RU2504720C2 - Запальная свеча с возможностью измерения давления - Google Patents
Запальная свеча с возможностью измерения давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2504720C2 RU2504720C2 RU2010143989/06A RU2010143989A RU2504720C2 RU 2504720 C2 RU2504720 C2 RU 2504720C2 RU 2010143989/06 A RU2010143989/06 A RU 2010143989/06A RU 2010143989 A RU2010143989 A RU 2010143989A RU 2504720 C2 RU2504720 C2 RU 2504720C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glow plug
- plug according
- heating element
- measuring
- pin glow
- Prior art date
Links
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 title abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 17
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 15
- 229910000154 gallium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
- F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
- F02P19/028—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs the glow plug being combined with or used as a sensor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/04—Means for compensating for effects of changes of temperature, i.e. other than electric compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/10—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/025—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining temperatures inside the cylinder, e.g. combustion temperatures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
- F23Q2007/002—Glowing plugs for internal-combustion engines with sensing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от сжатия. Штифтовая запальная свеча содержит корпус с нагревательным элементом 3 (НЭ), выполненным в форме стержня. НЭ одним концом выдается за пределы корпуса свечи и размещается внутри камеры сгорания (КС) ДВС. В корпусе свечи размещен также измерительный элемент (ИЭ) 7. ИЭ предназначен для измерения давления в КС ДВС. ИЭ выполнен из пьезоэлектрического материала. НЭ и ИЭ соединены неразъемно, причем ИЭ присоединен к торцу НЭ. Технический результат заключается в повышении точности измерения давления за счет устранения влияния теплового расширения на результаты измерений. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к штифтовой запальной свече, предназначенной, в частности, для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением.
Такие запальные свечи известны, например, из патентного документа DE 10346295 A1.
В соответствии с конструкцией известной запальной свечи измерительный элемент расположен за пределами головки цилиндра, что обеспечивает защиту измерительного элемента от воздействия высоких температур камеры сгорания. Конструкция данного типа обуславливает удлинение канала передачи усилий, что, в свою очередь, приводит к низкой частоте собственных колебаний, а также к возникновению искажений и фазовых сдвигов в результатах измерения.
Таким образом, если корпус и элементы, предназначенные для передачи усилий, изготовлены из разных материалов, то наличие длинных каналов передачи усилий приводит к увеличению разницы в тепловом расширении, а это вызывает искажение результатов измерений.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать штифтовую запальную свечу, которая регистрирует значения давления, в значительной степени не зависящие от температуры, влияния теплового расширения и других источников погрешности.
В соответствии с настоящим изобретением данная задача решена благодаря тому, что штифтовая запальная свеча содержит по меньшей мере один корпус с по меньшей мере одним нагревательным элементом, выполненным, по существу, в форме стержня, причем указанный нагревательный элемент одним концом выдается за пределы корпуса свечи, а также по меньшей мере один измерительный элемент, при этом нагревательный элемент и измерительный элемент соединены друг с другом неразъемно. Таким образом, преимущество заключается в том, что каналы теплоотвода ограничены до минимума. Согласно предпочтительному варианту изобретения корпус свечи имеет, по существу, трубчатую форму. Это способствует упрощению процесса изготовления и, в результате, сокращению производственных затрат.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения корпус свечи состоит из по меньшей мере двух частей. Таким образом, он содержит по меньшей мере одну верхнюю часть и по меньшей мере одну нижнюю часть корпуса. В данном случае преимущество состоит в том, что производство является более выгодным.
