AT389943B - Verfahren zur pruefung der zentralen motormechanik und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Nr. 389943

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der zentralen Motormechanik fertig montierter, ftemdgetriebener Brennkraftmaschinen und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahren.

Von den an fertig montierten Brennkraftmaschinen auftretenden Fehlem sind lediglich die die zentrale Motormechanik betreffenden Defekte, beispielsweise unzulässig große Lagerspiele, Kolbenspiele zwischen Kolben und Laufbüchse oder Ventilspiele noch nicht durch bereits bekannte Verfahren zu kontrollieren, ohne in die fertig montierten Motoren einzugreifen. Defekte in der zentralen Motormechanik werden derzeit meist von geschulten Prüfern über die diversen Laufgeräusche erkannt, wobei insbesondere deren Klassifikation eine zusätzliche Erschwernis und häufiger Anlaß für Unzulänglichkeiten darstellt. Dies bezieht sich sowohl auf fremdgetriebene als auch auf selbstlaufende Motoren, wobei bei letzteren insbesondere zur Erzielung eines stabilen Verbrennungsprozesses eine ausreichende Betriebstemperatur ereicht werden muß, wofür eine je nach Motorgröße zwischen etwa 4 und 10 Minuten in Anspruch nehmende Aufwärmphase notwenig ist. Da vor allem bei erstmals laufenden Motoren am Ende des Fertigungsprozesses eine stark streuende Verbrennung auftritt, kommt es zu Schwierigkeiten bei der objektiven Erfassung rein mechanisch bedingter Geräusche.

Bei herkömmlichen Prüfläufen im ffemdgetriebenen Zustand treten jedoch einerseits geringere Wechselkiäfte an den einzelnen zu prüfenden Motorteilen auf und anderseits herrschen vor allem, wenn der Prüf lauf in kurzer Zeit abgeschlossen sein soll, für die Erkennung einzelner bestimmter Fehlertypen zu ungünstige Betriebsparameter, wodurch die Signale einzelner Bauteile schlecht unterscheidbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein automatisches Verfahren zur Prüfung der zentralen Motormechanik einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welches einen raschen Prüfablauf mit einer entsprechend hohen Durchgangsrate an Motoren erlaubt, wobei eine optimale Fehlereikennung und Zuordnung zu einzelnen Bauteilen der geprüften Brennkraftmaschine ermöglicht werden soll und ein kostengünstiger Einsatz des Prüfverfahrens, beispielsweise am Ende einer Fertigungsstraße, realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Baugruppen "Ventiltrieb", "Kolben" und "Kurbeltrieb" der zentralen Motormechanik nacheinander einer automatischen Prüfung unterzogen werden, daß vorzugsweise in der nachfolgenden dargelegten Reihenfolge von der Baugruppe "Kolben" bei kaltem Motor und einem beispielsweise durch Schließen einer Auspuffdrosselklappe erhöhten Gasdruck zumindest ein erstes Körperschallsignal, von der Baugruppe "Ventiltrieb" bei weggeschaltetem Gasdruck ein zumindest zweites Köiperschallsignal jeweils von der Motoroberfläche gewonnen wird und daß von der Baugruppe "Kurbeltrieb" bei erhöhtem Gasdruck und bereits erhöhter Betriebstemperatur zumindest ein Öldrucksignal aus dem Ölkreislauf gewonnen wird, daß die den einzelnen Baugruppen zuordenbaren defeküypischen Köiperschall- und Öldrucksignale mit den Signalen defektffeier Brennkraftmaschinen verglichen werden, sowie daß die Gesamtprüfdauer unter drei Minuten, vorzugsweise unter einer Minute liegt. Durch das vorab gemessene Verhalten defektfreier Brennkraftmaschinen und die Mittelung und Speicherung der bei den selben Betriebsparametem gewonnenen Körperschall- und Öldrucksignale ist beim Überschreiten vorgebbarer Pegel für die einzelnen Signale eine Gut-/Schlechtbeurteilung des Prüflings rasch und zuverlässig möglich.

Es hat sich herausgestellt, daß das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft angewandt werden kann, wenn zur Gewinnung der ersten und der zweiten Körperschallsignale und der Öldrucksignale die Brennkraftmaschine mit mindestens einer Drehzahl zwischen 20 und 40 % der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Es ist im Sinne eines raschen Prüfablaufes auch möglich, zur Prüfung der einzelnen Baugruppen jeweils ein Signal und die selbe Drehzahl zu wählen.

