KR100659923B1 - Ceramic sheathed element glow plug - Google Patents
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Abstract
세라믹 시이드형 글로우 플러그가 제공된다. 상기 세라믹 시이드형 글로우 플러그의 세라믹 글로우 플러그는 도전층과 전기 절연층으로 이루어진다. 도전층은 리드층과 히팅층으로 이루어진다. 상기 히팅층의 더 높은 비저항은 히팅층 및 연소실의 온도를 결정할 수 있도록 한다. 연결 소자와 글로우 소자 사이의 전기 접촉은 도전성 분말로 이루어진 펠릿으로 형성된 접촉 소자에 의해 형성된다.Ceramic seeded glow plugs are provided. The ceramic glow plug of the ceramic sheath-type glow plug includes a conductive layer and an electrically insulating layer. The conductive layer consists of a lead layer and a heating layer. The higher resistivity of the heating layer makes it possible to determine the temperatures of the heating layer and the combustion chamber. Electrical contact between the connection element and the glow element is formed by a contact element formed of pellets made of conductive powder.
세라믹 시이드형 글로우 플러그, 도전층, 전기 절연층, 연결 소자, 글로우 플러그.Ceramic sheathed glow plugs, conductive layers, electrical insulation layers, connecting elements, glow plugs.
Description
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 디젤 엔진용 세라믹 시이드형 글로우 플러그에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic sheathed glow plug for a diesel engine according to the preamble of the independent claim.
외부에 놓인 세라믹 히터를 포함한 시이드형 글로우 플러그가 예컨대 특허 출원 DE-OS 40 28 859 에 이미 공지되어 있다. 또한 예컨대 DE-OS 29 37 884 에는 금속 나선형 필라멘트가 열전 소자에 용접 결합되어 있는 금속 시이드형 글로우 플러그가 공지되어 있다. 여기서 시이드형 글로우 플러그가 작동하는 동안 열 전압의 검출에 의해 각 실린더 내의 온도가 측정될 수 있다. 그러나 세라믹 글로우 소자를 포함한 시이드형 글로우 플러그 내에는 금속 나선형 필라멘트가 존재하지 않는다.Seed-type glow plugs with external ceramic heaters are already known, for example in patent application DE-OS 40 28 859. Also in DE-OS 29 37 884 are known metal sheathed glow plugs in which metal spiral filaments are welded to the thermoelectric element. Here the temperature in each cylinder can be measured by the detection of the thermal voltage during the operation of the sheathed glow plug. However, metal spiral filaments do not exist in the sheathed glow plugs including ceramic glow devices.
또한 DE 198 44 347 에는 접촉 소자를 통해 글로우 소자에 도전 접속된 연결 소자를 포함한 시이드형 글로우 플러그가 공지되어 있다. 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 상기 접촉 소자는 스프링으로서 구현된다.DE 198 44 347 also discloses a sheathed glow plug comprising a connection element electrically connected to the glow element via a contact element. As can be seen in FIG. 1 the contact element is embodied as a spring.
제 1 독립 청구항의 특징을 가진 본 발명에 따른 세라믹 시이드형 글로우 플러그는 글로우 소자의 온도가 측정될 수 있다는 장점을 가진다. 세라믹 시이드형 글로우 플러그에서 추가 장치 비용 없이 글로우 소자의 온도가 직접 글로우 소자의 외부 측의 선택된 영역에서 측정되는 것이 가능하다. 온도의 측정은 전체 글로우 소자의 체적에 비해 작은, 선택된 영역에서 이루어지고, 이로 인해 큰 체적에 걸친 온도 분포에 의해 발생하는 에러가 온도 측정시 감소될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그에서 도전층의 횡단면을 변경하지 않고도, 가열 출력이 글로우 소자의 선택된 영역에 집중됨으로써, 가열 출력의 집중이 이루어지는 영역의 표면이 일정하게 유지되고 또한 상호 작용 표면도 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 또한 상기 방식의 세라믹 온도 측정 시이드형 글로우 플러그의 제조가 저렴하게 이루어질 수 있는 것이 바람직하다. The ceramic sheathed glow plug according to the invention having the features of the first independent claim has the advantage that the temperature of the glow element can be measured. In ceramic seeded glow plugs it is possible to measure the temperature of the glow element directly in selected areas on the outer side of the glow element without additional device costs. The measurement of temperature is made in the selected area, which is small relative to the volume of the entire glow element, so that errors caused by temperature distribution over a large volume can be reduced in the temperature measurement. In addition, in the sheath-type glow plug according to the present invention, the heating output is concentrated in a selected region of the glow element without changing the cross section of the conductive layer, so that the surface of the region where the heating output is concentrated is kept constant and the interaction surface is also It is desirable to remain constant. In addition, it is preferable that the manufacturing of the ceramic temperature measuring seed-type glow plug of the above manner can be made inexpensively.
