DE102006027710A1 - Verfahren und Vorrichtung zur indirekten Messung eines Motorzylinderdrucks - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Bestimmen des Drucks innerhalb des Brennraumes eines Motors. Der Motor weist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung auf, die in einer Öffnung eines Zylinderkopfs sitzt, um Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen. Der Brennraumdruck wirkt auf die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ein, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung von dem Zylinderkopf abzuwerfen. Eine Klemmanordnung ist vorgesehen, um die Kraftstoffeinspritzvorrichtung an dem Zylinderkopf zu befestigen und der Kraft zu widerstehen, die durch den Druck innerhalb des Brennraums gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgebracht wird. Ein Dehnungsmessumformer ist mit der Klemmanordnung verbunden, um die Kraft zu messen, die durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung auf die Klemmanordnung ausgeübt wird, und dadurch indirekt den Brennraumdruck, der gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wirkt, zu bestimmen.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messen des Drucks innerhalb des Brennraums eines Motors.
- Hintergrund der Erfindung
- Es ist wünschenswert, den Druck innerhalb des Brennraums eines Motors zu messen. Beispielsweise kann solch ein Druck als ein Eingang an Motorsteuerungssysteme wie z. B. ein Kraftstoffzuleitungssystem in einem Diesel- oder Benzinmotor verwendet werden. Der Brennraum ist jedoch für einen Drucksensor eine sehr raue Umgebung und es wäre wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die indirekte Messung des Brennraumdrucks vorzusehen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Vorrichtung zum Bestimmen des Drucks innerhalb des Brennraums eines Motors. Der Motor weist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung auf, die in einer Öffnung eines Zylinderkopfes sitzt, um Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen. Der Brennraumdruck wirkt auf die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ein, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung von dem Zylinderkopf auszustoßen. Eine Klemmanordnung ist vorgesehen, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung an dem Zylinderkopf zu befestigen und der Kraft zu widerstehen, die durch den Druck innerhalb des Brennraums gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgebracht wird. Ein Dehnungsmessumformer ist mit der Klemmanordnung verbunden, um die Kraft zu messen, die auf die Klemmanordnung durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgeübt wird, und dadurch indirekt den Brennraumdruck, der gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wirkt, zu messen.
- Die vorliegende Erfindung wird aus der hierin nachfolgenden detaillierten Beschreibung verständlich. Es sollte einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele, während sie die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur Veranschaulichungszwecken dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, wobei:
-
1 eine schematische Darstellung eines Motor-Zylinderkopfes und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, und eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
2 eine schematische Darstellung eines Motor-Zylinderkopfes und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, und eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
3 eine schematische Darstellung eines Motor-Zylinderkopfes und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, und eine dritte Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
4 eine schematische Darstellung eines Motor-Zylinderkopfes und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, und eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt; -
5 eine schematische Darstellung eines Motor-Zylinderkopfes und einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist, und eine fünfte Ausführungsform der Erfindung zeigt. - Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
- Die nachfolgende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform/en ist lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendungen oder Verwendungen nicht einschränken.
