[发明专利]用于确定作功机械的气体和/或气溶胶的测量值的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的用于确定作功机械的气体和/或气溶胶的测量值的测量设备，并且涉及一种监控方法，其中，确定作功机械中的气体和/或气溶胶的测量值，尤其是内燃机中的气溶胶浓度的测量值。

背景技术

监控内燃机的工作室中的来自用于内燃机供给和功率驱动的燃料高压单元的气体和气溶胶浓度，尤其是润滑油雾，对于避免损坏具有重大意义。油雾浓度的快速升高可以即导致损坏，例如润滑膜的撕裂。由于在此产生的摩擦热形成油蒸气，该油蒸气在工作室中凝结为油雾并因此导致油雾浓度的快速升高。若很快识别由此造成的风险，则可以通过相应的对应措施，例如停机或暂停个别的机器构件而避免爆炸并因此避免人员危险和其他对机器的损坏。但也可以通过另外的传感器检查这种工作环境中的一定的气体份额。

此外，除了在轴承中润滑膜的撕裂外，对于活塞式发动机在活塞和其气缸壁之间由于有缺陷的活塞环还会出现所谓的窜气，此窜气导致完全损坏活塞/气缸装置(“活塞卡死”)。在由于热的燃烧气体温度升高的同时油雾密度提高可以推断出这种窜气。

用于测量油雾浓度的第一种方法由EP-A-0071391中已知。在EP-A-0071391中建议，借助风扇将气溶胶从工作室中通过测量室吸出并且在该处借助辐射源和辐射传感器实施反射测量。在此建议的叶轮风扇应当用于多个平行布置的腔室。

已在WO-A-98/11331中展示这种装置的缺点。除了对于装置巨大的结构和运行耗费外，用于抽吸的风扇的使用已表明是有缺陷的，因此应当避免这种解决方案。此外，通过抽吸，还由管道系统吸入脏空气，在此会出现油袋形式的集油，该油袋堵塞管道并且使测量设备难以并且不能实现其功能。

而在DD-A-239474和GB-A-2166232中建议，对于内燃机的驱动机构的每个工作室，传感器单元直接地布置在各工作室的内部并且通过光学或电学传输路线与位于内燃机外部的分析单元连接。但这种解决方案的缺点是，油雾和喷油的基本浓度长期污染传感器并因此也导致故障报警。

而在已提到的WO-A-98/11331A中建议，在各待监控的工作室中，传感器单元设有借助文丘里喷嘴的吸气装置。这种测量设备不用机械运动的部件工作并因此几乎无磨损。

相似地，从JP7/310519A中已知。从其中和之前已从DE2608390A1中已知，具有光学发送器和光学接收器的光学测量路径设有所谓的帘幕，通过该帘幕保持所述的光学元件尽可能无油雾沉积等。迄今这实现为，使得新鲜空气流分别在光学元件附近垂直于光学测量路径形成。但要达到此效果，测量起来费用大。

此外，按WO-A-98/11331A所述的设备已表明是不利的，文丘里泵的为将气溶胶混合物从驱动室中通过光学测量路径吸出所用的能耗非常大，尤其是在光学测量路径安设在通过管道与文丘里泵连接的壳体中时。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，建议一种改进的设备，其具有开头所述类型的用于确定作功机械的气体和/或气溶胶的测量值的测量设备。该设备的尤其是耗费和此处尤其是能耗保持比现有技术中的情况更小。

本发明所要解决的技术问题通过一种按权利要求1所述的测量设备解决。在此，本发明的措施首先导致，相对现有技术，必要的压缩空气流明显减少。但本发明所述的措施的特别的优点是可以实现非常紧凑的结构。此外，业已表明，通过本发明的措施可以实现比通过现有技术中的测量设备明显更好的结果。

有利的是，光学传感器单元设置为，光学发射器与光学接收器之间的光学通道相对压缩空气喷嘴的喷出方向侧向错移。在该方案中，用光学束检测最佳量的抽吸的驱动室气体(气溶胶混合物)，而确实仅用于驱动，也就是说用于抽吸驱动室气体的、主要量的连续压缩空气从测量路径旁边经过，而不会对测量造成很大的影响。

为了保持光学元件无油雾沉积，有利的是，阻塞空气喷嘴布置并且设置为，使另一股空气流分别能从光学发射器和光学接收器喷向压缩空气和抽吸大气的混合室。因此，产生朝可能的不期望的油雾扩散方向的逆流。该逆流不必较大的耗费就足够用以避免在光学元件上的任何沉积。通过该措施可以省掉耗费的“帘幕”。阻塞空气喷嘴和由此产生的所述逆流必要时运行的方式可能仅是，压缩空气喷嘴的压缩空气供给与该流动一起运行。但阻塞空气喷嘴一般通过压力管道的支路运行。

按本发明的测量设备特别有利的是，从发动机舱中的抽气优选借助阀装置中断并且可以由新鲜空气供给代替。在该情况下，实施完全测量，方式是该阀，优选电磁阀在文丘里喷嘴之前关闭并且测量通道以新鲜空气扫气。