SE514740C2 - Arrangemang och mätdon för detektering av jonisering i förbränningsrummet i en dieselmotor, samt kalibreringsanordning härför - Google Patents

Description

Såå!- 740 Z denna lösning pålägges mätspänningen på mittelektroden, och den mätström som utbildas löper i allt väsentligt mellan mittelektroden och sidoelelnroden, i perifer-in av flirbränningsrtrmmet.

UPPFtNNmGENs ÅNDAMÅL Uppfinningen har till ändamål att i dieselmotorer med direkt insprutning i huvudtörbrännings- kammaren erhålla en korrekt detektering av förbränningsstarten, med minimala fördröjningar av detekteringen. Härigenom kan motorn regleras med bättre kontroll på den väsentligaste parametern, nämligen när förbränningen startar.

Ytterligare ett ändamål är att kunna utföra en korrekt detektering av förbränningsstarten även när de små mängder som sprutas in i förbränningsrummet vid så kallad pilot-inspruming är aktuella. Pilot- insprutning företas i syfte att begränsa det kraftiga förbränningsljudet orsakat av en lnaftig tryckstegring i förbränningsrummet, samt för att reducera förbränningstemperattnen och således även reduktion av bildad NOx. De mängder som är aktuella för pilot-insprutningen liggeri storleksordningen några enstaka procent upp till cirka 20 procent av den totalt erfoderliga bränslemängden, varför höga krav på nogrannhet ställs på detekteringen Ännu ett ändamål är att medge vidare toleranser på insprutad bränslemängd från dieselinjelctorerna, där en större spridning mellan injektor-individer kan accepteras. Med en noggrannare kontroll av insprutad bränslemängd under pilot-insprutningen, kan varje insprutare regleras individuellt med återkopplad information från förbränningen. Härigenom kan enklare och billigare insprutare användas.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det uppfinningsenliga arrangemanget unnärkes av patentln-avets 1 kännetecknande del samt ett mätdon för detektering av jonisering utmärkes av patentkravets 5 kännetecknande del. Dessutom innefattas en kalibreringsanordning för detektering av jonisering i en dieselmotor, vilken kalibreringsanordning utmärkas av patentkravets 9 kännetecknande del.

I kalibreringsanordningen för joniseringsdetekteringen är integrerat även en tryckgivare, vilken kan användas för att kalibrera jonströmsinformationen mot tryckdata i dieselmotorer. I dessa cfieselmotorer utnyttjas detektering av jonisering med ett uppfinningsenligt arrangemang samt mätdon för återkopplad reglering av bland annat inspmtningstidpunkt, insprutad bränslemängd samt balansering mellan cylindrarna Genom det uppfinningsenliga arrangemanget, märdonet samt kalibreringsanordningen möjliggör-es en implementering av joniseringsdetektering i förbränningsrummet på dieselmotorer med mycket högt 20 30 35 .3 signal/brus förhållande. Detekteringen av jonisetingen sker i direkt anslutning till ßtbränningszonen, varüdaanidpunhenförflitbränmngenkandeæhemsmaemmsmtanäwnmycketsmå insprutade mängder med bränsle, vilka resulterar' i en kortvarig och svag förbränning, kan defekter-as med hög noggrannhet. Övriga uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av övriga patentkravs kännetecknande delar samt den efterföljande beskrivningen av exemplifierande utfliingsexempel.

Beskrivningen av tttfiiringsexempel sker med hänvisning till figurer angivna i följande figurförteckning.

FIGURFÖRTECKNING Figur l, visar ett för@nningsrum sett i tvärsnitt med en tippfinningsenlig mätanordning arrangerad att detektera jonisering centralt i förbränningsiummet; Figur 2, visar schematiskt hur den uppfinninsenliga mätanordningen är anordnad i förbränningsrummet relativt den bränsleplym som sprutas in från insprutaren; Figur 3, visar i en vy uppifrån schematiskt hur den uppfinningsenliga mätanordningen är anordnad i förbränningsrtrmmet relativt den bränsleplym som sprutas in från insprutaren; Figur 4, visar ett uppfinningsenligt mätdon för detektering av jonisering i en dieselmotor; Figur 5, visar en uppfinningsenlig kalibreringsanordning i en första utföringsform; Figur 6a, visar en uppfinningsenlig kalibreringsanordning i en andra trtfötingsform; samt Figur 6b vilken visar en detalj av kalibreringsanordningen i figur 6a.

