专利名称：装配有一压力传感器的预热火花塞头部的制作方法
技术领域：
本发明涉及一装配有一压力传感器的预热火花塞头部。
背景技术：
在一内燃机中，特别在一狄塞尔类型内燃机中，公知地在每个汽缸处安装一预热火花塞。这个预热火花塞通常拧紧在一汽缸盖顶上。所述预热火花塞通常地包括一管状主体，在该主体外表上具有一螺纹部分，该螺纹部分使得其可以固定在实施于所述汽缸盖顶部的一相应的孔内。一旦该主体安装在其孔内，其一部分位于所述燃烧室内，另一部分—称为预热火花塞头部—位于所述燃烧室外。在所述燃烧室内的部分承载一指状物，该指状物内有一加热电极。这个电极由一芯供给，所述芯贯穿所述管状主体，且自身由通常位于所述预热火花塞头部的一连接器供给电能。
公知的，一压力传感器可放置在这样一预热火花塞的头部。该传感器预设用来测量所述相应燃烧室内的压力。对该压力的了解，使得可以通过优化内燃机效率和减少其消耗，更好地调整内燃机。借助该传感器，还能拥有一污染更小的内燃机。
所述预热火花塞头部内放置一压力传感器的行为，加之供给电能给所述预热火花塞的芯的连接器，必须预设一大尺寸的预热火花塞头部。这首先提高了该预热火花塞的成本，然后增加了所述预热火花塞头部的重量。事实上，所述预热火花塞的主体整体地机械加工。该主体的最大直径在所述头部处，该处配有一抓攫区，其通常为六边形，用于所述预热火花塞的拧紧/拧松。因此，通过增加所述预热火花塞头部的直径，就也增加了该抓攫区的直径，并且导致加工成本增加。
另外指出的是，所述预热火花塞头部的大的重量可产生可能妨碍所述压力测量的振动，该压力测量由位于所述预热火花塞头部内的传感器实施。
发明内容
本发明的目的是提供一装配有一压力传感器的预热火花塞，其成本减少。优选地，该预热火花塞的头部具有不大的重量并且不干扰位于所述预热火花塞头部内的传感器进行的压力测量。
因此，本发明提出一预热火花塞，其包括一预热火花塞主体、放置在所述预热火花塞主体内的一压力传感器、所述主体外部的一螺纹区以及抓攫部件，所述抓攫部件通常是具有六边形截面的柱体形状，其允许所述主体的抓攫及其在相应螺纹中的拧紧。
根据本发明，所述抓攫部件由合成材料制成。
以这个方式，所述主体的部分一该部分用于保持所述预热火花塞不同组件和用于允许这些组件装配在一螺纹孔中—可具有一减小的直径。通常，如最开始所指出的，一预热火花塞的主体融合有截面为六边形的一部分，以易于所述预热火花塞的拧紧，并且所述主体从一圆柱形金属杆开始整体地机械加工。使用的所述杆的直径由所述抓攫区截面直径确定。本发明提出的解决方法使得可以减小用于实施所述预热火花塞主体(通常是钢的)的毛坯材料杆的直径，并因此通过主要是降低机械加工操作成本而降低该主体的成本。使用的所述合成材料可以是聚酰胺(polyamide)，例如PA6.6或PA6.12。
有利地，所述抓攫部件与所述压力传感器和所述预热火花塞主体实施一复合模制。以这个方式，这些用合成材料制成的抓攫部件有效地保护所述压力传感器不受任何外界冲击。
根据本发明的一预热火花塞可另外包括一加热电极和连接部件，所述连接部件一方面用于所述加热电极的电能供给，另一方面用于传输由所述压力传感器发送的信号。在这种情况下，这些连接部件有利地复合模制，以得到保护。
这样一预热火花塞的一第一实施变型可设置为所述连接部件形成一阳连接器，其与所述抓攫部件一起仅形成一单体零件；而另一变型可设置为所述连接部件与电线相连，且这些电线突出在所述预热火花塞主体复合模制部分之外。
为了根据本发明的一预热火花塞的所述抓攫区与所述主体之间一更好的连接，所述预热火花塞主体在至少其一部分周边上具有例如在抓攫部件旁的牙纹。如果所述主体是一管状主体，那么所述牙纹是例如纵向的，以更好的传递一拧紧(或拧松)扭矩。
本发明还涉及包括至少一个如上文所描述的预热火花塞的一内燃机。
从下文参照附图给出的描述中更好地得到本发明的细节和优点，其中[16]图1示出根据本发明的一预热火花塞以及一阴连接器的透视图，[17]图2从另一角度比例放大地示出图1的预热火花塞，[18]图3是根据本发明的另一预热火花塞的侧视图，[19]图4是图3所示预热火花塞的纵向剖视图，以及[20]图5是根据本发明的一预热火花塞的第三实施方式的透视图。
具体实施例方式常规地，图示的全部预热火花塞包括一主体2和一指状物4。
所述主体2是总体圆柱形的一管状元件。所述主体外表面上具有一螺纹区6，该螺纹区使得所述主体2以及与此主体相关的所述预热火花塞组件可以固定在一螺纹孔中。这样，所述预热火花塞可固定在一内燃机，特别是一柴油型内燃机的汽缸盖顶(tête)上。
