[发明专利]压力监测装置和方法

说明书

一种用于监测活塞发动机(1)的气缸压力的压力监测装置包括线性编码器(3)，该线性编码器包括读头(3a)和标尺(3b)并且被构造成监测所述活塞发动机(1)的部件(6，8)的位移或变形，以基于所测量的位移值或变形值来确定气缸压力。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于监测活塞发动机的气缸压力的压力监测装置。本发明还涉及如其它独立权利要求的前序部分限定的用于监测活塞发动机的气缸压力的方法。

背景技术

活塞发动机的气缸压力通常使用压力传感器进行监测。发动机的每个气缸都需要自身的压力传感器。为了能够测量气缸内部压力，压力传感器需要与燃烧室流体连通。因为燃烧室内的高压和高温，压力传感器需要非常健壮。对于压力传感器的密封也设置了高标准。出于上述原因，压力传感器的使用相对昂贵。因此，存在对气缸压力进行非接触式可靠监测的需要。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于监测活塞发动机的气缸压力的改进压力监测装置。根据本发明的装置的特性化特征在权利要求1的特征部分给出。本发明的另一个目的是提供一种用于监测活塞发动机的气缸压力的改进方法。根据本发明的方法的特性化特征在其它独立权利要求的特征部分中给出。

根据本发明的压力监测装置包括线性编码器，该线性编码器包括读头和标尺并且被构造成监测所述活塞发动机的部件的位移或变形，以基于所测量的位移值或变形值来确定气缸压力。

根据本发明的方法包括使用线性编码器监测活塞发动机的部件的位移或变形并且基于所测量的位移或变形来确定压力的步骤。

通过根据本发明的装置和方法，无需将传感器暴露于燃烧气体就能够监测活塞发动机的气缸压力。线性编码器相对廉价并且可从各种制造商广泛地获得。许多线性编码器提供数字输出，因而容易将这些编码器集成到发动机的控制系统。

根据本发明的一个实施方式，所述编码器是正交增量式编码器。正交编码器允许确定运动方向。所述编码器例如可以为磁性编码器。磁性编码器在发动机的条件下比较稳定，这是因为磁性编码器对灰尘不敏感。与例如感应式编码器相比，磁性编码器还具有更小的跳动(jitter)。

根据本发明的一个实施方式，所述编码器被布置成监测气缸衬套相对于发动机缸体的纵向位移。根据测试，气缸压力和气缸衬套的位移之间的相关性较高。所述编码器可以在所述气缸衬套的曲轴端处监测所述气缸衬套的位移。所述编码器更容易组装至所述气缸衬套的下端。

根据本发明的另一个实施方式，所述编码器被布置成监测气缸盖相对于发动机缸体的位移。另选地，所述编码器可以被布置成监测气体交换阀相对于气缸盖的位移。这允许还使用所述编码器来监测阀的升程。

根据本发明的另一个实施方式，所述编码器被布置成监测燃料喷射器或水喷射器相对于气缸盖的位移。所述编码器也可以被布置成监测起动阀或安全阀相对于气缸盖的位移。

根据本发明的另一个实施方式，所述编码器被布置成监测气缸衬套的圆周长度。所述编码器可以布置在所述气缸衬套的气缸盖端处。这允许监测上死点处的气缸压力。

所述编码器的所述标尺可以布置在所述气缸衬套的外表面上，从而增加气缸衬套直径使所述标尺相对于所述读头移动。

附图说明

下面参照附图更详细地描述本发明的实施方式，其中：

图1示意性地示出了包括根据本发明的压力监测装置的发动机；

图2示意性地示出了具有根据本发明的一个实施方式的压力监测装置的活塞发动机的气缸；以及

图3示意性地示出了具有根据本发明的另一个实施方式的压力监测装置的气缸衬套的剖视图。

具体实施方式