BESKRIVNING Av UrFöRmGsExBMPEL I figur 1 visas det uppfinningsenliga arrangemanget för detektering av jonisering i fötbrännings- rummet i en förbrännningsmotor, där antändning av insprutat bränsle sker genom självantändning.

Förbränningsmotom är men inte exklusivt en dieselmotor, och andra typer av bränslen kan förekomma. F et avgränsas på konventionellt sätt av ett cylinderhuvud 3, ett cylinderblock 6 samt en i cylindern löpande kolv 1. I cylinderhuvudet är anordnat inlopps- och avgasventiler, endast en inloppsventil 7 visadi figur 1, vilka förser förbränningstummet med luft respektive medger evaknering av restgaser från förbränningen. Kolven äri det visade utföringsexemplet försedd med en fördjupning 8, vilken företrädesvis har en väsentligen rotationssymmetrisk form nmt en vertikal och i cylinderloppet centralt anordnad axel. Denna fördjupning bildar en styrning för den till förbränningsrummet indragna luften, vilken ges en rotation. ofta benämnd swirl, i syfte att få förbättrad blandning mellan den insprutade bränslemängden och 10 20 30 35 531 4 7 4 Û den indragna luften. Fütljupningen 8 är med en centralt anordnad förhöjning 8', varigenom en ringformad flïdjitpning erhålles för optimal styrning av luftrotationen.

Den aktuella typen av förbränningsrum brukar benämnas som “open chamber", med vilket avses att förkammare saknas. Inloppskanalen 5 ges företrädesvis även en krökning mnt en verfikalaxel i cylinderhuvudet 3, så att inloppsluften kan styras ner i fördjupningen 8 så att rotationen erhålles.

För insprutning av bränsle finns en i cylinderhuvudet 3 anordnad injektor 4, vilken sticker ner centralt i förbränningsrummet och via ett flertal i väsentlig radiell led riktade su-ålar, deponerar bränslemängden i den ringformade fördjupningen 8 i kolven 1. I figur 1 indikeras två strålar med streckmarkeringar, men mellan 5 till 8 strålar jämt fördelade i omkretsled på injektom är vanligt förekommande. Fler strålar medför att finare fördelning av bränslet kan erhållas, vilket tillsammans med högt insprutningstryck och hög rotationshastighet, dvs swirl, på luften, bidrar till att hålla nere emissionema av främst partiklar, vilka partiklar främst utgöres av sotpartiklar från icke helt förbränt bränsle.

Stora insatser utföres vid optimering av förbränningsmotorerna så att den i förbränningsrummet bildade rotationcn av luftmassan anpassas till de insprutade bränsleplymerna, i syftet att förbränningskaviteten i kolven skall fyllas helt med ideal bränsleluft blandning. Att införa komponenter som stör luftmtationen har överlag ansetts som motstridigt de optimeringsvillkor som gäller för luftrotationen i förbränningsmotorer, varför' dylika förslag konventionellt har förkastats.

Om joniseringen vid förbränningen av det insprutade bränslet skall detekteras i syfte att detektera förbränningsstarten (SOC, Start Of Combustion) men även förbränningens slut (EOC, End Of Combustíon), är det av stor vikt att detekteringen sker när den insprutade bränslemängden först antändes, men även när den sist insprutade bränslemängden förbrännts klart. Med en mätning av jonisering i en förkammare kan detektering utföras utan väsentlig fördröjning när bränsleluft blandningen i förkammaren antändes. Om detekteringen utföres i förbindelsekanalen (även benämnd shot channel) erhålles en bra detelctering av när den utbildade eldkvasten skjuter ner i huvudförbränningsrummet, men betydligt sämre detektering av när förbränningen i huvudförbränningsrummet startar eller avslutas.

I applikationer där jonströmsonden är applicerad i en kanal, eller i förkammaren, erhålles en lågpassfiltrering. Denna lågpassfiltrering medför att mycket kortvariga förbränningar, exempelvis från pilot injicering, riskerar att ej kunna detekteras.

I enlighet med uppfinningen skall därför en mätspets 2lc för detekteringen av joniseringen anordnas så att den ligger i omedelbar anslutning till de bränsleplymer som utbildas i förbränningskammaren från de strålar som sprutas ut från injektorns utloppshål.

