WO2009155944A1 - Measuring apparatus for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating piston internal combustion engine - Google Patents

Measuring apparatus for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating piston internal combustion engine Download PDF

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WO2009155944A1
WO2009155944A1 PCT/EP2008/005193 EP2008005193W WO2009155944A1 WO 2009155944 A1 WO2009155944 A1 WO 2009155944A1 EP 2008005193 W EP2008005193 W EP 2008005193W WO 2009155944 A1 WO2009155944 A1 WO 2009155944A1
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WO
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cylinder
measuring device
piston
cylinder liner
force sensors
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PCT/EP2008/005193
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German (de)
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Franz-Gerd Hermsen
Elmar Karrar
Original Assignee
Fev Motorentechnik Gmbh
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
    • G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/08—Testing internal-combustion engines by monitoring pressure in cylinders

Definitions

  • Measuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine
  • the invention relates to a measuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine.
  • Such a measuring device is known from the article "Investigations on plasma-coated cylinder surfaces" in MTZ 3/2004, pages 2 to 6.
  • the measuring device is used for gasoline engines
  • the measuring device described therein comprises a cylinder carrier having a receptacle in which a A piston is adjustably guided axially in the cylinder liner over a predetermined stroke between a top dead center and a bottom dead center to a cylinder axis.A distributed over the circumference of the cylinder liner several force sensors arranged distributed over which the cylinder liner with the cylinder carrier
  • the force sensors are arranged below a reference plane of the piston at half stroke between the top dead center and the bottom dead center, wherein the reference plane is arranged at right angles to the cylinder axis and a pivot axis about which a connecting rod is pivotally connected to the piston, ent
  • the cylinder liner is attached to the cylinder carrier from below.
  • the term “up” refers to the direction of the piston as it moves from bottom dead center to top dead center
  • the “down” designation indicates the direction of the piston as it moves from top dead center toward bottom dead center
  • the cylinder axis may be arranged vertically or inclined to a vertical axis.
  • Disadvantage of the known measuring device is that at high peak pressures during the combustion process, depending on the crank kinematics, high moments act on the cylinder liner, so that the force sensors distributed over the circumference are loaded to different degrees. Furthermore, high moments lead to a deformation of the cylinder liner.
  • the high moments are due to the peak pressures being achieved after reaching top dead center, based on the angular position of the crankshaft driven by the piston, approximately in the range of 15 degrees to 20 degrees after top dead center.
  • the piston connecting the piston with the crankshaft connecting rod is not coaxial with the cylinder axis but angularly aligned with this, so that lateral forces relative to the cylinder axis result, which lead to an introduction of moments in the cylinder liner.
  • the object of the present invention is to provide a measuring device which is also suitable for higher peak pressures.
  • a measuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine comprising a cylinder support, a cylinder liner, a piston in the cylinder liner over a predetermined stroke zwi- see a top dead center and a bottom dead center axially is guided to a cylinder axis, and a plurality of distributed over the circumference of the cylinder liner arranged force sensors, via which the cylinder liner is axially supported against the cylinder support, wherein the force sensors above a reference plane of the piston at half a stroke between the top dead center and the bottom dead center are arranged and wherein the reference plane is arranged at right angles to the cylinder axis and a pivot axis about which a connecting rod is pivotally connectable to the piston, contains, solved.
  • the peak pressure in a combustion chamber of a reciprocating engine is achieved shortly after the compression phase after the piston has reached top dead center and after ignition.
  • the inventive arrangement of the force sensors that the cylinder liner is supported at an axial position relative to the cylinder axis, in which the pivot axis is when a peak pressure is reached in the combustion chamber and thus the largest force acts on the piston , Since the peak pressure after reaching top dead center, that is, when the piston is moved back toward bottom dead center, is reached, the connecting rod is arranged at an angle relative to the cylinder axis and generates a lateral force on the cylinder liner, which then upon reaching the peak pressure can be well supported by the force sensors.
  • the transverse forces that occur in this position of the piston have no or only a small effect on the measurement result in the axial direction, whereby the measurement results are less affected.
  • Measuring the reaction force between the piston and the cylinder liner basically refers to the reaction force that arises during the stroke movement of the piston within the cylinder liner.
  • piston rings are part of the piston, via which the piston is held in sealing engagement with the inner surface of the cylinder liner, wherein friction occurs between the piston rings and the inner surface of the cylinder liner. Nevertheless, the reaction force between the piston and the cylinder liner will be discussed below in a simplified manner.
  • force sensors preferably three-dimensionally measuring sensors are used.
  • the peak pressure in the combustion chamber occurs shortly after top dead center until about 45 degrees after top dead center has been reached.
  • the force sensors above the reference plane of the piston in a stroke position of the piston, the position of a piston of the crankshaft driven by the piston of 45 Degree, in concrete embodiment of 25 degrees, according to the top dead center corresponds, are arranged.
  • the force sensors are arranged below the reference plane of the piston in the top dead center position.
  • the force sensors are arranged in a common plane.
  • the force sensors are arranged on the reference plane of the piston in a stroke position in which the peak pressure is achieved in the combustion chamber of the reciprocating engine. This corresponds generally to a stroke position of the piston near the top dead center.
  • the cylinder liner is supported down against the cylinder carrier.
  • the cylinder liner is disposed within a receptacle of the cylinder carrier.
  • the receptacle can hereby be represented in the form of a through bore, so that the connecting rod can dip into the cylinder liner from below and further components, such as the cylinder head, can be mounted on top of the cylinder support.
  • the arrangement in the form that the cylinder liner is supported down against the cylinder support simplifies the change of the cylinder liner, since only the cylinder head and possibly more arranged between the cylinder head and the cylinder support components must be dismantled to get to the cylinder liner.
  • a socket carrier is provided which has a central bore in which the cylinder liner is seated.
  • the cylinder liner is supported indirectly via the bush carrier against the cylinder carrier.
  • the cylinder liner is supported directly against the force sensors and via these against the cylinder carrier.
  • this preferably has at least one radially projecting support bearing, with which the bush carrier is supported against at least one of the force sensors. This may be a circumferential collar or one or more radial projections, which form a support surface which is held in contact with the force sensors.
  • a cooling liquid space of a cooling circuit surrounding the cylinder liner can be formed.
  • different cooling circuits can be provided for the cooling of the cylinder liner and for the cooling of a cylinder head.
  • temperature sensors are provided in the socket carrier.
  • At least two, in particular four force sensors are provided. Of these, two are preferably arranged opposite each other with respect to the cylinder axis.
  • the force sensors can be evenly distributed over the circumference.
  • two pairs of force sensors are provided, which are arranged opposite to a center plane, wherein the center line contains the cylinder axis.
  • the force sensors of a pair relative to the cylinder axis can be arranged offset by less than 90 degrees to each other.
  • the center plane is preferably formed by the cylinder axis and the pivot axis.
  • the connecting rod is arranged either parallel to the center plane or at an angle thereto, so that transverse forces occur transversely to the center plane. These are then intercepted by two force sensors arranged close to one another, so that the best possible support is ensured.
  • the measuring device may further comprise a crankcase for supporting a crankshaft, wherein the cylinder carrier is attached to the crankcase.
  • an intermediate plate may be provided which is connected to the cylinder carrier. is bound.
  • the intermediate plate is arranged opposite the crankcase and thus opposite the crankshaft. On the intermediate plate can attach a cylinder head.
  • the intermediate plate may be designed such that supply and return lines are arranged for the cooling circuit of the cylinder head.
  • a series cylinder head can be used in conjunction with a close-to-production cylinder head gasket, which need not be specially adapted to the measuring device.
  • the intermediate plate is designed such that the cylinder head is otherwise completely closed.
  • a first sealing ring in particular a metal sealing ring, can be arranged around the cylinder axis in order to seal off a combustion chamber formed by the cylinder liner, the piston and the cylinder head.
  • the metal sealing ring is preferably a gas-filled metal sealing ring, which has a low spring stiffness and thus exerts low spring forces on the cylinder liner. Thus, it is avoided that excessive forces are exerted by the metal seal on the cylinder liner, which could adversely affect the measurement of the force transducer.
  • a second sealing ring may be provided around the metal sealing ring, so that a test space is formed between the sealing rings.
  • the test room may be connected to a flow sensor for detecting leakage at one of the seals.
  • the intermediate plate may be detachably connected to the cylinder carrier such that the intermediate plate is displaceable transversely to the center plane, which is spanned by the pin axis and the cylinder axis, and can be fastened in different positions transversely to the center plane.
  • a release of the cylinder liner unit and the load cell is not required.
  • the setting that is, the distance of the crankshaft axis to the cylinder axis, set differently.
  • the necessary adjustment of the compression takes place by varying the number of individual layers of the cylinder head gasket.
  • the measuring device is generally not limited to a single cylinder liner. It is understood that the measuring device may also comprise a plurality of units of cylinder liners and pistons, which are each equipped as described above.
  • Figure 1 is a simplified schematic representation in cross section of a measuring device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a measuring device according to the invention
  • Figure 3 shows two cross sections according to the section lines Illa-Illa and Illb-Illb according to Figure 2;
  • Figure 4 shows a cylinder support according to the invention with an inserted bush carrier and a cylinder liner partially cut
  • FIG. 5 shows a cross section of the measuring device according to FIG. 2 along the section line V-V and FIG
  • Figure 6 is a schematic representation to illustrate the setting with displaced cylinder support.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic representation of a measuring device according to the invention.
