MX2007009071A

MX2007009071A - Metodo para determinar al menos la posicion de una parte movil de una unidad motriz tal como una maquina de combustion interna o similar.

Info

Publication number: MX2007009071A
Application number: MX2007009071A
Authority: MX
Inventors: Detlef Klemmer; Andreas Huck
Original assignee: Thyssenkrupp Krause Gmbh
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2008-02-12
Also published as: EP1842034A1; ZA200706211B; KR20070102572A; CN101243305A; RU2399874C2; EP1842034B1; RU2007132446A; BRPI0519943A2; KR101307955B1; CN101243305B; US8045183B2; DE502005011234D1; WO2006079377A1; JP2008528859A; ATE504808T1; DE102005004248A1; US20090141289A1; PL1842034T3

Abstract

Durante la prueba de unidades motrices tal como maquinas de combustion interna, engranes o similares, y tambien para otro proposito, se requiere la determinacion de al menos una posicion de parte movil. Hasta ahora, esta operacion se lleva a cabo, por ejemplo, de una manera capacitiva. Esta medida se asocia, sin embargo, con requerimientos y no siempre es realizable. La invencion se refiere a un metodo para determinar al menos la posicion de la parte movil de una unidad motriz que consiste en iluminar la parte o exponerla a una fuente de luz y determinar el paso de la luz entre una parte movil y una parte correspondiente. Durante el movimiento de la parte, el paso de la luz varia o se puede interrumpir durante un corto tiempo, haciendo de este modo posible obtener informacion confiable en una posicion instantanea de la parte respectiva. El metodo inventivo se puede llevar a cabo de una manera mas universal que un metodo conocido para determinar la posicion de una parte movil de una manera capacitiva, en particular independientemente del material de la parte.

Description

MÉTODO PARA DETERMINAR AL MENOS LA POSICIÓN DE UNA PARTE MÓVIL DE UNA UNIDAD MOTRIZ TAL COMO UNA MÁQUINA DE COMBUSTIÓN INTERNA O SIMILAR Campo de la Invención La presente invención se refiere a un método para determinar al menos la posición de una parte móvil de un montaje de impulsión tal como una máquina de combustión interna, transmisión o similar, de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la Invención A fin de probar y/o monitorizar las máquinas de combustión interna, las transmisiones u otros montajes de impulsión, es necesario determinar las posiciones de ciertas partes móviles. Se detectan ciertas posiciones de estas partes móviles y/o las secuencias continuas de movimiento cronológico. Se conoce determinar la posición de las partes móviles de forma capacitiva, de forma magnética, con cámaras o aun con láser, a manera de ejemplo. Cada uno de estos métodos conocidos de medición se asocia con las condiciones de uso, por ejemplo libre accesibilidad de la parte o la calidad del material de la parte.

