[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE2902305A1 - Sensor zur erfassung von klopfschwingungen - Google Patents

Sensor zur erfassung von klopfschwingungen

Info

Publication number
DE2902305A1
DE2902305A1 DE19792902305 DE2902305A DE2902305A1 DE 2902305 A1 DE2902305 A1 DE 2902305A1 DE 19792902305 DE19792902305 DE 19792902305 DE 2902305 A DE2902305 A DE 2902305A DE 2902305 A1 DE2902305 A1 DE 2902305A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor according
piezoelectric disc
sensor
combustion engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792902305
Other languages
English (en)
Inventor
Joerg Dipl Ing Bonitz
Herbert Dr Ing Schramm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19792902305 priority Critical patent/DE2902305A1/de
Priority to FR7926683A priority patent/FR2447023A1/fr
Priority to JP465480A priority patent/JPS5599042A/ja
Priority to IT19339/80A priority patent/IT1130868B/it
Priority to GB8002152A priority patent/GB2041698A/en
Priority to DE19803025808 priority patent/DE3025808A1/de
Publication of DE2902305A1 publication Critical patent/DE2902305A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/02Microphones
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L23/00Devices 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
    • G01L23/22Devices 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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221Devices 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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
    • G01L23/222Devices 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 for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines using piezoelectric devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

