用于燃烧发动机的压力测量塞的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃烧发动机的压力测量塞(100)，该压力测量塞包括：塞体(102)，该塞体具有塞体末梢区段(106)，该塞体末梢区段在使用时面向燃烧腔室，并且包括通路；环状感测结构(104)，其包括外区段(104A)、内区段(104B)以及环形隔膜(104D)，所述塞体附接至所述外区段；圆形膜片(105)，其包括与所述外区段相联接的外部分以及与所述内区段相联接的内部分，该膜片为环形隔膜提供对抗燃烧腔室中恶劣环境的密封保护；以及塞体腔室(107)，其由圆形膜片与塞体末梢区段形成，其中塞体末梢区段的通路提供了在塞体腔室和燃烧腔室之间敞开连接。所述通路是用作烟灰过滤器的通道结构的一部分。
【专利说明】用于燃烧发动机的压力测量塞
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于燃烧发动机的压力测量塞，该压力测量塞的塞体包括用于将该塞体安装到燃烧发动机的汽缸盖中的外螺纹。更特别地，本发明涉及用于燃烧发动机的压阻型压力测量塞。
【背景技术】
[0002]从EP2444786A1已知一种用于燃烧发动机的压力测量塞。该压力测量塞包括塞体、环状感测结构以及圆形膜片。塞体包括用于将该塞体安装到燃烧发动机的汽缸盖中的外螺纹区段，以及在使用时面向燃烧腔室的塞体末梢区段。环状感测结构包括外区段、内区段以及环形隔膜。塞体附接至所述外区段。环状感测结构通过隔膜的变形来允许内区段沿着环状感测结构的柱轴线相对于外区段移动。附接至感测结构的应变计感测出该感测结构的变形。该变形与作用在压力测量塞上的压力有关。
[0003]圆形膜片包括与所述外区段联接的外部分，以及与所述内区段联接的内部分。该膜片为环形隔膜提供了对抗燃烧腔室中恶劣环境的密封保护。
[0004]圆形膜片与塞体末梢区段形成腔室。塞体末梢区段的通路提供了在塞腔室与燃烧腔室之间的敞开连接。通过这种方式，燃烧腔室内的压力可以作用在圆形膜片以及环状感测结构的所内区段上。
[0005]未来用于柴油发动机和奥托发动机(Otto engine)的先进燃烧策略将依赖于在整个循环(压缩一燃烧一排气循环)期间来自于每个燃烧气缸的准确压力反馈。这些策略可以包括或者可以不包括均质压燃(HCCI)燃烧，并且能导致需要快速和准确压力响应的高压力释放速率。
[0006]传感器信号在传感器使用寿命期间的精确度对于校正闭环燃烧策略是至关重要的。已知传感器信号的漂移由圆形膜片上的烟灰累积所致。累积的烟灰降低了对压力变化的灵敏度，并且导致信号损失。烟灰层改变了圆形膜片的机械性能，并减少了经由内区段向其中定位有应变计形式的力测量元件的感测结构的隔膜的力传递。烟灰可以永久地改变传感器性能，因此成为控制发动机的重要耐久性和稳定性因素。
[0007]在燃烧过程中，可以是元素碳、未燃烧的燃料、硫酸盐等中的任何一种的烟灰被发现聚集/沉积于各种发动机构件上，这些发动机构件包括直接暴露于燃烧气体的压力测量塞接口。烟灰在燃烧过程期间和之后通过燃烧气体传输。每个与燃烧气体接触的表面或装置均可能受到烟灰累积的影响，并且根据装置功能的具体情况而定，装置的功能而会在所累积的烟灰改变其特性时在发动机的整个使用寿命期间发生变化。
[0008]由于与冷却的发动机盖相接触的压力测量传感器属性，冷却的发动机盖在热燃烧气体以及“冷”压力测量传感器之间造成大的温度差，并且在传感器表面(热迁移的/散射离子机构)收集的燃烧冷凝物随着时间的推移对传感器性能也将产生不利的影响。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种汽缸压力传感器，该汽缸压力传感器对传感器使用寿命期间的烟灰暴露较不敏感。
[0010]根据本发明的第一方面，通过具有权利要求1的特征的压力测量塞来实现所述目的。通过从属权利要求所述的措施来获得实施本发明的有利实施例和更多方式。