  • the measuring device comprises a plate-shaped cylinder carrier 1, in which a cylinder receptacle 2 is provided in the form of an opening.
  • a cylinder liner 3 in which a piston 4 is adjustably guided along a cylinder axis Z.
  • the piston 4 is, as in reciprocating Combustion engines usual, connected to a connecting rod, not shown here, which in turn is drivingly connected to a crankshaft, not shown here.
  • the connecting rod is connected via a bolt which is seated in bores 5 of the piston 4, about a pivot axis S pivotally connected to the piston 4.
  • the piston 4 is guided within the cylinder liner 3 axially adjustable to the cylinder axis Z between a top dead center and a bottom dead center.
  • the piston 4 is shown near the top dead center.
  • the outer diameter of the piston is significantly smaller than the diameter of a bore 7 of the cylinder liner 3, in which the piston 4 is guided. This is for illustrative purposes only.
  • the piston 4 is held by piston rings 33 in sealing engagement with the bore 7 of the cylinder liner 3.
  • the cylinder liner 3 has an upper end 34 and a lower end 35.
  • the piston 4 is in its upper dead center position near the upper end 34 and in its bottom dead center position near the lower end 35.
  • top and bottom is used such that the term “top” on the Range at the upper end 34 and the term “bottom” refers to the area at the lower end 35 of the cylinder liner 3.
  • the cylinder liner 3 has a circumferential to the cylinder axis Z support flange 8, which is axially supported down against an end face 9 of the socket carrier 6.
  • two support bearings 10, 11 are shown, which are part of the socket carrier 6 and are arranged diametrically opposite each other.
  • the bush carrier 6 is axially supported with the support bearings 10, 11 against force sensors 12, 13, wherein the force sensors 12, 13 are in turn supported axially against support surfaces 14, 15 of the cylinder support 1.
  • the socket carrier 6 is supported via the force sensors 12, 13 down against the cylinder support 1.
  • at least two, in particular four, force sensors 12, 13 are provided, against each of which a support bearing 10, 11 of the bushing support 6 is supported.
  • a support bearing 10, 11 is supported against a plurality of force sensors 12, 13.
  • the support bearings 10, 11 may also be formed by a circumferential flange.
  • For attachment in the support bearings 10, 11 each have a mounting hole 16, 17 are provided, each with a mounting hole 18, 19 in the force sensors 12, 13 are aligned. All mounting holes 16, 17, 18, 19 are each aligned with a threaded bore 20, 21 in the cylinder support 1, so that fastening screws 22, 23 can be passed through the mounting holes 16, 17, 18, 19 and can be screwed into the threaded bore 20, 21 ,
  • the mounting screws 22, 23 can apply a bias voltage to the force sensors 12, 13, so that both forces exerted by the piston 4 down to the cylinder liner 3 and forces exerted by the piston 4 upwards on the cylinder liner 3, can be detected by the force sensors 12, 13.
  • this is the cylinder liner 3 of the socket carrier 6 constructed in the manner of a "floating liner" measuring system, which is supported exclusively on the force sensors 12, 13 against the cylinder support 1.
  • the cylinder liner 3 and the sleeve carrier 6 can also be made as a single component. Other connection points are not provided.
  • the cylinder liner 3 is supported as smoothly as possible in the axial direction.
  • the cylinder support 1 has an upper connecting surface 24, which is arranged at right angles to the cylinder axis Z on.
  • an intermediate plate 25 is placed and connected to the cylinder carrier 1.
  • an opening 26 is provided, which is aligned with the bore 7 of the cylinder liner 3.
  • a first sealing ring 27 is provided between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25, for sealing a combustion chamber formed by the cylinder liner 3 and the piston 4.
  • the first sealing ring 27 may be provided in the form of a metal sealing ring, in particular a gas-filled metal sealing ring.
  • the first sealing ring in this case has a low spring stiffness, so that hardly forces are transmitted between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25, which would lead to a falsification of the measurement results at the force sensors 12, 13.
  • the bush carrier 6 has a continuous receiving bore 36 for receiving the cylinder bushing 3, in which a circumferential recess 28 is provided inside. hen is. This forms together with an outer peripheral surface 29 of the cylinder liner 3, a cooling liquid space 30 which is connected to a cooling circuit.
  • the sleeve carrier 6 has a radially inwardly directed circumferential upper collar 31 and a radially inwardly directed circumferential lower collar 32 which are held in sealing engagement with the outer circumferential surface 29 of the cylinder liner 3.
  • the cylinder liner with its support flange or with support bearings provided on the cylinder liner is supported directly against the force sensors.
  • an axial support of the cylinder liner would result directly over the force sensors against the cylinder carrier and not, as shown in Figure 1, indirectly on the socket carrier.
  • the sleeve carrier may then continue to be arranged around the cylinder liner to form a cooling fluid space.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section along a median plane through the measuring device according to the invention.
  • Components which correspond to components according to FIG. 1 are given the same reference numerals.
  • the measuring device comprises a crankcase 37, in which a crankshaft, not shown, is rotatably mounted about a crank axis K.
  • the crankshaft is pivotally connected eccentrically to the crank axis K with a connecting rod, not shown, which in turn is pivotally connected to the piston 4 about the pivot axis S.
  • the measuring device has a single piston-cylinder unit and is thus designed as a single-cylinder engine. However, it can also be provided a plurality of piston-cylinder units.
  • FIG. 3 shows two cross sections through the measuring device according to the invention. Shown on the left in FIG. 3 is a cross section at right angles to the median plane according to the section line Illa-Illa according to FIG. 2 through the connecting rod. On the right side, a parallel cross section according to the section line HIb-IIIb according to FIG. 2 is represented by a force sensor.
  • Figure 4 shows a perspective view of the cylinder carrier shown partially cut with cylinder liner and socket carrier. Figures 3 and 4 will be described together below. Components that correspond to components of the preceding figures are provided with the same reference numerals.
  • first sealing ring 27 in particular in the form of a metal sealing ring
  • second sealing ring 42 is provided, which is arranged around the first sealing ring 27 and is also held between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25.
  • annular test chamber 43 is formed, which can be connected to a flow sensor or a similar sensor in order to determine a leakage at one of the sealing rings can.
  • a radially extending inlet channel to the cooling fluid space 30 is provided in the sleeve carrier 6, which can be connected to a cooling circuit via an inlet connection 45.
  • An outlet port 46 is connected to an outlet channel, not shown, which is provided analogously to the inlet channel 44.
  • a plurality of bores 47 are provided in the socket carrier 6, through which temperature sensors can be guided to the cylinder liner.
  • crankshaft 48 about a pivot axis S with the piston 4 and about a coupling axis C with a crankshaft, not shown here is pivotally connected, wherein the crankshaft is in turn mounted rotatably in the crankcase about a spaced apart from the coupling axis C arranged crank axis K.
  • FIG. 5 shows a cross section through the measuring device according to the invention along the section line V-V according to FIG. 2.
  • the crankcase 37, the cylinder carrier 1 and the intermediate plate 25 are shown.
  • a plurality of fastening openings in the form of slots 49, 50 are provided. Through the slots 49, 50 clamping screws 51, 52 are passed and screwed into threaded holes 53, 54 in the crankcase 37.
  • the cylinder carrier 1 is braced on the crankcase 37 via the clamping screws 51, 52.
  • the cylinder support 1 can be moved transversely to the median plane M, before the cylinder support 1 is clamped on the crankcase 37.
  • the cylinder axis Z can be displaced relative to the crank axis K. This is shown schematically in FIG.
  • the cylinder axis Z intersects the crank axis K.
  • the offset can be adjusted freely, in which the cylinder axis Z crosses the crank axis K at a distance.
  • crank mechanism is shown schematically.
  • the crankshaft 55 has a crank arm 56 and is rotatably mounted about the crank axis K.
  • the connecting rod 48 is pivotally mounted on the crank arm 46 about the coupling axis C.
  • the crankshaft 55 is shown only schematically.
  • the cylinder, not shown here, is displaced in such a way that an entanglement results, in which the cylinder axis Z crosses the crank axis K at a distance. 1

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Abstract

The invention relates to a measuring apparatus for measuring the reaction forces between a piston (4) and a cylinder line (3) of a reciprocating piston internal combustion engine, comprising a cylinder carrier (1), a cylinder liner (3), a piston (4), which is guided in the cylinder liner (3) axially with respect to a cylinder axis Z across a predefined stroke length between an upper dead center position and a lower dead center position, and a plurality of force sensors (12, 13) distributed across the circumference of the cylinder liner (3), the cylinder liner (3) being axially supported against the cylinder carrier (1) by way of said force sensors, wherein the force sensors (12, 13) are disposed above a reference plane E of the piston at half the stroke between the upper dead center position and the lower dead center position, wherein the reference plane E is disposed at a right angle to the cylinder axis Z and a pivot axis S about which a connecting rod (48) can be pivotally connected to the piston (4).

Description

FEV Motorentechnik GmbH 26. Juni 2008 FEV Motorentechnik GmbH June 26, 2008
Neuenhofstr 181 Mü/gro (2008005420) iNeuennoTsir. ιo ι Q07575WO00Neuenhofstr 181 Mü / gro (2008005420) iN euenno T s i r. ιo ι Q07575WO00
52078 Aachen52078 Aachen
Messvorrichtung zum Messen der Reaktionskräfte zwischen einem Kolben und einer Zylinderbuchse eines Hubkolben-VerbrennungsmotorsMeasuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Messen der Reaktionskräfte zwischen einem Kolben und einer Zylinderbuchse eines Hubkolben- Verbrennungsmotors.The invention relates to a measuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine.