Descripción de la Invención La invención entonces se basa en el objeto de proporcionar un método para determinar al menos la posición de una parte móvil de un montaje de impulsión, en particular de una máquina de combustión interna, de una transmisión o similar, que se puede usar de manera universal y suministra valores precisos medidos. Un método para lograr este objeto, tiene las medidas de la reivindicación 1. Por consiguiente, se usa luz para determinar, de manera preferente, la posición de la parte móvil al determinar el paso de la luz y/o aun una interrupción del paso de la luz entre la parte móvil y una parte fija o igualmente móvil que corresponde a esta última. El paso de la luz es un indicador confiable de la posición de la parte móvil. La posición de la parte de esta manera se puede determinar de manera confiable usando medios muy simples. Adicionalmente, el uso de luz hace al método de acuerdo con la invención muy grandemente independiente de la parte que se va a verificar. En particular, se puede determinar de forma confiable y fácil la posición de cualquier parte deseada, independientemente del material de las partes y sin efectos secundarios destructivos. La posición de la parte móvil se determina de manera preferente en un momento en el cual la parte ha asumido una posición en la cual no se puede determinar o virtualmente no se puede determinar el paso de la luz y/o se puede determinar un paso máximo de la luz. En particular, la determinación de la posición de la parte cuando no hay paso de luz o virtualmente ningún paso de luz permite que se determine la precisión de la parte móvil de manera sorprendentemente exacta debido a que hay al menos una cierta posición de la parte móvil con respecto a otra parte móvil o también parte no móvil en la cual se presenta instantáneamente una posición de la parte móvil que impide el paso de la luz, debido a que la parte que se soporta parcialmente contra al menos una parte correspondiente. En el método preferido, un lado de la parte se ilumina o responde a la luz en tanto que en el otro lado, de manera preferente un lado en sombra, se determina el paso de la luz que se permite o también se interrumpe por la parte móvil. La luz se puede aplicar a un lado de la parte ya sea por al menos una fuente externa de luz o se puede utilizar luz que está presente en los alrededores. En este último caso, no es necesaria una fuente externa de luz. Como resultado, también se puede determinar de manera continua la posición de una parte móvil que es difícil de accesar, o en al menos un momento específico. Se pueden obtener también resultados de medición particularmente buenos sin fuentes externas de luz si el lado de la parte móvil que está opuesto al lado al cual se aplica la luz se localiza en un espacio que se somete a sombra pesada, se oscurece o aun está completamente oscurecido. La incidencia más pequeña de luz entonces se puede usar para determinar de forma confiable una posición específica de la parte. Sin embargo, también se puede determinar de manera confiable y precisa cualquier distancia, aun solo una ligeramente cambiante, entre la parte móvil y la otra parte (móvil o no móvil) a partir de un espacio oscuro u oscurecido o un espacio en la sombra . Se pueden obtener resultados y medición particularmente ventajosos con el método de acuerdo con la invención si la parte móvil cuya posición se va a determinar se une a al menos un espacio relativamente oscuro o se localiza al menos parcialmente en el mismo. Si al menos una porción de esta parte se soporta de una manera formadora de sello contra otra parte (móvil o no móvil) , se interrumpe instantáneamente el paso de la luz de modo que la parte móvil coloca el espacio unido por la misma completamente en la oscuridad. De esta manera, se puede determinar al menos una posición específica de la parte móvil de una manera particularmente confiable. El método de acuerdo con la invención se puede usar de una manera tal que se determina de forma continua el paso de la luz incluyendo interrupciones de la misma, durante el tiempo, para ser específicos de manera preferente durante una pluralidad de ciclos de movimiento de la parte cuya posición se va a determinar. De esta manera, es posible representar de manera continua el perfil en tiempo del movimiento de la parte. Se pueden determinar de manera confiable las posiciones características, por ejemplo, la posición de la parte en la cual no se presenta paso de luz o se detecta un paso máximo de luz. Sin embargo, también es posible determinar las velocidades del movimiento de la parte y/o movimientos indeseados a través del perfil en tiempo para el cambio en el paso de la luz o en la interrupción del paso de la luz, así como posiciones selectivas . De manera alternativa, es posible determinar la posición de la parte móvil selectivamente solo si, si o no está presente el paso apreciable de luz y/o se puede determinar un paso máximo de luz. De esta manera se pueden determinar de manera confiable posiciones específicas de la parte móvil. La determinación de esta posición específica también se puede hacer de una manera relacionada al tiempo de modo que la información adicional, por ejemplo la velocidad rotacional de un motor o de una transmisión, en particular de una transmisión automática, se puede derivar de los valores determinados. El método es particularmente adecuado para determinar la posición de al menos una válvula de una máquina de combustión interna. Aquí, se interrumpe el paso de luz si la válvula está en la posición cerrada. El método de acuerdo con la invención hace posible por lo tanto determinar la posición cerrada de la válvula respectiva de una manera particularmente confiable. La luz que es necesaria para llevar a cabo el método se dirige de manera preferente a la válvula respectiva desde un lado en el cual apunta al vastago de la válvula. De manera particular, un conducto de admisión de aire y/o un conducto de escape son adecuados para esto. En máquinas de combustión interna con inyección indirecta, también es posible usar el asiento y el paso de una válvula de inyección no montada para alimentar luz de manera alternativa o adicional al lado de la placa de válvula que apunta al vastago de válvula. La luz puede ser luz ambiente o también al menos una fuente adicional de luz, como resultado de lo cual se aplica luz al lado superior de la válvula de una manera particularmente intensiva. Adicionalmente, de acuerdo al método, se determina el paso de luz o la interrupción del mismo cuando se cierra la válvula a partir del espacio de cilindro en el lado superior del pistón, específicamente la cámara de combustión. En particular cuando se cierra la válvula, la cámara de combustión está oscura. Como resultado es posible detectar muy precisamente cuando está cerrada la válvula.