För att erhålla en sådan placering måste mätspetsen i förbränningsrurn av open-chamber typ anordnas centralt i den i kolven anordnade fördjupningen, företrädesvis så att mätspetsen 21c sticker ner i förbränningsmmmet från cylindertaket och ner i kolvens fördjupning så att avståndet dr mellan 20 35 U 514 5740 5' mätspetsensyttetände ochcylindertaket, närkolven äri övre dödpunktläget, överstiger40% av avståndet mellan cylindertaket och kolven , dp+dr, , varigenom en mätanordning med i förbränningsrummet väsentligen centralt placerad mätprob erhålles. En välexponerad mätspets flir detektefing av jonisering i törbränningsmmmet är en nödvändighet för att en korrela detekteting skall ske av törbränningsstaræn, utan tördröjningar. En välexponerad mätspets är även en nödvändighet för att detektering även skall kunna uttöras på mycket kortvariga flibränníngar, exempelvis vid pilot insprutning av mycket små bränslemängder.

Förattgodmarginal mot att kolven slåri mätspetsensåkanmätspetsen 21c varaanordnadpåsåsätt an avståndet dp mellan mätspetsens ynerände och de i cylinder-ns axiella led och relativt matspetsen 21c närliggande partierna på kolven i kolvens l fördjupning 8, när kolven äri det övre dödpunktläget, ligger inom intervallet 20-607» av avståndet mellan cylindertaket och kolvens övre yta. I figuren l skall således sträckan dp utgöra 20-60% av sträckan dp-t-dr.

I vissa applikationer kan mätspetsen 21c vara anordnad vid sidan av en förhöjning 8', dvs att mätspetsen är törskjuten radiellt i cylindern bort fi-ån törhöjningen. och då axiellt i cylindem sträcka sig förbi förhöjningen 8' i tördjupningen 8, där dock även motsvarande frigång i cylinderns radiella led skall utbildas. I vissa applikationer kan även den övre delen av mätspetsens cylindriska mantelyta ligga nära den ime kanten av klämytan, ofta benämnd squish-yta, på kolvens ytterkanter. Dessa klämytor ger vid samverkan mot cylindertaket en sammanpressning av luftblandingen därimellan och en radiellt inåtriktad luftströmning under kompressionstaktens slutfas. Det väsentliga är dock att mätspetsen får en central placering i törbränningsrummet.

I figur 2 visas en förstorad del av hur mätspetsen 21c är anordnad relativt de bränsleplymer l0a,l0b som utbildas 'från injektorn 4. Mätspetsen skall skjuta in i törbränningsrummet i sådan omfattning att mätspetsen når ner till åtminstone det horisontalplan som tangerar bränsleplymernas övre randområde. I figuren 2 når mätspetsen ner något längre än detta tänkta horisontalplan, då mätspetsen istället tangerar bränsleplymen l0b i bakkanten på den av luftrotationen S avlänkade bränsleplymen l0b. I figuren 3 visas en insprutningsbild från en injektor med 4 utlopp, men 5-8 utlopp kan förekomma Varje utlopp är på konventionellt sätt jämt fördelade i omkretsled på injektorn, i syfte att få en jämn fördelning i deni kolven 1 anordnade ringformade iördjupningen 8.

I figur 3 indikeras vinkeln a mellan mätsspetsens 21c centrum och tttloppstikmingen från det hål på injektorn som är anordnat närmast mätspetsen. Denna avlänkningsvinkel är beroende av aktuell luftrotation, dvs swirl, och anpassas till ett normal lastfall för motorn. Vid utprovning på en kommersiellt tillgänglig överladdad dieselrnotor med 4 cylindrar och totalt 1.9 liters cylindervolym samt med rotation på inioppsluften har påvistats att en avlänkningsvinkel på 20 grader ger en optimal detektering, vilken ger en tydlig signalamplitud över hela lastområdet fiàr motorn. Varje aktuell törvridningsvinkel måste anpassas till aktuell motor och den rotationsfaktor (dvs swirl-ratio) som 20 30 35 7 4 Û se erhålles på luftmassan, och blir alltid en kompromiss mellan god detekterbarhet vid låga varvtalsontråden såväl i höga varvtalsområden för motorn.