Bei der frequenzmäßigen und zeitlichen Aufschlüsselung, entsprechend der fiktiven Zündstellung des Kolbens, zur geeigneten Prüfung der vom Kolbenkippvorgang hervorgerufenen Körperschallsignale - die als Maß für das Kolbenspiel heiangezogen werden - hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß von den ersten Körperschallsignalen zur Prüfung der Baugruppe "Kolben” mittlere Frequenzen, vorzugsweise von 1 bis 3 kHz, herangezogen werden.

Hingegen ist es erfindungsgemäß günstig, wenn von den zweiten Körperschallsignalen zur Prüfung der Baugruppe "Ventiltrieb" hohe Frequenzen, vorzugsweise Frequenzen über 5 kHz, herangezogen werden, da sich Schäden im Ventiltrieb typischerweise im hohen Frequenzbereich zeigen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Öldrucksignale zur Prüfung der Baugruppe "Kurbeltrieb" in an sich bekannter Weise einer relativen Ordnungsanalyse unterzogen werden, wobei Pegeldifferenzen einzelner drehzahlsynchroner Motorordnungen verglichen werden. Die Auswertung anhand drehzahlsynctuoner Motorordnungen ist an sich aus der EP-A2 0203 910 bekannt und eignet sich hervorragend für das erfindungsgemäße Prüfverfahren, da durch eine Auswertung der drehharmonischen Signalanteile relativ zur fiktiven Zündtaktfrequenz der Einfluß der Motortemperatur, welche sich lediglich auf die Signalamplitude, nicht jedoch auf die Signalform bzw. zeitliche Abfolge der Signale auswiikt, weitgehend eliminiert wird. Für das erfindungsgemäße Prüfverfahren ist somit nur ein geringer Zeitaufwand notwendig, so können die ersten und die zweiten Köiperschallsignal innerhalb von jeweils 8 bis 15 Sekunden, und die Öldrucksignale innerhalb von 5 bis 10 Sekunden gewonnen und ausgewatet werden.

Das Prüfverfahren wird nur geringfügig verlängert, wenn in einer Weiterbildung der Erfindung vor dem eigentlichen Prüflauf die Brennkraftmaschine innerhalb einer Zeit von vorzugsweise 10 Sekunden bei einer Drehzahl von 5 bis 20 % der Nenndrehzahl stabilisiert wird. Durch diesen Stabilisierungslauf bei niedriger Motordrehzahl tritt lediglich eine geringe Erhöhung der Ölsumpftemperatur in der Größenordnung von 2 °C auf, welche die nachfolgende Messung der Baugruppe "Kolben" nicht erschwert. -2-

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Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn bei der Prüfung eines Vergasermotors zusätzlich die Vergaserdrosselklappe zur Steuerung des Gasdruckes herangezogen wird. So kann insbesondere durch Offnen der Vergaserdrosselklappe beim Kolbentest der Gasdruck weiter erhöht werden, was auch bei der Prüfung des Kurbeltriebs zur Steigerung der Last wünschenswert ist Für eine sichere Fehlererkennung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genügt es, wenn die Messung der Körperschallsignale an zwei symmetrisch gelegenen Punkten einer Zylinderkopfseitenfläche erfolgt, wobei beispielsweise zwei fixe Beschleunigungsgeber Verwendung finden können. Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn die Körperschallsignale seriell in an sich bekannter Weise berührungslos mit Hilfe der Laser-Doppler-Schwingungsdiagnose gewonnen werden. Die Messung von Körperschall mit Hilfe der Laser-Doppler-Vibrometrie ist dabei an sich aus der EP-A2-0130 968 bekannt.