La entrada de luz y/o paso de luz se determinan por un sensor adecuado, en particular un sensor sensible a luz que produce una señal de medición que cambie de manera preferente en proporción a la intensidad de la luz incidente. Si se determina la posición de las válvulas, el sensor de luz se puede empujar a través del agujero respectivo de la bujía (cuando no está puesta la bujía) o también se inserta solo en el agujero de la bujía. En este contexto, el sensor se puede incorporar de una manera tal que en el estado insertado cierra el agujero de la bujía de una manera que no transmite luz de modo que como resultado no se presenta incidencia de luz en la cámara de combustión. En las máquinas de combustión interna con inyección directa en la cámara de combustión, el sensor también se puede alimentar de manera alternativa a través del agujero de la boquilla de inyección (que entonces no está insertada) . Esto también se puede hacer de una manera tal que se impide el paso de luz entre el agujero de la boquilla de inyección y el sensor. En este caso, el agujero de la bujía está ya cerrado, de manera preferente de una manera que es impermeable a luz, por una bujía insertada. El método de acuerdo a la invención se lleva a cabo en una máquina de combustión interna en el modo de sobremarcha, con la máquina de combustión interna que se impulsa a una velocidad rotacional relativamente baja, por ejemplo una velocidad rotacional entre 200 y 500 min"1, en particular aproximadamente 100 min"1. Como resultado, se puede lograr muy buena resolución de los resultados de medición y la medición se puede llevar a cabo en una prueba en frío o durante la prueba en frío de la máquina de combustión interna. Una modalidad preferida de ejemplo de la invención se explicará más adelante con referencia a la figura 1. La figura 1 muestra una sección transversal a través de una parte superior de una máquina de combustión interna. La invención se explica más adelante usando el ejemplo de la determinación de la posición de una válvula 10 de la máquina 11 de combustión interna que se muestra parcialmente en la figura 1. La figura 1 muestra una parte superior de un bloque 12 de máquina con la cámara 13 de combustión seccionada en el centro de una parte superior de un pistón 14 se localiza cerca del centro muerto superior. No se muestra la parte inferior de la máquina 11 de combustión interna, en particular la varilla de conexión, el cigüeñal y la bomba de aceite. Adicionalmente, una sección transversal a través de un cabezal 15 de cilindro que se monta en el bloque 12 de máquina se ilustra en la figura 1. La sección a través del cabezal 15 de cilindro corre a través del asiento de la válvula 10 que está montada ya en el mismo de una manera funcionalmente capaz. Con respecto a la figura 1 mostrada, se presenta un agujero 16 de bujía justo a la derecha de la válvula 10, el agujero 16 de bujía que proporciona acceso externo a la cámara 13 de combustión cuando aún no se ha insertado la bujía. La máquina 11 de combustión interna mostrada aquí es una con inyección indirecta. Por esta razón, una válvula 17 de inyección se rosca en el cabezal 15 de cilindro. La válvula 17 de inyección se localiza en el lado del cabezal 15 de cilindro que está opuesto al agujero 16 de bujía. El cabezal de cilindro tiene un conducto 18 de admisión de aire en el mismo lado como la válvula 17 de inyección (lado izquierdo con respecto a la figura 1) . Aún no se conecta un colector de admisión de aire