Согласно еще одному варианту изобретения корпус свечи содержит по меньшей мере одну среднюю часть. Наличие указанной средней части обеспечивает преимущество, которое заключается в том, что нагревательный стержень одним концом, который обращен в противоположную от камеры сгорания сторону, неразъемно соединен с одним из торцов измерительного элемента. Причем измерительный элемент другим своим торцом соединен с верхней и средней частями корпуса посредством сварного кольца и внешней поверхности. Через данное жесткое соединение керамический нагревательный стержень передает давление непосредственно на измерительный элемент. Причем для того, чтобы скрепить элементы, обеспечивающие передачу усилий, нет необходимости в создании предварительного натяга.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения в нижней части корпуса предусмотрен уплотнительный конус. Кроме того, целесообразно, по существу, поместить нагревательный элемент в защитную трубку. Указанная защитная трубка предохраняет нагревательный элемент от возможных повреждений.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения штифтовая запальная свеча содержит по меньшей мере один уплотнительный элемент. Преимущество установки данного уплотнительного элемента состоит в том, что обеспечена защита чувствительных измерительных элементов от воздействия коррозионных газов камеры сгорания.
Согласно еще одному предпочтительному варианту изобретения уплотнительный элемент отличается незначительной жесткостью в осевом направлении и сравнительно большой жесткостью в радиальном направлении. Преимущество установки данного уплотнительного элемента заключается в том, что уплотнительный элемент, нежесткий в осевом направлении, в значительной степени блокирует влияние внешних источников погрешности, таких как тепловое расширение и деформирование головки цилиндра; а также за счет жесткости в радиальном направлении в значительной мере предохраняет элементы, обеспечивающие передачу усилий. В результате, частота возбуждения в радиальном направлении увеличивается.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения нагревательный элемент и/или защитная трубка и/или уплотнительный элемент соединены друг с другом неразъемно и/или с геометрическим замыканием. В данном случае преимущество заключается в том, что керамический нагревательный элемент и чувствительные измерительные элементы защищены от воздействия газов камеры сгорания. Согласно одному из предпочтительных вариантов изобретения уплотнительный элемент и защитная трубка выполнены заодно целое. Выполнение защитной трубки и уплотнительного элемента в виде одной цельной детали обеспечивает преимущества, как с точки зрения процесса изготовления, так и с точки зрения производственных затрат. Это объясняется тем, что отсутствующий сварной шов не может разгерметизироваться, а герметичная защитная трубка, выполняющая функцию уплотнительного элемента, предохраняет чувствительные элементы от воздействия коррозионных газов камеры сгорания.
В соответствии с еще одним вариантом изобретения измерительный элемент содержит по меньшей мере один датчик для измерения давления и/или по меньшей мере один датчик для измерения температуры. Преимущество в данном случае состоит в том, что обеспечена возможность компенсировать любые погрешности измерений, обусловленные изменением температуры.
Например, если датчик для измерения температуры, выполненный в виде измерительной полоски, расположен на измерительном элементе в той его части, которая, как правило, не испытывает механического напряжения или изменений напряжения, то данный температурный датчик можно использовать в качестве датчика опорного значения. Кроме того, указанный датчик обеспечивает возможность корректировки окончательных результатов измерений.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения измерительный элемент выполнен из материала, который обладает пьезоэлектрическим эффектом и, по существу, не зависит от температуры в интервале рабочих температур, например, из кварца или ортофосфата галлия (GaPO4).
Далее представлено подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показана штифтовая запальная свеча.
На фиг.2 изображен поперечный разрез штифтовой запальной свечи, показанной на фиг.1.
На фиг.3 показан вид сверху на измерительный элемент, изображенный на фиг.2.
Штифтовая запальная свеча, изображенная на фиг.1, содержит верхнюю часть 1 корпуса, среднюю часть 2 корпуса, керамический нагревательный стержень 3 и нижнюю часть 4 корпуса. В нижней части 4 корпуса предусмотрен уплотнительный конус 5. На конце нагревательного стержня 3, который обращен в противоположную сторону от камеры сгорания 12, установлен внутренний электрод 11. Вокруг внутреннего электрода расположен измерительный элемент 7 и сварное кольцо 6.
