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Title:
COMBUSTION-CHAMBER PRESSURE SENSOR, INTERNAL COMBUSTION ENGINE, AND METHOD FOR MEASURING A COMBUSTION CHAMBER PRESSURE IN A COMBUSTION CHAMBER OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/155995
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a combustion-chamber pressure sensor (21) for measuring a combustion-chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, which combustion-chamber pressure sensor comprises a sensor element (10), which converts a pressure (p) acting on the sensor element (10) into an electrically measurable quantity. The sensor element (10) is designed as an electrically conductive powder that experiences a change in the electrical resistance (R) thereof when the pressure (p) acting on the sensor element (10) changes, and the sensor element (10) is arranged within a pressure tube (8) in such a way that a change in the combustion-chamber pressure acting on the pressure tube (8) causes a change in the pressure (p) acting on the sensor element (10). The invention also relates to an internal combustion engine that comprises at least one combustion-chamber pressure sensor (21, 22, 23, 24) according to the invention. The invention further relates to a method for measuring a combustion-chamber pressure in a combustion chamber of an internal combustion engine, wherein an electrical resistance (R) of a sensor element (10) is measured, wherein the sensor element (10) is designed as an electrically conductive powder that experiences a change in the electrical resistance (R) thereof when the pressure (p) acting on the sensor element (10) changes, and wherein the the sensor element (10) is arranged within a pressure tube (8), which protrudes into the combustion chamber, in such a way that a change in the combustion-chamber pressure acting on the pressure tube (8) causes a change in the pressure (p) acting on the sensor element (10).

Inventors:
GEISSINGER ALBRECHT (DE)
SCHNEIDER NORBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/054979
Publication Date:
October 06, 2016
Filing Date:
March 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
G01L9/00; F02P19/02; F23Q7/00; G01L1/18; G01L23/08
Foreign References:
US2133437A1938-10-18
EP2348298A12011-07-27
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Claims:
Ansprüche

1. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26), zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer

Verbrennungskraftmaschine, umfassend

ein Sensorelement (10), welches einen auf das Sensorelement (10) einwirkenden Druck (p) in eine elektrisch messbare Größe umwandelt, dadurch gekennzeichnet, dass

das Sensorelement (10) als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und dass

das Sensorelement (10) derart innerhalb eines Druckrohrs (8) angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das

Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt.

2. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (8) elektrisch und mechanisch mit einem Gehäuse (6) verbunden ist, welches eine Außengewinde aufweist.

3. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (8) zumindest annähernd hohlzylindrisch ausgebildet und an einer Stirnseite mit einem Boden (15) verschlossen ist.

4. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mittelektrode (9) von der dem Boden (15) abgewandten Seite in das Druckrohr (8) hinein ragt. Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelektrode (9) sich bis zu dem Sensorelement (10) erstreckt.

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode (9) ist eine Isolationsschicht (19) aufgebracht ist.

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer inneren Mantelfläche des Druckrohrs (8) zumindest teilweise eine Isolierschicht (12) vorgesehen ist.

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (10) an dem Boden (15) anliegt.

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Druckrohrs (8) ein Isoliermaterial (7) vorgesehen ist, welches als elektrisch isolierendes Pulver ausgeführt ist.

Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens einen

Brennraumdruckaufnehmer (21, 22, 23, 24, 25, 26) nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, wobei

ein elektrischer Widerstand (R) eines Sensorelements (10) gemessen wird, wobei

das Sensorelement (10) als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) eine Änderung seines elektrischen Widerstands (R) erfährt, und wobei

das Sensorelement (10) derart innerhalb eines in den Brennraum hinein ragenden Druckrohrs (8) angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr (8) einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement (10) einwirkenden Drucks (p) bewirkt.

Description:
Beschreibung Titel

Brennraumdruckaufnehmer, Verbrennungskraftmaschine und

Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer

Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Brennraumdruckaufnehmer zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, der ein Sensorelement umfasst, welches einen auf das Sensorelement einwirkenden Druck in eine elektrisch messbare Größe umwandelt. Die Erfindung betrifft ferner eine Verbrennungskraftmaschine, welche einen erfindungsgemäßen

Brennraumdruckaufnehmer umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer

Verbrennungskraftmaschine.

