RU2498248C2 – Metoda pro stanovení tlaku ve spalovací komoře a zařízení k tomu určené – Patenty Google

Číslo publikace RU2498248C2 RU2498248C2 RU2010146574/28A RU2010146574A RU2498248C2 RU 2498248 C2 RU2498248 C2 RU 2498248 A2 A2010146574 28/2010146574A RU 28 A RU2010146574 A RU 28A RU 2010146574 C2010146574 RU2010146574 C2498248 RU2 C2498248 RU 2C2498248 Autorita topná tyč RU Klíčová slova předchozího stavu techniky datum umění 2-2008-04 Číslo přihlášky RU23/2010146574A Jiné jazyky Angličtina ( en ) Jiné verze RU28A ( ru Vynálezce Bernd POSLEDNÍ Hans HOUBEN Yue CHENG CHENG Frank PECHHOLD Arno MARTOWar Priorita není právní datum Systémová priorita Borg závěr. Společnost Google neprovedla právní analýzu a neposkytuje žádné prohlášení ohledně přesnosti uvedeného data.) 2010146574-2008-04 Datum podání 23-2009-04 Datum zveřejnění 22-2013-11 10-2009-04 Přihláška podaná společností BorgWarner BERU Systems GmbH podaná Critical-22BER-2012BERS05W Zveřejnění publikace RU27A Kritický patent/RU2010146574A/ru 2010146574-2013-11 Schválena žádost Kritická publikace 10-2013-11 Zveřejnění RU10C2498248 Kritický patent/RU2C2498248/ru

snímky

Klasifikace

• • F – STROJÍRENSTVÍ; OSVĚTLENÍ; TOPENÍ; ZBRANĚ; ODSTŘELÁNÍ
  • F23 – SPALOVACÍ ZAŘÍZENÍ; SPALOVACÍ PROCESY
  • F23Q—ZAPALOVÁNÍ; ROZŠÍŘENÍ ZAŘÍZENÍ
  • F23Q7/00 — Žárovkové zapalování; Zapalovače využívající elektricky vyrobené teplo, např. zapalovače cigaret; Elektricky vyhřívané žhavicí svíčky
  • F23Q7/001 — Žhavicí svíčky pro spalovací motory
  • F – STROJÍRENSTVÍ; OSVĚTLENÍ; TOPENÍ; ZBRANĚ; ODSTŘELÁNÍ
  • F23 – SPALOVACÍ ZAŘÍZENÍ; SPALOVACÍ PROCESY
  • F23Q—ZAPALOVÁNÍ; ROZŠÍŘENÍ ZAŘÍZENÍ
  • F23Q7/00 — Žárovkové zapalování; Zapalovače využívající elektricky vyrobené teplo, např. zapalovače cigaret; Elektricky vyhřívané žhavicí svíčky
  • F – STROJÍRENSTVÍ; OSVĚTLENÍ; TOPENÍ; ZBRANĚ; ODSTŘELÁNÍ
  • F02 – SPALOVACÍ MOTORY; ZAŘÍZENÍ NA HORKÝ PLYN NEBO PRODUKT NA SPALOVÁNÍ
  • F02P – ZAPALOVÁNÍ, JINÉ NEŽ TLAKOVÉ ZAPALOVÁNÍ, PRO SPALOVACÍ MOTORY; TESTOVÁNÍ NAČASOVÁNÍ ZAPALOVÁNÍ U VZTAHOVÝCH MOTORŮ
  • F02P19/00 — Žárovkové zapalování, např. při startování spalovacích motorů; Kombinace žárovkového a jiskrového zapalování
  • F02P19/02 — Žárovkové zapalování, např. při startování spalovacích motorů; Kombinace elektrického zapalování žárovkou a jiskrou, např. uspořádání obvodů zařízení se žhavicími svíčkami
  • F02P19/028 — Žárovkové zapalování, např. při startování spalovacích motorů; Kombinace elektrického zapalování žárovkou a jiskrovým zapalováním, např. uspořádání obvodů zařízení se žhavicími svíčkami, přičemž žhavicí svíčka je kombinována nebo používána jako snímač
  • F – STROJÍRENSTVÍ; OSVĚTLENÍ; TOPENÍ; ZBRANĚ; ODSTŘELÁNÍ
  • F23 – SPALOVACÍ ZAŘÍZENÍ; SPALOVACÍ PROCESY
  • F23Q—ZAPALOVÁNÍ; ROZŠÍŘENÍ ZAŘÍZENÍ
  • F23Q7/00 — Žárovkové zapalování; Zapalovače využívající elektricky vyrobené teplo, např. zapalovače cigaret; Elektricky vyhřívané žhavicí svíčky
  • F23Q7/001 — Žhavicí svíčky pro spalovací motory
  • F23Q2007/002 — Žhavicí svíčky pro spalovací motory se snímacími prostředky