На фиг.2 показан разрез штифтовой запальной свечи, изображенной на фиг.1. Штифтовая запальная свеча содержит верхнюю часть 1 корпуса, установленную над средней частью 2 корпуса. Керамический нагревательный стержень 3 расположен, в частности, в средней части 2 корпуса и нижней части 4 корпуса, таким образом, что концом, обращенным в противоположную сторону от камеры сгорания 12, он вставлен в измерительный элемент 7. При этом нагревательный стержень 3 соединен с внутренним электродом 11 с силовым и/или геометрическим замыканием и/или неразъемно. В нижней части 4 корпуса предусмотрен уплотнительный конус 5. На торце нагревательного стержня 3, который обращен в противоположную сторону от камеры сгорания 12, установлен внутренний электрод 11 таким образом, что измерительный элемент 7 и сварное кольцо 6 расположены вокруг него, по существу, концентрично. Измерительный элемент 7 и сварное кольцо 6 соединены друг с другом с силовым и/или геометрическим замыканием и/или неразъемно. Сварное кольцо 6 соединено с верхней частью 1 и/или со средней частью 2 корпуса с силовым и/или геометрическим замыканием и/или неразъемно. Между средней частью 2 и нижней частью 4 корпуса установлена мембрана, переходящая в защитную трубку 13, причем мембрана и защитная трубка представляют собой цельную деталь. В качестве альтернативного варианта мембрана 10 соединена с защитной трубкой 13 посредством сварки. Защитная трубка 13, по существу, охватывает часть нагревательного стержня 3, которая выступает внутрь камеры сгорания 12, и предохраняет указанную часть нагревательного стержня, а также внутреннюю полость частей 1, 2, 4 корпуса от воздействия газов камеры сгорания.
Кольцеобразный легкодеформируемый трубчатый измерительный элемент 7 выполнен из материала, который сохраняет свои упругие свойства при нагревании до температуры 200°C и увеличении давления до 200 бар и имеет постоянный модуль упругости. Измерительный элемент 7 изготовлен, например, из керамики. Согласно одному из вариантов настоящего изобретения измерительный элемент выполнен, по существу, из диоксида циркония (ZrO2). На внешней поверхности измерительного элемента 7 расположен датчик 8 деформаций. В предпочтительном варианте изобретения датчик 8 деформаций представляет собой тензодатчик, предназначенный для измерения деформаций измерительного элемента 7, причем на основании этих измерений можно сделать вывод о режиме работы камеры сгорания 12.
На фиг.3 изображен упругий элемент 7. При незначительных деформациях электрическое сопротивление тензодатчиков 8, 9 меняется. Указанные датчики используют в качестве датчиков деформаций и с помощью специального связующего вещества крепят к частям, которые под действием нагрузки деформируются в наименьшей степени. Возникающая в результате деформация или растяжение тензодатчика 8 вызывает изменение его сопротивления. Измерения, полученные посредством тензодатчиков, преобразуют, например, за счет использования мостовых схем включения, в частности четвертьмостовой, полумостовой или полномостовой схемы включения. Существуют следующие варианты конструктивного исполнения тензодатчиков: проволочный, фольговый, полупроводниковый или розеточный тензодатчик. Упругий элемент 7 расположен между сварным кольцом 6 и керамическим нагревательным стержнем 3, причем для температурной компенсации используют тензодатчик 9, который устанавливают в той части элемента 7, которая, как правило, не испытывает нагрузку. Существует возможность использования тензодатчиков для измерения деформаций в виде растяжения или сжатия поверхности элементов. Тензодатчики позволяют экспериментально определять механическое напряжение и судить о нагрузке на материал в фактическом диапазоне приложения нагрузок. Тензодатчик 8, например, представляет собой фольговый тензодатчик, причем фольга измерительной решетки представляет собой проволоку высокого сопротивления толщиной примерно от 3 до 8 мкм. Фольгу измерительной решетки наклеивают на тонкую полимерную подложку, подвергают травлению и снабжают электрическими выводами. Согласно одному из вариантов изобретения на верхней стороне тензодатчика 8 предусмотрена вторая тонкая полимерная пленка. Вторая полимерная пленка прочно соединена с подложкой, в результате, обеспечена защита измерительной решетки от механических повреждений. Согласно еще одному варианту изобретения на подложке в определенном порядке расположено несколько тензодатчиков.