Stand der Technik

Aufgrund immer strenger werdender Gesetzgebung bezüglich des

Kraftstoffverbrauchs und der dabei entstehenden Schadstoff- Emissionen von Brennkraftmaschinen, speziell im Kraftfahrzeugbereich, sind

Weiterentwicklungen der Verbrennungssteuerung sowie der zugehörigen

Steuerungsbauteile notwendig. Als ein entscheidender Faktor der Verbrennung, der zu optimieren ist, wurde in der jüngsten Vergangenheit der Brennraumdruck identifiziert, der eine entscheidende Rolle beim Erreichen einer optimalen Verbrennung in einem Brennraum, insbesondere von selbstzündenden

Verbrennungskraftmaschinen, spielt.

Um den Brennraumdruck einer Verbrennungskraftmaschine zu messen, werden beispielsweise Brennraumdrucksensoren in dem Brennraum der

Brennkraftmaschine vorgesehen. Insbesondere besteht ein Bedarf an großserientauglichen Brennraumdrucksensoren, sowohl für Otto- Motoren als auch für Diesel-Motoren. Auch für neuartige Motorkonzepte, wie beispielsweise selbstzündende Otto-Motoren (HCCI-Motoren), sind Brennraumdrucksensoren wünschenswert.

Eine Vorrichtung zur Erfassung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2010 038 798 AI offenbart. Die Vorrichtung umfasst dabei ein Wandlerelement, insbesondere ein Piezoelement, welches von einem Druckaufnehmer beaufschlagt wird. Der Druckaufnehmer ragt dabei in den Brennraum hinein und übt in Abhängigkeit von dem in dem Brennraum herrschenden Druck eine Kraft auf das Wandlerelement aus.

Aus der Druckschrift EP 1 517 086 Bl ist eine Druckmessglühkerze für einen Dieselmotor bekannt. Die Druckmessglühkerze umfasst dabei einen

Kerzenkörper mit einem Heizstab zum Erwärmen des Brennraums, sowie einen Drucksensor zur Messung eines Brennraumdrucks in dem Brennraum. Der Drucksensor ist dabei an einer Stelle angeordnet, welche sich bei in dem Dieselmotor montierter Druckmessglühkerze außerhalb des Brennraums befindet. Der Heizstab der Druckmessglühkerze ist entlang seiner Längsachse beweglich gelagert und wird je nach in dem Brennraum herrschendem Druck auf den Drucksensor gepresst. Der Heizstab überträgt den Brennraumdruck also mechanisch auf den Drucksensor. Eine Glühstiftkerze mit integrierter Druckmessung für einen Brennraumdruck einer Verbrennungskraftmaschine ist auch aus der Druckschrift EP 1 500 879 Bl bekannt. Die Glühstiftkerze umfasst eine in einem Glührohr angeordnete Heiz- und Regelwendel zum Erwärmen des Brennraums, sowie eine

Druckmesseinrichtung zur Messung des Brennraumdrucks in dem Brennraum. Die Druckmesseinrichtung weist einen Druckaufnehmer auf, welcher sich bei in der Verbrennungskraftmaschine montierter Druckmessglühkerze außerhalb des Brennraums befindet. Mittels eines Druckkanals, welcher aus einer Rille gebildet ist, ist der Druckaufnehmer mit dem Brennraum verbunden. Offenbarung der Erfindung

Es wird ein Brennraumdruckaufnehmer zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welcher ein Sensorelement umfasst, das einen auf das Sensorelement einwirkenden Druck in eine elektrisch messbare Größe umwandelt.

Erfindungsgemäß ist dabei das Sensorelement als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement

einwirkenden Drucks eine Änderung seines elektrischen Widerstands erfährt, und das Sensorelement ist derart innerhalb eines Druckrohrs angeordnet, dass eine Änderung des auf das Druckrohr einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks bewirkt. Durch eine solche Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks ändert sich der elektrische Widerstand des Sensorelements.

