DE19845512B4 - Vorrichtung zur Erfassung von Vorgängen im Brennraum einer in Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Erfassung von Vorgängen im Brennraum (1) einer Verbrennungskraftmaschine (2) mit einer zur Übertragung von UV-Strahlung geeigneten Übertragungseinrichtung (7), deren eines Ende derart in einem den Brennraum (1) begrenzenden Bauteil angeordnet ist, daß damit ein Bereich des Brennraums (1) optisch abbildend erfaßbar ist, einer Umwandlungseinrichtung (9), mit der die von der Übertragungseinrichtung (7) an deren anderem Ende abgegebene UV-Strahlung abbildend in entsprechende Spannungssignale umwandelbar ist, und einer Steuerungs- und Auswerteeinrichtung (9a), mit der die Spannungssignale in Helligkeitswerte für unterschiedliche Flächenbereiche umwandelbar sind, die Umwandlungseinrichtung (9) ein Fixierelement (22) aufweist, das mit dem brennraumfernen Ende der Übertragungseinrichtung (7) korrespondiert und mit dem eine Vielzahl von Fasern (23) eines Lichtwellenleiters zusammengefaßt ist, wobei die Fasern (23) jeweils zu einem Photomultiplier oder zu einer Photodiode geführt sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Vorgängen im Brennraum einer in Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine.
• Bei der Brennverfahrenentwicklung bzw. -otimierung ist es unerläßlich, möglichst präzise Aussagen über den zeitlichen und räumlichen Ablauf des Verbrennungsvorgangs innerhalb des Brennraums treffen zu können. Ein besonderes Interesse besteht dabei an der Kenntnis der Temperatur und der Zusammensetzung bzw. der Strahlungsintensität und -eigenschaften der im Brennraum vorhandenen Gase bzw. Partikel.
• Die nach dem Stand der Technik zur Verbrennungsanalyse eingesetzten Verfahren lassen sich im wesentlichen in Flammenphotographie (mit Hochgeschwindigkeitsfilmen) und Lichtwellenleitermeßtechnik an ausgewählten Stellen des Motors einteilen.
• Bei der Flammenphotographie treten insbesondere die beiden nachfolgend genannten Probleme als nachteilig in Erscheinung:
  Die Flammenphotographie erfordert die Schaffung einer relativ großflächigen Fensteröffnung an irgendeiner Stelle des Brennraums, die üblicherweise mit Hilfe einer Glasscheibe verschlossen wird. Diese Fensteröffnung stellt jedoch eine u.U. schwerwiegende Veränderung der Brennraumeigenschaften (beispielsweise im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit) dar, so daß Ergebnisse oft nur sehr eingeschränkt verwendbar sind.
• Ein weiteres Problem der Flammenphotographie ist darin zu sehen, daß aufgrund der bei hohen Drehzahlen erforderlichen hohen Bildfrequenzen Intensitätsprobleme auftreten.
• Des weiteren kann mit dem bekannten System der Flammenphotographie nicht hinreichend flexibel auf eventuell beabsichtigte Veränderungen der Versuchsanordnung reagiert werden. So ist es beispielsweise nicht möglich, einen Beobachtungsbereich innerhalb des Brennraums nach einmal festgelegter Fensterposition frei auszuwählen. Aus diesem Grunde sind die bekannten Flammenphotographiemethoden in der Regel nur für spezielle Problemstellungen geeignet.
• Im Hinblick auf die Lichtwellenleitermeßtechnik wird in der EP 0 325 917 A1 eine Einrichtung offenbart, bei der in der Kolbenmulde des Kolbens eines Verbrennungsmotors eine Vielzahl (insgesamt 25) von optischen Sensoren eingebaut ist. Die Signale dieser Sensoren werden über Lichtleiter und eine Koppelstelle von dem beweglichen Kolben auf ein feststehenes Bauteil des Motors übertragen. Aufgrund der Vielzahl der Sensoren ist ein derartiges System lediglich für ausgesprochene Versuchsmotoren verwendbar. Aufgrund der Festlegung der Sensoren ist eine Variation der erfaßten Brennraumbereiche nicht möglich.