Для изготовления фольговых тензодатчиков используют константан или нихром. Форма измерительной решетки зависит от области применения датчика, ее выбирают в зависимости от конкретного назначения. Длина измерительной решетки составляет примерно от 0,2 до 150 мм. Подложки тензодатчиков 8, 9 изготовлены из акриловой смолы, эпоксидной смолы, фенолоальдегидной смолы или полиамида. В предпочтительных вариантах изобретения используют пьезоэлектрические, оптико-поляризационные или емкостные тензодатчики. На практике их используют по конкретному назначению. Емкостные тензодатчики используют в интервале высоких температур выше 1000°C. Тензодатчики 8, 9 изготовлены из металлических проводников или полупроводников, сопротивление которых меняется при растяжении. При растяжении тензодатчика 8, 9 его сопротивление увеличивается. При сжатии тензодатчика его сопротивление уменьшается. У полупроводников изменение сопротивления происходит в значительно большей степени, примерно в 50-80 раз больше, по сравнению с металлическими проводниками.
Изменение сопротивления, возникающее при восприятии тензодатчиками 8, 9 механического напряжения, обусловлено деформацией измерительной решетки и изменением удельного сопротивления материала, из которого данная решетка изготовлена. Различные материалы тензодатчиков обеспечивают различную величину чувствительности, так называемый коэффициент тензочувствительности тензодатчика.
Для изготовления тензодатчиков, предназначенных для работы в нормальных условиях, используют константан благодаря тому, что он отличается низкой зависимостью от температур, и несмотря на то, что он обладает низким коэффициентом тензочувствительности. Если требуется более широкий интервал температур, или необходимо измерять температуры ниже -150°C, то в качестве материала измерительной решетки используют нихром. Максимальная способность тензодатчика 8, 9 к деформированию зависит, главным образом, от способности к деформированию материала измерительной решетки. Кроме того, она зависит от связующего вещества, его способности к деформированию и прочности клеевого соединения, а также от материала подложки. При комнатной температуре значение максимальной способности к деформированию для полупроводниковых тензодатчиков лежит примерно в пределах нескольких тысяч мкм/м, а для фольговых тензодатчиков не превышает 50000 мкм/м.
Номинальное сопротивление тензодатчика представляет собой сопротивление, измеренное между выводами при отсутствии нагрузки на тензодатчик. Оно составляет, например, 120, 350, 700 или 1000 Ом. Максимальное электрическое напряжение, на которое рассчитан тензодатчик, зависит от его размера и материала, к которому он прикреплен. При этом потери мощности на резисторе тензодатчика следует снижать через поверхность тензодатчика. Например, в случае использования материалов с хорошей теплопроводностью подведенное напряжение, как правило, составляет примерно от 5 до 10 В, в случае использования тензодатчиков небольшого размера и материалов с низкой теплопроводностью подаваемое напряжение составляет 0,5 В.
Полупроводниковые тензодатчики в значительной степени подвержены влиянию температур, поэтому их можно использовать в определенных условиях. Компенсация температурных погрешностей обеспечена за счет включения по мостовой схеме Уитстона. Кроме того, эффекты в отдельных плечах моста при компоновке всех четырех плеч на одной и той же микросхеме больше соответствуют действительности, чем при приклеивании и соединении четырех различных полупроводниковых тензодатчиков. В случае использования тензодатчиков из константана и нихрома влияние температуры минимально. Для тензодатчиков из константана при повышении температуры на 100°C сигнал меняется менее чем на 1%. Любой контролируемый материал при повышении температуры расширяется. Если расширение материала происходит без ограничения, то оно не соответствует прикладываемой нагрузке. Измерение указанного расширения нежелательно. Решить указанную проблему можно, главным образом, благодаря использованию «согласованных» тензодатчиков. Производитель обеспечивает тензодатчик 8 дополнительным температурным эффектом, в результате возникает сигнал, противоположный сигналу, характерному для эффекта расширения, обусловленного изменением температуры материала, на котором расположен тензодатчик. Данный способ компенсации осуществим только в определенном интервале температур, причем компенсация в этом случае является неполной. Это связано с тем, что любой материал обладает соответствующим коэффициентом температурного расширения, который, помимо прочего, зависит от предварительной обработки материала, например, прокатанного или закаленного. Полную компенсацию обеспечивают за счет выполнения оперативных измерений. Например, посредством тензодатчика 9, установленного на ненагруженном элементе, дополнительно производят измерение температурного эффекта, а затем, используя мостовую схему Уитстона (полумостовую схему) или процессор, выделяют его из сигнала, полученного на нагруженном элементе. В случае, когда изменение температуры составляют 150°C и выше, целесообразно использовать тензодатчики из нихрома. Изменение сопротивления, как правило, регистрируют путем включения тензодатчика в электрическую схему - мост Уитстона, и подают в виде сигнала напряжения в усилитель (на чертеже не показан).