독립 청구항 제 1항을 인용하는 종속항에 제시된 조치에 의해 주 청구항에 제시된 세라믹 시이드형 글로우 플러그의 바람직한 실시 및 개선이 가능하다. 특히 시이드형 글로우 플러그의 상이한 영역용으로 사용된 세라믹 물질의 적합한 선택에 의해, 히터의 기계적 안정성이 저하되지 않는다는 것이 보장된다. 제어 장치에 의한 측정된 온도 값의 처리는 글로우 소자의 선택된 영역 내의 온도 조절을 가능하게 한다. 또한 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그는 히팅 기능을 충족시킨 이후에는 패시브 작동 상태로 온도 센서로서 사용되는 것이 바람직하다. 따라서 각 실린더에서 연소가 제대로 진행되는지의 여부가 확인될 수 있다. 이러한 정보에 의해 연소에 관련된 파라미터들이 제어될 수 있는 것이 바람직하다. The measures set forth in the dependent claims citing
독립항 제 14항의 특징을 가진 본 발명에 따른 세라믹 시이드형 글로우 플러그는 선행 기술과는 달리, 더 큰 라인 횡단면에 의해 더 큰 전류가 접촉 소자의 재료의 열적 파괴 없이 전송될 수 있다는 장점을 가진다. 또한 접촉 소자의 큰 표면이 바람직한데, 그 이유는 상기 큰 표면이 양호한 열 전도성을 가능하게 하기 때문이다. 탄성 스프링 부품에 의해 상이한 열 팽창 계수로 인한 주변 부품의 열적 이동이 보상될 수 있다.Ceramic seeded glow plugs according to the invention having the features of
청구항 제 14항을 인용하는 종속항에 제시된 조치는 주 청구항에서 제시된 세라믹 시이드형 글로우 플러그의 바람직한 실시 및 개선을 가능하게 한다. 이 경우 접촉 소자는 흑연 또는 도전성 세라믹 분말로 형성되는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 재료가 내부식성을 가지기 때문이다. 또한 재료의 주성분만을 흑연 또는 도전성 세라믹 또는 금속 분말로 구성하는 것이 바람직한데, 그 이유는 거의 동일한 특성을 유지하면서 비싼 재료의 절약이 가능하기 때문이다. 또한 본 발명에 따른 접촉 소자를 포함한 시이드형 글로우 플러그가 하기에 기술될 방식 및 방법에 따라 제조되는 것이 바람직한데, 그 이유는 플러그 하우징 내의 구성 부품들이 단락이 방지되도록 배치되기 때문이다. 또한, 한편으로는 구성 부품의 이완, 다른 한편으로는 스프링 소자(예컨대 접촉 소자)의 너무 큰 반발력에 의해 구성 부품의 파괴가 일어나지 않도록 부품들이 가압된다는 것이 보장된다.The measures set forth in the dependent
본 발명의 실시예는 도면에 도시되고, 하기의 설명에서 더 자세히 설명된다.Embodiments of the invention are shown in the drawings and described in more detail in the following description.
도 1은 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of a sheath-type glow plug according to the present invention;
도 2는 외부에 놓인 세라믹 히터의 전방 단면의 측면도.2 is a side view of a front cross section of an externally placed ceramic heater;
도 3은 제어 장치를 포함한 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 회로 설계도.3 is a circuit design of a seed glow plug according to the present invention including a control device.
