WO2006128755A1 - Integrated combustion chamber sensor - Google Patents

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WO2006128755A1
WO2006128755A1 PCT/EP2006/061387 EP2006061387W WO2006128755A1 WO 2006128755 A1 WO2006128755 A1 WO 2006128755A1 EP 2006061387 W EP2006061387 W EP 2006061387W WO 2006128755 A1 WO2006128755 A1 WO 2006128755A1
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WO
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combustion chamber
sealing element
pressure
engine
cavity
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/061387
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Ludwig
Andreas Reissner
Oliver Glock
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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Publication of WO2006128755A1 publication Critical patent/WO2006128755A1/en

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/222—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
    • G01L23/10—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/002—Glowing plugs for internal-combustion engines with sensing means

Definitions

  • the invention relates to an integrated combustion chamber pressure sensor, which is incorporated into an engine mounting component of an internal combustion engine, such as an engine. is integrated in an injector, a glow plug or a spark plug, according to the preamble of claim 1.
  • PRIOR ART DE 196 80 912 C2 discloses an apparatus and a method for detecting the cylinder pressure of a diesel engine.
  • the device comprises a pressure sensor and a heating section of a glow plug, which faces an interior of a cylinder of the diesel engine.
  • the pressure sensor can be acted upon by the cylinder pressure;
  • a fixing member for fixing the heating portion is provided in a body of the glow plug.
  • the pressure sensor is located between the heating section and the fixing member in the glow plug, wherein the heating section is provided for transmitting the cylinder pressure to the pressure sensor.
  • a power supply terminal of the glow plug is connectable to a power source for heating the heating section, wherein an output signal of the pressure sensor via the power supply terminal is removable as soon as the power supply terminal is disconnected from the Stromquel- Ie.
  • the glow plug includes a cylindrical housing, the housing being mounted on an internal combustion engine and an end of the housing being positioned in a combustion chamber of an engine.
  • a conduit member having a first and a second end which is held within the housing. One end of the conduit member extends into the combustion chamber.
  • a heating element for generating heat when applying current is provided, which is located within the conduit member.
  • Within the housing is a metal core, part of which projects beyond the second end of a housing, the core being electrically connected to the heating element.
  • a combustion pressure sensor for detecting the combustion pressure, wherein the combustion pressure sensor detects the combustion pressure, which is done by detecting the force acting on the conduit member.
  • An inner surface of the housing is at one Outside surface of the conduit member attached near the first end of the housing. There remains substantially no gap between the housing and the conduit member, wherein a receptacle is defined between a portion of the inner surface of the housing adjacent to its second end and an outer surface of the core and at least a portion of the combustion pressure sensor is received in the receptacle.
  • the force sensor is mounted on the upper injector, glow plug or spark plug end, whereby the force resulting from the deformation of a component core is measured.
  • the object of the present invention is to enable a measurement of the pressure prevailing in a combustion chamber of an internal combustion engine with a simple sensor, which is integrated into an already existing component.
  • a force sensor in a sealing element of a motor attachment, such as e.g. a spark plug, a glow plug or a fuel injector to integrate, which is acted upon in the installed state of the engine attachment by this with a biasing force.
  • this sealing element can be made elastic and encloses e.g. a piezo-based pressure sensor.
  • the latter is shielded from the temperatures prevailing in the combustion chamber of an internal combustion engine and measures the force relief of the engine attachment which is acted upon by the combustion chamber pressure gases, such as, for example, a glow plug or a fuel injector.
  • the sealing element is provided for sealing a fuel injector and is designed in an advantageous manner for receiving the force sensor detecting the combustion chamber pressure, so that no additional component is required.
  • a cable channel which can be formed in the cylinder head or via tracks on the cylinder head or via directly provided on the sealing element signal lines and are connected in this way with an engine control unit of the internal combustion engine for transmitting the combustion chamber pressure signal to this ,
  • the lateral surface of a, for example, thoro-shaped sealing element acts like this probably with respect to the cylinder head as well as to an acted upon by the combustion chamber pressure gas end face of the engine attachment as a sealing surface.
  • different biasing forces are adjustable depending on the application. For example, due to the higher compression of self-igniting internal combustion engines, higher preload forces on fuel injectors or glow plugs are required in comparison to preload forces applied to spark plugs on externally ignited internal combustion engines.
  • the force sensor integrated into the sealing element for the engine attachment measures the force relief which acts on the engine attachment acted upon by the combustion chamber pressure. From this force signal, the combustion chamber pressure in the engine control unit is calculated with the aid of the known area of the engine compartment driven by the combustion chamber.
  • Figure 2 shows a section through a mounted in the cylinder head of the internal combustion engine engine attachment with a sealing element and an integrated force sensor in this and Figure 3, the sealing element as a separate component.
  • FIG. 1 shows a glow plug as a motor attachment according to the prior art.
  • a motor attachment 20 is e.g. B. formed as a glow plug and includes a sleeve-shaped housing 22 to which a male threaded portion 23 is provided.
  • a glow tube 56 Within the housing 22 of the engine attachment part 20 extends a glow tube 56.
  • a filament 38 and a surrounding this Railpulver 39 Within the glow tube are both a filament 38 and a surrounding this Railpulver 39.
  • the entirety of filament 38 and filling powder 39 is a radiator 58, the combustion chamber side end with reference numeral 62nd is designated.
  • the engine attachment 20 in the present case, for example, a glow plug, projects into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the radiator 38 is on the one hand by means of a Viton ring 66 and on the other hand sealed by a sealing ring 17 against the housing 22.
  • a connecting bolt 40 In the upper part of the engine attachment 20 there is a connecting bolt 40, over wel- Chen the heating of the radiator 58 of the engine attachment 20 takes place.
  • Reference numeral 15 denotes a round nut, with which the sealing ring 17 can be tightened against the housing 22 of the engine attachment part 20 in a sealing manner.
  • Another sealing element is the Viton ring 66, which forms a seal between the glow tube 56 and the housing 22 of the engine attachment part 20.
  • the filament 38 of the radiator 58 may also be formed in two parts and in addition to a heating coil also include a control coil, with which the heating coil at the combustion chamber end 62 of a glow plug can be controlled.
  • FIG. 2 shows a section through a motor attachment 20 mounted in the cylinder head 10 of an internal combustion engine.
  • An internal combustion engine be it a spark-ignited or a self-igniting internal combustion engine, comprises a cylinder head 10, in which at least one bore is received, in which a motor attachment 20, such as, for example, is mounted.
  • a spark plug in the case of externally ignited internal combustion engines or a glow plug in the case of self-igniting internal combustion engines or fuel injectors, which are used in self-ignition and in spark-ignited internal combustion engines, is embedded.