  Krajiny

  • Inženýrství a informatika (OBLAST)
  • Chemické a materiálové vědy (OBLAST)
  • Spalování a pohon (OBLAST)
  • Strojírenství (OBLAST)
  • Všeobecné inženýrství a informatika (OBLAST)
  • Měření tlaku kapaliny (PLOCHA)

  Abstraktní

  Způsob určování tlaku ve spalovací komoře Oblast techniky Vynález se týká způsobu určování tlaku ve spalovací komoře, zejména ve spalovací komoře spalovacího motoru. Způsob zjišťování tlaku ve spalovací komoře, zejména v komoře spalovacího motoru, je nárokován, přičemž se využívá zařízení pro zjišťování tlaku ve spalovací komoře, které obsahuje alespoň jednu topnou tyč (5), alespoň jeden měřicí prvek (4), alespoň dvě pružinové membrány (1, 2) a alespoň jedno trubkové těleso (6), přičemž uvedené pružinové membrány (1, 2) jsou umístěny (5) soustředně kolem topné tyče. Technický výsledek dosažený realizací nárokované skupiny vynálezů spočívá ve zjednodušení konstrukce, snížení náchylnosti k bočním vibracím a eliminaci vlivu vnějších deformací na měřicí prvek, zajištění vyšší soustřednosti mezi topnou tyčí a pouzdrem. Vzhledem k možnosti dvojího nasměrování topné tyče pomocí dvou pružinových membrán a také díky umístění měřicích a referenčních prvků v neutrální rovině je navržená zapalovací svíčka, která poskytuje možnost měření tlaku, oddělena od působení bočních vibrací a jiných deformací. 2 n. a 5 sp. f-ly, 6 nemocných.

  Popis

  Způsob určování tlaku ve spalovacích komorách Oblast techniky Vynález se týká způsobu určování tlaku ve spalovacích komorách, zejména v komoře spalovacího motoru. Kromě toho se vynález týká zařízení realizujícího uvedený způsob. Senzory tohoto typu, které umožňují měření tlaku ve spalovací komoře, jsou známé například z patentu DE 10343521. Tento patent popisuje zapalovací svíčku, která umožňuje měření tlaku a je určena pro použití ve vznětovém motoru. Tato zapalovací svíčka se skládá z pouzdra vloženého do válce dieselového motoru, topné tyče umístěné v tomto pouzdru a tlakového snímače namontovaného s předpětím mezi topnou tyčí a pouzdrem zapalovací svíčky tak, že je vystavena tlaku existujícímu ve spalovací komoře válce. Topná tyč je v tomto případě instalována v tělese zapalovací svíčky s možností posuvu v axiálním směru a tím přenáší tlak působící ve spalovací komoře válce na snímač.

