WO2007068015A2 - Vorrichtung zur messung des zylinderinnendrucks von brennkraftmaschinen - Google Patents

Vorrichtung zur messung des zylinderinnendrucks von brennkraftmaschinen Download PDF

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WO2007068015A2
WO2007068015A2 PCT/AT2006/000505 AT2006000505W WO2007068015A2 WO 2007068015 A2 WO2007068015 A2 WO 2007068015A2 AT 2006000505 W AT2006000505 W AT 2006000505W WO 2007068015 A2 WO2007068015 A2 WO 2007068015A2
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Norbert Mayrhofer
Michael Weissbäck
Peter Herzog
Klemens Neunteufl
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Avl List Gmbh
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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
    • G01L23/26—Details or accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • 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
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the internal cylinder pressure of internal combustion engines, in particular of gas engines, having a first valve which opens into the cylinder interior, with a measuring chamber which can be brought into communication with the cylinder interior through the first valve. or can be separated from this and with a pressure sensor which is arranged in the region of the measuring chamber to measure the pressure in the cylinder interior in the open state of the first valve. Furthermore, the invention relates to a measuring device for detecting cracks in thermally critical areas of an internal combustion engine, in particular in valve webs, by means of an ultrasonic sensor, and a method for detecting cracks in thermally critical areas of an internal combustion engine by means of an ultrasonic sensor with a measuring device. Furthermore, the invention relates to a method for combustion control, in particular in diesel internal combustion engines, wherein in at least one cylinder, the cylinder pressure is measured.
  • indexing valves which have a pressure sensor in a measuring chamber, which can be brought into contact with the cylinder interior via a valve.
  • indexing valves By means of such indexing valves, there is the possibility of accurate knock detection, but it is also possible to analyze the combustion process and to check the cylinder equalization (cylinder balancing).
  • Such indexing valves are known, for example, from EP 0 811 833 A or DE 29 39 324 A.
  • JP 04-0390633 A discloses an internal combustion engine, wherein a cylinder pressure sensor is provided per cylinder to detect the cylinder pressures in each cylinder prior to ignition in the compression stroke.
  • a cylinder pressure sensor is provided per cylinder to detect the cylinder pressures in each cylinder prior to ignition in the compression stroke.
  • Object of the present invention is to avoid these disadvantages and to provide a solution that has a simple structure, is robust and allows reliable measurement of the cylinder internal pressure.
  • the indexing valve according to the invention should also allow continuous measurements over longer periods of time and allow replacement of the pressure sensor during operation of the internal combustion engine.
  • a further object of the invention is to be able to carry out a crack measurement of thermally critical regions, in particular of the valve webs, in a short time.
  • this object is achieved in that at least one second valve is provided in the region of the measuring chamber, which is at least in the open position of the first valve in a closed position can be brought to complete the measuring chamber to the outside.
  • a particularly compact embodiment is made possible when the first valve has a movable valve body in which the pressure sensor is arranged.
  • this type of pressure sensor is usually arranged coaxially in the valve body, so that very little space in the cylinder head is claimed for the indexing valve.
  • the removal of the pressure sensor during operation of the internal combustion engine is facilitated in particular by the fact that the pressure sensor is attached to a sensor holder which is removably held in the movable valve body of the first valve.
  • the first valve is designed as an inwardly opening poppet valve which has a seat surface facing away from the cylinder interior, which cooperates with a first valve seat.
  • the particular advantage of this embodiment is that when the first valve is closed, the cylinder internal pressure contributes to keeping the valve in the closed position.
  • the second valve is designed as a poppet valve and has a measuring chamber facing the seat surface, which cooperates with a second valve seat.
  • first valve is designed as an outwardly opening poppet valve which has a facing towards the cylinder interior seat surface which cooperates with a first valve seat.
  • valve may open inward, allowing the valve to be used as a pressure switch when closed.
  • a continuous pressure measurement over longer periods of time can be achieved in a particularly preferred manner in that the seat surface of the first valve and the seat surface of the second valve are thermally coupled, at least in the open position of the first valve.
  • heat flow is derived via the seating surface of the second valve.
  • the thermal coupling is primarily in a spatial proximity of the seating surfaces of the first, or second valve but can also be influenced by the choice of materials accordingly by thermally highly conductive materials are provided for the valve body.
  • thermal terms it is particularly preferred if the seat surface of the first valve and the seat surface of the second valve are arranged on a common valve body. In addition to the thermal advantages, a mechanically particularly simple structure is achieved.
  • a structurally particularly simple solution can be realized in that the measuring chamber via at least one channel with a peripheral surface of the Ven- Til stressess the first valve is in communication.
  • the measuring chamber is arranged centrically in the valve body and can be made correspondingly compact.
  • Appropriate closing or holding forces can be achieved by biasing a valve body of the first valve to the closed position of the first valve via a spring.
  • the ease of maintenance of the device according to the invention is particularly increased by the fact that a sleeve to be screwed into the cylinder head is provided, on which a valve seat for the first valve and a valve seat for the second valve are arranged.
  • a common problem of indexing valves is that the function of the pressure sensor is affected by soiling, coking and the like.
  • the first valve and the second valve can be brought into a flushing position, in which both valves are at least partially open, both the measuring chamber to open the cylinder interior as well as to the outside.
  • a further embodiment of the device according to the invention provides that a valve body of the first valve and a valve body of the second valve are arranged mechanically separated from each other. It is preferred if the actuation of the first valve is designed to be coupled to the actuation of the second valve. Thereby, the actuation of the valves can be made independently.
  • the measuring device has a probe which is inserted into a bore, preferably an injector bore of a cylinder head, wherein the probe is preferably formed as a sleeve sensor holder for receiving the Ultrasonic sensor which is provided with at least one measuring port. It is provided that the probe is inserted into an injector bore (nozzle hole) of a cylinder head and that ultrasound sources are emitted and received via a preferably laterally arranged in the sensor holder measuring window in the thermally critical area be, wherein preferably the ultrasonic waves by means of a deflection - relative to the sensor holder - are deflected from the axial direction in a radial direction.
