JPH0639937B2 - Smoke detection device for diesel engine - Google Patents
Smoke detection device for diesel engineInfo
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- JPH0639937B2 JPH0639937B2 JP61278983A JP27898386A JPH0639937B2 JP H0639937 B2 JPH0639937 B2 JP H0639937B2 JP 61278983 A JP61278983 A JP 61278983A JP 27898386 A JP27898386 A JP 27898386A JP H0639937 B2 JPH0639937 B2 JP H0639937B2
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- detection electrode
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ディーゼルエンジンからの排出ガス中のス
モークを検知する検出装置に係り、特にはその検知装置
に改良を施したディーゼルエンジンにおけるスモーク検
出装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detector for detecting smoke in exhaust gas from a diesel engine, and more particularly to a smoke detector in a diesel engine in which the detector is improved. Regarding the device.
［従来の技術］ ディーゼルエンジンにおける排気中のスモーク（煤）量
の制御は公害防止上で大きな問題となっている。スモー
ク量の制御は、排気ガス中のスモーク量を実測して演算
制御装置にフィードバックし、燃料の噴射量や噴射時期
を制御することが提案されている。この場合、スモーク
量の測定は、アメリカＳＡＥ８６００１２号報告書に記
載されているように、正に帯電したスモークを金属板製
のセンサに沿うように通過させ、これにより生ずる誘導
電流に基づいている。[Prior Art] Controlling the amount of smoke (soot) in the exhaust gas of a diesel engine has become a major problem in terms of pollution prevention. As for the control of the amount of smoke, it has been proposed to measure the amount of smoke in the exhaust gas and feed it back to the arithmetic and control unit to control the fuel injection amount and injection timing. In this case, the measurement of the amount of smoke is based on the induced current caused by passing a positively charged smoke along a sensor made of a metal plate, as described in US SAE 860012.
［発明が解決しようとする問題点］ ところが、センサに例えば、スパークプラグ式を用いた
ときには、検出部の面積が小さいため検知感度が低下
し、また、カーボンの付着により絶縁抵抗が低下し、出
力が不正確になる不都合がある。また、このカーボンの
付着をなくすためにスパークプラグ式にヒータを内蔵さ
せることが考えられるが、電極と接地電極間の距離が短
いためヒータの通電時に絶縁体が温度上昇して、その抵
抗が低下するように変動するためヒータ通電と同時には
スモーク量を測定できない問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, when a sensor, for example, a spark plug type is used, the detection sensitivity is reduced due to the small area of the detection portion, and the insulation resistance is reduced due to the adhesion of carbon and the output Is inaccurate. In addition, it is possible to incorporate a heater in the spark plug type to eliminate the adhesion of carbon, but since the distance between the electrode and the ground electrode is short, the temperature of the insulator rises when the heater is energized and its resistance decreases. However, there is a problem that the amount of smoke cannot be measured at the same time when the heater is energized.
［発明の目的］ この発明は上記の問題をなくすようにしてなされ、その
目的はスモークの検知部の面積が大となり検出感度が向
上し、また、カーボンの付着を防止でき常に正確な出力
が測定でき、それていてヒータを内蔵させながらヒータ
通電と同時にはスモーク量を測定できるといった勝れた
ディーゼルエンジンにおけるスモーク検出装置を提供す
ることにある。[Object of the Invention] The present invention has been made so as to eliminate the above-mentioned problems, and its object is to increase the area of the smoke detection portion to improve the detection sensitivity, prevent carbon from adhering, and constantly measure accurate output. It is possible to provide a smoke detection device for a diesel engine, which is capable of measuring the smoke amount at the same time as energizing the heater while incorporating the heater.
［問題点を解決するための手段］ この発明は、ディーゼルエンジンの排気管内にスモーク
を検知する検知電極を設け、この検知電極の出力状態に
応じて燃料の噴射時期あるいは噴射量を制御するスモー
ク検知手段であって、前記排気管内に設けられた筒状の
セラミック製の支持体と、この支持体の内表面に形成さ
れ帯電状態のスモークが通過することにより電流を生ず
る前記検知電極と、前記支持体に設けられ前記検知電極
に付着したカーボン等の付着物を適宜の通電によりガス
化して消失させるために前記検知電極の外周部に絶縁さ
れたヒータ電極とを具備してなる。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a smoke detection device that includes a detection electrode for detecting smoke in the exhaust pipe of a diesel engine, and controls the fuel injection timing or injection amount according to the output state of the detection electrode. A cylindrical ceramic support provided in the exhaust pipe, the detection electrode that is formed on the inner surface of the support to generate a current by passing smoke in a charged state, and the support. It is provided with a heater electrode provided on the body and insulated to the outer peripheral portion of the detection electrode in order to gasify and remove the attached matter such as carbon attached to the detection electrode by appropriate energization.