Eine solche Messvorrichtung ist aus dem Artikel „Untersuchungen an plasmabeschichteten Zylinderlaufflächen" in MTZ 3/2004, Seiten 2 bis 6 bekannt. Die Messvorrichtung wird für Ottomotoren eingesetzt. Die dort beschriebene Messvorrichtung um- fasst einen Zylinderträger, der eine Aufnahme aufweist, in der eine Zylinderbuchse sitzt. Ein Kolben ist in der Zylinderbuchse über einen vorbestimmten Hubweg zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt axial zu einer Zylinderachse verstellbar geführt. Über den Umfang der Zylinderbuchse sind mehrere verteilt angeordnete Kraftsensoren angeordnet, über welche die Zylinderbuchse mit dem Zy- linderträger befestigt ist. Die Kraftsensoren sind unterhalb einer Referenzebene des Kolbens bei halbem Hub zwischen der oberen Totpunktlage und der unteren Totpunktlage angeordnet, wobei die Referenzebene im rechten Winkel zur Zylinderachse angeordnet ist und eine Schwenkachse, um die ein Pleuel schwenkbar mit dem Kolben verbindbar ist, enthält. Hierbei wird die Zylinderbuchse von unten an den Zy- linderträger befestigt.Such a measuring device is known from the article "Investigations on plasma-coated cylinder surfaces" in MTZ 3/2004, pages 2 to 6. The measuring device is used for gasoline engines The measuring device described therein comprises a cylinder carrier having a receptacle in which a A piston is adjustably guided axially in the cylinder liner over a predetermined stroke between a top dead center and a bottom dead center to a cylinder axis.A distributed over the circumference of the cylinder liner several force sensors arranged distributed over which the cylinder liner with the cylinder carrier The force sensors are arranged below a reference plane of the piston at half stroke between the top dead center and the bottom dead center, wherein the reference plane is arranged at right angles to the cylinder axis and a pivot axis about which a connecting rod is pivotally connected to the piston, ent The cylinder liner is attached to the cylinder carrier from below.
In diesem Zusammenhang wird die Angabe „nach oben" für die Richtung des Kolbens bei seiner Bewegung vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt verwendet. Die Angabe „nach unten" gibt entsprechend die Richtung des Kolbens bei seiner Bewegung vom oberen Totpunkt in Richtung zum unteren Totpunkt an. Hierbei kann die Zylinderachse vertikal oder zu einer vertikalen Achse geneigt angeordnet sein. Nachteil bei der bekannten Messvorrichtung ist jedoch, dass bei hohen Spitzendrücken beim Verbrennungsvorgang, in Abhängigkeit der Kurbelkinematik, hohe Momente auf die Zylinderbuchse einwirken, so dass die über den Umfang verteilten Kraftsensoren unterschiedlich stark belastet werden. Ferner führen hohe Momente zu einer Verformung der Zylinderbuchse. Die hohen Momente sind darauf zurückzuführen, dass die Spitzendrücke nach Erreichen des oberen Totpunkts, bezogen auf die Winkelstellung der durch den Kolben angetriebenen Kurbelwelle, in etwa im Bereich von 15 Grad bis 20 Grad nach dem oberen Totpunkt erzielt werden. In dieser Stellung ist der den Kolben mit der Kurbelwelle verbindende Pleuel nicht koaxial zur Zylinderachse sondern winklig zu dieser ausgerichtet, so dass sich Querkräfte bezogen auf die Zylinderachse ergeben, die zu einer Einleitung von Momenten in die Zylinderbuchse führen. Insbesondere beim Einsatz der Messvorrichtung an Dieselmotoren mit deutlich höheren Spitzendrücken wirkt sich dies nachteilig aus.In this context, the term "up" refers to the direction of the piston as it moves from bottom dead center to top dead center, and the "down" designation indicates the direction of the piston as it moves from top dead center toward bottom dead center , Here, the cylinder axis may be arranged vertically or inclined to a vertical axis. Disadvantage of the known measuring device, however, is that at high peak pressures during the combustion process, depending on the crank kinematics, high moments act on the cylinder liner, so that the force sensors distributed over the circumference are loaded to different degrees. Furthermore, high moments lead to a deformation of the cylinder liner. The high moments are due to the peak pressures being achieved after reaching top dead center, based on the angular position of the crankshaft driven by the piston, approximately in the range of 15 degrees to 20 degrees after top dead center. In this position, the piston connecting the piston with the crankshaft connecting rod is not coaxial with the cylinder axis but angularly aligned with this, so that lateral forces relative to the cylinder axis result, which lead to an introduction of moments in the cylinder liner. In particular, when using the measuring device to diesel engines with significantly higher peak pressures, this adversely affects.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Messvorrichtung bereitzustellen, die auch für höhere Spitzendrücke geeignet ist.The object of the present invention is to provide a measuring device which is also suitable for higher peak pressures.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung zum Messen der Reaktionskräfte zwischen einem Kolben und einer Zylinderbuchse eines Hubkolben- Verbrennungsmotors umfassend einen Zylinderträger, eine Zylinderbuchse, einen Kolben, der in der Zylinderbuchse über einen vorbestimmten Hubweg zwi- sehen einer oberen Totpunktlage und einer unteren Totpunktlage axial zu einer Zylinderachse geführt ist, sowie mehrere über den Umfang der Zylinderbuchse verteilt angeordnete Kraftsensoren, über welche die Zylinderbuchse gegen den Zylinderträger axial abgestützt ist, wobei die Kraftsensoren oberhalb einer Referenzebene des Kolbens bei halbem Hub zwischen der oberen Totpunktlage und der unteren Totpunktlage, angeordnet sind und wobei die Referenzebene im rechten Winkel zur Zylinderachse angeordnet ist und eine Schwenkachse, um die ein Pleuel schwenkbar mit dem Kolben verbindbar ist, enthält, gelöst.The object is achieved by a measuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine comprising a cylinder support, a cylinder liner, a piston in the cylinder liner over a predetermined stroke zwi- see a top dead center and a bottom dead center axially is guided to a cylinder axis, and a plurality of distributed over the circumference of the cylinder liner arranged force sensors, via which the cylinder liner is axially supported against the cylinder support, wherein the force sensors above a reference plane of the piston at half a stroke between the top dead center and the bottom dead center are arranged and wherein the reference plane is arranged at right angles to the cylinder axis and a pivot axis about which a connecting rod is pivotally connectable to the piston, contains, solved.
Der Spitzendruck in einem Brennraum eines Hubkolbenmotors wird kurz nach der Kompressionsphase, nachdem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat, und nach der Zündung erzielt. Somit kann durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kraftsensoren erzielt werden, dass die Zylinderbuchse an einer axialen Position, bezogen auf die Zylinderachse, abgestützt wird, in der sich die Schwenkachse befindet, wenn im Brennraum ein Spitzendruck erreicht wird und somit die größte Kraft auf den Kolben wirkt. Da der Spitzendruck nach Erreichen des oberen Totpunkts, also dann, wenn der Kolben wieder in Richtung zum unteren Totpunkt bewegt wird, erreicht wird, ist das Pleuel bezogen auf die Zylinderachse winklig angeordnet und erzeugt eine Querkraft auf die Zylinderbuchse, die dann bei Erreichen des Spitzendrucks gut von den Kraftsensoren abgestützt werden kann. Die auftretenden Querkräfte haben in dieser Position des Kolbens keine oder nur eine geringe Auswirkung auf das Messergebnis in axialer Richtung, wodurch die Messergebnisse weniger beeinflußt sind.The peak pressure in a combustion chamber of a reciprocating engine is achieved shortly after the compression phase after the piston has reached top dead center and after ignition. Thus, it can be achieved by the inventive arrangement of the force sensors that the cylinder liner is supported at an axial position relative to the cylinder axis, in which the pivot axis is when a peak pressure is reached in the combustion chamber and thus the largest force acts on the piston , Since the peak pressure after reaching top dead center, that is, when the piston is moved back toward bottom dead center, is reached, the connecting rod is arranged at an angle relative to the cylinder axis and generates a lateral force on the cylinder liner, which then upon reaching the peak pressure can be well supported by the force sensors. The transverse forces that occur in this position of the piston have no or only a small effect on the measurement result in the axial direction, whereby the measurement results are less affected.
Das Messen der Reaktionskräft zwischen dem Kolben und der Zylinderbuchse bezieht sich grundsätzlich auf die Reaktionskräft, die während der Hubbewegung des Kolbens innerhalb der Zylinderbuchse entstehen. Tatsächlich sind Kolbenringe Bestandteil des Kolbens, über die der Kolben in dichtender Anlage zur Innenfläche der Zylinderbuchse gehalten ist, wobei zwischen den Kolbenringen und der Innenfläche der Zylinderbuchse Reibung auftritt. Dennoch wird im folgenden vereinfacht von der Reaktionskraft zwischen dem Kolben und der Zylinderbuchse gesprochen.Measuring the reaction force between the piston and the cylinder liner basically refers to the reaction force that arises during the stroke movement of the piston within the cylinder liner. In fact, piston rings are part of the piston, via which the piston is held in sealing engagement with the inner surface of the cylinder liner, wherein friction occurs between the piston rings and the inner surface of the cylinder liner. Nevertheless, the reaction force between the piston and the cylinder liner will be discussed below in a simplified manner.
Als Kraftsensoren werden bevorzugt dreidimensional messende Sensoren eingesetzt.As force sensors preferably three-dimensionally measuring sensors are used.