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 시이드형 글로우 플러그 및 리드에서 나타나는 저항.4 is a resistance shown in the ceramic sheathed glow plug and lead according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그의 종단면도.5 is a longitudinal cross-sectional view of the sheath-type glow plug according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 세라믹 시이드형 글로우 플러그(1)의 종단면도를 개략적으로 도시한다. 시이드형 글로우 플러그(1)의 연소실로부터 떨어진 단부에서는 원형 플러그(circular plug)(2)에 의한 전기 접촉이 형성되고, 상기 원형 플러그는 시일(3)을 통해 플러그 하우징(4)으로부터 분리되어 원통형 리드(5)에 연결된다. 금속 링(7) 및 전기 절연 세라믹 슬리브(8)를 통해 플러그 하우징(4)에 원통형 리드(5)가 고정된다. 원통형 리드(5)는 접촉 핀(10)을 통해 (또한 이 경우 원통형 리드(5)는 접촉 핀(10)과 함께 하나의 부품 내에 통합될 수 있고) 그리고 적합한 접촉 소자(12)를 통해 세라믹 글로우 소자(14)에 연결된다. 상기 접촉 소자는 바람직하게 접촉 스프링 또는 도전성 분말 패킹 또는 바람직하게 흑연으로 이루어진 탄성 스프링 성분을 포함한 도전성 펠릿(pellet)으로서 형성된다. 글로우 플러그의 내부는 패킹(15)에 의해 연소실에 대해 밀봉된다. 패킹(15)은 도전성 탄소 화합물로 이루어진다. 그러나 또한 패킹(15)은 금속, 탄소와 금속으로 이루어진 혼합물 또는 세라믹과 금속으로 이루어진 혼합물로 형성될 수 있다. 글로우 소자(14)는 세라믹 히팅층(18)과 세라믹 리드층(20,21)으로 이루어지고, 2 개의 리드층(20,21)은 히팅층(18)에 의해 연결되고, 히팅층(18)과 함께 도전층을 형성한다. 리드층(20,21)은 임의의 형태를 가지고, 또한 히팅층(18)도 임의의 형태를 가질 수 있다. 바람직하게 도전층은 u-형으로 형성된다. 리드층(20 및 21)은 마찬가지로 세라믹 재료로 이루어진 절연층(22)을 통해 분리된다. 도 1에 도시된 실시예에서 글로우 소자(14)는, 리드층(20 및 21) 및 히팅층(18)이 글로우 소자(14)의 외부에 배치되는 방식으로 설계된다. 그러나 또한 적어도 리드층(20 및 21)이 글로우 소자의 내부에 놓이고, 여전히 외부에 놓인, 세라믹, 절연층에 의해 커버링되도록 배치되는 것이 가능하다. 플러그 하우징의 내부에서 세라믹 글로우 소자가 도시되지 않은 글래스 층에 의해 시이드형 글로우 플러그(4,8,12,15)의 나머지 구성 부품으로부터 절연된다. 접촉 소자(12)와 리드층(20) 사이의 전기 접촉을 형성하기 위해, 글래스 층이 위치(24)에서 차단된다. 상기 글래스 층이 마찬가지로 리드층(21)과 플러그 하우징(4) 사이의 전기 접촉을 위해 패킹(15)을 통해 위치(26)에서 차단된다. 상기 실시예에서 바람직한 실시예로서 히팅층(18)이 글로우 소자의 팁(tip)에 배치된다. 그러나 또한 상기 히팅층이 도전층의 다른 위치에 배치되는 것도 고려될 수 있다. 히팅층(18)은 가장 큰 히팅 효과가 달성되어야 하는 위치에 배치되어야 한다.1 schematically shows a longitudinal cross-sectional view of a ceramic
도 2에는 한번 더 세라믹 글로우 소자가 측면도로 도시된다. 도 1에서와 같이, 히팅층(18)이 글로우 소자의 팁에 위치한 실시예가 도시된다. 또한 리드층(20,21) 및 절연층(22)이 도시된다. 상기 측면도에서 리드층(20 및 21) 및 히팅층(18)으로 이루어진 도전층이 u-형 형상을 가지는 실시예가 도시된다.Figure 2 shows the ceramic glow device once again in side view. As in FIG. 1, an embodiment is shown in which the
글로우 소자가 연소실에서 연소를 지지하기 위해 히팅되는 작동 상태는 액티브 작동으로 명명된다. 상기 히팅은 내연 기관의 스타트시, 바람직하게 3분 이상 연장된 추후 히팅 단계동안 및 연소실의 온도가 내연 기관의 작동시 매우 심하게 강하하는 경우에는 중간 히팅 단계동안 이루어진다.The operating state in which the glow element is heated to support combustion in the combustion chamber is called active operation. The heating takes place at the start of the internal combustion engine, preferably during a subsequent heating step which extends for at least 3 minutes and during the intermediate heating step if the temperature of the combustion chamber drops very severely during operation of the internal combustion engine.