8.1.1979 Bt/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OQO STUTTGART 1
Sensor zur Erfassung von Klopfschwingungen Stand der Teehnik
■Die Erfindung geht aus von einem Sensor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, daß bei OttoMotoren unter bestimmten Arbeitsbedingungen ein sogenanntes Klopfen auftritt. Das sind gedämpfte tonfrequente Schwingungen des komprimierten Kraftstoff-Luft-Gemisches, die durch eine Stoßwelle ausgelöst werden. Während dieser Schwingungen ist der Wärmeübergang an Kolben- und Zylinderwänden der Brennkraftmaschine stark erhöht. Dies bedingt eine schädliche thermische Überlastung dieser Flächen, so daß das Klopfen zu vermeiden ist. Da es jedoch erwünscht ist, den bestehenden Spielraum der Betriebsweise möglichst
030032/0033
5 2 52
weitgehend auszunützen, besteht Interesse an einem Sensor, der das Klopfen frühzeitig und sicher anzeigt. Bekannte Sensoren zu diesem Zweck sind piezoelektrische Druckindikatoren, die in eine besondere Bohrung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine eingeschraubt werden. Eine derartige Befestigungsart ist außerordentlich aufwendig und teuer. Außerdem sind piezoelektrische Drucksensoren in unerwünschter Weise stark temperaturabhängig. Auch ist der Sensor selbst relativ teuer.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er einfach und relativ preiswert zu produzieren ist. Für die zwei verwendeten Druckringe, die nahezu identisch sind, sind große Maßtoleranzen zulässig und die Oberflächengüte am Umfang kann sehr gering sein. Der Sensor ist einfach an der Brennkraftmaschine oder an Teilen, die mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, anzubringen und arbeitet im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges sicher und zuverlässig. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Sensors möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Störspannungsempfindlichkeit infolge der niedrigen Impedanz des Gebers herabgesetzt wird.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig..1 und Fig. 2 in geschnittener
030032/0033
5252
29023Ö5
Darstellung zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Sensors.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein Klopfsensor dargestellt, der als Unterlegscheibe ausgebildet ist". Diese Unterlegscheibe., wird unter den Kopf einer Schraube gelegt, die an der Brennkraftmaschine oder an Teilen, die mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, befestigt ist. Die Schraube kann z.B. die Zylinderkopfschraube sein.
Der erfindungsgemäße Klopfsensor weist zwei nahezu identische Druckringe auf, z.B. Scheiben aus Stahl oder aus einem anderen leitfähigen Material, zwischen die eine piezoelektrische Scheibe 2 gespannt ist. Die Druckringe und die piezoelektrische Scheibe 2 sind an ihren äußerem Umfang mit einer Vergußmasse 3 vergossen oder eingespritzt. Da die Schraube 4, unter die der Klopfsensor gelegt wird, vorwiegend auf Massepotential liegt, muß an dem inneren Umfang der piezoelektrischen Scheibe 2 eine Isolation 5 angebracht werden. Als Isolation 5 kann auch hier ein Harzverguß dienen. Als Vergußmasse kann z.B. Epoxydharz mit einer auf die Anforderungen abgestimmten Füllung verwendet werden. Für eine gute Haftung des Harzes an den Druckringen dürfen diese nur eine grob geschruppte Oberfläche haben. Die geforderte Maßhaltigkeit der Druckringe, die als Drehteile ausgebildet sein können, ist sehr. ., klein.
Für die Isolation 5 kann anstelle des Harzvergusses auch eine Pulverbeschichtung, eine Lackierung, Klebebänder, Schmelzkleber oder Papier angewandt werden. In Fig. 1 weist die piezoelektrische Scheibe 2 nur eine piezokera-
030032/0033
5252
mische Schicht auf. Sie ist an ihrer Ober- und Unterseite mit einer leitfähigen Schicht (z.B. Silber) zur Kontaktierung beschichtet. An die obere lötfähigje Schicht kann eine elektrische Leitung 6 zur Abnahme des elektrischen Signals angelötet werden. Diese Leitung 6 wird mitvergossen oder eingespritzt, so daß die Lötstelle weitgehend zugentlastet ist. Anstelle der.Leitung S kann auch eine Kontaktierungsscheibe mit Steckerfahne, wie sie in Pig» 2 gezeigt wird, 'verwendet werden. Dabei kann.: zur Verhinderung des AbschiittelHS des Anschlußkabels eine einfache Schraubverbindung vorgesehen werden. Außerdem kann die Kontaktierung durch einen speziell ausgebildeten oder im Handel erhältlichen Stecker erfolgen, der in die am äußeren Umfang verwendete Verguß- oder Spritzmasse 3 mit eingegessen oder verspritzt wird. Die Vergußmasse kann aber auch direkt in Form eines Steckers vergossen oder verspritzt werden.
Wenn die Druckringe aus leitfähigem Material sind, muß wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zwischen den oberen Druckring und die piezoelektrische Scheibe 2 eine Isolierschicht 7 eingebracht werden. Dies geschieht vorteilhaft so, daß ein zunächst halb ausgehärtetes, imprägniertes Glasfasergewebe eingebracht wird, das dann unter Temperatur und Druck vor dem Vergießen des Sensors ausgehärtet wird. Diese Isolierschicht 7 ist sehr dünn und verändert auch unter hoher Belastung ihre Eigenschaften nicht. Für die Isolierschicht 7 kann auch Glimmer verwendet werden.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 weist die piezoelektrische Scheibe zwei piezokeramische Schichten auf, wobei die Polarität der Schichten abwechselnd angeordnet ist, so daß der erste elektrische Anschluß (an Masse) über die Druckringe 1 und der zweite elektrische Anschluß über die Kontaktierungsscheibe mit Steckerfahne 10 erfolgt. Es können noch weitere piezokeramische Schichten verwen-
- 5 030032/0033
det werden, wobei die Oberflächen mit gleicher Polarität zweier benachbarter Schichten einander zugewandt sein
müssen.
Durch die Anordnung nach Fig. 2 fällt die Kondensatorbildung zwischen der piezoelektrischen Scheibe 2 und dem Druckring weg, so·daß ein Signal aus einer höheren Kapazität gewonnen wird. Außerdem kann die Isolierschicht 7 gegenüber Masse eingespart werden, da im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die MasseVerbindung erwünscht ist.
Ö3QQ32/QQ33
5252
8.1.1979 Bt/Hm
ROBERT BOSCH GMBH3 7OOO STUTTGART 1Zusammenfassung
Es wird ein Sensor zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftmaschine auftretenden tonfrequenten Schwingungen vorgeschlagen, der in Form einer Unterlegscheibe unter dem Schraubenkopf- z.B. einer Kopfschraube (4) anbringbar ist. Die Unterlegscheibe wird gebildet durch zwei Druckringe (1), zwischen denen eine piezoelektrische Scheibe (2) gesparint ist. Druckringe (1) und piezoelektrische Scheibe (2) sind an ihrem äußeren Umfang mit einem Harzverguß (3) versehen und der innere Umfang der piezoelektrischen Scheibe (2) ist durch eine Isolation (5) gegen die Schraube (4) isoliert. Die piezoelektrische Scheibe (2) kann auch aus mehreren piezokeramischen Schichten bestehen, wobei die Seiten zweier benachbarter Schichten mit gleicher Polarität einander zugewandt sein sollen.
03QO32/OO33