  Obdobný snímač tlaku určený pro spalovací komoru je také popsán v patentu DE 10346295 10,5 10. Tento patent popisuje zapalovací svíčku s válcovým tělesem, jehož jedna koncová část je umístěna v blízkosti spalovací komory motoru. Zapalovací svíčka dále obsahuje: závitovou část, která je v záběru s motorem; trubkový prvek zajištěný uvnitř válcového tělesa tak, že jeho koncová část vyčnívá za zmíněnou koncovou část tělesa; prvek generující teplo, který je umístěn uvnitř trubkového prvku a generuje teplo pomocí přiváděného proudu; kovovou centrální tyč, jejíž jedna koncová část je elektricky spojena s uvedeným teplo generujícím prvkem a jejíž druhá koncová část vyčnívá za druhou koncovou část pouzdra; a tlakový snímač určený k měření tlaku ve spalovací komoře motoru, který je přenášen přes centrální tyč ve formě axiálního zatížení působícího na trubkový prvek, přičemž část centrální tyče umístěná uvnitř trubkového prvku má koeficient tepelné roztažnosti nejvýše 6×1-XNUMX [°C-XNUMX].

  Publikace DE 102005016463 popisuje kolíkovou zapalovací svíčku určenou pro použití ve vznětovém motoru s vnitřním spalováním. Tato zapalovací svíčka obsahuje první modul obsahující topný článek a tělo zapalovací svíčky a modul pro měření tlaku, který přiléhá k prvnímu modulu na straně odvrácené od topného článku. V modulu měření tlaku je zabudován alespoň jeden snímač síly, konfigurovaný pro generování elektrického signálu v závislosti na síle, která na něj působí, přičemž alespoň jeden snímač síly je připojen k topnému článku tak, že může zaznamenat působení síly přenášené na něj prostřednictvím tohoto topného prvku.

  Ze spisu DE 102005017802 je známá další kolíková zapalovací svíčka, která je určena pro použití ve spalovacím motoru se vznětovým zapalováním. Tato svíčka obsahuje topné těleso a pouzdro, přičemž pouzdro je vybaveno alespoň jedním siloměrným čidlem připojeným k topnému tělesu tak, že může zaznamenat působení síly přenášené na něj přes topný článek. Kromě toho tato tyčová zapalovací svíčka obsahuje alespoň jeden těsnicí prvek, který je spojen s topným prvkem a je opatřen alespoň jedním prvkem s elastickými vlastnostmi. Uvedený alespoň jeden těsnicí prvek izoluje topný prvek vzhledem k tělu zapalovací svíčky.

  Bohužel výroba zapalovací svíčky, která může měřit tlak, vyžaduje pracný proces předepínání pomocí šroubů. U malých velikostí zapalovacích svíček je obzvláště obtížné vytvořit silné předpětí mechanickými prostředky. Je však nemožné odmítnout předpětí, musí být vytvořeno. Je také velmi obtížné kompenzovat odchylky ve tvaru dílů. Kromě toho nelze vyloučit vliv vnějších vlivů na proces měření tlaku.

  V návaznosti na výše uvedené spočívá úkol tohoto vynálezu ve vytvoření zařízení a způsobu určeného pro stanovení tlaku ve spalovací komoře, které jsou prosté výše uvedených nevýhod a zároveň umožňují snížit náchylnost k bočním vibracím a eliminovat vliv vnějších deformací na měřicí prvek, zajišťující vyšší soustřednost mezi topnou tyčí a pouzdrem.

  Tento problém je vyřešen vyvinutím zařízení vyznačujícího se znaky nároku 1 vzorce podle vynálezu a způsobem vyznačujícího se znaky nároku 5 vzorce podle vynálezu. Výhodná provedení vynálezu jsou předmětem závislých nároků.

  Výhody vynálezu spočívají v tom, že je extrémně jednoduchý na implementaci. Proto jsou zařízení tohoto typu výhodnější z hlediska výrobních nákladů. Hlavní výhodou je však schopnost kompenzovat vnější vlivy. Vzhledem k možnosti dvojího nasměrování topné tyče pomocí dvou pružinových membrán a také díky umístění měřicích a referenčních prvků v neutrální rovině je navržená zapalovací svíčka, která poskytuje možnost měření tlaku, oddělena od působení bočních vibrací a jiných deformací.