При этом существует три способа измерения посредством тензодатчиков:
1) способ несущей частоты, причем несущая частота составляет от 200 Гц до 50 кГц;
2) способ постоянного напряжения;
3) способ стабильного тока.
Способ стабильного тока обеспечивает возможность использования длинных проводников при построении отдельных измерительных мостов, при этом искажения сигнала не происходит. Потери в кабеле компенсируют за счет электронных схем при способе несущей частоты и способе постоянного напряжения. Способ несущей частоты и способ постоянного напряжения отличаются друг от друга, прежде всего, шириной полосы частот сигнала, обеспечиваемой усилителями, представленными на рынке в настоящее время. Для способа постоянного напряжения характерной является ширина полосы частот примерно до 100 кГц, для способа несущей частоты - как правило, примерно от нескольких сотен герц до 3 кГц. Еще одно различие заключается в разной степени восприимчивости к помехам, которая, однако, зависит также от конкретных внешних условий и назначения. Способ несущей частоты является нечувствительным к термоэлектрическим напряжениям, синфазным помехам (электрическим помехам), а также - если частота помех лежит вне диапазона несущей частоты плюс/минут ширина полосы частот сигнала - противофазным помехам (магнитным помехам). Тем не менее, для того, чтобы исключить возникновение взаимных помех, необходимо синхронизировать несколько усилителей несущей частоты. Усилители постоянного напряжения используют в лабораториях или при оптимальных условиях. Измерительные усилители несущей частоты целесообразно использовать в производственных целях, поскольку в этом случае измерения часто приходится проводить при сильных полях помех. Это зависит от частот паразитного излучения и используемых усилителей.
Номера позиций
1. Верхняя часть корпуса
2. Средняя часть корпуса
3. Керамический нагревательный стержень
4. Нижняя часть корпуса
5. Уплотнительный конус
6. Сварное кольцо
7. Упругий элемент/измерительный элемент
8. Датчик деформации
9. Температурная компенсация
10. Мембрана (с защитной трубкой)
11. Внутренний электрод
12. Камера сгорания
13. Защитная трубка
Claims (12)
1. Штифтовая запальная свеча, предназначенная, в частности, для двигателя внутреннего сгорания с самовоспламенением, содержащая по меньшей мере один корпус с по меньшей мере одним нагревательным элементом (3), выполненным, по существу, в форме стержня, причем нагревательный элемент одним концом выдается за пределы корпуса свечи, а также по меньшей мере один измерительный элемент (7), при этом нагревательный элемент (3) и измерительный элемент (7) соединены неразъемно, причем измерительный элемент присоединен к торцу нагревательного элемента, причем измерительный элемент (7) выполнен из материала, который обладает пьезоэлектрическим эффектом и, по существу, не зависит от температуры в интервале рабочих температур.
2. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что указанный торец нагревательного элемента обращен в сторону, диаметрально противоположную камере сгорания.
3. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что корпус свечи имеет, по существу, трубчатую форму.
4. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что корпус свечи состоит по меньшей мере из двух частей и содержит по меньшей мере одну верхнюю часть (1) корпуса и по меньшей мере одну нижнюю часть (4) корпуса.
5. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что корпус свечи содержит по меньшей мере одну среднюю часть (2) корпуса.
6. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что в нижней части (4) корпуса свечи предусмотрен уплотнительный конус (5).
7. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент (3), по существу, помещен в защитную трубку (13).
8. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один уплотнительный элемент (10).
9. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что нагревательный элемент (3) и/или защитная трубка (13), и/или уплотнительный элемент (10) соединены неразъемно и/или с геометрическим замыканием.
10. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент (10) и защитная трубка (13) выполнены как одно целое.
11. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что измерительный элемент (7) содержит по меньшей мере один датчик (8) для измерения давления и/или по меньшей мере один датчик (9) для измерения температуры.
12. Штифтовая запальная свеча по п.1, отличающаяся тем, что измерительный элемент (7) выполнен из кварца или ортофосфата галлия (GaPO4).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008017110A DE102008017110B3 (de) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Druckmessglühkerze |
DE1022008017110.7 | 2008-04-02 | ||
PCT/DE2009/000401 WO2009121331A2 (de) | 2008-04-02 | 2009-03-30 | Druckmessglühkerze |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010143989A RU2010143989A (ru) | 2012-05-10 |
RU2504720C2 true RU2504720C2 (ru) | 2014-01-20 |
Family
ID=40936583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010143989/06A RU2504720C2 (ru) | 2008-04-02 | 2009-03-30 | Запальная свеча с возможностью измерения давления |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8459104B2 (ru) |
JP (1) | JP2011516810A (ru) |
KR (1) | KR20110000566A (ru) |
CN (1) | CN101983303B (ru) |
DE (2) | DE102008017110B3 (ru) |
RU (1) | RU2504720C2 (ru) |
WO (1) | WO2009121331A2 (ru) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008020510B4 (de) * | 2008-04-23 | 2010-02-11 | Beru Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung des Brennraumdruckes |
DE102009050911B4 (de) * | 2009-10-26 | 2014-06-12 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Zylinderdrucksensor |
EP2469171A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-27 | HIDRIA AET Druzba za proizvodnjo vzignih sistemov in elektronike d.o.o. | Glow plug with a plug body formed of multiple tubes end to end |
WO2012115080A1 (ja) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃焼圧検知センサ付きグロープラグ |
JP5854638B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2016-02-09 | 株式会社ミクニ | グロープラグ |
DE102011054511B4 (de) | 2011-07-05 | 2013-08-29 | Borgwarner Beru Systems Gmbh | Glühkerze |
JP5853837B2 (ja) * | 2012-04-13 | 2016-02-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧力センサ |
DE102012209237A1 (de) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Druckmessglühkerze |
JP6181962B2 (ja) * | 2013-04-16 | 2017-08-16 | 日本特殊陶業株式会社 | 燃焼圧センサ付きグロープラグの製造方法 |
KR20140142934A (ko) | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 우진공업주식회사 | 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 및 그 제조 방법 |
CN103388835B (zh) * | 2013-07-12 | 2015-06-10 | 刘俊伟 | 燃气灶点火器的外壳及燃气灶点火器及燃气灶点火器的装配工艺 |
DE102016114929B4 (de) * | 2016-08-11 | 2018-05-09 | Borgwarner Ludwigsburg Gmbh | Druckmessglühkerze |
KR20190104265A (ko) | 2019-07-19 | 2019-09-09 | 우진공업주식회사 | 디젤 엔진용 글로우 플러그의 금구 및 그 제조 방법 |