al conducto 18 de admisión de aire de modo que la abertura 17 de suministro de aire al conducto 18 de admisión de aire se abre desde el exterior. La luz puede ser incidente desde el exterior en el lado superior 21, conectada a un vastago 20 de válvula, de la válvula 10 a través de la abertura 19 abierta de suministro de aire del conducto 18 de admisión de aire. Sin embargo, se arregla al menos una fuente adicional de luz, por ejemplo una lámpara de halógeno (no ilustrada en la figura 1) en la vecindad de la abertura 19 de suministro de aire del conducto 18 de admisión de aire o aun en el conducto 18 de admisión de aire. La lámpara de halógeno puede tener una potencia de hasta varios 100 vatios. La potencia de la lámpara de halógeno está preferentemente en el intervalo de 20 a 75 vatios. De manera alternativa o adicional, como resultado de la ausencia de la válvula 17 de inyección se puede dirigir la luz al lado superior 21 de la válvula 10 a través del agujero 22 de válvula de inyección que entonces se abre. La luz ambiente es suficiente en este contexto. Sin embargo, también se asigna de manera preferente una lámpara al agujero 22 de válvula de inyección. Entonces no es necesario asignar una lámpara a la abertura 19 de suministro de aire de modo que se puede conectar ahí ya el colector de admisión de aire. En el agujero 16 aún libre de bujía en el cabezal 15 de cilindro, se arregla un elemento sensible a luz. Este es preferentemente un sensor de luz que no se ilustra en la figura 1. El sensor de luz se puede incorporar de una manera tal que se extiende a través del agujero 16 de bujía y se sella con respecto a este de una manera que es impermeable a la luz de modo que el sensor de luz impide el paso de la luz a través del agujero 16 de bujía. El sensor de luz se puede insertar hasta el agujero 16 de bujía que su punto de detección aún está en la región del agujero 16 de bujía. El sensor es sin embargo de manera preferente de diseño en forma de varilla y se empuja a través del agujero 16 de bujía de modo que el punto sensible a la luz del sensor se localiza en la región superior de la cámara 13 de combustión tal que el pistón 14 mismo no alcanza en su posición más superior (centro muerto superior) . Como resultado, el sensor de luz puede detectar el paso de luz en la vecindad de la placa 23 de válvula de la válvula 10, en particular de la parte inferior 24 de la placa 23 de válvula, con su punto de medición sensible a la luz. El método de acuerdo con la invención prosigue, para el propósito de determinar la posición de una válvula 10, de manera preferente de cada válvula 10, en particular de la posición respectiva de la válvula, como sigue: La máquina 11 de combustión interna se pre-monta a un grado tal que se puede accionar en el modo de sobremarcha en el estado no activado. El método de acuerdo a la invención de esta manera se puede llevar a cabo durante lo que se refiere como la prueba en frío de la máquina 11 de combustión interna. En particular, el cabezal 15 de cilindro se monta con las válvulas 10. Las válvulas entonces se pueden activar por medio del cigüeñal en virtud del hecho que pueden moverse hacia arriba y hacia abajo en el cabezal 15 de cilindro, como sería el caso cuando se activara la máquina 11 de combustión interna. En la modalidad de ejemplo mostrada, sólo el colector de suministro de aire aún no se monta en los conductos 18 de captación de aire, y las bujías aún no se han insertado en los agujeros 16 de bujía.