  • the bore in the cylinder head 10 is divided into a first bore section 12 and a second bore section 14.
  • a cavity 18 is bounded by the annular surface 16 of the cylinder head 10 and a combustion chamber pressure-applied surface 68 of the engine attachment part 20.
  • the engine attachment 20 comprises a housing 22, which surrounds a filament 38, optionally with a control coil of a heating element 58.
  • Within the cavity 18 of the cylinder head 10 there is a ring-shaped sealing element 30.
  • the cavity 18 is divided by the mentioned sealing element 30 in an outer cavity 18.1 and an inner combustion chamber pressure-loaded cavity 18.2.
  • the sealing element 30 seals the outer cavity 18.1 in cooperation with the first sealing surface 24 on the end face of the housing 22 and with the annular surface 16 of the cylinder head 10 serving as the second sealing surface 26 against the combustion chamber pressure gases flowing into it via a gap 28.
  • the gap 28 is formed by the diameter of the second bore portion 14 and the outer diameter of the housing 22.
  • the sealing element 30, which is preferably designed as an annular component, comprises a lateral surface 32, which rests both on the first sealing surface 24, and on the second sealing surface 26 serving as annular surface 16 of the cylinder head 10.
  • In the cavity 46 (see Figure 3) of Sealing element 30 is a force sensor 34.
  • the force sensor 34 is preferably designed as a piezo-based working component.
  • the flow direction of the inner cavity 18.2 incoming combustion chamber gases is by the inside the gap 28 indicated arrow 36 denotes.
  • the sealing element 30 is constructed symmetrically to the axis of symmetry 42.
  • the sealing element 30 between the cylinder head 10 and the housing 22 of the engine attachment part 20 is connected via signal lines 50 to an engine control unit, not shown in FIG. 2, of the internal combustion engine.
  • the signal lines designated by reference numeral 50 serve for contacting the force sensor 34 within the sealing element 30 and can either be accommodated in a cable channel extending inside the cylinder head 10 or can be formed as strip conductors running on the cylinder head 10.
  • Reference numeral 19 denotes a gap between the cylinder head 10 of the internal combustion engine and the housing 22 of the engine attachment part 20, which extends below the external thread 23 of the housing 22 (see also illustration according to FIG.
  • the engine attachment 20 which may be a spark plug, a glow plug or a fuel injector, there is a biasing force 52 between the cylinder head 10 and the engine attachment 20.
  • the combustion chamber pressure area 64 i. the combustion chamber facing the end face of the engine attachment part 20 is acted upon by the pressure prevailing in the combustion chamber 60 pressure.
  • the force caused by the combustion chamber gases acts as a relieving force 54 on the combustion chamber pressure-applied surface 64 of the engine attachment 20, which is therefore depressurized.
  • the force sensor 34 accommodated in the sealing element 30 measures the force release, which is the component charged by the combustion chamber pressure, i. in this case, the engine attachment 20, learns.
  • radiator 58 embedded in the cylinder head 10 engine attachment 20 in the case of training as glow plug for self-igniting internal combustion engines has a radiator 58 whose end face 62nd assigns the combustion chamber 60 of the internal combustion engine.
  • the radiator 58 serves as a jump start of the internal combustion engine and is airtight pressed into the housing 22.
  • the connection between the housing 22 and the radiator 58 is thus designed to be rigid.
  • the power supply takes place via the connecting bolt 40 shown in Figure 1.
  • the housing 22 represents the ground connection of the engine attachment 20 to the cylinder head 10 of the internal combustion engine.
  • the sealing element 30 is preferably formed as a thorus-shaped body and comprises a cavity 46.
  • the force sensor 34 can likewise be of annular design and extend in the circumferential direction, filling the cavity 46 within the sealing element 30.
  • the force sensor 34 may have several e.g. comprise individual sensors oriented in a 90 ° position to each other, each of which can be contacted via a separate signal line 50 to the engine control unit.
  • the wall thickness of the sealing element 30 is indicated by reference numeral 44. To improve the elastic properties of the sealing element 30 acted upon by the biasing force 52, this can be achieved with a slot 48 on the outside, i.
  • the sealing element 30 sealingly abuts against the first sealing surface 24 and on the second sealing surface 26 even when the relief force 54 acts on the surface 68 of the housing 22 and acts on the combustion chamber pressure, and those located in the inner cavity 18.2 Combustion chamber gases against the outer cavity 18.1 encapsulates.
  • the sealing element 30 which is preferably made of steel, it is ensured that this by appropriate biasing force by the biasing force 52, not only the first sealing surface 24 and the second sealing surface 26 but also the first bore portion 14 in its above the annular surface 16 lying region is sealed against leakage of the combustion chamber gases from the inner cavity 18.2 in the upper region of the cylinder head 10.
  • the biasing force 52 on the force sensor 34 is applied by screwing the housing 22 into the cylinder head 10 with a defined torque.

Abstract

The invention relates to a device for measuring the pressure in the combustion chamber (60) of an internal combustion engine, in the cylinder head (10) of which is accommodated at least one engine add-on part (20). Said engine add-on part is held with a preload force (52) against a sealing element (30) which is deformable in the axial direction. The sealing element (30) seals off the engine add-on part (20), which is accommodated in a bore (12, 14), from the combustion chamber gases. At least one force sensor (34) is integrated in a cavity (46) of the sealing element (30).

Description

R.311208R.311208
20. Mai 2005May 20, 2005
Robert Bosch GmbHRobert Bosch GMBH
Integrierter BrcnnraumdruckscnsorIntegrated chamber pressure sensor
Die Erfindung bezieht sich auf einen integrierten Brennraumdrucksensor, welcher in eine Motoranbaukomponente einer Verbrennungskraftmaschine, wie z.B. in einen Injektor, eine Glühkerze oder eine Zündkerze integriert ist, gemäß des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to an integrated combustion chamber pressure sensor, which is incorporated into an engine mounting component of an internal combustion engine, such as an engine. is integrated in an injector, a glow plug or a spark plug, according to the preamble of claim 1.