Claims (6)

8.1.1975 Bt/Hm ROBERT BOSCH GMBH3 7OOO STUTTGART 1 Ansprüche
1.) Sensor zur Erfassung der beim Klopfen einer Brennkraftmaschine auftretenden Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Unterlegscheibe für eine Schraube ausgebildet ist, die an der Brennkraftmaschine oder an Teilen, die mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen, befestigt ist und daß eine piezoelektrische Scheibe (2) zwischen zwei Dfuckringen(1) angeordnet ist und mit ihnen am äußeren Umfang vergossen oder verspritzt ist.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckringe (1) aus leitfähigem Material sind.
3· Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Scheibe (2) nur eine piezokeramische Schicht aufweist, die an ihrer Ober- und Unterseite mit einer Kontaktierungsschicht versehen ist, wobei eine der beiden Seiten durch eine Isolierschicht (7) von dem Druckring (1) getrennt ist.
030032/0033
— Ο mm
5252
4. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Scheibe (2) mindestens zwei
piezokeramische Schichten aufweist, wobei die Polarität der Schichten abwechselnd angeordnet ist.
5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrische Scheibe (2) an ihrem inneren Umfang eine Isolation (5) gegen die Schraube (4) aufweist.
6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (5) durch Harzverguß, Pulverbeschichtung, Lackierung, Klebebänder, Schmelzkleber oder Papier gebildet wird.
7· Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der piezoelektrischen Scheibe (2) durch direktes Anlöten von elektrischen Leitungen (6), durch eine Steckerfahne oder durch einen Stecker erfolgt.
030032/0033
DE19792902305 1979-01-22 1979-01-22 Sensor zur erfassung von klopfschwingungen Withdrawn DE2902305A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792902305 DE2902305A1 (de) 1979-01-22 1979-01-22 Sensor zur erfassung von klopfschwingungen
FR7926683A FR2447023A1 (fr) 1979-01-22 1979-10-26 Organe palpeur pour detecter des vibrations de cliquetis dans un moteur a combustion interne
JP465480A JPS5599042A (en) 1979-01-22 1980-01-21 Detector for knockkvibration
IT19339/80A IT1130868B (it) 1979-01-22 1980-01-21 Sensore per il rilevamento di vibrazioni del battito in testa
GB8002152A GB2041698A (en) 1979-01-22 1980-01-22 A sensor for detecting knocking vibrations
DE19803025808 DE3025808A1 (de) 1979-01-22 1980-07-08 Sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792902305 DE2902305A1 (de) 1979-01-22 1979-01-22 Sensor zur erfassung von klopfschwingungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2902305A1 true DE2902305A1 (de) 1980-08-07

Family

ID=6061107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792902305 Withdrawn DE2902305A1 (de) 1979-01-22 1979-01-22 Sensor zur erfassung von klopfschwingungen

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5599042A (de)
DE (1) DE2902305A1 (de)
FR (1) FR2447023A1 (de)
GB (1) GB2041698A (de)
IT (1) IT1130868B (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201755A1 (de) * 1981-01-21 1982-10-14 Hitachi, Ltd., Tokyo Klopfsensor fuer eine brennkraftmaschine
DE3403124A1 (de) * 1983-01-31 1984-08-02 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Drucksensor
EP0140066A1 (de) * 1983-09-15 1985-05-08 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zum Erfassen von Kräften, Spannungen bzw. Beschleunigungen an Maschinen, Geräten oder dgl.
EP0184666A2 (de) * 1984-12-13 1986-06-18 Robert Bosch Gmbh Klopfsensor
DE19622651A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Unisia Jecs Corp Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung
CN103154535A (zh) * 2010-10-11 2013-06-12 喜利得股份公司 例如处于锚栓上的传感器系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374472A (en) * 1979-09-29 1983-02-22 Nissan Motor Co., Ltd. Vibration sensor
FR2762646B1 (fr) * 1997-04-29 1999-07-02 Siemens Automotive Sa Capteur de cliquetis pour un vehicule automobile
CN105605078B (zh) * 2016-03-11 2018-07-13 大连理工大学 一种用于监测螺栓连接界面的智能垫片装置
CN106286550A (zh) * 2016-09-29 2017-01-04 大连理工大学 一种用于监测螺栓连接状况的智能螺母装置
CN106402124B (zh) * 2016-09-29 2018-11-09 大连理工大学 一种用于监测螺栓连接动态受力状况的智能螺栓装置
CN107355464A (zh) * 2017-07-18 2017-11-17 大连理工大学 一种用于监测螺栓松动的堆栈式压电陶瓷智能垫片
CN110388370A (zh) * 2018-04-20 2019-10-29 关隆股份有限公司 精密螺帽
CN112403874A (zh) * 2020-12-01 2021-02-26 蔡云龙 一种复合绝缘型超声波振子及其应用

