[发明专利]带金属指部的预加热火花塞

说明书

技术领域

本发明涉及预加热火花塞，该预加热火花塞包含用于测量内燃机气缸内部压力的力传感器。

背景技术

在内燃机中，特别是在柴油机中，每个气缸一般都包括预加热火花塞，该预加热火花塞允许加热所述气缸的燃烧室，特别是在发动机启动的时候。这种预加热火花塞布置在攻丝的孔中，该孔穿过发动机的气缸盖。该预加热火花塞一方面包括设有外部螺纹的主体，另一方面包括用于在燃烧室中延伸的指部，其中所述外部螺纹能够与设置在孔中的内螺纹配合，在所述指部中放置有预加热电极。

已知在这种预加热火花塞中包含力传感器，最经常是包含压电传感器。实际上，注意到，获知在每个气缸内部的压力的数值允许更好地控制在发动机内部的燃烧的进行。该信息特别地被用于调节燃料在每个气缸中的喷射。由此可以优化发动机的燃料消耗，并减少污染性排放。

该传感器可以布置在火花塞的预加热指部的紧上方。

文档FR-2 884 299提出一种预加热火花塞，该预加热火花塞包括：管状主体，该管状主体带有用于将其固定在孔中的固定区域和火花塞头部；安装在火花塞主体与火花塞头部相对的端部处的指部；以及力传感器。在这种预加热火花塞中，指部被固定在火花塞主体上使得指部在连接区域中固定在火花塞主体上，并且火花塞主体在其与指部的连接区域和其固定在孔中的固定区域之间具有可以弹性变形的部分，使得所述连接区域可以移动并可以相对于假设为固定的固定区域来纵向地移动。该可弹性变形部分可以通过材料（相对于固定区域）的薄化来获得。力传感器则布置在一方面的固定在连接区域上的元件和另一方面的火花塞的固定元件之间。

由此，可弹性变形的部分充当将火花塞主体分成两个部分的膜，即固定部分和可动部分，其中固定部分用于安装在气缸盖中，而可动部分则受到发动机气缸中的压力。该膜可以变形，而可动部分纵向地移动。该取决于气缸中压力的移动然后被传递给力传感器，该力传感器因此可以给出关于施加在火花塞指部上的压力的指示。指部、膜和力传感器等由此构成力传感器。膜的移动不受气缸盖中或火花塞主体剩余部分中的应力影响。因此，力传感器的测量独立于这些应力。

文档FR-2 884 299中所述的预加热火花塞包括由陶瓷制成的加热指部。这种指部具有35mm的标准长度和3.3mm的外部直径，即相对于常见金属加热指部是减小的尺寸，所述常见金属加热指部的长度大约为50mm，外部直径大约为4mm。

常见金属加热指部的尺寸理论上似乎与在类似于文档FR-2 884 299中所述的预加热火花塞的预加热火花塞中包含这种金属指部不兼容，这是由于指部在燃烧室内部凸出的长度必须受限。为了解决这些问题，可以考虑设计新的缩短长度的金属加热指部，但这种指部的设计和制造成本，以及该指部预加热性能的可能的降低，导致要放弃这一解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种包含有力传感器的预加热火花塞，该预加热火花塞具有文档FR-2 884 299中所述的预加热火花塞的优点，并且还能够接收已知的标准金属加热指部。

本发明的另一目的在于提出一种包含有力传感器的预加热火花塞，该预加热火花塞相对于已知的火花塞在压力测量方面具有更好的可靠性和/或准确性和/或灵敏度。优选地，该预加热火花塞允许来自于燃烧室的热量良好地排出，以限制在压力传感器处的温度。而且，有利地，该火花塞的指部的振动不会干扰由传感器所进行的压力测量。

为此，本发明提出一种预加热火花塞，该预加热火花塞包括：

管状主体；

指部，该指部安装在管状主体的内部，并且在该主体的端部处凸出到主体外；以及

压力传感器；

膜，该膜在主体和指部之间延伸，允许指部和主体之间的相对纵向移动。

根据本发明，压力传感器布置在一方面的第一支持部件和第二支持部件之间，其中所述第一支持部件通过第一管状部件在膜的附近与指部连接，而第二支持部件则通过第二管状部件与主体连接。

这种火花塞的结构完全是创新性的。该结构允许围绕金属指部（直径为4mm，长度为50mm）来包含压力传感器和用于将燃烧室中的压力传递到该传感器的装置。所提出的结构允许不使用（或不太使用）指部和电极——其中所述电极也称为芯，为指部供电——来传递由该指部所受的压力施加在指部上的力。

一个优选的实施形式设置成第一管状部件在第二管状部件的内部延伸。