ES2277090T3 - Sensor de detonacion de un motor de combustion. - Google Patents
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Abstract
Sensor de detonación de un motor de combustión con un sensor de vibraciones regulable electrónicamente, que se crea en forma de capa de carbono amorfa piezoresistiva (5; 8; 9; 10) aplicada fijamente en un área superficial de un cuerpo base (1, 4, 4¿, 10), caracterizado porque - la capa de carbono mide de 10 nm a 500 µm, especialmente de 10 nm a 20 µm; - el sensor de detonación comprende al menos un muelle de disco (4, 4¿) que puede tensarse o está tensado respecto al motor de combustión, - en al menos una de las caras frontales de al menos un muelle de disco (4, 4¿) se aplica una capa de carbono amorfa piezoresistiva (5).
Description
Sensor de detonación de un motor de
combustión.
La presente invención trata de un sensor de
detonación de un motor de combustión con un sensor de vibraciones
regulable electrónicamente.
El sensor de vibraciones de los sensores de
detonación conocidos hasta ahora se crea, entre otros, en forma de
piezoelemento cerámico. Este tipo de sensores de detonación se
conocen, por ejemplo, por la EP 0 47 22 19 B1, EP 0 844 470 B1 y DE
195 39 919
C2.
C2.
La US 4,448,059 A revela un sensor de detonación
de un motor de combustión con un sensor de vibraciones regulable
electrónicamente, que se crea en forma de capa piezoresistiva
aplicada fijamente con un área superficial de una base.
Por la DE 199 54 164 se conocen sensores para la
determinación de funciones de estado, especialmente el efecto de la
fuerza de componentes mecánicos utilizando capas de carbono amorfas
de un grosor de 10 nm a 500 \mum. Dichas capas de carbono
amorfas, que pueden ser especialmente capas DLC (Diamond Like
Carbon), muestran propiedades piezoresistivas y pueden aplicarse en
superficies de distintas geometrías. Las capas pueden aplicarse, por
ejemplo, mediante un proceso PVD
(Physical-Vapor-Deposition) o CVD
(Chemical-Vapor-Deposition). Un
sensor previsto con estas capas de carbono puede emplearse de forma
variable y ajustarse fácilmente a los diferentes requerimientos de
determinadas formas de aplicación. Con estos sensores, pueden
medirse los valores característicos de una forma segura y
reproducible.
Además, por la DE 19 831 372 A1 se conocen
arandelas de apoyo provistas de capas de medición para el control
de uniones no positivas.
La presente invención se ocupa, en cuanto al
problema del sensor de detonación común, de captar señales de
medición de una forma fácil y segura y, asimismo, de transmitirlas
de forma fácil y segura.
Este problema se soluciona gracias a un modelo
de sensor de detonación común según las características
significativas de la reivindicación 1.
Las reivindicaciones secundarias muestran los
acondicionamientos ventajosos y convenientes de la invención.
La presente invención se basa en el concepto
general de ahorrar un componente adicional que muestra normalmente
el sensor de vibraciones en un sensor de detonación común, aplicando
una capa delgada de medición directamente en la superficie de un
componente que no sólo realiza la función de sensor de vibraciones,
en comparación con el estado de la técnica. Según la invención, la
capa de medición se aplica en un muelle de disco que se encuentra
en un sensor de detonación como elemento de refuerzo. El muelle de
disco puede diseñarse especialmente de forma que la masa sísmica
común del sensor de detonación, que se tensa en el interior de dicho
sensor mediante un muelle de disco, sea un componente integral del
muelle de disco.
En las capas de carbono amorfas piezoresistivas
que se utilizan según la invención, las vibraciones del motor de
combustión, si actúan sobre el muelle de disco, generan variaciones
de tensión en la capa que pueden evaluarse electrónicamente de la
forma habitual. Al utilizar un muelle de disco según la invención
con una capa amorfa piezoresistiva, se emplea la deformación del
muelle de disco para provocar variaciones de tensión regulables
eléctricamente en la capa.
La alta sensibilidad de medición de una capa de
medición según la invención es especialmente apropiada para la
evaluación de señales telemétricas. En relación al principio de un
proceso de evaluación de señales telemétricas que puede aplicarse
en este caso, se remite como ejemplo a las DE 40 34 019 C1, EP 0 533
709 B1 y DE 37 14 195 A1 del estado de la técnica.
En las ilustraciones, se muestran los
acondicionamientos ventajosos y convenientes de la invención.