Üblicherweise tritt der Spitzendruck im Brennraum bezogen auf eine den Kolben an- treibende Kurbelwelle kurz nach dem oberen Totpunkt bis ca. 45 Grad nach Erreichen des oberen Totpunkts auf. Somit ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kraftsensoren oberhalb der Referenzebene des Kolbens in einer Hubstellung des Kolbens, die einer Stellung einer durch den Kolben angetriebenen Kurbelwelle von 45 Grad, in konkreter Ausgestaltung von 25 Grad, nach dem oberen Totpunkt entspricht, angeordnet sind.Usually, the peak pressure in the combustion chamber, based on a crankshaft driving the piston, occurs shortly after top dead center until about 45 degrees after top dead center has been reached. Thus, it is preferably provided that the force sensors above the reference plane of the piston in a stroke position of the piston, the position of a piston of the crankshaft driven by the piston of 45 Degree, in concrete embodiment of 25 degrees, according to the top dead center corresponds, are arranged.
Zudem kann vorgesehen sein, dass die Kraftsensoren unterhalb der Referenzebene des Kolbens in der oberen Totpunktlage angeordnet sind.In addition, it can be provided that the force sensors are arranged below the reference plane of the piston in the top dead center position.
Um eine gute Abstützung gegen auftretende Drehmomente innerhalb des Messsystems zu erzielen, sind die Kraftsensoren in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.In order to achieve a good support against occurring torques within the measuring system, the force sensors are arranged in a common plane.
Vorzugsweise sind die Kraftsensoren auf der Referenzebene des Kolbens in einer Hubstellung angeordnet, bei der der Spitzendruck in dem Brennraum des Hubkolbenmotors erzielt wird. Dies entspricht im allgemeinen einer Hubstellung des Kolbens nahe der oberen Totpunktlage.Preferably, the force sensors are arranged on the reference plane of the piston in a stroke position in which the peak pressure is achieved in the combustion chamber of the reciprocating engine. This corresponds generally to a stroke position of the piston near the top dead center.
Vorzugsweise ist die Zylinderbuchse nach unten gegen den Zylinderträger abgestützt. Die Zylinderbuchse ist innerhalb einer Aufnahme des Zylinderträgers angeordnet. Die Aufnahme kann hierbei in Form einer durchgehenden Bohrung dargestellt sein, so dass von unten das Pleuel in die Zylinderbuchse eintauchen kann und oben am Zylinderträger weitere Bauteile, wie unter anderem der Zylinderkopf, mon- tiert werden können. Die Anordnung in der Gestalt, dass die Zylinderbuchse nach unten gegen den Zylinderträger abgestützt ist vereinfacht den Wechsel der Zylinderbuchse, da lediglich der Zylinderkopf und womöglich weitere zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderträger angeordnete Bauteile demontiert werden müssen, um an die Zylinderbuchse zu gelangen.Preferably, the cylinder liner is supported down against the cylinder carrier. The cylinder liner is disposed within a receptacle of the cylinder carrier. The receptacle can hereby be represented in the form of a through bore, so that the connecting rod can dip into the cylinder liner from below and further components, such as the cylinder head, can be mounted on top of the cylinder support. The arrangement in the form that the cylinder liner is supported down against the cylinder support simplifies the change of the cylinder liner, since only the cylinder head and possibly more arranged between the cylinder head and the cylinder support components must be dismantled to get to the cylinder liner.
Vorzugsweise ist ein Buchsenträger vorgesehen, der eine zentrale Bohrung aufweist, in der die Zylinderbuchse sitzt.Preferably, a socket carrier is provided which has a central bore in which the cylinder liner is seated.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Zylinderbuchse mittelbar über den Buchsen- träger gegen den Zylinderträger abgestützt ist. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Zylinderbuchse unmittelbar gegen die Kraftsensoren und über diese gegen den Zylinderträger abgestützt ist. Im Fall, dass die Zylinderbuchse mittelbar über den Buchsenträgere gegen den Zylinderträger abgestützt ist, weist dieser vorzugsweise zumindest ein radial vorstehendes Stützlager auf, mit dem der Buchsenträger gegen zumindest einen der Kraftsensoren abgestützt ist. Hierbei kann es sich um einen umlaufenden Kragen oder um ein oder mehrere radiale Vorsprünge handeln, die eine Stützfläche bilden, die in Anlage zu den Kraftsensoren gehalten ist.It can be provided that the cylinder liner is supported indirectly via the bush carrier against the cylinder carrier. Alternatively, however, it can also be provided that the cylinder liner is supported directly against the force sensors and via these against the cylinder carrier. In the event that the cylinder liner is indirectly supported via the bush carrier against the cylinder carrier, this preferably has at least one radially projecting support bearing, with which the bush carrier is supported against at least one of the force sensors. This may be a circumferential collar or one or more radial projections, which form a support surface which is held in contact with the force sensors.
Zwischen der Zylinderbuchse und dem Buchsenträger kann ein die Zylinderbuchse umgebender Kühlflüssigkeitsraum eines Kühlkreislaufs gebildet sein. Somit können für die Kühlung der Zylinderbuchse und für die Kühlung eines Zylinderkopfes unterschiedliche Kühlkreisläufe vorgesehen werden.Between the cylinder liner and the sleeve carrier, a cooling liquid space of a cooling circuit surrounding the cylinder liner can be formed. Thus, different cooling circuits can be provided for the cooling of the cylinder liner and for the cooling of a cylinder head.
Vorzugsweise sind in dem Buchsenträger Temperatursensoren vorgesehen.Preferably, temperature sensors are provided in the socket carrier.
Zur Erfassung der auftretenden Momente an der Zylinderbuchse sind vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere vier Kraftsensoren vorgesehen. Von diesen sind vorzugsweise jeweils zwei bezüglich der Zylinderachse gegenüberliegend angeordnet.For detecting the occurring moments on the cylinder liner preferably at least two, in particular four force sensors are provided. Of these, two are preferably arranged opposite each other with respect to the cylinder axis.
Die Kraftsensoren können gleichmäßig über den Umfang verteilt werden. Es ist je- doch auch denkbar, dass zwei Paare von Kraftsensoren vorgesehen sind, die sich auf eine Mittelebene bezogen gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Mittellinie die Zylinderachse enthält. Hierbei können die Kraftsensoren eines Paares bezogen auf die Zylinderachse um weniger als 90 Grad versetzt zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise ist hierbei die Mittelebene durch die Zylinderachse und die Schwenkachse gebildet. In diesem Fall ist das Pleuel entweder parallel zur Mittelebene oder winklig zu dieser angeordnet, so dass Querkräfte quer zur Mittelebene auftreten. Diese werden dann durch zwei eng benachbart zueinander angeordnete Kraftsensoren abgefangen, so dass eine möglichst gute Abstützung gewährleistet ist.The force sensors can be evenly distributed over the circumference. However, it is also conceivable that two pairs of force sensors are provided, which are arranged opposite to a center plane, wherein the center line contains the cylinder axis. Here, the force sensors of a pair relative to the cylinder axis can be arranged offset by less than 90 degrees to each other. In this case, the center plane is preferably formed by the cylinder axis and the pivot axis. In this case, the connecting rod is arranged either parallel to the center plane or at an angle thereto, so that transverse forces occur transversely to the center plane. These are then intercepted by two force sensors arranged close to one another, so that the best possible support is ensured.
Die Messvorrichtung kann ferner ein Kurbelgehäuse zur Lagerung einer Kurbelwelle umfassen, wobei der Zylinderträger an dem Kurbelgehäuse befestigt ist.The measuring device may further comprise a crankcase for supporting a crankshaft, wherein the cylinder carrier is attached to the crankcase.
Ferner kann eine Zwischenplatte vorgesehen sein, die mit dem Zylinderträger ver- bunden ist. Die Zwischenplatte ist gegenüberliegend vom Kurbelgehäuse und damit gegenüberliegend von der Kurbelwelle angeordnet. Auf der Zwischenplatte läßt sich ein Zylinderkopf befestigen.Furthermore, an intermediate plate may be provided which is connected to the cylinder carrier. is bound. The intermediate plate is arranged opposite the crankcase and thus opposite the crankshaft. On the intermediate plate can attach a cylinder head.
Die Zwischenplatte kann derart gestaltet sein, dass Zu- und Rückläufe für den Kühlkreislauf des Zylinderkopfs angeordnet sind. Somit kann ein Serienzylinderkopf in Verbindung mit einer seriennahen Zylinderkopfdichtung verwendet werden, der nicht speziell an die Messvorrichtung angepaßt werden muss. Für den Fall, dass lediglich eine Zylinderbuchse vorgesehen ist, ist die Zwischenplatte derart gestaltet, dass der Zylinderkopf im übrigen vollständig geschlossen ist.The intermediate plate may be designed such that supply and return lines are arranged for the cooling circuit of the cylinder head. Thus, a series cylinder head can be used in conjunction with a close-to-production cylinder head gasket, which need not be specially adapted to the measuring device. In the event that only a cylinder liner is provided, the intermediate plate is designed such that the cylinder head is otherwise completely closed.
