DE102005021229A1 - Glow plug with combustion chamber pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Zum Messen von Brennraumdrücken, insbesondere für eine brennraumdrucksignalbasierte Motorsteuerung, wird eine Glühstiftkerze (110) für eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche einen integrierten Brennraumdrucksensor aufweist. Die Glühstiftkerze (110) weist einen Heizkörper (112) und ein Kerzengehäuse (14) sowie eine Kerzenachse (124) auf. Das Kerzengehäuse (114) weist einen Aufnahmebereich (116) zur Aufnahme des Heizkörpers (112), einen Gehäusekörper (120) und mindestens einen zwischen dem Gehäusekörper (120) und dem Aufnahmebereich (116) angeordneten Flexibilitätsbereich (118) auf. In das Kerzengehäuse (114) ist mindestens ein Kraftmesselement (136) aufgenommen.For measuring combustion chamber pressures, in particular for a combustion chamber pressure signal-based engine control, a glow plug (110) for a self-igniting internal combustion engine is proposed, which has an integrated combustion chamber pressure sensor. The glow plug (110) has a radiator (112) and a plug housing (14) and a plug axis (124). The plug housing (114) has a receiving area (116) for receiving the heating body (112), a housing body (120) and at least one flexibility area (118) arranged between the housing body (120) and the receiving area (116). At least one force measuring element (136) is accommodated in the plug housing (114).
Description
Die Erfindung betrifft eine Glühstiftkerze mit integriertem Brennraumdrucksensor. Derartige Glühstiftkerzen werden insbesondere in selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen zur Messung eines Brennraumdrucks eingesetzt.The The invention relates to a glow plug with integrated combustion chamber pressure sensor. Such glow plugs especially in self-igniting internal combustion engines used for measuring a combustion chamber pressure.
Im Zuge der stetigen Verschärfung der gesetzlichen Abgasvorschriften, insbesondere für Dieselmotoren, verschärfen sich die Anforderungen an eine verringerte Schadstoffemission von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen. Moderne Motormanagementsysteme sollen neben einer geringen Schadstoffemission einen niedrigen Kraftstoffverbrauch gewährleisten und gleichzeitig eine hohe Lebensdauer aufweisen. Eine Verbrennungsoptimierung im Brennraum eines Dieselmotors lässt sich insbesondere durch den Einsatz einer geregelten Einspritzung von Kraftstoff erzielen. Diese geregelte Einspritzung kann insbesondere gesteuert werden durch elektronische Motorsteuerungsgeräte, welche sich bereits in modernen Kraftfahrzeugen etabliert haben. Die erfolgreiche Ausführung einer brennraumdrucksignalbasierten Motorregelung (combustion signal-based control system, CSC) hängt jedoch von der Verfügbarkeit produktionstauglicher Drucksensoren ab, welche hohen Anforderungen bezüglich Preis, Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Bauraum genügen müssen. Derzeit sind Messvorrichtungen weit verbreitet, welche so genannte „Stand alone-Sensoren" aufweisen. Für deren Einsatz muss jedoch eine separate Bohrung in der Zylinderkopfwand vorgesehen werden, was sich aus Platzgründen nicht immer realisieren lässt und weiterhin einen zusätzlichen Montageaufwand mit zusätzlichen Arbeitsgängen bedeutet. Insbesondere an modernen Vier-Ventil-Verbrennungskraftmaschinen ist die Anbringung zusätzlicher Bohrungen aufgrund der äußerst beengten Platzverhältnisse in der Praxis kaum realisierbar. Weiterhin ist in der Regel der Preis derartiger Systeme vergleichsweise hoch, und die Lebensdauer derartiger Systeme ist, zumeist bedingt durch die hohen Betriebstemperaturen, deutlich kürzer als eine typische Fahrzeuglebensdauer.in the Course of steady tightening the statutory emission regulations, in particular for diesel engines, toughen the requirements for a reduced pollutant emission of self-igniting Internal combustion engines. Modern engine management systems should Low fuel consumption in addition to a low pollutant emission guarantee and at the same time have a long service life. A combustion optimization in the combustion chamber of a diesel engine can be particularly by achieve the use of a regulated injection of fuel. This regulated injection can be controlled in particular by electronic engine control devices, which are already in have established modern motor vehicles. The successful execution of a combustion chamber pressure signal-based engine control (combustion signal-based control system, CSC) however, from availability production-suitable pressure sensors from which high demands in terms of Price, reliability, Accuracy and space must meet. Currently Measuring devices are widely used, which are so-called "Stand stand alone sensors. "For their However, use must have a separate hole in the cylinder head wall be provided, which is not always realized for reasons of space lets and continue an additional Assembly costs with additional operations means. Especially on modern four-valve internal combustion engines is the attachment of additional holes due to the extremely cramped space hardly feasible in practice. Furthermore, as a rule, the Price of such systems comparatively high, and the life such systems is, mostly due to the high operating temperatures, much shorter as a typical vehicle life.