[0011]根据本发明的压力测量塞其特征在于，压力测量塞进一步包括在燃烧腔室与塞体腔室之间形成敞开连接的通道结构。该通道结构配置用于在使用时引导气体流沿一路径从燃烧腔室流向塞体腔室。该路径包括弯曲部，该弯曲部避免了位于内区段和外区段之间的隔膜部分与燃烧腔室之间直接视线。该路径迫使烟灰颗粒由于它们的质量惯性而离开气体流，并撞击内区段和塞体未梢区段的表面其中至少一个。
[0012]本发明基于这样的见解，即，在燃烧发动机循环期间，由于燃烧发动机活塞的往复运动以及燃烧腔室中的气体燃烧而引起的循环压力变化使得气体流入和流出塞体腔室。当燃烧腔室中的气体混合物被压缩并点燃时，气体流经塞体末梢区段的通路至塞体腔室。当燃烧腔室内的压力减少时，在从塞体腔室至燃烧腔室的敞开连接中存在气体流。烟灰通过燃烧气体流传输。然而，在燃烧气体中的烟灰是相对大且重的颗粒。已知可以通过改变空气流方向而从该空气流中去除颗粒。相对大且重的颗粒由于它们的质量惯性不会跟随方向改变而将离开空气流。由于对通向圆形膜片的通路应用该原理，烟灰颗粒不会到达膜片。然而，颗粒将撞击装置的其它表面并将在那里累积。由于燃烧气体的空气流是热的，该空气流将加热通路的表面，并且累积在该表面上的烟灰将燃烧成更小颗粒并将在燃烧汽缸中的压力减小期间从压力传感器中吹出。通过这个方法可以在压力传感器中产生简单的机械颗粒过滤器。通过提供通路结构迫使气体流从燃烧发动机流向压力传感器中的腔室并转向，烟灰沉积在热的表面上，并且该表面上的颗粒燃烧成更小的颗粒。
[0013]换句话说，本发明提供了一种用于汽缸压力传感器的烟灰颗粒过滤器。基本思想是避免燃烧腔室与膜片的弯曲部分之间的直接视线，所述弯曲部分即膜片位于感测结构的内区段与外区段之间的部分。
[0014]在实施例中，圆形膜片覆盖内区段的远侧端部。该特征改进了膜片的密封性能。不需要完美的圆形焊缝来将圆形膜片附接至感测结构的内区段。
[0015]在实施例中，塞体末梢区段包括至少一个通路部分，该通路部分具有与柱轴线成角度的通路轴线。这些特征为从燃烧腔室流向塞体腔室的气体提供了Z形路径。气体流在进入通路之前转向。至少一些烟灰颗粒将离开气体流，并撞击到塞体末梢区段的外表面。在特定实施例中，至少一个通路部分的通路轴线垂直于柱轴线。弯曲越急，就会有越多的颗粒离开气体流且撞击塞体的热表面。
[0016]在备选实施例中，塞体末梢区段包括中央通路。中央通路连接到塞体腔室的第一部分具有锥形形状。该实施例中，烟灰颗粒将撞击到感测结构的内区段的远侧端部。这些特征为烟灰颗粒过滤器提供了简单且易于制造的非常有效结构。锥形形状允许该通路将燃烧的烟灰颗粒从塞体腔室排出。
[0017]在另一实施例中，中央通路进一步包括中间部分和第二部分，第二部分在使用中与燃烧腔室连接，中间部分具有第一直径，并且第二部分具有大于第一直径的第二直径。这些特征提高了通路结构的过滤性能。进入第二部分的烟灰颗粒将至少部分地沉积在通向中间部分的开口相邻的表面上。流经中间部分的流将加速剩余的烟灰颗粒以使得这些颗粒由于它们的质量惯性而撞击感测结构的内区段。
[0018]在备选实施例中，塞体末梢区段配置为提供通道结构，其中气体流相继流经第一通路和第二通路。第一通路和第二通路分别具有第一通路轴线和第二通路轴线，并且第一通路轴线与第二通路轴线平行。第一通路和第二通路的横截面不重叠。以这种方式，流经塞体末梢区段的气体流路径包括提供烟灰颗粒过滤器的一些弯曲部。在另一实施例中，通道结构由两个平行的板状结构形成，所述板状结构带有通路，其中，所述板状结构具有预限定的相互距离。这些特征提供了能够被容易地拆卸以制造各个部分的结构。
[0019]在实施例中，塞体未梢区段是密封的塞体部分。该特征减小了塞体与燃烧气体接触的外表面。这使得能减少感测结构的操作温度。
[0020]在备选实施例中，内区段经由塞体末梢区段的通路突出。压力测量塞体进一步包括附接至内区段的盘状体。该盘状体定位成与塞体末梢区段的外表面相距预定的距离。这些特征提供了减少烟灰颗粒到达塞体腔室可能性的结构。