Zwischen der Zylinderbuchse und der Zwischenplatte kann ein erster Dichtring, insbesondere ein Metalldichtring, um die Zylinderachse angeordnet sein, um einen von der Zylinderbuchse, dem Kolben und dem Zylinderkopf gebildeten Brennraum abzu- dichten. Bei dem Metalldichtring handelt es sich vorzugsweise um einen gasgefüllten Metalldichtring, der eine geringe Federsteifigkeit aufweist und somit geringe Federkräfte auf die Zylinderbuchse ausübt. Somit wird vermieden, dass zu hohe Kräfte von dem Metalldichtring auf die Zylinderbuchse ausgeübt werden, die die Messung an den Kraftaufnehmern negativ beeinflussen könnten.Between the cylinder liner and the intermediate plate, a first sealing ring, in particular a metal sealing ring, can be arranged around the cylinder axis in order to seal off a combustion chamber formed by the cylinder liner, the piston and the cylinder head. The metal sealing ring is preferably a gas-filled metal sealing ring, which has a low spring stiffness and thus exerts low spring forces on the cylinder liner. Thus, it is avoided that excessive forces are exerted by the metal seal on the cylinder liner, which could adversely affect the measurement of the force transducer.
Um den Metalldichtring kann ein zweiter Dichtring vorgesehen sein, so dass zwischen den Dichtringen ein Prüfraum gebildet ist. Der Prüfraum kann mit einem Durchflußsensor zur Feststellung einer Leckage an einer der Dichtungen verbunden sein.A second sealing ring may be provided around the metal sealing ring, so that a test space is formed between the sealing rings. The test room may be connected to a flow sensor for detecting leakage at one of the seals.
Ferner kann die Zwischenplatte derart lösbar mit dem Zylinderträger verbunden sein, dass die Zwischenplatte quer zur Mittenebene, die durch die Bolzenachse und die Zylinderachse aufgespannt ist, verschiebbar ist und in unterschiedlichen Positionen quer zur Mittelebene befestigt werden kann. Ein Lösen der Zylinderbuchseneinheit sowie der Kraftaufnehmer ist nicht erforderlich. Somit lässt sich die Schränkung, dass heißt, der Abstand der Kurbelwellenachse zur Zylinderachse, unterschiedlich einstellen. Die notwenige Anpassung der Kompression erfolgt durch Variieren der Anzahl von einzelnen Lagen der Zylinderkopfdichtung. Die Messvorrichtung ist generell nicht auf eine einzige Zylinderbuchse eingeschränkt. Es versteht sich, dass die Messvorrichtung auch mehrere Einheiten aus Zylinderbuchsen und Kolben aufweisen kann, wobei diese jeweils so ausgestattet sind, wie vorangehend beschrieben.Furthermore, the intermediate plate may be detachably connected to the cylinder carrier such that the intermediate plate is displaceable transversely to the center plane, which is spanned by the pin axis and the cylinder axis, and can be fastened in different positions transversely to the center plane. A release of the cylinder liner unit and the load cell is not required. Thus, the setting, that is, the distance of the crankshaft axis to the cylinder axis, set differently. The necessary adjustment of the compression takes place by varying the number of individual layers of the cylinder head gasket. The measuring device is generally not limited to a single cylinder liner. It is understood that the measuring device may also comprise a plurality of units of cylinder liners and pistons, which are each equipped as described above.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.A preferred embodiment is explained below with reference to the drawings.
Hierin zeigtHerein shows
Figur 1 eine vereinfachte schematische Darstellung im Querschnitt einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung;Figure 1 is a simplified schematic representation in cross section of a measuring device according to the invention;
Figur 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Messvorrichtung;FIG. 2 shows a longitudinal section through a measuring device according to the invention;
Figur 3 zwei Querschnitte gemäß der Schnittlinien Illa-Illa und Illb-Illb gemäß Figur 2;Figure 3 shows two cross sections according to the section lines Illa-Illa and Illb-Illb according to Figure 2;
Figur 4 einen erfindungsgemäßen Zylinderträger mit einem eingesetzten Buchsenträger und einer Zylinderbuchse teilweise geschnitten;Figure 4 shows a cylinder support according to the invention with an inserted bush carrier and a cylinder liner partially cut;
Figur 5 einen Querschnitt der Messvorrichtung gemäß Figur 2 entlang der Schnittlinie V-V und5 shows a cross section of the measuring device according to FIG. 2 along the section line V-V and FIG
Figur 6 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Schränkung bei verschobenem Zylinderträger.Figure 6 is a schematic representation to illustrate the setting with displaced cylinder support.
Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung. Die Messvorrichtung umfasst einen plattenförmigen Zylinderträger 1 , in dem eine Zylinderaufnahme 2 in Form eines Durchbruchs vorgesehen ist. In der Zylinderaufnahme 2 sitzt eine Zylinderbuchse 3, in der ein Kolben 4 entlang einer Zylinderachse Z verstellbar geführt ist. Der Kolben 4 ist, wie bei Hubkolben- Verbrennungsmotoren üblich, mit einem hier nicht dargestellten Pleuel verbunden, das wiederum mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle antriebsverbunden ist. Das Pleuel wird über einen Bolzen, der in Bohrungen 5 des Kolbens 4 sitzt, um eine Schwenkachse S schwenkbar mit dem Kolben 4 verbunden. Somit ist der Kolben 4 innerhalb der Zylinderbuchse 3 axial zur Zylinderachse Z zwischen einer oberen Totpunktlage und einer unteren Totpunktlage verstellbar geführt. In Figur 1 ist der Kolben 4 nahe der oberen Totpunktlage dargestellt. In der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 ist der Außendurchmesser des Kolbens deutlich geringer als der Durchmesser einer Bohrung 7 der Zylinderbuchse 3, in der der Kolben 4 geführt ist. Dies dient lediglich der Veranschaulichung. Tatsächlich ist der Kolben 4 über Kolbenringe 33 in dichtender Anlage zur Bohrung 7 der Zylinderbuchse 3 gehalten.FIG. 1 shows a simplified schematic representation of a measuring device according to the invention. The measuring device comprises a plate-shaped cylinder carrier 1, in which a cylinder receptacle 2 is provided in the form of an opening. In the cylinder receptacle 2 sits a cylinder liner 3, in which a piston 4 is adjustably guided along a cylinder axis Z. The piston 4 is, as in reciprocating Combustion engines usual, connected to a connecting rod, not shown here, which in turn is drivingly connected to a crankshaft, not shown here. The connecting rod is connected via a bolt which is seated in bores 5 of the piston 4, about a pivot axis S pivotally connected to the piston 4. Thus, the piston 4 is guided within the cylinder liner 3 axially adjustable to the cylinder axis Z between a top dead center and a bottom dead center. In Figure 1, the piston 4 is shown near the top dead center. In the schematic representation of Figure 1, the outer diameter of the piston is significantly smaller than the diameter of a bore 7 of the cylinder liner 3, in which the piston 4 is guided. This is for illustrative purposes only. In fact, the piston 4 is held by piston rings 33 in sealing engagement with the bore 7 of the cylinder liner 3.
Die Zylinderbuchse 3 weist ein oberes Ende 34 und ein unteres Ende 35 auf. Der Kolben 4 befindet sich in seiner oberen Totpunktlage nahe dem oberen Ende 34 und in seiner unteren Totpunktlage nahe dem unteren Ende 35. In diesem Zusammenhang wird der Begriff "oben" und "unten" derart verwendet, dass sich der Begriff "oben" auf den Bereich am oberen Ende 34 und der Begriff "unten" auf den Bereich am unteren Ende 35 der Zylinderbuchse 3 bezieht.The cylinder liner 3 has an upper end 34 and a lower end 35. The piston 4 is in its upper dead center position near the upper end 34 and in its bottom dead center position near the lower end 35. In this context, the term "top" and "bottom" is used such that the term "top" on the Range at the upper end 34 and the term "bottom" refers to the area at the lower end 35 of the cylinder liner 3.
