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1、(10)申请公布号 CN 102865596 A (43)申请公布日 2013.01.09 C N 1 0 2 8 6 5 5 9 6 A *CN102865596A* (21)申请号 201210230522.1 (22)申请日 2012.07.04 1020110515887 2011.07.05 DE 1020110545115 2011.10.14 DE F23Q 7/00(2006.01) (71)申请人博格华纳贝鲁系统股份有限公司 地址德国路德维希堡 (72)发明人 C.波蒂耶 Y.程 M.阿尔盖尔 B.拉斯特 (74)专利代理机构北京尚诚知识产权代理有限 公司 11322 代理人。
2、龙淳 (54) 发明名称 电热塞 (57) 摘要 本发明涉及一种电热塞，包括电热销（2）、电 热销（2）从其伸出的壳体（1）、布设于壳体（1）中 并连接到电热销（2）以施加电压的电源线（4）、以 及传感器（8）。根据本发明，其特征在于电源线 （4）环绕一内部空间，在该内部空间中布置有连接 于传感器（8）的信号线（7）。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页 1/1页 2 1.一种电热塞，包括： 电热销（2）； 壳体（1），所述电热销（2）从所。
3、述壳体（1）伸出； 电源线（4），其布设于所述壳体（1）中并与所述电热销（2）连接以施加电压；以及 传感器（8）， 其特征在于，所述电源线（4）环绕一内部空间，在所述内部空间中布置有与所述传感器 （8）连接的信号线（7）。 2.如权利要求1所述的电热塞，其特征在于所述电源线（4）为管。 3.如权利要求2所述的电热塞，其特征在于所述电源线（4）为波纹管。 4.如权利要求2或3所述的电热塞，其特征在于所述管具有与所述管的纵向成横向布 置的狭缝（4b）。 5.如权利要求4所述的电热塞，其特征在于所述狭缝（4b）沿不同方向切入所述管中。 6.如权利要求4或5所述的电热塞，其特征在于所述电热塞具有彼此相。
4、对并沿相反方 向布置的成对狭缝（4b）。 7.如前述权利要求中任一项所述的电热塞，其特征在于所述信号线（7）被配置为所述 电源线（4）的涂层。 8.如权利要求7所述的电热塞，其特征在于所述信号线（7）被布置在缠绕薄膜上，所述 缠绕薄膜被布置在所述电源线（4）内。 9.如前述权利要求中任一项所述的电热塞，其特征在于所述电源线（4）和/或所述壳 体（1）通过隔离层（6）彼此电气隔离。 10.一种电热塞，包括： 电热销（2）； 壳体（1），所述电热销（2）从所述壳体伸出； 连接元件，用于向所述电热销（2）施加电源电压；以及 电源线（4），布设于所述壳体（1）中并连接所述连接元件与所述电热销（2）， 。
5、其特征在于，所述电源线（4）被配置为管，所述管在所述壳体（1）中延伸所述壳体的大 部分长度。 权 利 要 求 书CN 102865596 A 1/4页 3 电热塞 技术领域 0001 本发明基于具有权利要求1前续部分所述特征的电热塞。这种电热塞是已知的， 例如参见德国专利DE 10 2008 017 110B3。 背景技术 0002 具有传感器（例如压力传感器）的电热塞能够提供与燃烧参数有关的重要信息，尤 其是燃烧室压力。电热塞的传感器暴露在因干扰的影响而使测量复杂化的困难操作条件 下。而且电热塞壳体中可利用的空间是非常有限的。因此带有能够实现对燃烧参数（例如 燃烧室压力或对电热塞控制单元或引。
6、擎控制单元来说重要的其他参数）有意义测量的传感 器的电热塞结构将变得复杂和困难。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种如何改善带有能够实现对燃烧参数（例如燃烧室压力或 对电热塞控制单元或引擎控制单元来说重要的其他参数）有意义测量的传感器的电热塞结 构的方法。 0004 此目的通过具有权利要求1所述特征的电热塞来实现。本发明的有利改进为附属 权利要求的事项。 0005 在根据本发明的电热塞的例子中，电源线环绕一内部空间，在该内部空间中设有 与传感器连接的信号线。因此，相对于电源线呈杆形的传统电热塞，根据本发明的电热塞的 壳体和电源线之间的间隔可以减小。因此，由馈线生成的欧姆热可以很好地耗散。
7、到电热塞 的壳体。因此，可以减低传感器的热负载。另一个优势是由于可以接受更大的热损失，因而 改善的热耗散允许减小电源线的横截面积。利用电源线的较小横截面积，在电热塞的壳体 中得到有价值的安装空间，这个空间可以用于传感器，线路或电路元件。 0006 而且，在根据本发明的电热塞中，由电源线环绕的内部空间被交变电场屏蔽。因 此，以有利的方式降低在所述内部运行的传感器信号线上的电磁干扰效应。优选地，电源线 环绕多个连接到传感器的线路。 0007 在根据本发明的电热塞的例子中，传感器可以由电源线环绕。以此方式，传感器可 以很好地被屏蔽免受干扰信号影响。然而，若传感器未被电源线环绕，而仅是传感器的信号 线。
