NL9000801A - Verbrandingsmotor met optische druksensor. - Google Patents

Description

Titel: Verbrandingsmotor met optische druksensor.

De uitvinding heeft betrekking op een verbrandingsmotor voorzien van een druksensor voor het vaststellen van het verloop van de druk in de motor of een deel daarvan.

Bij onderhoudsbeurten van dieselmotoren is het noodzakelijk het verloop van de door de dieselpomp opgewekte druk vast te stellen, in het bijzonder om het moment van injectie van de dieselbrandstof te kunnen bepalen. Hiertoe kan een druksensor worden gebruikt. Drukmetingen kunnen ook bij andere verbrandingsmotoren dan dieselmotoren van belang zijn.

Het doel van de uitvinding is een verbrandingsmotor met een goedkoop te vervaardigen, gemakkelijk aan te brengen, weinig storingsgevoelige optische druksensor te verschaffen.

Volgens de uitvinding is de druksensor uitgevoerd in de vorm van een in een opening in de wand van de motor bevestigde bout met een doorlopende boring en een in de boring of aan één einde van de boring bevestigd membraan, waarvan tenminste het van het inwendige van de motor af gekeerde, de boring bedekkende deel reflecterend is, waarbij nabij het reflecterende membraandeel middelen kunnen worden aangebracht voor het geleiden van licht naar het reflecterende membraan en voor het geleiden van op het membraan gereflecteerd licht naar een lichtmeetinrichting.

De uitvinding betreft tevens een optische druksensor bestemd voor de bovenbeschreven verbrandingsmotor.

Bij voorkeur wordt tijdens het meten in de boring een optisch vezel-samenstel gestoken met een kokervormige bundel licht-inlaatvezels en twee aan weerszijden daarvan aangebrachte concentrische bundels licht-uitlaatvezels. Het voordeel is dat het nauwkeurig positioneren van delen van het optische vezelsamenstel achterwege kan worden gelaten.

De genoemde bout kan in de plaats van een gebruikelijke ontluchtingsbout in de wand van een dieselpomp zijn aangebracht.

In geval van een drukverschil aan weerszijden van een membraan, zal het membraan uitbuigen. Het via de licht-inlaatvezel op het membraan vallende licht reflecteert naar de beide lichtuitlaatvezels. De uitbuiging van het membraan is een maat voor het drukverschil en wordt bepaald uit de verhouding van het licht dat door de buitenste uitlaatvezel en het licht dat door de binnenste uitlaatvezel wordt ontvangen. Aangezien het drukverschil uit deze verhouding wordt vastgesteld, is de druksensor niet gevoelig voor de intensiteit van de lichtbron, de afstand tussen het vezelsamenstel en het membraan, het lichtverlies in de inlaatvezel, variaties in reflecterend vermogen van het membraanoppervlak en de omgevingstemperatuur. Omdat het meetresultaat niet afhankelijk is van een nauwkeurige positionering van het vezelsamenstel, hoeft dit samenstel slechts bij metingen in de boutboring te worden gestoken en kan er bij normaal bedrijf van de verbrandingsmotor uit de bout worden verwijderd. Dit is een belangrijk praktisch voordeel.

Voor het meten van gereflecteerd licht kan van fotodiodes gebruik worden gemaakt.

De uitvinding zal nu aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een doorsnede door een eerste uitvoering van een optische druksensor voor een verbrandingsmotor.

Figuur 2 toont een tweede uitvoering.

Figuren 3a, 3b, 3c tonen schematisch de werking van de druksensor in drie standen van het membraan.

Figuur 3d toont een doorsnede van het vezelsamenstel.

De weergegeven druksensoren omvatten een in een schroefopening in de wand van een verbrandingsmotor, in het bijzonder een dieselpomp, te schroeven bout 1, een in die bout aangebrachte doorgaande boring 2, een op één einde van die bout aangebracht membraan 3 en een optisch vezelsamenstel 4, dat in figuur 1 wel in figuur 2 niet in de boring 2 steekt.

Zoals uit figuur 3 blijkt omvat het optische vezelsamenstel drie kokervormige optische vezelgroepen: een licht-inlaatvezelgroep 5 met aan weerszijden een licht-uitlaatvezelgroep 6 respectievelijk 7*

De figuren 3a, 3b, 3c tonen achtereenvolgens het geval dat de druk in de pomp hoger is dan, gelijk is aan en lager is dan de atmosferische druk.

De uitbuiging van het membraan is een maat voor de druk in de verbrandingsmotor. In geval van figuur 3 reflecteert aanzienlijk meer licht via de buitenste vezelkoker 6 dan via de binnenste vezelkoker 7· In geval van figuur 3c is dit andersom, terwijl in figuur 3b via beide vezel-kokers 6 en 7 evenveel licht wordt gereflecteerd. De verhouding van het via de koker 6 gereflecteerde licht ten opzichte van het via de koker 5 gereflecteerde licht is een maat voor de uitbuiging van het membraan dus voor het drukverschil aan weerszijden van het membraan.

De sensor is betrekkelijk ongevoelig voor trillingen en bij uitstek geschikt voor drukmetingen in een verbrandingsmotor in het bijzonder een dieselmotor. Om vervuiling van het reflecterende membraan te voorkomen, zal de boring 2 door een plug of kop worden afgesloten. Deze wordt bij het meten tijdelijk verwijderd.

Omdat bij de uitvoering volgens figuur 2 het vezelsamenstel niet in de boring 2 wordt gestoken (het membraan is op de kop van de bout aangebracht) zou het vezelsamenstel kunnen worden vervangen door een centrale lichtbron en twee concentrische fotodiodes. Het vezelsamenstel respectievelijk de centrale lichtbron met fotodiodes zal gewoonlijk alleen bij het meten in of nabij de bout worden gebracht.

Claims (3)

1. Verbrandingsmotor voorzien van een druksensor voor het vaststellen van het verloop van de druk in de motor of een deel daarvan, met het kenmerk, dat de druksensor is uitgevoerd in de vorm van een in een opening in de wand van de motor bevestigde bout met een doorlopende boring en een in de boring of aan één einde van die boring bevestigd membraan waarvan tenminste het van het inwendige van de motor afgekeerde, de boring bedekkende deel reflecterend is, waarbij nabij het reflecterende membraandeel middelen kunnen worden aangebracht voor het geleiden van licht naar het reflecterende membraandeel en voor het geleiden van op het membraan gereflecteerde licht naar een lichtmeetinrichting.

2. Optische druksensor bestemd voor de motor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze de vorm heeft van een in een opening van de wand van de motor te bevestigen bout met een doorlopende boring en in de boring of aan één einde van die boring bevestigd membraan met een reflecterend vlak.

3. Optische druksensor volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in de boring een optisch vezelsamenstel is gestoken met een kokervormige bundel licht-inlaatvezels en twee aan weerszijden daarvan aangebrachte concentrische bundels licht-uitlaatvezels.