Dementsprechend
gibt es im Stand der Technik Ansätze,
Brennraumdrucksensoren in bereits existierende Komponenten des Zylinderkopfes
zu integrieren. So existieren beispielsweise Ansätze, Brennraumdrucksensoren
in Glühstiftkerzen
zu integrieren. Beispielsweise offenbart die
Die
in der
Vorteile der ErfindungAdvantages of invention
Es wird daher eine Glühstiftkerze für eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche einen integrierten Brennraumdrucksensor aufweist und welche die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen vermeidet. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Glühstiftkerze eine Minimierung der temperaturbedingten Schwankungen der Sensorvorspannung sowie der mechanischen Reibung einzelner Komponenten der Glühstiftkerze im Betrieb, welche, wie oben beschrieben, bei vergleichbaren Vorrichtungen des Standes der Technik zu Problemen führen können. Die vorge schlagene erfindungsgemäße Glühstiftkerze für eine selbstzündende Verbrennungskraftmaschine weist einen Heizkörper, ein Kerzengehäuse und eine Kerzenachse auf. Ein Grundgedanke der Erfindung liegt darin, dass eine feste und vorzugsweise vollständig gasdichte Verbindung von Kerzengehäuse und Heizkörper hergestellt wird. Die Funktionalität des Brennraumdrucksensors wird durch Nachgiebigkeit des Kerzengehäuses im Bereich zwischen seinem brennraumseitigen Ende und seiner Verschraubung im Zylinderkopf erzielt.It is therefore proposed a glow plug for a self-igniting internal combustion engine, which has an integrated combustion chamber pressure sensor and which avoids the disadvantages of the devices known from the prior art. In particular, the glow plug according to the invention enables a minimization of the temperature-induced fluctuations in the sensor bias and the mechanical friction of individual components of the glow plug in operation, which, as described above, can lead to problems in comparable devices of the prior art. The pre-proposed glow plug according to the invention for a self-igniting internal combustion engine has a radiator, a plug housing and a plug axis. A basic idea of the invention is that a solid and preferably completely gastight connection is made of candle housing and radiator. The functionality of the combustion chamber pressure sensor is achieved by compliance of the plug housing in the region between its combustion chamber end and its screw in the cylinder head.
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze weist daher einen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Heizkörpers sowie einen Gehäusekörper und mindestens einen zwischen dem Gehäusekörper und dem Aufnahmebereich angeordneten Flexibilitätsbereich auf. Vorzugsweise ist der Flexibilitätsbereich derart ausgestaltet, dass er wiederum mindestens einen Bereich aufweist, in welchem das Kerzengehäuse eine geringere Steifigkeit parallel zur Kerzenachse aufweist als im Bereich des Gehäusekörpers. In dem Kerzengehäuse ist mindestens ein Kraftmesselement vorgesehen, insbesondere ein Kraftmesselement, welches ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von einer auf das mindestens eine Kraftmesselement ausgeübten Kraft erzeugen kann. Grundsätzlich können dabei beliebige, dem Fachmann bekannte Kraftmesselemente beliebiger Prinzipien eingesetzt werden, beispielsweise piezoelektrische Kraftmesselemente von nahezu beliebiger Gestalt oder auch kapazitive Kraftmesselemente oder Kraftmessung mittels Dehnungsmessstreifen. Vorzugsweise ist das mindestens eine Kraftmesselement in dem Gehäusekörper aufgenommen.The Inventive glow plug Therefore, has a receiving area for receiving the radiator as well a housing body and at least one between the housing body and the receiving area arranged flexibility range on. Preferably, the flexibility range is configured in such a way that that in turn it has at least one area in which the plug housing has a lower rigidity parallel to the candle axis than in the area of the housing body. In the candle housing At least one force measuring element is provided, in particular a Force measuring element, which an electrical signal in dependence from a force exerted on the at least one force measuring element can generate. in principle can Any arbitrary, known in the art force measuring elements arbitrary Principles are used, such as piezoelectric force measuring elements of almost any shape or capacitive force measuring elements or force measurement by means of strain gauges. Preferably the at least one force measuring element is received in the housing body.