Schließlich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Signale von den einzelnen Meßpunkten an der Motoroberfläche gefiltert und/oder mit einer Korrekturfunktion überlagert zu einem Summensignal zusammengefaßt werden, sodaß ein zusätzliches Signal entsteht, welches dem Luftschallsignal des Gesamtgeräusches der Brennkraftmaschine in beispielsweise einem Meter Entfernung von der Oberfläche der Brennkraftmaschine entspricht Dabei sind eine hohe Drehzahl und eine große Motorlast vorzuziehen, jedoch nicht verfahrensbedingt notwendig. Zur Erfassung des Gesamtgeräusches ist ein den Frequenzgang der mittleren Abstrahlcharakteristik von markanten Meßpunkten an der Motoroberfläche an das Luftschallsignal nachbildendes Filter - beispielsweise ähnlich einer gehörrichtigen Schallkorrektur (A-Pegelbewertung) - vorgesehen. Die Korrekturkurve bzw. Bezugskurve defektfreier Brennkraftmaschinen ist gegebenenfalls in einem speziell dafür geeigneten Prüfraum, beispielsweise einem reflexionsarmen Meßraum experimentell zu bestimmen. Durch Pegelwertbildung wird aus dem solcher Art aufbereiteten Körperschallsignal, welches vorzugsweise aus der Mittelung mehrerer Signale von unterschiedlichen Meßpunkten erhalten wird, eine Nachbildung des ein Meter-Geräuschpegels auch bei für Direktschallmessungen unzulässig hohen Umgebungsgeräuschen direkt am Fertigungsband in der Fabrikshalle erreicht.

Eine vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die zu prüfende Brennkraftmaschine mit einer Antriebsquelle in Verbindung bringbar ist, ist dadurch gegeben, daß eine zentrale Prüfstandselektronik vorhanden ist, mit welcher die Antriebsquelle und ein Betätigungsmechanismus für die Drosselklappen der Brennkraftmaschine steuerbar und die in den einzelnen, zeitlich aufeinanderfolgenden Prüfabschnitten vorgebbaren Betriebsparameter automatisch einstellbar sind, daß durch die Prüfstandselektronik ein Abtastsystem, vorzugsweise ein Laser-Doppler-Vibrometer zur Gewinnung von Körperschallsignalen (I) ansteuerbar und über einen geeigneten Öldruckgeber ein Öldrucksignal (IV) gewinnbar ist, welche Signale (I), (IV) mit Hilfe eines vorzugsweise am Zahnkranz der Schwungscheibe gewonnenen Markenimpulses (Π) und eines Motorzyklusimpulses (ΙΠ) verarbeitbar und in mehrere defekttypische Frequenzbereiche entsprechend den Baugruppen "Kolben", "Ventiltrieb" und "Kurbeltrieb" unterteilbar sind, und daß eine an die Prüfstandselektronik angeschlossene Ausgabeeinheit vorhanden ist, mittels welcher die aufgrund von in der Prüfstandselektronik durch Vergleich mit Daten von Gut-Motoren gewonnene Gut-/Schlechtbeurteilung der geprüften Brennkraftmaschine aufzeigbar ist. Es ist auch möglich, daß nach Erkennung eines Fehlers dar Prüflauf unterbrochen und die defekte Brennkraftmaschine automatisch ausgeschieden wird.

Die nachfolgend beschriebenen Fig. 1 bis 5 sollen zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens beitragen.

Es zeigen Fig. 1 schematisch eine Prüfanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Fig. 2 bis 5 Diagramme von Gut- und Defektsignalen.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Produktionsprüfstandes für den Schleppbetrieb mit einem automatischen Wechsel, der auf einer Transportpalette (1) befestigten Brennkraftmaschine (2), welche zusammen mit dem Antriebsmotor (3) auf einem Prüfstandsbett (4) aufliegt. Das Prüfstandsbett (4) wird von einem Rahmen (5) aufgenommen, wobei der Rahmen (5) und das Prüfstandsbett zur Eliminierung äußerer Vibrationseinflüsse federnd gelagert sind.

Die Umsetzung der Motorschwingungen in ein diagnostisch auswertbares Signal (I) wird mit Hilfe eines Laser-Doppler-Vibrometers (6) mit einer Laserelektronik (6') über eine Schwenkoptik (7) ermöglicht, wobei sowohl ein extrem rascher Zugriff zu markanten Meßpunkten (8), (9), (10) und (11) an der Motoroberfläche mit einer Meßdauer inklusive Schwenkung von 5 Sekunden pro Meßpunkt, als auch eine absolut getreue Schwingungswiedergabe im maßgebenden Frequenzbereich bis etwa 12 kHZ realisierbar ist. Die gemessenen Signale (I) können von der Prüfstandselektronik (12) simultan in mehrere charakteristische defekttypische Frequenzbereiche unterteilt, mit Hüllkurven versehen und auf der Basis interpolierter, induktiv über den Zahnkranz (16) der Schwungscheibe gewonnener Markenimpulse (Π) digitalisiert werden. Durch Mittelung über eine große Anzahl von Motorzyklen entsprechend der ggf. rechnerisch interpolierten Zyklusimpulse (III) entstehen in einem Mikroprozessor Datenblöcke, aus denen wiederum geeignete Beurteilungswerte errechnet und in einer Ausgabeeinheit (13) abgelegt werden. Zur Auswertung herangezogen werden im allgemeinen zwei symmetrisch liegende Punkte (8), (9) des Zylinderkopfes (14), sowie bei Bedarf noch zwei zusätzliche Kurbelgehäusepunkte (10), (11) bei beispielsweise jeweils einer tiefen und einer hohen Motordrehzahl. Am Ende der seriellen Meßfolge werden aus allen Einzelergebnissen unter Miteinbezug des von einem Öldruckgeber (15) gewonnenen Öldrucksignales (IV) vier Gesamtwerte gebildet, wobei sich der Öldruckgeber auch in der -3-