본 발명에 따른 세라믹 시이드형 글로우 플러그에서 히팅층(18)의 재료는, 히팅층(18)의 절대 전기 저항이 리드층(20,21)의 절대 전기 저항보다 크도록 선택된다.(하기에서 저항이라는 표기는 부가 설명 없이 절대 전기 저항으로 이해되어야 한다.) 도전층 사이의 장애 전류(cross-current)를 방지하기 위해, 절연층의 저항은 히팅층(18) 및 리드층(20,21)의 저항보다 현저히 크도록 선택된다.In the ceramic sheathed glow plug according to the present invention, the material of the
도 3에는 어떤 장치가 시이드형 글로우 플러그(1)와 연결되는지 개략적으로 도시된다. 이것은 우선 계산- 및 메모리 유닛을 포함하는 엔진 제어 장치(30)이다. 엔진 제어 장치(30)에 시이드형 글로우 플러그의 엔진에 관련된 파라미터가 저장된다. 이것은 예컨대 엔진의 하중 및 회전 수에 따른 저항-온도 특성 맵일 수 있다. 엔진 제어 장치의 메모리는 올바른 연소를 위한 하나 또는 다수의 온도-기준 값을 가진다. 엔진 제어 장치는, 예컨대 연료의 분사 지속시간, 분사 시작 및 분사 종료와 같은 연소에 영향을 미치는 파라미터를 제어할 수 있다. 제어 장치(32)는 엔진 제어 장치에 의해 설정된 전압을 제어한다. 상기 전압은 시이드형 글로우 플러그용으로 사용된 전체 전압을 나타낸다. 또한 제어 장치(32)는 전류 측정 장치를 포함하고, 상기 장치에 의해 글로우 소자를 통해 흐르는 전류 세기가 측정된다. 또한 제어 장치(32)는 메모리- 및 계산 유닛을 포함한다. 엔진 제어 장치(30) 및 제어 장치(32)도 하나의 장치 내에 통합될 수 있다.3 schematically shows which device is connected with the sheathed
도 4는 시이드형 글로우 플러그를 통해 발생하는 저항을 도시한다. 값(R20)을 가진 저항(41)은 세라믹 리드층(20)의 저항이다. 값(R1)을 가진 저항(43)은 히팅층의 저항을 포함한다. 값(R21)을 가진 저항(45)은 세라믹 리드층(21)의 저항을 포함한다. 또한 저항(R20 및 R21)에 비해 모두 작고, 이 때문에 고려되지 않는 나머지 리드 및 리턴 라인의 저항이 추가된다. 상기 나머지 리드 및 리턴 라인의 저항은 도 4에 도시되지 않는다. 저항(41,43 및 45)은 직렬 접속된다. 도 4에 의해 구현된 방법을 위해, 경우에 따라 발생하는 장애 전류가 무시되어야 한다. 따라서 저항(R20, R1 및 R21)의 합으로부터 전체 저항(R)이 얻어진다. 이 경우 저항(R1)은 최대 가수(addend)를 형성한다. 4 shows the resistance that occurs through the seeded glow plug. The
엔진 제어 장치에 포함된 특성 맵 및 글로우 소자의 소정의 온도를 참조로 하여 엔진 제어 장치(30)에 의해 유효 전압이 설정되고, 상기 유효 전압은 제어 장치(32)에 의해 제어된다. 저항(41,43 및 45)의 온도 의존성에 의해 전류(I)가 시이드형 글로우 플러그, 즉 저항(R)을 통해 세팅되고, 상기 전류는 제어 장치(32)에서 측정된다. 이 경우 전체 저항(R = R20 + R1 + R21)의 온도 의존성은 주로 저항(R1)의 온도 의존성으로부터 얻어지는데, 그 이유는 상기 저항이 가장 큰 값을 가지기 때문이다. 저항(R20, R1 및 R21)의 온도 의존성은 시이드형 글로우 플러그의 전체 작동 범위에 걸쳐 실온과 대략 1400℃ 온도 사이에서 거의 일정하다. 연소실의 온도는 시이드형 글로우 플러그의 작동 범위에 있다.The effective voltage is set by the