[0021]在另一实施例中，塞体末梢区段的外表面包括增高的边缘，并且盘状体面向密封塞体部分的表面包括了另一个增高的边缘，从而形成鹅颈型通路。这些特征提高了通路的过滤性能，因为烟灰颗粒撞击通路的热表面并将燃烧掉以减少烟灰颗粒的累积量。
[0022]在另一实施例中，盘状体附接至内区段的远侧端部。该特征提供了简单的结构以确保盘状体与塞体末梢区段之间的最小距离。
[0023]在实施例中，塞腔室107的表面和/或通道结构被厚度大于50nm的钼涂层覆盖。钼涂层是氧化未燃烧的燃料冷凝物、长链碳氢化合物、元素碳等的催化剂。这减少了压力测量塞中的烟灰累积。
[0024]其它特征和优点将从与以下附图相结合的详细说明而更明显，附图以示例方式示出了实施例的各种特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下文将根据参考附图的以下说明详细解释本发明的各个方面、属性以及优点，其中类同的附图标记表示类同或类似的部件，其中:
[0026]图1示意性地示出了压力测量塞的第一实施例的剖视图；
[0027]图2示意性地示出了图1所示第一实施例的剖视图的具体细节；
[0028]图3示意性地示出了第二实施例；
[0029]图4示意性地示出了第三实施例；
[0030]图5示意性地示出了第四实施例；
[0031]图6示意性地示出了第五实施例；和
[0032]图7示意性地示出了压力测量塞的第六实施例的剖视图。
【具体实施方式】
[0033]图1示意性地示出了用于燃烧发动机的压力测量塞100的第一实施例的剖视图。该压力测量塞100包括塞体102，该塞体包括用于将塞体102安装到燃烧发动机的汽缸盖中的外螺纹区段102A，以及在使用时面向燃烧腔室的塞体末梢区段106。环状感测结构104位于外螺纹区段102A与塞体末梢区段106之间，并也形成为塞体的一部分。压力测量塞100还包括外壳108，该外壳具有六边形周边，以使得能够使用扳手来安装压力测量装置。传感器电子兀器件(未不出)设在由塞体102和外壳108形成的空间内。另外，在外壳108中整合有连接器(未示出)。图2示出了由标记II的圆圈指示的环状感测结构104和塞体末梢区段的具体细节。
[0034]塞体末梢区段106在燃烧腔室侧上设有锥形形状的密封表面106E，压力测量塞借助于该密封表面将汽缸盖处的燃烧压力封隔开。
[0035]环状感测结构104包括管状外区段104A、杆状内区段104B以及环形隔膜104D。外区段104A附接至塞体102。部件通过焊接而机械地连接在一起。环形隔膜104D将内区段104B与外区段104A机械地连接。环状感测结构允许内区段104B通过隔膜104D的变形而沿着环状感测结构104的柱轴线104E相对于外区段104A运动。可以具有压阻型元件、金属丝应变计或适合于测量表面中的应力的类似测量元件的感测元件109附接至隔膜104D的环状表面。该环状表面位于与感测结构104的柱轴线104E垂直的平面内。感测元件被构造成产生表征隔膜中的应力量的电信号。传感器电气元器件将对表示作用在末梢压力测量塞100上的压力的信号进行确定。
[0036]压力测量塞进一步包括圆形膜片105。圆形膜片105的外部分或边缘与感测结构104的外区段104A联接。内部分一即膜片105的中间部分与内区段104B的远侧端部104B1联接。在本说明书的上下文中，术语“联接”表示所联接的各个部分在使用中关于彼此保持大致相同的距离，并且可以通过其它的结构直接地或间接地附接到彼此。膜片105优选的由金属材料制成，并且借助于径向圆周圆角焊接或者径向圆周贯穿焊接而与感测结构的相应部分机械地连接。该连接也可借助于激光焊接、卷边、锻造、钎焊、压配合等的方式实现。膜片105为环形隔膜104D提供了对抗燃烧腔室中的恶劣环境的密封保护。此外，膜片还保护安装在感测结构上的感测元件109免受热燃烧气体的影响。膜片105还减少内区段104B的远侧端部104B1的径向运动。这可提高压力测量塞的测量性能。