  • the measuring opening can be formed by a window arranged in the lateral surface of the sensor holder.
  • the sensor holder is inserted axially displaceably and / or rotatably in a mounting sleeve fixedly connected to the cylinder head.
  • the mounting sleeve is connected by a clamping device with the cylinder head. Due to the fact that the sensor holder is displaceably and rotatably mounted in the mounting sleeve, the scanning by ultrasound can take place in a cylindrical coordinate system. This significantly improves the quality of the statement and increases the probability that even oblique cracks will be detected.
  • the probe can be connected to at least one traversing device. It is particularly advantageous if at least two movement axes of the probe each have a traverse device is provided.
  • the embodiment as in a nozzle hole probe inserted into the injector bore allows the control of the critical areas on the assembled internal combustion engine. Only the injectors must be removed for measurement.
  • the sensor emits ultrasonic pulses and detects the echoes reflected by interference.
  • cracks can be detected very early and quickly, before the cracks, for example, can spread to the water jacket and lead to a motor failure. Especially when starting a series, valuable information about the actual reliability of the component can be obtained.
  • an immersion sensor continuously sensor
  • Such ultrasonic sensors are surrounded by a coupling medium, for example water or diesel oil.
  • the ultrasonic wave first runs in the coupling medium and, after reflection of the wave at the deflection device, enters the measuring object. The reflection can be done by a metal surface of the deflection.
  • the sensor holder is at least partially filled with the coupling medium. Characterized in that the sensor holder is surrounded by the mounting sleeve, and when pulling out of the sensor holder of this example by an O-ring against is sealed above the mounting sleeve, it is avoided that the coupling medium flows into the combustion chamber.
  • the measuring device can be adapted to the particular application and the ultrasonic beam sensor used.
  • the ultrasonic sensor is arranged inside the sensor holder.
  • This training is particularly suitable for light metal cylinder heads.
  • the sensor can be integrated in the probe.
  • the ultrasonic sensor is placed on the sensor holder.
  • a simple and cost-effective combustion control is made possible if, in accordance with the ignition sequence in only every second cylinder, the cylinder pressure and preferably the combustion position is calculated and that the combustion of the following cycle is controlled in this cylinder due to the determined cylinder pressure or the combustion position so that the actual cylinder pressure or the actual combustion position is adjusted to a target value for the cylinder pressure or the combustion position.
  • the cylinder pressure and preferably the combustion position is calculated and that the combustion of the following cycle is controlled in this cylinder due to the determined cylinder pressure or the combustion position so that the actual cylinder pressure or the actual combustion position is adjusted to a target value for the cylinder pressure or the combustion position.
  • the cylinder pressure or the combustion position is determined from the measured cylinder pressures, preferably from the mean value of the measured cylinder pressures in the adjacent cylinders adjacent to one another in the ignition sequence.
  • Cylinders in which the cylinder pressure or the combustion position is determined on the basis of the measured cylinder pressures in the adjacent cylinders, are controlled with respect to the injection quantity, the injection timing and the injection duration so that the cylinder pressure or the combustion position during combustion as possible to a target value for the corresponding Operating point is adjusted.
  • FIG. 1 and Fig. 2 schematically shows two different embodiments of the invention of the device according to the invention in section; Fig. 3 and Rg. 4, the embodiments of Figure 1 and Figure 2 in different operating conditions.
  • FIG. 5 shows a measuring device according to the invention in a longitudinal section
  • Fig. 7 is a four-cylinder in-line type internal combustion engine.
  • Fig. 8 is a 6-cylinder internal combustion engine with two cylinder banks.
  • an indexing valve In the cylinder head 1 of an internal combustion engine, an indexing valve, generally designated 2, is provided.
  • the indexing valve 2 consists of a sleeve 3, which is screwed into the cylinder head 1.
  • the indexing valve 2 opens at its bottom in the combustion chamber Ia of a cylinder, not shown.
  • a valve body 4 is movably mounted in the axial direction, which has at its end facing the combustion chamber Ia a valve plate 5, which also represents the first valve.
  • a measuring chamber 6 is provided, which communicates via channels 7 in the valve body 4 with the outside thereof.
  • a pressure sensor 8 is arranged, which is held in the valve body 4 via a sensor holder 9.
  • the first valve 5 opens to the combustion chamber Ia out by the seat surface 10 of the first valve 5 lifts off from a valve seat 11, which is arranged in the sleeve 3 turned towards the combustion chamber Ia. Accordingly, the seat 10 is oriented away from the combustion chamber Ia.
  • the valve seat 11 of the first valve 5 is arranged on the sleeve 3 on the underside of an annular circumferential projection 12, on whose upper side a further valve seat 15 is provided, which cooperates with a seat surface 14 of a second valve 13.
  • the seat surface 14 of the second valve 13 bears against the valve seat 15 of the sleeve 3. Due to the spatial proximity of the valve disk 5 to the seat surface 14, the heat introduced into the valve disk 5 during operation of the internal combustion engine can be released efficiently to the sleeve 3 and thus to the cylinder head 1.
  • the valve body 4 is biased by a spring 16 upwards, ie in the closed position of the valve 5.
  • the embodiment variant according to FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the seat surface 20 of the first valve 5 is oriented toward the combustion chamber 1a of the internal combustion engine. Accordingly, the valve seat 21 in the sleeve 3 is oriented away from the combustion chamber Ia.
  • the second valve 13 has a seat surface 24, which cooperates with a valve seat 25 in the sleeve 3.
  • the spring 16 of the embodiment of FIG. 2 biases the valve body 4 downwards, so that in accordance with the embodiment of FIG. 1, the first valve 5 is biased into the closed position.
  • Both embodiments have in common that a middle position is adjustable, in which both the first valve 5 and the second valve 13 are in a partially open state. In this way it is possible to flush the measuring chamber 6 and thus the pressure sensor 8 by the gases flowing out of the combustion chamber 1a.
  • FIG. 3 shows the embodiment of FIG. 1 with the first valve 5 open.