［作用］ 筒状のセラミック製の支持体の内表面に検知電極を形成
しているので、広いスモークの検知面積が強硬に支持体
に支持されて形成でき、かつ同一の支持体に形成したヒ
ータ電極でカーボン等の導電物質を迅速に消失できる。
これにより、エンジンの排気管にそのまま装着しても実
用的に充分な耐久性に優れるとともに、長期間正確な出
力が得られる。[Operation] Since the detection electrode is formed on the inner surface of the cylindrical ceramic support, a wide smoke detection area can be strongly supported by the support and formed on the same support. The electrodes can quickly remove the conductive material such as carbon.
As a result, even if the exhaust pipe of the engine is mounted as it is, the durability is practically sufficient and an accurate output can be obtained for a long period of time.
［発明の効果］ この発明によれば、広い面積の検知電極を実用的耐久性
を持ってディーゼルエンジンの排気管にそのまま装着で
き、支持体が筒状のため検知面積が広くなり検知感度が
向上し、ヒータ電極を備えるためカーボンの付着がなく
なり正確な出力が得られ、それでいてスパークプラグ式
を適用するものと相違してヒータ電極に通電しつつ同時
にスモーク量を正確に測定できるようになるといった勝
れた効果を有するディーゼルエンジンにおけるスモーク
検出装置を提供できる。[Effects of the Invention] According to the present invention, a detection electrode having a wide area can be directly attached to an exhaust pipe of a diesel engine with practical durability, and since the support is tubular, the detection area is wide and detection sensitivity is improved. However, because the heater electrode is provided, carbon does not adhere and accurate output can be obtained, but unlike the application of the spark plug type, it becomes possible to accurately measure the smoke amount while energizing the heater electrode. It is possible to provide a smoke detection device in a diesel engine that has the advantageous effects described above.
［実施例］ 以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず第１図に示すディーゼルエンジンにおいて、１は内
部にピストン２を配設したシリンダ、３および４はシリ
ンダ１内に連通する吸気ポートおよび排気ポート、５は
燃料としての軽油を霧状にしてシリンダ１内に噴射させ
る噴射ノズルである。６は排気ポート４に連結された排
気管で、これは互いにフランジ７ａ、８ａを介して接続
された２本のパイプ７、８から成っている。９はスモー
ク検出装置で、これは第２図に示すように、排気管６に
フランジ７ａ、８ａの接続部に位置するように配置され
ている。この検出装置９おいては、第３図に示すよう
に、アルミナセラミックにより矩形状に形成した板を円
筒状に曲げた支持体１０を有している。この支持体１０
の内表面には白金ペーストをメタライズすることにより
矩形の検知電極１１を形成し、外周縁部には矩形枠状の
ヒータ電極１２を設け、このヒータ電極１２にも同時焼
成によりアルミナセラミックで保護層が形成されてい
る。そして、検知電極１１からはリード線１３を介して
演算制御装置としての中央処理装置１４に接続されてい
る。この中央処理装置１４はＲＡＭ（ランダムアクセル
メモリ）やＲＯＭ（リードオンリメモリ）などより構成
され、検知電極１１からの出力に応じて噴射ノズル５に
対する燃料の噴射量を算出するようになっている。ま
た、ヒータ電極１２からはリード線１５がスイチングモ
ジュール１６を介して蓄電池１７に接続されている。こ
のスイッチングモジュール１６は例えば、クロック回路
を有するコンピュータによりエンジンの稼働時に定期的
にヒータ電極１２に対する通電回路を閉成するようにな
っている。First, in the diesel engine shown in FIG. 1, 1 is a cylinder in which a piston 2 is arranged, 3 and 4 are intake ports and exhaust ports communicating with the cylinder 1, and 5 is a cylinder in which light oil as fuel is atomized. It is an injection nozzle which injects into 1. An exhaust pipe 6 is connected to the exhaust port 4, and is composed of two pipes 7 and 8 connected to each other via flanges 7a and 8a. Reference numeral 9 is a smoke detecting device, which is arranged in the exhaust pipe 6 so as to be located at the connecting portion of the flanges 7a and 8a, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the detection device 9 has a support 10 formed by bending a rectangular plate made of alumina ceramic into a cylindrical shape. This support 10
A rectangular detection electrode 11 is formed on the inner surface of the metal by metallizing platinum paste, and a rectangular frame-shaped heater electrode 12 is provided on the outer peripheral edge. The heater electrode 12 is also protected by an alumina ceramic protective layer by simultaneous firing. Are formed. Then, the detection electrode 11 is connected via a lead wire 13 to a central processing unit 14 as an arithmetic and control unit. The central processing unit 14 is composed of a RAM (Random Acceleration Memory), a ROM (Read Only Memory), etc., and is adapted to calculate the fuel injection amount to the injection nozzle 5 according to the output from the detection electrode 11. A lead wire 15 is connected from the heater electrode 12 to a storage battery 17 via a switching module 16. The switching module 16 is configured such that, for example, a computer having a clock circuit periodically closes an energization circuit for the heater electrode 12 when the engine is operating.