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3201755A1 (de) * 1981-01-21 1982-10-14 Hitachi, Ltd., Tokyo Klopfsensor fuer eine brennkraftmaschine
DE3403124A1 (de) * 1983-01-31 1984-08-02 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Drucksensor
EP0140066A1 (de) * 1983-09-15 1985-05-08 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zum Erfassen von Kräften, Spannungen bzw. Beschleunigungen an Maschinen, Geräten oder dgl.
EP0184666A2 (de) * 1984-12-13 1986-06-18 Robert Bosch Gmbh Klopfsensor
EP0184666A3 (en) * 1984-12-13 1987-08-05 Robert Bosch Gmbh Knocking sensor
DE19622651A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Unisia Jecs Corp Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung
DE19622651B4 (de) * 1995-06-09 2005-12-15 Hitachi, Ltd. Zylinderdruck-Erfassungsvorrichtung
CN103154535A (zh) * 2010-10-11 2013-06-12 喜利得股份公司 例如处于锚栓上的传感器系统
CN103154535B (zh) * 2010-10-11 2015-09-09 喜利得股份公司 传感器系统

Also Published As

Publication number Publication date
IT1130868B (it) 1986-06-18
FR2447023A1 (fr) 1980-08-14
GB2041698A (en) 1980-09-10
IT8019339A0 (it) 1980-01-21
FR2447023B3 (de) 1982-07-30
JPS5599042A (en) 1980-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2902305A1 (de) Sensor zur erfassung von klopfschwingungen
DE3122375A1 (de) Sensoranordnung
AT402116B (de) Zündkerze mit einem kraftmesselement zur messung des an der zündkerze anliegenden druckes
DE19827287A1 (de) Brennstoffeinspritzventil-Drucksensor- Kombination
DE4015109A1 (de) Zylinderkopfdichtung
EP0357717A1 (de) Druckmessvorrichtung.
EP0148321A2 (de) Drucksensor mit druckempfindlichem Widerstand
EP0184666B1 (de) Klopfsensor
DE3333285A1 (de) Einrichtung zum erfassen von kraeften, spannungen bzw. beschleunigungen an maschinen, geraeten oder dgl.
DE19960328B4 (de) Schwingungsaufnehmer mit einer Druckhülse
DE19503969A1 (de) Verbrennungssensor und mit solchem Sensor ausgerüsteter Verbrennungsmotor
DE69405788T2 (de) Zündkerze mit eingebautem Drucksensor
EP1279825A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffzuteilers mit integrierten Einspritzventilen
DE2917406A1 (de) Druckaufnehmer zur erfassung der beim klopfen einer brennkraftmaschine auftretenden schwingungen
DE69214924T2 (de) Piezoelektrische Fluiddrucksensor
DE4024339C2 (de) Beschleunigungsdetektor
DE3130238A1 (de) "drucksensor fuer brennkraftmaschinen"
DE19524148C1 (de) Schwingungsaufnehmer
EP0139908B1 (de) Zur Zündverteilung in einer Brennkraftmaschine bestimmter Verteilerläufer
DE19612540B4 (de) Schwingungsaufnehmer mit Druckhülse
DE3025808A1 (de) Sensor
DE3027254C2 (de) Sensor
DE3643956A1 (de) Klopfsensor
DE2005195A1 (de) Verteilerkappe fur Zündverteiler von Brennkraftmaschinen
DE2841553A1 (de) Biegeschwinger-klopfsensor

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8130 Withdrawal
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3025808

Format of ref document f/p: P