CN114777155A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-22 | 重庆利迈科技有限公司 | 四线可测温电加热及点火装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU13687U1 (ru) * | 2000-01-05 | 2000-05-10 | Автономная некоммерческая научно-образовательная организация ДВГТУ "Научно-технический и внедренческий центр "Модернизация котельной техники" | Запальное устройство |
RU2164310C2 (ru) * | 1995-02-28 | 2001-03-20 | Роберт Бош Гмбх | Штифтовая свеча накаливания для дизельных двигателей |
EP1780468A2 (de) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | Beru AG | Druckmessheizstab, insbesondere für eine Druckmessglühkerze |
US20070209624A1 (en) * | 2004-03-16 | 2007-09-13 | Thomas Ludwig | Sheathed-Element Glow Plug Having An Elastically Mounted Glow Element |
DE102006041124A1 (de) * | 2006-09-01 | 2008-03-27 | Beru Ag | Glühkerze mit eingebautem Drucksensor |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4312120A (en) * | 1980-05-22 | 1982-01-26 | Bendix Autolite Corporation | Glow plug manufacture |
DE4236656A1 (de) * | 1992-10-30 | 1994-05-05 | Bosch Gmbh Robert | Rohrförmiges Metallgehäuse für Zündkerzen, Glühkerzen und Sensoren |
CN2309432Y (zh) * | 1996-10-16 | 1999-03-03 | 机械工业部上海内燃机研究所 | 陶瓷电热塞 |
AT5949U1 (de) * | 2002-01-25 | 2003-01-27 | Avl List Gmbh | Druckmesssonde zur messung des druckes im brennraum einer brennkraftmaschine |
JP3900059B2 (ja) * | 2002-10-07 | 2007-04-04 | 株式会社デンソー | 燃焼センサ付きグロープラグおよび燃焼圧センサ付きグロープラグの取付構造ならびに取付方法 |
DE10343521A1 (de) * | 2003-09-19 | 2005-04-21 | Beru Ag | Druckmessglühkerze für einen Dieselmotor |
DE102004011098A1 (de) * | 2004-03-06 | 2005-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Erfassung des Brennraumdrucks bei einer Brennkraftmaschine |
DE102004012364A1 (de) * | 2004-03-13 | 2005-09-29 | Robert Bosch Gmbh | Keramische Glühstiftkerze mit in Glühstift integriertem Drucksensor |
JP4487853B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2010-06-23 | 株式会社豊田中央研究所 | グロープラグ |
US7351935B2 (en) * | 2004-06-25 | 2008-04-01 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for producing a ceramic heater, ceramic heater produced by the production method, and glow plug comprising the ceramic heater |
US7115836B2 (en) * | 2004-06-29 | 2006-10-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Glow plug |
CN1734076A (zh) * | 2004-08-05 | 2006-02-15 | 日本特殊陶业株式会社 | 具有燃烧压力探测功能的电热塞 |
ES2384389T3 (es) * | 2004-09-22 | 2012-07-04 | Kistler Holding Ag | Sensor de presión |
DE102004063750A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze mit integriertem Brennraumdrucksensor |
DE102004063749A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-13 | Robert Bosch Gmbh | Stahlmembran für Brennraumdrucksensoren |
FR2884298B1 (fr) * | 2005-04-12 | 2007-08-10 | Siemens Vdo Automotive Sas | Bougie de prechauffage a capteur de pression integre |
DE102005026074A1 (de) * | 2005-06-07 | 2006-12-14 | Robert Bosch Gmbh | Glühstiftkerze mit einem integrierten Brennraumdrucksensor |
DE102006008351A1 (de) * | 2006-02-21 | 2007-08-23 | Robert Bosch Gmbh | Druckmesseinrichtung |
AT503662B1 (de) * | 2006-04-20 | 2007-12-15 | Piezocryst Advanced Sensorics | Glühkerze mit integriertem drucksensor |
JP2008020176A (ja) * | 2006-06-14 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | センサ内蔵グロープラグ |
DE102006057627A1 (de) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Robert Bosch Gmbh | Druckmesseinrichtung |
WO2009067833A2 (de) * | 2007-11-26 | 2009-06-04 | Kistler Holding Ag | Bauteil für kraft- oder druckmessungen und sensor umfassend ein solches bauteil |