[0037]圆形膜片105与塞体末梢区段106之间的空间形成塞体腔室107。塞体末梢区段106的通路提供了在塞体腔室107与燃烧腔室之间的敞开连接。图2中，虚线101表示燃烧发动机汽缸盖中的开口壁。
[0038]第一实施例中，塞体末梢区段160包括通道结构，该通道结构形成燃烧腔室与塞体腔室107之间的敞开连接。该通道结构包括中央通路106A。中央通路的一个端部与连合塞体腔室107。中央通路具有与柱轴线104E重合的轴线。通道结构还包括四个具有与柱轴线104E垂直的轴线106B1的通道部分106B。通道部分106B的一个端部连合中央通路106A。通道部分106B的相对端部形成塞体末梢区段106的外表面中的开口。
[0039]所述通道结构构造成在使用时引导从燃烧腔室沿着路径120流向塞体腔室107的气体流，所述路径120迫使烟灰颗粒因其质量惯性而沿着路径121离开气体流，并撞击内区段104B和塞体末梢区段106的表面其中至少一个。
[0040]使用时，压力测量塞以下述方式操作。当燃烧发动机中的压力增加时产生出从燃烧腔室经通道结构流向塞体腔室的气体流。虚线120表示气体流的路径和方向。烟灰颗粒由气体流传输。然而，由于气体流的速度和烟灰颗粒的质量惯性，烟灰颗粒不会跟随气体流的路径120，并离开气体流。点划线121表示离开气体流路径120的烟灰颗粒的路径。颗粒由于其自身的质量惯性而撞击塞体末梢区段106的外表面,撞击通道结构的内表面或内区段104B的远侧端部104B1的表面。图2中，内区段104B的远侧端部由膜片105所覆盖。
[0041]由于气体流经通道结构，塞体末梢区段106以及内区段104B的远侧端部104B1将获得高温。其结果是，沉积在上述部分的表面上的烟灰将燃烧成更小的颗粒，并在燃烧汽缸中的压力降低期间被吹出压力传感器。此外，更小的烟灰颗粒较不迅速地累积，从而使得压力测量塞对烟灰的累积不那么灵敏。
[0042]图3和图4分别示出了第二和第三实施例。虚线101表示燃烧发动机气缸盖中的开口壁。第二实施例与第一实施例的不同在于，通道部106B具有与柱轴线104E成负角度的通道轴线106B1。该负角度由于气体流120的路径中的更急弯曲而使得将烟灰更难传输至膜片的表面。绝大部分烟灰颗粒撞击塞体末梢区段106的外表面以及中央通路106A与感测结构104的远侧端部104B1相对的内表面。塞体末梢区段的这些部分将变热，并且沉积在表面上的烟灰颗粒将燃烧成更小的颗粒。图4中的第三实施例与第一和第二实施例的不同之处在于，通道部106B具有与柱轴线104E成正角度的通道轴线106B1。该正角度使得烟灰经通道部106B的传输更加容易，但是烟灰颗粒在通道管道106B中获得更高的质量惯性。之后，烟灰颗粒在通道部106B的端部处不会跟随气体流的路径120，并撞击膜片的非弯曲部分的表面，膜片的非弯曲部分覆盖感测结构104的内区段104B的远侧端部104B1。由于该部分在压力变化下不会弯曲，因此该部分对烟灰累积不敏感。与之前实施例相类似地，非弯曲部分的该表面被气体流加热，且沉积在该表面上的烟灰颗粒将燃烧成更小的颗粒。
[0043]在第一、第二和第三实施例中有四个通道部106B。应当清楚的是，至少需要一个通道部106B来获得所期望的效果——阻止烟灰颗粒从燃烧腔室直接到达塞体腔室107，并在膜片105的弯曲部分累积。优选地，通道部106B沿着塞体未梢区段106的环状壁均等地分布。
[0044]图5示出了第四实施例。该实施例中，塞体末梢区段106构造成提供通道结构，在该通道结构中，从燃烧腔室流向膜片105的气体流先后流经第一通路和第二通路。通道结构由两个平行的带有通路的板状结构106C1U06C2形成。板状结构具有预限定的相互距离。第一通路是在形成压力测量塞末梢的板状结构106C2中的通路。第二通路是在塞体末梢区段106的板状结构106C1中的中央通路。第一通路和第二通路分别具有第一通路轴线和第二通路轴线。第一通路轴线和第二通路轴线布置为与柱轴线104E相平行。沿着柱轴线104E的方向看，板状结构106C2的通路横截面与板状结构106C1的中央通路横截面并不重叠。板状结构106C1、106C2之间的预限定的相互距离由塞体末梢部分106中的空腔形成。该空腔可以是钻孔。
