测压式电热塞制造技术

本发明专利技术涉及一种笔型电热塞，特别用于自燃式内燃机，包括至少一个插头基体和至少一个测量元件（７），该插头基体具有至少一个基本上呈棒状的一端从插座突出的加热元件（３），加热元件（３）和测量元件（７）被整体结合和／或力锁定和／或形状锁定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测压式电热塞本专利技术涉及一种笔型电热塞，特别是一种用于压燃式内燃机的电热塞。这样的电热塞是已知的，例如DE 10 346 295 Al。在这种设计中，测量元件位于汽缸盖外部，以防止其被燃烧室的高温所损坏。这种 类型的设计导致了长的力传输途径，从而导致了低的固有频率，并引起噪声和位相转移出 现在测量结果中。如果壳体和力传输部件是由不同的材料所组成，则长的力传输途径会导致热膨胀 出现更大的差别，其导致错误的结果。本专利技术所提出的技术问题是制造一个记录压力值的笔形电热塞，其压力值基本上 不受温度、热膨胀作用和其它误差源的影响。根据本专利技术，问题已被解决，电热塞包括至少一个塞体(plug body)和至少一个测 量元件，塞体具有至少一个基本上呈棒状的加热元件，加热元件的一端伸出所述插头体，其 中加热元件和测量元件被整体地结合(bonded)。使用这种方法可以有效地把导热路径保 持限制在一个最小的范围内。根据一个有益的实施方式，所述插头体基本上呈管状的设计。 这有利于产品的简单化和费用的降低。根据另一个有益的实施方式，塞体由至少两段组成，并且包括至少一个上塞体部 分和至少一个下塞体部分。这样的产品更有益，这是一个优点。根据一个更有益的实施方式，塞体包括至少一个中央塞部分。设置中央塞部分的 优点是加热棒在其与燃烧室正相反的一侧，以整体结合的方式在其一个端面结合测量元 件，其中，测量元件在其另一个端面通过焊接环和其护套表面结合上塞体部分和中间壳体 部分。陶瓷加热棒通过这种刚性结合直接把压力传送到测量元件，不需要施加一个初载来 把力传输元件固定在一起。根据一个有益的设计，下塞体部分包括一个密封锥。这同样有益于加热元件实质 上被密封在防护管中。所述防护管防止了加热元件的潜在损害。根据一个有益设计，笔形电热塞包括至少一个密封元件。所述密封元件有益的地 方在于，灵敏的测量元件可以免受燃烧室气体的腐蚀。根据一个更有益的实施方式，密封元件在轴向具有低的刚性，在径向具有较大的 刚性。密封元件具有的益处为外来的误差源，例如汽缸盖的热膨胀和变形，基本上被轴向是 软的密封元件所隔离，而且力传输元件基本上被径向刚性的密封元件所保护，因此驱动频 率在径向上增加。根据一个更有益的实施方式，加热元件和/或防护管和/或密封元件被整体地 结合和/或形状锁定。其优点在于洋红色的加热元件和灵敏的测量装置可以被保护以 不受燃烧室气体影响。根据一个有益的实施方式，密封元件和防护管在设计上是单件的 (single-pieced)。减少防护管和密封元件成一个单一的部分具有制造和费用方面的优点。 其理由是不提供焊点就不会变成可渗透的，而且不可渗透的保护管可以起到密封元件的作 用，从而保护灵敏部件不受燃烧室气体的腐蚀。根据另一个有益的实施方式，测量元件包括至少一个用于测定压力的传感器，和/或至少一个用于测定温度的传感器。其优点在于由温度波动所引起的任何测量误差都可以 被补偿。例如，如果用来测定温度的如测量条的传感器被设置于测量元件上的一个保持基 本上不受应力和应力改变影响的区域，此温度传感器就能被用做参考值发射器并可用于帮 助校准总体测量结果。根据另一个有益的实施方式，测量元件由具有压电效应的，在其工作温度范围内 基本上不受温度的影响的材料组成，例如石英或GaP04。本专利技术特别优选的实施方式将在下文中通过参考相关附图更详细地描述。附图说明图1笔型电热塞图2图1所示的电热塞的截面图3图2所示的测量元件的俯视1所示的笔型电热塞包括上塞体部分1，中间壳体部分2，陶瓷加热棒3和下塞 体部分4。密封锥5被设置在下塞体部分4上。内极11被设置在加热棒3的远离燃烧室 12的端面上；测量元件7和焊接环6围绕内极11设置。