DE1773760C - Measuring device for determining the maximum cylinder pressure in internal combustion engines - Google Patents

Measuring device for determining the maximum cylinder pressure in internal combustion engines

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DE1773760C
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German (de)
Inventor
Der Anmelder Ist
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Isajew, Afanasij A , Leningrad (Sowjetunion)
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Description

Die Stange 3 Hegt in einem Stromkreis, beispielsweise der Primärwicklung einer nicht dargestellten Induktionsspule. Der Ausgang der nicht dargestellten Sekundärwicklung der Induktionsspule ist mit einer nicht dargestellten Entladeeinrichtung zur visuellen Ablesung oder zur Aufzeichnung der Entladungen auf einem Papier verbunden.The rod 3 lies in a circuit, for example the primary winding of an induction coil, not shown. The output of the not shown The secondary winding of the induction coil is connected to a discharge device (not shown) for visual purposes Reading or recording of the discharges on a paper connected.

An den Anschlußstutzen 14 ist eine einen Gegendruck erzeugende, riit eiaem Manometer ausgestattete Druckluftzuleitung angeschlossen, die mittels eines nicht dargestellten Ventils mit einem Druckluftbehälter und mittels eines anderen Ventils mit der Atmosphäre verbunden werden kann.At the connecting piece 14 is a counterpressure generating, equipped with a manometer Compressed air supply connected, which by means of a valve, not shown, with a compressed air tank and can be connected to the atmosphere by means of another valve.

Der indikator 1 ist mit einem mit einem Gegendruckventil 8 versehenen Absperrventil 7 verbunden. Das unter Federspannung einer Feder 9 stehende Gegendruckventil 8 versperrt den Zutritt von Gasen aus dem Zylinder des Motors über den Anschlußstut7en 15 in die Kanäle 16,17.The indicator 1 is connected to a shut-off valve 7 provided with a counter pressure valve 8. The counter-pressure valve 8, which is under spring tension from a spring 9, blocks the entry of gases the cylinder of the engine via the connection stub 15 into the channels 16,17.

Der Kolben 10 dient zur Verschiebung des Gegen- ao druckventil», 8 in seine geöffnete Stellung. Am Ende des Hubweges stützt sich der Kolben 10 gegen einen Dichtungsring II, wobei eine Verbindung des Raumes 12 über den Zwischenraum entlang der Stange des Gegendruckventils 8 mit dem Hohlraum der Kanäle 16,17 verschlossen wird.The piston 10 serves to move the counter pressure valve 8 into its open position. At the end of the stroke, the piston 10 is supported against a sealing ring II, whereby a connection of the space 12 via the space along the rod of the counter pressure valve 8 with the cavity of the channels 16.17 is closed.

Der Raum 12 des Absperrventils 7 ist mittels eines Kanals 13 mit dem zwischen den vcntilsitzartigen Anschlägen gebildeten Raum 4 verbunden.The space 12 of the shut-off valve 7 is connected to the between the valve seat-like stops by means of a channel 13 formed room 4 connected.

Die Meßvorrichtung hat die folgende Wirkungsweise: Wird dem Anschlußstutzen 14 keine Druckluft zugeführt, so verschließt das unter Federspannung der Feder 9 siehende Gegendruckventil 8 die Verbindung vom Anschlußstutzen 15. Das Schaltventil 2 ist dabei an den ventilsitzartigen Anschlag 5 angedrückt. The measuring device has the following mode of operation: If the connecting piece 14 is no compressed air supplied, the counter-pressure valve 8, which is under the spring tension of the spring 9, closes the connection from the connecting piece 15. The switching valve 2 is pressed against the valve seat-like stop 5.

Während der Messung des Verbrennungsdrucks im Motor wird dem Anschlußstiitzen 14 Druckluft zugeleitet, die die Induktionsspule mit der elektrischen Stromquelle verbindet. Die Druckluft gelangt über den Raum 4 und den Verbindungskanal 13 in den Raum 12 über dem Kolben 10 und verschiebt diesen in seine untere Endlage. Dabei wird das Gegendruckventil 8 geöffnet und der Zutritt von Druckluft aus dem Raum 12 in den Motorzylinder mittels des Dichtungsrings 11 versperrt. Nach dem öffnen des Gegendruckventils 8 können die Gase des Zylinders durch die Kanäle 16, 17 zirkulieren.During the measurement of the combustion pressure in the engine, compressed air is fed to the connection support 14, which connects the induction coil to the electrical power source. The compressed air passes over the space 4 and the connecting channel 13 in the space 12 above the piston 10 and moves it in its lower end position. The counter-pressure valve 8 is opened and compressed air is admitted the space 12 in the engine cylinder is blocked by means of the sealing ring 11. After opening the back pressure valve 8 the gases of the cylinder can circulate through the channels 16, 17.