しかして、エンジンの稼働時には、排気ガスが排気ポー
ト４、排気管６のパイプ７、支持体１０およびパイプ８
を順に介して外部に排出される。この排気ガス中には、
正に帯電したスモーク（煤）が含まれており、このスモ
ークが検知電極１１を通過する過程で、検知電極１１に
スモーク量に応じた電流が生ずる。この電流の出力によ
り中央処理装置１４が噴射ノズル５に対する燃料の適正
な噴射量あるいは噴射時期を算出し、公害防止のため排
気ガス中のスモークの量を最小限に維持する。また、コ
ンピュータによりスイッチングモジュール１６が定期的
に作動することからヒータ電極１５が所定の時間間隔で
もって断続的に通電される。このためヒータ電極１２が
加熱され、検知電極１１に付着するカーボン等の付着物
が燃焼してガス化（二酸化炭素）して消失する。Then, when the engine is operating, exhaust gas is exhausted from the exhaust port 4, the pipe 7 of the exhaust pipe 6, the support 10 and the pipe 8.
Are sequentially discharged to the outside. In this exhaust gas,
The positively charged smoke (soot) is included, and in the process of passing the smoke through the detection electrode 11, a current corresponding to the amount of smoke is generated in the detection electrode 11. Based on the output of this current, the central processing unit 14 calculates an appropriate injection amount or injection timing of fuel to the injection nozzle 5, and keeps the amount of smoke in the exhaust gas to a minimum in order to prevent pollution. Further, since the switching module 16 is regularly operated by the computer, the heater electrode 15 is energized intermittently at predetermined time intervals. Therefore, the heater electrode 12 is heated, and the deposit such as carbon attached to the detection electrode 11 is burned and gasified (carbon dioxide) to disappear.
このように、上記構成によれば、支持体１０を筒状に形
成したので、検知電極１１に広い面積を確保でき検知感
度が向上するし、検知状態にバラツキなどのムラがなく
なり、場所によつてスモークの検知度合が相違してくる
といったことがなくなる。また、検知電極１１を保持す
るセラミック支持体に付着したスモークはヒータ電極１
２により定期的に酸化されて消失してしまうので、絶縁
抵抗が低下することなく常に正確な出力が得られるよう
になる。また、スパークプラグを用いた従来に技術とは
相違するもので、排気ガス中のスモークの消失時にヒー
タ電極１２により絶縁抵抗が低下することが回避される
ので、検知電極１１による常に正確な出力を維持でき、
もってヒータ電極１２の通電時にも何らの傷害となるこ
となく同時に正確なスモーク量の検知が行われる。As described above, according to the above configuration, since the support body 10 is formed in a cylindrical shape, a wide area can be secured for the detection electrode 11, the detection sensitivity is improved, and the detection state is free from unevenness such as variation. Therefore, the degree of smoke detection will not be different. Further, the smoke attached to the ceramic support body holding the detection electrode 11 is the heater electrode 1
Since it is periodically oxidized by 2 and disappears, an accurate output can always be obtained without lowering the insulation resistance. Further, unlike the conventional technique using the spark plug, it is possible to avoid the insulation resistance from being lowered by the heater electrode 12 when the smoke in the exhaust gas disappears. Can be maintained
Therefore, even when the heater electrode 12 is energized, the amount of smoke is accurately detected without causing any damage.
また、上記実施例では特に検知装置９を排気管６のフラ
ンジ７ａ、８ａの存する位置に配設したため管内におい
ても取り付け易くなる実施例上の効果がある。この場合
には、検出装置９は排気管６内のいずれの位置でも配置
していいことは勿論である。Further, in the above-described embodiment, since the detection device 9 is disposed at the position where the flanges 7a and 8a of the exhaust pipe 6 are present, there is an effect in the embodiment that the mounting is easy even inside the pipe. In this case, it goes without saying that the detection device 9 may be arranged at any position in the exhaust pipe 6.
なお、上記実施例では、支持体１０を円筒状に形成した
が、その形状は円筒状のみに限定されないことは勿論で
四角筒状あるいは六角筒状でもよい。この場合には、排
気管は支持体の形状に応じて四角筒状あるいは六角筒状
となる。In addition, although the support 10 is formed in a cylindrical shape in the above-described embodiment, the shape is not limited to the cylindrical shape, and may be a square tube shape or a hexagonal tube shape. In this case, the exhaust pipe has a square tubular shape or a hexagonal tubular shape depending on the shape of the support.