Vid en jämförelse med en konventionell placering av ett glödstift i en dieselmotor, så placeras glödstiftet med fördel så att bränsleplymen träfiar glödstiftet. En motsvarande placering av en mätspets för joniseringsdetektering medför dock att mätspetsen sprutas ner med bränslet, och amplituden på joniseringsignalen reduceras. Om mätspetsen utsättes direkt för bränslet, kyls dels mätspetsen ner, och de joner som bildas vid bränsleplymens rand förhindras att nå mätspetsen på grund av det bränsle som sköljer över mätspetsen under insprutningen. Detta medför att mätsignalen erhåller en reducerad nivå, vilket ger ett mindre fördelaktigtigt signal/brus förhållande.

Mätdonet I figur 4 visas ett uppfinningsenligt mätdon, vilket medger att mätspetsen kan lokaliseras centralt i förbränningsrummet på det sett som visats på figrrrerna 1-3. Mätdonet är tillverkat med få ingående delar, och säkerställer att interna kortslutningar tïirlrindras samtidigt som hög värmeavledning erhålles. Mätspetsen 2lc med sin centrala placering i förbränningsrrrmmet utsättes för höga fötbränningstemperaturer och når en temperatur upp emot l200°C. De sotbeläggningar som kan uppstå på mätspetsen måste dels förhindras skapa kortslumnde överledningsbryggor, samtidigt som de måste kunna brännas bort Det visade mätdonet med en mätspets i konstruktionsstål, har vid applikation i en dieselmotor uppvisar en blånerad mätspets 2lc, vilket visar de höga temperaturpåkänningarna, vilka dock inte enbart är till nackdel då de verksamt bidrar till att bränna bort de sotavlagringar som bildas mellan den isolerade mätspetsen 2lc samt omgivande gods i cylinder-huvudet.

Måtdonet innefattar ett i ett stycke utbildat elektriskt ledande stavformat organ 21 vilket organ i en första ändparti bildar en mätspets 2lc med en första diameter vilken är ämnad att sticka ini ett förbränningsrum, och i sin andra ändparti bildar en anslutning 21b med en andra diameter för en elektrisk kontakt, där det elektriska ledande organet har ett mittparti med en tredje diameter som överstiger såväl den första och andra diametern på mätspetsen 21c respektive anslutningen 21b.

Det stavformade organet tillverkas lämpligen av stål, företrädesvis en enklare typ av rostfritt stål.

Mätdonet innefattar vidare ett cylindriskt rörformat hus 31 med en i längsled löpande borrning i vilken borrning det stavformade elektriskt ledande organet 21 är anordnat Borrningeni huset 31 har en innerdiameter som överstiger den tredje diametern på det stavformade organet 21 fiån ena ändpartiet av huset till en på husets andra ändparti radiellt inåtriktad skuldra 52. I monterat läge är det stavformade organet anordnat inuti huset med en isolerspalt 30 mellan huset 31 och det stavformade organet 21. Den utbildade isolerspalten 30 kan företrädesvis fyllas med kiselfett/silikon, vilket har goda värmeledande egenskaper samtidigt som en isolering mot elektrisk kortslutning 20 =s14 74o .-' 7 ' erhålles. Utfyllnadmedkiselfett törhindrarävenattfuktkantrångainiisolerspaltenochorsaka överledning.

Genom att mätdonets elektriskt ledande organ 21 är utbildat i ett enda stycke, samt försett med ett grövre miltparti, erhålles en god värmeavledning från mätspetsen och upp till det tjockare mittpartiet.

Det tjockare mittpartiet fungerar som en kylkropp, där de momentant mycket höga temperaturerna som mätspetsen 2lc utsättes för hinner kylas av mot mätdonets hus samt omgivande cylinderhuvud, via det kiselfett som fyller ut isolerspalten 30.

Det stavformade organet 21 kläms fast i huset 3l med hjälp av ett med husets samverkande förslutningsstycke 43, mellan två isolerande bussningar 40 samt 41. Förslumingsstycket är företrädesvis utformat med huset samverkande gängor 32, varigenom måtorganet kan monteras med ett lämpligt moment så att erfoderlig tätning mot läckage av törbränningsgaser erhålles.

Sammandragningen av huset sker mot verkan av deformerbara distansbrickor 51 och 52, vilka är anordnade på ömse sidor av en fläns på den nedre bussningen 40. Distansbrickan 52 kan lämpligen tillverkas av en mjuk aluminiumlegering.