Nr. 389943 Ölleitung zwischen Prüfling und Prüfstandsbett befinden kann. Sie sind repräsentativ für das allgemeine Gesamtgeräusch, den Ventiltiieb, die Kolbenbewegung und den Kuibeltrieb.

Die Prüfstandselektronik (12) ist über Steuerleitungen (17), (18) mit dem Antriebsmotor (3) bzw. einem Betätigungsmechanismus (14) für die Drosselklappen verbunden.

Die Aufzeigung von Ventiltriebsdefekten im Schleppbetrieb geht aus Fig. 2 hervor. Hier, wie in der folgenden Fig. 3 ist auf der Abszisse jeweils der Kurbelwinkel (K) in Grad bzw. die Zündfolge (Z) und auf der Ordinate die Schwingschnelle (S) in prn/s aufgetragen.

Von der Ventilbewegung werden Stöße hervorgerufen, die die Hauptanregung für den Körperschall im Frequenzbereich über 5 kHz bilden. Sie sind mittels einer Laser-Doppler-Messung gut wiederzugeben. Die durch den Ventilöffnungs- und Schließvorgang verursachten Impulse sind sowohl in Absolutgröße als auch in ihrem Verhältnis zueinander deutlich drehzahlabhängig, da sie neben der näherungsweise konstanten Ventilfederkraft auch von drehzahlproportionalen Massenkräften hervorgerufen werden. Spielerweiterungen verursachen sowohl eine Erhöhung als auch eine schwache Phasenverschiebung der beiden, dem jeweiligen Schadventil zuordenbaren Impulspakete.

Da die Ventilereignisse eng zusammenliegen, sind insbesondere bei kleinen Spielerweiterungen trotz einer Signalsynchronisation mit der Kurbelwellenstellung automatische Einzelimpulsbewertungen unter Zugrundelegung des Oberflächensignals alleine oft unzuverlässig. Wie in den Fig 2a bis 2c demonstriert wird, gestattet jedoch die Summierung aller mit einer gedachten Hüllkurve versehenen Impulspakete, die über einem festgesetzten Schwellwert (SW) (= 40 μτη/s) zur Eliminierung der Hintergrundgeräusche liegen, die Bildung eines umfassenden Beurteilungswertes (BW). Mt Hilfe dieses Wertes können über den stark streuenden Signalen guter Motoren sowohl fehlerhafte Nockenwellen als auch unzulässige Spielerweiterungen im Ventiltrieb aufgezeigt werden. Die Fig. 2a bis 2c dokumentieren die ausreichende Erkennbarkeit von künstlich erweiterten Spielen an je einem Ventil gegenüber den Signalen von drei Serienmotoren an der oberen Streugrenze. Die rechte Seite der Darstellung stellt jeweils einen Defektzustand mit einer künstlichen Spielerweiterung von 0,2 bis 0,05 mm dem Gutzustand auf der linken Seite gegenüber. Das Verfahren gestattet die Überwachung einer zulässigen Fertigungstoleranz von 0,05 mm bei einem mittleren Normalspiel von 0,4 mm.