Stand der Technik Aus DE 196 80 912 C2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Detektieren des Zylinderdruckes eines Dieselmotors bekannt. Die Vorrichtung umfasst einen Drucksensor und einen Heizabschnitt einer Glühkerze, der einem Innenraum eines Zylinders des Dieselmotors zugewandt ist. Der Drucksensor ist durch den Zylinderdruck beaufschlagbar; ferner ist ein Fixierglied zum Fixieren des Heizabschnittes in einem Körper der Glühkerze vorgesehen. Der Drucksensor befindet zwischen dem Heizabschnitt und dem Fixierglied in der Glühkerze, wobei der Heizabschnitt zur Übertragung des Zylinderdrucks auf den Drucksensor vorgesehen ist. Ein Stromzufuhr-Terminal der Glühkerze ist mit einer Stromquelle zur Erwärmung des Heizabschnitts verbindbar, wobei ein Ausgangssignal des Drucksensors über das Stromzufuhr-Terminal abnehmbar ist, sobald das Stromzufuhr-Terminal von der Stromquel- Ie getrennt ist.PRIOR ART DE 196 80 912 C2 discloses an apparatus and a method for detecting the cylinder pressure of a diesel engine. The device comprises a pressure sensor and a heating section of a glow plug, which faces an interior of a cylinder of the diesel engine. The pressure sensor can be acted upon by the cylinder pressure; Further, a fixing member for fixing the heating portion is provided in a body of the glow plug. The pressure sensor is located between the heating section and the fixing member in the glow plug, wherein the heating section is provided for transmitting the cylinder pressure to the pressure sensor. A power supply terminal of the glow plug is connectable to a power source for heating the heating section, wherein an output signal of the pressure sensor via the power supply terminal is removable as soon as the power supply terminal is disconnected from the Stromquel- Ie.
DE 102 18 544 Al ist eine Glühkerze mit eingebautem Verbrennungsdrucksensor zu entnehmen. Die Glühkerze umfasst ein zylindrisches Gehäuse, wobei das Gehäuse an einer Brennkraftmaschine montiert ist und ein Ende des Gehäuses in einer Brennkammer eines Motors positioniert ist. Es ist ein Leitungselement mit einem ersten und einem zweiten Ende vorgesehen, welches innerhalb des Gehäuses gehalten wird. Ein Ende des Leitungselements erstreckt sich in die Brennkammer. Ferner ist ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme beim Anlegen von Strom vorgesehen, welches sich innerhalb des Leitungselements befindet. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Metallkern, von dem ein Teil über das zweite Ende eines Gehäuses vorsteht, wobei der Kern elektrisch mit dem Heizelement verbunden ist. Es ist ein Verbrennungsdrucksensor vorgesehen zum Erfassen des Verbrennungsdrucks, wobei der Verbrennungsdrucksensor den Verbrennungsdruck erfasst, was durch Erfassen der Kraft, die auf das Leitungselement wirkt, erfolgt. Eine Innenfläche des Gehäuses ist an einer Außenfläche des Leitungselements befestigt in der Nähe des ersten Endes des Gehäuses. Es verbleibt im Wesentlichen kein Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Leitungselement, wobei eine Aufnahme definiert ist zwischen einem Teil der Innenfläche des Gehäuses benachbart zu dessen zweitem Ende und einer Außenfläche des Kerns und zumindest ein Teil des Verbrennungsdrucksensors in der Aufnahme aufgenommen ist.DE 102 18 544 A1 discloses a glow plug with built-in combustion pressure sensor. The glow plug includes a cylindrical housing, the housing being mounted on an internal combustion engine and an end of the housing being positioned in a combustion chamber of an engine. There is provided a conduit member having a first and a second end which is held within the housing. One end of the conduit member extends into the combustion chamber. Further, a heating element for generating heat when applying current is provided, which is located within the conduit member. Within the housing is a metal core, part of which projects beyond the second end of a housing, the core being electrically connected to the heating element. There is provided a combustion pressure sensor for detecting the combustion pressure, wherein the combustion pressure sensor detects the combustion pressure, which is done by detecting the force acting on the conduit member. An inner surface of the housing is at one Outside surface of the conduit member attached near the first end of the housing. There remains substantially no gap between the housing and the conduit member, wherein a receptacle is defined between a portion of the inner surface of the housing adjacent to its second end and an outer surface of the core and at least a portion of the combustion pressure sensor is received in the receptacle.
Gemäß der Lösung aus DE 196 80 912 C2 wird zur Detektion des Zylinderdrucks in einem Dieselmotor die Stützkraft von Bauteilen innerhalb eines Motoranbauteils, wie in diesem Falle innerhalb einer Glühstiftkerze, für einen Dieselmotor genutzt.According to the solution of DE 196 80 912 C2, the support force of components within a motor attachment, as in this case within a glow plug, used for a diesel engine for detecting the cylinder pressure in a diesel engine.
Gemäß DE 102 18 544 Al wird der Kraftsensor am oberen Injektor-, Glühkerzen- oder Zündkerzenende montiert, wobei die durch die Verformung eines Bauteilkerns entstehende Kraft gemessen wird.According to DE 102 18 544 A1, the force sensor is mounted on the upper injector, glow plug or spark plug end, whereby the force resulting from the deformation of a component core is measured.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Messung des in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine herrschenden Druckes mit einem einfachen Sensor zu ermöglichen, der in bereits vorhandenes Bauteil integriert ist.The object of the present invention is to enable a measurement of the pressure prevailing in a combustion chamber of an internal combustion engine with a simple sensor, which is integrated into an already existing component.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Kraftsensor in ein Dichtelement eines Motoranbauteils, wie z.B. einer Zündkerze, einer Glühkerze oder eines Kraftstoffinjektors, zu integrieren, welches im eingebauten Zustand des Motoranbauteils durch dieses mit einer Vorspannkraft beaufschlagt ist. Vorteilhafterweise kann dieses Dichtelement elastisch ausgebildet werden und umschließt z.B. einen auf Piezo-Basis arbeitenden Drucksensor. Da- durch ist dieser von den im Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine herrschenden Temperaturen abgeschirmt und misst die Kraftentlastung des durch die Brennraumdruckgase beaufschlagten Motoranbauteiles, wie z.B. einer Glühkerze oder eines Kraftstoffinjektors. Das Dichtelement ist zur Abdichtung eines Kraftstoffinjektors vorhanden und wird in vorteilhafter Weise zur Aufnahme des den Brennraumdruck erfassenden Kraftsensors aus- gestaltet, so dass kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Der vom z.B. ringförmig ausgebildeten Dichtelement im Wesentlichen umschlossene Kraftsensor kann durch einen Kabelkanal, der im Zylinderkopf ausgebildet werden kann oder über Leiterbahnen am Zylinderkopf oder aber über direkt am Dichtelement vorgesehene Signalleitungen kontaktiert werden und auf diese Weise mit einem Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine zur Übertragung des Brennraumdrucksignales an dieses verbunden werden.According to the invention, it is proposed to use a force sensor in a sealing element of a motor attachment, such as e.g. a spark plug, a glow plug or a fuel injector to integrate, which is acted upon in the installed state of the engine attachment by this with a biasing force. Advantageously, this sealing element can be made elastic and encloses e.g. a piezo-based pressure sensor. As a result, the latter is shielded from the temperatures prevailing in the combustion chamber of an internal combustion engine and measures the force relief of the engine attachment which is acted upon by the combustion chamber pressure gases, such as, for example, a glow plug or a fuel injector. The sealing element is provided for sealing a fuel injector and is designed in an advantageous manner for receiving the force sensor detecting the combustion chamber pressure, so that no additional component is required. Der of e.g. ring-shaped sealing element substantially enclosed force sensor can be contacted by a cable channel which can be formed in the cylinder head or via tracks on the cylinder head or via directly provided on the sealing element signal lines and are connected in this way with an engine control unit of the internal combustion engine for transmitting the combustion chamber pressure signal to this ,
