本領を発揮:大型エンジン用の新しいシリンダ圧力センサで性能を引き出す

キスラーは、革新的なシリンダ圧力センサ 6635A1を使用して、大型エンジンの効率と寿命の改善に向けた重要な一歩を踏み出しました。チャージアンプ一体型の圧電式センサは、堅牢性と優れた精度を特徴としており、閉ループ制御において最適なエンジン作動を可能にします。

閉ループ燃焼制御(CLCC)は、船舶などで使用される大型エンジンの効率を高め、寿命を延ばすための適切な方法として定着しています。このシリンダ圧力の連続測定に必要となるセンサは、高圧と高温にさらされるだけでなく、強い機械的衝撃を受けることになります。また、エンジン内の平均有効圧力(MEP)が高くなりつつあるため、特に圧力センサの堅牢性が大きな意味を持ちます。しかし、この堅牢性を向上させようとすると、一般的には精度を犠牲にすることになります。

新しいシリンダ圧力センサ6635A1は、中速回転するエンジンでの使用を想定して設計され、エンジンメーカーとの緊密な共同作業の中で開発されました。キスラーはさまざまな革新的機能を採用し、最大限の耐用年数と最大限の精度の両立に成功しました。

  • PiezoStarクリスタル:キスラーが独自に開発した水晶圧電素子は、水晶の最大5倍に達する圧電感度を備え、測定安定性に大変優れており、温度の影響をまったく受けません。
  • 最適化されたダイヤフラムデザイン:特許を取得した新しいセンサダイヤフラムの形状は、非常に優れた測定特性を発揮するだけでなく、熱衝撃による故障を最小限に抑えることができます。
  • 確実な信号伝送:差し込み接続の代わりに溶接接続を採用したことにより、強い衝撃や振動がかかっても、信号が欠けることなく確実に伝達されます。

シミュレーション、検証、集中的な性能試験

センサの開発では、有限要素法に従った精巧なシミュレーションが用いられました。第一シミュレーションの後に作られた試作品は、信頼性の高い結果が確実に得られるよう、複数のループの中でモデルと比較されました。

製造されたセンサは、多岐にわたる負荷試験と耐久試験を受けました。内燃機関の過酷な環境のシミュレーションと、数千時間にわたって実施される必須の長時間試験は、どちらも決して過小評価してはならない厳しい課題です。しかし、キスラーはこれに対応した適切な油圧式テストベンチを独自開発し、高い再現率で、圧力、温度変動、機械的負荷を同時に加えられるようにしました。

エンジンメーカーとの緊密な共同作業

製品開発を成功させるためには、エンジンメーカーと直接行う共同作業が不可欠です。例えばシリンダヘッド内のセンサの最適な位置決めなどで、エンジン内部の基本条件を綿密に予測したり、シミュレーションしたりすることは不可能です。しかし、対象となるエンジンについてより詳細に理解することができれば、それだけセンサ環境により良く適合させることができます。

キスラーの新しいシリンダ圧力センサ6635A1は、中速回転の4ストロークサイクルエンジンで用いられ、確実なノッキング検知、シリンダ均等調整、平均有効圧力計算を行います。圧力範囲は最大350 bar、 信号伝達と電源は電気的に分離されています。このセンサは、EU RO(認定代行機関)の相互認証協定、ATEX、IECExに従って承認されています。

 

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