[0045]该实施例中，流经第一通路的气体流中的烟灰颗粒由于其质量惯性而在两个板状结构106C1和106C2之间的空腔中离开气体流，并且撞击板状结构106C1。烟灰颗粒在空腔中不会跟随气体流的曲线至板状结构106C1的中央通路。因为板状结构106C1由于气体流而是热的，烟灰颗粒将燃烧成更小的颗粒，这些更小的颗粒比更大的烟灰颗粒更不容易累积。到达板状结构106C2的中央通路的烟灰颗粒不得不继续弯曲以到达膜片105的弯曲部分。有可能是穿过中央通路的烟灰颗粒将撞击内区段104B的远侧端部104B1的表面。点划线121表示烟灰颗粒离开气体流路径120的路径。需要注意的是，板状结构106C1和106C2的通路个数至少是一个，并且可以具有任何构造只要从柱轴线104E的方向看通路的横截面不重叠并且流经两个板状结构之间空腔的气体流的路径120具有足以使烟灰离开气体流并撞击空腔壁表面的弯曲。在另一实施例中，板状结构106C2包括一个中央通路,板状结构106C1包括围绕着板状结构106C1的中心均等地分布的两个或更多个通路。
[0046]图6示出了第五实施例。该实施例中，塞体末梢区段106包括中央通路。中央通路包括第一部分190、中间部分191以及第三部分192。中央通路的第一部分190连接在塞体腔室107的一个端部处。另一个端部连接至第二部分。第一部分的直径随着与第二部分之间的距离而增大，形成一锥形形状。该形状使得烟灰颗粒在燃烧腔室压力降低时更容易离开塞体腔室107。中间部分191具有经过塞体末梢区段106的通路的最小横截面。烟灰颗粒在中间部分191将得到最高的速率。当气体流在第一部分190中向塞体腔室107弯曲时，烟灰颗粒由于其质量惯性而将离开气体流。烟灰颗粒将基本上沿着柱轴线104E的方向继续前进，且撞击感测结构104的内区段的远侧端部104B1。第二部分192在使用中连接到燃烧腔室。第二部分192的直径比中间部分191的直径更大。第二部分192的空腔有助于烟灰颗粒撞击塞体未梢区段106的外表面且在塞体末梢区段106的热表面燃烧。
[0047]图7示出了压力测量塞的第六实施例。该压力测量塞100包括塞体102以及环状感测结构104。塞体102包括基座部分102B、外螺区段102A以及塞体末梢区段106。外螺纹区段102A构造用于将塞体102安装到燃烧发动机汽缸盖的开口中。塞体102的塞体末梢区段106在燃烧腔室侧上设有锥形形状的密封表面106E，压力测量塞借助该表面将汽缸盖处的燃烧压力封隔开。
[0048]环状感测结构104包括外区段104A、内区段104B以及隔膜104D。隔膜104D将内区段104B可运动地连接到外区段104A。外区段104A附接至塞体102的近侧端部。该实施例中，近侧端部是基座部分102B的一部分。经由带螺纹的塞体102，外区段104A可刚性地安装在发动机盖的孔中。内区段104B包括用于接纳杆状元件106的通孔104C。环状感测结构104的通孔104C具有与带螺纹的塞体102的柱轴线对准的柱轴线104E。内区段104B包括内螺纹104B2，该内螺纹用于放置设有外螺纹的杆状元件(未示出)。杆状元件的一些示例为:火花塞、温度传感器和空杆(du_y rod)。
[0049]压力测量塞100还包括圆形膜片105。圆形膜片105保护隔膜104D免受燃烧发动机汽缸中燃烧气体的影响。圆形膜片的第一边沿焊接至塞体102。圆形膜片的第二边沿焊接至感测结构104的内区段104B。
[0050]压力测量塞100以如下方式操作。环形感测结构104允许内区段104B沿着环状感测结构104的柱轴线104E相对于外区段104A运动。内区段104B和外区段104A之间的隔膜104D允许被插入到感测结构104的通孔104C中的杆状元件在燃烧腔室中燃烧气体压力变化影响下在压力测量塞中上下运动。该运动导致在作为内区段104B与刚性外区段104A之间桥梁的隔膜104D中的应变。该应变通过附接在环状感测结构背离带螺纹的塞体部分的表面上的应变计(未示出)而测得。作为压阻型元件的应变计将隔膜中的应变转换成电阻变化。该电阻通过惠斯通电桥转换成电压差。该电压通过安装在印刷电路板110上的ASIC校正和放大。