För att god säkerhet mot överledníng mellan måtspetsen 2lc och omgivande delar av cylindertaket skall erhållas bör den nedre isolerande bussningen 40 förses med en nedåtriktad krage 40b som går ut från husets nedre del 33 och ut på mätspetsen 2lc. Härigenom bildas en längre isolerande brygga mellan mätspetsen 2lc och husets nedre del 33.

Den nedre isolerande bussningen kan lämpligen tillverkas i ett högtemperatur beständigt polymer eller keramikmaterial. De eventuella sotbelåggningar som kan deponeras på ytterytan av hagen 40b, kan medfiåra att matspetsen konslutes mot cylindertaket. De höga temperaturerna som mätspetsen utsattes för bidrar dock till atti viss mån bränna bort sotavlagringarna.

Den elektriska anslutningen 2lb utformas lämpligen så att den blir kompatibel mot en lämplig kontaktstandard, företrädesvis Rir anslutning med en enkel cylindrisk honkontakt. En isolerande bricka 42 kan anordnas runt anslumingen 2lb, så att brickan vilar mot Rirslumingsstyckets 43 ändparti samt det övre ändpartiet på den övre isolerande bussningen 41. Alternativt kan brickan 42 utgå eller integreras i honkontaktens Den mätspänning som pålägges mätdonets spets ligger i storleksordning 5-20 volt, 10 volt. Även om potentialen är relativt låg måste kortslutande överledning förhindras då de strömmar som utbildas vid jonisering i törbränningsrummet är på en relativt låg nivå.

Mätdonet enligt uppfinningen kan enkelt tillverkas med få ingående delar, samt erbjuder i den visade utfiâringsformen, med gängat törslutningsstycke 43, enkel utbytbarhet av ingående komponenter om 10 20 30 35 . 8 _ så skulle krävas. I seriemässiga varianter så kan istället förslutningsstycket 43 istället ersättas av en kragningsoperation på en förlängd del av huset 31, varvid låsning av ingående delar erhålles med en radiellt inåtriktad krage på husets ytterände. gen I figur 5 visas i en första utföringsfonn en kalibreringsanordning 22a med vilken man enkelt kan korrelera jonströmsignalen till tryckknrvan och använda denna korrelation vid kalibreringsarbetet av 1110120111.

Kalíbreringsanordningen 22a är kompatibel mot mätdonet visat i figur 4 och kan monteras i samma urtag i cylinderlmvudet som användes för mätdonet 2.

Kalibreringsanordningen innefattar ett långsträclct hus 3la med en första inre ändparti 19 och en andra yttre ändparti 18. Excentriskt i huset är är anordnat ett elektriskt ledande organ 61 med ett runt organet och relativt huset 3la isolerande hölje 63 Det elektriskt ledande organet kan lämpligen utgöras av isolerad ledning vilken dras i en borrning löpande i axiell led i huset En yttre ände 64 på det elektriskt ledande organet kan anslutas till lämpligt kontaktdon för anslutning till mätutrustning.

I huset finns även anordnad en tryckgivare 60 vilken monteras i en i axell led löpande borrning, vilken ligger excenuiskt anordnad relativt husets centrumaxel. Tryckgivaren är en i sig känd givartyp, med ett cylindriskt hus med ett givar element 60s i ena änden samt en elektriskt anslutning 69 i andra änden.

Vid husets yttre ände 18 har borrningen en första diameter, vilken väsentligen motsvarar sensoms 60 ytterdiameter. Vid husets inre ände 19 ges borrningen en mindre diameter, varvid bildas en törbindelsekanal 65 i huset 3la där förbindelsekanalens första ände 67 utmynnari förbrännings- rummet på avstånd Ad från kalibreringsanordningens inre ände 19 och där förbindelsekanalens andra ände 66 exponerar tryckgivarens sensorelement 60s för förbränningsgaserna i förbränningsrummet via förbindelsekanalen 65.

Förbindelsekanalens längd skall minimeras i syfte att möjliggöra korrekt detektering av högfrekventa tryckpulsationer i förbränningkammaren. Längre förbindelsekanaler ger eñekten av ett lägpass filter.