Nach dem öffnen des Gegendruckventils 8 steuern die aus dem Zylinderraum des Motors durch die Kanäle 16 und 17 kommenden Gase das Schaltventil 2 um, so daß dieses vom ventilsitzartigen Anschlag 5 zum ventilsitzartigen Anschlag 6 verschoben wird, sobald der Druck der Gase des Zylinderraumes des Motors in seiner von 0 bis zum Zylinderhöchstdriick wechselnden Phase eine über dein durch den Anschlagstutzen 14 zugeführten Vergleichsdruck liegende Größe erreicht hat.After opening the counter-pressure valve 8, the control from the cylinder chamber of the engine through the channels 16 and 17 coming gases, the switching valve 2 so that this from the valve seat-like stop 5 is shifted to the valve seat-like stop 6 as soon as the pressure of the gases of the cylinder chamber of the Motor in its phase, which changes from 0 to maximum cylinder pressure, via your through the stop fitting 14 supplied comparison pressure has reached a lying size.

Der beiderseits zwischen den vsntilsiteartigen Anschlägen gebildete Raum 4 und mit diesem der Raum 12 werden dann abwechselnd laufend einerseits mit dem Verbindungskanal zum den Vergleichsdruck zuführenden Anschlußstutzen 14 und andererseits über die Kanäle 16, 17 mit. dem Zylinderraum des Motors verbunden.The one on both sides between the vsntilsite-like attacks formed space 4 and with this the space 12 are then alternately continuously on the one hand the connecting channel to the connection piece 14 supplying the reference pressure and, on the other hand, via channels 16, 17 with. connected to the cylinder chamber of the engine.

Die Verschiebung des Kolbens 10 und das Festhalten desselben in seiner untersten Stellung nach erfolgtem öffnen des Rückschlagventils 8 erfolgt durch die auf die obere Kolbenfläche des Kolbens 10 im Raum 12 einwirkende Druckkraft, die durch die größere Fläche des Kolbens 10 größer ist als die vom Zylinderraum über das Rückschlagventil auf den Kolben von unten einwirkende Kraft Die im Zylinderraum befindlichen Gase entwickeln einen in seiner Größe in den Grenzen zwischen 0 und dem maximalen Zylinderdruck wechselnden Druck, wogegen die im Raum 12 herrschende Druckkraft sich während des Meßvorganges in ihrer Größe in den Grenzen zwischen dem maximalen Zylinderdruck und dem Vergleichsdruck ändert. Hierdurch wird es ermöglich!, die Meßvorrichtung mittels eines Verpleichsdruckcs von lediglich IO bis 15 kp/cm* einzuschalten, wobei der zu messende maximale Zylinderdruck 100 kp/cm2 überschreiten kann.The displacement of the piston 10 and the holding of the same in its lowest position after the check valve 8 has been opened is carried out by the pressure force acting on the upper piston surface of the piston 10 in the chamber 12, which is greater than that from the cylinder chamber above due to the larger surface of the piston 10 the non-return valve acting on the piston from below force The gases in the cylinder space develop a pressure that changes in size within the limits between 0 and the maximum cylinder pressure, whereas the pressure force prevailing in space 12 during the measuring process varies in size within the limits between the maximum cylinder pressure and the reference pressure changes. This makes it possible to switch on the measuring device by means of a comparison pressure of only 10 to 15 kp / cm *, the maximum cylinder pressure to be measured being able to exceed 100 kp / cm 2.