측정된 전류 세기(I)는 제어 장치(32)에 의해 저장된 특성 맵을 참조로 하여, 저항(R20 및 R21)에 비해 현저히 높은 저항(R1)으로 인해 주로 히팅층(18)의 온도로부터 얻어지는 온도로 환산된다. 상기 온도는 엔진 제어 장치(30)에 다시 제공되고, 결정된 온도로 인해 시이드형 글로우 플러그용 유효 전압이 다시 설정된다.The measured current intensity I is a temperature obtained mainly from the temperature of the
마찬가지로 글로우 소자의 히팅층(18)의 온도는 예컨대 디스플레이에 제공되는 방식과 같은 다른 방식으로도 출력될 수 있다. 또한 결정된 온도로 인해 예컨대 엔진 제어 장치(30)내에 저장된 하나 또는 다수의 기준 온도를 고려하여, 연소의 품질에 대한 결론이 실린더마다 도출될 수 있다. 연소가 올바르게 이루어지지 않을 경우, 연소 과정에 영향을 미치며 다시 올바른 연소를 제공할 수 있는 실린더 마다의 조치가 제어 장치에 의해 취해질 수 있다. 따라서 예컨대 연료의 분사 지속 시간, 분사 시작 또는 분사 압력이 변경될 수 있다.The temperature of the
추가 실시예에서, 또한 시이드형 글로우 플러그의 패시브 작동시, 즉 추후 히팅 시간 이후에, 시이드형 글로우 플러그가 더 이상 액티브 작동하지 않을 경우, 연소실의 온도의 측정이 이루어질 수 있다. 여기서 상응하는 낮은 유효 전압이 설정되고, 액티브 작동과 유사하게 저항(R)을 통해 세팅되는 전류(I)가 측정됨으로써 연소실의 온도에 상응하는 히팅 영역의 온도가 추론된다. 액티브 작동에서와 같이, 연소실의 온도는 실린더마다 엔진 제어 장치 내에 저장된, 올바른 연소를 위한 하나 또는 다수의 기준 값과 비교될 수 있다. 연소실의 온도가 올바른 연소에 상응하지 않는다면, 시이드형 글로우 플러그의 액티브 작동시에 설명된 바와 같이, 다시 올바른 연소를 제공하는 조치, 예컨대 연료의 분사 지속 시간, 분사 시작 및 분사 압력의 변화와 같은 조치가 취해질 수 있다.In a further embodiment, also in passive operation of the seeded glow plug, ie after a later heating time, the measurement of the temperature of the combustion chamber can be made if the seeded glow plug is no longer active. Here a corresponding low effective voltage is set, and similarly to the active operation, the current I, which is set through the resistor R, is measured so that the temperature of the heating region corresponding to the temperature of the combustion chamber is inferred. As in active operation, the temperature of the combustion chamber can be compared with one or multiple reference values for correct combustion, stored in the engine control device per cylinder. If the temperature of the combustion chamber does not correspond to the correct combustion, then measures to provide correct combustion again, as described during active operation of the seeded glow plugs, such as changes in fuel injection duration, injection start and injection pressure changes. Can be taken.