Lägre frekvenser kan detekteras korrekt med ttyckgivaren, men frekvenser inom resonsfrekvensen för den i förbindelsekanalen bildade gasvolymen medför starka stömingar, vilka störningar i flerfaldig omfattning kan överstiga mätsignalens amplitud Högre frekvenser över resonansfrekvensen erhåller en stark dämpning, om de kan detekteras överhuvudtaget. För att ge en grov uppskattning av resonansfrekvensen i förbindelsekanalens gaspelare så kan den uppskattas med sambandet; Fm0NANS=V*(4*L),där FRESONANS motsvarar den uppskattade resonansfrekvensen, 20 "SM .740 7 V motsvarar ljudhastigheten, samt L motsvarar längden på förbindelsekanalen.

Om exempelvis Längden på Ribindelsekanalen är 14 mm. Och medelvärdet på ljudhastigheten ansättes till 360 mls, så ligger resonansfrekvensen för denna förbindelsekanal i närheten av 6400 Hertz.

I en dieselmotor med normalt varvtal runt 3(X)0rpm, så medför en flibindelsekanal med en längd på 14 mm, att trycksvängningar med en varaktighet över 2-3 vevaxelgrader ligger inom förbindelsekanalens resonansfrekvens. Detta medför att motsvarande kortvariga trycksvängningar , exempelvis erhållna från en pilot-insprutning, riskerar att störas ut, och ju längre förbindelsekanalen blir, desto längre varaktighet på trycksvängningen erfordras för att kunna detekteras.

För att den uppfinningsenliga kalibreringsanordningen skall få fullgod fimktionalitet som mätanordning för jonisering samt n-yckgivare, måste mätspetsens jonströmsdetektexande spets skjuta in i förbränningsrummet, samtidigt som tryckgivaren måste ståi förbindelse med förbränningsrummet med kortast möjliga förbindelsekanal, samtidigt som tryckgivaren skall erhålla skyddad montering med god avkylning.

I enlighet med den uppfinningsenliga kalibreringsanordningen är förbindelsekanalens 65 första ände 67 anordnad på ett avstånd Ad fiån husets första 19, och där det elektriskt ledande organet :år ända ut till husets första ändparti 19. Härigenom kan tryckgivaren erhålla en mer skyddad position samt erhålla bättre kylning.

Det elektriskt ledande organet 61 saknar isolering på åtminstone den del 62 av det elektriskt ledande organet som är exponerat för förbränningsgaserna i förbränningsrummet vid husets första ändpani 19. Såsom visas i figur 5 kan ett tjockare isolatorparti 63 vara anbringat på husets första ändparti 19, där endast den yttre spetsen 62 på det elektriskt ledande organet är frilagt.

I figur 6a visas en alternativ uttöfingsform av kalibreringsanordningen. I denna utföringsform är mätspetsen som utsättes för förbränningsgaserna utformad som en stav 70 med integrerad förbindelsekanal 73,74. Mätspetsen 70 är en elektriskt ledande cylindrisk stälstav, med en i axiell led löpande borrning 73 samt åtminstone en tvärgående borrning 72. Mätspetsen är utvändigt belagd med en elektriskt isolerande beläggning 74, med endast den nedre delen av mätspetsen 71 frilagd.

Mätspetsen kan spänningssättas via en kontaktbdcka 6lc, till vilken är amluten en elektrisk ledare 6 l .

I figur 6b visas närmare hur kontakter-ing sker mellan kontalctbrickan 6lc samt mätspetsen 70, samt hur mätspetsen är isolerad relativt huset. Mätspetsen har en utvändigt isolerande beläggning 74, 4 7 4 0 /O bortsett från mätspetsens nedre del 71 samt mätspetsens kontakæringsyta mot vilken kontaktbrickan 61c anligger. Tryckgivar-en 60 gängas lmligen fast i huset, varvid tryckgivarens nedre del 60s trycker kontakteríngsbrickan 61c mot mätspetsen mellan en övre elelnriskt isolerande distansbricka 81 samt en tindre distansbticka 80. Den undre distansbrickan 80 kan vara tillverkadi ett elektriskt isolerande material, men kan även vara tillverkadi någon mjukare alumininmlegerlng i de fall beläggningen 74 erbjuder tillräcklig säkerhet mot elektrisk överledning, samt där beläggningen 74 ej är benägen att skadas vid sammansättning av kalibretingsanordningen Kontaktexingsbzickan 61c anslutes till åtminstone en isolerad elkabel 6l vilken kan dras i en borrning i huset motsvarande lösningen visad i figur 5. Alternativt så kan elkabeln 61 ledas i etti axiell led löpande spår i monteringshålet för tryckgivaren 60. Elkabeln kan ha cirkulär-t tvärsnitt, eller vara en isolerad foliekabel.