-
2008
- 2008-04-02 DE DE102008017110A patent/DE102008017110B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-03-30 JP JP2011502223A patent/JP2011516810A/ja not_active Ceased
- 2009-03-30 CN CN200980112099.1A patent/CN101983303B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-03-30 WO PCT/DE2009/000401 patent/WO2009121331A2/de active Application Filing
- 2009-03-30 KR KR1020107023890A patent/KR20110000566A/ko not_active Application Discontinuation
- 2009-03-30 DE DE112009001312T patent/DE112009001312A5/de not_active Withdrawn
- 2009-03-30 RU RU2010143989/06A patent/RU2504720C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-03-30 US US12/936,021 patent/US8459104B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2164310C2 (ru) * | 1995-02-28 | 2001-03-20 | Роберт Бош Гмбх | Штифтовая свеча накаливания для дизельных двигателей |
RU13687U1 (ru) * | 2000-01-05 | 2000-05-10 | Автономная некоммерческая научно-образовательная организация ДВГТУ "Научно-технический и внедренческий центр "Модернизация котельной техники" | Запальное устройство |
US20070209624A1 (en) * | 2004-03-16 | 2007-09-13 | Thomas Ludwig | Sheathed-Element Glow Plug Having An Elastically Mounted Glow Element |
EP1780468A2 (de) * | 2005-10-28 | 2007-05-02 | Beru AG | Druckmessheizstab, insbesondere für eine Druckmessglühkerze |
DE102006041124A1 (de) * | 2006-09-01 | 2008-03-27 | Beru Ag | Glühkerze mit eingebautem Drucksensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009121331A3 (de) | 2010-09-30 |
DE112009001312A5 (de) | 2011-03-03 |
US8459104B2 (en) | 2013-06-11 |
US20110146392A1 (en) | 2011-06-23 |
CN101983303A (zh) | 2011-03-02 |
CN101983303B (zh) | 2013-01-02 |
KR20110000566A (ko) | 2011-01-03 |
RU2010143989A (ru) | 2012-05-10 |
DE102008017110B3 (de) | 2009-09-10 |
WO2009121331A2 (de) | 2009-10-08 |
JP2011516810A (ja) | 2011-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2504720C2 (ru) | Запальная свеча с возможностью измерения давления | |
CA2105752C (en) | Piezoelectric pressure sensor and method of assembling same | |
US7312690B1 (en) | Temperature sensor | |
US10962433B2 (en) | Pressure sensor and pressure measuring method | |
JP6130598B2 (ja) | 力学量測定装置およびそれを用いた圧力センサ | |
US20050274189A1 (en) | Pressure-detecting device and method of manufacturing the same | |
US10139300B2 (en) | High pressure strain detection device with a base made of a first brittle material and a strain detection element bonded to the base via a second brittle material | |
US7343808B2 (en) | Line pressure compensated differential pressure transducer assembly | |
JP2008536084A (ja) | 一体化された圧力センサを備えたグロープラグ | |
KR20070045965A (ko) | 압력감지 글로우 플러그용 압력감지 가열바 | |
JP2006308399A (ja) | 圧力検出装置 | |
JP2014102252A (ja) | 物理的な量を測定する測定装置 | |
CN112888912B (zh) | 具有结构化承载件的应变测量结构 | |
ITTO20120145A1 (it) | Trasduttore integrato provvisto di un sensore di temperatura, e metodo per rilevare una temperatura di tale trasduttore | |
KR20170015257A (ko) | 압력 센서와 그 제조 공정 | |
KR20170015256A (ko) | 압력 센서 | |
US7549343B2 (en) | Sensor system for measuring pressure | |
CN111122026A (zh) | 一种压力传感器 | |
JP3993857B2 (ja) | 圧力センサ | |
US20160084723A1 (en) | Pressure Sensor | |
JPWO2014034640A1 (ja) | 燃焼圧センサ | |
CA2585830A1 (en) | Microwave cavity load cell | |
WO2014203647A1 (ja) | 圧力検出装置 | |
CN117007216A (zh) | 压电式压力传感器及其制造方法、内燃机 | |
JP5832059B2 (ja) | 圧力測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150331 |