Wie in Fig. 3 dargestellt, bilden unzulässige Spiele zwischen dem Kolbenhemd und der Zylinderbüchse die Hauptfehlerquelle in diesen Bauteilen. Spielerhöhungen äußern sich wiederum in zunehmenden Stoßimpulsen als eine Folge des Kolbenkippvorganges. In den Fig. 3a bis 3c wird nun anhand künstlicher Spielerweiterungen gezeigt, daß sich unter Einhaltung geeigneter Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine lediglich der Kippimpuls in der Zündstellung des Defektzylinders vergrößert. Auch hier können mit Hilfe eines charakteristischen Beurteilungswertes (BW) in Anlehnung an die Ventiltriebsdiagnose Spiele außerhalb der Fertigungstoleranz - in diesem Beispiel 0,15 mm bei einem Kaltspiel von 0,03 mm - ausreichend sicher vom Streuband guter Motoren (linke Seite) getrennt werden.

In den Diagrammen der Fig. 4 sind Kurbeltriebsdefekte dargestellt. Bei dem mit kurzdauernden Serienprüfungen verbundenen niedrigen Temperatumiveau bewirken auch sehr große Spielerweiterungen wie 0,2 mm an einer Lagerstelle keine ausreichende Veränderung im Körperschall. Die dem statischen Druck überlagerten Schmierölpulsationen zeigen hingegen während einer Arbeitsperiode eine prägnante, defekttypische Veränderung der normalerweise regelmäßigen Signalform. Diese Defektauswirkungen sind weitgehend temperaturunabhängig und werden auch nicht, wie der Körperschall, durch eine steife Motorbefestigung am Prüfstandsbett eingeschränkt.

In den Fig. 4a bis 4c ist jeweils über den Kurbelwinkel (K) der dynamische Öldruck (P) in kPa aufgetragen. Die Empfindlichkeit des Verfahrens wird anhand einer Gegenüberstellung typischer Signale an Gutmotoren (strichliert) zu solchen an mit Ausschußkurbelwellen ausgestatteten Exemplaren (ausgezogen) demonstriert, deren maximale Maßtoleranzabweichung 0,012 mm bei einem tolerierten Kaltspiel von 0,05 + 0,01 mm beträgt. Die Überlagerung der Pulse einzelner Zylinder ergibt im Normalzustand einen regelmäßigen Wellenverlauf. Durch unzulässige Spielerweiterungen an einem Pleuellager tritt beispielsweise eine dem Schadzylinder folgende übermäßige Druckeinsenkung auf (Fig. 4a). Bei Spielerweiterungen an einem Hauptlager wird dem Signalverlauf eine niederfrequente Schwebung (0,5. Ordnung am Vierzylinder) überlagert

Wie anhand einer zusätzlichen Ordnungsanalyse in den Fig. 4d bis 4f demonstriert wird, sind die Differenzdruckpegel ((D) in dB aufgetragen über relative Motorordnungen) zwischen der Zündtaktfrequenz (zweite Ordnung am Viazylinder) und den darunter liegenden, niedrigeren Ordnungen besonders prägnant und kaum vom Betriebszustand wie Temperatur und Drehzahl beeinflußt. Die Ursache ist die während jeder Arbeitsperiode wechselnde Kräftebeaufschlagung an den Gleitlagern des Kurbeltriebes, die sich im darin eingepreßten Schmierölfilm fortsetzt. Die durch Summierung der Pegelwerte in den niedrigen Ordnungen relativ zum Pegelwert in der Zündtaktfrequenz (Bezugspegel (BZ)) enechneten Beurteilungswerte ergeben eine ausreichende Fehleranzeige für den Kurbeltrieb.

Eine Gesamtbeurteilung der Vorgänge wird durch Bildung eines dem Luftschallsignal nachgebildeten Summenpegelwertes über den maßgebendsten Frequenzbereich zwischen 20 Hz und 12 kHz erreicht Dazu werden die über eine Laser-Doppler-Messung aufbereiteten Signale in spektrale Anteile zerlegt, wie in Fig. 5 dargestellt (X-Achse: Frequenz in kHz; Y-Achse: Motomummer (M), Beurteilungswert (BW); Z-Achse: Schwingschnelle (S) in 5 x 10*8 m/s) und mit einer Korrekturfunktion überlagert Diese wird im voraus meßtechnisch bestimmt -4-

Claims (12)

