專利名稱：調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室容積和燃燒室內(nèi)壓縮的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室容積和燃燒室內(nèi)壓縮的裝置，包括一個(gè)使該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸部件相對(duì)于其曲軸箱部件移動(dòng)的設(shè)備，從而氣缸部件通過一個(gè)側(cè)向滑行運(yùn)動(dòng)相對(duì)于曲軸箱部件移動(dòng)。
背景技術(shù)：
頂部間隙是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中最重要的因素之一。頂部間隙越小，燃料消耗也越小，所謂的駕駛室氣體排放也越小。所以，最好能夠測(cè)定和控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷和溫度下活塞頂或者活塞頭和氣缸蓋之間的距離。
根據(jù)相關(guān)工作條件下頂部間隙的測(cè)量，就可能得到比當(dāng)代理論模型研究(譬如FEM)更準(zhǔn)確的描述頂部間隙的計(jì)算模型。
德國(guó)專利DE 4211589描述了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有使發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸部件相對(duì)于曲軸箱部件在側(cè)向移動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備。然而，德國(guó)專利DE4211589并沒有提出如何實(shí)現(xiàn)對(duì)不同氣缸的壓縮比的單獨(dú)控制，以及對(duì)不同氣缸的操作的優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)予以矯正的一種裝置。
該發(fā)明涉及說明書開頭所限定的裝置，其特征是它包括至少兩個(gè)氣缸，并包括為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件的設(shè)備，為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件的設(shè)備包括一個(gè)在氣缸部件和該設(shè)備之間能單獨(dú)預(yù)置各氣缸部件位移的一個(gè)可拆卸距離元件。因此，該氣缸部件可以沿氣缸部件和曲軸箱部件之間的一個(gè)共同的滑動(dòng)平面相對(duì)于該曲軸箱部件移動(dòng)。最好是，該氣缸部件包括一個(gè)第一法蘭，該曲軸箱包括一個(gè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)得能和該第一法蘭對(duì)接的第二法蘭，該裝置包括一個(gè)通過上述法蘭之間的滑行運(yùn)動(dòng)來使該氣缸部件相對(duì)于該曲軸箱部件移動(dòng)的設(shè)備。氣缸部件和曲軸箱部件之間的位移最好基于確定的頂部間隙或者是基于確定的頂部間隙的算法。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，影響發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮的設(shè)備包括一個(gè)使該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸部件相對(duì)于其曲軸箱部件移動(dòng)的設(shè)備。
而且，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少兩個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸都配備專用的渦流傳感器，該裝置包括一個(gè)單獨(dú)影響每個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮的設(shè)備。
下面詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，以介紹本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


現(xiàn)在通過示例并參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖包括圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)渦流傳感器的示意圖；圖2是用于測(cè)定活塞上死點(diǎn)位置的本發(fā)明裝置的第一個(gè)實(shí)施例的示意剖面圖；圖3是用于測(cè)定活塞上死點(diǎn)位置的本發(fā)明裝置和該活塞的示意剖面圖；圖4是本發(fā)明裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意剖面圖；圖5是替換孔塞的側(cè)視圖，它可以插入氣缸部件的一個(gè)孔內(nèi)用來替換本發(fā)明的渦流傳感器；圖6是用于調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壓縮的一個(gè)裝置的示意剖面圖；圖7是用于調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壓縮的一個(gè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意剖面圖；圖8是沿圖7中A-A線的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的渦流傳感器1的一個(gè)實(shí)施例。傳感器1包括兩個(gè)像惠斯登電橋內(nèi)部那樣連接的線圈2和3。一個(gè)振蕩器電路4向這些線圈2和3提供50kHz到10MHz的高頻交流電流，最好是125kHz。