Aufgrund der Vorspannkraft, mit dem das Motoranbauteil im montierten Zustand beaufschlagt ist, wirkt die Mantelfläche eines z.B. thorusförmig ausgebildeten Dichtelements so- wohl in Bezug auf den Zylinderkopf als auch auf eine durch die Brennraumdruckgase beaufschlagte Stirnfläche des Motoranbauteils als Dichtfläche. Aufgrund der elastischen Ausgestaltung des Dichtelements sind je nach Einsatzzweck unterschiedliche Vorspannkräfte einstellbar. So sind z.B. aufgrund der höheren Verdichtung an selbstzündenden Verbrennungs- kraftmaschinen höhere Vorspannkräfte an Kraftstoffinjektoren bzw. Glühstiftkerzen erforderlich im Vergleich zu Vorspannkräften, die auf Zündkerzen an fremd gezündeten Verbrennungskraftmaschinen aufgebracht werden. Der in das Dichtelement für das Motoranbauteil integrierte Kraftsensor misst die Kraftentlastung, die auf das durch den Brennraumdruck beaufschlagte Motoranbauteil wirkt. Aus diesem Kraftsignal wird mit Hilfe der bekannten Fläche des brennraumdruckbeaufschlagten Motoranbauteils der Brennraumdruck im Motorsteuergerät berechnet.Due to the biasing force with which the engine attachment is acted upon in the mounted state, the lateral surface of a, for example, thoro-shaped sealing element acts like this probably with respect to the cylinder head as well as to an acted upon by the combustion chamber pressure gas end face of the engine attachment as a sealing surface. Due to the elastic configuration of the sealing element different biasing forces are adjustable depending on the application. For example, due to the higher compression of self-igniting internal combustion engines, higher preload forces on fuel injectors or glow plugs are required in comparison to preload forces applied to spark plugs on externally ignited internal combustion engines. The force sensor integrated into the sealing element for the engine attachment measures the force relief which acts on the engine attachment acted upon by the combustion chamber pressure. From this force signal, the combustion chamber pressure in the engine control unit is calculated with the aid of the known area of the engine compartment driven by the combustion chamber.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail. It shows:
Figur 1 eine Glühstiftkerze gemäß des Standes der Technik,1 shows a glow plug according to the prior art,
Figur 2 einen Schnitt durch ein in den Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine montiertes Motoranbauteil mit einem Dichtelement und einen in dieses integrierten Kraftsensor und Figur 3 das Dichtelement als separates Bauteil.Figure 2 shows a section through a mounted in the cylinder head of the internal combustion engine engine attachment with a sealing element and an integrated force sensor in this and Figure 3, the sealing element as a separate component.
Ausführungsbeispieleembodiments
Figur 1 ist eine Glühstiftkerze als Motoranbauteil gemäß des Standes der Technik zu entnehmen.FIG. 1 shows a glow plug as a motor attachment according to the prior art.
Wie aus der Darstellung gemäß Figur 1 hervorgeht, ist ein Motoranbauteil 20 z. B. als Glühstiftkerze ausgebildet und umfasst ein hülsenförmig ausgebildetes Gehäuse 22, an dem ein Außengewindeabschnitt 23 vorgesehen ist. Innerhalb des Gehäuses 22 des Motoranbauteiles 20 erstreckt sich ein Glührohr 56. Innerhalb des Glührohrs befinden sich sowohl eine Glühwendel 38 als auch ein dieses umgebendes Füllpulver 39. Die Gesamtheit aus Glühwendel 38 und Füllpulver 39 stellt einen Heizkörper 58 dar, dessen brennraumseitiges Ende mit Bezugszeichen 62 bezeichnet ist. Mit diesem brennraumseitigen Ende 62 ragt das Motoranbauteil 20, im vorliegenden Falle beispielsweise eine Glühstiftkerze, in den Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine hinein. Der Heizkörper 38 ist einerseits mittels eines Vi- tonringes 66 und andererseits über einen Dichtring 17 gegen das Gehäuses 22 abgedichtet. Im oberen Bereich des Motoranbauteiles 20 befindet sich ein Anschlussbolzen 40, über wel- chen die Beheizung des Heizkörpers 58 des Motoranbauteiles 20 erfolgt. Mit Bezugszeichen 15 ist eine Rundmutter bezeichnet, mit welcher der Dichtring 17 dichtend gegen das Gehäuse 22 des Motoranbauteiles 20 verspannt werden kann. Als weiteres Dichtelement wirkt der Vitonring 66, der eine Abdichtung zwischen dem Glührohr 56 und dem Gehäuse 22 des Motoranbauteiles 20 bildet. Die Glühwendel 38 des Heizkörpers 58 kann auch zweiteilig ausgebildet sein und neben einer Heizwendel auch eine Regelwendel umfassen, mit welcher die Heizwendel am brennraumseitigen Ende 62 einer Glühstiftkerze geregelt werden kann.As can be seen from the illustration in FIG. 1, a motor attachment 20 is e.g. B. formed as a glow plug and includes a sleeve-shaped housing 22 to which a male threaded portion 23 is provided. Within the housing 22 of the engine attachment part 20 extends a glow tube 56. Within the glow tube are both a filament 38 and a surrounding this Füllpulver 39. The entirety of filament 38 and filling powder 39 is a radiator 58, the combustion chamber side end with reference numeral 62nd is designated. With this combustion chamber end 62, the engine attachment 20, in the present case, for example, a glow plug, projects into the combustion chamber of an internal combustion engine. The radiator 38 is on the one hand by means of a Viton ring 66 and on the other hand sealed by a sealing ring 17 against the housing 22. In the upper part of the engine attachment 20 there is a connecting bolt 40, over wel- Chen the heating of the radiator 58 of the engine attachment 20 takes place. Reference numeral 15 denotes a round nut, with which the sealing ring 17 can be tightened against the housing 22 of the engine attachment part 20 in a sealing manner. Another sealing element is the Viton ring 66, which forms a seal between the glow tube 56 and the housing 22 of the engine attachment part 20. The filament 38 of the radiator 58 may also be formed in two parts and in addition to a heating coil also include a control coil, with which the heating coil at the combustion chamber end 62 of a glow plug can be controlled.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist ein Schnitt durch ein in den Zylinderkopf 10 einer Verbrennungskraftmaschine montiertes Motoranbauteil 20 zu entnehmen. Eine Verbrennungskraftmaschine, sei es eine fremdgezündete oder eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine, umfasst einen Zylinderkopf 10, in welchem mindestens eine Bohrung aufgenommen ist, in der ein Motoranbauteil 20, wie z.B. eine Zündkerze im Falle von fremdge- zündeten Verbrennungskraftmaschinen oder eine Glühstiftkerze im Falle von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen oder Kraftstoffinjektoren, die bei selbst- und bei fremdgezündeten Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, eingelassen ist.The illustration according to FIG. 2 shows a section through a motor attachment 20 mounted in the cylinder head 10 of an internal combustion engine. An internal combustion engine, be it a spark-ignited or a self-igniting internal combustion engine, comprises a cylinder head 10, in which at least one bore is received, in which a motor attachment 20, such as, for example, is mounted. a spark plug in the case of externally ignited internal combustion engines or a glow plug in the case of self-igniting internal combustion engines or fuel injectors, which are used in self-ignition and in spark-ignited internal combustion engines, is embedded.
