JPH0676942B2 - 内燃機関の燃焼室内の圧力変動を検出する装置 - Google Patents

内燃機関の燃焼室内の圧力変動を検出する装置

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JPH0676942B2
JPH0676942B2 JP61117661A JP11766186A JPH0676942B2 JP H0676942 B2 JPH0676942 B2 JP H0676942B2 JP 61117661 A JP61117661 A JP 61117661A JP 11766186 A JP11766186 A JP 11766186A JP H0676942 B2 JPH0676942 B2 JP H0676942B2
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ハインツ・ブリツチユ
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ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング
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    • 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
    • G01L23/22—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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221—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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２つの測定電極をもちかつ一定の電圧を印加
される少なくとも１つの発信器を使用して、燃焼により
イオン化されるガスのイオン電流を検出することによつ
て、内燃機関の燃焼室のハウジング内のノツク燃焼過程
を検出する装置に関する。
〔従来の技術〕
内燃機関の燃焼室内の圧力変動をいわゆるイオン電流探
子で検出することは公知である。その際、炭化水素の燃
焼中に帯電する分子や原子すなわちイオンおよび自由電
子が生ずるという事実が利用される。さて燃焼室内にあ
る２つの電極をもつ装置に測定電圧が印加されると、イ
オン濃度に関係するイオン電流が流れる。このイオン電
流が検出されて、燃焼室内で経過する燃焼過程の基準と
なる。イオン電流信号を内燃機関のノツク検出に利用す
ることは公知である。しかしこのために複雑な評価回路
が必要である。ノツクは、ノツク開始時点にまだ燃焼し
てない終端ガス範囲の空気−燃料混合気の促進される化
学反応によりひき起されて燃焼中に内燃機関の燃焼室内
に圧力波状に生ずる混合気の振動を意味する。ノツクに
より一般に燃焼室内面の強い熱負荷が生じ、それにより
材料の剥離が起り得るので、ノツクを根本的に回避する
ように努力している。ノツクが長く現われると、内燃機
関を破壊することがある。したがつて内燃機関のノツク
をできるだけ早期にかつ確実に検出する必要がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の課題はノツクを簡単に検出できる装置を提供す
ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
この課題を解決するため本発明によれば、イオン電流を
検出する少なくとも１つの第２の発信器が、測定個所の
範囲において第１の発信器に対し軸線方向に間隔をおい
て設けられている。
〔発明の効果〕
本発明による装置は、内燃機関の燃焼室内のノツク燃焼
を簡単かつ確実に検出できるという利点をもつている。
本発明により２つのイオン電流センサをもつ装置によつ
て、公知の方法に比較して著しく簡単な評価回路により
ノツクを検出することができる。したがつて装置は安価
に構成される。
特許請求の範囲の従属項にあげた手段により、特許請求
の範囲第１項に示した装置の有利な展開が可能となる。
特に特許請求の範囲第４項または第５項による好ましい
実施例により、内燃機関の点火装置や燃焼室の主要な部
分を現在普通の形で残すことができる。
〔実施例〕
本発明の実施例が図面に示されており、以下これについ
て説明する。
第１図に内燃機関のシリンダブロツク11にある燃焼室10
が示されている。その壁12には穴13が構成されて、シリ
ンダブロツク11の凹所14を燃焼室10に接続している。穴
13は点火個所17により生ずる燃焼のいわゆる終端ガス範
囲16にあり、燃焼の火炎前面は18で示されている。終端
ガス範囲16は実験的に求めることができる。それは、ノ
ツク燃焼の際壁12に材料剥離が起る範囲である。
凹所14内にはいわゆる二重イオン電流探子19が設けら
れ、その構造が第２図に詳細に示されている。ねじ込み
または差込み可能なハウジング21内には２つの縦穴22,2
3が構成され、その中に従来公知の２つのイオン電流探
子24,25がある。燃焼室10に近い方にあるこれらイオン
電流探子24,25の先端は、互いに軸線方向間隔Ｌだけず
れて設けられている。異なる感度のイオン電流探子も使
用することができる。もちろん簡単な測定のために、２
つのほぼ同じ感度のイオン電流探子を使用することがで
きる。両方のイオン電流探子24,25は測定電極として役
立つ正極をそれぞれ形成している。これらの測定電極は
負極として構成された壁12と共同作用する。もちろん後
で第５図に示すように、正極および負極をもつイオン電
流探子も使用可能である。両方のイオン電流探子24,25
には、それぞれ正極と負極との間に、同じ大きさの一定
電圧が印加される。
ノツク燃焼およびノツクなし燃焼の際終端ガス範囲16に
おける火炎速度の相違が、測定原理したがつて両方のイ
オン電流探子24,25の作用の基礎となつている。第３か
らわかるようにノツクなし燃焼では、イオン電流探子24
と壁12との間のイオン電流が時点T1で始まる。火炎前面
18は引続き移動し、時間Δｔ後時点T2にイオン電流探子
25へ達するので、これにイオン電流29が流れる。
さて第４図に示すように、ノツク燃焼が行なわれると、
終端ガス範囲16における火炎前面18はノツクなし燃焼の
場合より著しく速く移動する。ノツクなし燃焼における
ように、イオン電流探子24には再び時点T1にイオン電流
28aが流れる。ノツク燃焼では火炎前面18はもつと高い
火炎速度で動くので、第２のイオン電流探子25には、時
間的にみて正常な燃焼の場合より早くイオン電流29aが
流れ始める。その際ノツクなし燃焼とノツク燃焼との間
には、係数10だけの時間差が生ずる。この時間差は、簡
単な電子評価回路で検出されるような大きさである。し
かし良好な精確な評価のためには、両方のイオン電流探