1. Nr. 389943 und entspricht dem mittleren Abstrahlmaß zwischen dem Köiperschall an den gewählten Meßpunkten und dem gehörrichtig bewerteten Luftschallsignal in einem Meter Entfernung von der Motoroberfläche. Die als Beurteilungswerte (BW) dienenden Gesamtpegel sind in Fig. 5 für einige Serienmotoren eingetragen, woraus ersichtlich ist, daß das Streuband defektfieier Motoren aus der Serienproduktion relativ groß ist. Schließlich wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines automatischen Prüfablaufes eines typischen Vierzylinder-Ottomotors mit 1,6 1 Hubraum, Nenndrehzahl 5500 min'*, obenliegender Nockenwelle, zwei Ventile pro Zylinder, dreifach gelagerter Nockenwelle und fünffach gelagerter Kurbelwelle näh»- erläutert* A - Beginn des Schleppbetriebes, Ölsumpftemperatur 20 °C, 500 min'* (9 % der Nenndrehzahl), 10 sec. Dauer; Anlauf/Stabilisierung, währenddessen Vergaserdrosselklappe vollständig geöffnet, zusätzlich Auspuffklappe geschlossen. B - 1500 min-1 (27 % der Nenndrehzahl), 10 sec. Ölsumpftemperatur ca. 22 °C, Kolbentest - serielle Messung an zwei symmetrisch gelegenen Punkten an der Zylinderkopfseitenfläche (je 4 sec. Meßdauer, 2 sec. Schwenkzeit und Einschwingvorgang), Signalaufnahme mittels Laser-Doppler Vibrometrie und Strahlschwenkoptik (oder 2 fixen Beschleunigungsgebem), Signalauswertung lediglich für den mittleren Frequenzbereich von 1 bis 3 kHz, Erstellung eines über die in der Meßzeit anfallenden Motorzyklen gemittelten digitalen Signaldatenblockes, rechnerische Aufbereitung der im Zeitbereich der Kolbenschlagereignisse (0 bis 90° KW nach Zünd-OT-Stellung eines jeden Zylinders) angeregten Impulse, die als Bewertungskriterium für Kolbenschäden dienen. C - Schließen der Vergaserdrosselklappe, Öffnen der Auspuffklappe; 5 sec. Dauer, Öltemperatur ca. 25 °C D - 1500 min*1, 10 sec.: Ventiltriebstest - analog (B), jedoch Bewertung des Signals im hohen Frequenzbereich von 6 bis 12 kHz und zu den Zeitpunkten der Ventilöffaungs- und Schließimpulse E - Volles Öffnen der Vergaserdrosselklappe, 5 sec., Öltemperatur ca 28 °C. F -1500 min'1, 5 sec.: Kurbeltriebstest · Auswertung des Öldrucksignales durch Bewertung der drehzahlharmonischen Pegel (0.25 bis 1.5te Ordnung) in Relation zum Pegel der Zündtaktfrequenz (2. Ordnung) G - 3800 min'1 (69 % der Nenndrehzahl), 10 sec., Öltemperatur ca. 30 °C Beurteilung des Gesamtgeräusches -Aufnahme der Körperschallsignale an 2 Kopfpunkten (analog B), gemittelte Pegelwertberechnung von 20 Hz bis 12 kHz nach Filterkorrektur entsprechend der Abstrahlcharakteristik Körperschall-Luftschall. H - Ende des Motorschleppbetriebes, Öltemperatur im Sumpf ca. 35 °C. Die Teile B und C können gegebenenfalls in der Reihenfolge getauscht werden, wobei eine Betätigung der Auspuffklappe entfällt. Ohne den wahlweisen Teilvorgang G ergibt sich somit bei Zugrundelegung von je zwei Körperschall-Meßpunkten aus Gründen der verbesserten Signalqualität eine Gesamtprüfdauer von 45 sec. inklusive G werden 55 sec. genötigt. Der Gesamtvorgang ist unter Beachtung des Temperaturniveaus auch gegebenenfalls bereits bestehenden Prüfabläufen vor- oder zwischenschaltbar. PATENTANSPRÜCHE -5- 1 Verfahren zur Prüfung der zentralen Motormechanik fertig montierter, fremdgetriebener Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppen "Ventiltrieb", "Kolben" und "Kurbeltrieb" der zentralen Motormechanik nacheinander einer automatischen Prüfung unterzogen werden, daß vorzugsweise in der nachfolgend dargelegten Reihenfolge von der Baugruppe "Kolben" bei kaltem Motor und einem beispielsweise durch Schließen einer Auspuffdrosselklappe erhöhten Gasdruck zumindest ein erstes Köiperschallsignal, von der Baugruppe "Ventiltrieb" bei weggeschaltetem Gasdruck ein zumindest zweites Körperschallsignal jeweils von der Motoroberfläche gewonnen wird und daß von der Baugruppe "Kurbeltrieb" bei erhöhtem Gasdruck und bereits erhöhter Betriebstemperatur zumindest ein Öldrucksignal aus dem Ölkreislauf gewonnen wird, daß die den einzelnen Baugruppen zuordenbaren, defekttypischen Körperschall- und Öldrucksignale mit den Signalen defektfreier Brennkraftmaschinen verglichen werden, sowie daß die Gesamtprüfdauer unter drei Minuten, vorzugsweise unter einer Minute liegt. Nr. 389943