Kalibreringsantxdningen kan modifieras på flera sätt inom ramen för patentkrav 9. Exempelvis så kan den elektriska kontakter-ingen mot en mätspets motsvarande mätspetsen 70 i figm' 6a istället erhållas med cylindtiska txmna kontakteringshylsor, vilka är anordnade koneentriskt nmt u-yckgivaren 60, med isolerande beläggningar på kontakteringshylsorna invändigt samt utvändigt.

Claims (10)

10 20 30 35 :F14 740 I. PATENTKRAJ

1. Arrangemang för detektering av jonisering i iörbränningsrummet i en förbränningsmotor där bränslet självantändæ genom kompression, företrädesvis men inte exklusivt en dieselmotor, där förbränningsrummet är avgrärßat av ett cylindertak, cylinderväggar samt en övre yta på en kolv (1), vilket förbränningsrum benämnes som open chamber typ, där kolvem övre yta är försedd med en fördjupning (8) i vilken bränslet sprut-as ini för självantändning och slutlig förbränning kännetecknat av att -en att ett stavformat mätorgan (2) med en mätspets (21 c) för detektering av jonisering i förbränningsrummet är anordnad i förbränningsrummets cylindertak, -att mätspetsen (21c) är spänningssatt till en iörbestämd nivå medelst ett spänningsaggregat (9), -att mätspetsen (21c) sticker ner i förbränningsrummet från cylindertaket och ner i kolvens fördjupning så att avståndet (dr) mellan rnätspetsen ytterände och cylindertaket, när kolven äri övre dödpunktläget, överstiger 40% av avståndet mellan cylindertaket och kolven (dp-l-dr), varigenom en mätanordning medi förbränningsrummet väsentligen centralt pmätprob erhålles.

2. Arrangemang för detektering av jonisering i en förbränningsmotor enligt patentkrav l kännetecknat av at: mätspetsenstickerneriförbränningsrummetfråncylindertaketoch neri kolvens fördjupning så att avståndet (dp) mellan spetsens ytterände och kolven, när kolven äri övre dödpunlrtläget, ligger inom intervallet 60-20% av avståndet (dp-l-dr) mellan cylindertaket och kolvens övre yta,

3. Arrangemang för detektering av jonisering i en förbränningsmotor där kolvens fördjupning (8) är väsentligen rotationssymmetrisk runt en genom kolven centralt löpande axel parallell med en kolvens fram och återgångende rörelse, där fördjupningen har en centralt anordnad förhöjning (8') så attenringformadfördjupningikolvenerliålles enligtpatentkrav l ellertvå kånnetecknat av att mätspetsen (21c) sticker ner i förbränningmimnnet och neri kolvens fördjupning (8) så att avståndet mellan spetsens ytterände (21c) och kolvens centralt anordnade förhöjning, när kolven äri övre dödpunktläget, är mindre än avståndet mellan spetsens ytterände och övriga ytor på kolvens om yra

4. Arrangemang för detektering av jonisering i en enligt patentkrav 3 där en injektor (4) är anordnad att spruta in bränsle direkt in i och väsentligen centralt i förbränningsrummet samt ner i den ringformade fördjupningen (8) i kolven (1), där injektorn är försedd med minst tre utlopp vilka är riktade radiellt utåt och huvudsakligen i en rikming mot cylinderväggarna, där utloppen är änordnade på injektorn med väsentligen likartad delning mellan utloppen sett i omlcretsled 10 20 30 :liitto 12 påinjektorn kännetecknat av attmätspetsenßløäranordnaditörbränningsrummetså att den tangerar den från injektorns utlopp bildade bränsleplymen (10b).