Der im Brennraum herrschende Druck muss als Kraft auf das mindestens eine Kraftmesselement übertragen werden. Diese Kraftübertragung kann beispielsweise direkt vom Heizkörper auf das mindestens eine Kraftmesselement oder indirekt, beispielsweise über das Kerzengehäuse oder Abschnitte des Kerzengehäuses erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Glühstiftkerze zum Zweck der Druckübertragung auch mindestens ein separates Kraftübertragungselement zur Übertragung des Brennraumdrucks auf das mindestens eine Kraftmesselement, insbesondere zur Übertragung einer Kraft von dem Heizkörper auf das mindestens eine Kraftmesselement, aufweisen. Beispielsweise kann es sich bei diesem mindestens einen separaten Kraftübertragungselement um eine Druckstange, vorzugsweise eine im Wesentlichen zylinderförmige Druckstange, und/oder eine Druckhülse, vorzugsweise eine im Wesentlichen zylinderhülsenförmige Druckhülse, handeln. Dabei ist unter „im Wesentlichen" zu verstehen, dass auch eine leichte Abweichung von einer Zylinderform bzw. Zylinderhülsenform möglich ist, beispielsweise ein leicht konischer Verlauf, welcher beispielsweise der Gestalt der Glühstiftkerze oder eines Innenraums der Glühstiftkerze angepasst ist. Der Heizkörper ragt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine hinein und wird dort auf einer Druckfläche, beispielsweise einer Stirnfläche, mit einem Druck entsprechend dem Brennraumdruck beaufschlagt. Dieser Druck wird durch den Heizkörper in eine Kraft umgewandelt, welche vom Heizkörper auf die Glühstiftkerze übertragen wird. Das mindestens eine Kraftübertragungselement wiederum überträgt diese Kraft direkt oder indirekt (d. h. mit oder ohne zusätzliche Zwischenelemente) von dem Heizkörper auf das mindestens eine Kraftmesselement, wo diese Kraft in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, was wiederum von einer entsprechenden Elektronik ausgelesen und beispielsweise einer Motorsteuerung zur Verfügung gestellt werden kann. Auf diese Weise kann eine aktuelle Information über den Brennraumdruck generiert werden.Of the in the combustion chamber prevailing pressure must be as force on the at least transmit a force measuring element become. This power transmission For example, directly from the radiator to the at least one Force measuring element or indirectly, for example via the candle housing or Sections of the candle housing respectively. Alternatively or in addition can the glow plug according to the invention for Purpose of the pressure transmission also at least one separate power transmission element for transmission the combustion chamber pressure on the at least one force measuring element, in particular for transmission a force from the radiator on the at least one force measuring element, have. For example, can it is in this at least one separate power transmission element around a push rod, preferably a substantially cylindrical push rod, and / or a pressure sleeve, preferably a substantially cylindrical sleeve-shaped pressure sleeve, act. It is under "im Essentially "too Understand that also a slight deviation from a cylindrical shape or cylinder sleeve shape possible is, for example, a slightly conical course, which, for example the shape of the glow plug or an interior of the glow plug adapted is. The radiator protrudes into the combustion chamber of the internal combustion engine and is there on a printing surface, for example, an end face, subjected to a pressure corresponding to the combustion chamber pressure. This Pressure is through the radiator converted into a force which transmitted from the radiator to the glow plug becomes. The at least one power transmission element in turn, transfers them Force directly or indirectly (ie with or without additional Intermediate elements) of the radiator on the at least one force measuring element, where this force in a electrical signal is converted, which in turn is of a corresponding Electronics read and, for example, a motor control for disposal can be made. In this way, a current information about the Combustion chamber pressure to be generated.