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung der ersten und der zweiten Körperschailsignale und der Öldrucksignale die Brennkraftmaschine mit mindestens einer Drehzahl zwischen 20 und 40 % der Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben wird. 5
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den ersten Körperschallsignalen zur Prüfung der Baugruppe "Kolben" mittlere Frequenzen, vorzugsweise von 1 bis 3 kHz, herangezogen werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den zweiten Körperschallsignalen 10 zur Prüfung der Baugruppe "Ventiltrieb" hohe Frequenzen, vorzugsweise Frequenzen über 5 kHz, herangezogen werten.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öldrucksignale zur Prüfung der Baugruppe "Kurbeltrieb" in an sich bekannter Weise einer relativen Ordnungsanalyse unterzogen werden, wobei 15 Pegeldifferenzen einzelner drehzahlsynchroner Motorordnungen verglichen weiden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Körperschallsignale innerhalb von jeweils 8 bis 15 sek. und die Öldrucksignale innerhalb von 5 bis 10 sek. gewonnen und ausgeweitet werden. 20
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem eigentlichen Prüflauf die Brennkraftmaschine innerhalb einer Zeit von vorzugsweise 10 sek. bei einer Drehzahl von 5 bis 20 % der Nenndrehzahl stabilisiert wird.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Prüfung eines Vergasermotors zusätzlich die Vergaserdrosselklappe zur Steuerung des Gasdruckes herangezogen wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Körperschailsignale an zwei symmetrisch gelegenen Punkten einer Zylinderkopfseitenfläche erfolgt 30
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Körperschailsignale seriell in an sich bekannter Weise berührungslos mit Hilfe der Laser-Doppler-Schwingungsdiagnose gewonnen werden.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von den einzelnen Meßpunkten an der Motoroberfläche gefiltert und/oder mit einer Korrekturfunktion überlagert zu einem Summensignal zusammengefaßt werden, sodaß ein zusätzliches Signal entsteht welches dem Luftschallsignal des Gesamtgeräusches der Brennkraftmaschine in beispielsweise einem Meter Entfernung von der Oberfläche der Brennkraftmaschine entspricht 40
12. 12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die zu prüfende Brennkraftmaschine mit einer Antriebsquelle in Verbindung bringbar ist dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Prüfstandselektronik (12) vorhanden ist, mit welcher die Antriebsquelle (3) und ein Betätigungsmechanismus (14) für die Drosselklappen der Brennkraftmaschine (2) steuerbar und die in den 45 einzelnen, zeitlich aufeinanderfolgenden Prüfabschnitten vorgebbaren Betriebsparameter automatisch einstellbar sind, daß durch die Prüfstandselektronik (12) ein Abtastsystem, vorzugsweise ein Laser-Doppler-Vibrometer (6) zur Gewinnung von Körperschallsignalen (I) ansteuerbar und über einen geeigneten Öldruckgeber (15) ein Öldrucksignal (IV) gewinnbar ist, welche Signale (I), (IV) mit Hilfe eines vorzugsweise am Zahnkranz (16) der Schwungscheibe gewonnenen Markenimpulses (II) und eines Motorzyklusimpulses (III) verarbeitbar und in 50 mehrere defekttypische Frequenzbereiche entbrechend den Baugruppen "Kolben", "Ventiltrieb" und "Kuibeltrieb" unterteilbar sind und daß eine an die Prüfstandselektronik (12) angeschlossene Ausgabeeinheit (13) vorhanden ist, mittels welcher die aufgrund von in der Prüfstandselektronik (12) durch Vergleich mit Daten von Gut-Motoren gewonnene Gut-/Schlechtbeurteilung der geprüften Brennkraftmaschine (2) aufzeigbar ist. 55 50 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -6-