图2表示了图1所示的电热塞的截面。电热塞包括上塞体部分1，其被设置在中 间壳体部分2的上方。陶瓷加热棒3以这样的方式被特别地设置在中间壳体部分2和下 塞体部分4的区域，即在远离燃烧室12的一侧插入测量元件7，并且与内极11本质上结合 和/或力锁定或形状锁定。密封锥体5被设置在下塞体部分4上。内极11以这样的方式 被设置在加热棒3远离燃烧室12的端面上，即测量元件7和焊接环6被基本上同心地环绕 设置在内极11的周围。测量元件7和焊接环6被力锁定和/或形状锁定和/或整体结合。 焊接环6被力锁定和/或形状锁定和/或整体地结合至上塞体部分1和/或中间壳体部分 2。一个变换成防护管13的且被单件(single-pieced)设计的隔膜被设置在中间壳体部分 2和下塞体部分4之间。在一个可选择的实施方式中，隔膜10与防护管13被焊接在一起。 防护管13基本上包围延伸进入燃烧室12的加热棒3的部分，保护其和壳体部分1、2、4的 内部区域不受燃烧室气体的影响。环形并且可变形的管状测量元件7由200摄氏度弹性高达200巴且具有恒定的弹 性模量的材料组成。测量元件7由例如陶瓷组成。本专利技术的一个实施方式中，测量元件基 本上由&02组成。弹性感应元件8被设置在测量元件7的外壳表面上。在一个特殊的实施 方式中，弹性感应元件8包括用于确定测量元件7的变形的应变仪，在此基础上，燃烧室12 中的状态就可以被推断出来。图3对弹性元件7进行了描述。应变仪8、9(DMS)的电阻会根据微小的变形而改 变。它们被用作应变传感器，利用一种特殊的粘合剂把它们粘合到在负荷下变形最小程度 的部分。应变仪8的总的变形和膨胀引起它的电阻的变化。使用应变仪进行的测量值被转 换，例如使用桥式电路，特别是四分之一桥，半桥，和全桥。实施方式中使用的应变仪为丝式 应变仪、薄膜应变仪、半导体应变仪或环形应变仪。弹性元件7被设置在焊接环6和陶瓷加 热棒3之间，其中，为了抵偿温度，应变仪9被设置在被设计成基本上无负载的弹性元件7 的区域。应变仪可以被用于检测元件表面的膨胀或压缩形状的改变。应变仪使通过试验确 定负载变成可能，也使用公式表述关于在它的应用实际范围中施加在材料上的负载的要求 变成可能。应变仪8由例如薄膜应变仪组成，其中测量网格薄膜是由大约3-8μπι厚的电阻丝组成。所述测量网格薄膜是层状的且在一个薄的塑性载体上被蚀刻，并且装配有电接点。 在一个特殊的实施方式中，应变仪8在其顶部包括第二薄塑性膜。第二塑性膜被安全地结 合至载体，以便机械地保护测量网格。在另外的一个实施方式中，多个应变仪以一个规定的 几何结构被设置在一个载体上。康铜或NiCr化合物被用于薄膜应变仪。测量网格的形状取决于它的使用，并且 以具体的应用为目标。测量网格的长度大约为0. 2-150mm。应变仪8、9的承载膜由丙烯酸 树脂、环氧树脂、酚醛树脂或聚酰胺制成。在特别的实施方式中，使用具有压电性、光弹性 (stress-optical)或电容性功能的应变器。在实践中，它们都被用于特殊应用中。电容作 用的应变仪用于高于1000°C的高温范围。应变仪8、9由金属导体或半导体组成，当它们膨 胀时，它们的电阻变化。当应变仪8、9膨胀时，其电阻增加。当应变仪压缩时，其电阻减小。 半导体的电阻变化幅度更大，大约比金属导体多50-80倍。当应变仪8、9被机械负载时，观察到的电阻的变化是由测量网格的几何变形以及 组成测量网格的材料的特定电阻的变化所引起的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种笔型电热塞，特别用于压燃式内燃机，包括至少一个塞体和至少一个测量元件（７），所述塞体具有至少一个基本上为棒状的、一端伸出所述塞体的加热元件（３），其中所述加热元件（３）和所述测量元件（７）被整体结合和／或形状锁定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y程，B拉斯特，H霍本，F佩希霍尔德，
申请(专利权)人：博格华纳贝鲁系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[]