(57)【要約】本発明は、内燃機関のためのシーズ形グロープラグ（１）であって、主として、プラグハウジング（２）と、該プラグハウジング（２）内に配置されたグローピン（３）と、燃焼室圧力の測定のためのガス通路（１１，１２）とが設けられている形式のものに関する。本発明によりガス通路（１１）内に設けられたガス透過性のフィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）は、シーズ形グロープラグ（１）の内部への炭化残分または燃焼残分の侵入を阻止するもしくは粒子の取り込みを許容可能な程度に減少する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のためのシーズ形グロープラグであって、主として、プラグハウジングと、該プラグハウジング内に配置されたグローピンと、燃焼室圧力の測定のためのガス通路とが設けられている形式のものにおいて、ガス通路（１１）内に、ガス透過性のフィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）が設けられていることを特徴とする、圧力測定のためのガス通路を備えたシーズ形グロープラグ。
【請求項２】
ガス通路（１１）が、グローピン（３）とシリンダヘッド孔（９）との間の内法の空間により形成される第１の通路（１２ａ）と、グローピン（３）とプラグハウジング（２）との間の領域内に存在する第２の通路（１２ｂ）とから構成されており、かつフィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）が第１の通路（１２ａ）内に配置されている、請求項１記載のシーズ形グロープラグ。
【請求項３】
ガス通路（１１）が、グローピン（３）とシリンダヘッド孔（９）との間の内法の空間により形成される第１の通路（１２ａ）と、グローピン（３）とプラグハウジング（２）との間の領域内に存在する第２の通路（１２ｂ）とから構成されており、かつフィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）が第２の通路（１２ｂ）内に配置されている、請求項１または２記載のシーズ形グロープラグ。
【請求項４】
フィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）がシールエレメント（４１５）に結合されており、該シールエレメント（４１５）が、プラグハウジング（２）と、シリンダヘッド孔（９）内に設けられたシール座との間のシールを提供する、請求項１から３までのいずれか１項記載のシーズ形グロープラグ。
【請求項５】
フィルタエレメント（１３；２１３；３１３；４１４）が、目の細かい布、多孔質のセラミックスまたは極小の孔を有する金属から成る、請求項１から４までのいずれか１項記載のシーズ形グロープラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のためのシーズ形グロープラグであって、主として、プラグハウジングと、該プラグハウジング内に配置されたグローピンと、燃焼室圧力の測定のためのガス通路とが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
背景技術
ディーゼルエンジンは、低温時の良好な始動特性および暖機運転特性のために、ガス混合物、吸入空気または燃焼室を予熱する熱源を必要とする。乗用車用のエンジンのために、一般にはシーズ形グロープラグの使用が提案される。シーズ形グロープラグは、プラグハウジングと、プラグハウジングから突出したグローピンとから成っている。グローピンはその組み付けられた状態で、シリンダヘッドから内燃機関の燃焼室内に突入する。一般に、シーズ形グロープラグのグローピンは４ｍｍ程度内燃機関の燃焼室内に突入し、ディーゼルと空気の混合物を加熱する。その際、シーズ形グロープラグの、達成されるグロー温度およびアフターグロー時間は、内燃機関の排ガス特性および燃費に対してかなりの影響を有している。
【０００３】
「グローピン（Ｇｌｕｅｈｓｔｉｆｔ）」は、金属から成る発熱チューブまたはセラミックスから成るグローピンであることができる。
【０００４】
さらに燃料を節約し、かつエミッションを低減するという、設定されている課題を達成するために、燃焼経過に関する情報を直接エンジンの燃焼室から得ることができる安価なセンサを開発することにますます大きな関心が払われている。これらの情報から、例えば噴射量の閉ループ制御が行われることができる。燃焼室内の圧力の追跡は、例えば局所的な情報を提供するにすぎないイオン電流測定に対して明らかな利点を有している。それというのも、圧力測定値もしくはその変化は比較的大きく、それゆえ、比較的簡単に検出可能であるからである。
【０００５】
圧力センサをシーズ形グロープラグに設置するか、またはシーズ形グロープラグ内に配置するセンサ統合型のコンセプトは、付加的な孔を内燃機関に設ける必要がないという利点を有している。この利点は、昨今の内燃機関では付加的なセンサを取り付けるための構成スペースが著しく制限されているために、ますます大きくなる。
【０００６】
背景技術で提案される解決策は、圧電素子を、ハウジングと、シーズ形グロープラグのシリンダにおける螺合部との間に設けることにある。このことは例えば欧州特許出願公開第１０９６１４１号明細書から公知である。さらに、国際公開第９７０９５６７号パンフレットでは、付加的な圧力センサをシーズ形グロープラグ内に、固定部材と、シーズ形グロープラグのボディに設けられたシリンダ圧力受容部材との間に介在するように設けることが提案されている。