• Außerdem ist es beispielsweise aus der EP 0 593 413 A1 bekannt, optische Sensoren in einem den Brennraum begrenzenden Dichtelement, beispielsweise einer Zylinderkopfdichtung, anzuordnen. Auf diese Weise ist eine zweidimensionale Abbildung der Verbrennungsvorgänge möglich. Auch bei diesem System ist wiederum eine Inflexibilität bezüglich einer Veränderung des erfaßten Bereichs festzustellen.
• Außerdem sind aus dem Stand der Technik bereits Endoskopsysteme bekannt, mit denen Strahlung im sichtbaren Bereich erfaßt werden kann. So ist in der DE 34 21 106 C2 eine Einrichtung beschrieben, bei der in eine Einsatzhülse in dem Zylinderkopf ein Endoskop eingesetzt ist. Um Überhitzungsprobleme zu vermeiden, ist das Endoskop über seine ganze Länge von einer Kühlmanschette umgeben und in dieser von Hand ein- und ausfahrbar, um es lediglich während der Aufnahmezeit gegen den Boden eines Fensters in der Brennraumwand zu verschieben.
• Mit Hilfe eines ringförmigen Spaltes zwischen einer Adapterhülse und dem Endoskop wird eine Wärmeableitung verhindert, so daß das Fenster so stark aufgeheizt wird, daß sich daran kein Ruß ablagern kann. Im übrigen ist das Endoskop jedoch von außen her gekühlt, um die kritischen Bauteiltemperaturen nicht zu überschreiten.
• Um Vorgänge erfassen zu können, bei denen keine Strahlung emittiert wird, muß mit einem zweiten Zugang zum Brennraum der interessierende Bereich beleuchtet werden. Dieser zweite Zugang vergrößert den Herstellungs- und Montageaufwand und verringert die Flexibilität des bekannten Systems, da eine Veränderung des beleuchteten Bereichs kaum möglich ist.
• Außerdem ist aus der DE 196 41 867 A1 eine optoelektronische Meßeinrichtung zur Erfassung von Verbrennungsvorgängen im Brennraum bekannt. Bei dieser Einrichtung sind innerhalb der Zylinderkopfdichtung zumindest ein Lichtemitter und ein optischer Sensor angeordnet. Lichtemitter und optischer Sensor sind dabei innerhalb der Zylinderkopfebene um einen Winkel von etwa 60° versetzt zueinander angeordnet und so ausgerichtet, daß sich Sensorbereich und Emitterbereich im Brennraum über lappen. Da der zur Beobachtung geeignete Raum unbedingt in dem vergleichsweise kleinen Überlappungsbereich liegen muß, mangelt es der bekannten Meßeinrichtung an einer wünschenswerten Flexibilität im Sinne einer möglichst beliebigen und nachträglichen Veränderung des Erfassungsbereichs.
• Die DE 38 01 949 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Übertragung elektromagnetischer Wellen. In dem Kolben einer Verbrennungskraftmaschine ist eine geringe Anzahl von Sonden angeordnet, wobei das Signal jedes zu einer Sonde gehörigen Lichtleiter-Faserbündels nach Art einer einzelnen Gebersonde an eine separate auf der anderen Seite des Spaltes angeordnete Zylinderrohrsonde weitergegeben werden muss. Wesentlich für die vorbekannte Vorrichtung ist der Umstand, daß das von einer Zylinderrohrsonde ausgehende Lichtleitkabel lediglich zu einem einzigen Photomultiplier zur Umwandlung in digitale elektrische Signale weitergeleitet wird. Mit jeder einzelnen Kolbensonde oder Gebersonde kann daher – trotz der Verwendung von mehreren parallelen Fasern in den Lichtwellenleitern – nur eine Information über die immitierte Strahlung an einem einzigen Ort im Brennraum abgegeben werden. Sämtliche Lichtleiterfasern, die von einer einzelnen Kolbensonde ausgehen, sind somit hinsichtlich ihres Informationsgehalts „gleichgeschaltet". Aus diesem Grunde ist mit Hilfe der vorbekannten Vorrichtung keine optisch abbildende Erfassung eines Brennraumbereichs möglich, sondern lediglich Aussagen über punktuelle Strahlungsinformation.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Erfassungsvorrichtung vorzuschlagen, die sich durch eine gute räumliche Auflösung der Flamme auszeichnet, um genaue Flammenstrukturen erfassen zu können. Außerdem soll die Vorrichtung eine ausreichende zeitliche Auflösung ermöglichen, um Schwankungen zwischen verschiedenen Arbeitszyklen erfassen zu können sowie auch bei hohen Motordrehzahlen hinreichend viele Bilder pro Verbrennungszyklus erfassen zu können.