下方線圈2的位置靠近該發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(未畫)的內(nèi)表面，構(gòu)成測(cè)量線圈。上方線圈3距上述內(nèi)表面稍遠(yuǎn)，構(gòu)成參考線圈，目的是顯示該傳感器內(nèi)的溫度差別和波動(dòng)。因?yàn)闇y(cè)量線圈2的測(cè)量值隨溫度變化而變，所以本發(fā)明的裝置也可以包括一組溫度傳感器。作為一種替代方法或補(bǔ)充，該裝置可以提供用水來冷卻傳感器1的設(shè)備以便獲得更加衡定的溫度。
傳感器1產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。用導(dǎo)電材料制造的一個(gè)活塞頭5在達(dá)到它的上死點(diǎn)位置時(shí)受該磁場(chǎng)作用，從而在活塞頭5中感應(yīng)出渦流。該電磁場(chǎng)主要或者說幾乎全部由該測(cè)量線圈2產(chǎn)生。
如果活塞頭5包含某種鉄磁材料，那么由于活塞頭5中的高磁導(dǎo)率，線圈2中的感抗就會(huì)增加。如果活塞頭5包含某種非磁性材料，線圈2的電磁場(chǎng)就會(huì)在活塞頭5的表面感應(yīng)出渦流。在活塞頭5中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)和線圈2的磁場(chǎng)抵消，從而導(dǎo)致線圈2中電抗的變化。電抗變化的幅度取決于線圈2和活塞頭5之間的距離。
該活塞頭材料的電阻和磁導(dǎo)率決定了該裝置的性能。像鋁、銅、金等那樣的非磁性材料電阻低，磁導(dǎo)率大約為1，所以具有較高的靈敏度和較大的可能測(cè)量距離。像鐵和鎳鋼那樣的高電阻和/或高磁導(dǎo)率材料會(huì)阻礙渦流的有效產(chǎn)生。所以最佳的活塞頭材料是鋁。
為了得到最好的可能結(jié)果，在該發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中傳感器1的工作位置上使用該傳感器之前，應(yīng)當(dāng)采用與該活塞頭材料相同的材料對(duì)傳感器1進(jìn)行校準(zhǔn)。
傳感器1必須承受在燃燒室11中會(huì)碰到的苛刻條件，特別是在某臺(tái)工作的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)發(fā)生的熱和壓力的交替變化。所以要用一個(gè)比該發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)內(nèi)氣體壓力更大的力來對(duì)傳感器1預(yù)先加載。
如圖2所示，該傳感器最接近燃燒室11的那些角和邊緣借助一種由不導(dǎo)電材料制造的防護(hù)罩7加以保護(hù)，這里用的是一個(gè)氮化硼制作的陶瓷環(huán)。
參看圖2，傳感器本體1連接到一個(gè)套筒8。傳感器本體1和套筒8構(gòu)成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的部件，它被插入一個(gè)穿過該發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋外壁9、并穿過同一個(gè)氣缸蓋內(nèi)壁10的孔。在該內(nèi)、外壁之間是一個(gè)冷卻水通道。相應(yīng)地，該傳感器也會(huì)受到該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻。一個(gè)螺紋止動(dòng)元件12連接到套筒8，并與外壁9上該孔的內(nèi)壁螺紋13嚙合。止動(dòng)元件12將垂直作用在該裝置上的力傳遞到外壁9。
根據(jù)圖3所示的實(shí)施例，提供了一個(gè)設(shè)備14來防止陶瓷環(huán)7落入燃燒室11內(nèi)。零件14是一個(gè)從內(nèi)壁10的內(nèi)表面擰入該內(nèi)壁的螺釘。圖3也顯示了活塞頭5上的一個(gè)凹陷15。應(yīng)當(dāng)注意，活塞頭5的表面結(jié)構(gòu)差異不影響該測(cè)量的準(zhǔn)確性，因?yàn)闇u流傳感器1檢測(cè)的是該磁場(chǎng)覆蓋的整個(gè)表面的平均值。
經(jīng)校準(zhǔn)和測(cè)量值調(diào)整(甚至可以根據(jù)燃料類型校準(zhǔn)和調(diào)整)后，就可以使用適合于該發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器1來測(cè)定該發(fā)動(dòng)機(jī)和每個(gè)相關(guān)結(jié)構(gòu)部件在不同轉(zhuǎn)速、溫度和負(fù)荷下如何實(shí)際上受該頂部間隙影響以及如何影響該頂部間隙。而且，根據(jù)傳感器1的測(cè)量結(jié)果可以確定該活塞的傾斜，確定不同的運(yùn)動(dòng)(如滑動(dòng)和滾動(dòng)等)以及油膜的整體影響。