저항(R20, R1 및 R21)의 값 및 그의 온도 의존성은 하기의 식에 따라 비저항(ρ)의 온도 의존성에 의해 세팅된다;The values of the resistors R20, R1 and R21 and their temperature dependence are set by the temperature dependence of the specific resistance p according to the following equation;
R = ρ * l/A (이 경우 l 은 저항의 길이이고, A 는 횡단면을 표시함)R = ρ * l / A (where l is the length of the resistor and A denotes the cross section)
이 경우 하기의 식으로부터 온도 의존성이 얻어진다 ;In this case, temperature dependence is obtained from the following formula;
ρ(T) = ρ0(T0) * (1 + α(T) * (T-T0)) .ρ (T) = ρ 0 (T 0 ) * (1 + α (T) * (TT 0 )).
ρ(T)는 온도(T)의 함수로서 비저항을 나타내고, ρ0는 실온(T0)에서 비저항을 나타내고, α(T)는 온도에 의존하는 온도 계수를 나타낸다.ρ (T) represents the resistivity as a function of temperature T, ρ 0 represents the resistivity at room temperature (T 0 ), and α (T) represents the temperature coefficient depending on the temperature.
저항(R1)과는 달리 리드의 저항(R20 및 R21)의 상이한 온도 의존성을 달성하기 위해, 히팅층(18)의 비저항은 히팅층의 ρ0가 리드층의 ρ0 보다 크도록 선택될 수 있다. 또는 히팅층(18)의 온도 계수(α)는 시이드형 글로우 플러그의 작동 범위에서 리드층(20,21)의 온도 계수(α) 보다 클 수 있다. 또한 히팅층(18)용 ρ0 와 α가 시이드형 글로우 플러그의 작동 범위에서 리드층(20,21)용 보다 크게 선택될 수 있다.Resistance (R1) and is otherwise in order to achieve different temperature dependence of the resistance (R20 and R21) of the leads, the specific resistance of the
바람직한 실시예에서 히팅층(18)과 리드층(20,21)의 조합물은 리드층(20,21)의 ρ0 가 히팅층(18)의 ρ0 보다 적어도 10배 작도록 선택된다. 히팅층(18)과 리드층(20,21)의 온도 계수(α)는 거의 동일하다. 따라서 20 켈빈(Kelvin)의 온도 측정 정확도가 시이드형 글로우 플러그의 전체 작동 범위에서 구현된다.The combination of the
바람직한 실시예에서, 시이드형 글로우 플러그의 전체 작동 범위에서 절연층(22)의 비저항은 히팅층(18)의 비저항보다 적어도 10배 더 크다.In a preferred embodiment, the resistivity of the insulating
바람직한 실시예에서 히팅층, 리드층 및 절연층은 화합물 Al203, MoSi2, Si3N4 및 Y2O3 중 적어도 2개를 포함하는 세라믹 복합 구조물로 이루어진다. 상기 복합 구조물은 일단계 또는 다단계의 소결 프로세스를 통해 얻어진다. 이 경우 상기 층들의 비저항은 바람직하게 MoSi2- 함유도 및/또는 MoSi2 의 입자 크기에 의해 결정될 수 있고, 바람직하게 리드층(20,21)의 MoSi2- 함유도는 히팅층(18)의 MoSi2- 함유도보다 높고, 히팅층(18)은 다시 절연층(22)보다 높은 MoSi2- 함유도를 가진다.In a preferred embodiment, the heating layer, lead layer and insulating layer are made of a ceramic composite structure comprising at least two of compounds Al 2 O 3 , MoSi 2 , Si 3 