Vorzugsweise ist das Druckrohr elektrisch und mechanisch mit einem Gehäuse verbunden, welches ein Außengewinde aufweist. Somit ist der

Brennraumdruckaufnehmer mittels des Außengewindes in eine Bohrung in der Verbrennungskraftmaschine einschraubbar, die ein entsprechendes

Innengewinde aufweist. Zusätzlich besteht somit eine elektrische Verbindung zwischen dem Druckrohr und der Verbrennungskraftmaschine, die zur Messung des Widerstands des Sensorelements genutzt werden kann.

Vorzugsweise ist das Druckrohr zumindest annähernd hohlzylindrisch ausgebildet, und an einer Stirnseite ist das Druckrohr mit einem Boden verschlossen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Mittelektrode vorgesehen, die von der dem Boden abgewandten Seite in das Druckrohr hinein ragt.

Die Mittelektrode erstreckt sich dabei vorteilhaft bis zu dem Sensorelement, das innerhalb des Druckrohrs angeordnet ist. Die Mittelektrode stellt eine elektrische Verbindung zu dem Sensorelement dar, die zur Messung des Widerstands des Sensorelements genutzt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einer äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode eine Isolationsschicht aufgebracht, die sich vorzugsweise zumindest annähernd über die ganze Mantelfläche der

Mittelelektrode erstreckt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an einer inneren Mantelfläche des Druckrohrs zumindest teilweise eine, vorzugsweise dünne, Isolierschicht vorgesehen.

Das Sensorelement liegt vorteilhaft an dem Boden des Druckrohrs an, also in einem Bereich, in dem keine Isolierschicht vorgesehen ist. Dadurch hat das Sensorelement ständig eine elektrische Verbindung zu dem Boden des

Druckrohrs.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist innerhalb des

Druckrohrs zusätzlich ein Isoliermaterial vorgesehen, welches als elektrisch isolierendes Pulver ausgeführt ist.

Ferner wird eine Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen, welche mindestens einen erfindungsgemäßen Brennraumdruckaufnehmer umfasst.

Ferner wird ein Verfahren zur Messung eines Brennraumdrucks in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine vorgeschlagen. Dabei wird ein elektrischer Widerstand eines Sensorelements gemessen, wobei das

Sensorelement als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, welches bei einer Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks eine Änderung seines elektrischen Widerstands erfährt, und wobei das Sensorelement derart innerhalb eines in den Brennraum hinein ragenden Druckrohrs angeordnet ist, dass eine Änderung des auf das Druckrohr einwirkenden Brennraumdrucks eine Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks bewirkt. Durch eine solche Änderung des auf das Sensorelement einwirkenden Drucks ändert sich der elektrische Widerstand des Sensorelements. Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Sensorelements innerhalb des Druckrohrs, welches auch als Glührohr fungieren kann, befindet sich das Sensorelement bei in der Verbrennungskraftmaschine montiertem

Brennraumdruckaufnehmer innerhalb des Brennraums, und somit näher an der zu messenden Größe. Dadurch erfolgt ist Druckmessung mit erhöhter

Geschwindigkeit möglich und auch verhältnismäßig schnell wechselnde Drücke, die in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine üblich sind, können gemessen werden.

Die Ausführung des Sensorelements als elektrisch leitfähiges Pulver ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Anpassung an den Brennraumdruck.

Insbesondere folgt der Zusammenhang zwischen Druck und Widerstand des als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführten Sensorelements einer bekannten Kurve und ist insbesondere von einer Vorverdichtung des Pulvers sowie von dem verwendeten Material des Pulvers abhängig.

Der Brennraumdruckaufnehmer kann auch mit einer Glühstiftkerze kombiniert werden, das heißt, der Brennraumdruckaufnehmer kann auch zum Erwärmen des Brennraums genutzt werden. In diesem Fall wirkt das Druckrohr als Glührohr und das Sensorelement, welches als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wirkt als Heizmaterial. Bei einem Stromfluss wird dann das Pulver erhitzt, welches das Glührohr erhitzt, welches die Wärme dann an den Brennraum abgibt.