Am oberen Ende 34 weist die Zylinderbuchse 3 einen um die Zylinderachse Z umlaufenden Stützflansch 8 auf, der sich nach unten gegen eine Stirnfläche 9 des Buchsenträgers 6 axial abstützt. In der in Figur 1 dargestellten Ansicht sind zwei Stützlager 10, 11 dargestellt, die Bestandteil des Buchsenträgers 6 sind und diametral zueinander angeordnet sind. Der Buchsenträger 6 ist mit den Stützlagern 10, 11 gegen Kraftsensoren 12, 13 axial abgestützt, wobei die Kraftsensoren 12, 13 wiederum axial gegen Auflageflächen 14, 15 des Zylinderträgers 1 abgestützt sind. Insgesamt ist somit der Buchsenträger 6 über die Kraftsensoren 12, 13 nach unten gegen den Zylinderträger 1 abgestützt. Vorzugsweise sind mindestens zwei, insbesondere vier, Kraftsensoren 12, 13 vorgesehen, gegen die jeweils ein Stützlager 10, 11 des Buch- senträger 6 abgestützt ist. Prinzipiell ist es natürlich auch möglich, dass ein Stützlager 10, 11 gegen mehrere Kraftsensoren 12, 13 abgestützt ist. Die Stützlager 10, 11 können auch durch einen umlaufenden Flansch gebildet sein. Zur Befestigung ist in den Stützlagern 10, 11 jeweils eine Befestigungsbohrung 16, 17 vorgesehen, die mit jeweils einer Befestigungsbohrung 18, 19 in den Kraftsensoren 12, 13 fluchten. Alle Befestigungsbohrungen 16, 17, 18, 19 fluchten jeweils mit einer Gewindebohrung 20, 21 im Zylinderträger 1 , so dass Befestigungsschrauben 22, 23 durch die Befestigungsbohrungen 16, 17, 18, 19 hindurchgeführt werden können und in die Gewindebohrung 20, 21 eingeschraubt werden können.At the upper end 34, the cylinder liner 3 has a circumferential to the cylinder axis Z support flange 8, which is axially supported down against an end face 9 of the socket carrier 6. In the view shown in Figure 1, two support bearings 10, 11 are shown, which are part of the socket carrier 6 and are arranged diametrically opposite each other. The bush carrier 6 is axially supported with the support bearings 10, 11 against force sensors 12, 13, wherein the force sensors 12, 13 are in turn supported axially against support surfaces 14, 15 of the cylinder support 1. Overall, therefore, the socket carrier 6 is supported via the force sensors 12, 13 down against the cylinder support 1. Preferably, at least two, in particular four, force sensors 12, 13 are provided, against each of which a support bearing 10, 11 of the bushing support 6 is supported. In principle, it is of course also possible that a support bearing 10, 11 is supported against a plurality of force sensors 12, 13. The support bearings 10, 11 may also be formed by a circumferential flange. For attachment in the support bearings 10, 11 each have a mounting hole 16, 17 are provided, each with a mounting hole 18, 19 in the force sensors 12, 13 are aligned. All mounting holes 16, 17, 18, 19 are each aligned with a threaded bore 20, 21 in the cylinder support 1, so that fastening screws 22, 23 can be passed through the mounting holes 16, 17, 18, 19 and can be screwed into the threaded bore 20, 21 ,
Über die Befestigungsschrauben 22, 23 lässt sich eine Vorspannung auf die Kraftsensoren 12, 13 aufbringen, so dass sowohl Kräfte, die vom Kolben 4 nach unten auf die Zylinderbuchse 3 als auch Kräfte, die vom Kolben 4 nach oben auf die Zylinderbuchse 3 ausgeübt werden, mittels der Kraftsensoren 12, 13 erfasst werden können. Grundsätzlich ist hierzu die Zylinderbuchse 3 der Buchsenträger 6 nach Art eines "Floating Liner" Messsystems aufgebaut, der sich ausschließlich über die Kraftsensoren 12, 13 gegen den Zylinderträger 1 abstützt. Hierbei können die Zylinderbuchse 3 und der Buchsenträger 6 auch als ein einziges Bauteil gefertigt sein. Weitere Verbindungsstellen sind nicht vorgesehen. Die Zylinderbuchse 3 ist in axialer Richtung möglichst reibungsfrei abgestützt.About the mounting screws 22, 23 can apply a bias voltage to the force sensors 12, 13, so that both forces exerted by the piston 4 down to the cylinder liner 3 and forces exerted by the piston 4 upwards on the cylinder liner 3, can be detected by the force sensors 12, 13. Basically, this is the cylinder liner 3 of the socket carrier 6 constructed in the manner of a "floating liner" measuring system, which is supported exclusively on the force sensors 12, 13 against the cylinder support 1. Here, the cylinder liner 3 and the sleeve carrier 6 can also be made as a single component. Other connection points are not provided. The cylinder liner 3 is supported as smoothly as possible in the axial direction.
Der Zylinderträger 1 weist eine obere Verbindungsfläche 24, die im rechten Winkel zur Zylinderachse Z angeordnet ist, auf. Auf der oberen Verbindungsfläche 24 ist eine Zwischenplatte 25 aufgelegt und mit dem Zylinderträger 1 verbunden. In der Zwischenplatte 25 ist ein Durchbruch 26 vorgesehen, der mit der Bohrung 7 der Zylinderbuchse 3 fluchtet. Zwischen der Zylinderbuchse 3 und der Zwischenplatte 25 ist zum Abdichten eines durch die Zylinderbuchse 3 und den Kolben 4 gebildeten Brennraums ein erster Dichtring 27 vorgesehen. Der erste Dichtring 27 kann in Form eines Metalldichtrings, insbesondere eines gasgefüllten Metalldichtrings, vorgesehen sein. Der erste Dichtring weist hierbei eine geringe Federsteifigkeit auf, so dass zwischen der Zylinderbuchse 3 und der Zwischenplatte 25 kaum Kräfte übertragen werden, was zu einer Verfälschung der Messergebnisse an den Kraftsensoren 12, 13 führen würde.The cylinder support 1 has an upper connecting surface 24, which is arranged at right angles to the cylinder axis Z on. On the upper connecting surface 24, an intermediate plate 25 is placed and connected to the cylinder carrier 1. In the intermediate plate 25, an opening 26 is provided, which is aligned with the bore 7 of the cylinder liner 3. Between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25, a first sealing ring 27 is provided for sealing a combustion chamber formed by the cylinder liner 3 and the piston 4. The first sealing ring 27 may be provided in the form of a metal sealing ring, in particular a gas-filled metal sealing ring. The first sealing ring in this case has a low spring stiffness, so that hardly forces are transmitted between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25, which would lead to a falsification of the measurement results at the force sensors 12, 13.
Der Buchsenträger 6 weist zur Aufnahme der Zylinderbuchse 3 eine durchgehende Aufnahmebohrung 36 auf, in der innen eine umlaufende Ausnehmung 28 vorgese- hen ist. Diese bildet zusammen mit einer Außenumfangsfläche 29 der Zylinderbuchse 3 einen Kühlflüssigkeitsraum 30, der mit einem Kühlkreislauf verbunden ist. Der Buchsenträger 6 weist hierzu einen radial nach innen gerichteten umlaufenden oberen Kragen 31 und einen radial nach innen gerichteten umlaufenden unteren Kragen 32 auf, die jeweils in dichtender Anlage zur Außenumfangsfläche 29 der Zylinderbuchse 3 gehalten sind.The bush carrier 6 has a continuous receiving bore 36 for receiving the cylinder bushing 3, in which a circumferential recess 28 is provided inside. hen is. This forms together with an outer peripheral surface 29 of the cylinder liner 3, a cooling liquid space 30 which is connected to a cooling circuit. For this purpose, the sleeve carrier 6 has a radially inwardly directed circumferential upper collar 31 and a radially inwardly directed circumferential lower collar 32 which are held in sealing engagement with the outer circumferential surface 29 of the cylinder liner 3.
Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass in einer alternativen Ausgestaltung die Zylinderbuchse mit ihrem Stützflansch oder mit an der Zylinderbuchse vorgese- henen Stützlagern unmittelbar gegen die Kraftsensoren abgestützt ist. Somit würde sich eine axiale Abstützung der Zylinderbuchse direkt über die Kraftsensoren gegen den Zylinderträger ergeben und nicht, wie in Figur 1 dargestellt, mittelbar über den Buchsenträger. Der Buchsenträger kann dann weiterhin um die Zylinderbuchse angeordnet sein, um einen Kühlflüssigkeitsraum zu bilden.In principle, it can also be provided that, in an alternative embodiment, the cylinder liner with its support flange or with support bearings provided on the cylinder liner is supported directly against the force sensors. Thus, an axial support of the cylinder liner would result directly over the force sensors against the cylinder carrier and not, as shown in Figure 1, indirectly on the socket carrier. The sleeve carrier may then continue to be arranged around the cylinder liner to form a cooling fluid space.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt entlang einer Mittelebene durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung. Bauteile, die mit Bauteilen gemäß Figur 1 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.FIG. 2 shows a longitudinal section along a median plane through the measuring device according to the invention. Components which correspond to components according to FIG. 1 are given the same reference numerals.
Die Messvorrichtung umfasst ein Kurbelgehäuse 37, in dem eine nicht dargestellte Kurbelwelle um eine Kurbelachse K drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle ist exzentrisch zur Kurbelachse K drehbar mit einem nicht dargestellten Pleuel schwenkbar verbunden, das wiederum um die Schwenkachse S schwenkbar mit dem Kolben 4 verbunden ist.The measuring device comprises a crankcase 37, in which a crankshaft, not shown, is rotatably mounted about a crank axis K. The crankshaft is pivotally connected eccentrically to the crank axis K with a connecting rod, not shown, which in turn is pivotally connected to the piston 4 about the pivot axis S.
Auf dem Kurbelgehäuse 37 ist der Zylinderträger 1 über Spannschrauben 38 befestigt. Auf der vom Kurbelgehäuse 37 abgewandten Seite ist die Zwischenplatte 25 mit dem Zylinderträger 1 verbunden. Hierzu dienen Schrauben 39, mit denen die Zwischenplatte 25 auf dem Zylinderträger 1 befestigt wird. Auf der dem Kurbelgehäuse 37 entgegengesetzten Seite der Zwischenplatte 35 ist ein Zylinderkopf 41 unter Zwischenschaltung einer Zylinderkopfdichtung 40 mit der Zwischenplatte 25 verbunden, wobei es sich bei dem Zylinderkopf 41 um einen Serienzylinderkopf handeln kann. Die Messvorrichtung weist eine einzige Kolbenzylindereinheit auf und ist somit als Einzylindermotor gestaltet. Es können jedoch auch mehrere Kolbenzylindereinheiten vorgesehen sein.On the crankcase 37 of the cylinder support 1 is attached via clamping screws 38. On the side facing away from the crankcase 37 side, the intermediate plate 25 is connected to the cylinder carrier 1. Serve for this purpose screws 39, with which the intermediate plate 25 is mounted on the cylinder support 1. On the side of the intermediate plate 35 opposite the crankcase 37, a cylinder head 41 is connected to the intermediate plate 25 with the interposition of a cylinder head gasket 40, wherein the cylinder head 41 may be a series cylinder head. The measuring device has a single piston-cylinder unit and is thus designed as a single-cylinder engine. However, it can also be provided a plurality of piston-cylinder units.