N 4 and Y 2 O 3 . The composite structure is obtained through a one or multiple stage sintering process. The resistivity of the layers in this case can preferably be determined by the MoSi 2 -content and / or the particle size of MoSi 2 , preferably the MoSi 2 -content of the lead layers 20, 21 is determined by the
추가 실시예에서 히팅층(18), 리드층(20,21) 및 절연층(22)은 다양한 성분의 충전제를 포함한 복합-전구 물질-세라믹으로 이루어진다. 이 경우 상기 물질의 매트릭스는 붕소 또는 알루미늄으로 도핑될 수 있고, 열분해에 의해 제조될 수 있는 폴리실록산, 폴리실세퀴옥산(Polysilsequioxane), 폴리실란 또는 폴리실라잔으로 이루어진다. 개별 층에 있어서 화합물 Al203, MoSi2 및 SiC 중 적어도 하나가 충전제를 형성한다. 상기 복합 구조물과 유사하게, 바람직하게는 MoSi2- 함유도 및/또는 MoSi2 의 입자 크기가 층의 비저항을 결정할 수 있다. 바람직하게 리드층(20,21)의 MoSi2- 함유도는 히팅층(18)의 MoSi2- 함유도보다 높게 세팅되고, 히팅층(18)은 다시 절연층(22) 보다 높은 MoSi2- 함유도를 가진다.In a further embodiment the
상기 실시예에서 절연층, 리드층 및 히팅층의 조성물은, 그의 열적 팽창 계수 및 소결- 또는 열분해 프로세스동안 발생하는 개별 리드층, 히팅층 및 절연층의 감소가 동일하도록 선택됨으로써, 글로우 소자 내에 균열이 일어나지 않는다.The composition of the insulating layer, the lead layer and the heating layer in this embodiment is cracked in the glow element by selecting such that the thermal expansion coefficient and the reduction of the individual lead layer, heating layer and insulating layer occurring during the sintering- or pyrolysis process are the same. This does not happen.
도 5에서 본 발명의 바람직한 추가 실시예가 본 발명에 따른 시이드형 글로우 플러그(1)의 개략적인 종단면도에 의해 도시된다. 이 경우 상기 도면에서 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 부품을 나타내고, 여기서는 더 이상 설명되지 않는다. 도 1과 유사하게 도 5에 도시된 시이드형 글로우 플러그는 원통형 리드(5)와 전기 접촉된 원형 플러그(2)를 포함한다. 원통형 리드(5)는 접촉 핀(10) 및 접촉 소자(12)를 통해 세라믹 글로우 소자(14)와 도전 접속된다. 원통형 리드(5), 접촉 핀(10), 접촉 소자(12) 및 세라믹 글로우 소자(14)는 도 5에 도시된 바와 같이, 연속하여 차례로 연소실 방향으로 배치된다. 도 5에 도시된 바람직한 실시예에서 세라믹 글로우 소자(14)는 연소실과 떨어진 단부에서 페그(11)를 포함한다, 글로우 소자(14)의 연장부는 연소실로부터 떨어진 단부 방향으로 세라믹 리드층(20,21) 및 절연층(22)이 원통형으로 유도되어 나옴으로써 페그(11)를 형성하고, 페그(11)는 연소실 방향으로 연결되는 글로우 소자(14)의 부분, 즉 칼라(13) 보다 더 작은 외경을 가진다. 또한 글로우 소자(14)는 연소실측 단부에서 히팅층(18)을 포함할 필요가 없다. 바람직한 실시예에서 2 개의 리드층(20 및 21)은 단지 글로우 소자의 연소실측 단부에서, 글로우 소자(18)를 통해 이루어진 방식과 같이 연결될 수 있다.In Fig. 5 a further preferred embodiment of the invention is shown by a schematic longitudinal sectional view of the sheathed