【０００７】
圧力測定のために、圧電抵抗式のセンサ、例えばＭＤＳセンサまたはＳＯＩセンサ、圧電式のセンサ、例えばＧａＰＯ４−水晶センサまたはランガサイトセンサ、または光学式のセンサが使用されることができる。
【０００８】
圧力は、統合型のセンサの場合、シーズ形グロープラグを介して伝達される材料の摺動または伸長を介してセンサに伝えられることができる。
【０００９】
圧力伝達の別の可能性は、統合型のセンサの場合、まずグローピンとシリンダヘッド孔との間のギャップ内を延在し、引き続いてシーズ形グロープラグ内を延在するガス通路にある。このガス通路内を、燃焼室圧力は空気柱により、エンジンルーム側の燃焼室圧力センサにまで伝えられる。
【００１０】
ガス柱による燃焼室圧力の伝達原理に基づく、統合された圧力センサを備えたシーズ形グロープラグは、炭化（Ｖｅｒｋｏｋｕｎｇ：カーボン生成）に対して敏感であり得る。それというのも、侵入して集積する粒子が測定に影響を及ぼしかねないからである。
【００１１】
発明の課題
本発明の課題は、シーズ形グロープラグの内部への炭化残分または燃焼残分の侵入を阻止するか、または少なくとも許容可能な程度まで減少することができるシーズ形グロープラグを提供することである。
【００１２】
課題の解決策
上記課題は、ガス通路内に、ガス透過性のフィルタエレメントが設けられていることにより解決される。
【００１３】
発明の利点
フィルタエレメントは、シーズ形グロープラグに沿ってまたはシーズ形グロープラグの内部を延在するガス通路を遮断する。その結果、炭化残分または燃焼残分は、特に敏感な圧力センサに到達し得ない。
【００１４】
フィルタエレメントが、ガス通路の、燃焼室側の端部内に圧入されている場合、ガス通路内への炭化残分または燃焼残分の侵入は阻止されるか、または少なくとも減少される。これにより、粒子の堆積により可能な横断面積狭窄は防止され、ガス通路の閉塞は阻止される。
【００１５】
同時に、フィルタエレメントのガス透過性により、燃焼室内の圧力関係を求めるための空気柱に影響が及ぼされることはない。
【００１６】
圧力測定はシステムに正確に合致して実施されることができる。それというのも、ガス通路の横断面積が閉塞されることがなく、それにより、コンスタントのままであり、ひいては、圧力センサの敏感なダイヤフラムに粒子が到達することがないからである。圧力センサに可動な部分が存在している場合、可能な粒子取り込みによる可動な部分の妨害は、フィルタエレメントの使用により回避される。
【００１７】
有利な構成では、シーズ形グロープラグのガス通路が、２つの部分区分、すなわちグローピンとシリンダヘッド孔との間の内法の空間により形成される第１の通路と、グローピンとプラグハウジングとの間の領域内に存在する第２の通路とから構成されている。
【００１８】
フィルタエレメントは第１の通路および／または第２の通路に配置されていることができる。
【００１９】
有利には、フィルタエレメントが、十分に高温であるか、または十分に加熱可能である領域内に存在している。それにより、フィルタエレメント内の炭化残分は除去または焼失される。このために、フィルタエレメントはグローピンの直接的な近傍に設けられ、有利にはグローピンと素材結合（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：素材の凝集力もしくは界面接着力による束縛）式または少なくとも形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式の結合を形成する。この結合は例えば嵌め込み、圧入または差し込みにより形成されることができる。
【００２０】
有利な構成では、フィルタエレメントがシールエレメントに結合されており、該シールエレメントが、プラグハウジングと、シリンダヘッド孔内に設けられたシール座との間のシールを提供する。
【００２１】
フィルタエレメントとシールエレメントとは、一体的に、両観点のために適した材料から製作されていることができるか、または二部分から構成されていることができ、後者の場合、両部分は互いに固定されている。
【００２２】
フィルタエレメントとシールエレメントとの組み合わせのために、フィルタエレメントは有利にはガス通路内に、第１の通路と第２の通路との間の移行部の近傍に取り付けられる。それというのも、まさに第１の通路と第２の通路との間の移行部に、シリンダヘッドとプラグハウジングとの間のシール座が置かれているからである。シールエレメントおよびフィルタエレメントはこの事例では空間的に互いに近傍に存在している。
【００２３】
フィルタエレメントの材料として、とりわけ、金属から成るフリースのような目の細かい布、多孔質のセラミックスまたは極小の孔を有する金属が挙げられる。
【００２４】
別の有利な構成は以下の説明ならびに請求項から見て取れる。
【００２５】
図面
図１：本発明によるシーズ形グロープラグの第１の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
図２：本発明によるシーズ形グロープラグの第２の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