• Des weiteren müssen die betreffenden Bestandteile der Vorrichtung zur Übertragung bzw. Umwandlung von UV-Strahlung geeignet sein, da beispielsweise die ottomotorische Flamme in einem Wellenlängenbereich von ca. 300 nm (z.B. OH-Radikal als Zwischenprodukt der Verbrennung mit 306 nm), d.h. im ultravioletten Bereich, verbrennt. Aus diesem Grunde ist die bei der reinen Verbrennung emittierte Strahlung für das menschliche Auge nicht sichtbar. Verbrennungsstrahlung im sichtbaren Bereich (380 nm bis 780 nm) wird vielmehr durch andere Komponenten, wie z.B. Rußstrahlung (gelbe Flamme) oder Kohlenmonoxid, hervorgerufen.
• Ferner soll die zu schaffende Vorrichtung eine kompakte Bauweise ermöglichen und im Bedarfsfall auch eine integrierte Beleuchtung des Brennraums bereitstellen können.
• Erfindungsgemäß wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die vorstehende Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
• Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich die beim Verbrennen einer ottomotorischen Flamme im UV-Bereich emittierte Strahlung sicher detektieren. Zu diesem Zweck sind sowohl die Übertragungseinrichtung als auch die Umwandlungs einrichtung UV-geeignet. Aufgrund der bildlichen und nicht nur eindimensionalen Erfassung des Verbrennungsvorgangs ist eine gute räumliche Auflösung der Flammeinsgesamt zwecks einer Analyse von Flammenstrukturen möglich. Die bildliche Erfassung erlaubt des weiteren eine freie Wahl des Beobachtungsbereiches, zum Beispiel auch ein gezieltes Herauszoomen kritischer Brennraumbereiche.
• Da im Gegensatz zu bekannten Systemen eine vorherige Festlegung der zu beobachtenden Brennraumbereiche nicht erforderlich ist, zeichnet sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung durch eine große Flexibilität aus. Genaue Vorkenntnisse oder Vermutungen über das Verbrennungsverhalten bzw. die interessierenden Brennraumbereiche sind nicht notwendig.
• Während es sich bei Photomultipliern um photoelektrische Wandler handelt, die nach dem äußeren Photoprinzip arbeiten (d.h. beim Auftreffen von Photonen werden aus der Anode Elektronen herausgelöst und daraufhin mehreren Vervielfacherstufen zugeleitet), handelt es sich bei Photodioden um photoelektrische Wandler, die auf dem inneren Photoeffekt basieren. Bei ihnen wird ein zur Intensität der Strahlung proportionales elektrisches Signal durch die Eindringtiefe der Photonen in die Oberfläche des Sensors bestimmt. Sowohl Photomultiplier als auch Photodioden wandeln elektromagnetische Strahlung in ein Spannungssignal um.