La luz desde una fuente de luz preferentemente separada ahora se dirige al conducto 18 de admisión de aire a través de la abertura 19 de suministro de aire. La luz se dirige al lado superior 21 de la placa 23 de válvula y cuando la válvula 10 se abra completa o parcialmente la luz pasa a través de un espacio intermedio entre la placa 23 de válvula y un asiento 25 de válvula en la parte inferior del cabezal 15 de cilindro y en la cámara 13 de combustión. Un sensor de luz o algún otro medio sensible a la luz se insertan en el agujero 16 de bujía o se pasa a través de este. Esto se hace de manera preferente de una manera tal que no transmite luz de modo que no puede pasar luz a través del sensor de luz y el agujero 16 de bujía. Por consiguiente, la luz puede pasar ya a través del conducto 18 de admisión de aire y a la cámara 13 de combustión aun cuando la válvula 10 esté completa o parcialmente abierta. Conforme se abre cada vez más la válvula 10, la incidencia de la luz en la cámara 13 de combustión se incrementa en virtud del hecho que cada vez más luz pasa a través de entre la placa 23 de válvula y el asiento 25 de válvula y en la cámara 13 de combustión. Cuando la válvula 10 se cierra completamente, el paso de la luz entre la placa 23 de válvula y el asiento 25 de válvula y de esta manera la incidencia de luz en la cámara 13 de combustión se interrumpe de una manera brevemente completa de modo que la cámara 13 de combustión se oscurece completamente. Cuando la válvula 10 está completamente cerrada, el sensor de luz recibe de esta manera una señal definida de forma única. El sensor de luz recibe una señal adicional definida de forma única cuando la válvula 10 se abre completamente si está en un máximo de incidencia de luz en la cámara 13 de combustión . La posición de la válvula 10 respectiva de la máquina 11 de combustión interna se determina en el modo de sobremarcha de la misma a una velocidad rotacional de hasta 200 min"1, de manera preferente aproximadamente 100 min"1. En este contexto, se determina de manera continua si y cuanta luz entra a la cámara 13 de combustión entre el espacio intermedio entre la placa 23 de válvula y el asiento 25 de válvula. La medición de la intensidad de la luz en la cámara 13 de combustión y el oscurecimiento completo de la misma se lleva a cabo de manera preferente de una manera sincronizada como resultado de lo cual debido a la proporcionalidad entre la intensidad de la luz en la cámara 13 de combustión o el breve oscurecimiento de la misma, se puede determinar la posición de la válvula 10 respectiva con respecto al ciclo de operación de la máquina 11 de combustión interna. En particular, debido al oscurecimiento completo de la cámara 13 de combustión cuando las válvulas 10 están completamente cerradas, es posible sacar conclusiones confiables a cerca de la posición cerrada de las válvulas 10. De acuerdo al método inventivo, se determina de manera preferente continuamente per se la posición de cada válvula 10 de la máquina 11 de combustión interna, caso en el cual la secuencia de ignición y el intervalo de tiempo entre el cierre completo de las válvulas 10 individuales se puede detectar en particular por referencia a las posiciones cerradas de las válvulas 10 que se pueden determinar de una manera definida. Como una alternativa al método descrito anteriormente, la válvula 10 respectiva también se puede irradiar con luz desde el conducto de escape o la luz se alimenta a la válvula 10 respectiva mediante el conducto de escape y el conducto 18 de admisión de aire. De manera alternativa, en el caso de inyección indirecta, tal como se presenta en la máquina 11 de combustión interna mostrada en la figura 1, el suministro de luz también se puede llevar a cabo adicionalmente o solo a través del agujero 22 de válvula de inyección cuando no está montada la válvula 17 de inyección. En máquinas de combustión interna con inyección directa, donde el agujero de la válvula de inyección se abre directamente a la cámara 13 de combustión, el sensor de luz también puede determinar la intensidad de la luz en la cámara 13 de combustión a través del agujero de la válvula de inyección de modo que entonces se pueden montar las bujías . El método de acuerdo con la invención también es adecuado para determinar al menos la posición de otras partes móviles de las máquinas de combustión interna, transmisiones u otros montajes de impulsión. En las máquinas de combustión interna es posible, por ejemplo, determinar las posiciones de los cigüeñales y árboles de levas, de los pistones o similares. No es absolutamente necesario aquí que el paso de la luz se determine en una cámara 13 de combustión oscura o virtualmente oscura. El paso de la luz también se puede determinar en un lado del componente que da lejos de la fuente de luz y se expone a la luz ambiente. El método de acuerdo con la invención también se puede usar en transmisiones de cualquier tipo, específicamente cajas de engranes manuales y transmisiones automáticas. En el caso de transmisiones automáticas, el método de acuerdo a la invención se puede usar, por ejemplo, para determinar la posición de las placas de cambio de engranajes.

