(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダライナで潤滑を簡単に且つ効率的に検査することを可能にするシリンダライナ及び方法を提案する。【解決手段】本発明は大型ディーゼルモータのためのシリンダライナ１に関し、シリンダライナ１のシリンダ軸Ａに沿って変位可能にシリンダライナ１内に往復動式に移動可能に配置されるピストンと、シリンダライナ１の走行表面及びシリンダライナ１に配置されるシリンダカバーと共に燃焼空間１５を境界付けるピストンの上方側と、シリンダライナ１内に潤滑剤を導入するための潤滑装置とを含み、潤滑剤は運転状態においてシリンダライナ１内に潤滑膜２を形成する。本発明によれば、シリンダライナ１は少なくとも１つの通路１３を含み、光学素子５が通路１３に配置され、電磁放射線の形態における照明ビーム３によって潤滑膜２を照明し得るように光学素子５を構成し且つ配置する。【選択図】図２
2016035260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型ディーゼルエンジンのためのシリンダライナであって、
当該シリンダライナのシリンダ軸に沿って変位可能に当該シリンダライナ内に往復動式に移動可能に配置されるピストンと、
当該シリンダライナの走行表面及び当該シリンダライナに配置されるシリンダカバーと共に燃焼空間を境界付ける前記ピストンの上方側と、
当該シリンダライナ内に潤滑剤を導入するための潤滑装置と、を含み、
前記潤滑剤は、運転状態において当該シリンダライナ内に潤滑膜を形成し、
当該シリンダライナは、少なくとも１つの通路を含み、光学素子が、前記通路に配置され、
前記光学素子は、電磁放射線の形態における照明ビームによって前記潤滑膜を照明し得るように構成され且つ配置される、
シリンダライナ。
【請求項２】
前記通路は、当該シリンダライナのシリンダ壁内に配置される、請求項１に記載のシリンダライナ。
【請求項３】
当該シリンダライナは、前記電磁放射線の放射のための少なくとも１つの源を含み、該源は、前記潤滑膜を照明するための電磁放射線として前記照明ビームを放射し得るように構成される、請求項１又は２に記載のシリンダライナ。
【請求項４】
前記光学素子は、前記源を含む、請求項３に記載のシリンダライナ。
【請求項５】
前記源は、前記照明ビームが１つの波長又は異なる波長を有する電磁放射線を含むように構成される、請求項３又は４に記載のシリンダライナ。
【請求項６】
前記光学素子は、光導波路を含む、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ。
【請求項７】
前記光導波路は、前記源に接続される、請求項６に記載のシリンダライナ。
【請求項８】
当該シリンダライナは、検出素子を含み、該検出素子は、該検出素子が、前記潤滑膜から戻って進む検出ビームを検出し、具体的には、前記検出されるビームの強度又は吸収スペクトルを検出し、それを信号に変換するように構成される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ。
【請求項９】
当該シリンダライナは、解析素子を含み、該解析素子は、前記検出されるビームの前記信号を用いて前記潤滑膜を特徴付ける特性値を決定するために設けられる、請求項８に記載のシリンダライナ。
【請求項１０】
前記光学素子は、前記検出素子及び／又は前記解析素子を含む、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ。
【請求項１１】
当該シリンダライナは、１つ又はそれよりも多くの通路と、収集領域とを含み、前記通路は、前記通路が前記収集領域に開口して、前記収集領域を閉塞させれた所定の収集容積として形成し得るように配置される、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ。
【請求項１２】