  • FIG. 4 shows the embodiment of FIG. 2 with the first valve 5 open.
  • the present invention makes it possible to perform the measurement of the in-cylinder pressure of gas engines and similar internal combustion engines in a robust and durable manner.
  • the probe 103 of a measuring device 104 is inserted in an injector bore 101 of a cylinder head 102 of an internal combustion engine.
  • the measuring device 104 has a mounting sleeve 105, which serves as a guide for the probe 103.
  • the mounting sleeve 105 is fixed in the injector bore 101 analogous to an injector, for example, clamped.
  • the sensor holder 106 with the ultrasonic sensor 110 is slidably and / or rotatably mounted.
  • the sensor holder is at least partially filled with a coupling medium, wherein the ultrasonic sensor 110 is covered by the coupling medium.
  • the coupling medium may be, for example, water or diesel oil.
  • the ultrasonic sensor 110 is disposed within the sensor holder 106 or placed on this.
  • the probe 103 is provided with at least one measurement opening 107 formed by a window in the lateral surface of the sensor holder 105, through which the ultrasonic waves 108 are immitated in the component to be measured, in the present case the cylinder head 102, and received again.
  • Reference numeral 111 in Fig. 6 denotes a vent passage.
  • the vent passage 111 serves to avoid problems with the formation of gas bubbles.
  • the mounting sleeve 105 can be flushed via lines not shown under controlled pressure.
  • the sensor can sorhalter 106 are withdrawn into the mounting sleeve 105. This has the same inner diameter, as the Injektorbohrung 101.
  • the ultrasonic sensor 110 is designed as an immersion sensor.
  • the ultrasonic wave 108 first runs in the coupling fluid and then enters via the deflection device 109 in the measured object.
  • the ultrasonic waves 108 of the ultrasonic sensor 110 are slightly inclined down to strike as possible the crack root of the crack 112.
  • the angle ⁇ between the center line 108a of the beam of the ultrasonic waves 108 and the center axis 103a of the probe 103 is greater than 0 °.
  • a statement about the crack depth is possibly possible by retracting the probe 103.
  • the probe 103 can be connected to at least one traversing device, which can preferably perform a rotational movement of the probe 103.
  • the cylinders Z1, Z2, Z3, Z4 are fired, for example, in the firing order 1-4-3-2.
  • a pressure sensor 210 is arranged, via which the cylinder pressure can be measured directly and from this the combustion position can be determined.
  • the cylinder pressures of the remaining non-measured cylinders Z3, Z2 are determined, for example, from the average values of the cylinder pressures of the measured adjacent cylinders Z1, Z3. The error due to the partial measurement of the cylinder pressures can thus be limited to a minimum.
  • FIG. 8 shows a V-type internal combustion engine with six cylinders Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, which are fired, for example, in the firing order 1-4-5-6-2-3.
  • a pressure sensor 210 via which the cylinder pressure of the corresponding cylinder is detected directly during combustion.
  • the cylinder pressures of the remaining cylinders Z4, Z6, Z3 are again determined, for example, by averaging the cylinder pressures of the adjacent measured cylinders Zl 7 Z5, Z2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Zylinderinnendrucks von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung und hier insbesondere von Gasmotoren, mit einem ersten Ventil (5), das sich in den Zylinderinnenraum öffnet, mit einer Messkammer (6), die durch das erste Ventil (5) in Verbindung mit dem Zylinderinnenraum (1a) gebracht werden kann, bzw. von diesem getrennt werden kann und mit einem Drucksensor (8), der im Bereich der Messkammer (6) angeordnet ist, um im geöffneten Zustand des ersten Ventils (5) den Druck im Zylinderinnenraum zu messen. Ein Dauerbetrieb ohne thermische Überlastung wird dadurch ermöglicht, dass im Bereich der Messkammer (6) zumindest ein zweites Ventil (13) vorgesehen ist, das zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils (5) in eine geschlossene Stellung bringbar ist, um die Messkammer (6) nach außen hin abzuschließen.

Description

Vorrichtung zur Messung des Zylinderinnendrucks von Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Zylinderinnendrucks von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung und hier insbesondere von Gasmotoren, mit einem ersten Ventil, das sich in den Zylinderinnenraum öffnet, mit einer Messkammer, die durch das erste Ventil in Verbindung mit dem Zylinderinnenraum gebracht werden kann, bzw. von diesem getrennt werden kann und mit einem Drucksensor, der im Bereich der Messkammer angeordnet ist, um im geöffneten Zustand des ersten Ventils den Druck im Zylinderinnenraum zu messen. Weiters betrifft die Erfindung eine Messeinrichtung zur Detektion von Anrissen in thermisch kritischen Bereichen einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Ventilstegen, mittels eines Ultraschallsensors, sowie ein Verfahren zur Detektion von Anrissen in thermisch kritischen Bereichen einer Brennkraftmaschine mittels eines Ultraschallsensors mit einer Messeinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verbrennungsregelung, insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen, wobei in zumindest einem Zylinder der Zylinderdruck gemessen wird.
Bei der Konstruktion bei Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung besteht zunehmend die Anforderung, den Zylinderinnendruck während des Betriebes zu messen. Eine solche Messung wird mittels sogenannter Indizierventile durchgeführt, die einen Drucksensor in einer Messkammer aufweisen, die über ein Ventil mit dem Zylinderinnenraum in Verbindung bringbar ist. Mittels solcher Indizierventile besteht die Möglichkeit einer genauen Klopferkennung, es kann aber auch der Brennverlauf analysiert werden und die Zylindergleichstellung (Cylinder Ba- lancing) überprüft werden. Solche Indizierventile sind beispielsweise aus der EP 0 811 833 A oder der DE 29 39 324 A bekannt.