- Bezug nehmend auf
1 ist ein Motor10 zu sehen, der schematisch gezeigt ist. Der Motor10 umfasst einen Motorblock12 mit einer Bohrung14 , in der sich ein Kolben16 hin- und herbewegt. Die Bohrung14 ist an ihrer Oberseite durch einen Zylinderkopf18 geschlossen, der mit dem Motorblock12 und dem Kolben16 dabei zusammenwirkt, einen Brennraum22 zu definieren. - Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
24 sitzt in einer Bohrung oder Öffnung26 in dem Zylinderkopf18 , um Kraftstoff in den Brennraum22 einzuspritzen. Die Öffnung26 ist eine abgestufte Bohrung mit einer Schulter28 , auf der eine entsprechende Schulter32 des Kraftstoffeinspritzeinrichtungskörpers34 sitzt, um so die Spitze36 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 in Verbindung mit dem Brennraum22 zu bilden. - Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
24 ist an dem Zylinderkopf18 befestigt und in der Öffnung26 durch eine Klemmanordnung, allgemein bei40 be zeichnet, festgehalten. Wie in1 zu sehen, umfasst die Klemmanordnung40 eine Klemme42 mit einem ersten Ende44 , das auf einer Schulter46 des Kraftstoffeinspritzeinrichtungskörpers34 ruht. Das zweite Ende48 der Klemme42 ruht auf einem Sockel50 , der in Position auf dem Zylinderkopf18 gegossen ist. Eine Schraube52 erstreckt sich durch ein Loch54 zwischen den zwei Enden der Klemme und ist in den Zylinderkopf18 eingeschraubt, so dass die Klemme42 in Position gehalten ist und die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 wiederum in ihrer eingebauten Position von1 festhält. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 kann für ein Service oder einen Austausch durch Entfernen der Schraube52 und der Klemme42 entfernt werden. - Es ist einzusehen, dass während eines Betriebs des Motors der Druck innerhalb des Brennraums
22 auf die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 mit einer Kraft einwirkt, die in der Richtung wirkt, in der die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 von dem Zylinderkopf18 ausgestoßen wird. Die Klemmanordnung40 wird durch eine Kraft belastet, die proportional zu dem Druck ist, der auf die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 wirkt. - Wie in
1 zu sehen, ist zwischen dem ersten Ende44 der Klemme42 und der Schulter46 des Kraftstoffeinspritzeinrichtungskörpers34 ein Umformer60 angeordnet. Der Umformer60 ist eine Kraftmesszelle, z. B. eine piezoelektrische Vorrichtung, und kann in der Form einer Unterlegscheibe vorliegen, die die Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 umgibt. Ein Leitungsdraht oder -drähte62 ist/sind mit einer Motorsteuerungseinheit64 verbunden, die wiederum durch einen Draht66 mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung24 verbunden ist. Die Motorsteuerungseinheit64 enthält Algorithmen, Kalibirertabellen und dergleichen, um den elektrischen Widerstand des Umformers60 auszuwerten und den Druck in dem Brennraum zu bestimmen und dann Motorvariablen wie z. B. eine Zündverstellung, einen Kraftstoffbedarf etc. zu steuern. -
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine Klemme224 von einer Schraube252 festgehalten ist, um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung242 fest- und niederzuhalten.2 zeigt auch, dass ein Umformer260 zwischen dem Kopf270 der Schraube252 und der Klemme224 vorgesehen ist. Der Umformer260 kann eine Kraftmesszelle in der Form einer Unterlegscheibe sein, die den Schaft272 der Schraube umgibt und dadurch zwischen dem Kopf270 der Schraube und dem Körper der Klemme242 eingeschlossen ist. Ein Draht262 erstreckt sich von dem Umformer260 zu der Steuereinheit264 . -
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine Klemme342 von einer Schraube352 festgehalten ist, um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung324 fest- und niederzuhalten. Ein Umformer360 ist zwischen dem zweiten Ende348 der Klemme342 und dem Sockel350 des Motorzylinderkopfes318 vorgesehen. Der Umformer360 kann eine piezoelektrische oder eine andere kraftmesszellenartige Vorrichtung sein, die eine Änderung eines Widerstands erfährt, die proportional der darauf aufgebrachten Kraft ist. Ein Draht362 erstreckt sich von dem Umformer360 zu der Steuereinheit364 . -
4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine Klemme442 von einer Schraube452 festgehalten ist, um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung424 fest- und niederzuhalten. Ein Umformer460 in der Form eines Dehnungsmessstreifens ist an dem Körper der Klemme442 befestigt. Der Dehnungsmessstreifen erfährt eine Änderung des Widerstands, die proportional der Dehnung ist, die die Klemme442 erfährt, wenn die Klemme dem Brennraumdruck widersteht, der auf die Kraftstoff einspritzeinrichtung424 wirkt. Ein Draht462 erstreckt sich von dem Umformer460 zu der Steuereinheit464 . -