Der mindestens eine Flexibilitätsbereich kann auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein. Seine Funktion besteht im Wesentlichen darin, dass sich bei einer Beaufschlagung des Heizelements mit einem Druck durch den Brennraumdruck der gesamte vordere, d. h. dem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zugewandte Teil der Glühstiftkerze, welcher den Aufnahmebereich und den Heizkörper umfasst, entlang der Kerzenachse verschieben kann und somit das mindestens eine Kraftübertragungselement entsprechend mit einer Kraft und somit mit einer Vorspannung beaufschlagen kann. Der Gehäusekörper hingegen wird dabei nicht oder nur unwesentlich gedehnt und verbleibt während dieser Einfederung im Wesentlichen starr. Somit kann die Druckkraft, welche über das mindestens eine Kraftübertragungselement in die Glühstiftkerze eingeleitet wird, von dem mindestens einen Kraftmesselement detektiert werden. Diese Druckkraft unterscheidet sich von der insgesamt über den Brennraumdruck in die Glühstiftkerze eingeleiteten Kraft nur durch einen im Wesentlichen konstanten Faktor, welcher abhängig ist von der Steifigkeit des Kerzengehäuses im Aufnahmebereich und im Bereich des Flexibilitätsbereichs des Kerzengehäuses. Auch die Steifigkeit des mindestens einen Kraftübertragungselements geht in diesen im Wesentlichen konstanten Faktor ein.Of the at least one area of flexibility can be designed in different ways. Its function is essentially in that when the heating element is acted upon with a pressure through the combustion chamber pressure of the entire front, d. H. the combustion chamber of the internal combustion engine facing part of Glow plug, which includes the receiving area and the radiator, along the candle axis can move and thus the at least one power transmission element act accordingly with a force and thus with a bias can. The housing body, however is not or only slightly stretched and remains during this Bouncing essentially rigid. Thus, the pressing force, which over the at least one force transmission element in the glow plug is initiated, detected by the at least one force measuring element become. This pressure force differs from the total over the Combustion chamber pressure in the glow plug introduced force only by a substantially constant factor, which depends is of the stiffness of the plug housing in the reception area and in the area of flexibility of the Plug housing. The rigidity of the at least one force transmission element goes into this essentially constant factor.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Flexibilitätsbereich eine Wellung oder einen Faltenbalg mit mindestens einer ins Innere des Kerzengehäuses oder nach außen aufgeworfenen Falte aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Flexibilitätsbereich auch mindestens einen Bereich mit einer geringen Wandstärke des Kerzengehäuses aufweisen, insbesondere einer geringeren Wandstärke als in benachbarten Bereichen des Kerzengehäuses oder geringer als im gesamten übrigen Kerzengehäuse. Auch diese Ausgestaltung führt wiederum zu einer verringerten Steifigkeit des Kerzengehäuses parallel zur Kerzenachse im Flexibilitätsbereich. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein elastisches Element, beispielsweise ein Federelement, insbesondere eine Spiralfeder oder ein ähnliches Federelement oder auch ein elastisches Element aus metallischem Werkstoff oder einem Kunststoff (z. B. einem Elastomer), eingesetzt werden, welches eine Flexibilität im mindestens einen Flexibilitätsbereichs parallel zur Kerzenachse gewährleistet. Allgemein kann auch ein Element, insbesondere ein Material, mit einem kleinen Elastizitätsmodul eingesetzt werden. Dabei ist unter einem kleinen Elastizitätsmodul insbesondere ein Elastizitätsmodul zu verstehen, welches geringer ist als die Elastizitätsmodule der umgebenden Wandbereiche oder des gesamten Kerzengehäuses.It is particularly preferred if the flexibility region has a corrugation or a bellows with at least one fold that is thrown into the interior of the candle housing or outwardly. Alternatively or additionally, the at least one flexibility region can also have at least one region with a small wall thickness of the plug housing, in particular a smaller wall thickness than in adjacent regions of the plug housing or less than in the entire remaining plug housing. This embodiment in turn also leads to a reduced stiffness of the plug housing parallel to the plug axis in the flexibility range. Alternatively or additionally, it is also possible to use an elastic element, for example a spring element, in particular a spiral spring or a similar spring element or also an elastic element made of metallic material or a plastic (eg an elastomer), which has a flexi guaranteed in the at least one flexibility range parallel to the candle axis. In general, an element, in particular a material, can also be used with a small modulus of elasticity. In this case, a small modulus of elasticity is to be understood as meaning, in particular, a modulus of elasticity which is less than the moduli of elasticity of the surrounding wall regions or of the entire plug housing.