Insbesondere bei Gasmotoren liegen jedoch besondere Verhältnisse vor, die die optimale Gestaltung solcher Indizierventile schwierig machen. Gasmotoren werden häufig zur Stromerzeugung verwendet und stehen deshalb in Dauerbetrieb, so dass der Austausch des Drucksensors bei herkömmlichen Indizierventilen oft erst nach längerer Laufzeit im Zuge einer routinemäßigen Wartung durchführbar ist. Bis zu einem solchen Austausch muss die Brennkraftmaschine ohne die Funktionalität der Druckmessung betrieben werden. Weiters besteht bei Gasmotoren das Problem, dass im Unterschied zu Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung, also Dieselmotoren, die Anordnung eines Indizierventils weitab vom Brennraum entfernt in der Regel nicht möglich ist, da einer thermische Überlastung des Indizierventils und des Indizierkanals auftreten würde. Es ist bekannt, dass Risse an Bauteilen mittels Ultraschall detektiert werden können. Um Risse in thermisch hoch belasteten Bereichen, beispielsweise im Bereich der Ventilstege eines 'Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine feststellen und messen zu können, sind aber in den meisten Fällen zeitaufwendige Demontagearbeiten erforderlich. Risse werden dabei oft nicht rechtzeitig erkannt, so dass diese mitunter sich bis zum Wassermantel wachsen, und zu einem Motorausfall führen können.
Es ist ein bekannter Ansatz, zur Verbrennungsregelung bei Diesel-Brennkraftmaschinen die Zylinderdrücke zu messen.
Die JP 04-0390633 A offenbart eine Brennkraftmaschine, wobei pro Zylinder ein Zylinderdrucksensor vorgesehen ist, um vor der Zündung im Kompressionstakt die Zylinderdrücke in jedem Zylinder zu erfassen. Es ist allerdings sehr kosten- aufwändig für jeden Zylinder einen Zylinderdrucksensor vorzusehen.
Weiters ist es denkbar, insbesondere bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylinderbänken pro Zylinderbank nur einen einzigen Drucksensor vorzusehen. Nachteilig ist allerdings, dass dynamische Effekte, in nicht überwachten Zylindern nur unzureichend erfasst werden können, insbesondere bei in der Zündfolge weit vom gemessenen Zylinder entfernten Zylindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Lösung anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist, robust ist und eine zuverlässige Messung des Zylinderinnendrucks ermöglicht. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Indizierventil auch kontinuierliche Messungen über längere Zeiträume ermöglichen und einen Austausch des Drucksensors während des Betriebes der Brennkraftmaschine ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rissmessung von thermisch kritischen Bereichen, insbesondere der Ventilstege, in kurzer Zeit durchführen zu können. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, Risse rechtzeitig festzustellen, bevor diese zu Motorausfällen führen können. Ferner ist es Aufgabe de Erfindung, auf möglichst einfache und kostengünstige Weise eine genaue Verbrennungsregelung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Bereich der Messkammer zumindest ein zweites Ventil vorgesehen ist, das zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils in eine geschlossene Stellung bringbar ist, um die Messkammer nach außen hin abzuschließen.
Durch die Bauart mit zwei Ventilen ist es möglich, eine sehr kompakte Bauform zu realisieren und die thermische Beanspruchung der Bauteile gering zu halten.
Eine besonders kompakte Ausführung wird ermöglicht, wenn das erste Ventil einen beweglichen Ventilkörper aufweist, in dem der Drucksensor angeordnet ist. Bei dieser Bauart ist der Drucksensor in der Regel koaxial im Ventilkörper angeordnet, so dass besonders wenig Raum im Zylinderkopf für das Indizierventil beansprucht wird.
Das Entfernen des Drucksensors während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird insbesondere dadurch erleichtert, dass der Drucksensor an einem Sensorhalter befestigt ist, der entfernbar im beweglichen Ventilkörper des ersten Ventils gehalten ist.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist das erste Ventil als nach innen öffnendes Tellerventil ausgebildet, das eine vom Zylinderinnenraum abgewandte Sitzfläche aufweist, die mit einem ersten Ventilsitz zusammenwirkt. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht darin, dass bei geschlossenem ersten Ventil der Zylinderinnendruck dazu beiträgt, das Ventil in der geschlossenen Stellung zu halten. In diesem Zusammenhang ist es besonders günstig, wenn das zweite Ventil als Tellerventil ausgebildet ist und eine zur Messkammer gewandte Sitzfläche aufweist, die mit einem zweiten Ventilsitz zusammenwirkt.
Eine alternative Ausführungsvariante sieht vor, dass das erste Ventil als nach außen öffnendes Tellerventil ausgebildet ist, das eine zum Zylinderinnenraum hingewandte Sitzfläche aufweist, die mit einem ersten Ventilsitz zusammenwirkt.
Alternativ dazu kann das Ventil nach innen öffnen, was es erlaubt, das Ventil im geschlossenen Zustand auch als Druckwächter zu verwenden. Darüber hinaus ist es möglich, in diesem Fall einen kleineren Außendurchmesser zu realisieren.
Eine kontinuierliche Druckmessung über längere Zeiträume kann in besonders bevorzugter Weise dadurch erreicht werden, dass die Sitzfläche des ersten Ventils und die Sitzfläche des zweiten Ventils zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils thermisch gekoppelt sind. In der geöffneten Stellung des ersten Ventils wird dabei der in den Ventilkörper eingetragene Wärmestrom über die Sitzfläche des zweiten Ventils abgeleitet. Die thermische Kopplung besteht primär in einer räumlichen Nähe der Sitzflächen des ersten, bzw. zweiten Ventils kann aber auch durch die Werkstoffwahl entsprechend beeinflusst werden, indem thermisch hoch leitfähige Werkstoffe für den Ventilkörper vorgesehen sind. In thermischer Hinsicht besonders bevorzugt ist es, wenn die Sitzfläche des ersten Ventils und die Sitzfläche des zweiten Ventils auf einem gemeinsamen Ventilkörper angeordnet sind. Neben den thermischen Vorteilen wird auch ein mechanisch besonders einfacher Aufbau erreicht.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung kann dadurch realisiert werden, dass die Messkammer über mindestens einen Kanal mit einer Umfangsfläche des Ven- tilkörpers des ersten Ventils in Verbindung steht. Dabei ist in der Regel die Mess- kammer zentrisch im Ventilkörper angeordnet und kann entsprechend kompakt ausgeführt werden.