Eine innerhalb des Druckrohrs vorgesehene Isolierschicht verhindert einen unkontrollierten Stromfluss von der Mittelelektrode durch das Sensorelement zu dem Druckrohr.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 eine qualitative Darstellung des Zusammenhangs zwischen auf ein

Sensorelement einwirkendem Druck und elektrischem Widerstand des Sensorelements,

Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer dritten Ausführungsform,

Figur 5 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer vierten Ausführungsform,

Figur 6 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer fünften Ausführungsform und

Figur 7 einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer gemäß einer sechsten Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform dient zum Messen eines Brennraumdrucks in einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine.

Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Gehäuse 6 mit einem Außengewinde. Mittels des Außengewindes ist der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform in ein Gewinde in einer Bohrung in der Verbrennungskraftmaschine einschraubbar.

Das Gehäuse 6 ist annähernd hohlzylindrisch ausgebildet. Ein elektrisch leitfähiger Anschlussbolzen 1 ragt durch eine Stirnseite in das Gehäuse 6 hinein.

Der Außendurchmesser des Anschlussbolzens 1 ist geringer als der

Innendurchmesser des Gehäuses 6. In radialer Richtung zwischen dem

Anschlussbolzen 1 und dem Gehäuse 6 ist eine Gehäusedichtung 4 vorgesehen. Auf der Stirnseite des Gehäuses 6, an welcher der Anschlussbolzen 1 hineinragt, liegt ferner eine Isolierscheibe 3 auf. Auf der dem Gehäuse 6 abgewandten Seite der Isolierscheibe 3 ist eine Anschlussdichtung 2 vorgesehen.

Ein Druckrohr 8, welches ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet ist, ragt von der entgegengesetzten Stirnseite in das Gehäuse 6 hinein. Der Außendurchmesser des Druckrohrs 8 entspricht annähernd dem Innendurchmesser des Gehäuses 6.

Das Druckrohr 8 liegt somit an der Innenwand des Gehäuses 6 an. An dem dem Gehäuse 6 abgewandten Ende des Druckrohrs 8 ist dieses mit einem Boden 15 verschlossen. Innerhalb des Druckrohrs 8 ist eine Mittelelektrode 9 vorgesehen, welche annähernd stabförmig oder zylinderförmig ausgebildet ist. Die Mittelektrode 9 ist ebenfalls elektrisch leitfähig und ist mit dem Anschlussbolzen 1 verbunden. Die Mittelelektrode 9 weist einen Außendurchmesser auf, welcher geringer ist als der Innendurchmesser des Druckrohrs 8. Im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Anschlussbolzen 1 und der Mittelelektrode 9 ist eine

Sensorelementdichtung 5 vorgesehen, welche den Anschlussbolzen 1 und die Mittelelektrode 9 umgibt, und welche an der Innenwand des Druckrohrs 8 anliegt.

Das Druckrohr 8 ist an seinem dem Gehäuse 6 abgewandten Ende mit einem Sensorelement 10 gefüllt. Das Sensorelement 10 ist als ein elektrisch leitfähiges

Pulver ausgeführt. Insbesondere umfasst das Sensorelement 10 eine Mischung aus einem Pulver mit verhältnismäßig geringem elektrischem Widerstand und einem Pulver mit verhältnismäßig hohem elektrischem Widerstand. Bei dem Pulver des Sensorelements 10 mit verhältnismäßig hohem elektrischem

Widerstand handelt es sich beispielsweise um MgO. Bei dem Pulver des Sensorelements 10 mit verhältnismäßig geringem elektrischem Widerstand handelt es sich beispielsweise um WC, intermetallische Phasen, Oxidkeramiken, Nichtoxidkeramiken, Kohlenstoffmodifikationen, Metalle, insbesondere refraktäre Metalle, oder Halbleiter.

Bei einer Änderung des auf das Sensorelement 10 einwirkenden Drucks p erfolgt eine Änderung des elektrischen Widerstands R des Sensorelements 10. Das Sensorelement 10 umgibt die Mittelelektrode 9 konzentrisch.

In dem übrigen Innenraum des Druckrohrs 8 ist ein Isoliermaterial 7 vorgesehen. Das Isoliermaterial 7 befindet sich in erster Linie in dem Bereich des Druckrohrs 8, welcher sich innerhalb des Gehäuses 6 befindet. Das Isoliermaterial 7 ist vorliegend auch als Pulver ausgeführt, insbesondere als ein elektrisch nicht leitendes bzw. als ein isolierendes Pulver. Bei dem Pulver des Isoliermaterials 7 handelt es sich beispielsweise um MgO.