潤滑膜の特性値、具体的には、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ内の潤滑膜の特性値を決定する方法であって、
照明ステップと、
検出ステップとを含み、
前記照明ステップにおいて、前記潤滑膜は照明ビームの電磁放射線を用いて照明され、
前記検出ステップにおいて、前記潤滑膜から戻って進む検出ビーム、具体的には、該検出ビームの強度又は吸収スペクトルが検出されて信号に変換され、
前記特性値は、前記検出される前記検出ビームの前記信号に依存して、解析ステップにおいて決定される、
方法。
【請求項１３】
放射ステップにおいて、前記電磁放射線は、前記潤滑膜を照明するための照明ビームとして源から放射される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記照明ビームの波長は、前記検出ビームの前記電磁放射線の吸収が前記潤滑剤内で励磁されるように選択される、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記解析ステップにおいて、前記照明ビームの照明振幅に対する前記検出ビームの検出振幅の振幅対振幅比が計算される、請求項１２乃至１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は独立項１の前文に従った大型ディーゼルエンジン用のシリンダライナに関し、独立項１２の前文に従った潤滑膜の特性値を決定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型ディーゼルエンジンは船舶用の駆動ユニットとして頻繁に用いられ、或いは、例えば、電気エネルギの生成のための大型発電機の駆動のための定置運転においても頻繁に用いられる。この点に関して、エンジンは、通例、相当な時間期間に亘る恒久運転において稼働し、それは運転安全性に対する並びに利用可能性に関する高い需要を作る。従って、特に、長い保守間隔、低摩耗、並びに燃料及び運転材料の経済的な取扱いは、操作者にとって機械の運転のための中心的な基準である。そのような大型ボア低速運転ディーゼルエンジンのシリンダライナにおけるピストン運転挙動は、とりわけ、保守間隔の長さ及び利用可能性のための並びに品質及び潤滑剤消費に対する決定要因であり、運転コストのための直接的な決定要因であり、よって、効率のための決定要因でもある。大型ディーゼルエンジンのピストン運転挙動及びそれらの潤滑の複雑な問題は、益々より大きな有意性を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、シリンダライナで潤滑を簡単に且つ効率的に検査することを可能にするシリンダライナ及び方法を提案することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１の特徴を有する大型ディーゼルエンジン用のシリンダライナによって、並びに請求項１２の特徴を有する潤滑膜の特性値を決定する方法によって、本発明に従って満足される。
【０００５】
従属項は、本発明の特に有利な実施態様に関する。
【０００６】
よって、本発明は大型ディーゼルエンジンのためのシリンダライナに関し、
−  シリンダライナのシリンダ軸に沿って変位可能にシリンダライナ内に往復動式に移動可能に配置されるピストンと、
−  シリンダライナの走行表面及びシリンダライナに配置されるシリンダカバーと共に燃焼空間を境界付けるピストンの上方側と、
−  シリンダライナ内に潤滑剤を導入するための潤滑装置とを含み、
潤滑剤は運転状態においてシリンダライナ内に潤滑膜を形成する。
シリンダライナは少なくとも１つの通路を含み、光学素子が通路に配置され、光学素子は電磁放射線の形態における照明ビームによって潤滑膜を照明し得るように構成され且つ配置される。
【０００７】