Angemessene Schließ- bzw. Haltekräfte können dadurch erreicht werden, dass ein Ventilkörper des ersten Ventils über eine Feder in die geschlossenen Stellung des ersten Ventils vorgespannt ist.
Die Wartungsfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird insbesondere dadurch erhöht, dass eine in den Zylinderkopf einzuschraubende Hülse vorgesehen ist, an der ein Ventilsitz für das erste Ventil und ein Ventilsitz für das zweite Ventil angeordnet sind. Ein häufig auftretendes Problem vom Indizierventilen ist es, dass die Funktion des Drucksensors durch Verschmutzung, Verkokung und dergleichen beeinträchtigt wird. Um hier die Stammzeiten zu erhöhen und die Wartungsintervalle zu verlängern, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass das erste Ventil und das zweite Ventil in eine Spülstellung bringbar sind, in der beide Ventile zumindest teilweise geöffnet sind, um die Messkammer sowohl zum Zylinderinnenraum als auch nach außen hin zu öffnen. Dabei wird in der Spülstellung eine relativ hohe Gasmenge mit hoher Geschwindigkeit durch die Messkammer hindurch nach außen geblasen, wodurch der Drucksensor gereinigt werden kann. Bei entsprechender konstruktiver Ausbildung kann eine gewisse Spülwirkung im Zuge des Umschaltens des ersten Ventils von der geöffneten in die geschlossene Stellung und umgekehrt erreicht werden. Eine besonders wirksame Spülung wird jedoch erreicht, wenn die Spülstellung einen kurzen vorbestimmten Zeitraum hindurch gehalten wird.
Eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass ein Ventilkörper des ersten Ventils und ein Ventilkörper des zweiten Ventils mechanisch voneinander getrennt angeordnet sind. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Betätigung des ersten Ventils mit der Betätigung des zweiten Ventils gekoppelt ausgeführt ist. Dadurch kann die Betätigung der Ventile unabhängig voneinander vorgenommen werden.
Um eine Rissmessung von thermisch kritischen Bereichen in kurzer Zeit durchführen zu können, ist vorgesehen, dass die Messeinrichtung eine Sonde aufweist, welche in eine Bohrung, vorzugsweise eine Injektorbohrung eines Zylinderkopfes, eingeführt ist, wobei die Sonde einen vorzugsweise als Hülse ausgebildeten Sensorhalter zur Aufnahme des Ultraschallsensors aufweist, welche mit zumindest einer Messöffnung versehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Sonde in eine Injektorbohrung (Düsenloch) eines Zylinderkopfes eingeführt wird und dass Ultraschallquellen über eine vorzugsweise seitlich im Sensorhalter angeordnetes Messfenster in den thermisch kritischen Bereich ausgestrahlt und empfangen werden, wobei vorzugsweise die Ultraschallwellen mittels einer Umlenkeinrichtung - bezogen auf den Sensorhalter - von axialer Richtung in eine radiale Richtung umgelenkt werden.
Die Messöffnung kann durch ein in der Mantelfläche des Sensorhalters angeordnetes Fenster gebildet sein.
Um die Qualität der Messung zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn der Sensorhalter in einer fest mit dem Zylinderkopf verbundenen Montagehülse axial verschiebbar und/oder verdrehbar eingesetzt ist. Die Montagehülse wird durch eine Klemmeinrichtung mit dem Zylinderkopf verbunden. Dadurch, dass der Sensorhalter in der Montagehülse verschieb- und drehbar gelagert ist, kann die Abtastung durch Ultraschall in einem zylindrischen Koordinatensystem erfolgen. Dies verbessert die Aussagequalität wesentlich und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass auch schräg stehende Anrisse entdeckt werden.
Um Messungen in kurzer Zeit durchführen zu können und Fehlerquellen möglichst auszuschließen, ist es vorteilhaft, die Messung zu automatisieren. Zur Realisierung einer automatisierten Messung kann die Sonde mit zumindest einer Traversiervorrichtung verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in zumindest zwei Bewegungsachsen der Sonde je eine Traversiervorrichtung vorgesehen ist.
Die Ausführung als in eine in die Injektorbohrung eingeschobene Düsenloch- Sonde erlaubt die Kontrolle der kritischen Bereiche an der zusammengebauten Brennkraftmaschine. Lediglich die Injektoren müssen zur Messung entfernt werden. Der Sensor sendet dabei Ultraschallimpulse aus und detektiert die von Störungen reflektierten Echos. Dadurch lassen sich sehr früh und schnell Risse erkennen, bevor die Risse zum Beispiel sich bis zum Wassermantel ausbreiten können und zu einem Motorausfall führen können. Vor allem bei Serienanlauf können so wertvolle Aussagen über die tatsächliche Zuverlässigkeit der Komponente gewonnen werden.
Um gute und wiederholbare Messergebnisse zu erhalten, wird als Ultraschallsensor ein Eintauchfühler (Immerisionssensor) verwendet. Derartige Ultraschallsensoren sind von einem Koppelmedium, beispielsweise Wasser oder Dieselöl, umgeben. Die Ultraschallwelle läuft dabei zuerst im Koppelmedium und tritt - nach Spiegelung der Welle an der Umlenkeinrichtung - in das Messobjekt ein. Die Spiegelung kann durch eine Metallfläche der Umlenkeinrichtung erfolgen.
Der Sensorhalter ist zumindest teilweise mit dem Koppelmedium gefüllt. Dadurch, dass der Sensorhalter von der Montagehülse umgeben ist, und beim Herausziehen des Sensorhalters dieser beispielsweise durch einen O-Ring gegen- über der Montagehülse abgedichtet ist, wird vermieden, dass das Koppelmedium in den Brennraum fließt.
Durch Wahl des Winkels und der Kontur der Spiegelfläche der Umlenkeinrichtung kann die Messeinrichtung an den jeweiligen Einsatzfall und den verwendeten Ultraschallstrahlsensor angepasst werden.