Die Mittelelektrode 9 erstreckt sich von dem Anschlussbolzen 1 in Richtung auf den Boden 15 des Druckrohrs 8 zu. Eine Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 taucht dabei in das Sensorelement 10 ein und ist nur geringfügig von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 beabstandet.

Der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie bereits erwähnt, in einem Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Das bedeutet, insbesondere das Druckrohr 8 ragt in den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine hinein.

Ein innerhalb des Brennraums der Verbrennungskraftmaschine herrschender Brennraumdruck beaufschlagt das Druckrohr 8. Das Druckrohr 8 gibt den aufgenommenen Brennraumdruck auf das im Inneren befindliche Sensorelement 10 weiter. Das Sensorelement 10, welches als elektrisch leitfähiges Pulver ausgeführt ist, ändert aufgrund des einwirkenden Drucks p seinen elektrischen Widerstand R.

Der Zusammenhang zwischen dem auf das Sensorelement 10 einwirkenden Druck p und dem elektrischen Widerstand R des Sensorelements 10 ist in Fig 2 qualitativ dargestellt. Dabei ist auf der X-Achse der Druck p aufgetragen und auf der Y-Achse der Widerstand R. Das in Figur 2 dargestellte Diagramm umfasst drei Bereiche, nämlich einen ersten Bereich 31, einen zweiten Bereich 32, und einen dritten Bereich 33.

In dem ersten Bereich 31 steht das Sensorelement 10 unter einem

verhältnismäßig geringen Druck p. Das Pulver ist nur geringfügig komprimiert, und es bestehen keine durchgängigen Leitpfade zwischen den einzelnen Pulverkörnern. Der Anteil der leitfähigen Partikel in der Pulvermischung des Sensorelements 10 ist aber so hoch, dass sich bei einer weiteren Komprimierung des Pulvers elektrisch leitfähige Pfade bilden können. Bei Erhöhung des

Drucks p kommt es zur Bildung von leitfähigen Pfaden und der Widerstand R des Sensorelements 10 sinkt. In dem zweiten Bereich 32 steht das Pulver des Sensorelements 10 unter einem höheren Druck p als im ersten Bereich 31. Das Pulver ist stärker komprimiert als im ersten Bereich 31, und es bestehen einzelne durchgängige Leitpfade zwischen den Partikeln des Pulvers. Bei einer weiteren Erhöhung des Drucks p bilden sich zusätzliche neue Leitpfade innerhalb der Pulvermischung aus, und infolgedessen reduziert sich der Widerstand R des Sensorelements 10 mit weiter zunehmendem Druck p.

In dem dritten Bereich 33 ist das Pulver des Sensorelements 10 noch weiter komprimiert. Das Pulver ist dabei auf eine praktisch maximal mögliche Dichte komprimiert. Das bedeutet, die Partikel liegen maximal dicht aneinander an und es bestehen mehrere Leitpfade zwischen den Partikeln der Pulvermischung. Bei einer weiteren Erhöhung des Drucks p werden die Kontaktflächen zwischen den einzelnen leitfähigen Partikeln des Pulvers durch eine elastische Deformation derselben vergrößert. Auf diese Art vergrößert sich die aneinander anliegende Fläche der Pulverpartikel, und infolgedessen wird der elektrische Widerstand R des Sensorelements 10 noch weiter verkleinert.

Die Empfindlichkeit des Sensorelements 10 ist bei einem Betrieb in dem dritten Bereich 33 insbesondere von den E-Moduln der Partikel abhängig. Für eine Messung von verhältnismäßig kleinen Drücken p ist eine Pulvermischung vorzusehen, deren Partikel einen verhältnismäßig geringen E-Modul aufweisen. Für eine Messung von verhältnismäßig hohen Drücken ist eine Pulvermischung vorzusehen, deren Partikel einen verhältnismäßig hohen E-Modul aufweisen.

Ein Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. Der

Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform ähnelt dabei dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird.