図３：本発明によるシーズ形グロープラグの第３の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
図４：本発明によるシーズ形グロープラグの第４の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
【００２６】
実施例の説明
図１には、本発明によるシーズ形グロープラグ１の第１の実施例の概略断面図が示されている。シーズ形グロープラグ１は、プラグハウジング２と、セラミックスから成るグローピン３とを有している。グローピン３はコンタクトエレメント４を介して支持チューブ５に結合されている。支持チューブ５はプラグハウジング２に対する電気的な接続を形成する。コンタクトエレメント４の燃焼室側６には、やはりグローピン３とのコンタクトのために、固定スリーブ７が設けられている。
【００２７】
グローピン３の、固定スリーブ７と支持チューブ５とプラグハウジング２とから成る外被は、燃焼室側６に、円錐形に成形された端部８を有している。コニカルシールとして働く端部８でもって、この外被は密に、シリンダヘッド１０に設けられた孔９に嵌合される。
【００２８】
図示されていない燃焼室内の圧力を、やはり図示されていない圧力センサに伝えるために、シーズ形グロープラグ１はガス通路１１を有している。ガス通路１１は、２つの部分領域、すなわちシリンダヘッド１０とグローピン３との間に存在する第１の通路１２ａと、支持チューブ５とプラグハウジング２との間を延在する第２の通路１２ｂとから構成されている。
【００２９】
第２の通路１２ｂ内には、燃焼室側６に、フィルタエレメント１３が存在している。フィルタエレメント１３は、図示されていない燃焼室内で発生する燃焼残分および炭化残分が第２の通路１２ｂ内に侵入し、やはり図示されていない圧力センサにまで到達することを阻止する。フィルタエレメント１３はシーズ形グロープラグ１の製作時に組み付けられることができる。
【００３０】
図２には、本発明によるシーズ形グロープラグ１の第２の実施例の概略断面図が示されている。このシーズ形グロープラグ１は実質的に、先行の例と同じ構造を有している。すなわち、このシーズ形グロープラグ１は、プラグハウジング２と、セラミックスから成るグローピン３と、二部分構成のガス通路１１、すなわち第１の通路１２ａおよび第２の通路１２ｂから成るガス通路１１とを有している。
【００３１】
この実施例では、フィルタエレメント２１３が第１の通路１２ａ内に存在している。フィルタエレメント２１３はシーズ形グロープラグ１の組み付け時にシリンダヘッド１０とグローピン３との間に装入されることができる。
【００３２】
図３には、本発明によるシーズ形グロープラグ１の第３の実施例の概略断面図が示されている。この実施例は、最初の両実施例の組み合わせであるフィルタエレメント３１３を示している。
【００３３】
フィルタエレメント３１３は第１の通路１２ａ内にも第２の通路１２ｂ内にも存在しており、それにより、両ガス通路１２ａ，１２ｂの接続部から粒子を閉め出す。
【００３４】
図４には、本発明によるシーズ形グロープラグ１の第４の実施例の概略断面図が示されている。このシーズ形グロープラグ１は実質的に、先行の例と同じ構造を有している。このシーズ形グロープラグ１は、プラグハウジング２と、セラミックスから成るグローピン３と、二部分構成のガス通路１１、すなわち第１の通路１２ａおよび第２の通路１２ｂから成るガス通路１１とを有している。
【００３５】
フィルタエレメント４１３は、第１の通路１２ａの、燃焼室側６とは反対側の端部４１４を覆っており、シールエレメント４１５に結合されている。シールエレメント４１５は、シーズ形グロープラグ１の、円錐形に成形された端部８と、シリンダヘッド１０内に設けられた孔９との間で嵌合され、それにより、以後の環境に対する燃焼室圧力のシールを提供する。
【００３６】
フィルタエレメント４１３とシールエレメント４１５とは一体的に、フィルタ目的のためにもシール目的のためにも適した材料から製作されていることができる。シールエレメント４１５は、特別にシール目的のために設計された材料、例えば銅製ディスク（Ｋｕｐｆｅｒｓｃｈｅｉｂｅ）から製作されていることもでき、この材料に、フィルタ機能を有する別の構成部分が固定される。組み付け時に、シールエレメント４１５はシリンダヘッド１０とシーズ形グロープラグ１との間でプレスされる。
【００３７】
フィルタエレメント４１３は、図面に示した例１〜例４とは異なる形式で、第１の通路１２ａおよび／または第２の通路１２ｂ内に突入することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるシーズ形グロープラグの第１の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
【図２】本発明によるシーズ形グロープラグの第２の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
【図３】本発明によるシーズ形グロープラグの第３の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
【図４】本発明によるシーズ形グロープラグの第４の実施例の、拡大された部分的な概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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