シリンダライナのジャケット表面(jacket  surface)内にあるシリンダ壁内に或いはシリンダカバー内に通路を配置し得る。通路は、シリンダライナの外側にある領域であるシリンダライナの外側領域を、シリンダライナ内の領域容積である内側領域に接続し得る。好ましくは、通路を燃焼空間内に形成し得る。円形又は三角形又は長方形又は多角形のベース表面を備える中空の本体として通路を構成し得る。しかしながら、通路はシリンダライナの内側領域又は外側領域の方向において円錐形にも広がり得る。通路は長手軸を有し得る。通路の長手軸は、ある角度、具体的には、２０〜１６０度の間の角度をシリンダ軸と形成し得る。即ち、通路は、従って直線状に或いは傾斜してシリンダ壁を通じて進み得る。しかしながら、通路は、その更なる長手軸がシリンダ軸と同じ又は異なる角度を含む、１つ又はそれよりも多くの区画も含み得る。通路内への潤滑剤の侵入を防止するために、シリンダライナの内側領域の方向において、具体的には、燃焼空間内への方向におて、通路の開口に末端素子を配置し得る。末端素子は光学的に透過的(transparent)であり得る。
【０００８】
加えて、内側領域の方向において通路の一部を収集領域として形成し得る。ピストンが運転状態において往復動作で収集領域を閉塞するときには、潤滑剤が集まり且つ潤滑膜を形成する閉塞させれた所定の収集容積として収集領域を理解し得る。しかしながら、シリンダライナは、２つ、３つ、又はそれよりも多くの通路を含んでもよく、２つ、３つ、又はそれよりも多くの通路は、例えば、シリンダライナの内側領域内に或いは収集領域内に開口し得る。同様に、シリンダライナの異なる地点で潤滑膜を試験し得るよう、シリンダライナに収集領域を備えて或いは備えずに、２つ、３つ、又はそれよりも多くの通路を互いに独立して形成し得る。しかしながら、通路は掃気空間にも開口し得る。
【０００９】
部分的に通路内で或いは完全に通路内で、外側領域内の開口の前にある、通路に光学素子を配置し得る。光学素子は電磁放射線及び／又は光導波路及び／又は検出素子及び／又は解析素子のための源を含み得る。電磁放射線及び／又は光導波路及び／又は検出素子及び／又は解析素子のための源を光学素子の構成部品として或いはユニットとして形成し得る。しかしながら、同様に、光学素子と無関係な構成部品としてもそれらを形成し得る。源及び／又は光導波路及び／又は検出素子及び／又は解析素子が独立的な構成部品として形成されるならば、データ及び／又は電磁放射線の交換のために、これらの構成部品を互いに接続し得る。即ち、それらは互いに連絡し合い得るし、或いは光導波路又はワイヤによって或いはローカルネットワークを用いて無線式にさえも電磁放射線を伝送し得る。
【００１０】
源は、例えば、レーザ、ダイオード、Ｘ線放射器、又はマイクロ波放射器であり得る。電磁放射線は、１ｍ〜１０−１２ｍまでの波長範囲内にあり得る、即ち、例えば、マイクロ波放射、赤外線放射、可視光、又はＸ線放射であり得る。
【００１１】
検出素子は、例えば、光電池（光電セル）、光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤセンサ、半導体検出器、又はシンチレーションカウンタであり得る。検出素子は、電磁放射線、具体的には、強度又は吸収スペクトルを検出して、それを電磁信号に変換し得る。
【００１２】
解析素子は、例えば、潤滑膜の特性値を計算するコンピュータ、制御装置、コントローラ、又は集積回路であり得る。
【００１３】
エンジンが運転中であるならば、ピストンはシリンダ軸に沿って往復動式に動かされ、ピストンリング及びシリンダライナは潤滑剤で潤滑される。この点に関して、潤滑剤はシリンダライナ内で、具体的には、シリンダライナのジャケット表面の内側で或いは収集領域で、潤滑膜を形成する。潤滑膜を試験し或いは解析するために、源が光学素子の構成部品として構成されるときには、源によって或いは光学素子によって照明ビームを放射し得し、照明ビームによって潤滑膜を照明し得る。
【００１４】