Durch Unterbrechung einer elektrischen Stromkette mittels des von einem der ventilsitzartigen Anschläge 5 /um anderen 6 überwechselnden Schaltventile 2 werden am Ausgang einer sekundären Induktionsspule Entladungen ausgelöst. Die Größe d s Vergleichsdruckes wird dann so lange geändert, bi^ keine Hntladungen mehr erfolgen, d. h. bis kein Über wechseln des Schaltventils von einem Ventilsitz zum anderen mehr erfolgt. Der in diesem Moment an einem Manometer angezeigte Vcrgleichsdruck ent spricht dann der Größe des zu messenden Maximaldruckes im Verbrennungsraum. Nach Beendiguni: dieses Meßvorganges wird der Anschlußstutzen 14 mittels eines Ventils mit der Atmosphäre verbunden und die Speiscqucllc der Induktionsspule abgeschaltet. Hierbei fällt der Druck im Raum 12 ab, und das Rückschlagventil 8 wird unter der Einwirkung der Feder 9 geschlossen, und das Schaltventil nimmt seine Ausgangsstellung ein.By interrupting an electrical current chain by means of one of the valve seat-like stops 5 / to another 6 alternating switching valves 2 are at the output of a secondary induction coil Discharges triggered. The size of the comparison pressure is then changed as long as bi ^ no more discharges take place, d. H. until no over change of the switching valve from one valve seat to another takes place more. The one at this moment The comparison pressure displayed on a manometer then corresponds to the size of the maximum pressure to be measured in the combustion chamber. After completion of this measuring process, the connecting piece 14 connected to the atmosphere by means of a valve and switched off the power supply of the induction coil. Here, the pressure in the space 12 drops, and the check valve 8 is under the action of Spring 9 is closed and the switching valve assumes its starting position.

Im Fall der Bestimmung der Größe des Verdichtungsdruckes wird die Brennstoffzufuhr zum Zylinderraum abgeschaltet.In the case of determining the size of the compression pressure the fuel supply to the cylinder chamber is switched off.

Die vorgeschlagene Meßvorrichtung kann ihre Anwendung finden bei Einstellung und Überprüfung der Verbrennungsmotoren, Kolbenkompressoren und anderer Kolbenmaschine^The proposed measuring device can be used in setting and checking the Internal combustion engines, reciprocating compressors and other reciprocating machines ^

