JPS585372B2 - キトウナイアツケンシユツソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関等の気筒内圧を電気的量に変換して検
出する改良された気筒内圧検出装置に関する。

ガソリン機関やディーゼル機関などのような内燃機関あ
るいは蒸汽シリンダ装置などにおいて、夫々の熱効率な
いし出力特性などを知るために１サイクルごとの気筒内
圧の変動状況を電気的に検出する場合には、一般に気筒
内圧に応じて歪を生ずる受圧部材と、この受圧部材に固
着されたストレンゲージなどのような歪検出素子とを備
えた検出装置が用いられる。

上記受圧部材に板状をなすものを用い、その一側に気筒
内圧を作用させ他側に歪検出素子を設けた従来のものに
おいては、熱機関において１サイクルごとに繰返えされ
る熱変動の影響により熱変動に伴う歪が加重され、圧力
変動に正しく対応する信号を取出し得ないという難点が
ある。

このような熱変動に基づく歪は、受圧板の厚さ方向にお
ける温度傾斜によって生ずるものであるから受圧板を薄
く形成することにより減少させ得るが、その反面対圧強
度が低下し寿命が短縮されるので最小厚さには限界があ
る。

また上記歪検出素子を含む検出回路に温度補償抵抗等を
設けても、上述のような受圧板における温度分布の変動
に対応する補償を確実に行うことができない。

したがって従来の検出装置においては指圧線図あるいは
指示馬力等を正しく検出することがきわめて困難であっ
た。

本発明は上述のような問題点を解決するためになされた
もので、実質的に板状をなす受圧部材に近接し、気筒内
圧作用がわに位置して所定の熱容量を有する蓄熱部材を
設けることにより、所望の厚さを有する受圧部材を用い
ても熱変動の影響を防除して気筒内圧に正しく対応する
信号を取出し得る気筒内圧検出装置を提供することを目
的とする。

つぎに本発明を図示の一実施例について説明する。

第１図において、本体１はその下端部に螺着された両方
向ねじを有するナツト２を介して内燃機関等（図示略）
に装着され、上端部には端子箱３が取付けられている。

上記端子箱３は適宜大きさの内部空間を有し、その内部
に複数の接続端子４・・・を有する端子板５が取付けら
れ、蓋６等により液密に閉じられている。

また上記端子４・・・には、端子箱３内に位置して零点
調整用抵抗器７およびスパン調整用抵抗器８等が接続さ
れている。

上記本体１には下方に開孔して内燃機関等の気筒に連通
される貫通孔１０が穿設されるとともに、該貫通孔１０
の外周部に位置して冷却水を循環させるための空洞部１
１が形成されている。

また上記本体１には、上方に開口する第１の凹所１２と
、この凹所１２の内底部１３のほぼ中心部に位置して該
凹所１２より小さい断面積を有する第２の凹所１４と、
この凹所１４の内底部１５のほぼ中心部に位置して該凹
所１４より小さい断面積を有する第３の凹所１６とが軸
方向に順に設けられ、第３の凹所１６の内底部１７のほ
ぼ中心部に上記貫通孔１０の上端部が開口している。

上記第１の凹所１２には、その開口部附近に位置して合
成ゴムなどのような耐油性、耐熱性および柔軟性を有す
る材料から形成された遮蔽板１８が嵌装されるとともに
、その下方に位置して筒状体１９が嵌装され、該筒状体
１９の下端小径部１９ａは第２の凹所１４内に延出され
ている。

上記第２の凹所１４には受圧部材２０が装着されている
。

該受圧部材２０は、たとえばアルミナ磁器などのような
、耐熱性および可撓性を有する材料から実質的に円板状
に形成され、その中心部２０ａは気筒内圧に応じて所望
の歪を生ずるようにほぼ均等な厚さを有するとともに、
外周部２０ｂは中心部２０ａより若干厚くし、下方に開
口する凹所２１が設けられている。

上記周縁部２０ｂは軸方向に変位されないように、筒状
体１９の小径部１９ａと凹所１４の内底部１５との間に
挟持されている。

上記受圧部材２０には、その中心部２０ａの上面にスト
レンゲージなどのような歪検出部材２２が蒸着または貼
着などにより密着されている。

該歪検出部材２２は、たとえば第２図に示すように。

４つの素子２３〜２６を備えている。

素子２３゜２４は部材２０の中心附近においてその１つ
の直径の両側に配され、主として円周方向の歪に対応し
て夫々の抵抗値を変化されるように形成されている。

また素子２５，２６は素子２３，２４の外周部において
１つの直径の両側に配され、主として半径方向の歪に対
応して夫々の抵抗値を変化されるように構成されている
。

これらの各素子２３〜２６は、第４図に示すようにブリ
ッジ回路を形成するように接続されている。

第４図において、２７および２８は温度補償用の抵抗器
であってポジスタまたはサーミスタなどのようなものが
用いられ、上記筒状体１９の中空部に配されている。

また２９は零点調整用の可変抵抗器であって通常外部装
置（図示路）に設けられる。

Ｍは測定装置を示す。

上記第３の凹所１６には蓄熱部材３０が装着されている
。

該蓄熱部材３０は、耐熱性および熱伝導性が良好であっ
て、かつ内燃機関等の気筒内におけるガス等によって腐
食され難いような金属材料から形成され、第４図に拡大
して示すように、夫々円板状をなす大径部３１と小径部
３２とが同心に、かつ一体的に形成されている。