• Die Vorteile der Photomultiplier liegen in ihrer großen Schnelligkeit, die eine sehr hohe Bildfrequenz ermöglicht, sowie in ihrer ausgesprochen hohen UV-Empfindlichkeit. Hieraus resultiert eine sehr breite Einsatzmöglichkeit. Ein gewisser Nachteil der Photomultiplier besteht darin, daß sie bei einem parallelen Einsatz un tereinander abgestimmt werden müssen, da sie ein voneinander abweichendes Proportionalitätsverhalten aufweisen. Aus diesem Grunde ist eine Eichung unerläßlich. Des weiteren ist das benötigte Bauvolumen vergleichsweise groß sowie das Vorhandensein einer Hochspannungsversorgung unverzichtbar.
• Bei ebenfalls sehr großer Schnelligkeit der Photodioden ist deren Vorteil darin zu sehen, daß sie zu wesentlich günstigeren Preisen verfügbar sind als Photomultiplier. Da des weiteren alle Photodioden die gleiche Empfindlichkeit besitzen, ist eine Eichung nicht erforderlich. Die Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlen ist bei Photodioden jedoch bei weitem nicht so groß wie die bei Photomultipliern.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Kombination eines Lichtwellenleiters und faserweise davon versorgten Photomultipliern oder Photodioden bietet hervorragende Möglichkeiten zur Erfassung von mit hoher Geschwindigkeit ablaufenden Vorgängen, da die zeitliche Auflösung extrem gut ist. Mit der Erfindung wurde somit erstmals die Möglichkeit einer zeitlich und bildmäßig hochauflösenden Hochgeschwindigkeitskamera für UV-Anwendungen geschaffen. Die Auslesefrequenz läßt sich nahezu beliebig steigern. Eine praxistaugliche und mit vertretbaren Kosten verbundene Auslesefrequenz beträgt ca. 200 kHz, was gleichbedeutend mit einer Auflösung von ca. 0,05 – 0,1 °KW bei einer Drehzahl von 8000 1/min ist. Hierdurch wird eine Untersuchung von Klopfvorgängen ermöglicht, was mit den bisher bekannten bildgebenden und hochauflösenden Vorrichtungen nicht der Fall war.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Übertragungseinrichtung ein Endoskop aufweist.
• Als selbständiges Bauteil läßt sich ein Endoskop einfach montieren und demontieren, was z. B. bei einem schadensbedingten Austausch oder baulichen Veränderungen von Vorteil ist.
• Aufgrund des sehr geringen möglichen Durchmessers eignet sich ein Endoskop sehr gut zum nachträglichen Einbau in einen bestehenden Zylinderkopf, ohne daß hierzu schwerwiegende Eingriffe erforderlich wären. Die mit derartigen Endoskopen realisierbaren Blickwinkel können deutlich über 100° betragen.
• Auch wenn ein Endoskop eine Vielzahl von Einzelfasern besitzt, kann es einen Durchmesser von nicht mehr als 4 mm einschließlich einer Schutzhülle aufweisen. Spezielle Lichtleiter-Endoskope eignen sich ebenfalls zur Übertragung von UV-Strahlung.
• Die Erfindung weiter ausgestaltend, wird vorgesehen, daß die Übertragungseinrichtung einen parallel zum Endoskop verlaufenden und neben diesem in den Brennraum mündenden Lichtwellenleiter zur Ausleuchtung des mit dem Endoskop erfaßbaren Brennraumbereichs aufweist, wobei das Endoskop und der Lichtwellenleiter in separaten Fenstern einer gemeinsamen Einsteckhülse angeordnet und von mindestens einer Schutzscheibe abgedeckt sind.
• Auf diese Weise kann auf die Einbringung eines separaten Zugangs für einen Lichtwellenleiter zur Ausleuchtung des Beobachtungsbereichs verzichtet werden. Da der Lichtwellenleiter und das Endoskop unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, sind die jeweils erfaßten Winkelbereiche im wesentlichen deckungsgleich.