所述主体2承载所述指状物4。当所述预热火花塞安装在一汽缸盖上时，所述指状物4位于一燃烧室内。在该指状物的内部，公知地，有一加热电极(未示出)，该加热电极由一芯8(图4)供给电能，所述芯贯穿所述管状主体2。
在与所述指状物4相对的一边，所述预热火花塞承载一压力传感器10，该传感器用于测量在相应的燃烧室内的压力。所述压力传感器10通常是一压电传感器。其测量由所述燃烧室内的气压施加在所述指状物4上的力。
在图1所示实施方式中，所述预热火花塞头部，即处于与所述指状物4相对的这个预热火花塞的部分，用合成材料实施。从外部看，所述预热火花塞头部具有两部分一第一部分—其形成一抓攫区12，和一第二部分—其形成一阳连接器14。实施所述预热火花塞头部所使用的合成材料可以是聚酰胺，例如PA6.6或PA6.12。
所述抓攫区12在所述主体2的延长部分上，与所述主体2是共轴的，并具有一六边形横截面。这个抓攫区12固定在所述主体2上。所述抓攫区是例如复合模制在该主体2上的。这个抓攫区12用于所述预热火花塞的拧紧和拧松。这样一预热火花塞的紧固扭矩与用合成材料实施的所述抓攫区12是相协调的。
所述阳连接器14形成所述预热火花塞头部的第二部分，其使得所述预热火花塞可以与外部电连接。该连接一方面允许所述指状物4的加热电极的电能供给，另一方面允许所述压力压电传感器10的测量信号的传送。该阳连接器还具有三个触点一第一触点16，其与所述预热火花塞的芯8相连(回路接地)，和另外两触点18，其每一个与一压力压电传感器10的集电极相连(参见图2)。
该阳连接器14设计用于接受一相应的阴连接器20。所述阴连接器，如图1所示，是例如装配有一固定系统22，该固定系统具有一插口 因而，所述阳连接器14相应地在其外表面具有一销24，该销与所述阴连接器20的固定系统22配合。出自所述阴连接器20的两根电线，一根对应所述指状物4的加热电极的能量供给，另一根对应所述压力传感器10的信号输送。
在这个实施方式中，所述压力传感器10位于所述预热火花塞头部，并且是由形成所述抓攫区12和所述阳连接器14的合成材料复合模制而成。
图3和图4示出根据本发明的一预热火花塞的一实施变型。在这个实施方式中，所述预热火花塞头部也是由合成材料在所述主体2的端部上复合模制而成。在这个预热火花塞头部仍然有所述压力传感器10以及该传感器与所述芯8的连接部件。在所述预热火花塞头部的外表面上，其还具有一抓攫区12。与图1和图2的预热火花塞不同之处是，此处，所述阳连接器和阴连接器是形成为一单体零件的。因而，电线例如通过焊接直接固定在所述传感器10的触点上和/或在所述芯8上。因而，所述压力传感器10、所述传感器10与所述芯8的连接部件、以及所述主体2的上部分用合成材料复合模制而成，以形成一整体的头部26。这个整体头部26的外表面在至少其高度的一部分上具有一六边形横截面。在该整体头部26外凸起的两根电线一根对应所述芯8的电能供给，另一根对应所述信号传输，该信号在所述压力传感器10实施压力测量时得到。当然，在大多数情况下，一连接器(或两分开的连接器)位于与所述预热火花塞头部相连的电线没有图示出的自由端部。
图4示出图3所述预热火花塞的纵向剖面。该图还示出所述预热火花塞内部的不同组件。在此涉及纯粹为说明按照本发明的一预热火花塞的内部结构而给出一非限制性实例。在此提醒，本发明可用于任何类型的具有一压力传感器的预热火花塞，并且不管为了传输由占据在燃烧室内的压力施加给压力传感器的力所使用的方式。
在图4所示实施方式中，所述主体2承载一中间管状零件28，其上安装有所述指状物4。这个中间管状零件28的目的是将所述指状物4与所述主体2绝缘。
所述指状物4拧紧配合在所述中间管状零件28的下端部。所述中间管状零件也通过拧紧配合固定在所述主体2的下端部。
所述管状零件28穿过整个主体2。在所述预热火花塞的头部旁边，该中间管状零件28具有一喇叭口(évasement)，其中放置有所述压力传感器10。
所述燃烧室内的气压施加作用力在所述指状物4上。该作用力通过一套管30传输给传感器，该套管由例如陶瓷材料制成。
如图4所示，用合成材料的所述复合模制形成所述整体头部26，特别由于在所述中间管状零件28中形成的喇叭口，该复合模制件很好的保持在所述主体2上。该喇叭口形成一肩部，所述整体头部26支靠着所述肩部并阻止该头部回退。
图5示出根据本发明的一预热火花塞的一实施变型，通过上文参照图4描述的其他部件，该实施变型使得合成材料制成的所述部分可以很好的保持。在图5所示的实施方式中可发现一整体头部26′，从该整体头部26′突出两导电线。