子24,25により測定されるイオン電流28,29が、イオン電
流の開始の際ほぼ同じ勾配をもつようにする。イオン電
流の経過はノツクなし燃焼とノツク燃焼との区別には必
要でない。異なる感度をもつイオン電流探子を使用する
と、イオン電流の流れ始める時点も変る。これは評価回
路の選択の際考慮することができる。両方の燃焼態様を
区別することができるように、電子評価回路に限界値を
規定し、この限界値超過をノツク燃焼と認めて、それに
より燃焼室10内の燃焼経過を制御することができる。
第５図には二重イオン電流探子19の変形例が示され、両
方のイオン電流探子31,32がさや状に重なつて設けられ
ている。イオン電流探子31のピン状正極33上には絶縁層
34が被覆され、その上にイオン電流探子31のさや状負極
35が設けられている。この正極も第２の絶縁層36により
包囲されている。さて軸線方向間隔Ｌだけずれて、第２
のイオン電流探子32が絶縁層36上に直接設けられてい
る。第２のイオン電流探子はさや状正極37、絶縁層38、
さや状負極39および外側保護層40をもつている。この保
護層をさらに包囲するハウジング41は、火炎前面18が軸
線方向にのみイオン電流探子31,32へ接近することがで
きるように構成されている。そのためハウジング41はイ
オン電流探子31の測定先端の所まで延ばされ、したがつ
て空間41aをもつている。この空間41aは、軸線方向に設
けられる複数の穴により接続されている。
第６図には二重イオン電流探子19の変形例が示され、第
２図におけるようにハウジング50が負極として構成され
ている。ハウジングは再びさや状絶縁層51、外側正極5
2、第２の絶縁層53および内側正極54をもつている。両
方の正極52,54は再び軸線方向間隔Ｌをおいて設けられ
ている。
二重イオン電流探子19のすべての変形例において、個々
のイオン電流探子の軸線方向間隔Ｌは、ノツクなし燃焼
とノツク燃焼における火炎速度の時間差を求めるために
重要である。しかし二重イオン電流探子19が終端ガス範
囲16のできるだけ中心に設けられているように留意すべ
きである。なぜならば、そこにおいてのみ、ノツクなし
燃焼とノツク燃焼における極めて異なる火炎速度が生ず
るからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は二重イオン電流探子を取付けられた燃焼室の断
面図、第２図は二重イオン電流探子の断面図、第３図は
ノツクなし燃焼の際のイオン電流の時間的経過を示す線
図、第４図はノツク燃焼の際のイオン電流の時間的経過
を示す線図、第５図および第６図は第２図による実施例
の変形例の断面図である。 10……燃焼室、24,25……発信器（イオン電流探子）、
Ｌ……軸線方向間隔。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２つの測定電極をもちかつ一定の電圧を印
    加される少なくとも１つの発信器（24）を使用して、燃
    焼によりイオン化されるガスのイオン電流を検出するこ
    とによつて、内燃機関の燃焼室（10）のハウジング内の
    ノツク燃焼過程を検出するものにおいて、イオン電流を
    検出する少なくとも１つの第２の発信器（25）が、測定
    個所の範囲において第１の発信器（24）に対し軸線方向
    に間隔（Ｌ）において設けられていることを特徴とす
    る、内燃機関の燃焼室内の圧力変動を検出する装置。
  2. 【請求項２】第１の発信器（24）と第２の発信器（25）
    がほぼ同じ測定感度をもつていることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】第２の発信器（25）が第１の発信器（24）
    に対し平行に設けられていることを特徴とする、特許請
    求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
  4. 【請求項４】両方の発信器（24,25）がそれぞれ正極を
    もち、燃焼室（10）のハウジングが両方の発信器（24,2
    5）に対して負極であることを特徴とする、特許請求の
    範囲第３項に記載の装置。
  5. 【請求項５】第１の発信器（31）が管状に構成され、第
    ２の発信器（32）がさや状に第１の発信器（31）上に軸
    線方向間隔（Ｌ）をおいて設けられていることを特徴と
    する、特許請求の範囲第１項また第２項に記載の装置。
  6. 【請求項６】両方の発信器（24,25,31,32）が第１の発
    信器（24,31）の少なくとも測定先端まで延びて少なく
    とも軸線方向間隔（Ｌ）の長さの空間（41a）をもつ共
    通なハウジング（41,50）により包囲され、この空間が
    燃焼室（10）へ向かつて発信器（24,25,31,32）の軸線
    方向に構成された開口をもつていることを特徴とする、
    特許請求の範囲第１項ないし第５項の１つに記載の装
    置。
  7. 【請求項７】両方の発信器（24,25）が燃焼室の終端ガ
    ス範囲に設けられていることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項ないし第６項の１つに記載の装置。
  8. 【請求項８】両方の発信器（24,25）が電子評価回路に
    接続されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
    項ないし第７項の１つに記載の装置。
  9. 【請求項９】第１の発信器（24）と第２の発信器（25）
    が異なる測定感度をもち、接続されている評価回路が間
    隔（Ｌ）を通過する真の走行時間を決定することを特徴
    とする、特許請求の範囲第８項に記載の装置。
JP61117661A 1985-05-25 1986-05-23 内燃機関の燃焼室内の圧力変動を検出する装置 Expired - Lifetime JPH0676942B2 (ja)

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DE3519028A DE3519028C2 (de) 1985-05-25 1985-05-25 Einrichtung zum Erfassen von klopfenden Verbrennungsvorgängen bei einer Brennkraftmaschine
DE3519028.0 1985-05-25

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JPS61272626A JPS61272626A (ja) 1986-12-02
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GB (1) GB2175703B (ja)

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