In einer besonders kompakten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ultraschallsensor innerhalb des Sensorhalters angeordnet ist. Diese Ausbildung eignet sich besonders bei Leichtmetallzylinderköpfen. Zur Detektion von Rissen in Leichtmetallzylinderköpfen, beispielsweise Aluminium-Zylinderköpfen, genügen schon kleine Schallleistungen. Der Sensor kann in die Sonde integriert sein.
Zur Detektion von Rissen in Graugusszylinderköpfen können höhere Schallleistungen mit größeren Ultraschallsensoren erforderlich sein. In diesem Fall wird der Ultraschallsensor auf dem Sensorhalter angeordnet.
Eine einfache und kostengünstige Verbrennungsregelung wird ermöglicht, wenn entsprechend der Zündfolge in nur jedem zweiten Zylinder der Zylinderdruck und vorzugsweise daraus die Verbrennungslage berechnet wird und dass die Verbrennung des folgenden Zyklus in diesem Zylinder aufgrund des ermittelten Zylinderdruckes bzw. der Verbrennungslage so geregelt wird, dass der tatsächliche Zylinderdruck bzw. die tatsächliche Verbrennungslage einem Sollwert für den Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage angeglichen wird. Somit ist für die Hälfte aller Zylinder eine genaue Zylinderdruckmessung möglich, wobei in diesen Zylindern dynamische Effekte präzise erfasst werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in Zylindern, in welchen der Zylinderdruck nicht gemessen wird, der Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage aus den gemessenen Zylinderdrücken, vorzugsweise aus dem Mittelwert der gemessenen Zylinderdrücken in den in der Zündfolge benachbarten Nachbarzylindern ermittelt wird. Zylinder, in welchen der Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage aufgrund der gemessenen Zylinderdrücke in den Nachbarzylindern ermittelt wird, werden hinsichtlich der Einspritzmenge, des Einspritzzeitpunktes und der Einspritzdauer so gesteuert, dass der Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage bei der Verbrennung möglichst an einen Sollwert für den entsprechenden Betriebspunkt angeglichen wird.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 schematisch zwei unterschiedliche Ausführungsvarianten der Erfindung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt; Fig. 3 und Rg. 4 die Ausführungsvarianten der Fig. 1 bzw. Fig. 2 in unterschiedlichen Betriebszuständen;
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung in einem Längsschnitt;
Fig. 6 diese Messeinrichtung in einer Detailansicht;
Fig. 7 eine Reihen-Brennkraftmaschine mit vier Zylindern; und
Fig. 8 eine 6-Zylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken.
Im Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung ist ein allgemein mit 2 bezeichnetes Indizierventil vorgesehen. Das Indizierventil 2 besteht aus einer Hülse 3, die in den Zylinderkopf 1 eingeschraubt ist. Das Indizierventil 2 öffnet sich an seiner Unterseite in den Brennraum Ia eines nicht näher dargestellten Zylinders.
In der Hülse 3 ist ein Ventilkörper 4 in Axialrichtung beweglich gelagert, der an seinem dem Brennraum Ia zugewandten Ende einen Ventilteller 5 aufweist, der gleichzeitig das erste Ventil darstellt. Oberhalb des Ventiltellers 5 ist eine Messkammer 6 vorgesehen, die über Kanäle 7 im Ventilkörper 4 mit dessen Außenseite in Verbindung steht. In der Messkammer 6 ist ein Drucksensor 8 angeordnet, der über einen Sensorhalter 9 im Ventilkörper 4 gehalten ist.
Bei der Ausführungsvariante von Fig. 1 öffnet sich das erste Ventil 5 zum Brennraum Ia hin, indem die Sitzfläche 10 des ersten Ventils 5 von einem Ventilsitz 11 abhebt, der in der Hülse 3 zum Brennraum Ia hingewandt angeordnet ist. Dementsprechend ist die Sitzfläche 10 vom Brennraum Ia wegorientiert. Der Ventilsitz 11 des ersten Ventils 5 ist an der Hülse 3 an der Unterseite eines ringförmig umlaufenden Vorsprunges 12 angeordnet, an dessen Oberseite ein weiterer Ventilsitz 15 vorgesehen ist, der mit einer Sitzfläche 14 eines zweiten Ventils 13 zusammenwirkt. Wenn das erste Ventil 5 vollständig geöffnet ist, liegt die Sitzfläche 14 des zweiten Ventils 13 am Ventilsitz 15 der Hülse 3 an. Aufgrund der räumlichen Nähe des Ventiltellers 5 zu der Sitzfläche 14 kann die im Betrieb der Brennkraftmaschine in den Ventilteller 5 eingetragene Wärme effizient an die Hülse 3 und damit an den Zylinderkopf 1 abgegeben werden.
Der Ventilkörper 4 ist durch eine Feder 16 nach oben hin, also in die geschlossene Stellung des Ventils 5, vorgespannt.
Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 dadurch, dass die Sitzfläche 20 des ersten Ventils 5 zum Brennraum Ia der Brennkraftmaschine hin orientiert ist. Dementsprechend ist der Ventilsitz 21 in der Hülse 3 von dem Brennraum Ia wegorientiert. Das zweite Ventil 13 besitzt eine Sitzfläche 24, die mit einem Ventilsitz 25 in der Hülse 3 zusammenwirkt. Im Gegensatz zur Ausführungsvariante von Hg. 1 spannt die Feder 16 der Ausführungsvariante von Fig. 2 den Ventilkörper 4 nach unten vor, so dass in Übereinstimmung mit der Ausführungsvariante von Fig. 1 das erste Ventil 5 in die geschlossene Stellung vorgespannt ist.
Beiden Ausführungsvarianten ist gemeinsam, dass eine mittlere Stellung einstellbar ist, in der sowohl das erste Ventil 5 als auch das zweite Ventil 13 in teilweise geöffnetem Zustand befinden. Auf diese Weise ist es möglich, die Messkammer 6 und damit den Drucksensor 8 durch die aus dem Brennraum Ia ausströmenden Gase zu spülen.