Éstas muestran respectivamente, en un corte
longitudinal,
Fig. 1 un primer modelo de un sensor de
detonación con un muelle de disco entre una masa sísmica y un
contrasoporte que puede instalarse fijamente en un motor de
combustión,
Fig. 2 un sensor de detonación según la fig. 1
con una arandela de apoyo o un muelle de disco dispuestos de forma
plana según la fig. 1,
Fig. 3 un sensor de detonación según la fig. 1
con un muelle de disco pretensado por un tornillo especial,
Fig. 4 un sensor de detonación con un muelle de
disco y un tornillo especial que puede fijarse y atornillarse
directamente al motor de combustión,
Fig. 5 un sensor de detonación con una masa
sísmica fijada entre dos muelles de disco.
El sensor de detonación según la fig. 1
comprende un cuerpo de sujeción 1 para atornillar fijamente la
carcasa de un motor de combustión y un tornillo fijado en el cuerpo
de fijación 1, con cuya cabeza se sujeta una masa sísmica 3
intercalando un muelle de disco 4 frente al cuerpo de fijación
1.
La cara frontal, que señala hacia la cabeza del
tornillo 2, del muelle de disco 4 está provista, en ciertas zonas,
de una capa DLC como capa de carbono amorfa piezoresistiva. Las
líneas eléctricas 6 conducen desde esta capa a una unidad de
evaluación electrónica que no se muestra en las ilustraciones. La
capa presenta preferiblemente un grosor entre 1 y 10 \mum.
En el caso de detonación de un motor de
combustión, se estimula la masa sísmica 3 creada como un componente
de forma anular y admitida por el muelle de disco 4 y ejerce la
carga correspondiente en el muelle de disco 4. Como resultado, la
capa DLC 5 aplicada en el muelle de disco 4 experimenta la
modificación de tensión respectiva que se transmite a través de las
líneas eléctricas 6 de una unidad electrónica de evaluación, donde
se evalúa. Junto con la capa DLC 5, puede incorporarse un
transpondedor en el componente correspondiente para la transmisión
telemétrica de señales de medición que se originan desde la capa 5.
Utilizando esta técnica conocida puede prescindirse de los cables
de transmisión y de los medios de conexión convencionales. La gran
ventaja es el ahorro de gastos que deriva de esto.
En el modelo según la fig. 2, el muelle de disco
se sustituye por una arandela de apoyo 7 que también consiste, en
caso necesario, en un muelle de disco 4 fijado de forma plana.
En principio, una capa DLC 5 según la invención
puede aplicarse respectivamente en los dos lados del muelle de
disco 4, 7.
La fig. 3 muestra un sensor de detonación, en el
que se emplea un tornillo especial 8 como tornillo para tensar el
muelle de disco 4 que permite conseguir una tensión definida del
muelle de disco 4 de forma fácil, incorporando un collar de tope 9
integrado en el tornillo 8.
Utilizando este tornillo especial 8, puede
prescindirse de un cuerpo de fijación para atornillar según el
modelo de la fig. 4.
En el modelo según la fig. 5, una masa sísmica
3' se fija entre dos muelles de disco 4, 4'. En este modelo, puede
emplearse una masa sísmica considerablemente más pequeña, siempre
que sea necesario.
Todos los sensores de detonación que se muestran
están provistos de una carcasa 10.
Claims (6)
1. Sensor de detonación de un motor de
combustión con un sensor de vibraciones regulable electrónicamente,
que se crea en forma de capa de carbono amorfa piezoresistiva (5; 8;
9; 10) aplicada fijamente en un área superficial de un cuerpo base
(1, 4, 4', 10), caracterizado porque
- la capa de carbono mide de 10 nm a 500 \mum,
especialmente de 10 nm a 20 \mum;
- el sensor de detonación comprende al menos un
muelle de disco (4, 4') que puede tensarse o está tensado respecto
al motor de combustión,
- en al menos una de las caras frontales de al
menos un muelle de disco (4, 4') se aplica una capa de carbono
amorfa piezoresistiva (5).
2. Sensor de detonación según la reivindicación
1, caracterizado porque la capa de carbono mide de
10 nm a 500 \mum, preferiblemente de 10 nm a 20 \mum.
10 nm a 500 \mum, preferiblemente de 10 nm a 20 \mum.
3. Sensor de detonación con una masa sísmica (3,
3') según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque al menos una capa de
carbono amorfa piezoresistiva (8; 9; 10) disponible está prevista
entre la masa sísmica (3, 3') y un contrasopore (1) o (2) que puede
unirse o está unido fijamente al motor de combustión.
4. Sensor de detonación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
dos muelles de disco (4, 4') están previstos en serie con o si masa
sísmica (3') intercalada.
5. Sensor de detonación según la reivindicación
3 ó 4, caracterizado porque la masa sísmica (3, 3') está
integrada en al menos un muelle de disco (4, 4').
6. Sensor de detonación según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incorpora
medios para la detección de señales telemétricas.
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