[发明专利]设有压力传感器的火花塞和设有这种火花塞的内燃机

说明书

本发明涉及一种内燃机的火花塞，该火花塞有一金属壳，其端部有外螺纹可旋入到气缸头的螺孔内，该壳体在内部支承着一个绝缘体特别是用陶瓷做的，有一中央电极延伸通过该绝缘体能与高电压连接，在壳体螺纹端部区的内表面和绝缘体端的外表面之间形成一个环状室，该火花塞还设有至少一个压力传感器，特别是电阻式的，并设计当火花塞在位时使这个传感器受到相关燃烧室的压力。

测量内燃机气缸内的压力极其重要，它使随后的热力计算能在压力循环的基础上进行。

压力测量的精度和循环的定时是在计算燃烧所释放能量时的关键因素。

曾经提出这种测量可用以石英晶体为基础的压电式传感器来完成。石英晶体通过气缸内得到的压力可被压缩，压力施加在石英上可产生以皮库(库仑的负12次方)计的微电流，这个微电流必须在电荷放大器内放大。因此这种解决方案就传感器和放大器而言都很费钱并且难于实现，因为在微量电流内漂移常会发生。这种形式的测量伴随着程序，常须对硬件校验。

另外，压电式传感器可很好地显示施加在传感器上的压力的差异或变化，但不能给出压力的实际或绝对的值。标定这个偏置值始终是个问题。

因此曾提出使用压敏电阻式传感器来替代压电式传感器，这样做有两个好处：

能给出绝对压力的实际值，

输出信号很容易用惠斯顿电桥放大。

在另一方面，压敏电阻式传感器具有对高温抗力低的缺点。但目前已能得到能够承受温度约为250℃的压敏电阻式传感器，这个温度对装在火花塞的用途而言已足够高了。

曾经提出在火花塞内安装传感器特别是压敏电阻式传感器的各种解决方案。

但迄今为止所有提出的安装方案都不能完全令人满意，因为它们扰乱燃烧发生的途径并导致测得的压力值不同于实际值。某些安装方案包括一个有点相当大体积的孔用来将压力传输到传感器上，这样会修改室的体积并产生谐振信号，这些信号与实际的燃烧现象并不一致。

本发明的目的主要是要提出一种安装压力传感器特别是压敏电阻式传感器的方法，该方法可避免任何对燃烧发生途径的可观的修改，并且使我们得到尽可能准确的测出值，同时还可合适地保护传感器使它不受热的损害。

按照本发明，属于上述形式、设有压力传感器的、用于内燃机的火花塞，其特征在于该压力传感器被安装在形成环状室边界的壳体的有螺纹的端部的内表面沿径向向外的地方，使环状室的几何形状尺寸不致由于传感器的存在而被改变。

一种较好的做法是在壳体的有螺纹的端部上向内开出一个凹腔以便容纳一个筒部，该筒部能够复制出环状室的几何形状尺寸；该筒部在其外表面上为传感器开有一个凹部，因此传感器被包围在一封闭的空间内，该空间以筒部和凹腔的壁为界，另外在筒部的壁上至少设有一个小直径的孔使压力能从燃烧室作用到传感器上。

留给传感器的封闭空间用来保护传感器使它不受燃烧室高温的损害。

在一可替代的形式中，传感器被粘结到筒部的凹部的外面上而小孔开到所说凹部内离开传感器一些距离使后者在其与粘结到筒部的一面相对的另一面上受到燃烧室的压力。

在另一个可替代的形式中，传感器被粘结到筒部的凹部的外面上，而小孔开到传感器与筒部粘结的那个面上。

筒部可被粘结到壳体螺纹端部内的凹腔内。传感器可被粘结到筒部的凹部内。

在一个具体的实施例中，至少一个接地电极被连接到壳体和地上。所说这些电极的顶尖被互相间隔开一个预定的距离。筒部上可具有至少一个槽以使这些接地电极的通过。

压力传感器可放置在接地电极沿直径的对面。

筒部可载有多个压力传感器。

在另一个实施例中，筒部具有至少一个形成接地电极的轴向延伸部，中央电极和接地电极的顶尖被间隔开一个预定的距离。

最好至少有一条沟道在壳体内被穿入而平行于火花塞的轴线，其一端开通到内藏传感器的封闭空间内，而另一端进入到连通外界的空间内，这条沟道允许导线通过以便从压力传感器导出电信号。

还可将至少一个温度传感器设在筒部上。

本发明还涉及一种内燃机，其气缸设有这种火花塞。

本发明除了上面列出的一些设施外，还具有一定数目的其他设施，这些设施将结合两个具体的实施例说明，它们将结合附图详细说明，但无论如何不能限制本发明。

图1为按照本发明第一实施例的火花塞的概略的垂直轴向剖面图，有些部件为其外观；

图2为带有电极顶尖和压力传感器的火花塞端部的放大视图；

图3为筒部的透视图；