AT507351B1

AT507351B1 - Messeinrichtung

Info

Publication number: AT507351B1
Application number: AT762010A
Authority: AT
Inventors: Norbert Dr Mayrhofer
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-15
Also published as: AT507351A2; AT507351A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (1) zur Ermittlung einer Messgröße im Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderdruckes, mit einem Messaufnehmer (2), welcher in einer in den Brennraum (15) mündenden Messbohrung (3) angeordnet ist. Um ohne Betriebsunterbrechung einen Austausch des Messaufnehmers (2) zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass das Verschlusselement (11) über zumindest eine Querbohrung (9) in die Messbohrung (3) mittels eines Applikators (10) einbringbar und/oder entfernbar ist.

Description

österreichisches Patentamt AT 507 351 B1 2011-07-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Ermittlung einer Messgröße im Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderdruckes, mit einem Messaufnehmer, welcher in einer in den Brennraum mündenden Messbohrung angeordnet ist, wobei zwischen dem Messaufnehmer und der Mündung der Messbohrung in Brennraum ein Verschlusselement wahlweise einbringbar oder entfernbar ist.

[0002] Insbesondere für Groß-Diesel-Brennkraftmaschinen (Heavy fuel oil-engines) ist die Messung des Zylinderdruckes von zunehmender Bedeutung, um einerseits eine Abstimmung der Zylinder und um andererseits eine Analyse des indizierten Druckes für die Steuerung der Verbrennung zu ermöglichen.

[0003] Es ist bekannt, zur Zylinderdruckmessung externe Ventile einzusetzen, welche Messbohrungen verschließen. Nachteilig dabei ist, dass die Messbohrungen verschmutzen und vor der Messung wieder freigelegt werden müssen. Insbesondere bei Kraftwerken müssen unplanmäßige Stillstandszeiten, welche beispielsweise aufgrund eines fehlerhaften Messaufnehmers entstehen würden, möglichst vermieden werden.

[0004] Die WO 2007/068015 A2 und die WO 2007/070908 A1 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zur Messung des Zylinderinnendrucks von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung mit einem ersten Ventil, dass sich in den Zylinderinnenraum öffnet, wobei eine Messkammer durch das erste Ventil in Verbindung mit dem Zylinderinnenraum gebracht werden kann bzw. von diesem getrennt werden kann. Im Bereich der Messkammer ist ein Drucksensor angeordnet, um im geöffneten Zustand des ersten Ventils den Druck im Zylinderinnenraum zu messen. Um einen Dauerbetrieb ohne thermischer Überlastung zu ermöglichen, ist im Bereich der Messkammer zumindest ein zweites Ventil vorgesehen, dass zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils in eine geschlossene Stellung bringbar ist, um die Messkammer nach außen abzuschließen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Messeinrichtung zum Ermitteln von zylinderrelevanten Messgrößen hoher Qualität zu schaffen, bei der aber während des Betriebes der Brennkraftmaschine ein Austausch oder eine Kontrolle des Messaufnehmers durchgeführt werden kann.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Verschlusselement über zumindest eine Querbohrung in die Messbohrung mittels eines Applikators einbringbar und/oder entfernbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass bei einer Messpause der Messaufnehmer von einer Messlage im Bereich der Mündung in den Brennraum in eine Ruhelage längsverschoben wird, dass zwischen der Mündung und dem Messaufnehmer ein Verschlusselement eingesetzt wird, und dass nach Beendigung der Messpause das Verschlusselement wieder entfernt und der Messaufnehmer von der Ruhelage in die Messlage im Bereich der Mündung längsverschoben wird.

[0007] Das Verschlusselement wird während der Messpause über eine längsverschiebbare Fixierhülse gegen einen Dichtsitz im Bereich der Mündung angepresst. Dies ermöglicht einen ungestörten Betrieb der Brennkraftmaschine bei Austausch oder Kontrolle des Messaufnehmers.

[0008] Das Verschlusselement kann zumindest teilweise sphärisch geformt und vorzugsweise durch eine Kugel gebildet sein. Dies ermöglicht ein einfaches Einbringen und Entfernen aus der Messbohrung.

[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verschlusselement und/oder der Applikator aus einem permanentmagnetischen Werkstoff und der jeweils andere Funktionspartner - also der Applikator bzw. das Verschlusselement - durch einen feromagnetischen Werkstoff gebildet ist. Dies ermöglicht es, das Verschlusselement auf einfache Weise durch den Applikator aus der Messbohrung herauszuziehen. Vorraussetzung für den Einsatz eines Permanentmagneten ist, dass gewährleistet ist, dass die jeweilige Curie-Temperatur nicht überschritten wird. 1 /5 österreichisches Patentamt AT 507 351 B1 2011-07-15 [0010] Die Fixierhülse kann so geformt sein, dass sie den Messaufnehmer nur dann freigibt, wenn das Verschlusselement fest auf den Dichtsitz presst. Dies kann beispielsweise durch eine geschlitzte Ausführung des Verschlusselementes erreicht werden.

[0011] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

[0012] Es zeigen [0013] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung in einem Querschnitt, [0014] Fig. 2 die Messeinrichtung in einer Messposition, [0015] Fig. 3 die Messeinrichtung während des Einsetzens des Verschlusselementes und [0016] Fig. 4 die Messeinrichtung während des Herausziehens des Messaufnehmers.

[0017] Die Messeinrichtung 1 weist einen Messaufnehmer 2 auf, welcher in einer Messbohrung 3 eines Gehäuses 4 der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Zylinderkopf, angeordnet ist. Die Messbohrung 3 mündet direkt in den Brennraum 5 eines Zylinders der Brennkraftmaschine, wobei die Mündung mit Bezugszeichen 6 bezeichnet ist. Der Messaufnehmer 2 ist längs der Achse 7 der Messbohrung 3 verschiebbar in einer Fixierhülse 8 gelagert, welche ihrerseits in der Messbohrung in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist. In die Messbohrung 3 mündet eine Querbohrung 9 ein, welche dazu ausgebildet ist, einen Applikator 10 aufzunehmen. Über ein, durch eine Kugel aus einem permanent magnetischen Werkstoff gebildetes Verschlusselement 11 kann die Mündung 6 gasdicht verschlossen werden, wenn das Verschlusselement durch die Fixierhülse 8 gegen den Dichtsitz 12 gepresst wird.

[0018] Die Fixierhülse 8 ist gegenüber dem Gehäuse 4 durch die Dichtungselemente 13 abgedichtet. Des weiteren ist der Messaufnehmer 2 gegenüber der Fixierhülse 8 durch Dichtelemente 14 abgedichtet. Weitere Abdichtelemente 15 sind zwischen dem Applikator 10 und dem Gehäuse 4 vorgesehen. Geringfügige Leckagen während des Umschaltvorganges sind normal und beherrschbar.

[0019] Die aus einem elastischen Material bestehende Fixierhülse 8 kann dabei im Bereich einer dem Verschlusselement 11 zugewandten Stirnseite einen geschlitzten Bereich 8a mit zumindest einem Längsschlitz aufweisen, wobei der Messaufnehmer 2 in der Fixierhülse 8 gehalten wird. Wenn im eingeschobenen und fixiertem Zustand die Fixierhülse 8 gegen das Verschlusselement 11 auf den Dichtsitz 12 presst, wird die Fixierhülse 8 im geschlitzten Bereich 8a des Messaufnehmers 2 zu Folge des Längsschlitzes radial elastisch erweitert, wodurch der Messaufnehmer 2 freigegeben wird. In dieser Position kann der Messaufnehmer 2 einfach entfernt werden.

[0020] Über den Applikator 10 kann das Verschlusselement 11 bei Bedarf durch die Querbohrung 9 in die Messbohrung 3 eingesetzt oder aus dieser wieder entfernt werden.

[0021] Fig. 2 zeigt die Messeinrichtung 1 mit einem in der Messposition befindlichen Messaufnehmer 2. Das Verschlusselement 11 ist dabei durch den Applikator 10 aus der Messbohrung 3 herausgezogen, der Messaufnehmer 2 liegt gasdicht an der Mündung 6 an.

[0022] Fig. 3 zeigt die Messeinrichtung 1 bei Beendigung der Messung, wobei das Verschlusselement 11 mittels des Applikators 10 in die Messbohrung 3 eingebracht wird. Zuvor wurde der Messaufnehmer 2 längs der Achse 7 angehoben und aus dem Bereich der Mündung 6 entfernt.

[0023] Nach Einbringen des Verschlusselementes 11 in die Messbohrung 3 wird die Fixierhülse 8 abgesenkt und das Verschlusselement 11 gegen den Dichtsitz 12 gepresst, wodurch die Messbohrung 3 gasdicht gegen den Brennraum 5 abgedichtet ist. In dieser in Fig. 4 gezeigten Lage kann der Messaufnehmer 2 während des Betriebes der Brennkraftmaschine zur Gänze herausgezogen und bei Bedarf gewechselt werden. Um den Wärmeeintrag auf das Verschlusselement 11 zu limitieren kann die Motorlast während des Umbaues reduziert werden.

[0024] Die Erfindung eignet sich vor allem für Großmotoren, insbesondere für mit Schweröl gefeuerte Diesel-Brennkraftmaschinen wie etwa Zweitakt-Großmotoren, wie sie etwa für mariti- 2/5

Claims

österreichisches Patentamt AT 507 351 B1 2011-07-15 me oder stationäre Zwecke eingesetzt werden. Patentansprüche 1. Messeinrichtung (1) zur Ermittlung einer Messgröße im Brennraum einer Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderdruckes, mit einem Messaufnehmer (2), welcher in einer in den Brennraum (5) mündenden Messbohrung (3) angeordnet ist, wobei zwischen dem Messaufnehmer (2) und der Mündung (6) der Messbohrung (3) in Brennraum (5) ein Verschlusselement (11) wahlweise einbringbar oder entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (11) über zumindest eine Querbohrung (9) in die Messbohrung (3) mittels eines Applikators (10) einbringbar und/oder entfernbar ist.
2. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer (2) längsverschiebbar in der Messbohrung (3) angeordnet ist.
3. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Messaufnehmer (2) und Messbohrung (3) eine Fixierhülse (8) längsverschiebbar angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Messaufnehmer (2) in der Fixierhülse (8) längsverschiebbar gelagert ist.
4. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (11) durch die Fixierhülse (8) auf einen Dichtsitz (12) anpressbar ist.
5. Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (11) zumindest teilweise sphärisch geformt und vorzugsweise durch eine Kugel gebildet ist.
6. Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (11) und/oder der Applikator (10) durch einen Permanentmagneten gebildet ist oder einen Permanentmagneten aufweist.
7. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (8) auf der dem Verschlusselement (11) zugewandten Stirnseite einen geschlitzten Bereich (8a) mit zumindest einem Längsschlitz aufweist.
8. Verfahren zum Ermitteln einer Messgröße im Brennraum (5) einer Brennkraftmaschine, insbesondere des Zylinderdruckes, mit einer Messeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Messpause der Messaufnehmer (2) von einer Messlage im Bereich der Mündung (6) in den Brennraum (5) in eine Ruhelage längsverschoben wird, dass zwischen der Mündung (6) und dem Messaufnehmer (2) ein Verschlusselement (11) eingesetzt wird, und dass nach Beendigung der Messpause das Verschlusselement (11) wieder entfernt und der Messaufnehmer von der Ruhelage in die Messlage im Bereich der Mündung (6) längsverschoben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement über zumindest eine Querbohrung (9) in die Messbohrung (3) mittels eines Applikators (16) eingebracht und/oder entfernt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (11) während der Messpause über eine längsverschiebbare Fixierhülse (8) gegen einen Dichtsitz (12) im Bereich der Mündung (6) angepresst wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 3/5