一種集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于發(fā)動機技術領域，特別是火花塞點火汽油發(fā)動機領域，更具體地說，涉及一種發(fā)動機缸壓和缸內碳煙形成測量的探測裝置。
【背景技術】
[0002]在目前發(fā)動機開發(fā)過程中，我們?yōu)榱肆私獍l(fā)動機的運行情況，特別是缸內燃燒情況是否滿足設計要求，是否達到發(fā)動機性能和排放要求，因此我們需要對缸內的壓力和燃燒情況進行實時監(jiān)測，以保證我們能夠真正獲得缸內燃燒情況，從而在發(fā)動機開發(fā)過程中通過優(yōu)化控制策略來優(yōu)化和設計更加可靠的燃燒系統(tǒng)。
[0003]目前針對火花塞點火式汽油發(fā)動機，在試驗開發(fā)過程中能夠利用預埋式和火花塞式缸壓傳感器測量缸內壓力變化，但是關于缸內燃燒情況是無法同步采集和記錄，從而導致我們目前不能全面的收集缸內的燃燒情況。因此不利于后續(xù)燃燒系統(tǒng)開發(fā)和優(yōu)化，以及排放目標的達成。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種可便捷高效的測量發(fā)動機缸壓和缸內碳煙形成的集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置，結構簡單，便于攜帶安裝，應用在發(fā)動機臺架試驗和整車道路試驗過程中，從而可根據測量情況針對性的對發(fā)動機燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:所提供的這種集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置，包括火花塞，在所述火花塞上設有采集檢測缸壓的缸壓傳感器及用于捕捉采集燃燒室內火焰發(fā)光信號的觀測窗口，在所述火花塞上端設有分別輸出缸壓信號及光信號的缸壓通訊線和光纖通訊線。
[0006]為使上述技術方案更加詳盡和具體，本發(fā)明還提供以下更進一步的優(yōu)選技術方案，以獲得滿意的實用效果:
[0007]所述觀測窗口為設于所述火花塞端面上的圓柱形石英通道。
[0008]所述缸壓傳感器布置于火花塞殼體下端的螺紋段上。
[0009]在所述火花塞殼體一側設有豎直方向的切削平面，在該平面上加工有通向火花塞內部通道的螺紋孔，所述缸壓傳感器安裝連接在所述螺紋孔內。
[0010]所述缸壓通訊線和光纖通訊線分別連接至缸壓信號放大器和光纖信號放大器，缸壓信號及光信號經信號放大器和光纖信號放大器進行信號放大處理。
[0011]經放大處理的缸壓信號及光信號輸出連接至燃燒分析儀組件，所述燃燒分析儀組件連接至電腦，經燃燒分析儀組件進行分析轉化為電壓信號輸出至電腦進行處理顯示。
[0012]在所述火花塞端面上設有中心電極和側電極，所述中心電極設于所述火花塞端面上偏移中心的一側。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:本發(fā)明集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置，實時采集發(fā)動機連續(xù)循環(huán)工況下的同一個缸內的缸壓和燃燒數(shù)據，根據試驗現(xiàn)象可以更具針對性的分析產生原因，從而能夠采取更有效的優(yōu)化方案和方法。為進一步提高發(fā)動機性能和降低發(fā)動機油耗提供有力的支持，同時為應對后續(xù)針對直噴汽油機更加嚴苛的排放法規(guī)提供了有效的檢測方式。具有便攜性，可以應用于對整車試驗過程中的發(fā)動機燃燒監(jiān)控，尤其是目前車輛排放日趨嚴格的情況下，通過對整車冷啟動試驗過程中火焰和碳煙的檢測，從而有針對性的對發(fā)動機燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化和設計，從發(fā)動機原排層面解決發(fā)動機排放法規(guī)的限制。
【附圖說明】
[0014]下面對本說明書的附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0015]圖1為本發(fā)明探測裝置結構示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明探測裝置端部結構示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明探測裝置使用工作示意圖；
[0018]圖4為正常燃燒缸壓和碳煙顯示示意圖；
[0019]圖5為擴散燃燒缸壓和碳煙顯示示意圖。
[0020]圖中標記為:101、火花塞，102、缸壓傳感器，103、觀測窗口，104、中心電極，105、側電極，106、火花塞陶瓷體，107、光纖通訊線，108、缸壓通訊線，109、殼體，201、氣門，202、活塞，203、電腦，204、缸壓信號放大器，205、光纖信號放大器，206、燃燒分析儀分析組件，207、
信號線。
【具體實施方式】
[0021]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0022]本發(fā)明集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置，用于火花塞點火汽油發(fā)動機測量缸壓和燃燒碳煙測量。如圖1所示，該探測裝置包括火花塞I，在火花塞I上設有采集檢測缸壓的缸壓傳感器102及用于捕捉采集燃燒室內火焰發(fā)光信號的觀測窗口 103，在火花塞I上端設有分別輸出缸壓信號及光信號的缸壓通訊線108和光纖通訊線107。
[0023]本發(fā)明集缸壓測量和碳煙檢測的探測裝置，如圖3所示，缸壓通訊線108和光纖通訊線107分別連接至缸壓信號放大器204和光纖信號放大器205，采集到的缸壓信號及光信號經信號放大器204和光纖信號放大器205進行信號放大處理。經放大處理的缸壓信號及光信號輸出連接至燃燒分析儀組件206，燃燒分析儀組件206連接至電腦203，經燃燒分析儀組件206進行分析轉化為電壓信號輸出至電腦203進行處理顯示。電腦203中安裝燃燒分析軟件，根據燃燒分析儀組件206輸入的電壓信號處理顯示出分析圖表，如圖4、5所示，分別為正常燃燒缸壓和碳煙顯示示意圖及擴散燃燒缸壓和碳煙顯示示意圖。如此方法可以將同一個缸內的燃燒數(shù)據和缸壓數(shù)據在-360到360度曲軸轉角坐標內進行實時對比分析。
[0024]本發(fā)明，如圖2所示，觀測窗口 103為設于火花塞101端面上的圓柱形石英通道。圓柱的軸線與火花塞101主軸線平行分布，從而使得端面與活塞上表面平行，當火花塞點火，火焰開始傳播后，窗口用于采集火花塞點火后傳遞到光纖通道的光強判斷缸內燃燒情況，以及碳煙產生情況。在火花塞101頭部端面設計的石英玻璃通道采集到的燃燒室內火焰光信號通過貫穿火花塞101內部的光纖通道輸出，并通過光纖通訊線107傳送至光纖放大器進行信號放大后給燃燒分析儀組件進行分析處理。
[0025]缸壓傳感器102布置于火花塞殼體109下端的螺紋段上。在火花塞殼體109—側設有豎直方向的切削平面，在該平面上加工有通向火花塞101內部通道的螺紋孔，缸壓傳感器102安裝連接在螺紋孔內，便于安裝更換。缸壓傳感器102可設計為壓電式傳感器，將信號通過缸壓通訊線108傳遞給放大器進行信號放大后給燃燒分析儀分析組件206進行分析處理。
[0026]在火花塞101端面上設有中心電極104和側電極105，中心電極104設于火花塞101端面上偏移中心的一側。為了將缸壓傳感器102和光纖通道布置在同一個火花塞101上，采用中心電極104和側電極105偏置處理，將中心電極104由原來的中心位置偏移至一側，側電極105同樣也進行了偏移，由常規(guī)的設置在殼體邊緣更改為設置與端面位置。因此在電極的另一側有足夠的空間用于缸壓傳感器102和觀測窗口 103，及在火花塞殼體109內部加工布線通道和相關接頭。同時為了便于布置缸壓傳感