8、被电源线环绕，则信噪比的改善已能实现。 0008 根据本发明的电热塞的传感器优选为压力传感器。作为压力传感器的替代或者除 了压力传感器之外，该电热塞还可以包括一个或多个其它传感器，例如温度传感器。 0009 信号线可以例如由电线制成。不过，也可以将信号线和可选择的通向传感器的其 他线路设置为导电层或位于绝缘体例如塑料薄膜上的导体路径。例如，绝缘体可以是作为 电源线内侧上的涂层来提供。 0010 电源线可被配置为管等。为了实现信号线对电磁干扰的屏蔽，电源线还可以例如 配置为由金属网制成的软管。也可以将电源线配置为壳体内侧上的涂层，例如配置为缠绕 说 明 书CN 102865596 A 2/4页 。
9、4 薄膜（wound-up film）。 0011 本发明的有利改进在于电源线和/或壳体通过隔离层彼此电气隔离。优选地，隔 离层被配置为电源线和/或壳体的涂层。以此方式，可以实现电源线对壳体良好的热耦合， 使得电源线可以通过壳体很好地被冷却。隔离层优选地由塑料制成。 0012 本发明的另一方面涉及一种电热塞，其包括：电热销（glow pin）、该电热销从其上 伸出的壳体、用于向电热销供应电源电压的连接元件、以及在壳体内延伸并使连接元件和 电热销电连接的电源线，其中电源线被配置为在壳体内延伸所述壳体的大部分长度的管。 在形成电源线的管中，可以设置传感器的信号线；然而，上述改善的将电源线热耦合到壳。
10、 体的优势还可以用于没有传感器的电热塞。优选地，壳体内的管的长度至少为壳体长度的 3/4。 附图说明 0013 本发明的进一步细节和优势通过参考附图的示例性实施方式进行说明。相同和对 应的部件每一个都配有相应附图标记。在附图中： 0014 图1示出根据本发明的电热塞的一个示例性实施方式； 0015 图2示出图1的部分截面图； 0016 图3示出电源线的一个示例性实施方式； 0017 图4示出电源线的另一个示例性实施方式； 0018 图5示出电热塞的另一个示例性实施方式；以及 0019 图6示出电热塞的又一个示例性实施方式。 0020 附图标记 0021 1：壳体 0022 2：电热销 0023。
11、 3：电压连接器 0024 4：电源线 0025 4a：波纹段 0026 4b：狭缝 0027 5：端子 0028 6：隔离层 0029 7：信号线 0030 8：压力传感器 0031 9：隔膜 具体实施方式 0032 图1示出的电热塞具有壳体1，电热销2从其前端伸出。电热塞可以是陶瓷的电热 塞，这样可以包括陶瓷的电热销2，或可以是钢的电热塞并且例如包括设置在金属套管内的 金属螺旋。在电热塞的后端具有电压连接器3，电热销2经由电压连接器3连接到电源电 压。通过壳体1实现接地连接。 0033 图2示出图1中所示电热塞前部分的局部截面图。电源线4布设于壳体1内，电 说 明 书CN 10286559。
12、6 A 3/4页 5 热销2经由电源线4与连接元件3电连接。电源线4的一端连接到电热销2的端子5，其另 一端连接到连接元件3。电热销2的另一电气端以导电的方式连接到壳体1。 0034 电源线4形成为管。在电源线4和壳体1之间设有隔离层6。所述隔离层6例如 可以被配置为位于壳体1内侧上的涂层。电源线4接触此涂层。因此形成了对壳体1的良 好热耦合。因此，在电源线4中生成的欧姆热可以有效地疏散到壳体1。 0035 电源线4形成为环绕内部的管。通向压力传感器8的信号线7布设于该内部。因 此，信号线7由电源线4屏蔽以免电磁干扰。除了图2中示出的信号线7外，还可以在由电 源线4环绕的内部设置其他线路，尤其。
13、是通向传感器8的第二线路。 0036 在示出的实施方式中，信号线7由电线制成，然而还可被配置为例如电源线4中的 导电层。例如，在电源线4的内侧上可以是例如由塑料制成的隔离层，其承载导电层。尤其 是，信号线可以设置在设于电源线4内部的缠绕薄膜上。 0037 为了能够进行燃烧室压力的测量，在示出的电热塞中的电热销2可移动地设于壳 体1中。随着燃烧室压力的增加，电热销2克服复位力被轻轻地推入壳体1。随着燃烧室压 力的减小，复位力将电热销2推出壳体。电热销2的这些运动可以由设于电源线4外侧的 压力传感器8检测。作为替代方案，也可以使用设于由电源线4环绕的空间中的压力传感 器，例如压电式压力传感器。 0。