Figur 3 zeigt zwei Querschnitte durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung. In Figur 3 links dargestellt ist ein Querschnitt im rechten Winkel zur Mittelebene gemäß der Schnittlinie Illa-Illa gemäß Figur 2 durch das Pleuel. Auf der rechten Seite ist ein paralleler Querschnitt gemäß der Schnittlinie HIb-IIIb gemäß Figur 2 durch einen Kraftsensor dargestellt. Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung des teilweise geschnitten dargestellten Zylinderträgers mit Zylinderbuchse und Buchsenträger. Die Figuren 3 und 4 werden im folgenden zusammen beschrieben. Bauteile, die mit Bauteilen der vorangehenden Figuren übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 3 shows two cross sections through the measuring device according to the invention. Shown on the left in FIG. 3 is a cross section at right angles to the median plane according to the section line Illa-Illa according to FIG. 2 through the connecting rod. On the right side, a parallel cross section according to the section line HIb-IIIb according to FIG. 2 is represented by a force sensor. Figure 4 shows a perspective view of the cylinder carrier shown partially cut with cylinder liner and socket carrier. Figures 3 and 4 will be described together below. Components that correspond to components of the preceding figures are provided with the same reference numerals.
Bei der Abdichtung zwischen der Zylinderbuchse 3 und der Zwischenplatte 25 ist zum einen der erste Dichtring 27, insbesondere in Form eines Metalldichtrings, ersichtlich. Ferner ist ein zweiter Dichtring 42 vorgesehen, der um den ersten Dichtring 27 angeordnet ist und ebenfalls zwischen der Zylinderbuchse 3 und der Zwischenplatte 25 gehalten ist. Zwischen den beiden Dichtringen 27, 42 ist ein ringförmiger Prüfraum 43 gebildet, der mit einem Durchflusssensor oder einem ähnlichen Sensor verbunden werden kann, um eine Leckage an einem der Dichtringe feststellen zu können.In the seal between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25 is firstly the first sealing ring 27, in particular in the form of a metal sealing ring, can be seen. Further, a second sealing ring 42 is provided, which is arranged around the first sealing ring 27 and is also held between the cylinder liner 3 and the intermediate plate 25. Between the two sealing rings 27, 42, an annular test chamber 43 is formed, which can be connected to a flow sensor or a similar sensor in order to determine a leakage at one of the sealing rings can.
Ferner ist ersichtlich, dass in dem Buchsenträger 6 ein radial verlaufender Einlass- kanal zum Kühlflüssigkeitsraum 30 vorgesehen ist, der über einen Einlassstutzen 45 mit einem Kühlkreislauf verbindbar ist. Ein Auslassstutzen 46 ist mit einem nicht dargestellten Auslasskanal verbunden, der analog zum Einlasskanal 44 vorgesehen ist.Furthermore, it can be seen that a radially extending inlet channel to the cooling fluid space 30 is provided in the sleeve carrier 6, which can be connected to a cooling circuit via an inlet connection 45. An outlet port 46 is connected to an outlet channel, not shown, which is provided analogously to the inlet channel 44.
Ferner sind im Buchsenträger 6 mehrere Bohrungen 47 vorgesehen, durch die Tem- peraturfühler bis zur Zylinderbuchse geführt werden können.Furthermore, a plurality of bores 47 are provided in the socket carrier 6, through which temperature sensors can be guided to the cylinder liner.
Im übrigen ist erkennbar, dass das Pleuel 48 um eine Schwenkachse S mit dem Kolben 4 und um eine Koppelachse C mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle schwenkbar verbunden ist, wobei die Kurbelwelle wiederum um eine beabstandet zur Koppelachse C angeordneten Kurbelachse K drehbar im Kurbelgehäuse gelagert ist.Moreover, it can be seen that the connecting rod 48 about a pivot axis S with the piston 4 and about a coupling axis C with a crankshaft, not shown here is pivotally connected, wherein the crankshaft is in turn mounted rotatably in the crankcase about a spaced apart from the coupling axis C arranged crank axis K.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung ent- lang der Schnittlinie V-V gemäß Figur 2. Zur Verdeutlichung ist lediglich das Kurbelgehäuse 37, der Zylinderträger 1 und die Zwischenplatte 25 dargestellt. Zur Befestigung des Zylinderträgers 1 auf dem Kurbelgehäuse 37 sind mehrere Befestigungsdurchbrüche in Form von Langlöchern 49, 50 vorgesehen. Durch die Langlöcher 49, 50 sind Spannschrauben 51 , 52 hindurchgeführt und in Gewindebohrungen 53, 54 im Kurbelgehäuse 37 eingeschraubt. Somit wird über die Spannschrauben 51 , 52 der Zylinderträger 1 auf dem Kurbelgehäuse 37 verspannt. Somit kann der Zylinderträger 1 quer zur Mittelebene M verschoben werden, bevor der Zylinderträger 1 auf dem Kurbelgehäuse 37 verspannt wird. Hierdurch kann die Zylinderachse Z relativ zur Kurbelachse K verschoben werden. Dies ist in Figur 6 schematisch dargestellt.FIG. 5 shows a cross section through the measuring device according to the invention along the section line V-V according to FIG. 2. For clarification, only the crankcase 37, the cylinder carrier 1 and the intermediate plate 25 are shown. For fixing the cylinder support 1 on the crankcase 37 a plurality of fastening openings in the form of slots 49, 50 are provided. Through the slots 49, 50 clamping screws 51, 52 are passed and screwed into threaded holes 53, 54 in the crankcase 37. Thus, the cylinder carrier 1 is braced on the crankcase 37 via the clamping screws 51, 52. Thus, the cylinder support 1 can be moved transversely to the median plane M, before the cylinder support 1 is clamped on the crankcase 37. As a result, the cylinder axis Z can be displaced relative to the crank axis K. This is shown schematically in FIG.
Üblicherweise schneidet die Zylinderachse Z die Kurbelachse K. Durch Verstellen des Zylinderträgers 1 lässt sich jedoch die Schränkung frei einstellen, bei der die Zylinderachse Z die Kurbelachse K mit Abstand kreuzt.Usually, the cylinder axis Z intersects the crank axis K. By adjusting the cylinder support 1, however, the offset can be adjusted freely, in which the cylinder axis Z crosses the crank axis K at a distance.
In Figur 6 ist der Kurbeltrieb schematisch dargestellt. Die Kurbelwelle 55 weist einen Kurbelarm 56 auf und ist um die Kurbelachse K drehbar gelagert. Das Pleuel 48 ist an dem Kurbelarm 46 um die Koppelachse C schwenkbar gelagert. Hierbei ist die Kurbelwelle 55 lediglich schematisch dargestellt. Der hier nicht dargestellte Zylinder ist derart verschoben, dass sich eine Verschränkung ergibt, bei der die Zylinderachse Z die Kurbelachse K mit Abstand kreuzt. 1In Figure 6, the crank mechanism is shown schematically. The crankshaft 55 has a crank arm 56 and is rotatably mounted about the crank axis K. The connecting rod 48 is pivotally mounted on the crank arm 46 about the coupling axis C. Here, the crankshaft 55 is shown only schematically. The cylinder, not shown here, is displaced in such a way that an entanglement results, in which the cylinder axis Z crosses the crank axis K at a distance. 1
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Zylinderträger1 cylinder carrier
2 Zylinderaufnahme2 cylinder recording
3 Zylinderbuchse3 cylinder bush
4 Kolben4 pistons
5 Bohrungen5 holes
6 Buchsenträger6 socket carriers
7 Bohrung7 hole
8 Stützflansch8 support flange
9 Stirnfläche9 face
10 Stützlager10 support bearings
11 Stützlager11 support bearings
12, 12' Kraftsensor12, 12 'force sensor
13, 13' Kraftsensor13, 13 'force sensor
14 Auflagefläche14 bearing surface
15 Auflagefläche15 contact surface
16 Befestigungsbohrung16 mounting hole
17 Befestigungsbohrung17 mounting hole
18 Befestigungsbohrung18 mounting hole
19 Befestigungsbohrung19 mounting hole
20 Gewindebohrung20 threaded hole
21 Gewindebohrung21 tapped hole
22 Befestigungsschraube22 fixing screw
23 Befestigungsschraube23 fixing screw
24 obere Verbindungsfläche24 upper connecting surface
25 Zwischenplatte25 intermediate plate
26 Durchbruch26 breakthrough
27 erster Dichtring Ausnehmung27 first sealing ring recess
Außenfläche der ZylinderbuchseOuter surface of the cylinder liner
Kühlflüssigkeitsraum oberer Kragen unterer KragenCoolant space upper collar lower collar
Kolbenring oberes Ende unteres EndePiston ring upper end lower end
Aufnahmebohrunglocation hole
Kurbelgehäusecrankcase
Spannschraubenturnbuckles
Schraubenscrew
ZylinderkopfdichtungCylinder head gasket
Zylinderkopf zweiter DichtringCylinder head second sealing ring
Prüfraumtesting room
Einlasskanalinlet channel
Einlassstutzeninlet port
Auslassstutzenoutlet
Bohrungdrilling
Pleuelpleuel
LanglochLong hole
LanglochLong hole
Spannschraubeclamping screw
Spannschraubeclamping screw
Gewindebohrungthreaded hole
Gewindebohrungthreaded hole
Kurbelwelle S Schwenkachsecrankshaft S pivot axis
Z ZylinderachseZ cylinder axis
E ReferenzebeneE reference plane
K KurbelachseK crank axle
X Koppelachse X coupling axis

Claims

FEV Motorentechnik GmbH 26. Juni 2008M u f t Λ Q Λ Mü/gro (2008005420)Neuenhofstr. 181 Q07575WO0052078 AachenMessvorrichtung zum Messen der Reaktionskräfte zwischen einem Kolben und einer Zylinderbuchse eines Hubkolben-VerbrennungsmotorsAnsprüche FEV Motorentechnik GmbH June 26, 2008M uft Q Λ Mü / gro (2008005420) Neuenhofstr. 181 Q07575WO0052078 AachenMeasuring device for measuring the reaction forces between a piston and a cylinder liner of a reciprocating internal combustion engine. Claims
1. Messvorrichtung zum Messen der Reaktionskräfte zwischen einem Kolben (4) und einer Zylinderbuchse (3) eines Hubkolben-Verbrennungsmotors umfassend einen Zylinderträger (1), eine Zylinderbuchse (3), einen Kolben (4), der in der Zylinderbuchse (3) über einen vorbestimmten Hubweg zwischen einer oberen Totpunktlage und einer unteren Totpunktlage axial zu einer Zylinderachse (Z) geführt ist, sowie mehrere über den Umfang der Zylinderbuchse (3) verteilt angeordnete Kraftsensoren (12,13), über welche die Zylinderbuchse (3) gegen den Zylinderträger (1) axial abgestützt ist, wobei die Kraftsensoren (12, 13) oberhalb einer Referenzebene (E) des Kolbens bei halben Hub zwischen der oberen Totpunktlage und der unteren Totpunktlage angeordnet sind, wobei die Referenzebene (E) im rechten Winkel zur Zylinderachse (Z) angeordnet ist und eine Schwenkachse (S), um die ein Pleuel (48) schwenkbar mit dem Kolben (4) verbindbar ist, enthält.1. Measuring device for measuring the reaction forces between a piston (4) and a cylinder liner (3) of a reciprocating internal combustion engine comprising a cylinder support (1), a cylinder liner (3), a piston (4) in the cylinder liner (3) via a predetermined stroke between a top dead center and a bottom dead center axially to a cylinder axis (Z) is guided, and a plurality of circumferentially of the cylinder liner (3) arranged distributed force sensors (12,13) via which the cylinder liner (3) against the cylinder carrier (1) is axially supported, wherein the force sensors (12, 13) above a reference plane (E) of the piston at half stroke between the top dead center and the bottom dead center are arranged, wherein the reference plane (E) at right angles to the cylinder axis (Z ) is arranged and a pivot axis (S) about which a connecting rod (48) is pivotally connected to the piston (4) contains.