• Bei handelsüblichen Endoskopen vorhandene Lichtwellenleiter, die ringförmig um die eigentliche Kernfaser verteilt angeordnet sind, sind für eine Beobachtung in heißer Umgebung nicht geeignet, da die zum Schutz des Endoskops unerläßliche Glasscheibe einen nicht tolerierbaren Blendeffekt zur Folge hätte. Dieser Blendeffekt läßt sich trotz der auch vor dem Lichtwellenleiter verwendeten Glasscheibe ausschalten, falls der Lichtwellenleiter beispielsweise bis unmittelbar gegen die Glasscheibe vorgeschoben wird. Auch durch Auswahl unterschiedlicher Glassorten in Kombination mit einer Verwendung jeweils einer separaten Scheibe vor dem Endoskop und vor dem Lichtwellenleiter läßt sich der Blendeffekt ausschalten.
• Das gleiche Ergebnis läßt sich erzielen, wenn zwischen dem Endoskop und dem der Beleuchtung dienenden Lichtwellenleiter eine Trennfuge zwischen zwei Teilen einer Schutzscheibe existiert und mindestens eine Stirnseite der Teile lichtundurchlässig, d. h. z. B. geschwärzt ist.
• Eine weitere Verbesserung der Erfassungsqualität läßt sich erreichen, wenn die aus einer Faser austretende Strahlung auf einen empfindlichen Bereich des jeweiligen Photomultipliers fokussiert wird.
• Insbesondere in Verbindung mit der Verwendung von Photodioden ist es u.U. sinnvoll, zwischen dem brennraumfernen Ende der Übertragungseinrichtung und dem Fixierelement einen Bildverstärker anzuordnen. Auf diese Weise kann die geringere Empfindlichkeit der als Umwandlungseinrichtung verwendeten Photodioden kom pensiert werden, wobei die Kosten für eine derartige Apparatur aufgrund der Verwendung von Photodioden anstelle von Photomultipliern relativ gering sind.
• Die Kosten bei der Verwendung von Photomultipliern oder Photodioden als Wandler lassen sich dadurch senken, daß sogenannte Array-Photomultiplier oder Array-Photodioden vorgesehen sind, wobei jedem unabhängigen strahlungsempfindlichen Feld eine Faser des Lichtwellenleiters zugeführt ist. Bei den Array-Photomultipliern oder -dioden, die auch als sogenannte Matrix-Photomultiplier bzw. -dioden bezeichnet werden, sind eine Mehrzahl von strahlungsempfindlichen Feldern matrixartig nebeneinander und untereinander angeordnet.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele einer Erfassungseinrichtung, die in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:
• 1 einen schematischen Aufbau der gesamten Vorrichtung;
• 2 einen Längsschnitt durch das brennraumseitige Ende einer Übertragungseinrichtung;
• 3 eine stirnseitige Ansicht der Übertragungseinrichtung gemäß 2;
• 4 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Umwandlungseinrichtung mit einem Bildverstärker und Halbleiter-Bildsensoren; diese Ausführungsform ist jedoch nicht patentgemäß;
• 5 eine zweite Ausführungsform einer Umwandlungseinrichtung mit einem aus einer Vielzahl von Fasern bestehenden Lichtwellenleiter sowie diesem zugeordneten photoelektrischen Wandlern und
• 6 einen Querschnitt durch ein Lichtwellenleiter-Faserbündel in einem an eine Einkopplungsoptik angrenzenden Bereich.
• 1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen Brennraum 1 eines Ottomotors 2. Der Brennraum 1 wird oben von einem Zylinderkopf 3, seitlich von einem Zylinderblock 4, zentrisch nach oben von einer Zündkerze 5 und nach unten von einem Kolben 6 begrenzt. In den Zylinderkopf 3 ist durch eine Bohrung und eine in 1 nicht erkennbare Einschubhülse eine Übertragungseinrichtung 7 eingeführt, die u.a. ein aus ca. 10.000 einzelnen Lichtleiterfasern bestehendes Endoskop (vgl. 2 und 3) aufweist.