この点に関して、照明ビームは潤滑膜内に侵入し、放射される或いは透過される照明ビームは１つ又はそれよりも多くの物質、具体的には、潤滑膜内に存在する分子によって潤滑膜内に吸収される。以下において、照明ビームは潤滑膜とシリンダライナ内の気体との間の相界面で全反射させられる。
【００１５】
潤滑剤は、液体部分及び／又は気体部分及び／又は固体部分を含み得る。潤滑剤は、具体的には、潤滑油又は冷却潤滑油であり得るし、例えば、１つ又はそれよりも多くの添加剤を有する基液（ベース液体）を含み得る。
【００１６】
簡単に或いは必要に応じて、潤滑剤を、有利には、特に、潤滑剤の組成を照明し得るし、シリンダライナ内で直接的に効率的に試験し得る。この点に関して、潤滑剤の特性波長は有利に励磁され、潤滑膜の透過挙動(transmission  behavior)の決定を用いて潤滑剤の特定の特性に関する結論を引き出し得る。
【００１７】
本発明のある実施態様では、通路がシリンダライナのシリンダ壁内に配置され、通路を有利に簡単に取付け得るし、或いは既に据え付けられ且つ取り付けられたシリンダライナ内に後から取り付け得る（レトロフィットさせ得る）。
【００１８】
本発明のある実施態様において、シリンダライナは、電磁放射線の放射のための少なくとも１つの源を含み、源は、照明ビームを、潤滑膜を照明するための電磁放射線として放射し得るように構成される。源は、この点に関して、照明ビームが１つの波長又は異なる波長を有する電磁放射線を含むように構成される。加えて、光学素子は、この点に関して、源を含み得る。
【００１９】
源は、１ｍ〜１０−１２ｍまでの波長範囲内の電磁放射線を放射し得る。その場合には、１つの波長で或いは異なる波長で電磁放射線を放射し得る。源を光学素子の構成部品として或いはユニットとして構成し得るし、或いは源を光学素子と無関係な構成部品として構成し得る。よって、異なる源又は波長を用いて、異なる特性値を有利に試験し得る。加えて、源のモジュラリティ及び交換可能性を保証し得る。
【００２０】
本発明のある実施態様において、光学素子は光導波路を含む。光導波路を電磁波のための導体、例えば、ガラスファイバとして理解し得る。光導波路を源に接続し得る。源を独立した構成部品として構成し得るので、光導波路を用いて照明ビームを潤滑膜に伝送し得る。光導波路を通路内に極めて簡単に配置し得る、即ち、据え付け得る。
【００２１】
本発明のある実施態様において、シリンダライナは検出素子を含み、検出素子は、検出素子が、潤滑膜から戻って進む検出ビームを検出する、具体的には、検出されるビームの強度又は吸収スペクトルを検出し、それを信号に変換するように構成される。同様に、シリンダライナは解析素子を含み、解析素子は、検出されるビームの信号を用いて潤滑膜を特徴付ける特性値を決定するために設けられる。例えば、エンジン構成部品の摩耗若しくは腐食、非燃焼、部分燃焼、若しくは燃焼燃料の持込み、又はエンジン運転中に生じる物質の中の互いの燃焼生成物若しくは反応生成物において生じる、潤滑剤の特性又はエンジン運転中に生じる物質若しくは潤滑剤の添加剤の特性を試験し得る。具体的には、基本数（ＢＮ）、鉄分、粒子含量、具体的には、触媒残基又はキャットファイン(cat  fines)の含有量、粘性、潤滑剤酸化物の含有量、曇り(clouding)、導電性又は誘電パラメータ、潤滑膜の厚さ及び反射挙動、潤滑膜又は潤滑剤の透過挙動及び吸収挙動の特徴値を、特性値として決定し得る。よって、シリンダライナ内の潤滑剤又は潤滑膜を簡単に且つ効率的に有利に試験し得る。
【００２２】
本発明のある実施態様において、光学素子は、検出素子及び／又は解析素子を含む。この手段の利点は、通路に配置される光学素子によって潤滑膜を簡単な方法において試験し得るよう、検出素子及び／又は解析素子を光学素子に統合することである。
【００２３】