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, in der eine Klemme542 von einer Schraube552 festgehalten ist, um eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung524 fest- und niederzuhalten. Ein Umformer560 in der Form eines Dehnungsmessstreifens ist an dem Schaft572 der Schraube562 befestigt. Der Dehnungsmessstreifen erfährt eine Änderung des Widerstands, die proportional dem Grad einer Dehnung ist, die die Klemme542 erfährt, wenn die Klemme dem Brennraumdruck widersteht, der auf die Kraftstoffeinspritzeinrichtung524 wirkt. Ein Draht562 erstreckt sich von dem Umformer560 zu der Steuereinheit564 . - Die vorhergehende Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft und Änderungen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche sollen daher innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen. Beispielweise kann, obwohl die Beschreibung speziell Umformer erwähnt, die piezoelektrische Kraftmesszellen-Unterlegscheiben oder Dehnungsmessstreifen sind, eine andere bekannte Umformertechnologie mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtungs-Klemmanordnung verbunden sein, um eine Dehnung zu erfassen, die die Klemmanordnung erfährt, und dadurch die Bestimmung des Brennraumdrucks zu ermöglichen, der wirksam ist, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aus dem Zylinderkopf hinaus zu schieben.
Claims (8)
- Vorrichtung zum Bestimmen des Drucks innerhalb des Brennraums eines Motors, wobei der Motor eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweist, die in einer Öffnung eines Zylinderkopfes sitzt, um Kraftstoff in den Brennraum einzuspritzen, umfassend: eine Klemmanordnung, die die Kraftstoffeinspritzeinrichtung an dem Zylinderkopf befestigt und der Kraft widersteht, die durch den Druck innerhalb des Brennraums gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung ausgeübt wird; und einen Dehnungsmessumformer, der der Klemmanordnung zugehörig ist, um die Kraft zu erfassen, die auf die Klemmanordnung durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgebracht wird, und dadurch indirekt den Brennraumdruck zu bestimmen.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Klemmanordnung eine Klemme umfasst, die ein erstes Ende, das auf der Kraftstoffeinspritzeinrichtung lagert, und ein zweites Ende, das auf dem Zylinderkopf lagert, aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umformer eine Kraftmesszelle ist, die zwischen dem ersten Ende der Klemme und der Kraftstoffeinspritzeinrichtung angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umformer eine Kraftmesszelle ist, die zwischen dem zweiten Ende der Klemme und dem Zylinderkopf angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umformer ein Dehnungsmessstreifen ist, der an der Klemme zwischen dem ersten und zweiten Ende davon angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Schraube wirksam ist, um die Klemme zwischen dem ersten und zweiten Ende niederzuhalten und der Umformer eine Kraftmesszelle ist, die zwischen dem Kopf der Schraube und der Klemme angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Schraube wirksam ist, um die Klemme zwischen dem ersten und zweiten Ende niederzuhalten, und der Umformer ein Dehnungsmessstreifen ist, der an dem Schaft der Schraube befestigt ist.
- Verfahren zum Messen des Drucks innerhalb des Brennraums eines Motors, der eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufweist, die in einer Öffnung in einem Zylinderkopf sitzt, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Verbindung mit dem Brennraum zu positionieren, umfassend die Schritte, dass: eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung an dem Motor-Zylinderkopf durch eine Klemmanordnung befestigt wird, die auf dem Zylinderkopf sitzt und mit der Kraftstoffeinspritzeinrichtung in Eingriff steht, um die Kraftstoffeinspritzeinrichtung in der Öffnung gegen den Druck innerhalb des Brennraums festzuhalten, und die Klemmanordnung mit einem Dehnungsmessumformer verbunden wird, um die Kraft zu messen, die auf die Klemmanordnung durch die Kraftstoffeinspritzeinrichtung aufgebracht wird, und dadurch indirekt den Brennraumdruck zu messen, der gegen die Kraftstoffeinspritzeinrichtung wirkt.
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