  Ilustrativní provedení vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, z nichž:

  Obr. 1 znázorňuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak měřením posunů;

  Obr. 2 ukazuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak měřením posunů alternativním způsobem;

  Obr. 3 znázorňuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak; kde je zobrazená zapalovací svíčka vystavena tlaku palivového plynu;

  Obr. 4 ukazuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak měřením deformace membrány; kde je zobrazená zapalovací svíčka vystavena tlaku palivového plynu;

  Obr. 5 znázorňuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak; a zobrazená svíčka je vystavena rušení;

  Obr. 6 ukazuje zapalovací svíčku, která poskytuje schopnost měřit tlak měřením deformace membrány; a zobrazená svíčka je vystavena rušení.

  Úkolem tlakového snímače zabudovaného v topné tyči (zobrazeno např. na obr. 1) je měřit tlak topného plynu ve spalovací komoře. Topná tyč 5 je držena uprostřed pouzdra 6 pomocí dvou pružinových membrán 1, 2, které mají stejnou tuhost a jsou deformovatelné v axiálním směru, čímž je zajištěn posun topné tyče 5 v tomto axiálním směru. Na topné tyči 5 je upevněn referenční prvek 3, například magnet. Na pouzdru 6 je instalován prvek 4 pro měření posuvů, například indukční cívka. Alternativou k měření posunů je měření deformace membrány znázorněné na obr. 2. V tomto případě je na každé ze dvou pružinových membrán 1, 2 instalován jeden nebo více pružných citlivých prvků 4, například tenzometrické snímače (TMD snímače) nebo kapacitní snímače, které při přemístění topné tyče působením tlaku existujícího ve spalovací komoře předávají přes sběrnici CAN odpovídající signál do řídicí jednotky vozidla.

  Pokud, jak je znázorněno na obr. 3, působí spalovací tlak na pracovní plochu topné tyče 5 a pružinové membrány 1 umístěné na straně spalovací komory, pak se topná tyč vůči spalovací komoře posune a membrány 1, 2 se deformují ve stejném směru. Měřicí prvek 4 zůstává ve své předchozí poloze a referenční prvek 7 se posouvá společně s topnou tyčí 5. Spalovací tlak se určuje na základě velikosti posunutí referenčního prvku 7 vůči měřicímu prvku 4.

  Obr. 4 znázorňuje zapalovací svíčku, která je vystavena tlaku palivového plynu, a tato zapalovací svíčka poskytuje schopnost měřit tlak měřením deformace membrány. Při působení spalovacího tlaku na pracovní plochu topné tyče 5 a membrány umístěné na straně spalovací komory se topná tyč 5 vůči spalovací komoře posouvá a membrány 1, 2 se deformují ve stejném směru. Spalovací tlak se nastavuje na základě deformace membrány, zjišťuje se pomocí pružného snímacího prvku 4, a údaje o tlaku se přenášejí do řídicí jednotky vozidla.

  Jak je znázorněno na obr. 5, během měření může vzniknout intenzivní rušivý signál, který vede ke vzniku směrem ven směřující deformace pouzdra 6, což zase může způsobit relativní posunutí mezi referenčním prvkem 7 a měřicím prvkem 4. Aby se eliminoval vliv tohoto rušení, musí být referenční prvek 7 a měřicí prvek 4 umístěny v tzv. neutrální rovině 8, ve které nemůže dojít k uvedenému relativnímu posunutí při uvedené neutrální deformaci. Pokud má například těleso jednotný a symetrický tvar, leží neutrální rovina 8 uprostřed deformační zóny.

  obr. 6 znázorňuje zapalovací svíčku vystavenou vnější deformaci; Tato svíčka poskytuje možnost měřit tlak měřením deformace membrány. Pokud mají pružinové membrány 1 a 2 stejnou tuhost a tvar, budou se deformovat ve stejném rozsahu, ale v opačných směrech. Při vhodném uspořádání a připojení měřicích prvků je tato deformace zcela kompenzována.