Lista de Números de Referencia 10 Válvula 11 Máquina de combustión interna 12 Bloque de máquina 13 Cámara de combustión 14 Pistón 15 Cabezal de cilindro 16 Agujero de bujía 17 Válvula de inyección 18 Conducto de admisión de aire 19 Abertura de suministro de aire Vastago de válvula 21 Lado superior 22 Agujero de válvula de inyección 23 Placa de válvula 24 Parte inferior 25 Asiento de válvula

Claims

REIVINDICACIONES 1. Método para determinar al menos la posición de una parte móvil de un montaje de impulsión, tal como una máquina de combustión interna, transmisión o similar, en donde las válvulas relacionadas a la posición se determinan durante el movimiento de la parte respectiva, caracterizado en que la parte se ilumina o expone a luz y se determinan el paso de la luz y/o una interrupción del paso de la luz, entre la parte móvil y una parte correspondiente a esta.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado en que la posición de la parte móvil se determina en un momento en el cual no se puede o virtualmente no se puede determinar el paso de la luz y/o un paso máximo de luz.
3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado en que un lado de la parte se ilumina o expone a luz y en otro lado de la parte se determina en el paso de la luz y/o la interrupción de la misma.
4. Método según la reivindicación 3, caracterizado en que un lado de la parte se ilumina por al menos una fuente de luz, un lado que es fácilmente accesible que se ilumina de manera preferente.
5. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el paso de luz se determina en un lado de la parte que se localiza en una ubicación relativamente oscura, de manera preferente está en un espacio relativamente oscuro y/o unido a este espacio.
6. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que se determina de forma continua el paso de luz, en particular la interrupción de la luz, de manera preferente durante una pluralidad de ciclos de movimiento de la parte.
7. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que solo la ausencia y/o un paso máximo de luz se determina de manera selectiva, de una manera preferentemente continua.
8. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que se determina la posición de al menos una válvula, de manera preferente de todas las válvulas, en particular al menos en la posición cerrada respectiva, en la máquina de combustión interna.
9. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la luz se alimenta a la válvula respectiva desde un lado que apunta al vastago de válvula, de manera preferente a través de un conducto de admisión de aire, un conducto de escape y/o un agujero de boquilla de inyección.
10. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que el paso de luz, en particular la interrupción de la luz, se determina cuando la válvula está respectivamente cerrada, de manera preferente en base al espacio del cilindro de extremo de pistón.
11. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que la determinación del paso de luz, de manera preferente la interrupción del paso de luz, en la cámara de combustión se lleva a cabo a través de al menos un agujero de bujía y/o un agujero de boquilla de inyección .
12. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que al menos un elemento de medición sensible a la luz, en particular al menos un sensor de luz, se usa para determinar la intensidad del paso de luz y/o para interrumpir el paso de la luz.
13. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que se lleva a cabo con el montaje de impulsión impulsado en particular cuando la máquina de combustión interna no está encendida o se remolca y/o durante una prueba en frío
14. Método según la reivindicación 13, caracterizado en que el montaje de impulsión, en particular la cámara de combustión interna, se impulsa o jala durante la determinación de al menos aquella posición de una parte móvil con una velocidad rotacional de hasta 200 min-1, en particular aproximadamente 100 min"1.