本発明のある実施態様において、シリンダライナは、１つ又はそれよりも多くの通路を含み、１つ又はそれよりも多くの通路は、収集領域を含む。この点に関して、通路は、通路が収集領域に開口して、収集領域を閉塞させれた所定の収集容積として形成し得るように配置される。収集領域を、通路直径よりもより小さい又は同じ直径、好ましくは、通路直径よりも大きい又は増大する直径を有する通路の区画として構成し得る。収集領域を内側領域の方向において円錐形に成形し得る。即ち、収集領域は増大する直径を有する。収集領域を、例えば、円錐形、円筒形、又はピラミッド形として構成し得る。単に所定の収集容積を参照して特性値を有利に決定し得る。
【００２４】
本発明は、潤滑膜の特性値、具体的には、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載のシリンダライナ内の潤滑膜の特性値を決定する方法を更に含み、本方法は、
−  照明ステップを含み、照明ステップにおいて、潤滑膜は照明ビームの電磁放射線を用いて照明され、
−  検出ステップを含み、検出ステップにおいて、潤滑膜から戻って進む検出ビーム、具体的には、検出ビームの強度又は吸収スペクトルが検出され、そして、信号に変換される。特性値は、検出される検出ビームの信号に依存して、解析ステップにおいて決定される。
【００２５】
本発明のある実施態様では、放射ステップにおいて、電磁放射線は、潤滑膜を照明するための照明ビームとして、源によって放射される。
【００２６】
本発明のある実施態様において、照明ビームの波長は、検出ビームの電磁放射線の吸収が潤滑剤内で励磁されるように選択される。
【００２７】
本発明のある実施態様では、解析ステップにおいて、照明ビームの照明振幅に対する検出ビームの検出振幅の振幅対振幅比が計算される。
【００２８】
本方法を以下のように記載し得る。照明ステップにおいて、潤滑膜は光学素子からの照明ビームによって照明される。液体（潤滑剤）からガス状（例えば、掃気又は燃焼空間ガス）への相界面で、照明ビームは全反射させられ、よって、通路の方向において戻って進む被反射検出ビームになる。通路が掃気空間内に開口するならば、これは相界面での全反射の効果を増幅させさえもし得る。この点に関して、照明ビーム及び検出ビームは潤滑膜を二度横切り、照明ビーム及び検出ビームのエネルギの一部は吸収される。検出ステップにおいて、検出ビームは、検出されて信号に変換させられる。潤滑膜を特徴付ける特性値が、その信号を用いて解析ステップにおいて解析素子によって決定される。この点に関して、例えば、解析ステップにおいて、照明ビームの照明振幅に対する検出ビームの検出振幅の振幅対振幅比を計算し得る。
【００２９】
それらが本出願中に明示的に記載されていないとしても、本発明に従った実施態様の任意の適切な組み合わせ並びに当業者に明かな本発明の簡単な更なる開発も本発明によってカバーされることは自明である。
【００３０】
シリンダライナを用いて並びに潤滑膜の特性値を決定する方法を用いて効率的に、必要に応じて、並びに可能な限り簡単に、提案される手段が究極的には潤滑膜又は潤滑剤を試験し得るという結果を有することは、本発明にとって本質的である。
【００３１】
概略的な図面を参照して、本発明を以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】通路及び光学素子を備える本発明に従ったシリンダライナの第１の実施態様を示す図である。
【図２】通路及び光学素子を備える本発明に従ったシリンダライナの第２の実施態様を示す図である。
【図３】通路を備える本発明に従ったシリンダライナの第３の実施態様を示す図である。
【図４】通路を備える本発明に従ったシリンダライナの第４の実施態様を示す図である。
【図５】全反射の原理を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
大型ディーゼルエンジンのための、具体的には、単流掃気大型２サイクルディーゼルエンジンのための、本発明に従ったそれぞれのシリンダライナ１を、明瞭性の理由のために、概略的に且つ部分的にのみ、図１乃至図４に示す。
【００３４】