• Am Ende der etwa 2 m langen Übertragungseinrichtung 7 befindet sich eine Einkopplungsoptik 8, die das von der Übertragungseinrichtung 7 erfaßte und aus 10.000 einzelnen Informationen bestehende Bild auf den Eintrittsquerschnitt einer Umwandlungseinrichtung 9 vergrößert. Diese Umwandlungseinrichtung 9 ist mit einer Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 9a, beispielsweise einem Personal Computer, verbunden.
• In den 2 und 3 ist das brennraumseitige Ende der Übertragungseinrichtung 7 näher gezeigt. In einer Schutzhülle 10 befinden sich, parallel zueinander verlaufend und nebeneinander mündend, ein Endoskop 11 und ein Lichtwellenleiter 12, in den mit Hilfe einer externen, nicht abgebildeten Beleuchtungseinrichtung im Bedarfsfall sichtbares Licht einspeisbar ist. Während also mit dem Lichtwellenleiter 12 sichtbares Licht in den Brennraum geleitet werden kann, läßt sich mit Hilfe des Endoskops 11 die im Brennraum auftretende Strahlung – sei es sichtbare Strahlung oder solche im UV-Bereich – erfassen.
• Wie aus 3 des weiteren ersichtlich ist, sind der Blickwinkel α des Endoskops 11 und der Beleuchtungswinkel β des Lichtwellenleiters 12 in etwa gleich groß. Aufgrund des geringen Abstandes 13 zwischen der Mittelachse 14 des Endoskops 11 und der Mittelachse 15 des Lichtwellenleiters 12 fallen der beleuchtete Bereich und der erfaßte Bereich im wesentlichen zusammen.
• Aus den 2 und 3 läßt sich außerdem entnehmen, daß die Übertragungseinrichtung 7 an ihrer Stirnseite 16 mit einer Schutzscheibe 17 aus Quarzglas ausgestattet ist. Diese Schutzscheibe 17 verhindert eine Überhitzung sowohl des Endoskops 11 als auch des Lichtwellenleiters 12.
• In 4 ist schematisch der Aufbau einer Umwandlungseinrichtung 9' dargestellt. Zu dieser Umwandlungseinrichtung 9' ist ein Endoskop 11 geführt, wobei die von dem Endoskop 11 übertragene Strahlung über einen aus dem Stand der Technik bekannte vergrößernde Einkopplungsoptik 18 in einen Bildverstärker 19 geführt wird. Dieser Bildverstärker 19 wandelt die eintretende UV-Strahlung unter gleichzeitiger Verstärkung in sichtbares Licht um, das auf dem gegenüberliegenden Ende des Bildverstärkers 19 auf einem grünlichen Schirm erscheint. Von dort wird das Bild mit Hilfe einer verkleinernden Optik 20 zu einer Anordnung von Halbleiter-Bildsensoren 21 geführt. Bei diesen Halbleiter-Bildsensoren 21 handelt es sich um solche, die 64 × 64 Bildpunkte aufweisen und aus diesem Grunde eine hohe Auslesefrequenz erlauben. Da in dem vorgeschalteten Bildverstärker 19 bereits eine Umwandlung der UV-Strahlung in sichtbares Licht stattgefunden hat, sind die Halbleiter-Bildsensoren 21 nicht UV-empfindlich.
• Eine alternative Umwandlungseinrichtung 9'' ist in 5 schematisch abgebildet. Die in dem Endoskop 11 übertragene und mit Hilfe der Einkopplunsgsoptik 18 eingespeiste UV-Strahlung wird auf eine Vielzahl von Fasern 23 eines Lichtwellenleiters verteilt, die von einem Fixierelement 22 zusammengehalten werden. Jede dieser Fasern 23 wird einzeln zu je einem photoelektrischen Wandler 24 geführt.
• Bei den voneinander unabhängigen Wandlern 24 kann es sich entweder um jeweils einen Photomultiplier oder – was die preisgünstigere Lösung darstellt – um einen sogenannten Array-Photomultiplier handeln. Im letztgenannten Fall sind beispielsweise 64 einzelne Fasern 23 zu einem solchen Array-Photomultiplier geführt, da dieser über eine Matrixanordnung von 8 × 8 lichtempfindlichen Eingangsstellen verfügt.