Die Bohrung im Zylinderkopf 10 ist gemäß der Darstellung in Figur 2 in einen ersten Boh- rungsabschnitt 12 und einen zweiten Bohrungsabschnitt 14 geteilt. Durch die gestuft ausgebildete Bohrung entsteht eine Ringfläche 16 im Zylinderkopf 10. Ein Hohlraum 18 wird durch die Ringfläche 16 des Zylinderkopfes 10 und eine brennraumdruckbeaufschlagte Fläche 68 des Motoranbauteils 20 begrenzt. Das Motoranbauteil 20 umfasst ein Gehäuse 22, das eine Glühwendel 38, gegebenenfalls mit Regelwendel eines Heizkörpers 58 umschließt. Innerhalb des Hohlraumes 18 des Zylinderkopfes 10 befindet sich ein ringförmig ausgebildetes Dichtelement 30. Der Hohlraum 18 wird durch das erwähnte Dichtelement 30 in einen äußeren Hohlraum 18.1 und einen inneren, brennraumdruckbeaufschlagten Hohlraum 18.2 unterteilt. Das Dichtelement 30 dichtet zusammenwirkend mit der ersten Dichtfläche 24 an der Stirnseite des Gehäuses 22 sowie mit der als zweite Dichtfläche 26 dienenden Ringflä- che 16 des Zylinderkopfes 10 den äußeren Hohlraum 18.1 gegen die über einen Spalt 28 in diesen einströmenden Brennraumdruckgase ab. Der Spalt 28 wird durch den Durchmesser des zweiten Bohrungsabschnitts 14 und den Außendurchmesser des Gehäuses 22 gebildet. Das Dichtelement 30, welches bevorzugt als ringförmiges Bauteil ausgeführt wird, umfasst eine Mantelfläche 32, die sowohl an der ersten Dichtfläche 24 anliegt, als auch auf der als zweite Dichtfläche 26 dienenden Ringfläche 16 des Zylinderkopfes 10. Im Hohlraum 46 (siehe Figur 3) des Dichtelements 30 befindet sich ein Kraftsensor 34. Der Kraftsensor 34 wird bevorzugt als ein auf Piezo-Basis arbeitendes Bauteil ausgelegt. Die Strömungsrichtung der dem inneren Hohlraum 18.2 zuströmenden Brennraumgase ist durch den innerhalb des Spaltes 28 eingezeichneten Pfeil 36 bezeichnet. Das Dichtelement 30 ist symmetrisch zur Symmetrieachse 42 aufgebaut.As shown in FIG. 2, the bore in the cylinder head 10 is divided into a first bore section 12 and a second bore section 14. A cavity 18 is bounded by the annular surface 16 of the cylinder head 10 and a combustion chamber pressure-applied surface 68 of the engine attachment part 20. The engine attachment 20 comprises a housing 22, which surrounds a filament 38, optionally with a control coil of a heating element 58. Within the cavity 18 of the cylinder head 10 there is a ring-shaped sealing element 30. The cavity 18 is divided by the mentioned sealing element 30 in an outer cavity 18.1 and an inner combustion chamber pressure-loaded cavity 18.2. The sealing element 30 seals the outer cavity 18.1 in cooperation with the first sealing surface 24 on the end face of the housing 22 and with the annular surface 16 of the cylinder head 10 serving as the second sealing surface 26 against the combustion chamber pressure gases flowing into it via a gap 28. The gap 28 is formed by the diameter of the second bore portion 14 and the outer diameter of the housing 22. The sealing element 30, which is preferably designed as an annular component, comprises a lateral surface 32, which rests both on the first sealing surface 24, and on the second sealing surface 26 serving as annular surface 16 of the cylinder head 10. In the cavity 46 (see Figure 3) of Sealing element 30 is a force sensor 34. The force sensor 34 is preferably designed as a piezo-based working component. The flow direction of the inner cavity 18.2 incoming combustion chamber gases is by the inside the gap 28 indicated arrow 36 denotes. The sealing element 30 is constructed symmetrically to the axis of symmetry 42.
Das Dichtelement 30 zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Gehäuse 22 des Motoranbau- teiles 20 ist über Signalleitungen 50 mit einem in Figur 2 nicht dargestellten Motorsteuergerät der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Die mit Bezugszeichen 50 bezeichneten Signalleitungen dienen der Kontaktierung des Kraftsensors 34 innerhalb des Dichtelementes 30 und können entweder in einem innerhalb des Zylinderkopfes 10 verlaufenden Kabelkanal untergebracht sein oder können als Leiterbahnen ausgebildet sein, die auf dem Zylin- derkopf 10 verlaufen. Daneben ist es auch möglich, den Kraftsensor 34 innerhalb des Dichtelements 30 direkt bei Einbau in den Zylinderkopf bzw. den ersten Bohrungsabschnitt 12 direkt zu kontaktieren. Über die Signalleitungen 50 wird das Kraftsignal des Kraftsensors 34 an das Motorsteuergerät übertragen. Aus dem vom Kraftsensor 34 an das Motorsteuergerät übertragenen Signal wird mit Hilfe einer brennraumdruckbeaufschlagten Flä- che 68 des Gehäuses 22 der im Brennraum 60 der Verbrennungskraftmaschine herrschende Druck berechnet. Mit Bezugszeichen 19 ist ein Spalt zwischen dem Zylinderkopf 10 der Verbrennungskraftmaschine und dem Gehäuse 22 des Motoranbauteiles 20 bezeichnet, welcher unterhalb des Außengewindes 23 des Gehäuses 22 verläuft (vgl. auch Darstellung gemäß Figur 1).The sealing element 30 between the cylinder head 10 and the housing 22 of the engine attachment part 20 is connected via signal lines 50 to an engine control unit, not shown in FIG. 2, of the internal combustion engine. The signal lines designated by reference numeral 50 serve for contacting the force sensor 34 within the sealing element 30 and can either be accommodated in a cable channel extending inside the cylinder head 10 or can be formed as strip conductors running on the cylinder head 10. In addition, it is also possible to directly contact the force sensor 34 within the sealing element 30 directly when installed in the cylinder head or the first bore section 12. Via the signal lines 50, the force signal of the force sensor 34 is transmitted to the engine control unit. From the signal transmitted from the force sensor 34 to the engine control unit, the pressure prevailing in the combustion chamber 60 of the internal combustion engine is calculated with the aid of a surface 68 of the housing 22 which is subject to the combustion chamber pressure. Reference numeral 19 denotes a gap between the cylinder head 10 of the internal combustion engine and the housing 22 of the engine attachment part 20, which extends below the external thread 23 of the housing 22 (see also illustration according to FIG.