Fig. 3 zeigt die Ausführungsvariante von Fig. 1 bei geöffnetem ersten Ventil 5. Fig. 4 stellt die Ausführungsvariante von Fig. 2 bei geöffnetem ersten Ventil 5 dar.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Messung der Zylinderinnendrucks von Gasmotoren und ähnlichen Brennkraftmaschinen in robuster und dauerhafter Weise durchzuführen.
In einer Injektorbohrung 101 eines Zylinderkopfes 102 einer Brennkraftmaschine ist die Sonde 103 einer Messeinrichtung 104 eingeführt. Die Messeinrichtung 104 weist eine Montagehülse 105 auf, welche als Führung für die Sonde 103 dient. Die Montagehülse 105 ist in der Injektorbohrung 101 analog zu einem Injektor befestigt, beispielsweise eingeklemmt.
Innerhalb der Montagehülse 105 ist der Sensorhalter 106 mit dem Ultraschallsensor 110 verschieb- und/oder verdrehbar gelagert. Der Sensorhalter ist zumindest teilweise mit einem Koppelmedium gefüllt, wobei der Ultraschallsensor 110 vom Koppelmedium bedeckt ist. Das Koppelmedium kann beispielsweise Wasser oder Dieselöl sein. Der Ultraschallsensor 110 ist innerhalb des Sensorhalters 106 angeordnet oder auf diesen aufgesetzt.
Die Sonde 103 ist mit zumindest einer durch ein Fenster in der Mantelfläche des Sensorhalters 105 gebildeten Messöffnung 107 versehen, durch welche die Ultraschallwellen 108 in den zu messenden Bauteil, im vorliegenden Fall den Zylinderkopf 102, immitiert und wieder empfangen werden.
Mit Bezugszeichen 111 ist in Fig. 6 ein Entlüftungskanal bezeichnet.
Der Entlüftungskanal 111 dient dazu, um Probleme mit der Bildung von Gasblasen zu vermeiden. Durch den Entlüftungskanal 111 kann die Montagehülse 105 über nicht weiter dargestellte Leitungen unter kontrollierten Druck gespült werden. Um das Koppelmedium nicht in den Brennraum zu verlieren, kann der Sen- sorhalter 106 in die Montagehülse 105 zurückgezogen werden. Diese weist dazu den selben Innendurchmesser auf, wie die Injektorbohrung 101.
Der Ultraschallsensor 110 ist als Immersionssensor ausgebildet. Die Ultraschallwelle 108 läuft dabei zuerst in der Koppelflüssigkeit und tritt danach über die Umlenkeinrichtung 109 in das Messobjekt ein.
Die Ultraschallwellen 108 des Ultraschallsensors 110 treten leicht nach unten geneigt aus, um möglichst die Risswurzel des Risses 112 zu treffen. Die Winkel α zwischen der Mittellinie 108a des Strahles der Ultraschallwellen 108 und der Mittelachse 103a der Sonde 103 ist größer 0°. Eine Aussage über die Risstiefe wird eventuell durch Zurückziehen der Sonde 103 möglich.
Um die Messungen in kurzer Zeit durchführen zu können und Fehlerquellen möglichst auszuschließen, kann diese automatisiert werden. Dazu kann die Sonde 103 mit zumindest einer Traversiereinrichtung verbunden werden, welche vorzugsweise eine rotatorische Bewegung der Sonde 103 ausführen kann.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Zylinder Zl, Z2, Z3, Z4 beispielsweise in der Zündfolge 1-4-3-2 gefeuert. In jedem - entsprechend der Zündfolge - zweiten Zylinder Zl, Z3 ist ein Drucksensor 210 angeordnet, über welchen der Zylinderdruck unmittelbar gemessen und daraus die Verbrennungslage ermittelt werden kann. Die Zylinderdrücke der restlichen nicht gemessenen Zylinder Z3, Z2 werden beispielsweise aus den Mittelwerten der Zylinderdrücke der gemessenen Nachbarzylindern Zl, Z3 ermittelt. Der Fehler durch die nur teilweise Messung der Zylinderdrücke kann somit auf Mindestmaß beschränkt werden.
Fig. 8 zeigt eine V-Brennkraftmaschine mit sechs Zylinder Zl, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, welche beispielsweise in der Zündreihenfolge 1-4-5-6-2-3 gefeuert werden. Auch hier befindet sich in jedem zweiten Zylinder, nämlich in den Zylinder Zl, Z5, Z2 ein Drucksensor 210, über den der Zylinderdruck des entsprechenden Zylinders während der Verbrennung direkt erfasst wird. Die Zylinderdrücke der restlichen Zylinder Z4, Z6, Z3 werden wieder beispielsweise durch Mittelwertbildung der Zylinderdrücke der benachbarten gemessenen Zylinder Zl7 Z5, Z2 ermittelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Messung des Zylinderinnendrucks von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung und hier insbesondere von Gasmotoren, mit einem ersten Ventil (5), das sich in den Zylinderinnenraum öffnet, mit einer Messkammer (6), die durch das erste Ventil (5) in Verbindung mit dem Zylinderinnenraum gebracht werden kann, bzw. von diesem getrennt werden kann und mit einem Drucksensor (8), der im Bereich der Messkammer (6) angeordnet ist, um im geöffneten Zustand des ersten Ventils (5) den Druck im Zylinderinnenraum (Ia) zu messen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Messkammer (6) zumindest ein zweites Ventil (13) vorgesehen ist, das zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils (5) in eine geschlossene Stellung bringbar ist, um die Messkammer (6) nach außen hin abzuschließen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (5) einen beweglichen Ventilkörper (4) aufweist, in dem der Drucksensor (8) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (8) an einem Sensorhalter (9) befestigt ist, der entfernbar im beweglichen Ventilkörper (4) des ersten Ventils (5) gehalten ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (5) als nach innen öffnendes Tellerventil ausgebildet ist, das eine vom Zylinderinnenraum (Ia) abgewandte Sitzfläche (10) aufweist, die mit einem ersten Ventilsitz (11) zusammenwirkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (13) als Tellerventil ausgebildet ist und eine zur Messkammer (6) gewandte Sitzfläche (14) aufweist, die mit einem zweiten Ventilsitz (15) zusammenwirkt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (5) als nach außen öffnendes Tellerventil ausgebildet ist, das eine zum Zylinderinnenraum (Ia) hingewandte Sitzfläche (20) aufweist, die mit einem ersten Ventilsitz (21) zusammenwirkt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (13) als