[發(fā)明專利]具有集成傳感器的汽缸蓋墊片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580046193.3
• 申請日: 2005-11-08
• 公開（公告）號: CN101553646A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丹尼爾·J·維拉爾迪
• 申請（專利權(quán)）人: 費德羅-莫格爾公司
• 主分類號: F01L1/46
• 分類號: F01L1/46
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧 琪

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及內(nèi)燃機的汽缸蓋墊片。更特別地是，本發(fā)明涉及具有集 成傳感器例如壓力傳感器的內(nèi)燃機用多層金屬汽缸蓋墊片。

背景技術(shù)

為了改善對內(nèi)燃機的控制，需要密切監(jiān)控內(nèi)燃機內(nèi)的燃燒過程。特別是， 迫切需要監(jiān)控發(fā)生在內(nèi)燃機每個汽缸內(nèi)的燃燒過程(也就是，燃燒壓力、溫 度等等)。然而，由于在汽缸體或汽缸蓋內(nèi)結(jié)合傳感器的加工需要，與多個傳 感器、線束、連接器以及其他結(jié)合這些傳感器所需的項目有關(guān)的成本和包裝 相應(yīng)增加，因此無法更為有效地在每個汽缸內(nèi)結(jié)合這種傳感器特別是燃燒壓 力傳感器。

因為汽缸蓋墊片本身暴露于每一汽缸內(nèi)的燃燒過程中，故需要將燃燒傳 感器結(jié)合在汽缸蓋墊片內(nèi)，以避免為了提供通往每一汽缸內(nèi)發(fā)生的燃燒過程 的路徑，而需要在汽缸側(cè)壁或汽缸蓋上增加端口。同樣，也非常需要能夠通 過對當(dāng)前所采用的墊片結(jié)構(gòu)和制造這種墊片的技術(shù)進行最小的改動，即可將 燃燒傳感器及與其相連的任何所需的傳送信號線路結(jié)合在具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多 層金屬汽缸蓋墊片內(nèi)。也很需要將一個或多個信號處理模塊結(jié)合在汽缸蓋墊 片內(nèi)，使得進行處理之前原始傳感器信號的傳送距離最短，從而最小化有關(guān) 噪音和/或信號損耗的問題，同樣最小化對額外電路硬件例如線束和連接器的 需求。

因此，本發(fā)明的目的在于將燃燒傳感器結(jié)合在具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多層金屬 汽缸蓋墊片內(nèi)。本發(fā)明進一步的目的在于將傳感器及與之連接的信號線路結(jié) 合在這種墊片的間隔層中。本發(fā)明更進一步的目的在于將信號處理模塊結(jié)合 在一體式汽缸蓋/傳感器組件中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于內(nèi)燃機的多層金屬墊片，該多層金屬墊片內(nèi)設(shè)有與 其燃燒汽缸口相結(jié)合的一個或多個燃燒傳感器。該傳感器及其所連接的傳送 信號線路容置于所述墊片的一個或多個間隔層內(nèi)。本發(fā)明的墊片可任意結(jié)合 一個或多個信號處理或調(diào)節(jié)模塊。

本發(fā)明的多層墊片包括設(shè)有至少一個燃燒汽缸口的第一金屬間隔層，該 第一金屬間隔層在其第一面上設(shè)有第一傳感器容置部分，該第一傳感器容置 部分一端通向所述燃燒汽缸口，反向端通向從所述第一傳感器容置部分向外 延伸的第一溝道部分。該墊片還包括第二面上設(shè)有至少一個燃燒汽缸口的第 二金屬間隔層，該第二金屬間隔層內(nèi)設(shè)有第二傳感器容置部分，該第二傳感 器容置部分一端通向所述燃燒汽缸口，反向端通向從所述第二傳感器容置部 分向外延伸的第二溝道部分；其中所述第一傳感器容置部分和第二傳感器容 置部分以及所述第一溝道部分和第二溝道部分分別為配合結(jié)構(gòu)，并在所述第 一面和所述第二面接觸配合時同時形成傳感器容置部和信號線路通道。本發(fā) 明還包括容置于所述傳感器容置部內(nèi)的傳感器，該傳感器適于產(chǎn)生指示燃燒 汽缸內(nèi)部環(huán)境狀況的傳感器信號。本發(fā)明還包括設(shè)于所述信號線路通道中的 信號傳送線路，該信號傳送線路適于傳送來自所述傳感器的傳感器信號。

根據(jù)本發(fā)明，所述傳感器還包括密封件，該密封件適于密封與所述燃燒 汽缸開口連接的內(nèi)燃機燃燒汽缸內(nèi)的燃燒氣體，以防止該燃燒氣體泄漏進入 所述傳感器容置部和所述信號線路通道。

根據(jù)本發(fā)明，所述傳感器可包括壓力傳感器、溫度傳感器或一集成的壓 力傳感器和溫度傳感器，同樣也可包括任何需要用于監(jiān)控內(nèi)燃機燃燒過程的 其他適合的傳感器。可在所述墊片的每一燃燒汽缸口結(jié)合一個或多個相同或 不同類型的傳感器。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選所述墊片還包括至少一個金屬密封層，該金屬密封層 設(shè)有至少一個燃燒汽缸口以及至少一個圍繞所述燃燒汽缸口的密封面。優(yōu)選 所述密封層、第一金屬間隔層和第二金屬間隔層由鋼制成。

在上述實施方式的一個替代實施例中，結(jié)合一傳感器安裝模塊并將該傳 感器安裝模塊與所述第一間隔層和所述第二間隔層至少之一連接，所述傳感 器安裝在所述傳感器安裝模塊內(nèi)的傳感器容置部中。

本發(fā)明的優(yōu)點在于將傳感器結(jié)合在具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多層金屬墊片中。其 進一步的優(yōu)點在于將傳感器直接暴露于汽缸內(nèi)的燃燒過程中，特別是與沒有 直接將傳感器暴露于汽缸和汽缸內(nèi)相應(yīng)燃燒過程中的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計相比。本 發(fā)明還具有無論是容置傳感器或者設(shè)置與傳感器相連的信號線路，均無需設(shè) 置額外的專用層即可將傳感器和傳感器信號線路結(jié)合于墊片中的優(yōu)點。本發(fā) 明更進一步的優(yōu)點在于不僅將傳感器和信號線路結(jié)合于墊片內(nèi)，還將信號處 理或調(diào)節(jié)模塊結(jié)合于墊片內(nèi)。