集成火花塞的压力传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成火花塞的压力传感器，其包括金属壳体，金属壳体使压力传感器安装在发动机上的密封，并提供火花点火线路与地极的连接；电绝缘内核，为多孔道的电绝缘内核，安装于金属壳体内，其中一个孔道安装火花塞组件，其余孔道安装压力传感器；火花塞组件，烧结在电绝缘内核的一个孔道内；至少一个压力传感器组件，安装于电绝缘内核的其余孔道内。本实用新型专利技术的优点是在相对紧凑的空间内可以实现燃烧室内压力测量，同时又不影响火花塞的功能；可以同时使用多于一个的压力传感器，可以同时测量不同范围的压力，大大提高了在不同范围内压力测量的精度。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及一种压力传感器，特别涉及一种集成火花塞的压力传感器。

技术介绍

在发动机燃烧研究领域，燃烧室内压力测量，作为一种广泛采用的技术手段被用来诊断燃烧起始时间，燃烧相位，爆震情况，以及计算发动机指示压力，指示效率等，是实现精确燃烧控制不可或缺的参数。但是由于多种原因的限制，例如安装空间，成本等，这种技术手段还没有被广泛使用与量产发动机上。在科研发动机上，燃烧室内压力测量通常需要安装一个单独的压力传感器在发动机缸盖上。要求对发动机缸盖做出改动，加工出一个相对较大的孔来安装传感器，并要保证对发动机冷却液路和机油/燃油油路的隔离与密封。由于进排气阀门、喷油器、火花塞等已经占用了发动机缸盖上绝大部分空间。为额外安装一个压力传感器选择一个合适的位置经常是比较困难的。
另外，压力传感器安装在火花塞附近对于火花点燃式发动机燃烧研究是非常合理的。安装在这个位置的压力传感器可以准确地检测燃烧初期，特别是火花点燃时的燃烧特性。而这个初期燃烧通常决定着后期燃烧强度，是否爆震，和有害污染物的生成。但是，如果压力传感器是一个单独的个体，想把压力传感器安装在火花塞附近，同时又要尽量减少对燃烧室的影响，那将是很困难的。