圖4表示另一個(gè)實(shí)施例，其中套筒8包圍傳感器本體1，而且有一個(gè)螺紋16與內(nèi)壁10上孔內(nèi)的相應(yīng)螺紋嚙合。一個(gè)內(nèi)部套筒8′安置在套筒8內(nèi)部。內(nèi)部套筒8′從傳感器1延伸到止動(dòng)元件12。它可以在外部套筒8內(nèi)移動(dòng)，并借助止動(dòng)元件12被預(yù)先加載壓到傳感器上。因此，該傳感器能夠借助止動(dòng)元件12被預(yù)先加載。外部和內(nèi)部套筒8和8′最好具有結(jié)合手段，譬如一個(gè)凹槽、凸臺(tái)等等(未畫)，以便能從該氣缸外面借助某種施加扭矩的工具(如螺絲刀)將它們從該氣缸的這些孔中擰出。安裝和運(yùn)行之后，假如說要在某次常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)刻檢查該頂部間隙，那么相互連接的傳感器1和套筒8可以用圖5所示的螺紋孔塞17來代替。這一測(cè)量也可以在該發(fā)動(dòng)機(jī)交貨之前用來校準(zhǔn)該發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算頂部間隙的特殊計(jì)算系統(tǒng)。傳感器1的設(shè)計(jì)使得它可以從該氣缸蓋外部拆卸。孔塞17可以用類似方法從該氣缸外部插入孔內(nèi)。在相互嚙合的螺紋之間最好能有任何一種螺紋密封。
圖6所示為一個(gè)在該發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)調(diào)整或控制燃燒室11內(nèi)的壓縮的裝置。該裝置使馬達(dá)氣缸體的氣缸蓋部件18相對(duì)于曲軸箱部件19移動(dòng)。因此，活塞頭5的頂部和該氣缸蓋內(nèi)表面之間的距離將是可變的，或者說能夠在不同轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下大體維持不變。
氣缸部件18包括一個(gè)第一法蘭21，曲軸箱部件包括一個(gè)相應(yīng)的與該第一法蘭接合的第二法蘭22，該裝置包括一個(gè)通過法蘭21和22之間的滑行運(yùn)動(dòng)來使氣缸蓋部件18相對(duì)于曲軸箱部件19移動(dòng)的設(shè)備20。
在圖6的裝置中，參考編號(hào)20表示一個(gè)使氣缸蓋部件18相對(duì)于曲軸箱部件19移動(dòng)的液壓活塞/氣缸設(shè)備。在該活塞/氣缸設(shè)備和氣缸部件18之間可以有一個(gè)可拆卸的距離元件，最好是墊片29，以便，譬如說在該氣缸可能要被牢固地連接到其他氣缸之前，獨(dú)立地預(yù)置氣缸部件18的位移。作為活塞/氣缸設(shè)備的一個(gè)替代物，也可以采用具有相同主要任務(wù)和功能的螺桿設(shè)備。
圖7所示為圖6裝置的另一個(gè)實(shí)施例，它包括偏心安裝且一般為圓柱狀的若干旋轉(zhuǎn)輥24或類似部件。輥24繞軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，而軸25相對(duì)各自的輥24的中心軸移動(dòng)。單個(gè)或多個(gè)輥24由馬達(dá)氣缸體支承(圖7未畫)。參考編號(hào)26表示一個(gè)位于第一法蘭21上的底腳或條板。當(dāng)氣缸部件中的各個(gè)氣缸獨(dú)立放置時(shí)最好有一個(gè)底腳，各氣缸安裝成一件時(shí)最好有一個(gè)條板。輥或氣缸24與各自的底腳或條板26結(jié)合，并在它們滾動(dòng)時(shí)引起氣缸部件18相對(duì)于曲軸箱部件19的位移。
很可能，該裝置還必須有一個(gè)部件27，譬如一塊橡膠皮，以獲得一個(gè)包括各滑動(dòng)表面以及其中可能使用的潤(rùn)滑油在內(nèi)的封閉系統(tǒng)。
圖7也顯示了一個(gè)安裝在輥24上的環(huán)或軸承28。環(huán)28采用的材料能降低輥24和底腳/條板26之間的摩擦。
具有單獨(dú)氣缸的各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可以每個(gè)氣缸各有一個(gè)單獨(dú)的環(huán)或軸承28，以便，譬如說參照一個(gè)標(biāo)稱氣缸，獨(dú)立地對(duì)各個(gè)氣缸進(jìn)行調(diào)整。
圖8表示部件21和22互相咬合的一個(gè)可能的剖面設(shè)計(jì)，它使部件21和22之間具有側(cè)向穩(wěn)定性。