図１は、通路１３及び光学素子５を備える、本発明に従ったシリンダライナ１の第１の実施態様を示している。シリンダライナ１は、如何なる更なる詳細においても示していないピストン（図３、参照番号１２を参照）を含み、ピストンは、ピストンの上方側がシリンダライナの図示しない運転表面及びシリンダライナ１に配置される図示しないシリンダカバーと共に燃焼空間１５を境界付けるように、運転及び据付状態において上死点ＯＴと下死点との間をシリンダライナ１のシリンダ軸Ａに沿って往復動式に移動可能に配置されている。加えて、シリンダライナ１は、シリンダライナ１内に潤滑剤を導入するための図示しない潤滑装置を含み、潤滑剤は運転状態においてシリンダライナ１内に潤滑膜２を形成する。
【００３５】
本発明によれば、シリンダライナ１は、少なくとも１つの通路１３を含み、光学素子５が通路１３に配置され、光学素子５は、電磁放射線の形態の照明ビーム３によって潤滑膜２を照明し得るように構成され且つ配置される。
【００３６】
通路１３は、図１に示すように、シリンダライナ１のシリンダ壁１１内に形成され、シリンダライナ１の外側領域をシリンダライナ１の内側領域、具体的には、燃焼空間１５又は掃気空間に接続する。この点では、通路１３を直線ボアとして構成するのが好ましい。加えて、通路１３はシリンダライナ１の内側領域の方向において配置される末端素子１４を含む。末端素子１４は通路１３を閉塞し、よって、潤滑剤が通路１３内で広がり得るのを防止する。この点に関して、末端素子１４は使用される電磁放射線のために透過的であり、照明ビーム３及び検出ビーム４を透過する。
【００３７】
シリンダライナ１は、電磁放射線を放射するための少なくとも１つの源６を追加的に含み、源６は、潤滑膜２を照明するための電磁放射線として照明ビーム３を放射し得るように構成される。加えて、源６は、照明ビーム３が１つの波長又は異なる波長を有する電磁放射線を含むように構成される。光学素子５及び源６は、図１に示すように、２つの別個のユニット又は構成部品として構成される。しかしながら、光学素子５が源６を含むこと、即ち、源６が光学素子５のユニットとして或いは構成部品として構成されて光学素子に一体化される（図２を参照）ことも可能である。
【００３８】
光学素子５は光導波路７を含み、光導波路７は源６に接続される。光導波路７は通路１３内に配置され、源６から潤滑膜２まで照明ビーム３を伝送し或いは透過し、光学素子５によって、具体的には、光導波路７によって照明ビーム３を潤滑膜２内に放射し得るし、或いは照明ビーム３によって潤滑膜２を照明し得る。
【００３９】
シリンダライナ１は、検出素子８を更に含み、検出素子８は、検出素子８が潤滑膜２から戻る検出ビーム４を検出するように構成される。具体的には、検出ビーム４の強度又は吸収スペクトルを検出し、それを信号に変換するように構成される。検出されるべき波長を検出ビーム４からフィルタリングする光学フィルタ８１が検出素子８の前に配置される。
【００４０】
シリンダライナ１は解析素子９を追加的に含み、解析素子９は潤滑膜２を特徴付ける特性値を決定するために設けられる。図１において、検出素子８及び解析素子９は、光学素子５と別個のユニット又は構成部品として構成される、即ち、この第１の実施態様において、光学素子は光導波路７のみを含み、光導波路７は検出ビーム４を検出し、検出ビーム４を検出する検出素子８に検出ビーム４を伝送する。他の実施態様において、例えば、図２に示す第２の実施態様において、光学素子５は源６及び／又は検出素子８及び／又は解析素子９も含み得る、即ち、源６及び／又は検出素子８及び／又は解析素子９を光学素子５のユニットとしても構成し得る。
【００４１】