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

weils mit unter der Größe des Hilfsdruckes hegendenbecause with below the size of the auxiliary pressure Patentanspruch: zu messenden Zylinderdrucken zu verbinden oderClaim: to connect or to measure cylinder pressures gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel abwech-alternately according to a second exemplary embodiment Meßvorrichtung zur Bestimmung des Zylinder- selnd zuerst mit unter der Größe des I ''"«j™*«Measuring device for determining the cylinder selnd first with below the size of the I '' "« j ™ * « höchstdruckes bei Verbrennungsmotoren mit 5 und anschließend mit über der Große des Hilfsdruk-maximum pressure in combustion engines with 5 and then with over the size of the auxiliary pressure einer einen Gegendruck zuführenden Rohrlei- kes Hegenden zu messenden Zylinderdrucken zu ver-cylinder pressures to be measured in a pipeline supplying a counterpressure tung, einem mit entgegengerichteten, ventilsitzar- binden. . . , ..direction, one with opposing valve seat bindings. . . , .. tigen Anschlägen zusammenwirkenden Schaltven- Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf,term stops cooperating switching valve Such an arrangement has the disadvantage til, mit einer den Zutritt der Gase des Zylinders daß die Meßvorrichtung ununterbrochen mit demtil, with one the admission of the gases of the cylinder that the measuring device continuously with the des Verbrennungsmotors zum Schaltventil ab- io Verbrennungsraum des Zylinders verbunden undof the internal combustion engine connected to the switching valve ab- io combustion chamber of the cylinder and sperrenden Absperreinrichtung, dadurch ge- auch ständig wirksam ist, wodurch die einzelnenblocking shut-off device, thereby also constantly effective, whereby the individual kennzeichnet, daß das Schaltventil (2) in Teile der Meßeinrichtung einem vorzeitigen Ver-indicates that the switching valve (2) in parts of the measuring device is subject to premature der bevorzugten Anschlagstellur.g ein Stromkreis- schleiß ausgesetzt sind.the preferred stop position are exposed to circuit wear. schließendes Element darstellt, daß der zwischen Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht dann, den ventilsitzartigen Anschlägen (5,6) gebildete 15 eine raumsparende Einrichtung zur Fernmessung des Raum (4) einerseits mitteis eines zur Öffnung des Zylinderdruckes an mehrzyhndrigen Verbrennungs-Absperrventils (7) in der Anfangsphase der motoren zu entwickeln, die jederzeit sowohl_wanrenj Druckluftbeaufschlagung dienenden Verbin- einzelner Probeprüfungen als auch fur die Dauer im dungskanals (13) mit dem Raum (12) des bei Betrieb einsatzbereit ist. Die Meßvorrichtung soll iws Druckluftbeaufschlagung auf das federbelastete 20 weiteren keine Wasserkühlung erfordern und zum 1-Rückschlagventil (8) einwirkenden Absperrventils dest keine kürzere Lebensdauer als der Motor I :- (7) verbunden ist und andererseits in der off- ben.The aim of the present invention is to provide a space-saving device for remote measurement of the space (4), on the one hand, by means of a multi-cylinder combustion shut-off valve (7) for opening the cylinder pressure. In the initial phase of the motors to develop the connection, which serves both the application of compressed air, and for the duration in the manure duct (13) with the room (12) which is ready for use during operation. The measuring device should essentially require no water cooling for the spring-loaded 20 and the shut-off valve acting on the 1-check valve (8) should not have a shorter service life than the motor I : - (7) connected and on the other hand in the open. nungsphase des Rückschlagventils (8) über Ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, c;wtion phase of the check valve (8) over the The invention is based on the object, c; w bindungskaniile (16, 17) bei einem größenmäßig derartige Messvorrichtung zu schaffen, die in tu·;to create binding channels (16, 17) in a measuring device of this type in terms of size, which in tu ·; über dem Vergleichsdruck liegenden Zylinder- 25 Verbrennungsmotor für immer eingebaut werdencylinder internal combustion engine 25 above the reference pressure must be installed forever druck mit dem Verbrennungsraum des Zylinders kann oder die auch am Verbrennungsmotor vorutxvpressure with the combustion chamber of the cylinder or the combustion engine can vorutxv verbunden ist. " gehend angebracht werden kann.connected is. "can be attached while walking. Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß d.» Schaltventil in der bevorzugten Anschlagstellung umThe task set is achieved in that d. " Switching valve in the preferred stop position 30 stromkreisschließendes Element darstellt, daß de;30 circuit-closing element represents that de; zwischen den ventilsitzartigen Anschlägen gebildete Raum einerseits mittels eines zur öffnung des Absperrventils in der Anfangsphase der Druckluftbcaut-Space formed between the valve seat-like stops on the one hand by means of a for opening the shut-off valve in the initial phase of the compressed air Die Erfindung bezieht sich auf e!ne Meßvorrich- schlagung dienenden Verbindungskanals mit dem tung zur Bestimmung des Zylinderhöchstdruckes bei 35 Raum des bei Druckluftbeaufschlagung auf das Verbrennungsmotoren mit einer einen Gegendruck federbelastete Rückschlagventil einwirkenden Abzuführenden Rohrleitung, einem mit entgegengerich- Sperrventils verbunden ist und andererseits in de ι teten, ventilsitzartigen Anschlägen zusammenwirken- Öffnungsphase des Rückschlagventils über Verbinden Schaltventil, mit einer den Zutritt der Gase des dungskanäle bei einem größenmäßig über dem VerZylinders des Verbrennungsmotors zum Schaltventil 40 gleichsdruck liegenden Zylinderdruck mit dem Verabsperrenden Absperreinrichtung. brennungsraum des Zylinders verbunden