• Alternativ zu den Photomultipliern können auch Photodioden als photoelektrische Wandler 24 verwendet werden. Diese zeichnen sich durch ihren vergleichsweise niedrigen Preis aus, weisen jedoch eine sehr viel geringere Empfindlichkeit als Photomultiplier auf. Falls Photodioden eingesetzt werden sollen, ist die Verwendung eines vorgeschalteten Bildverstärkers (vor der Lochmaske) sinnvoll. Auch bei Photodioden empfiehlt sich aus Kostengründen die Verwendung von solchen mit einer Matrixanordnung unabhängiger Felder.
• Bei der in 5 gezeigten Variante findet keine vorherige Umwandlung der UV-Strahlung in sichtbare Strahlung statt. Vielmehr wird die von den Fasern 23 des Lichtwellenleiters übertragene UV-Strahlung in den photoelektrischen Wandlern 24 unmittelbar in ein elektrisches Signal umgewandelt.
• Bei beiden in den 5 und 6 gezeigten Varianten werden die von den Halbleiter-Bildsensoren bzw. den Photomultipliern oder Photodioden abgegebenen elektri schen Signale über nicht dargestellte Leitungen an die Steuerungs- und Auswerteeinrichtung 9a weitergeleitet.
• 6 zeigt schließlich noch einen Querschnitt durch den Lichtwellenleiter im Bereich des Fixierelements 22, in dem sämtliche Fasern 23 zu einem Bündel zusammengefaßt und beispielsweise mit Hilfe eines zwischen den Fasern 23 befindlichen Klebstoffs oder Harzes fixiert sind.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Erfassung von Vorgängen im Brennraum (1) einer Verbrennungskraftmaschine (2) mit einer zur Übertragung von UV-Strahlung geeigneten Übertragungseinrichtung (7), deren eines Ende derart in einem den Brennraum (1) begrenzenden Bauteil angeordnet ist, daß damit ein Bereich des Brennraums (1) optisch abbildend erfaßbar ist, einer Umwandlungseinrichtung (9), mit der die von der Übertragungseinrichtung (7) an deren anderem Ende abgegebene UV-Strahlung abbildend in entsprechende Spannungssignale umwandelbar ist, und einer Steuerungs- und Auswerteeinrichtung (9a), mit der die Spannungssignale in Helligkeitswerte für unterschiedliche Flächenbereiche umwandelbar sind, die Umwandlungseinrichtung (9) ein Fixierelement (22) aufweist, das mit dem brennraumfernen Ende der Übertragungseinrichtung (7) korrespondiert und mit dem eine Vielzahl von Fasern (23) eines Lichtwellenleiters zusammengefaßt ist, wobei die Fasern (23) jeweils zu einem Photomultiplier oder zu einer Photodiode geführt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (7) ein Endoskop (11) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (7) einen parallel zu dem Endoskop (11) verlaufenden und neben diesem in den Brennraum (1) mündenden Lichtwellenleiter (12) zur Ausleuchtung des mit dem Endoskop erfaßbaren Brennraumbereichs aufweist, wobei das Endoskop (11) und der Lichtwellenleiter (12) mit ihren Enden in separaten Fenstern einer gemeinsamen Einsteckhülse angeordnet und von mindestens einer Schutzscheibe (17) abgedeckt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Faser (23) austretende Strahlung auf einen empfindlichen Bereich des jeweiligen Photomultipliers fokussiert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem brennraumfernen Ende der Übertragungseinrichtung und dem Fixierelement ein Bildverstärker angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Array-Photomultiplier oder Array-Photodioden vorgesehen sind, wobei jedem unabhängigen strahlungsempfindlichen Feld eine Faser des Lichtwellenleiters zugeführt ist.