[0051]第六实施例中，内区段104B通过塞体末梢区段106的通路延突出。盘状体111附接至内区段104B。该实施例中，盘状体111附接至内区段104B的远侧端部104B1。在另一实施例中，盘状体111具有密封住通孔104C的盖帽的形式。盘状体111位于与塞体末梢区段106的外表面相距预先确定的最小距离处。该预先确定的最小距离至少是内区段104B由于燃烧腔室中压力变化而引起的沿着轴线104E的最大运动量。
[0052]塞体末梢区段106的外表面包括增高的边缘106D，并且盘状体111面向密封塞体部分106的表面包括另一个增高的边缘111A，从而形成从燃烧腔室到塞体腔室107的鹅颈型通路。
[0053]受到烟灰冲击的表面上的厚度大于50nm的钼涂层可用来减少烟灰沉积以及对汽缸压力性能的不良影响。钼是烟灰的活性催化剂，用来氧化烟灰颗粒，即未燃烧的燃料冷凝物、长链碳氢化合物、元素碳等。钼涂层可以涂覆在膜片105面向塞体末梢区段106的表面以及塞体末梢区段106的表面上。
[0054]本发明的目的在于提供一种汽缸压力传感器，该汽缸压力传感器比目前可用的压力传感器结构在发动机使用寿命期间对烟灰暴露的敏感度更小。烟灰能改变传感器性能并因此是重要的耐久性和稳定性因素。
[0055]所有实施例均使用的原则是避免在燃烧腔室与膜片105的弯曲部分之间的直接视线以及减小膜片的当燃烧腔室的压力改变时弯曲的那些部分处累积的烟灰的零净流量。膜片的弯曲部分与膜片位于感测结构的内外区段之间的那些部分对应。
[0056]通过这种方式将烟灰颗粒过滤器整合在压力测量塞中，这减少了在传感器关键元件即膜片弯曲或运动部分上的烟灰颗粒累积量。
[0057]应当注意，若烟灰颗粒过滤器没有整合在压力测量塞的末梢中，则可替换地将烟灰颗粒过滤器置于压力测量塞与燃烧腔室之间的钻孔中。这可通过台阶式钻孔构造来实现。
[0058]带螺纹的塞体部分102A和塞体末梢区段106优选由高电阻不锈钢制成，例如具有高强度和硬度、良好的抗腐蚀性并易于热处理的沉淀硬化不锈钢。
[0059]感测结构104可通过金属注射成型MIM工艺制造。应变计可以是通过微机电系统(MEMS)工艺制造的微熔硅应变计，并且可以经玻璃粘结到感测结构104上。优选地，膜片105由非常适于在极端环境中使用的抗氧化且耐腐蚀的材料制成。铬镍铁合金是这种材料的示例。
[0060]尽管以数个实施例的形式对本发明进行了介绍，可以预料的是本领域技术人员在阅读说明书并且研究附图的基础上容易想出对上述实施例进行的备选方案、修改、置换和等同替换。应当理解的是，虽然本发明的特定实施例通过图示本发明的方式加以描述，但是本发明包括所有落入权利要求书的范围内的所有变型和等同方案。
【权利要求】
1.一种用于燃烧发动机的压力测量塞(100)，包括: -塞体(102)，该塞体包括外螺纹区段(102A)和塞体末梢区段(106)，所述外螺纹区段用于将所述塞体(102)安装到燃烧发动机的汽缸盖中，所述塞体末梢区段在使用时面向燃烧腔室，并且包括通路； -环状感测结构(104)，该环状感测结构包括外区段(104A)、内区段(104B)以及环形隔膜(104D)，所述塞体(102)附接至所述外区段，其中，所述环状感测结构允许所述内区段(104B)通过所述环形隔膜(104D)的变形而沿着所述环状感测结构(104)的柱轴线(104E)相对于所述外区段(104A)运动； -圆形膜片(105)，该圆形膜片包括与所述外区段(104A)相联接的外部分以及与所述内区段(104B)相联接的内部分，所述圆形膜片(105)向所述环形隔膜(104D)提供对抗所述燃烧腔室中恶劣环境的密封保护；以及 -塞体腔室(107)，该塞体腔室由所述圆形膜片(105)与所述塞体末梢区段(106)形成，其中，所述塞体末梢区段的通路提供在所述塞体腔室与所述燃烧腔室之间的敞开连接， 其特征在于， 所述压力测量塞进一步包括了形成所述燃烧腔室与所述塞体腔室(107)之间的敞开连接的通道结构，其中，该通道结构构造用于在使用时引导从所述燃烧腔室沿着路径(120)流向所述塞体腔室(107)的气流，所述路径包括弯曲部，该弯曲部避免在所述环形隔膜位于所述内区段和所述外区段之间的部分与所述燃烧腔室之间的直接视线。