ist.The invention relates to e ! ne measuring device serving connecting duct with the device for determining the maximum cylinder pressure at 35 space of the pipe to be discharged when compressed air is applied to the internal combustion engine with a counterpressure spring-loaded check valve, which is connected to a counter-directional shut-off valve and, on the other hand, cooperates in de ι teten, valve seat-like stops. Opening phase of the check valve via connecting switching valve with a cylinder pressure that is equal in size to the cylinder pressure of the cylinder of the internal combustion engine to the switching valve 40 with the blocking device. combustion chamber of the cylinder is connected. Es ist bekannt, den Gasdruck schwerer, langsam Erfindungsgemäß ergibt sich der Vorteil, daß ablaufender Motoren mit anschließbaren Höchstdruck- Meßvorrichtung jeweils lediglich während der Zeit, in messern zu prüfen. Diese Meßgeräte werden am Indi- der die Messungen durchgeführt werden, mit dein katoranschluß des Motorzylinders nur für die Z;it 45 Verbrennungsraum des Zylinders in Verbindung der Prüfung angeschlossen. steht, wodurch ein vorzeitiges Verschleiß derselben Die bekannten elektropneumatischen Indikatoren, verhindert wird, daß sie in ihrer baulichen Gestaltung wie sie zur Fernüberwachung des Zylinderdruckes an unkompliziert und entweder für dauernd am Motor schnellaufenden Verbrennungsmotoren eingesetzt befestigt oder auch lediglich vorübergehend bei Bewerdcn, erfordern eine Wasserkühlung, wodurch sie 50 darf am Motor angebracht und wieder entfernt weräußerst sperrig sind, so daß man sie, da sie auch einem den kann.It is known to make the gas pressure heavier, slower. According to the invention, there is the advantage that it runs off Motors with connectable maximum pressure measuring device only during the time in to check knives. These measuring devices will be carried out on the indicator with your Cator connection of the engine cylinder only for the Z; it 45 combustion chamber of the cylinder in connection connected to the exam. stands, whereby a premature wear of the same The known electropneumatic indicators, prevents them in their structural design how to remotely monitor the cylinder pressure in an uncomplicated way and either for permanent on the engine high-speed internal combustion engines are used or only temporarily in case of require water cooling, which means that they can be attached to and removed from the engine are bulky, so that you can, because you can also. hohen vorzeitigen Verschleiß ausgesetzt sind, nicht In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des an jedem Zylinder eines schnellaufenden Motors ein- Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Zeichbaueil kann. Außerdem eigneii sie sich nicht zur lang- nung zeigt die erfindungsgemäße Meßvorrichtung zur dauernden Druckmessung bei periodisch erfolgenden 55 Bestimmung des Zylinderhöchstdruckes an Verbren-Prüfungen auf dem Prüfstand bzw. unter normalen nungsmotoren im Längsschnitt.are exposed to high premature wear, not In the drawing is an embodiment of the an object of the invention is shown on each cylinder of a high-speed engine. The drawing component can. In addition, the measuring device according to the invention shows that it is not suitable for long-term use continuous pressure measurement with periodic 55 determination of the maximum cylinder pressure in combustion tests on the test bench or under normal voltage engines in longitudinal section. Betriebsverhältnissen. Die Meßvorrichtung weist einen Indikator 1 mit Es ist auch eine Meßvorrichtung zur Bestimmung einem Schaltventil 2 auf. Das Schaltventil 2 sitzt auf des Zylinderhöchstdruckes bei Verbrennungsmotoren einer vom Gehäuse isolierten Stange 3 und ist in bekannt, bei der ein mit zwei ventilsitzartigen An- 60 einem zwischen den Anschlägen 5, 6 gebildeten schlagsflächen zusammenwirkender, als Schaltventil Raum 4 zwischen diesen Anschlägen 5,6 verschiebgebildeter und zwischen diesen Anschlagflächen als bar angeordnet. Dieses als ein einen Stromkreis Endlager hin- und herverschiebbarer und mit seiner schließendes Element ausgebildete Schaltventil 2 vereinen Kolbenseite mit dem Einschraubstutzen des hindert den Durchgang der aus dem Zylinder des Verbrennungsraunies des Zylinders verbundener und 65 Motors kommenden Gase in die an einen Anschlußmit seiner zweiten Kolbenseite mit der Zuleitung des stutzen 14 anschlicßbure Druckluftzuleitung oder Hilfsdruckes verbundener Kolben vorgesehen ist, der umgekehrt den Durchgang der Druckluft aus dieser dazu dient, einen piezoelektrischen Druckfühler je- Zuleitung in den Zylinder des Motors.Operating conditions. The measuring device has an indicator 1 There is also a measuring device for determining a switching valve 2. The switching valve 2 sits on the maximum cylinder pressure in internal combustion engines is a rod 3 isolated from the housing and is in known, in which one with two valve seat-like connectors 60 is formed between the stops 5, 6 striking surfaces interacting as a switching valve space 4 between these stops 5,6 shifted and arranged between these stop surfaces as a bar. This as a one circuit Combine the end bearing that can be pushed back and forth and the switching valve 2 formed with its closing element The piston side with the screw-in socket of the prevents the passage of the from the cylinder of the Combustion chambers of the cylinder connected and 65 engine coming gases into the connection with its second piston side with the supply line of the nozzle 14 anschlicßbure compressed air supply line or Auxiliary pressure connected piston is provided, which reverses the passage of the compressed air from this serves to put a piezoelectric pressure sensor each- supply line in the cylinder of the engine.

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