원통형 리드(5) 및 접촉 핀(10)은, 일체형으로도 형성될 수 있는 연결 소자를 함께 형성한다. 연결 소자의 연소실측 단부에 플랜지가 제공되고, 상기 플랜지는 페그(11)과 함께 접촉 소자(12)를 시이드형 글로우 플러그의 축방향으로 제한한다.The
도전성 분말로 된 펠릿으로 이루어진 접촉 소자(12)는 바람직하게 흑연 또는 금속 분말 또는 도전성 세라믹 분말로 형성된다. 바람직한 추가 실시예에서 도전성 분말로 된 펠릿은 적어도 흑연 또는 금속 분말 또는 도전성 세라믹 분말로 이루어진 주성분으로 이루어질 수 있다. 접촉 소자(12)가 도전성 분말로 형성되기 때문에, 접촉 소자(12)는 높은 전류가 열적 파괴 없이 전달되는 상태에 있는 탄성 접촉을 보장한다. 분말의 큰 표면은 양호한 열 전도성을 보장한다. 동일한 이유로 또한 도전성이 양호할 경우 더 낮은 접촉 저항이 구현될 수 있다. 또한 흑연 및 세라믹 도전성 물질은 내부식성을 가진다. 도전성 분말로 이루어진 펠릿의 탄성 스프링 성분에 의해, 펠릿이 부품의 열적 운동을 상이한 열 팽창 계수를 통해 보상하는 것이 보장된다.The
도전성 분말로 된 펠릿은 원통형 인장 슬리브(9)에 의해 측면으로 제한되고, 상기 인장 슬리브는 여기서 도 1에 도시된 세라믹 슬리브(8) 대신 독립 부품으로서 존재한다. 인장 슬리브(9)는 세라믹 슬리브(8)와 유사하게 절연 부품으로서 제공되고, 상기 절연 부품은 바람직한 실시예에서 세라믹 물질로 이루어진다. 시이드형 글로우 플러그의 제조시 도전성 분말로 이루어진 펠릿이 연소실과 떨어진 단부면에 있는 연결 소자의 플랜지, 연소실 측 단부면 상에 있는 글로우 소자(14)의 페그(11) 그리고 인장 슬리브(9) 사이에 고정 가압된다. 특히 세라믹 슬리브(8) 상에 있는 인장 슬리브(9)의 고정 스토퍼와 같은 상기 고정된 부품 사이의 고정력, 즉 제한된 가압 크기는 주변 인장 슬리브(9)가 접촉 소자(12)의 가압에 의한 너무 큰 내부 압력 형성에 의해 파열되지 않는 것을 방지한다. 도전성 분말로 된 펠릿의 고정력에 의해 달성된 탄성 스프링 성분의 축방향 초기 응력은 열적 팽창, 세틀링 특성(settling behavior), 및 시이드형 글로우 플러그의 쉐이킹 하중시 나타나는 진동 하중을 보상할 수 있다.Pellets of conductive powder are confined laterally by a
접촉 소자(12)인 도전성 분말로 이루어진 펠릿을 포함한 도 5에 따른 시이드형 글로우 플러그는 하기의 방식으로 제조된다. 우선 패킹(15)이 세라믹 글로우 소자(14)의 연소실 사이드 팁으로부터 세라믹 글로우 소자(14)를 통해 가이드되고, 플러그 하우징(4)내의 결합물로서 연소실과 떨어진 단부로부터 가이드된다. 이어서 접촉 소자(12), 인장 슬리브(9), 연결 소자(5,10), 세라믹 슬리브(8) 및 금속 링(7)이 고정 소자 내에 배치되므로, 마찬가지로 연소실에서 떨어진 단부로부터 플러그 하우징(4)으로 가이드된다. 따라서 금속 링(7)의 연소실에서 떨어진 단부에 가해지는 축방향 힘에 의해 플러그 하우징에 존재하는 부품이 가압되고, 특히 도전성 분말로 된 펠릿으로 이루어진 접촉 소자(12) 및 패킹(15)이 가압된다. 이 경우 연결 소자(5,10)의 접촉 핀(10)을 완전히 인장 슬리브(9)내에 가압하고, 세라믹 슬리브(8)의 단부면을 인장 슬리브(8)의 단부면에 지지할 때까지만 접촉 소자(12)에 힘이 가해진다. 또한 도전성 분말로 이루어진 펠릿의 가압에 의해, 펠릿의 탄성 스프링 성분이 초기 응력을 받는 것이 보장된다. 이어서 외부로부터 플러그 하우징(4)으로 제공된 방사력에 의해 금속 링(7)이 크림프(crimp)된다. 그 후에 시일(3) 및 원형 플러그(2)가 장착되고, 마찬가지로 외부로부터 플러그 하우징으로 제공된 방사력에 의해 크림프된다.The sheathed glow plug according to FIG. 5 comprising pellets made of conductive powder, which is the
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