上記小径部３２がわには複数の貫通孔３３・・・が軸方
向に穿設されるとともに、大径部３１がわには下方に開
口する凹所３４が形成され、蓄熱部材３０が気筒内圧の
受圧板２０への伝達を妨げることなく、かつ所望の熱容
量を有するように構成される。

なお上記貫通孔３３・・・は蓄熱部材３０の中心部を避
け、小径部３２と同心の円周上に等間隔に配設すること
が望ましく、このように形成することにより受圧部材２
０における半径方向の温度分布が均等化されるという効
果を奏することができる。

上記蓄熱部材３０は、その大径部３１の外周壁と第３の
凹所１６の内周壁との間、および下面周縁部と第３の凹
所の内底部１７との間に、熱伝導性が比較的低くかつ耐
熱性を有する材料からなる薄層３５が介在され、空洞１
１に循環される冷却水により本体１が冷却されても、蓄
熱部材３０の熱が必要以上に奪われることのないように
構成される。

上記薄層３５には適宜接着剤を用いることが望ましい。

なお上記筒状体１９の中空部には、たとえばシリコーン
オイルなどのような、耐熱性を有し、電気絶縁抵抗が高
く、比較的熱伝導性が良く、かつ気泡等が残留しないよ
うな液体３６を充填することが望ましく、このようにす
ることによりさらに温度特性が改善される。

以上のように構成された装置は、従来のものにおけると
同様に内燃機関等に装着して用いられる。

内燃機関等の１サイクルにおける気筒内ガス温度は、圧
縮行程が終り燃料に着火されてから急激に上昇し、その
後は除々に低下するが、排気が完了されるまでは高温に
保たれている。

したがって上記蓄熱部材３０が設けられていない場合に
は、受圧部材２０の気筒がわは膨張行程において温度に
よって膨張し、その結果気筒内圧は実際の値よりも若干
低く検出されることになる。

しかし上述したように蓄熱部材３０を設けることにより
、吸入、圧縮行程から爆発、膨張行程における受圧部材
２０の熱変動が平均化される。

すなわち、膨張行程における温度上昇時には蓄熱部材３
０が熱を吸収するので受圧部材２０の気筒がわ部分の温
度上昇が少なく、また吸入行程において気筒内ガス温度
が低下しても蓄熱部材３０に蓄わえられた熱量により受
圧部材２０の温度低下が減少される。

したがって受圧部材２０における温度変化が少いので、
軸方向の温度傾斜がほぼ一定となるから、零点調整によ
りドリフトを除去することができる。

このように蓄熱部材３０は熱を一定期間保持しているだ
けの熱容量を有しており、また熱伝導性が良好であるか
ら軸方向の温度傾斜も少なくかつ機関の運転開始後間も
なく安定した状態になる。

したがって第５図に実線Ａで示すように正しい気筒内圧
を検出することができ、同図に破線Ｂで示す従来のもの
に比し格段の差異を有する。

本発明は、上述したように受圧部材に近接してその気筒
がわに熱伝導性の良好な金属材料から気筒内圧を伝達可
能に形成され所定の熱容量を有する蓄熱部材を設けたの
で、気筒内圧の最高値および耐久性を考慮した所望の厚
さを有する受圧部材を用いても気筒内ガス温度の変動に
基づく受圧部材の熱歪による影響を防除し、かつ運転開
始後間もなく安定状態となり気筒内圧に正しく対応する
信号を取出し得る気筒内圧検出装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は要部の縦断面
図、第２図は受圧部材の拡大上面図、第３図は蓄熱部材
の拡大縦断面図、第４図は検出回路図、第５図は内燃機
関の指圧線図である。 １・・・本体、１０・・・貫通孔、１１・・・空洞、１
２゜１４．１６・・・凹所、１９・・・筒状体、２０・
・・受圧部材、２２・・・歪検出部材、２３〜２６・・
・素子、３０・・・蓄熱部材、３１・・・大径部、３２
・・・小径部、３３・・・貫通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一側に加えられた気筒内圧により歪を生ずるように
   周縁部が本体に固定されるとともに他側に歪検出素子が
   固着された実質的に板状をなす受圧部材を有するものに
   おいて、上記受圧部材の一側に近接位置して上記本体に
   、熱伝導性の良好な金属材料から上記気筒内圧を伝達可
   能に形成され所定の熱容量を有する蓄熱部材を設けたこ
   とを特徴とする気筒内圧検出装置。