5. Mätdon för detektering av jonisering medelst ett arrangemang enligt patentkraven 1-4 i en förbränningsmotor där bränslet självantändes genom kompression, vilket mätdon har en inre ände (19) avsedd att exponeras i förbränningsnimmet samt en yttre ände (18) avsedd att medge anslutning till externmätutrusming kännetecknat av att mätdonetinnefattar - etti ett stycke utbildat elektriskt ledande långsträckt organ (21) vilket organi en första inre ände bildar en mätspets (2lc) med en första diameter vilken är ämnad att sticka ini ett förbränningsrum, och i sin andra yttre ände bildar en anslutning (21b) med en andra diameter för en elektrisk kontakt, där det elektriska ledande organet har ett mittparti med en tredje diameter som överstiger såväl den första och andra diametem på mätspetsen (2lc) respektive anslutningen (21b), - ett cylindriskt långsträckt hus (31) med en i längsled löpande borrning i vilken borrning det elektriskt ledande organet (21) är anordnat, där borrningen i huset har en innerdiameter som överstiger den tredje diametern på det långsträckta organet från husets yttre ände till en på husets inre ände radiellt inåtriktad skuldra (33), och med det elektriskt ledande organet anordnat inuti huset lämnar en isolerspalt (30) mellan huset (31) och det långsträckta organet (21), - ett förslutningsstycke (43) anordnati husets yttre ände - en första isolerande bussning (40) anordnad i husets inre ände, anordnad mellan den radiellt inåtriktade skuldran (33) på husets inre ände samt det elektriskt ledande organets mittparti, samt - en andra isolerande bussning (41) anordnad i husets yttre ände, anordnad mellan förslutningsstycket (43) på husets yttre ände samt det elektriskt ledande organets mittparti.

6. Mätdon för detektering av jonisering i en förbränningsmotor enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d a v att den första isolerande bussningen (40) är anordnad koncentriskt runt det elektriskt ledande organet (21) samt att den första bussningen är försedd med en axiellt och mot mätspetsen riktad krage (40B), där kragens inre ände sträcker sig längre ner på mätspetsen (2lc) samt förbi husets inre ände (33).

7. Mätdon för detektering av jonisering i en förbränningsmotor enligt patentkrav 5 k ä n n e t e c k n a d a v att den isolerspalt (30) som utbildas mellan det elektriskt ledande organets mittparti och husets invändiga ytor är fyllt med ett elelnriskt isolerande material med god termisk ledningsförmåga, företrädesvis kiselfett eller liknande. 30 ÄS44 74u /3

8. Mätdon för detektering av joniseringi en ftïbränningsinotor enligt patentkrav 5 kännetecknad av attfiirslttmingstyckeflß) ärfü-sett medhusetsyttreändesamverkande gängor (32), varvid de ingående delarna i mätdonet kan monteras samman med lämpligt åtdragningsmoment på förslumingstycket (43) relativt huset (31), för erhållande av tätning mot läckage från förbränningsrummet samt möjliggöra isärtagning för eventuellt utbyte av valda delar i mätdonet.

9. Kalibreringsanordning (22a/22b) för detektering av jonisering i en törbränningsmotor där bränslet självantändes genom kompression, företrädesvis men inte exklusivt en dieselmotor, kännetecknad avatt kalibreringsanordningen innefattar ett långsträcld hus (31a/31b) med ett första inre ändparti (19a/19b) och en andra yme ändparfi (lsa/isb) i vilket är manar -dels ett elektriskt ledande organ (6la,62./6lb,70) med ett runt det elektriskt ledande Organet och relativt huset isolerande hö1je(68/68b,74), -en tryckgivare (60) med en förbindelsekanal (65/72.73)i huset där förbindelsekanalens första ände (67/72) utmynnari förbränningsummet vid kalibreringsanordningens inre ände(19a/l9b) och där förbindelsekanalens andra ände (66al66b) exponerar tryckgivarens sensorelement (60s) för förbränningsgaserna i förbränningsrummet via förbindelsekanalen (65f72,73), -där förbindelsekanalens första ände (67,72) är anordnad på ett avstånd (Ad) från husets inre ändparti ( l9a/19b), och - där det elektriskt ledande organet når ända ut till husets första ändparti (l9a/l9b) och där det elektriskt ledande organet saknar isolering (63/74) på en yttre del av det elektriskt ledande organet som är exponerat för förbränningsgaserna i förbränningsrummet.

10. Kalibreringsanordning för detektering av jonisering i en förbränningsmotor enligt patentkrav 9 kännetec knad avatt deteleknisktledande organetinnefattarenihusetsinreändparti anordnad stavformad mätspets (70), där törbindelsekanalen ü en i mätspetsen anordnad borrning (72,73), vilken mätspets via isoleringsorgan (74,80,81) är avisolerad mot huset (31b) samt kontakterad mot en elektriskt ledare (61) via kontakteringsorgan (61).