Im montierten Zustand des Motoranbauteils 20, bei dem es sich um eine Zündkerze, eine Glühstiftkerze oder auch einen Kraftstoffinjektor handeln kann, herrscht eine Vorspannkraft 52 zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Motoranbauteil 20. Durch in Pfeilrichtung 36 strömende Brennraumgase wird die brennraumdruckbeaufschlagte Fläche 64, d.h. die dem Brennraum zuweisende Stirnseite des Motoranbauteils 20 mit dem in Brennraum 60 herrschenden Druck beaufschlagt. Die durch die Brennraumgase bewirkte Kraft greift als Entlastungskraft 54 an der brennraumdruckbeaufschlagten Fläche 64 des Motoranbauteils 20 an, welches demnach druckentlastet wird. Der im Dichtelement 30 untergebrachte Kraftsensor 34 misst die Kraftentlastung, die das durch den Brennraumdruck beauf- geschlagte Bauteil, d.h. in vorliegenden Falle das Motoranbauteil 20, erfährt. Durch die an der brennraumdruckbeaufschlagten Fläche 64 in Kraftentlastungsrichtung 54 wirkenden Kräfte wird die auf das Dichtelement 30 einwirkende Vorspannkraft 52 reduziert. Eine dem Brennraumdruck proportionale Kraftentlastung des Dichtelements 30 kann durch den in dessen Hohlraum aufgenommenen Kraftsensor 34 erfasst und über die Signalleitungen 50 an das Motorsteuergerät übermittelt werden.In the assembled state of the engine attachment 20, which may be a spark plug, a glow plug or a fuel injector, there is a biasing force 52 between the cylinder head 10 and the engine attachment 20. By combustion chamber gases flowing in the direction of arrow 36, the combustion chamber pressure area 64, i. the combustion chamber facing the end face of the engine attachment part 20 is acted upon by the pressure prevailing in the combustion chamber 60 pressure. The force caused by the combustion chamber gases acts as a relieving force 54 on the combustion chamber pressure-applied surface 64 of the engine attachment 20, which is therefore depressurized. The force sensor 34 accommodated in the sealing element 30 measures the force release, which is the component charged by the combustion chamber pressure, i. in this case, the engine attachment 20, learns. By acting on the brennraumdruckbeaufschlagten surface 64 in force relief direction 54 forces acting on the sealing element 30 biasing force 52 is reduced. A force relief of the sealing element 30 that is proportional to the combustion chamber pressure can be detected by the force sensor 34 received in its cavity and transmitted via the signal lines 50 to the engine control unit.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das in Figur 2 dargestellte, in den Zylinderkopf 10 eingelassene Motoranbauteil 20 im Falle der Ausbildung als Glühstift für selbstzündende Verbrennungskraftmaschinen einen Heizkörper 58 aufweist, dessen Stirnfläche 62 dem Brennraum 60 der Verbrennungskraftmaschine zuweist. Der Heizkörper 58 dient als Starthilfe der Verbrennungskraftmaschine und ist luftdicht in das Gehäuse 22 eingepresst. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 22 und dem Heizkörper 58 ist somit starr ausgelegt. Die Spannungsversorgung erfolgt über den in Figur 1 dargestellten Anschlussbolzen 40. Das Gehäuse 22 stellt die Masseverbindung des Motoranbauteiles 20 zum Zylinderkopf 10 der Verbrennungskraftmaschine dar.For the sake of completeness it should be mentioned that the illustrated in Figure 2, embedded in the cylinder head 10 engine attachment 20 in the case of training as glow plug for self-igniting internal combustion engines has a radiator 58 whose end face 62nd assigns the combustion chamber 60 of the internal combustion engine. The radiator 58 serves as a jump start of the internal combustion engine and is airtight pressed into the housing 22. The connection between the housing 22 and the radiator 58 is thus designed to be rigid. The power supply takes place via the connecting bolt 40 shown in Figure 1. The housing 22 represents the ground connection of the engine attachment 20 to the cylinder head 10 of the internal combustion engine.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist das zwischen dem Motoranbauteil 20 und dem Zylinderkopf eingelassene Dichtelement in vergrößerter Darstellung entnehmbar.The representation according to Figure 3, the recessed between the engine attachment 20 and the cylinder head sealing element is removed in an enlarged view.