Der Heizkörper ist vorzugsweise fest und druckdicht im Aufnahmebereich mit dem Kerzengehäuse verbunden, vorzugsweise durch eine Presspassung. Das Kerzengehäuse wiederum wird mit dem Zylinderkopf verbunden, vorzugsweise durch eine Verschraubung. Zu diesem Zweck weist die Glühstiftkerze vorzugsweise zusätzlich mindestens ein Außengewinde zum Verbinden der Glühstiftkerze mit dem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine auf. Dieses mindestens eine Außengewinde ist vorzugsweise Bestandteil des Gehäusekörpers der Glühstiftkerze. Zwischen dem Aufnahmebereich zur Aufnahme des Heizkörpers und dem Anschluss an den Zylinderkopf ist der mindestens eine Flexibilitätsbereich angeordnet, beispielsweise, in Form eines Metallfaltenbalgs, in welchem das Kerzengehäuse eine möglichst geringe Steifigkeit parallel zur Kerzenachse aufweist.Of the radiator is preferably solid and pressure-tight in the receiving area with the plug housing connected, preferably by a press fit. The candle housing turn is connected to the cylinder head, preferably by a screw connection. For this purpose, the glow plug shows preferably in addition at least one external thread for connecting the glow plug with the cylinder head of the internal combustion engine. This at least an external thread is preferably part of the housing body of the glow plug. Between the receiving area for receiving the radiator and the connection to the cylinder head is the at least one flexibility range arranged, for example, in the form of a metal bellows, in which the candle case one preferably has low rigidity parallel to the candle axis.
Das mindestens eine Kraftübertragungselement stützt sich vorzugsweise möglichst weit vorne zum Brennraum hin an dem Kerzengehäuse oder sogar unmittelbar an dem Heizkörper ab. An seinem entgegengesetzten Ende stützt sich das mindestens eine Kraftübertragungselement direkt oder indirekt an dem mindestens einen Kraftmesselement ab, so dass, wie oben beschrieben, eine Kraft von dem mindestens einen Heizkörper auf das mindestens eine Kraftmesselement übertragbar ist. Im Einbauzustand ist vorzugsweise das Kerzengehäuse auf Zug belastet, und das mindestens eine Kraftübertragungselement ist auf Druck belastet. Diese Belastung (Vorspannung) kann beispielsweise mittels einer Verschraubung oder einer Verstemmung des mindestens einen Kraftmesselements im Kerzengehäuse, vorzugsweise im Gehäusekörper, erfolgen. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Flexibilitätsbereichs besteht darin, dass unterschiedliche Wärmeausdehnungen des Kerzengehäuses und des mindestens einen Kraftübertragungselements durch die Nachgiebigkeit des Gehäuses im Bereich des mindestens einen Flexibilitätsbereichs ausgeglichen werden und somit nur eine vergleichsweise geringe Schwankung der Vorspannungskraft, welche auf das mindestens eine Kraftmesselement ausgeübt wird, bewirken. Dies führt zu einer Verbesserung der Signalqualität und vermeidet eine Signalkorrektur in den verschiedenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine, welche üblicherweise auch zu entsprechenden Temperaturschwankungen führen. Auch Schwankungen der Außentemperaturen werden zumindest teilweise ausgeglichen. Vorzugsweise wirken im Ruhebetrieb der Verbrennungskraftmaschine keine axialen Kräfte auf den Heizkörper, wobei die Verbindung zwischen Heizkörper und Kerzengehäuse im Ruhebetrieb unbelastet ist.The at least one force transmission element supports preferably as possible far to the front of the combustion chamber on the candle case or even directly on the radiator from. At its opposite end, this is supported by at least one Power transmission element directly or indirectly on the at least one force-measuring element, such that, as described above, a force from the at least one radiator on the at least one force measuring element is transferable. In the installed state is preferably the candle housing loaded on train, and the at least one power transmission element is on Pressure charged. This load (bias) can, for example by means of a screw connection or a caulking of at least a force measuring element in the plug housing, preferably in the housing body, done. An advantage of the flexibility range according to the invention is that different thermal expansions of the plug housing and the at least one power transmission element through the resilience of the case in the area of the at least one flexibility area and thus only a comparatively small variation of the prestressing force, which is exerted on the at least one force measuring element, cause. this leads to to improve the signal quality and avoids signal correction in the various operating states of the internal combustion engine, which usually also lead to corresponding temperature fluctuations. Also, fluctuations in the outside temperatures are at least partially offset. Preferably act in Resting operation of the internal combustion engine on no axial forces the radiator, the connection between the radiator and the plug housing in idle mode is unloaded.
Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, wenn sich das mindestens eine Kraftübertragungselement an einem Ende direkt oder indirekt (z. B. über ein Zwischenelement) an dem mindestens einen Kraftmesselement abstützt. An einem anderen Ende kann sich das mindes tens eine Kraftübertragungselement beispielsweise unmittelbar am Heizkörper abstützen oder, alternativ oder zusätzlich, an dem mindestens einen Flexibilitätsbereich. Beispielsweise kann sich das mindestens eine Kraftübertragungselement an einer ins Innere des Kerzengehäuses gerichteten Wellung des Flexibilitätsbereichs abstützen. Alternativ oder zusätzlich kann sich das mindestens eine Kraftmesselement auch an einem Bereich des Kerzengehäuses abstützen, welcher zwischen dem mindestens einen Flexibilitätsbereich und dem mindestens einen Heizkörper angeordnet ist. Beispielsweise kann hierfür mindestens ein zusätzliches Abstützelement eingesetzt werden, welches zum Abstützen des mindestens einen Kraftübertragungselements an dem Kerzengehäuse im Bereich zwischen dem Flexibilitätsbereich und dem Heizkörper dient. Beispielsweise kann dabei eine Kreisringscheibe eingesetzt werde, welche umfangsseitig mit der Wand des Kerzengehäuses verbunden, beispielsweise verschraubt oder verstemmt, ist. Diese Möglichkeiten der Abstützung des mindestens einen Kraftübertragungselements bewirken, dass das Kraftübertragungselement sich, wie oben beschrieben, möglichst weit vorne zum Brennraum hin abstützt, wodurch möglichst wenig Spannungen im starren Bereich des Kerzengehäuses, welcher dem Brennraum abgewandt ist, auftreten. Vorzugsweise schließt sich der mindestens eine Flexibilitätsbereich dabei unmittelbar an den Heizkörper im Kerzengehäuse an, oder es wird, alternativ oder zusätzlich, ein Zwischenraum zwischen dem Heizkörper und dem Flexibilitätsbereich zusätzlich mit einem Füllmaterial aufgefüllt. Diese Weiterbildung bewirkt, dass keine zu große Nachgiebigkeit vor der Krafteinleitung von dem Heizkörper auf das mindestens eine Kraftübertragungselement entsteht. Zu diesem Zweck kann das Füllmaterial beispielsweise ein Material hoher Steifigkeit und vorzugsweise geringer Wärmeleitfähigkeit sein. Diese Weiterbildung bewirkt eine möglichst unmittelbare Kraftübertragung von dem Heizkörper auf das mindestens eine Kraftübertragungselement. Dadurch wird die Kraftübertragungsfunktion des Brennraumdrucks auf das mindestens eine Kraftmesselement weiter verbessert.As described above, it is preferable if the at least one Power transmission element at one end directly or indirectly (eg via an intermediate element) the at least one force measuring element is supported. At another end can at least one power transmission element for example, directly on the radiator support or, alternatively or In addition, at the at least one flexibility area. For example, can the at least one power transmission element at a directed into the interior of the candle housing curl of the flexibility range support. alternative or additionally The at least one force-measuring element can also be in one area of the candle housing support, which between the at least one flexibility range and the at least a radiator is arranged. For example, at least one additional supporting be used, which for supporting the at least one force transmission element on the candle case in the area between the flexibility area and the radiator. For example can thereby be used a circular disk, which circumferentially with the wall of the candle housing connected, for example screwed or caulked, is. These Possibilities of support the at least one power transmission element cause the power transmission element itself, as described above, as far as possible supported at the front towards the combustion chamber, as possible little tension in the rigid area of the plug housing, which the combustion chamber is remote, occur. Preferably closes the at least one flexibility area while directly to the radiator in the candle case or, alternatively or additionally, there is a gap between the radiator and the flexibility area additionally with a filling material refilled. This development does not cause too much yield before the introduction of force from the radiator the at least one force transmission element is formed. For this purpose, the filling material For example, a material of high stiffness and preferably lower thermal conductivity be. This development causes as direct as possible power transmission from the radiator on the at least one power transmission element. This will be the power transmission function the combustion chamber pressure on the at least one force measuring element on improved.