Die innere Mantelfläche des Druckrohrs 8 ist annähernd vollständig mit einer Isolierschicht 12 überzogen. Lediglich der Boden 15 des Druckrohrs 8 ist frei von der Isolierschicht 12. Das Sensorelement 10 befindet sich in der Nähe des Bodens 15 des Druckrohrs 8 und ragt geringfügig von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 weg in das Druckrohr 8 hinein. Das Sensorelement 10 liegt dabei auch seitlich an der Isolierschicht 12 an.

Anschließend an das Sensorelement 10 ist ein Leitmaterial 17 vorgesehen, welches einen Großteil des Druckrohrs 8 ausfüllt. Die Mittelelektrode 9 ragt in das Leitmaterial 17 hinein. Die Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 ist vorliegend jedoch deutlich weiter von dem Boden 15 des Druckrohrs 8 entfernt als bei dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführung. Insbesondere taucht die Mittelelektrode 9 nicht in das Sensorelement 10 ein.

Das Leitmaterial 17 ist vorliegend eine Pulverpackung aus einem elektrisch leitfähigen Pulver und weist eine verhältnismäßig geringen elektrischen

Widerstand auf. Auch das Sensorelement 10 ist ein elektrisch leitfähiges Pulver, das Sensorelement 10 weist aber einen höheren elektrischen Widerstand auf als das Leitmaterial 17. Das Sensorelement 10 weist eine Höhe auf, welche etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Länge des Druckrohrs 8 entspricht. Vorzugsweise beträgt die Höhe des Sensorelements 10 dabei zwischen 3 und 5 mm.

Der Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform kann auch als Glühstiftkerze verwendet werden. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem hier nicht dargestellten Gehäuse 6 des Brennraumdruckaufnehmers 22 gemäß der zweiten Ausführungsform fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 durch die Mittelelektrode 9, durch das Leitmaterial 17, durch das Sensorelement 10, zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8, und von dort über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem Gehäuse 6. Dabei erfährt in erster Linie das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand R aufweist, eine Erwärmung. Das Sensorelement 10 gibt diese Erwärmung an das Druckrohr 8 ab, welches dadurch den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt. Die Isolierschicht 12 im Inneren des Druckrohrs 8 verhindert einen unkontrollierten Stromfluss von dem Leitmaterial 17 zu der Außenwand des Druckrohrs 8.

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß einer dritten Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt. Auch der

Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird.

Das Druckrohr 8 umfasst wieder ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 nimmt, ähnlich wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform, etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Gesamthöhe des Druckrohrs 8 ein. Der verbleibende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgeführt ist.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Radius des Druckrohrs 8 oder kleiner. An der inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8 ist eine Isolierschicht 12 aufgebracht. Vorliegend ist die

Isolierschicht 12 auf der kompletten inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8 vorgesehen, es ist aber auch denkbar, dass lediglich ein dem Boden 15 benachbarter Teil der inneren Mantelfläche des Druckrohrs 8, insbesondere der Bereich, in dem das Sensorelement 10 vorgesehen ist, mit der Isolierschicht 12 versehen ist.

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem

Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des

Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt.

Ein Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß einer vierten Ausführungsform ist in Figur 5 in einem Längsschnitt dargestellt. Auch der Brennraumdruckaufnehmer

24 gemäß der vierten Ausführungsform ist in weiten Teilen gleich aufgebaut wie der Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, und deshalb wird auch an dieser Stelle in erster Linie auf die Unterschiede

eingegangen.

Innerhalb des Druckrohrs 8 ist ein als Pulver ausgeführtes Sensorelement 10 vorgesehen, welches im Bereich des Bodens 15 des Druckrohrs 8 angeordnet ist. Die Mittelelektrode 9 taucht dabei in das Sensorelement 10 ein. Die Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 befindet sich innerhalb des Sensorelements 10. Der Abstand der Stirnseite 13 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 ist dabei verhältnismäßig klein, insbesondere kleiner als der Radius des Druckrohrs 8.

Der an das Sensorelement 10 anschließende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgebildet ist. Eine Isolierschicht 12, welche in anderen Ausführungsformen des

Brennraumdruckaufnehmers 22, 23 vorgesehen ist, ist bei dem

Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß der vierten Ausführungsform nicht vorgesehen. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 24 gemäß der vierten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem

Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 des

Brennraumdruckaufnehmers 24 gemäß der vierten Ausführungsform fließt ein Strom durch den Anschlussbolzen 1, durch die Mittelelektrode 9, durch das

Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird insbesondere das Sensorelement 10, welches den höchsten elektrischen Widerstand aufweist, erwärmt. Das Sensorelement 10 gibt dabei die Wärme über das Druckrohr 8 an den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine ab.

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß einer fünften Ausführungsform ist in Figur 6 dargestellt. Auch der

Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird.

Das Druckrohr 8 umfasst ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem

Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 nimmt, ähnlich wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform, etwa ein Zehntel bis ein Achtel der Gesamthöhe des Druckrohrs 8 ein. Der verbleibende Raum innerhalb des Druckrohrs 8 ist mit einem Isoliermaterial 7 gefüllt, welches ebenfalls als Pulver ausgeführt ist.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Innenradius des Druckrohrs 8 oder kleiner.

An der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 ist eine Isolationsschicht 19 aufgebracht. Die Isolationsschicht 19 erstreckt sich dabei annähernd über die ganze Mantelfläche der Mittelelektrode 9 bis zu der Stirnseite 13 oder bis kurz vor die Stirnfläche 13, beispielsweise bis 1 mm vor der Stirnseite 13. Auch der Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem

Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des

Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt.

Einen Längsschnitt durch einen Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß einer sechsten Ausführungsform ist in Figur 7 dargestellt. Auch der

Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform ähnelt dem Brennraumdruckaufnehmer 21 gemäß der ersten Ausführungsform, weshalb hier in erster Linie auf die Unterschiede eingegangen wird.

Das Druckrohr 8 umfasst ein Sensorelement 10, welches als leitfähiges Pulver ausgeführt ist, wobei die Mittelelektrode 9 bis in das Sensorelement 10 hineinragt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem Sensorelement 10 darstellt. Das Sensorelement 10 füllt dabei den verbleibenden Raum innerhalb des Druckrohrs 8 zumindest annähernd vollständig aus.

Die Mittelelektrode 9 taucht derart in das Druckrohr 8 und in das Sensorelement 10 ein, dass der Abstand zwischen der Stirnseite 13 der Mittelelektrode 9 und dem Boden 15 des Druckrohrs 8 relativ gering ist, vorzugsweise etwa so groß wie der Innenradius des Druckrohrs 8 oder kleiner.

An der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 ist eine Isolationsschicht 19 aufgebracht. Die Isolationsschicht 19 erstreckt sich dabei annähernd über die ganze Mantelfläche der Mittelelektrode 9 bis zu der Stirnseite 13 oder bis kurz vor die Stirnfläche 13, beispielsweise bis 1 mm vor der Stirnseite 13.

Auch der Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform wirkt als Glühstiftkerze. Bei Anlegen einer Spannung zwischen dem Anschlussbolzen 1 und dem nicht dargestellten Gehäuse 6 fließt ein Strom von dem Anschlussbolzen 1 über die Mittelelektrode 9 durch das Sensorelement 10 zu dem Boden 15 des Druckrohrs 8 und weiter über die Außenwand des Druckrohrs 8 zu dem nicht dargestellten Gehäuse 6. Dabei wird vor allem das Sensorelement 10, welches den größten elektrischen Widerstand aufweist, erhitzt und gibt dabei die Wärme an das Druckrohr 8 ab, welches daraufhin den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine erwärmt.

Die Ummantelung der äußeren Mantelfläche der Mittelelektrode 9 mit der Isolationsschicht 19, wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 25 gemäß der fünften Ausführungsform und dem Brennraumdruckaufnehmer 26 gemäß der sechsten Ausführungsform, ist einfacher durchführbar als das Aufbringen einer Isolierschicht 12 auf die innere Mantelfläche des Druckrohrs 8, wie bei dem Brennraumdruckaufnehmer 22 gemäß der zweiten Ausführungsform und dem Brennraumdruckaufnehmer 23 gemäß der dritten Ausführungsform.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen des fachmännischen Handelns liegen.