2.根据权利要求1所述的压力测量塞，其中，所述路径(120)迫使烟灰颗粒由于它们的质量惯性(121)而离开气体流，并撞击所述所述内区段(104B)和塞体末梢区段(106)的表面其中至少个。
3.根据权利要求1或2所述的压力测量塞，其中，所述圆形膜片(105)覆盖住所述内区段(104B)的远侧端部(104B1)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的压力测量塞，其中，所述塞体末梢区段(106)包括至少一个通道部分(106B)，该至少一个通道部分具有与所述柱轴线(104E)成角度的通道轴线(106B1)。
5.根据权利要求4所述的 压力测量塞，其中，所述至少一个通道部分(106B)的通道轴线(106B1)垂直于所述柱轴线(104E)。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的压力测量塞，其中，所述塞体末梢区段(106)包括中央通路，该中央通路的第一部分(190)连接到具有锥形形状的所述塞体腔室。
7.根据权利要求6所述的压力测量塞，其中，所述中央通路进一步包括中间部分(191)和第二部分(192)，该第二部分在使用中与所述燃烧腔室连接，所述中间部分具有第一直径，而所述第二部分具有大于所述第一直径的第二直径。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的压力测量塞，其中，所述塞体末梢区段(106)构造成提供所述通道结构，其中气体流相继流经第一通路和第二通路，所述第一通路和所述第二通路分别具有第一通路轴线和第二通路轴线，所述第一通路轴线与所述第二通路轴线平行，并且其中所述第一通路的横截面与所述第二通路的横截面不重叠。
9.根据权利要求8所述的压力测量塞，其中，所述通道结构由两个平行的带有通路的板状结构(106C1，106C2)形成，其中两个所述板状结构具有预先确定的相互距离。
10.根据权利要求1-9中任一所述的压力测量塞，其中，所述塞体末梢区段(106)包括密封表面(106E)。
11.根据权利要求1或2所述的压力测量塞，其中，所述内区段(104B)通过所述塞体末梢区段(106)的通路突出，所述压力测量塞进一步包括附接至所述内区段(104B)的盘状体(111)，该盘状体与所述塞体末梢区段(106)的外表面相隔预定的距离。
12.根据权利要求11所述的压力测量塞，其中，所述塞体末梢区段(106)的外表面包括增高的边缘(106D)，并且所述盘状体(111)面向所述密封塞体部分(106)的表面包括另一个增高边缘(IllA)，从而形成鹅颈型通路。
13.根据权利要求11-12中任一项所述的压力测量塞，其中，所述盘状体(111)附接至所述内区段(104B)的远侧端部(104B1)。
14.根据权利要求13所述的压力测量塞，其中，所述盘状体(111)覆盖所述内区段(104B)的远侧端部(104B1)。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的压力测量塞，其中，所述塞体腔室(107)的表面和/或所述通道结构被厚度大 于50nm的钼涂层覆盖。
【文档编号】F02P13/00GK103808451SQ201310757293
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】M·博格斯, C·R·茨沃罗, H·托尼曼 申请人:森萨塔科技公司