2. Messvorrichtung nach Anspruch 1 ,2. Measuring device according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Kraftsensoren (12, 13) oberhalb der Referenzebene (E) des Kolbens in einer Hubstellung des Kolbens (4), die einer Stellung einer durch den Kolben (4) angetriebenen Kurbelwelle (55) von 45 Grad nach dem oberen Totpunkt entspricht, angeordnet sind.that the force sensors (12, 13) above the reference plane (E) of the piston in a stroke position of the piston (4), a position of a piston through the (4) driven crankshaft (55) of 45 degrees after top dead center corresponds, are arranged.
3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,3. Measuring device according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Kraftsensoren (12, 13) unterhalb der Referenzebene (E) des Kolbens in der oberen Totpunktlage angeordnet sind.in that the force sensors (12, 13) are arranged below the reference plane (E) of the piston in the top dead center position.
4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,4. Measuring device according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Kraftsensoren (12, 13) in einer Ebene angeordnet sind.in that the force sensors (12, 13) are arranged in one plane.
5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,5. Measuring device according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Zylinderbuchse (3) nach unten gegen den Zylinderträger (1) abgestützt ist.that the cylinder liner (3) is supported down against the cylinder support (1).
6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,6. Measuring device according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass ein Buchsenträger (6) vorgesehen ist, der eine zentrale Aufnahmebohrung (36) aufweist, in der die Zylinderbuchse (3) sitzt.a socket carrier (6) is provided which has a central receiving bore (36) in which the cylinder bushing (3) sits.
7. Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,7. Measuring device according to claim 6, characterized,
dass die Zylinderbuchse (3) mittelbar über den Buchsenträger (6) gegen den Zylinderträger (1 ) abgestützt ist.in that the cylinder liner (3) is indirectly supported against the cylinder support (1) via the bush support (6).
8. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,8. Measuring device according to one of claims 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass der Buchsenträger (6) zumindest ein radial vorstehendes Stützlager (10, 11) aufweist, mit dem der Buchsenträger (6) gegen zumindest einen der Kraftsensoren (12, 13) abgestützt ist.the socket carrier (6) has at least one radially projecting support bearing (10, 11) with which the socket carrier (6) is supported against at least one of the force sensors (12, 13).
9. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,9. Measuring device according to one of claims 6 to 8,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass zwischen der Zylinderbuchse (3) und dem Buchsenträger (6) ein die Zylinderbuchse (3) umgebender Kühlflüssigkeitsraum (30) eines Kühlkreislaufs gebildet ist.in that a cooling liquid space (30) of a cooling circuit surrounding the cylinder liner (3) is formed between the cylinder liner (3) and the liner support (6).
10. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,10. Measuring device according to one of claims 6 to 9,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass in dem Buchsenträger (6) Temperatursensoren vorgesehen sind.in that temperature sensors are provided in the socket carrier (6).
11. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,11. Measuring device according to one of claims 1 to 10,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass mindestens zwei, insbesondere vier Kraftsensoren (12, 13) vorgesehen sind. at least two, in particular four, force sensors (12, 13) are provided.
12. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,12. Measuring device according to one of claims 1 to 11,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass jeweils zwei Kraftsensoren (12, 13) bezüglich der Zylinderachse (Z) gegenüberliegend zueinander angeordnet sind.that in each case two force sensors (12, 13) with respect to the cylinder axis (Z) are arranged opposite to each other.
13. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,13. Measuring device according to one of claims 1 to 12,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass zwei Paare von Kraftsensoren (12, 13) vorgesehen sind, die sich auf eine Mittelebene bezogen gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Mittelebene die Zylinderachse (Z) und die Schwenkachse (S) enthält.in that two pairs of force sensors (12, 13) are provided which are arranged opposite one another with respect to a center plane, the center plane containing the cylinder axis (Z) and the pivot axis (S).
14. Messvorrichtung nach Anspruch 13,14. Measuring device according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Kraftsensoren (12, 13) eines Paares bezogen auf die Zylinderachse (Z) um weniger als 90 Grad zueinander versetzt angeordnet sind.in that the force sensors (12, 13) of a pair are offset by less than 90 degrees with respect to the cylinder axis (Z).
15. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,15. Measuring device according to one of claims 1 to 14,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Messvorrichtung ein Kurbelgehäuse (37) zur Lagerung einer Kurbelwelle (55) umfasst, an dem der Zylinderträger (1) befestigt ist.in that the measuring device comprises a crankcase (37) for mounting a crankshaft (55) to which the cylinder carrier (1) is fastened.
16. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,16. Measuring device according to one of claims 1 to 15,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenplatte (25) vorgesehen ist, die mit dem Zylinderträger (1 ) verbunden ist.characterized, in that an intermediate plate (25) is provided which is connected to the cylinder carrier (1).
17. Messvorrichtung nach Anspruch 16,17. Measuring device according to claim 16,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass auf der Zwischenplatte (25) ein Zylinderkopf (41) befestigt ist.in that a cylinder head (41) is fastened on the intermediate plate (25).
18. Messvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17,18. Measuring device according to claim 16 or 17,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass in der Zwischenplatte (25) Zu- und Rückläufe für den Kühlkreislauf des Zylinderkopfs (41) angeordnet sind.that in the intermediate plate (25) inlet and return lines for the cooling circuit of the cylinder head (41) are arranged.
19. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18,19. Measuring device according to one of claims 16 to 18,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass zwischen der Zylinderbuchse (3) und der Zwischenplatte (25) ein erster Dichtring (27), insbesondere ein Metalldichtring, um die Zylinderachse (Z) angeordnet ist.a first sealing ring (27), in particular a metal sealing ring, is arranged around the cylinder axis (Z) between the cylinder liner (3) and the intermediate plate (25).
20. Messvorrichtung nach Anspruch 19,20. Measuring device according to claim 19,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass um den ersten Dichtring (27) ein zweiter Dichtring (42) vorgesehen ist.in that a second sealing ring (42) is provided around the first sealing ring (27).
21. Messvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,21. Measuring device according to claim 20, characterized,
dass zwischen den Dichtringen (27, 42) ein Prüfraum (43) gebildet ist.in that a test space (43) is formed between the sealing rings (27, 42).
22. Messvorrichtung nach Anspruch 21 ,22. Measuring device according to claim 21,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass der Prüfraum (43) mit einem Durchflusssensor zur Feststellung einer Leckage an einem der Dichtringe (27, 42) verbunden ist.in that the test chamber (43) is connected to a flow sensor for detecting a leakage at one of the sealing rings (27, 42).
23. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22,23. Measuring device according to one of claims 16 to 22,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
dass die Zwischenplatte (25) quer zur Mittelebene, die durch die Schwenkachse (S) und die Zylinderachse (Z) aufgespannt ist, verschiebbar ist. in that the intermediate plate (25) is displaceable transversely to the median plane, which is spanned by the pivot axis (S) and the cylinder axis (Z).
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