Das Dichtelement 30 wird bevorzugt als thorusförmiger Körper ausgebildet und umfasst einen Hohlraum 46. Im Hohlraum 46 ist der in Figur 1 dargestellte Kraftsensor 34 untergebracht. Der Kraftsensor 34 kann ebenfalls ringförmig ausgestaltet sein und sich in Umfangs- richtung, den Hohlraum 46 ausfüllend innerhalb des Dichtelements 30 erstrecken. Ebenso gut kann der Kraftsensor 34 mehrere z.B. in 90°-Lage zueinander orientierte Einzelsensoren umfassen, von denen jeder über eine separate Signalleitung 50 mit dem Motorsteuergerät kontaktiert werden kann. Die Wanddicke des Dichtelements 30 ist durch Bezugszeichen 44 angedeutet. Zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften des durch die Vorspannkraft 52 beaufschlagten Dichtelements 30 kann dies mit einer Schlitzung 48 auf der Außen- seite, d.h. auf der der Hülse 22 gemäß Figur 2 abgewandten Seite der Mantelfläche 32 versehen sein. Über die schlitzförmige Ausnehmung 48 wird einerseits die Kompression des Dichtelements 30 bei Montage des Motoranbauteils 20 im ersten Bohrungsabschnitt 12 des Zylinderkopfes 10 bewirkt, andererseits werden die elastischen Rückstelleigenschaften des Dichtelements 30 durch die Schlitzung 48 verbessert. Es muss stets gewährleistet sein, dass das Dichtelement 30 auch bei Wirkung der Entlastungskraft 54, die an der brennraumdruck- beaufschlagten Fläche 68 des Gehäuses 22 angreift, an der ersten Dichtfläche 24 und an der zweiten Dichtfläche 26 dichtend anliegt und die im inneren Hohlraum 18.2 befindlichen Brennraumgase gegen den äußeren Hohlraum 18.1 kapselt. Es ist zu vermeiden, dass die Brennraumdruckgase entlang der Dichtflächen 24 bzw. 26 durch den zweiten Bohrungsab- schnitt 14 im oberen Bereich des Zylinderkopfes 10 der Verbrennungskraftmaschine entweichen. Kontaktflächen des Dichtelementes 30 sind durch die Bezugszeichen 30.1 und 30.2 kenntlich gemacht. Zwischen diesen Kontaktflächen 30.1 und 30.2 ist der Kraftsensor 34 aufgenommen (vgl. auch Darstellung gemäß Figur 2). Bezugszeichen 42 markiert die Symmetrieachse des Dichtelementes 30.The sealing element 30 is preferably formed as a thorus-shaped body and comprises a cavity 46. In the cavity 46 of the force sensor 34 shown in Figure 1 is housed. The force sensor 34 can likewise be of annular design and extend in the circumferential direction, filling the cavity 46 within the sealing element 30. Just as well, the force sensor 34 may have several e.g. comprise individual sensors oriented in a 90 ° position to each other, each of which can be contacted via a separate signal line 50 to the engine control unit. The wall thickness of the sealing element 30 is indicated by reference numeral 44. To improve the elastic properties of the sealing element 30 acted upon by the biasing force 52, this can be achieved with a slot 48 on the outside, i. be provided on the sleeve 22 of FIG 2 facing away from the lateral surface 32. On the one hand the compression of the sealing element 30 is effected by the slot-shaped recess 48 during assembly of the engine attachment 20 in the first bore portion 12 of the cylinder head 10, on the other hand the elastic recovery properties of the sealing element 30 are improved by the slit 48. It must always be ensured that the sealing element 30 sealingly abuts against the first sealing surface 24 and on the second sealing surface 26 even when the relief force 54 acts on the surface 68 of the housing 22 and acts on the combustion chamber pressure, and those located in the inner cavity 18.2 Combustion chamber gases against the outer cavity 18.1 encapsulates. It is to be avoided that the combustion chamber pressure gases escape along the sealing surfaces 24 and 26 through the second bore section 14 in the upper region of the cylinder head 10 of the internal combustion engine. Contact surfaces of the sealing element 30 are identified by the reference numerals 30.1 and 30.2. The force sensor 34 is received between these contact surfaces 30.1 and 30.2 (see also illustration according to FIG. Reference numeral 42 marks the axis of symmetry of the sealing element 30.
Aufgrund der thorusförmigen Ausgestaltung des Dichtelements 30, welches vorzugsweise aus Stahl gefertigt wird, ist sichergestellt, dass durch dieses bei entsprechender Beaufschlagung durch die Vorspannkraft 52 nicht nur die erste Dichtfläche 24 und die zweite Dichtfläche 26 sondern auch der erste Bohrungsabschnitt 14 in seinem oberhalb der Ringfläche 16 liegenden Bereich gegen ein Ausströmen der Brennraumgase aus dem inneren Hohlraum 18.2 in den oberen Bereich des Zylinderkopfes 10 abgedichtet ist. Die Vorspannkraft 52 auf den Kraftsensor 34 wird durch das Einschrauben des Gehäuses 22 in den Zylinderkopf 10 mit einem definierten Drehmoment aufgebracht. Due to the thoro-shaped design of the sealing element 30, which is preferably made of steel, it is ensured that this by appropriate biasing force by the biasing force 52, not only the first sealing surface 24 and the second sealing surface 26 but also the first bore portion 14 in its above the annular surface 16 lying region is sealed against leakage of the combustion chamber gases from the inner cavity 18.2 in the upper region of the cylinder head 10. The biasing force 52 on the force sensor 34 is applied by screwing the housing 22 into the cylinder head 10 with a defined torque.
BezueszeichenlisteBezueszeichenliste
10 Zylinderkopf 56 Glührohr10 cylinder head 56 glow tube
12 erster Bohrungsabschnitt 58 Heizkörper bei Glühstiftkerze12 first bore section 58 radiator with glow plug
14 zweiter Bohrungsabschnitt 60 Brennraum14 second bore section 60 combustion chamber
15 Rundmutter 62 Stirnfläche Heizkörper15 round nut 62 face radiator
16 Ringfläche 64 Ringfläche16 ring surface 64 ring surface
17 Dichtring 66 Vitonring17 Sealing ring 66 Vitonring
18 Hohlraum 68 brennraumdruckbeaufschlagter18 cavity 68 brennraumdruckbeaufschlagter
18.1 äußerer Hohlraum Teil der Ringfläche 6418.1 outer cavity part of the annular surface 64
18.2 innerer Hohlraum18.2 inner cavity
19 Spalt19 gap
20 Motoranbauteil (Zündkerze,20 engine attachment (spark plug,
Kraftstoffinjektor, Glühstiftkerze)Fuel injector, glow plug)
22 Gehäuse22 housing
23 Außengewinde23 external thread
24 erste Dichtfläche24 first sealing surface
26 zweite Dichtfläche26 second sealing surface
28 Spalt28 gap
30 Dichtelement30 sealing element
30.1 1. Kontaktfläche30.1 1. Contact surface
30.2 2. Kontaktfläche30.2 2nd contact area
32 Mantelfläche Dichtelement32 lateral surface sealing element
34 Kraftsensor34 force sensor
36 Strömungsrichtung Brennraumgase36 Flow direction combustion chamber gases
38 Glühwendel38 filament
39 Füllpulver39 filling powder
40 Anschlussbolzen40 connecting bolts
42 Symmetrieachse42 symmetry axis
44 Wanddicke44 wall thickness
46 Ring-Hohlraum46 ring cavity
48 Horizontalschlitzung48 horizontal slit
50 Signalleitung50 signal line
52 Vorspannkraft52 preload force
54 Entlastungskraft durch Brennraumgase 54 Relief force due to combustion chamber gases

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) einer Verbrennungskraftmaschine, in deren Zylinderkopf (10) mindestens ein Motoranbauteil (20) aufgenom- men ist, welches mit einer Vorspannkraft (52) gegen ein in axiale Richtung verformbares Dichtelement (30) angestellt ist, welches das Motoranbauteil (20), das in einer Bohrung (12, 14) aufgenommen ist, gegen die Brennraumgase abdichtet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kraftsensor (34) in einen Hohlraum (46) des Dichtelements (30) integriert ist.1. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) of an internal combustion engine, in the cylinder head (10) at least one engine attachment (20) is taken, which is employed with a biasing force (52) against a deformable in the axial direction sealing element (30) is, which seals the engine attachment (20), which is received in a bore (12, 14), against the combustion chamber gases, characterized in that at least one force sensor (34) in a cavity (46) of the sealing element (30) is integrated.
2. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftsensor (34) als ein Kraftsensor auf Piezo-Basis ausgebildet ist und ein einer Entlastungskraft (54), welche auf ein durch die Vorspannkraft (52) beaufschlagtes Gehäuse (22) des Motoranbauteiles (20) wirkt, pro- portionales Kraftsignal generiert.2. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 1, characterized in that the at least one force sensor (34) is designed as a force sensor on a piezo-base and a relief force (54), which on a by the biasing force (52) acted upon housing (22) of the engine attachment (20) acts, generated proportional power signal.
3. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) in einem Hohlraum (18, 18.1, 18.2) angeordnet ist, der von einer ersten Dichtfläche (24) des Gehäuses (22) und einer zwei- ten Dichtfläche (26) des Zylinderkopfes (10) begrenzt ist.3. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 2, characterized in that the sealing element (30) in a cavity (18, 18.1, 18.2) is arranged, of a first sealing surface (24) of the housing (22 ) and a second sealing surface (26) of the cylinder head (10) is limited.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) den Hohlraum (18) in einen äußeren Hohlraum (18.1) und in einen inneren Hohlraum (18.2) unterteilt.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the sealing element (30) divides the cavity (18) into an outer cavity (18.1) and into an inner cavity (18.2).
5. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30) in dem der Bohrung (12) im Zylinderkopf (10) zuweisenden Bereichs einer Mantelfläche (32) eine Horizontalschlitzung (48) aufweist.5. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 1, characterized in that the sealing element (30) in the bore (12) in the cylinder head (10) facing portion of a lateral surface (32) has a horizontal slot (48) ,
6. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftsensor (34) im Hohlraum (18) durch die Mantelfläche (32) des Dichtelements (30) gegen die über einen Spalt (28) dem Hohlraum (18) zuströmenden Brennraumgase abgeschirmt ist.6. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 5, characterized in that the at least one force sensor (34) in the cavity (18) through the lateral surface (32) of the sealing element (30) against the via a gap (28 ) the cavity (18) incoming combustion chamber gases is shielded.
7. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (34) innerhalb des Dichtelements (30) über an der Horizontalschlitzung (48) endende Signalleitungen (50) im Zylinderkopf (10) kontaktiert ist. 7. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 5, characterized in that the force sensor (34) within the sealing element (30) on the horizontal slot (48) terminating signal lines (50) in the cylinder head (10) is contacted ,
8. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtfläche (24) des Gehäuses (22) des Motoranbauteiles (20) die brennraumdruckbeaufschlagte Fläche (68) ist.8. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 3, characterized in that the first sealing surface (24) of the housing (22) of the engine attachment (20) is the brennraumdruckbeaufschlagte surface (68).
9. Vorrichtung zur Erfassung des Druckes im Brennraum (60) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftsensor (34) die Horizontalschlit- zung (48) in der Mantelfläche (32) des Dichtelements (32) durchsetzt.9. A device for detecting the pressure in the combustion chamber (60) according to claim 5, characterized in that the at least one force sensor (34) passes through the Horizontalschlit- tion (48) in the lateral surface (32) of the sealing element (32).
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Motoranbauteil (20) als Zündkerze oder als Kraftstoffinjektor oder als Glühstiftkerze mit einem dem Brennraum (60) zugeordneten Heizkörper (58) ausgeführt ist. 10. The device according to claim 1, characterized in that the engine attachment (20) as a spark plug or as a fuel injector or as a glow plug with a combustion chamber (60) associated radiator (58) is executed.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8217309B2 (en) 2008-12-15 2012-07-10 Federal-Mogul Italy Srl. Glow plug with pressure sensing canister
AT510718B1 (en) * 2011-03-18 2012-06-15 Piezocryst Advanced Sensorics ISOLATOR FOR A SPARK PLUG WITH SENSOR FUNCTION, AND SPARK PLUG WITH SENSOR FUNCTION
DE102013108728B4 (en) * 2013-08-12 2020-03-12 Kempchen Dichtungstechnik Gmbh Sealing ring, sealing arrangement and method for assembling a sealing ring
DE102014216583A1 (en) 2014-08-21 2016-02-25 Robert Bosch Gmbh Method for controlling an internal combustion engine and sensor for measuring a combustion chamber pressure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169388A (en) * 1978-12-13 1979-10-02 The Bendix Corporation Integrated spark plug-combustion pressure sensor
DE2917406A1 (en) * 1979-04-28 1980-11-06 Bosch Gmbh Robert Carbon powder IC engine knock detector - has resistive path in head gasket, bolt and washer, or electrode mounted on head, with insulator
DE3828738A1 (en) * 1987-08-25 1989-03-09 Ngk Spark Plug Co SPARK PLUG WITH PRESSURE SENSOR
DE4207495A1 (en) * 1992-03-10 1993-09-16 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Arrangement for detecting abnormal combustion knocking or misfiring in IC engines - contains expansion measurement element mounted on seal flange between cylinder head and block
EP0718612A2 (en) * 1994-12-19 1996-06-26 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Spark plug provided with a force measuring element for measuring the pressure applied to the spark plug
EP1134385A2 (en) * 1999-12-24 2001-09-19 Denso Corporation Installation structure of engine component with combustion pressure sensor in engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169388A (en) * 1978-12-13 1979-10-02 The Bendix Corporation Integrated spark plug-combustion pressure sensor
DE2917406A1 (en) * 1979-04-28 1980-11-06 Bosch Gmbh Robert Carbon powder IC engine knock detector - has resistive path in head gasket, bolt and washer, or electrode mounted on head, with insulator
DE3828738A1 (en) * 1987-08-25 1989-03-09 Ngk Spark Plug Co SPARK PLUG WITH PRESSURE SENSOR
DE4207495A1 (en) * 1992-03-10 1993-09-16 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Arrangement for detecting abnormal combustion knocking or misfiring in IC engines - contains expansion measurement element mounted on seal flange between cylinder head and block
EP0718612A2 (en) * 1994-12-19 1996-06-26 AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List Spark plug provided with a force measuring element for measuring the pressure applied to the spark plug
EP1134385A2 (en) * 1999-12-24 2001-09-19 Denso Corporation Installation structure of engine component with combustion pressure sensor in engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2833068A4 (en) * 2012-03-29 2015-10-28 Ngk Spark Plug Co Glow plug and method for manufacturing same

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