關(guān)于上面已經(jīng)舉例說明的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于一個(gè)熟知該項(xiàng)技術(shù)的人員，許多其他的實(shí)施例也是顯而易見的，而且不偏離這些說明以及相關(guān)例圖予以佐證的下附權(quán)利要求書所描述的本發(fā)明的范圍。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的裝置可以包括僅僅一個(gè)渦流傳感器1來測(cè)定某單個(gè)活塞的頂部間隙，所測(cè)得的頂部間隙可以被用來作為調(diào)整該單個(gè)氣缸或某多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一組氣缸的頂部間隙和/或壓縮的依據(jù)。頂部間隙的測(cè)定，即上死點(diǎn)的測(cè)定，可以定期進(jìn)行，以便立即用作某種直接發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮控制的一個(gè)依據(jù)。然而它也可以不定期進(jìn)行，譬如說用來修改據(jù)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮的程序。
渦流傳感器1應(yīng)當(dāng)始終適應(yīng)主導(dǎo)工作條件，譬如所用燃料、溫度以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。所以該傳感器也許應(yīng)當(dāng)以或多或少比較定期的方式重新校準(zhǔn)。
如圖7所示，最好在部件21和22的滑行平面和水平面之間有一個(gè)傾斜角α，通常為-15°到15°。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室容積和燃燒室內(nèi)壓縮的裝置，包括一個(gè)使該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸部件(18)相對(duì)于其曲軸箱部件(19)移動(dòng)的設(shè)備(20；24)，從而氣缸部件(18)通過一個(gè)側(cè)向滑行運(yùn)動(dòng)相對(duì)于曲軸箱部件(19)移動(dòng)，其特征是它包括至少兩個(gè)氣缸，并包括為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件(18)的設(shè)備(29；28)，為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件的設(shè)備(29；28)包括一個(gè)在氣缸部件(18)和該設(shè)備(20；24)之間能單獨(dú)預(yù)置各氣缸部件(18)位移的一個(gè)可拆卸距離元件。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征是該設(shè)備(20)包括一個(gè)活塞/氣缸裝置，單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件(18)的設(shè)備(29)包括一個(gè)墊片(29)。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征是該設(shè)備(24)包括若干偏心安置的輥，輥(24)對(duì)每個(gè)氣缸有一個(gè)安放在輥上的單獨(dú)的環(huán)或軸承，以便單獨(dú)調(diào)整每個(gè)氣缸的位移。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的裝置，其特征是該氣缸部件以及曲軸箱部件的滑動(dòng)平面和水平面之間有一個(gè)傾斜角，最好是-15°到15°。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一個(gè)的裝置，其特征是該氣缸部件(18)通過沿氣缸部件(18)和曲軸箱部件(19)之間共同滑動(dòng)平面的運(yùn)動(dòng)來相對(duì)于曲軸箱部件(19)可移動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的裝置，其特征是該發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少兩個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸都有專用的渦流傳感器(1)。
全文摘要
一種調(diào)整活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室容積和燃燒室內(nèi)壓縮的裝置，包括一個(gè)使該發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸部件(18)相對(duì)于其曲軸箱部件(19)移動(dòng)的設(shè)備(20；24)，從而氣缸部件(18)通過一個(gè)側(cè)向滑行運(yùn)動(dòng)相對(duì)于曲軸箱部件(19)移動(dòng)。該裝置包括至少兩個(gè)氣缸，并包括為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件(18)的設(shè)備(29；28)，為每個(gè)氣缸單獨(dú)移動(dòng)氣缸部件的設(shè)備(29；28)包括一個(gè)在氣缸部件(18)和該設(shè)備(20；24)之間能單獨(dú)預(yù)置各氣缸部件(18)位移的一個(gè)可拆卸距離元件。
文檔編號(hào)G01B7/14GK1782348SQ20041010000
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月14日
發(fā)明者貝特·榮松, 約納斯·榮松 申請(qǐng)人:貝特·榮松, 約納斯·榮松