Die Stromzufuhr zu dem Heizkörper kann beispielsweise durch einen in der Nähe der Kerzenachse mittig verlaufenden Stahlanschlussbolzen erfolgen. Auch der Einsatz von flexiblen Drahtglühstromzuleitungen ist jedoch möglich.The power supply to the radiator, for example, by a centrally near the plug axis steel connecting bolt he consequences. However, the use of flexible Drahtglühstromzuleitungen is possible.
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit integriertem Brennraumdrucksensor weist gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zahlreiche Vorteile auf. Ein wesentlicher Vorteil ist die Unabhängigkeit des Brennraumdrucksignals von der Betriebstemperatur der Verbrennungskraftmaschine, welche darauf beruht, dass Temperaturschwankungen und damit verbundene unterschiedliche Ausdehnungen der Materialien optimal ausgeglichen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine nahezu konstante Kraftübertragungsfunktion gewährleistet ist. Dies bedeutet insbesondere, dass in nahezu allen Bereichen des Brennraumdrucks und somit in nahezu allen Betriebsbereichen der Verbrennungskraftmaschine der Brennraumdruck auf identische oder ähnliche Weise auf das mindestens eine Kraftmesselement übertragen wird. Der Kraftübertragungsfaktor, mit welchem das elektrische Signal des mindestens einen Kraftmesselements zu multiplizieren ist, um aus diesem Signal auf den tatsächlichen Brennraumdruck zu schließen, ist somit vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine weitgehend unabhängig. Zusätzliche Korrekturen, welche rechnerisch aufwändig sind und beispielsweise entsprechende Korrekturfunktionen oder ähnliches umfassen müssten, können dadurch vermieden werden. Das elektrische Signal des mindestens einen Kraftmesselements kann somit unmittelbar oder nur unter geringer elektronischer Nachbearbeitung für eine entsprechende Motorsteuerung, beispielsweise eine brennraumdrucksignalbasierte Motorsteuerung, eingesetzt werden.The Inventive glow plug with integrated combustion chamber pressure sensor faces out The prior art devices have numerous advantages on. A significant advantage is the independence of the combustion chamber pressure signal from the operating temperature of the internal combustion engine, which based on that temperature fluctuations and related different extents of the materials optimally balanced become. Another advantage is that a nearly constant Power transmission function guaranteed is. This means in particular that in almost all areas the combustion chamber pressure and thus in almost all operating areas the internal combustion engine of the combustion chamber pressure on identical or similar Way is transmitted to the at least one force measuring element. The force transmission factor, with which the electrical signal of the at least one force-measuring element To multiply this signal to the actual combustion chamber pressure close, is thus largely the operating state of the internal combustion engine independently. additional Corrections that are arithmetically complex and, for example, corresponding Include correction functions or the like would need can be avoided. The electrical signal of at least a Kraftmesselements can thus directly or only under low electronic post-processing for one corresponding engine control, for example, a brennraumdrucksignalbasierte Motor control, are used.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Based the drawing, the invention is explained in more detail below.
Es zeigt:It shows:
In
Der
Heizkörper
Der
Heizkörper
Weiterhin
ist in den Gehäusekörper
Weiterhin
ist in das Kerzengehäuse
Auf
seiner dem Brennraum zugewandten Seite weist der Heizkörper
Die Übertragung
der Kraft
In
Der
Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Weiterhin
ist in dem Ausführungsbeispiel
gemäß
Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß
In
- 110110
- Glühstiftkerzeglow plug
- 112112
- Heizkörperradiator
- 114114
- Kerzengehäuseplug housing
- 116116
- Aufnahmebereichreception area
- 118118
- Flexibilitätsbereichrange of flexibility
- 120120
- Gehäusekörperhousing body
- 122122
- StahlanschlussbolzenSteel connecting bolts
- 124124
- Kerzenachsecandles axis
- 126126
- Verschraubungscrew
- 128128
- Außengewindeexternal thread
- 130130
- Faltewrinkle
- 132132
- Presspassunginterference fit
- 134134
- Zwischenraumgap
- 136136
- KraftmesselementForce measuring element
- 138138
- Distanzhülsenspacers
- 140140
- KraftübertragungselementPower transmission element
- 142142
- Druckflächeprint area
- 144144
- Kraftforce
- 210210
- BrennraumdruckCombustion chamber pressure
- 212212
- Sensorsignalsensor signal
- 310310
- Abstützelementsupporting
- 410410
- Zylindrische Verlängerung des Heizkörperscylindrical renewal of the radiator
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |