DE102004044702B4

DE102004044702B4 - Ölnebel-Erfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004044702B4
Application number: DE102004044702A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Nomura; Hiroji Kohsaka; Kennosuke Kojima; Masato Kaibara; Masaru Chuo Mochizuki; Junya Chuo Chujo
Original assignee: Horiba Ltd; Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Horiba Ltd; Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2009-10-22
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: JP3840470B2; GB0420528D0; KR100733255B1; KR20050053484A; GB2408798B; JP2005164408A; HK1076511A1; GB2408798A; GB2408798A8; DE102004044702A1

Abstract

Ölnebel-Erfassungsvorrichtung mit einem Gehäuse, das in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors anzuordnen ist, mit:
– einer Ölnebel-Einlasskammer (61) und
– einer Lichtemissionseinrichtung (2) und einer Photodetektoreinrichtung (3), die so angeordnet sind, dass sie einem transparenten Fenster (W) in der Ölnebel-Einlasskammer zugewandt sind;
– wobei die Lichtemissionseinrichtung Licht durch das transparente Fenster in einen vorbestimmten Erfassungsbereich der Ölnebel-Einlasskammer strahlt und die Photodetektoreinrichtung gestreutes Licht, das von im Erfassungsbereich existierendem Ölnebel herrührt, empfängt, das durch das transparente Fenster hindurchgestrahlt wird, um den Ölnebel zu erfassen;
– und wobei ein Teil eines die Ölnebel-Einlasskammer bildenden Wandkörpers (62) aus einem Innenrohr (63) und einem Außenrohr (64) mit einem Zwischenraum (65) zwischen diesen besteht, wobei an verschiedenen Stellen des Innen- und des Außenrohrs Durchgangsbohrungen (7, 8) vorhanden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung, wie sie einen Ölnebel mittels eines Lichtstreuverfahrens erkennt. Ein solcher Ölnebel wird z. B. dann erzeugt, wenn durch Überhitzung von Lagern in einem Verbrennungsmotor Schmiermittel erwärmt werden und Anteile derselben verdampfen. Eine solche Ölnebel-Erfassungsvorrichtung wird bevorzugt bei Verbrennungsmotoren von Schiffen oder anderen Wasserfahrzeugen verwendet.
Herkömmlich existieren zwei Hauptverfahren zum optischen Messen der Konzentration oder der Menge von Ölnebel in einer Atmosphäre: das eine ist vom Licht-Transmissions/Absorpti ons-Typ, und das andere ist vom Lichtstreutyp.
US 6,369,890 B1 beschreibt eine Messanordnung, bei der anhand von Streuung ein Ölnebel gemessen werden kann. Die dort vorgestellte Anordnung besteht aus einer von einer Zufuhr- und Ableitungseinheit abnehmbaren Messeinheit für den zu messenden Ölnebel. Dabei wird in der Zufuhr- und Ableitungseinheit eine Abtrennung von großen Öltropfen mittels eins Fliehkraftabscheiders erreicht und der Nebel anschließend der Messeinheit zugeführt. Die Messeinheit hat eine Messzelle, die offen ist in Richtung der Zufuhr- und Ableitungseinheit, wobei die Öffnung gegenüber der Detektionseinheit und senkrecht zu den Lichtquellen liegt.
Beim Licht-Transmissions/Absorptions-Typ ist der Aufbau, wie er in der 8 dargestellt ist, dergestalt, dass ein Lichtemissionselement einem Photodetektorelement über einen geeigneten Trennabstand hinweg zugewandt ist, wobei durch Messen der Schwächung von Transmissionslicht aufgrund der Absorption durch irgendwelchen vorhandenen Nebel oder Dampf erfasst wird, ob zwischen diesen beiden Elementen irgendwelcher Ölnebel existiert. Demgemäß wird dieser Typ durch jegliche physikalische Verunreinigung der Teile der Vorrichtung, durch die das Licht läuft (z. B. transparente Fenster) beeinflusst, wobei jede Verunreinigung zu Fehlfunktionen und fehlerhaften Erfassungszuständen führen kann, die sich aufgrund der Lichtschwächung durch die Verunreinigung ergeben. Wenn z. B. für einen Zustand ohne Verunreinigung angenommen wird, dass 20% der maximalen Menge des empfangenen Lichts, die das Photodetektorelement vom Lichtemissionselement empfängt, einer Schwächung durch eine Maximalmenge erzeugten Ölnebels entspricht, und 10% der Menge des empfangenen Lichts tatsächlich einer Schwächung aufgrund einer unerwünschten Verunreinigung entspricht, könnte eine Einrichtung zum Ausführen der Beurteilung, wie ein Computer, fehlerhaft beurteilen, dass die Maximalmenge an Ölnebel vorliegt, während tatsächlich nur die Hälfte dieser Menge vorliegt. Wie oben angegeben, neigt der Licht-Transmissions/Absorptions-Typ selbst dann zu Fehlfunktion, wenn die Verunreinigung gering ist, genauer gesagt, besteht die Tendenz zu falscher Erfassung und fehlerhafter Mitteilung über den Zustand, obwohl jedwede deutliche Menge an erzeugtem Ölnebel fehlt, so dass eine periodische Kalibrierung oder Wartung, wie ein Reinigungsvorgang mit Frischluft oder dergleichen erforderlich ist.
In der 9 ist eine Ausführungsform zum Erfassen von durch einen Ölnebel gestreutem Licht dargestellt. Wenn im untersuchten Raum kein Ölnebel existiert, gelangt bei diesem Verfahren im Prinzip kein von einem Lichtemissionselement abgestrahltes Licht in ein Photodetektorelement, so dass der erfasste Zustand die Realität widerspiegelt, d. h. dass Unempfindlichkeit gegenüber einer Verunreinigung eines Fensters oder anderer Teile entlang dem optischen Pfad existiert, da es nicht auf die Schwächung von Licht beim Erfassen von Ölnebel ankommt, wobei jedoch eine geringe Schwankung der Empfindlichkeit auftreten kann. Genauer gesagt, kommt es zu keinem drastischen Unterschied gegenüber dem genauen Ablesewert, wie bei der Vorrichtung vom beschriebenen Licht-Transmissions/Absorptions-Typ, wenn z. B. die vom Photodetektorelement empfangene Lichtmenge um 5% geschwächt wird. Der Lichtstreutyp arbeitet relativ genau, solange der Raum, in den der Ölnebel eingeleitet wird, nicht übermäßig groß ist und das Licht, das an den den Raum bildenden Wänden gestreut wird, vernachlässigbar ist.
Wenn jedoch der Raum, in den ein Ölnebel eingeleitet wird, klein ist, da z. B. das Lichtemissionselement und das Photodetektorelement rechtwinklig zueinander angeordnet sind, gelangt ein wesentlicher Teil des durch die den Erfassungsraum einschließenden benachbarten Wände gestreuten Lichts (nachfolgend als ”Basispegellicht” bezeichnet) trotz des Fehlens eines Ölnebels in das Photodetektorelement, und eine Schwankung des Basispegellichts aufgrund des Einflusses einer Verunreinigung führt zu einer möglichen Fehlfunktion. Z. B. geschieht es, wie es in der 10 dargestellt ist, da der Ausgangspegel (Nullpegel) aufgrund des Basispegellichts durch Verunreinigung abgesenkt ist, dass die Summe aus dem Basispegel-Ausgangssignal und dem Ausgangssignal aufgrund eines Ölnebels den Warnpegel nicht erreicht, obwohl der Ausgangswert als Ergebnis des Lichts ansteigt, das durch das Vorliegen von Ölnebel gestreut wird, da es der Vorrichtung nicht gelingt, das Vorliegen einer großen Menge an Ölnebel korrekt zu erfassen und mitzuteilen. Als Ergebnis dieses Mangels werden bestimmte Typen einschlägiger Vorrichtungen durch eine komplizierte Konstruktion kalibriert, wie es in JP-3263085 B2 angegeben ist.
Ferner müssen sowohl beim Transmissions/Absorptions- als auch beim Streuungstyp der oben genannten Vorrichtungen das Lichtemissionselement und das Photodetektorelement getrennt, mit einem bestimmten Raum dazwischen, angeordnet sein. Wenn diese beiden Elemente innerhalb eines Gehäuses unterzubringen sind, verfügt dieses über beträchtliche Größe. Wenn beide Elemente getrennt zu montieren sind, wird der Vorgang zum Montieren derselben an einem Motor oder dergleichen kompliziert, mit der zugehörigen Gefahr beeinträchtigter Genauigkeit beim Positionieren und Montieren dieser Elemente.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung ein kompaktes, hohles Gehäuse entwickelt, an dem das Lichtemissionselement und das Photodetektorelement in enger Nachbarschaft montiert werden, und er hat auch eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung vom Lichtstreutyp entwickelt, bei der dieser Typ eines Hohlgehäuses im Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors so montiert werden kann, dass das Gehäuse vorteilhaft in das Innere des Kurbelgehäuses vorsteht.
Im Fall eines Zweitaktmotors, bei dem eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung an einer Position montiert ist, die weniger anfällig für Öltröpfchen ist, arbeitet eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung mit der oben genannten Anordnung angemessen, jedoch können bei einem Viertaktmotor, bei dem die Ölnebel-Erfassungsvorrichtung an einer Position montiert ist, die während des Normalbetriebs für Öltröpfchen anfällig ist, Öltröpfchen in das Innere des Gehäuses eindringen, und es ist möglich, dass der Ölnebel aufgrund des Effekts dieser Öltröpfchen nicht genau erfasst wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung vom Lichtstreutyp auf Grundlage einer einfachen Anordnung zum Vermeiden, dass Öltröpfchen leicht in das Innere des Gehäuses eindringen können, eine Vorrichtung, die in Umgebungen, in denen Öltröpfchen und Sprühnebel in beträchtlicher Menge vorhanden sind, einfach handhabbar (anbringbar oder abnehmbar) ist, sowie eine solche Vorrichtung zu schaffen, die stabil und genau das Vorliegen von Ölnebel erkennen kann und die eine lange Betriebslebensdauer aufweist.
Eine erfindungsgemäße Ölnebel-Erfassungsvorrichtung weist die Merkmale gemäß dem beigefügten Anspruch 1 auf. Bei dieser Vorrichtung ist es, da die Ölnebel-Einlasskammer nicht über einen geraden Pfad mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, sondern über die Innenrohr-Durchgangsbohrungen, den Zwischenraum und die Außenrohr-Durchgangsbohrungen, möglich, zu verhindern, dass im Kurbelgehäuse erzeugte Öltröpfchen in die Ölnebel-Einlasskammer gelangen. Außerdem kann, da diese Anordnung verhindert, dass grobe Öltröpfchen in das Innere der Ölnebel-Einlasskammer eindringen, sie aber nicht das Eindringen des Ölnebels verhindert, alleine der Ölnebel korrekt erfasst werden, da der Effekt irgendwelcher Öltröpfchen beseitigt ist. Ferner kann die Konstruktion der Vorrichtung einfach sein, und ihre Größe kann kleiner sein, da es diese wirksame Anordnung nur erfordert, dass das Außen- und das Innenrohr gemäß dem Plan der Erfindung aufgebaut sind.
Um zu verhindern, dass Öltröpfchen, die die Außenrohr-Durchgangsbohrung durchdringen, durch die Innenrohr-Durchgangsbohrung in die Ölnebel-Einlasskammer gelangen, ist der Aufbau gemäß dem beigefügten Anspruch 2 von Vorteil.
Um die Prallplatte effektiv anzuordnen, ist ihre Anordnung gemäß dem beigefügten Anspruch 3 bevorzugt.
Um Verzögerungen bei der Erfassung eines Ölnebels zu vermeiden, sollte jeder im Kurbelgehäuse erzeugte Ölnebel den Erfassungsbereich so schnell wie möglich erreichen. Dies ist durch den Aufbau gemäß dem beigefügten Anspruch 4 möglich, bei dem der Ölnebel den Erfassungsbereich direkt erreichen kann.
Um den obigen Effekt zu verbessern, ist es bevorzugt, dass die Innenrohr-Durchgangsbohrung eine Öffnung nach unten benachbart zum Erfassungsbereich aufweist, die sich lateral entlang dem Erfassungsbereich erstreckt.
Jegliche Öltröpfchen, die durch die Außenrohr-Durchgangsbohrungen eintreten, laufen zusammen und bilden im unteren Teil des Gehäuses ein Bad. Um jegliches derartiges Badöl abzuleiten, ist es bevorzugt, dass die Außenrohr-Durchgangsbohrung zumindest im unteren Teil des Außenrohrs vorhanden ist. Ölspritzer können in das Innere des Innenrohrs eindringen, jedoch ist es zu erwarten, dass die Ölmenge sehr klein ist. Um jegliche Ölspritzer abzuleiten, die in das Innere gelangen, ist es bevorzugt, dass die Innenrohr-Durchgangsbohrung auch im unteren Teil des Innenrohrs angeordnet ist. Ferner ist das Design maximal wirksam, wenn ein externer Ölableitkanal vorhanden ist, um zu verhindern, dass Öl unter dem transparenten Fenster des Wandkörpers ein Bad bildet.
Die Vorrichtung ist hier als konkrete Anordnung repräsentiert, die über ein zylindrisches Gehäuse verfügt, das so montiert ist, dass sein abschließender Endabschnitt in das Kurbelgehäuse, z. B. mit seiner horizontalen Achsenlinie, hineinsteht.
Wenn diejenige Seite des transparenten Fensters, die der Ölnebel-Einlasskammer zugewandt ist, mit einem oleophoben Film bedeckt ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Ölspritzer am transparenten Fenster anhaften, selbst dann verringert, wenn eine hohe Konzentration von Ölnebel oder eine große Menge an Öltröpfchen vorliegt. Bei diesem Szenarium existiert eine geringe Wahrscheinlichkeit dafür, dass Streulicht von Öltröpfchen, die am transparenten Fenster anhaften, erfasst wird, und so kann eine genauere Erkennung von Ölnebel gewährleistet werden.
Wenn die der Ölnebel-Einlasskammer zugewandte Seite des transparenten Fensters mit einem oleophilen Film bedeckt ist, kann verhindert werden, dass sich aufgrund einer Kondensation von Ölnebel auf seiner Oberfläche ein Nebel absetzt, und dies ermöglicht es, Erfassungsfehlfunktionen zu vermeiden, wie die oben genannte Situation, wenn aufgrund von Schwankungen des Basispegels von Licht kein Alarmzustand erkannt wird, insbesondere aufgrund einer Verringerung des erfassten Lichtpegels wegen einer Verunreinigung des transparenten Fensters, obwohl Ölnebel mit niedriger Konzentration vorhanden sein kann, während sich eine große Menge von Öltröpfchen in der Atmosphäre befindet.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht, die die Gesamtheit einer Ölnebel-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine erläuternde Ansicht zum Veranschaulichen eines Zustands der in Gebrauch befindlichen Ölnebel-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine Schnittansicht, die den Innenaufbau der Ölnebel-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine längsgeschnittene Stirnansicht, gesehen von der Vorderseite der Anordnung eines Wandkörpers der Ölnebel-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform her.
5 ist eine Schnittansicht, gesehen von der Oberseite der Anordnung des Wandkörpers der Ölnebel-Erfassungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform her.
6 ist eine geschnittene Längsansicht entlang der Linie A-A' in der 4.
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B' in der 4.
8 ist ein erläuterndes Prinzipdiagramm zum Erläutern eines Erfassungsprinzips einer Ölnebel-Erfassungsvorrichtung vom Licht-Transmissions/Absorptions-Typ.
9 ist ein erläuterndes Prinzipdiagramm zum Erläutern eines Erfassungsprinzips einer Ölnebel-Erfassungsvorrichtung vom Lichtstreutyp.
10 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Erfassungsprinzips einer herkömmlichen Ölnebel-Erfassungsvorrichtung vom Lichtstreutyp.
Eine Ölnebel-Erfassungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist, an einem Kurbelgehäuse C eines Dieselmotors, z. B. für Schiffe oder andere Wasserfahrzeuge, montiert, und sie wird dazu verwendet, einen Ölnebel zu erfassen, wie er innerhalb des Kurbelgehäuses C aufgrund einer Überhitzung von Lagern oder dergleichen erzeugt wird.
Genauer gesagt, verfügt die Ölnebel-Erfassungsvorrichtung über einen zylindrischen Erfassungsabschnitt 11, der an einer Montageöffnung C1 montiert ist, die an einer Wand am Kurbelgehäuse C angebracht ist, wobei die Montageöffnung C1 von außen durchdrungen wird, und mit einem würfelförmigen Steuerabschnitt 12, der mit dem proximalen Ende des Erfassungsabschnitts 11 verbunden ist.
Der Erfassungsabschnitt 11 verfügt über ein Gehäuse 6, wie es in der 3 dargestellt ist, wobei eine Ölnebel-Einlasskammer 61, die vorhanden ist, damit ein Ölnebel in sie eingeleitet und in ihr diffundiert wird, an der distalen Endseite des Gehäuses 6 ausgebildet ist, und wobei eine Detektoraufnahmekammer 66 an der zugehörigen proximalen Endseite ausgebildet ist. Die Ölnebel-Einlasskammer 61 und die Detektoraufnahmekammer 66 sind durch ein transparentes Fenster W aus einem transparenten Plattenmaterial getrennt, und eine Lichtemissionseinrichtung 2 und eine Photodetektoreinrichtung 3 sind nebeneinander an einer Position angeordnet, die in der Detektoraufnahmekammer 66 dem transparenten Fenster W zugewandt ist.
Die Lichtemissionseinrichtung 2 ist z. B. eine LED, deren Lichtemissionsfläche so angeordnet ist, dass sie dem transparenten Fenster W zugewandt ist, und bei dieser Ausführungsform emittiert die LED Licht, dessen Wellenlänge zu einem Teilchendurchmesser des Ölnebels passt. Selbstverständlich kann die Lichtemissionseinrichtung 2 eine LD (Laserdiode) oder dergleichen sein. Die Photodetektoreinrichtung 3 ist z. B. eine PD (Photodiode), deren Lichtempfangsfläche so angeordnet ist, dass sie dem transparenten Fenster W zugewandt ist, und sie gibt ein elektronisches Signal aus, das der Intensität des durch die Lichtempfangsfläche empfangenen Lichts entspricht. Selbstverständlich kann die Photodetektoreinrichtung 3 ein CCD oder eine andere Photodetektoreinrichtung sein.
Die Lichtemissionseinrichtung 2 und die Photodetektoreinrichtung 3 sind nebeneinander so angeordnet, dass eine optische Achse des Bestrahlungslichts LB und eine optische Achse des Empfangslichts LS im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und sie durch eine Trennplatte 43 getrennt sind, die entlang einer axialen Linie 6C des Gehäuses 6 angeordnet ist, wie es in der 3 dargestellt ist. Das von der Lichtemissionseinrichtung 2 abgestrahlte Bestrahlungslicht LB wird durch eine erste Ablenkeinrichtung 41, die zwischen der Lichtemissionsfläche der Lichtemissionseinrichtung 2 und dem transparenten Fenster W angeordnet ist, zu einer Seite der Photodetektoreinrichtung 3 umgelenkt und durch das transparente Fenster W, wie es in der 4 dargestellt ist, auf einen Erfassungsbereich S gestrahlt, der angrenzend an die axiale Linie 6C der Ölnebel-Einlasskammer 61 angeordnet ist. Das Streulicht LS, wie es abgestrahlt wird, wenn das Einstrahlungslicht LB auf den im Erfassungsbereich S vorhandenen Ölnebel trifft, durchläuft das transparente Fenster W, wie es in der 3 dargestellt ist, und dann wird es durch eine zweite Ablenkeinrichtung 42, die zwischen der Lichterfassungsfläche der Photodetektoreinrichtung 3 und dem transparenten Fenster W angeordnet ist, so abgelenkt, dass es durch die Photodetektoreinrichtung 3 empfangen wird. Die erste Ablenkeinrichtung 41 und die zweite Ablenkeinrichtung 42 haben jeweils die Form eines Halbkreises einer kreisförmigen Konvexlinse, die durch eine gerade Linie halbiert wird, die durch eine optische Achse (Zentrum) der kreisförmigen Konvexlinse verläuft, wobei zwischen den Halbflächen der halbkreisförmigen Konvexlinse ein dünnwandiges Lichtausblendelement 44 angeordnet ist. Ferner ist eine In nenseite des distalen Endabschnitts des Gehäuses 6 verjüngt, um eine Kreiskegelform zu bilden, so dass das Streulicht LS, das an der distalen Endseite der Ölnebel-Einlasskammer 61 eintreten kann, nach mehreren Reflexionen an der Innenseite absorbiert wird (nicht als Streulicht reflektiert wird).
Das durch die Photodetektoreinrichtung 3 empfangene Streulicht LS wird als elektronisches Signal, das der Intensität des Lichts entspricht, in ein Erfassungssignal umgesetzt und über eine Vorverstärkerschaltung an den Steuerabschnitt 12 geliefert, um eine Lampe zum Aufleuchten zu bringen, die den Zustand des Ölnebels anzeigt. Das Erfassungssignal kann über ein Kabel an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hauptsteuereinheit übertragen werden.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie es in den 4 bis 7 dargestellt ist, ein Seitenumfangsabschnitt eines Wandkörpers 62, der die Ölnebel-Einlasskammer 61 bildet, so ausgebildet, dass er eine doppelschichtige Wandkonstruktion mit einem Innenrohr 63 und einem Außenrohr 64 bildet, zwischen denen ein Zwischenraum 65 vorhanden ist. Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8 und Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7 zum Einleiten von Ölnebel in das Innere der Ölnebel-Einlasskammer 61 sind an voneinander verschiedenen Stellen so angebracht, dass die Dicke des Innenrohrs 63 bzw. des Außenrohrs 64 durchdrungen wird, damit Ölnebel durch diese Durchgangsbohrungen 7, 8 und den Zwischenraum 65 zwischen dem Innenrohr 63 und dem Außenrohr 64 in die Ölnebel-Einlasskammer 61 eingeleitet oder aus ihr herausgeleitet werden kann. Die voneinander verschiedenen Stellen zeigen hierbei eine Positionsbeziehung, bei der ein gewisser Abschnitt teilweise überlappt, zusätzlich zu einer Positionsbeziehung, gemäß der das Innere von außen nicht erkennbar ist, anders gesagt, wo keine Abschnitte einander überlappen. Nun wird jede der Durchgangsbohrungen 7, 8 kon kret beschrieben.
Die Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7 bestehen aus z. B. vier Durchgangsbohrungen, die oberhalb des Zentrums des Außenrohrs 64 angeordnet sind (hier als ”erste Außenrohr-Durchgangsbohrungen” 7(1) bezeichnet), und vier Durchgangsbohrungen, die unterhalb des Zentrums des Außenrohrs 64 angeordnet sind, (zwei Durchgangsbohrungen, die am distalen Endabschnitt angeordnet sind, werden als zweite Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(2) bezeichnet, eine Durchgangsbohrung, die im zentralen Abschnitt angeordnet ist, wird als dritte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(3) bezeichnet, und eine Durchgangsbohrung, die im proximalen Endabschnitt angeordnet ist, wird als vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) bezeichnet).
Jede der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) verfügt über eine Kreisform, mit Anordnung an einer Position unter einem Winkel zu einem oberen Teil des Außenrohrs 64, wobei zwei der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) an derselben Position in einer Richtung der axialen Linie 6C am distalen Endabschnitt des Außenrohrs 64 angeordnet sind und die anderen zwei ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) an derselben Position in der Richtung der axialen Linie 6C am proximalen Endabschnitt des Außenrohrs 64 angeordnet sind.
Jede der zweiten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(2) ist an einer Position unter einem Winkel zu einem unteren Abschnitt des Außenrohrs 64 und mit derselben Form wie der der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) angeordnet. Jede zweite Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(2) ist direkt unter der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1), mit Anordnung am distalen Endabschnitt des Außenrohrs 64, angeordnet.
Die dritte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(3) ist im untersten Teil des Außenrohrs 64 mit der Form eines Kreises mit einem Durchmesser angeordnet, der größer als der der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) ist.
Die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) liegt in Form einer Ellipse vor, die sich zu einer Umfangsrichtung ausgehend vom untersten Teil des Außenrohrs 64 zu einem Abschnitt unter einem Winkel zum unteren Abschnitt des Außenrohrs 64 erstreckt, wobei sie am proximalen Endabschnitt des Außenrohrs 64 angeordnet ist. Die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) ist im Wesentlichen direkt unter der dritten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(3) angeordnet.
Die Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8 bestehen z. B. aus vier kreisförmigen Durchgangsbohrungen (hier als ”erste Innenrohr-Durchgangsbohrungen” 8(1) bezeichnet), die am distalen Endabschnitt des Innenrohrs 63 angeordnet sind, einer kreisförmigen Durchgangsbohrung (als ”zweite Innenrohr-Durchgangsbohrung” 8(2) bezeichnet), die am proximalen Endabschnitt des Innenrohrs 63 angeordnet ist, und einer elliptischen Durchgangsbohrung (als ”dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung” 8(3) bezeichnet).
Die ersten Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8(1) sind im höchsten Abschnitt, an den beiden Seiten und am untersten Abschnitt des Innenrohrs 63, an insgesamt vier Punkten, angeordnet, wobei die Abschnitte gleich wie die der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) eingestellt sind, die am distalen Endabschnitt angeordnet sind, sowie die der zweiten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(2) in der Richtung der axialen Linie 60, jedoch außer Phase entlang dem Umfang des Innenrohrs 63. Die ersten Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8(1) überlappen überhaupt nicht mit den ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) und der zweiten Außenrohr-Durchgangsboh rung 7(2).
Die zweite Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(2) ist im in oberen Abschnitt des Innenrohrs 63 angeordnet, wobei dieser Abschnitt gleich eingestellt ist wie der der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1), mit Anordnung am proximalen Endabschnitt in der Richtung der axialen Linie 6C, jedoch außer Phase entlang dem Umfang des Innenrohrs 63. Die zweite Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(2) überlappt in keiner Weise mit den ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1).
Die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) existiert mit elliptischer Form, wobei sie sich entlang einer Umfangsrichtung vom untersten Abschnitt des Innenrohrs 63 zu einer Seite desselben erstreckt, mit einer Anordnung näher an einem distalen Ende in Bezug auf die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) und mit teilweiser Überlappung mit der vierten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4).
Ferner sind bei dieser Ausführungsform Prallplatten 10 zwischen der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1), bei der es sich um die nach oben offene Außenrohr-Durchgangsbohrung 7 handelt, und der Innenrohr-Durchgangsbohrung 8 angeordnet, die angrenzend zur ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) oder unter dieser liegt, um zu verhindern, dass Öltröpfchen in die Innenrohr-Durchgangsbohrung 8 fließen. Jede Prallplatte 10 ist ein plattenförmiges Element, das zwischen der Innenseite des Außenrohrs 64 und der Außenseite des Innenrohrs 63 liegt und den Zwischenraum 65 zwischen ihnen versperrt.
Genauer gesagt, sind die Prallplatten 10 zwischen der am distalen Endabschnitt angeordneten ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und den an den beiden Seiten derselben angeordneten ersten Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8(1) sowie zwischen der am proximalen Endabschnitt angeordneten ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und der zweiten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(2) sowie der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) angeordnet, die zu beiden Seiten der ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) angeordnet sind.
Die Prallplatte 10, die zwischen der am distalen Endabschnitt des Außenrohrs 64 angeordneten ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und der sich am höchsten Abschnitt des Innenrohrs 63 befindenden ersten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(1) angeordnet ist, liegt in der Form einer geraden Platte vor, die sich in der Richtung der axialen Linie 6C erstreckt. Die Prallplatte 10, die zwischen der am distalen Endabschnitt des Außenrohrs 64 liegenden ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und der auf einer Seite des Innenrohrs 63 liegenden ersten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(1) angeordnet ist, liegt in einer Seitenansicht mit gekrümmter oder gebogener Form vor, wobei ein oberer Abdeckabschnitt 10A vorhanden ist, der einen oberen Abschnitt der ersten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(1) abdeckt, und ein seitlicher Abdeckabschnitt 10B vorliegt, der sich von einem Ende des oberen Abdeckabschnitts 10A aus nach unten erstreckt, um eine Seite der ersten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(1) abzudecken.
Die Prallplatte 10, die zwischen der am proximalen Endabschnitt vorhandenen ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und der zweiten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(2) vorhanden ist, liegt mit der Form einer geraden Platte vor, die sich in der Richtung der axialen Linie 6C erstreckt. Die Prallplatte 10, die zwischen der am proximalen Endabschnitt liegenden ersten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(1) und der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) angeordnet ist, liegt in einer Seitenansicht mit gekrümmter oder gebogener Form vor, mit einem oberen Abdeckabschnitt 10A, der einen oberen Abschnitt der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) abdeckt, und mit einem seitlichen Abdeckabschnitt 10B, der sich von einem Ende des oberen Abdeckabschnitts 10A nach unten erstreckt, um eine Seite der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) abzudecken. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich dieser seitliche Abdeckabschnitt 10B kontinuierlich bis zum seitlichen Abdeckabschnitt 10B der Prallplatte 10, die an ihrer Rückseite angeordnet ist, um den seitlichen Randabschnitt der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) vollständig abzudecken.
Außerdem wird, da die Detektoraufnahmekammer 66 und die Ölnebel-Einlasskammer 61 des Gehäuses 6 gesondert ausgebildet und eingebaut sind, um dann verbunden zu werden, wobei der Zusammenbau oder die Herstellung berücksichtigt ist, sammelt sich Öl leicht unter dem transparenten Fenster W, das einen Verbindungsabschnitt bildet, als Bad. Dann ist in diesem Abschnitt des Wandkörpers 62 eine Nut als externer Ableitkanal 13 ausgebildet, der mit der vierten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) verbunden ist, damit das Öl gleichmäßig abgeleitet werden kann.
Gemäß der so aufgebauten Ausführungsform ist, wenn eine große Menge an Öltröpfchen zu einem oberen Teil des Gehäuses 6 herausspritzt, wenn z. B. eine Vorabzufuhr von Schmieröl beim Starten oder Stoppen des Motors erfolgt, durch die Prallplatte 10 verhindert, dass durch die nach oben zeigende Außenrohr-Durchgangsbohrung 7 eindringende Öltröpfchen in die Innenrohr-Durchgangsbohrung 8 eindringen, wobei sie. dann von der Außenrohr-Durchgangsbohrung 7 abgeleitet werden, die im unteren Abschnitt angeordnet ist. Im Ergebnis ist es möglich, sicher zu verhindern, dass Öltröpfchen in den Erfassungsbereich S fließen. Im Gegensatz dazu ist es möglich, da der Ölnebel den Erfassungsbereich S durch die Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7, den Zwischenraum 65 und die Innen rohr-Durchgangsbohrungen 8 erreicht, einen Ölnebel genau zu erfassen, da der Einfluss jeglicher Öltröpfchen beseitigt ist.
Insbesondere erreicht bei dieser Ausführungsform, wie es in den 4 bis 7 dargestellt ist, der Ölnebel den Erfassungsbereich S durch die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) und die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3), die hauptsächlich im unteren Abschnitt des Erfassungsbereich angeordnet sind, und zwar aufgrund von Konvektion und Diffusion im Motor. Da die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) und die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) benachbart zum Erfassungsbereich S angeordnet sind, und da insbesondere die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) mit einer langen Form vorliegt, deren Bohrungsabschnitt sich so erstreckt, dass er eine Seite des Erfassungsbereichs S erreicht, und da die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) und die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) einander teilweise überlappen, so dass der Ölnebel den Erfassungsbereich S direkt von außen her erreicht, wird der Ölnebel nicht daran gestört, den Erfassungsbereich S zu erreichen, so dass er ohne Verzögerungszeit erfasst wird. Außerdem ist es möglich, den Ölnebel effektiv auszutauschen, da die Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7 und die Innenrohr-Durchgangsbohrungen 8 am distalen Endabschnitt und am oberen Abschnitt der Ölnebel-Einlasskammer 61 mehrfach angeordnet sind.
Ferner gelangen die Öltröpfchen nicht in das Innere des Erfassungsbereichs S, obwohl sie von oben her verspritzt werden, da die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) und die dritte Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) nach unten offen sind. Da die vierte Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(4) an einer Position angeordnet ist, die in der axialen Richtung geringfügig verschieden von der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) ist, ist der Effekt von Öltröpfchen, die nach oben verspritzen könnten, aufgrund der Umgrenzung minimal. Die Prallplatte 10, die im unteren Abschnitt der proximalen Endseite der dritten Innenrohr-Durchgangsbohrung 8(3) in der 4 hochsteht, ist eine Wand 10C, die verhindert, dass Öltröpfchen aus einer Richtung mit einem Winkel zum Boden zum transparenten Fenster W hin verspritzen.
Außerdem existiert keine Wahrscheinlichkeit, dass Öl in der Ölnebel-Einlasskammer 61 ein Bad bildet, da Flächen der dritten und vierten Außenrohr-Durchgangsbohrung 7(3), 7(4), die im untersten Teil des Außenrohrs 64 angeordnet sind, größer als z. B. die Gesamtfläche der nach oben offenen ersten Außenrohr-Durchgangsbohrungen 7(1) ausgebildet sind.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt.
Z. B. besteht für Positionen, Formen und die Anzahl der Innen- und Außenrohr-Durchgangsbohrungen keine Einschränkung auf die oben beschriebene Ausführungsform. Es können verschiedene Modifizierungen vorliegen, insoweit die Positionen so liegen, dass keine wechselseitige Überlappung vorliegt, um zu verhindern, dass Öltröpfchen direkt in die Ölnebel-Einlasskammer 61 eindringen. Außerdem gilt dasselbe für Positionen, Formen und die Anzahl der Prallplatten, und insbesondere wird eine Prallplatte vorzugsweise in solchen Abschnitten angeordnet, in denen viele Öltröpfchen existieren.
Außerdem besteht für die Form oder das Material des Gehäuses keine Einschränkung auf die oben beschriebene Ausführungsform.
Außerdem wird z. B. im Fall eines Viertakt-Dieselmotors mit mittlerer oder hoher Drehzahl die Ölnebel-Erfassungsvorrichtung an einer Position montiert, die anfällig für Öltröpf chen ist und an der die Dichte des Ölnebels während normalen Betriebs hoch ist. Wenn im Fall einer Ölnebel-Erfassungsvorrichtung für hohe Dichte ein optisches Fenster mit einem oleophoben Film bedeckt ist, ist es möglich, das transparente Fenster vor Verschmutzung zu schützen. Gemäß diesem Verfahren ist es möglich, die Anzahl der Prallplatten am Innenrohrelement zu verringern, wodurch die Anordnung zum Verhindern von Öltröpfchen vereinfacht ist.
Wenn ein oleophober Film verwendet wird, kann Ölnebel am transparenten Fenster kondensieren, und es kann ein Beschlag auftreten. Im Allgemeinen erzeugt dieser Beschlag eine Lichtstreuung an einer Fläche des Fensters, wodurch das Basislicht als Störung zunimmt. Im Fall eines Zweitakt-Dieselmotors mit niedriger Drehzahl wird die Ölnebel-Erfassungsvorrichtung an einer Position montiert, die weniger anfällig für Öltröpfchen ist, und die Dichte des Ölnebels ist während des Normalbetriebs niedrig. Da für diesen Fall ein Alarmpegel niedrig eingestellt wird, kann ein geringer Anstieg des Basislichts zu einer Fehlfunktion führen. Im Ergebnis ist es, um dies zu verhindern, bevorzugt, dass als Schutzüberzug für das transparente Fenster ein oleophiler Film verwendet wird. Der oleophile Film verhindert einen Beschlag auf der Fläche des transparenten Fensters aufgrund des Kondensierens von Ölnebel auf der Fläche, was es ermöglicht, den Ölnebel stabil zu erfassen.
Gemäß der oben beschriebenen Erfindung ist die Ölnebel-Einlasskammer über die Innenrohr-Durchgangsbohrungen, die Zwischenräume und die Außenrohr-Durchgangsbohrungen nicht durch einen direkten Pfad mit dem Kurbelgehäuse verbunden, wodurch es möglich ist, zu verhindern, dass im Kurbelgehäuse erzeugte Öltröpfchen in die Ölnebel-Einlasskammer eindringen. Außerdem kann alleine ein Ölnebel ohne jegliche Öltröpfchen korrekt erfasst werden, da es diese Anordnung verhindert, dass grobe Öltröpfchen in die Ölnebel-Einlasskammer eindringen, wohingegen ein Ölnebel nicht daran gehindert wird. Ferner ist der Aufbau der Vorrichtung einfach und ihre Größe ist klein, wobei ferner die Lebensdauer größer ist, die Handhabung einfacher ist und die Herstellung billiger ist, da es der beschriebene effiziente Aufbau lediglich erfordert, dass das Außenrohr und das Innenrohr gemäß dem beschriebenen Plan konstruiert werden.
Es wird eine energiesparende Ölnebel-Erfassungsvorrichtung angegeben, die gemäß einem Lichtstreuverfahren arbeitet und das Vorliegen eines Vorrichtung nach Anspruchs stabil und genau erfassen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über einen einfachen Aufbau, der keinerlei Abpumpmechanismus unter Verwendung elektrischer und mechanischer Energie in Umgebungen benötigt, in denen Öltröpfchen und Sprühnebel in beträchtlicher Menge vorhanden sind.

Claims

Ölnebel-Erfassungsvorrichtung mit einem Gehäuse, das in einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors anzuordnen ist, mit: – einer Ölnebel-Einlasskammer (61) und – einer Lichtemissionseinrichtung (2) und einer Photodetektoreinrichtung (3), die so angeordnet sind, dass sie einem transparenten Fenster (W) in der Ölnebel-Einlasskammer zugewandt sind; – wobei die Lichtemissionseinrichtung Licht durch das transparente Fenster in einen vorbestimmten Erfassungsbereich der Ölnebel-Einlasskammer strahlt und die Photodetektoreinrichtung gestreutes Licht, das von im Erfassungsbereich existierendem Ölnebel herrührt, empfängt, das durch das transparente Fenster hindurchgestrahlt wird, um den Ölnebel zu erfassen; – und wobei ein Teil eines die Ölnebel-Einlasskammer bildenden Wandkörpers (62) aus einem Innenrohr (63) und einem Außenrohr (64) mit einem Zwischenraum (65) zwischen diesen besteht, wobei an verschiedenen Stellen des Innen- und des Außenrohrs Durchgangsbohrungen (7, 8) vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Außenrohr-Durchgangsbohrung (7) und einer Innenrohr-Durchgangsbohrung (8) eine Prallplatte (10) angeordnet ist, um zu verhindern, dass Öltröpfchen von der Außenrohr-Durchgangsbohrung in die Innenrohr-Durchgangsbohrung fließen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (10) zwischen einer nach oben offenen Außenrohr-Durchgangsbohrung (7) und einer Innenrohr-Durchgangsbohrung (8) angeordnet ist, die angrenzend an die Außenrohr-Durchgangsbohrung oder unter dieser liegt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenrohr-Durchgangsbohrung (7) und eine Innenrohr-Durchgangsbohrung (8), von denen jede nach unten geöffnet ist, angrenzend an den Erfassungsbereich angeordnet sind und sie einander teilweise überlappen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenrohr-Durchgangsbohrung (8), die benachbart zum Erfassungsbereich nach unten geöffnet ist, auch über eine Öffnung verfügt, die sich zur Seite des Erfassungsbereichs hin erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenrohr-Durchgangsbohrung (7) in einem unteren Teil des Außenrohrs (64) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Außenseite hin ein Kanal ausgebildet ist, um zu verhindern, dass Öl unter dem transparenten Fenster (W) am Wandkörper (62) ein Bad bildet.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Gehäuses zylindrisch ist und seine Spitze so montiert ist, dass sie in das Kurbelgehäuse vorsteht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Seite des transparenten Fensters (W), die der Ölnebel-Einlasskammer (61) zugewandt ist, mit einem oleophoben Film bedeckt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Seite des transparenten Fensters (W), die der Ölnebel-Einlasskammer (61) zugewandt ist, mit einem oleophilen Film bedeckt ist.