14、038 壳体1的内部可以通过隔膜9相对于燃烧室密封。所述隔膜例如可以通过焊接直 接连接到电热销2，或固定在环绕电热销的保护套管上。例如，电热销2可以被压入与隔膜 焊接或焊合的保护套管内。隔膜9可以对壳体1起密封作用，而且当电热销2沿着壳体1 的纵向移位时，隔膜还可以生成复位力。 0039 电热销2例如可以通过焊接（soldering）、焊合（welding）、压接（crimping）或压 制等方式固定到电源线4。电热销2的移位使机械负荷作用在电源线4上。在图示的示例 性实施方式中，由于电源线4沿着纵向可弹性地压缩，因而该负荷可以被吸收。因此，电源 线4具有波纹段4a，因而为波纹管。波纹段4a可。
15、被限于电源线4长度的一部分。然而，电 源线4也可以在其整个长度上具有波纹。 0040 电源线4在其纵向上的弹性可动性也可以通过管具有相对于所述管的纵向横向 布置的狭缝来实现。优选地，所述狭缝垂直于后者的纵向布置。在图3和图4中示出被配 置为管的电源线4的相应示例性实施方式。狭缝4b以不同的方向切入管中。在图3所示 的示例性实施方式中，电源线4具有彼此相对并指向相反方向的4对狭缝。在此，可以提供 不同定向的两种成对狭缝，例如相差90定向。 0041 在图4所示的示例性实施方式中，电源线4中的狭缝4b从相反的两侧切入管中。 狭缝彼此偏移地设置，并且在每种情况下狭缝的深度大于管直径的一半。 0042。
16、 图5示出没有压力传感器的电热塞的一个实施例。对于这种电热塞，电热销2相 对于壳体1的可动性是不需要的。因此，电热销2可以刚性连接到壳体1，例如，电热销2被 压入壳体1内或与壳体1焊接或焊合。电热销2可以是陶瓷电热销或金属电热销。正如图 2的示例性实施方式所解释的那样，电热销2可以被保持在插入壳体1中的保护套管中。 0043 还是在此示例性实施方式中，电源线4也被配置为管，电热销2通过电源线4与接 触元件3电连接。在此示例性实施方式中，电源线4沿纵向的弹性可动性是次要的。因此 不需要用于增加该可动性的狭缝4b或波纹部4a。如在图2的示例性实施方式中的一样，电 说 明 书CN 102865596。
17、 A 4/4页 6 源线4相对于壳体1电气隔离。隔离层6靠着壳体1，还靠着电源线4上。以此方式，获得 良好的热耦合。 0044 隔离层6可以由陶瓷材料制成，或优选地由塑料，例如卡普顿（Kapton）制成。通 过将电源线4配置成在壳体1中延伸壳体大部分长度的管，电源线4的废热可以轻松地耗 散到壳体1。尤其是通过由塑料制成的隔离层6，电气隔离可以和良好的热耦合相结合。 0045 被配置为管的电源线4越长，欧姆热能够耗散到壳体1的效果就越好。因此在所 示的示例性实施方式中，电源线4延伸壳体1的长度的大部分。优选地，电源线4延伸壳体 1的长度的至少3/4。特别地，电源线4可以直接固定于电热销2的端子5。
18、和/或直接固定 于电压连接器3的端子。由于制造方面的原因，电源线4的一端或两端固定到与电热销2 或电压连接器3形成连接的连接元件也将是有利的。然后，这种连接元件的长度应该小于 被配置为管的电源线4的长度，例如小于电源线4的长度的1/4，尤其是至少小于电源线4 的长度的1/5，优选地小于电源线4的长度的1/10。 0046 图6示出电热塞的又一个示例性实施方式。如图2所示的示例性实施方式中那样， 电源线4被配置为具有波纹段4a的管，因而具有被配置为波纹管的段（section）。与图2 的示例性实施方式相反，在壳体环绕电力供应线处将壳体1内部与电源线4电气隔离的隔 离层6去除。在图6的示例性实施方。
19、式中，通过电源线4与壳体壁1之间的足够间隔来实 现电气隔离。所述间隔可以用灌封复合材料（potting compound outing）、陶瓷粉末或其他 隔离材料填充。然而，也可以不使用这样的隔离材料，而是仅通过提供足够大的间隔来实现 隔离。 0047 图2中所示的示例性实施方式中的另一个不同是压力传感器8的配置，压力传感 器8例如可以被配置为电热销2压靠着的压电传感器。配置压力传感器8的另一个可能性 是，例如为隔膜8，该隔膜8被固定到电热销2并在电热销2的轴向移位期间变形。 说 明 书CN 102865596 A 1/5页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102865596 A 2/5页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102865596 A 3/5页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102865596 A 4/5页 10 图5 说 明 书 附 图CN 102865596 A 10 5/5页 11 图6 说 明 书 附 图CN 102865596 A 11 。