図２は、通路１３及び光学素子５を備える本発明に従ったシリンダライナ１の第２の実施態様を示している。シリンダライナ１の設計は図１のシリンダライナの第１の実施態様と共通する多数の機能を有するので、相違のみを見ることにする。この第２の実施態様において、光学素子５は、源（図１、参照番号６を参照）、検出素子（図１、参照番号８を参照）、及び解析素子（図１、参照番号９を参照）を含む、即ち、それらはユニットとして或いは構成部品として光学素子５に統合される。この第２の実施態様において、光学素子５は、例えば、源として並びに検出素子としてダイオードを含み得る。ダイオードを用いて、照明ビーム３は放射され、検出ビーム４が検出される。この点に関して、解析素子９を、例えば、光学素子５に統合される構成部品として構成し得る。光学素子５は、例えば、ワイヤを用いて、制御素子１０に追加的に接続され、制御素子１０は、特性値を更に処理する。
【００４２】
図３は、通路１３を備える、本発明に従ったシリンダライナ１の第３の実施態様を示している。シリンダライナ１の設計は、図１及び図２のシリンダライナの第１及び第２の実施態様と共通する多数の機能を有するので、相違のみを以下に見ることにする。第３の実施態様において、シリンダライナ１は、複数の通路１３，１３１，１３２、ここでは、第１及び第２の通路１３１，１３２と、収集領域１６とを含み、通路１３，１３１，１３２は、それらが収集領域１６に開口するように並びに閉塞した所定の収集容積として収集領域を構成し得るように配置される。第１及び第２の通路１３，１３１，１３２は、シリンダ軸Ａに対する又はシリンダ壁１１に対するある角度を含む。加えて、通路１３，１３１，１３２は、Ｖ形状において配置される。収集領域１６は、シリンダ壁１１内の凹部として構成され、ピストン１２が収集領域１６を閉塞するときに、所定の収集容積を形成し、潤滑剤は収集容積内に集まり、潤滑膜２を形成する。照明ビーム３は、２つの通路１３のうちの１つに、例えば、第１の通路内に照射され、或いは、光学素子５は、例えば、光導波路（図示せず、図１、参照番号７を参照）及び／又は源（図示せず、図１、参照番号５を参照）として構成され、第１の通路１３１内に配置される。対照的に、検出ビーム４は、第２の通路１３２内で検出され、或いは、光学素子５は、例えば、光導波路（図示せず、図１、参照番号７を参照）として及び／又は検出素子（図示せず、図１、参照番号８を参照）として及び／又は解析素子（図示せず、図１、参照番号９を参照）として構成され、第２の通路１３２内に配置される。照明ビーム３は、収集領域１６内に照射される、即ち、潤滑剤又は収集領域１６内に形成される潤滑膜を照明する。照明ビーム３は、図示しない相界面１６で反射され、再び被反射検出ビーム４として収集領域１６内の潤滑膜２を通過し、引き続き、図示しない検出素子を用いて第２の通路１３２内で検出され、或いは、例えば、図示しない光導波路を用いて、それに向かって先へ伝送される。
【００４３】
図４は、通路１３を備える本発明に従ったシリンダライナ１の第４の実施態様を示している。シリンダライナ１の設計は、図１、図２、又は図３のシリンダライナの第１、第２、又は第３の実施態様と共通する多数の機能を有するので、以下では相違のみを見ることにする。図４において、シリンダ軸Ａ又はシリンダ壁１１との約９０度の角度を含む通路１３は、収集領域１６に開口する。照明ビーム３及び検出ビーム４は、１つの通路１３を通じて照射され且つ検出される。光学素子５は、例えば、光導波路（図示せず、図１、参照番号７を参照）として並びに／或いは源（図示せず、図１、参照番号５を参照）として並びに／或いは検出素子（図示せず、図１、参照番号８を参照）として並びに／或いは解析素子（図示せず、図１、参照番号９を参照）として構成され、通路１３内に配置される。照明ビーム３は収集領域１６内に照射される、即ち、潤滑剤又は収集領域１６内に形成される潤滑膜を照射する。照明ビーム３は、図示しない相界面で反射させられ、再び被反射検出ビーム４として収集領域１６内の潤滑膜２を通過し、引き続き、図示しない検出素子を用いて通路１３内で検出されるか、或いは、例えば、図示しない光導波路を用いて、それに向かって前方に伝送される。図３及び図４に示す第３の実施態様及び第４の実施態様の組み合わせは明らかに示されていないが、同様に可能である。
【００４４】