技术实现思路

本技术所要解决的技术问题是要提供一种在相对紧凑的空间内实现燃烧室内压力测量的集成火花塞的压力传感器。
为了解决以上的技术问题，本技术提供了一种集成火花塞的压力传感器，其包括：
一金属壳体，所述金属壳体使压力传感器安装在发动机上的密封，以及对内部非金属部件的支撑与密封，并提供火花点火线路与地极的连接；
一电绝缘内核，为多孔道的电绝缘内核，安装于金属壳体内，其中一个孔道安装火花塞组件，其余孔道安装压力传感器，所述孔道之间有壁面隔开，彼此气体密封和电绝缘；
一火花塞组件，烧结在电绝缘内核的一个孔道内；
至少一个压力传感器组件，安装于电绝缘内核的其余孔道内。
所述电绝缘内核具有一个孔道与高压燃烧室连通，该孔道中安装火花塞组件。
所述电绝缘内核孔道下部直径小于上部直径，在过渡段设有密封斜面。
所述火花塞组件分为三段，为上部电极，中部电原件，下部为高压电极，通过高温粘结剂，或使用绝缘填充料高温烧结在电绝缘内核的孔道中。
所述压力传感器组件包括：
必要的电子原件，用于把燃烧室内部压力信号转化成电信号，并适当放大和滤波；必要的机械部件，用于对电子原件提供支撑，传递燃烧室内压力到压力测量原件；密封燃烧室内高压气体的部件，及
引导热量在传感器组件内部流动的部件。
所述多孔道电绝缘内核的不同孔道中安装不同工作原理和不同测量范围的压力传感器组件。
所述压力传感器组件的实现形式包括压力测量杆、压敏传感器、固定安装筒和信号线，压力测量杆的后端部装有压敏传感器，固定安装筒把压敏传感器和压力测量杆固定在所述电绝缘内核的一孔道内密，信号线从固定安装筒中引出。
所述压敏传感器位于压力传感器组件的中部位置。
所述固定安装筒为中空的金属管，与金属壳体焊接。
所述压力测量杆为一柱状圆体，测量杆的上端部有密封斜面，下部与电绝缘内核端部持平。
所述压力传感器组件的实现形式包括压电传感器、信号放大和处理原件、中空套管、上部大管和信号线，压电传感器焊接在中空套管的最下端部，中空套管内的导线将压电晶体产生的电信号传递到中部的信号放大和处理原件，中空套管被上部套管压在电绝缘内核中，上部套管粘结在电绝缘内核中，信号线从上部套管中引出。
本技术的优越功效在于：
1）多孔道电绝缘内核的应用使得在不改变传统火花塞外部尺寸和功能的前提下，提供一个或一个以上的连通发动机燃烧室高压环境和外部大气的孔道，孔道中安装二个或二个以上压力传感器测量不同范围的压力，然后得到组合的测量数据；
2）在相对紧凑的空间内可以实现燃烧室内压力测量，同时又不影响火花塞的功能；
3）同时使用多于一个的压力传感器组件，这些压力传感器组件可以同时测量不同范围的压力，大大提高了在不同范围内压力测量的精度；相对窄范围的压力传感器比宽范围的压力传感器在成本上有一定的优势；
4）在不同的孔道中安装不同工作原理的压力传感器组件，有的压力传感器组件对于温度变化比较敏感，有的压力传感器组件对于压力波动比较敏感，可以综合不同压力传感器组件的优势，减少环境变化对于压力测量的影响，最大限度降低压力测量误差，提高压力测量的精度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
图1为本技术实施例一的结构示意图；
图2为本技术实施例一的上端面示意图；
图3为本技术实施例一的下端面示意图；
图4为本技术实施例二的结构示意图；
图5为本技术实施例三的结构示意图；
图中标号说明：
1—火花电极大孔；2—绝缘填充料；
3—火花塞组件；
301—上部电极；302—中部电原件；
303—高压电极；
4—电绝缘内核；5—地极；
6—信号线小孔；7—信号线；
8—固定安装筒；9—金属壳体；
10—压敏传感器；11—压力测量杆；
12—上部套管；13—信号放大和处理原件；
14—中空套管；15—压电传感器；
16—压力传感器A；17—压力传感器B。
具体实施方式
以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
下面结合附图详细说明本技术的实施例。
图1示出了本技术实施例一的结构示意图，图2示出了本技术实施例一的上端面示意图，图3示出了本技术实施例一的下端面示意图。如图1、图2和图3所示，本技术提供了一种集成火花塞的压力传感器，其包括：
一金属壳体9，所述金属壳体使压力传感器安装在发动机上的密封，以及对内部非金属部件的支撑与密封，并提供火花点火线路与地极5的连接；金属壳体9具有标准火花塞安装螺纹，并带有勾状地极与发动机机体之间电导通。
一电绝缘内核4，为多孔道的电绝缘内核，安装于金属壳体9内，其中一个孔道安装火花塞组件3，其余孔道安装压力传感器，所述孔道之间有壁面隔开，彼此气体密封和电绝缘；外部设有台阶和密封斜面用于安装在金属壳体9中，实现固定和密封。
一火花塞组件3，烧结在电绝缘内核4的一个孔道内.
至少一个压力传感器组件，安装于电绝缘内核4的其余孔道内。
所述电绝缘内核4具有一个孔道与高压燃烧室连通，该孔道中安装火花塞组件3。所述电绝缘内核4的一种制造材料是陶瓷。所述电绝缘内核4要具有一定的机械强度，可以在发动机运转过程中保持不被损坏。
所述电绝缘内核4孔道下部直径小于上部直径，在过渡段设有密封斜面。
所述火花塞组件3用于把燃烧室外部高压电信号传递到燃烧室内部，在合适的条件下，与所述金属壳体9形成回路，产生电火花，点燃周围可燃气体混合物。所述火花塞组件3分为三段，为上部电极301，中部电原件302，下部为高压电极303，通过高温粘结剂，或使用绝缘填充料高温烧结在电绝缘内核4的孔道中，实现安装和密封。
所述压力传感器组件包括：
必要的电子原件，用于把燃烧室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成火花塞的压力传感器，其包括：一金属壳体，所述金属壳体使压力传感器安装在发动机上的密封，以及对内部非金属部件的支撑与密封，并提供火花点火线路与地极的连接；一电绝缘内核，为多孔道的电绝缘内核，安装于金属壳体内，其中一个孔道安装火花塞组件，其余孔道安装压力传感器，所述孔道之间有壁面隔开，彼此气体密封和电绝缘；一火花塞组件，烧结在电绝缘内核的一个孔道内；至少一个压力传感器组件，安装于电绝缘内核的其余孔道内。

【技术特征摘要】
1.一种集成火花塞的压力传感器，其包括：
一金属壳体，所述金属壳体使压力传感器安装在发动机上的密封，以及对内部非金属部件的支撑与密封，并提供火花点火线路与地极的连接；
一电绝缘内核，为多孔道的电绝缘内核，安装于金属壳体内，其中一个孔道安装火花塞组件，其余孔道安装压力传感器，所述孔道之间有壁面隔开，彼此气体密封和电绝缘；
一火花塞组件，烧结在电绝缘内核的一个孔道内；
至少一个压力传感器组件，安装于电绝缘内核的其余孔道内。
2.根据权利要求1所述的集成火花塞的压力传感器，其特征在于：所述电绝缘内核具有一个孔道与高压燃烧室连通，该孔道中安装火花塞组件。
3.根据权利要求1或2所述的集成火花塞的压力传感器，其特征在于：所述电绝缘内核孔道下部直径小于上部直径，在过渡段设有密封斜面。
4.根据权利要求1所述的集成火花塞的压力传感器，其特征在于：所述火花塞组件分为三段，为上部电极，中部电原件，下部为高压电极，通过高温粘结剂，或使用绝缘填充料高温烧结在电绝缘内核的孔道中。
5.根据权利要求1所述的集成火花塞的压力传感器，其特征在于：所述压力传感器组件包括：
必要的电子原件，用于把燃烧室内部压力信号转化成电信号，并适当放大和滤波；必要的机械部件，用于对电子原件提供支撑，传递燃烧室内压力到压力测量原件；密封燃烧室内高压气体的部件，及
引导热...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明，高同阳，于水，
申请(专利权)人：郑明，
类型：新型
国别省市：加拿大;CA