また、支持体の材質は、アルミナセラミックのみに限定
されず、ジルコン、ムライト、コージイエライト、チタ
ン酸アルミニウム、窒化珪素、スポジウメント等を用い
ることができる。The material of the support is not limited to alumina ceramics, and zircon, mullite, cordierite, aluminum titanate, silicon nitride, spsiment, or the like can be used.
また、ディーゼルエンジンの運転時にヒータ電極に対す
る通電を定期的に行なうように構成したが、これは例え
ば５分から60分毎に行なうようにしてもよいし、あるい
は運転状態に応じて通電時間間隔が長短適宜に変化する
ように構成してもよい。Further, the heater electrode is configured to be energized periodically during operation of the diesel engine, but this may be done, for example, every 5 to 60 minutes, or the energization time interval may be short or long depending on operating conditions. You may comprise so that it may change suitably.
その他、具体的な実施にあたっては、この発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変更できる。In addition, in concrete implementation, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はディーゼルエ
ンジンにおける排気管部分を示す分解斜視図、第２図は
要部、特には排気管に対する検出装置の取り付け状態を
示す拡大縦断面図、第３図はスモーク検出装置の展開図
である。 図中、１…シリンダ、２…ピストン、３…吸気ポート、
５…噴射ノズル、６…排気管、９…検出装置、１０…支
持体、１１…検知電極、１２…ヒータ電極、１３、１５
…リード線、１４…中央処理装置（演算制御装置）、１
６…スイッチングモジュール、１７…蓄電池1 shows an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an exploded perspective view showing an exhaust pipe portion of a diesel engine, and FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a main part, particularly a mounting state of a detection device to an exhaust pipe. , FIG. 3 is a development view of the smoke detection device. In the figure, 1 ... Cylinder, 2 ... Piston, 3 ... Intake port,
5 ... Injection nozzle, 6 ... Exhaust pipe, 9 ... Detection device, 10 ... Support, 11 ... Detection electrode, 12 ... Heater electrode, 13, 15
... Lead wire, 14 ... Central processing unit (arithmetic control unit), 1
6 ... Switching module, 17 ... Storage battery
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−104124（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−228745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−202043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38543（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−38542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−30690（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-56-104124 (JP, A) JP-A-60-228745 (JP, A) JP-A-59-202043 (JP, A) JP-A-60- 38543 (JP, A) JP 60-38542 (JP, A) JP 55-30690 (JP, A)
Claims (3)
を検知する検知電極を設け、この検知電極の出力状態に
応じて燃料の噴射時期あるいは噴射量を制御するスモー
ク検出手段であって、 前記排気管内に設けられた筒状のセラミック製の支持体
と、この支持体の内表面に形成され帯電状態のスモーク
が通過することにより電流を生ずる前記検知電極と、前
記支持体に設けられ前記検知電極に付着したカーボン等
の付着物を適宜の通電によりガス化して消失させるため
に前記検知電極の外周部に絶縁されたヒータ電極とを具
備してなるディーゼルエンジンにおけるスモーク検出装
置。1. A smoke detection means for providing a detection electrode for detecting smoke in an exhaust pipe of a diesel engine, and controlling fuel injection timing or injection amount according to an output state of the detection electrode, wherein the smoke detection means is provided in the exhaust pipe. A cylindrical ceramic support body provided, the detection electrode formed on the inner surface of the support body to generate an electric current by passing a charged smoke, and the support body provided on the support body and attached to the detection electrode. A smoke detection device in a diesel engine, comprising: a heater electrode insulated on the outer peripheral portion of the detection electrode in order to gasify and eliminate the adhered substances such as carbon by appropriate energization.
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のディーゼルエンジンにおけるスモーク検出装置。2. The smoke detection device for a diesel engine according to claim 1, wherein the support is made of alumina ceramic.
することにより形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載のディーゼルエンジンにおけるス
モーク検出装置。3. The smoke detection device for a diesel engine according to claim 1, wherein the detection electrode is formed by metallizing a platinum paste.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278983A JPH0639937B2 (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Smoke detection device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61278983A JPH0639937B2 (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Smoke detection device for diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63131845A JPS63131845A (en) | 1988-06-03 |
| JPH0639937B2 true JPH0639937B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=17604789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61278983A Expired - Lifetime JPH0639937B2 (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Smoke detection device for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639937B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008111677A1 (en) | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Granular substance detector and granular substance detecting method |
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- 1986-11-21 JP JP61278983A patent/JPH0639937B2/en not_active Expired - Lifetime
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