Tellerventil ausgebildet ist und eine von der Messkammer (6) abgewandte Sitzfläche (24) aufweist, die mit einem zweiten Ventilsitz (25) zusammenwirkt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche (10, 20) des ersten Ventils (5) und die Sitzfläche (14, 24) des zweiten Ventils (13) zumindest in der geöffneten Stellung des ersten Ventils (5) thermisch gekoppelt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche (10, 20) des ersten Ventils (5) und die Sitzfläche (14, 24) des zweiten Ventils (13) auf einem gemeinsamen Ventilkörper (4) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (6) über mindestens einen Kanal mit einer Umfangs- fläche des Ventilkörpers (4) des ersten Ventils (5) in Verbindung steht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (4) des ersten Ventils (5) über eine Feder (16) in die geschlossenen Stellung des ersten Ventils (5) vorgespannt ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den Zylinderkopf (1) einzuschraubende Hülse (3) vorgesehen ist, an der ein Ventilsitz (11, 21) für das erste Ventil (5) und ein Ventilsitz (15, 25) für das zweite Ventil (13) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (5) und das zweite Ventil (13) in eine Spülstellung bringbar sind, in der beide Ventile (5, 13) zumindest teilweise geöffnet sind, um die Messkammer (6) sowohl mit dem Zylinderinnenraum als auch nach außen hin zu öffnen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (4) des ersten Ventils (5) und ein Ventilkörper (4) des zweiten Ventils (13) mechanisch voneinander getrennt angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des ersten Ventils (5) mit der Betätigung des zweiten Ventils (13) gekoppelt ausgeführt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des ersten und/oder zweiten Ventils (5, 13) elektromagnetisch erfolgt.
17. Messeinrichtung (104) zur Detektion von Anrissen (112) in thermisch kritischen Bereichen einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Ventilstegen, mittels eines Ultraschallsensors (110), dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (104) eine Sonde (103) aufweist, welche in eine Bohrung, vorzugsweise eine Injektorbohrung (101) eines Zylinderkopfes (102), eingeführt ist, wobei die Sonde (103) einen vorzugsweise als Hülse ausgebildeten Sensorhalter (106) zur Aufnahme des Ultraschallsensors (110) aufweist, und die Sonde (103) mit zumindest einer Messöffnung (107) versehen ist.
18. Messeinrichtung (104) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umlenkeinrichtung (109) vorzugsweise im Bereich der Messöffnung (107) vorgesehen ist.
19. Messeinrichtung (104) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messöffnung (107) durch ein in der Mantelfläche der Sonde (3) angeordnetes Fenster gebildet ist.
20. Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (106) in einer fest mit dem Zylinderkopf (102) verbundenen Montagehülse (105) axial verschiebbar und/oder verdrehbar eingesetzt ist.
21. Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorhalter (106) zumindest teilweise mit einem Koppelmedium gefüllt ist, wobei der Ultraschallsensor (110) vom Koppelmedium bedeckt ist.
22. Messeinrichtung (104) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelmedium durch Wasser oder Dieselöl gebildet ist.
23. Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (110) innerhalb des Sensorhalters (106) angeordnet ist.
24. Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (110) auf den Sensorhalter (106) aufgesetzt ist.
25. Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (103) mit zumindest einer Traversierein- richtung verbunden ist, wobei vorzugsweise in zumindest zwei Bewegungsachsen der Sonde (103) jeweils eine Traversiereinrichtung vorgesehen ist.
26. Verfahren zur Detektion von Anrissen in thermisch kritischen Bereichen einer Brennkraftmaschine mittels einer Messeinrichtung (104) nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sonde (103) mit einem Ultraschallsensor (110) in eine Injektorbohrung (101) eines Zylinderkopfes (102) eingeführt wird und dass Ultraschallwellen (108) über eine vorzugsweise seitlich in der Sonde (103) angeordnetes Messfenster (107) in den thermisch kritischen Bereich ausgestrahlt und empfangen werden, wobei vorzugsweise die Ultraschallwellen (108) mittels einer Umlenkeinrichtung (109) - bezogen auf die Sonde (103) - von axialer Richtung in eine radiale Richtung umgelenkt werden.
27. Verfahren zur Verbrennungsregelung, insbesondere bei Diesel-Brennkraftmaschinen, wobei in zumindest einem Zylinder (Zl, Z2, Z3, Z4; Zl, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6) der Druck gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Zündfolge in nur jedem zweiten Zylinder (Zl, Z3; Zl, Z5, Z2) der Zylinderdruck und vorzugsweise daraus die Verbrennungslage berechnet wird und dass die Verbrennung des folgenden Zyklus in diesem Zylinder aufgrund des ermittelten Zylinderdruckes bzw. der Verbrennungslage so geregelt wird, dass der tatsächliche Zylinderdruck bzw. die tatsächliche Verbrennungslage einem Sollwert für den Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage angeglichen wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass in Zylindern (Z2, Z4; Z3, Z4, Z6), in welchen der Zylinderdruck nicht gemessen wird, der Zylinderdruck bzw. die Verbrennungslage aus den gemessenen Zylinderdrücken, vorzugsweise aus einem Mittelwert der gemessenen Zylinderdrücke in den in der Zündfolge benachbarten Zylindern (Zl, Z3; Zl, Z5, Z2) ermittelt wird.
29. Brennkraftmaschine, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschine, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Zündfolge in nur jedem zweiten Zylinder (Zl, Z3; Zl, Z5, Z2) ein Drucksensor (210) zur Messung des Zylinderdruckes insbesondere während der Verbrennung angeordnet ist.
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