在图5所示实施方式中，所述主体2，例如用钢制成，在其上部(即所述预热火花塞头部的旁边)具有一区域，该区域在其外周边具有纵向牙纹32。这样，这些牙纹形成一槽，当一拧紧(或拧松)扭矩作用在所述头部上时，特别是作用在所述抓攫区12处时，该槽有利于更好地通过所述整体头部26，驱动所述主体2转动。
上文描述的全部实施方式使得可以得到装配有一压力传感器的一预热火花塞，该预热火花塞的成本小于也装配有这样一传感器的现有技术的预热火花塞。在这些预热火花塞中，所述头部通常放置有所述压力传感器，所述头部有相对大的一直径。所述预热火花塞的主体—即现有技术预热火花塞的主体—由钢加工制成。因此，首先使用一柱形杆，其直径对应所述预热火花塞头部直径。这样，得到一大的加工成本。特别如图4和图5可见，所述主体2的直径明显小于所述预热火花塞头部的外直径。因而，实施所述抓攫区的行为—所述抓攫区允许所述预热火花塞在对应的一合成材料制成的螺纹孔中拧紧和拧松—使得可以明显地减小先前提到的材料制成的所述杆的直径，该材料用来实施这个预热火花塞主体。
使用复合材料以制成所述抓攫区，除了可以使得所述成本降低之外，所述复合材料在所述预热火花塞头部处的使用使得可以得到其他重要的优点。
因此，所述复合材料的使用使得可以减少所述预热火花塞头部的重量。实际上，所述复合材料的密度相对通常用来实施该头部的钢的密度是较小的。所述重量的减少有利于位于该头部内的所述压力传感器更好地测量压力。事实上，当其内安装有所述预热火花塞头部的内燃机运行时，所述预热火花塞头部承受振动。这些振动可成为所述压力传感器记录到的信号中的噪音的源头。通过减少所述预热火花塞头部的重量，相对于所述压力传感器的通频带，移开所述预热火花塞头部的振动固有频率。从而，所述预热火花塞头部的振动传输给传感器，不会干扰所述传感器进行的测量。
所述传感器和连接部件的复合模制还使得可以保证该传感器和这些连接部件处很好的密封性。因而，所述复合模制使得可以保护所述传感器，所述保护使得可以提高所述传感器的可靠度和使用寿命。
本发明并不被限制在作为非限制性实施例的上述记载的实施方式中。它还涉及本领域技术人员所理解的各种实施变型。
权利要求
1.预热火花塞，其包括一预热火花塞主体(2)、放置在所述预热火花塞主体(2)内的一压力传感器(10)、所述主体(2)外部的一螺纹区(6)以及抓攫部件(12)，所述抓攫部件通常是具有六边形截面的柱体形状，其允许所述主体(2)的抓攫及其在相应螺纹中的拧紧，其特征在于，所述抓攫部件(12)由合成材料制成。
2.根据权利要求1所述的预热火花塞，其特征在于，所述抓攫部件(12)与所述压力传感器(10)和所述预热火花塞主体实施一复合模制。
3.根据权利要求1或2所述的预热火花塞，其特征在于，所述的预热火花塞另外包括一加热电极和连接部件，所述连接部件一方面用于所述加热电极的电能供给，另一方面用于传输由所述压力传感器(10)发送的信号，其特征在于，这些连接部件复合模制在所述预热火花塞主体(2)上。
4.根据权利要求3所述的预热火花塞，其特征在于，所述连接部件形成一阳连接器(14)，该阳连接器与所述抓攫部件(12)一起仅形成一单体零件。
5.根据权利要求3所述的预热火花塞，其特征在于，所述连接部件与电线相连，其特征在于，这些电线突出在所述预热火花塞主体(2)的复合模制部分(16)之外。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的预热火花塞，其特征在于，所述预热火花塞主体(2)在至少其一部分周边上具有在所述抓攫部件(12)旁的牙纹(32)。
7.根据权利要求6所述的预热火花塞，其特征在于，所述主体(2)是一管状主体，其特征在于，所述牙纹(32)是纵向的。
8.内燃机，特别是狄塞尔类型的内燃机，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求1至7所述的预热火花塞。
全文摘要
本发明涉及一预热火花塞，其包括一预热火花塞主体(2)、放置在所述预热火花塞主体(2)内的一压力传感器、所述主体(2)外部的一螺纹区(6)以及抓攫部件(12)，所述抓攫部件通常是具有六边形截面的柱体形状，其允许所述主体(2)的抓攫及其在相应螺纹中的拧紧，这些抓攫部件(12)由合成材料制成。
文档编号F23Q7/00GK1977129SQ200580013136
公开日2007年6月6日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年4月27日
发明者M·布卡尔, B·拉斯特, C·帕特里, A·拉蒙, J·伯罗斯, S·戈雷蒂 申请人:西门子Vdo汽车公司, 联合莫古尔燃料有限公司