[發明專利]壓力測量電熱塞

無效

• 申請號: 200980114044.4
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN102016422A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 程越;馬丁·阿蓋爾
• 申請（專利權）人: 博格華納貝魯系統有限責任公司
• 主分類號: F23Q7/00
• 分類號: F23Q7/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

本發明涉及一種用于確定燃燒室壓力、特別是內燃機的燃燒室壓力的裝置，以及用于生產這種裝置的方法。本發明特別涉及一種壓力測量電熱塞，其包括作為殼體的管狀體、從管狀體中伸出的電熱頭，以及設在管狀體內的用于測量存在于電熱頭處的燃燒室壓力的傳感元件。從專利文獻WO?2005/114054A1中得知了具有如權利要求1的前序部分所述特征的電熱塞。

例如從專利文獻DE?10343521中得知了類似的燃燒室壓力傳感器，這里壓力測量電熱塞描述為用于柴油機，其包括可插入到柴油機汽缸中的塞體、設在塞體內的加熱棒以及壓力傳感器，該壓力傳感器以帶預應力的方式設在加熱棒和塞體之間，使得存在于汽缸燃燒室內的壓力施加到壓力傳感器上，其中，加熱棒以軸向滑動的方式可移動地安裝于塞體內，并將汽缸燃燒室內的壓力傳遞到壓力傳感器。

此外，專利文獻DE?10346295公開了這樣一種燃燒室壓力傳感器，它表現為一種電熱塞，包括：圓柱形外殼，其端側緊靠發動機的燃燒室，并具有與發動機相配的螺紋部分；管狀部件，其裝在外殼內，使得管狀部件的一端側從圓柱形外殼的端側伸出；發熱部件，其位于管狀部件的內部并可在通電后發熱；金屬中心軸，其一端側與發熱部件電連接，另一端側從外殼的另一端側中伸出；以及用于檢測發動機的燃燒壓力的燃燒壓力傳感器，所述壓力一產生就通過中心軸作為作用于管狀部件上的軸向力進行傳送，其中，中心軸的位于管狀部件內的部分具有小于或等于10.5·10^-6℃的熱膨脹系數。

專利文獻WO?2007/096208A1公開了一種壓力測量電熱塞，其中在焊接于塞殼上的傳感器罩中布置了薄膜作為傳感器。傳感器通過傳力元件與電熱頭以套管的形式連在一起。

專利文獻DE?102005016463公開了一種用于壓縮點火內燃機的鎧裝元件式電熱塞，其包括含有加熱體和塞殼的第一模塊，以及壓力測量模塊，其中壓力測量模塊與第一模塊的遠離加熱體的一側相連，至少一個測力元件集成在壓力測量模塊中，該至少一個測力元件設計用來產生作為力的函數的電信號，以及該至少一個測力元件與加熱體相連，以便于可通過加熱體將力傳送到該至少一個測力元件。

專利文獻DE?102005017802公開了一種用于壓縮點火內燃機的鎧裝元件式電熱塞，其包括加熱體和塞殼，其中塞殼包括至少一個測力元件，該至少一個測力元件與加熱體相連，使得可通過加熱體將力傳送到該至少一個測力元件，該鎧裝元件式電熱塞還包括至少一個與加熱體相連的密封件，該至少一個密封件包括至少一個具有彈性的元件，并且將加熱體相對于塞殼密封起來。

不利的是，壓力測量電熱塞的生產要求使用螺桿的復雜的預應力工藝。

以機械的方式產生所需的高預應力是困難的，特別是當涉及到小尺寸時。預應力必然會卸載。補償部件的形狀缺陷也非常困難。

本發明的一個目的是提供一種用于確定燃燒室壓力的裝置和一種用于生產壓力測量電熱塞的方法，其能避免所述的缺點。特別是提出一種關于用預應力工藝來制造壓力測量電熱塞的方法，該方法適合于批量生產、易于實施且成本效益合算，并且在工藝期間可以調整預應力和補償部件的形狀缺陷。

通過具有權利要求1中所述特征的裝置和具有權利要求11中所述特征的方法實現了此目的。本發明有利的改進是從屬權利要求的主題。

有利地是，根據本發明的電熱塞可方便地進行裝配，這是由于將傳感元件和預應力元件放入由管狀體形成的塞殼內，以及將電熱頭插入到塞殼中。因此，傳感元件設于電熱頭的端面和焊接在塞殼上的預應力元件之間。

預應力元件可以帶有焊料的方式放入到塞殼中。為了將預應力元件和塞殼焊接在一起，優選地僅加熱塞殼上的被帶有焊料的預應力元件所靠著的那一部分，從而熔化焊料。在接下來的冷卻過程中，塞殼的受熱部分收縮。這樣，使用簡單的方法就可有利地產生作用于傳感元件上的預應力。

在根據本發明的電熱塞中，傳感元件因此在塞殼中以很好地受保護的方式夾在電熱頭和預應力元件之間。這樣，當燃燒室壓力改變時，僅電熱頭本身必須移動以產生測量信號。這樣，在根據本發明的壓力測量電熱塞中，由燃燒室壓力所移動的質量就保持為較小，這能改善測量。

根據本發明的電熱塞的傳感元件夾在電熱頭的端面和預應力元件之間。因此，傳感元件會受到電熱頭和預應力元件之間的壓力載荷的影響。在操作中，燃燒室壓力加入到由該預應力產生的壓力中。傳感元件如壓電傳感元件提供電信號，其強度取決于對傳感元件所施加的壓力。