更に、潤滑膜２の、具体的には、請求項１乃至１１のうちの１つに従ったシリンダライナ１における潤滑膜２の特性値を決定する本発明に従った方法を、図１乃至図４に示す実施態様で実施し得る。当該方法は、照明ビーム３の電磁放射線を用いて潤滑膜２を照明する照明ステップと、潤滑膜２から戻る検出ビーム、具体的には、検出ビームの強度又は吸収スペクトルを検出して信号に変換する検出ステップとを含む。この点に関して、潤滑膜２の特性値は、検出される検出ビームの信号に依存して解析ステップにおいて決定される。放射ステップでは、潤滑膜２を照明するために照明ビーム３を源６から電磁放射線として放射する。照明ビーム３の波長は、この点に関して、照明ビーム３の電磁放射線の吸収が潤滑剤２中で励磁されるように選択される。
【００４５】
本方法は、請求項１乃至１１において記載するシリンダライナを用いて以下のように実施される。源６によって照明ビーム３を放射し、光学素子５、ここでは、光導波路７を用いて通路１３内に伝送する。潤滑膜２を形成するシリンダライナ１の内壁の近傍において通路１３内の光導波路７によって照明ビーム３を放射する。この点に関して、照明ビーム３は末端素子１４を通じて透過し、次に、潤滑膜２内に侵入する。１つ又はそれよりも多くの異なる特性波長を備えて放射され或いは透過さされる照明ビーム３は、１つ又はそれよりも多くの物質、具体的には、潤滑膜２内に存在する分子によって、潤滑膜２内に吸収される。加えて、この点に関して、蛍光又は散乱のような他の機構も作用し得る。以下では、潤滑膜２とシリンダライナ１の内側領域内の図示しない気体との間の相界面で、全反射の原理を利用する。照明ビーム３は、液体（潤滑剤）からガス状（例えば、掃気又は燃焼空間気体）への相界面で反射させられ、よって、通路１３の方向において戻る被反射検出ビーム４になる。検出ビームは光導波路７によって検出され、光学フィルタ８１を介して検出素子８に伝送され、その光学フィルタ８１を用いて、検出されるべき波長が検出ビームからフィルタリングされる。検出ビームは検出素子８内で検出され、信号に変換され、その信号を用いて、潤滑膜２を特徴付ける特性値が解析素子９によって決定される。解析ステップでは、この点に関して、照明ビームの照明振幅に対する検出ビームの検出振幅の振幅対振幅比を計算し得る。潤滑膜の透過挙動(transmission  behavior)の決定を参照して、潤滑剤の特定の特性に関する結論を引き出し得る。
【００４６】
図５は、全反射の原理の概略図を示している。この点に関して、照明ビーム３は、臨界角Ｇよりも大きい角度で光学軸Ｂの左に配置される。相界面で照明ビーム３は全反射され、照明ビーム４になって光学軸Ｂの右に進む。全反射は、とりわけ電磁波（例えば、可視光）との関係において知られている。全反射は、吸収しないか或いは僅かに吸収するだけであり、入射角が特定の値、いわゆる全反射の臨界角Ｇを超えるときに、異なる伝搬速度を有する。その場合には、屈折率ｎ１を有する光学的により高密度の媒体から来て、屈折率ｎ２を有する光学的により薄い媒体への境界に入射する照明ビーム３は、第２の媒体内にもはや多量に反射させられず、光学的により高密度の媒体ｎ１内に殆ど完全に反射させられる。
【符号の説明】
【００４７】
１      シリンダライナ
２      潤滑膜
３      照明ビーム
４      検出ビーム
５      光学素子
６      源
７      光導波路
８      検出素子
９      解析素子
１０    制御素子
１１    シリンダ壁
１２    ピストン
１３    通路
１４    末端素子
１５    燃焼空間
１６    収集空間
８１    光学フィルタ
１３１  通路
１３２  通路
Ａ      シリンダ軸
Ｂ      光学軸
Ｇ      臨界角
ｎ１    屈折率
ｎ２    屈折率
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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