einen Leiter (86), die auf eine zweite Seite (95) gedruckt sind, und eine Isolierbeschichtung (87) auf beiden Seiten (94, 95) der flachen Platte (92), die die gedruckten Leiter (60, 62) und das Heizelement (54) zum Schutz vor Verbrennungsgasen abdeckt, aufweist, wobei die Ionensensorelektrode (84) freiliegend bleibt, um elektrischen Strom innerhalb der Verbrennungsgase zu leiten.
  13. Kombination (90) nach Anspruch 12, wobei die Isolierung zwischen Abschnitte des Glühsensorelements (91) mit der flachen Platte (92) und der Keramikhülse (99) gepackt ist, um das Element (91) in der Hülse (99) abzustützen und eine Verbrennungsgasdichtung dazwischen bereitzustellen.
  14. Kombination (10, 74, 78, 90) nach Anspruch 1, wobei die Motorkomponente ein Zylinderkopf ist.
DE69935641T 1998-09-25 1999-09-16 Glühensensor- und - Motorteilkombination Expired - Lifetime DE69935641T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/160,399 US6062185A (en) 1998-09-25 1998-09-25 Glow sensor and engine component combination
US160399 1998-09-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69935641D1 DE69935641D1 (de) 2007-05-10
DE69935641T2 true DE69935641T2 (de) 2007-08-09

Family

ID=22576748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69935641T Expired - Lifetime DE69935641T2 (de) 1998-09-25 1999-09-16 Glühensensor- und - Motorteilkombination

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6062185A (de)
EP (1) EP0989369B1 (de)
DE (1) DE69935641T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013333A1 (de) * 2010-03-30 2011-10-06 Borgwarner Beru Systems Gmbh Glühkerze

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997038223A1 (fr) * 1996-04-10 1997-10-16 Denso Corporation Bougie de prechauffage, son procede de fabrication, et detecteur de courant ionique
JP3622446B2 (ja) * 1997-09-30 2005-02-23 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの燃焼制御装置
DE19849120C2 (de) * 1998-10-23 2000-09-28 Beru Ag Glühkerze
JP2001165440A (ja) * 1999-12-08 2001-06-22 Ngk Spark Plug Co Ltd グロープラグ及びその製造方法
US6342690B1 (en) 2000-12-01 2002-01-29 O'donnell Steven B. Glow plug assembly method and construction
EP1243859B1 (de) * 2001-03-14 2004-06-09 Federal-Mogul Ignition Srl Glühkerze zur Messung des Ionisationsstromes einer Kraftmaschine und sein Herstellungsverfahren
DE60101664T2 (de) * 2001-03-14 2004-06-24 Federal-Mogul Ignition S.R.L. Glühkerze zur Messung des Ionisationsstromes einer Kraftmaschine
JP2002299012A (ja) * 2001-04-02 2002-10-11 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックヒータ及びその製造方法、グロープラグ及びイオン電流検出装置
DE60225618T3 (de) * 2001-04-27 2014-04-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Heizung, Glühkerze und Wassererhitzer
US20060163065A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Woodward Governor Company Ion sensors formed with coatings
US7383792B1 (en) * 2006-12-27 2008-06-10 Sharpe Thomas H Hydrogen gas injector plug
US10941746B2 (en) * 2013-03-15 2021-03-09 Alfred Anthony Black I.C.E., igniter adapted for optional placement of an integral fuel injector in direct fuel injection mode
CN107159530A (zh) * 2017-06-16 2017-09-15 奉化市威优特电器有限公司 一种热熔胶枪的加热装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2140943A (en) * 1935-02-25 1938-12-20 Karin Katharina Rudquist Glow plug
US4760830A (en) * 1981-07-23 1988-08-02 Ambac Industries, Incorporated Method and apparatus for controlling fuel injection timing in a compression ignition engine
DE3428371A1 (de) * 1984-08-01 1986-02-13 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren zur messung und regelung von betriebsdaten von verbrennungsmotoren
JPH0721894Y2 (ja) * 1989-02-13 1995-05-17 自動車機器株式会社 デイーゼルエンジン用予熱装置
US5367994A (en) * 1993-10-15 1994-11-29 Detroit Diesel Corporation Method of operating a diesel engine utilizing a continuously powered glow plug
JP3834889B2 (ja) * 1996-09-18 2006-10-18 株式会社デンソー グロープラグ
JP3823393B2 (ja) * 1996-09-11 2006-09-20 株式会社デンソー グロープラグ
WO1997038223A1 (fr) * 1996-04-10 1997-10-16 Denso Corporation Bougie de prechauffage, son procede de fabrication, et detecteur de courant ionique
US5676100A (en) * 1996-08-30 1997-10-14 Caterpillar Inc. Glow plug assembly
JP3796846B2 (ja) * 1996-09-12 2006-07-12 株式会社デンソー グロープラグ
JP3605965B2 (ja) * 1996-09-12 2004-12-22 株式会社デンソー グロープラグ
US5880432A (en) * 1996-12-23 1999-03-09 Le-Mark International Ltd. Electric heating device with ceramic heater wedgingly received within a metalic body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010013333A1 (de) * 2010-03-30 2011-10-06 Borgwarner Beru Systems Gmbh Glühkerze
DE102010013333B4 (de) * 2010-03-30 2012-05-24 Borgwarner Beru Systems Gmbh Glühkerze

Also Published As

Publication number Publication date
EP0989369B1 (de) 2007-03-28
EP0989369A3 (de) 2005-02-16
DE69935641D1 (de) 2007-05-10
EP0989369A2 (de) 2000-03-29
US6062185A (en) 2000-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69935641T2 (de) Glühensensor- und - Motorteilkombination
DE102012102009B4 (de) Kammerdeckel für Vorkammer-Zündkerzen und Zündkerzen mit einem solchen Kammerdeckel
EP0049372B1 (de) Zündkerze für Brennkraftmaschinen
DE3217951C2 (de)
EP0118789B1 (de) Zündkerze für Brennkraftmaschinen
DE4010609C2 (de) Zündkerze mit Einrichtungen zur Temperatur- und Druckerfassung
EP3465849B1 (de) Zündkerze für eine hochfrequenz-zündanlage
DE102018206784A1 (de) Vorkammer-Zündkerze
DE69932685T2 (de) Glühsensor - keramische flache Platte
DE19743544A1 (de) Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE60015200T2 (de) Gerichtete Plasmastrahlzündkerze
DE102005044267B4 (de) Zündkerze
DE69932684T2 (de) Keramische Spitze für Glühsensor
DE102007050634A1 (de) Zündkerze
EP0101547B1 (de) Hochspannungszündkerze
DE19636537B4 (de) Zündkerze für Brennkraftmaschinen
EP0103775B1 (de) Glühkerze für Brennkraftmaschinen
EP0106232B1 (de) Glühkerze für Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung
DE102013226667B4 (de) Zündkerze mit Dichtung aus einem nichtleitenden Material
DE60103731T2 (de) Glühkerze zur Messung des Ionisationsstromes einer Kraftmaschine und sein Herstellungsverfahren
DE3146653A1 (de) Gluehkerze fuer brennkraftmaschinen
DE19932220A1 (de) Zündkerze mit niedriger Zündtemperatur
DE19903224A1 (de) Ionenstromdetektor
EP1575140B1 (de) Zündkerze
DE3616640A1 (de) Zuendkerze mit gleitfunkenstrecke

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition