DD211148A1

DD211148A1 - METHOD AND DEVICE FOR ADJUSTING THE SPREADING TIME AND THE MIXTURE COMPOSITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DD211148A1
Application number: DD24451082A
Authority: DD
Inventors: Matthias Reichelt; Thoralf Schober
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1982-11-03
Filing date: 1982-11-03
Publication date: 1984-07-04
Also published as: DD211148B5

Abstract

Verfahren und Anordnung zur Einstellung von Verbrennungsmotoren. Die Erfindung dient der Einstellung des bestmoeglichen Zuendzeitpunktes und der bestmoeglichen Gemischzusammensetzung. Sie ist anwendbar bei allen Verbrennungsmotoren, bei denen d. Zuendung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch einen elektrischen Funken erreicht wird. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, die motorspezifischen Bestwerte zu erreichen und somit insbesondere eine bestmoegliche Kraftstoffnutzung zu erreichen. Erfindungsgemaess wird der Rueckspannungsimpuls im Primaerstromkreis der Zuendspule als Messignal verwendet, wobei durch Veraenderung des Zuendzeitpunktes und der Gemischzusammensetzung das Messwertmaximum erreicht wird. Die einfache Messanordnung besteht aus einer Vorrichtung zur Abtrennung des bezeichneten Impulses 11 (Fig.2) und einer nachgeschalteten Einrichtung zur Integration der Impulsflaeche, sowie einem Messgeraet.Method and arrangement for adjusting internal combustion engines. The invention serves to set the best possible Zuendzeitpunktes and the best possible mixture composition. It is applicable to all internal combustion engines where d. Zuzusendung of the fuel-air mixture is achieved by an electric spark. The aim and object of the invention is to achieve the engine-specific best values and thus in particular to achieve the best possible fuel economy. According to the invention, the back-voltage pulse in the primary circuit of the ignition coil is used as the measuring signal, whereby the maximum measured value is achieved by changing the ignition time and the mixture composition. The simple measuring arrangement consists of a device for separating the designated pulse 11 (Figure 2) and a downstream means for integrating the Impulsflaeche, and a Messgeraet.

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Anordnung zur Einstellung von VerbrennungsmotorenMethod and arrangement for adjusting internal combustion engines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Anwendung des Verfahrens benötigte Anordnung zur Auffindung der bestmöglichen Einstellparameter aller Verbrennungsmotoren, bei denen die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch einen elektrischen Funken erreicht wird, im folgenden einfachheitshalber als Motor bezeichnet. Die Erfindung dient der Einstellung des bestmöglichen Zündzeitpunktes und der bestmöglichen Gemischzusammensetzung. Diese Einstellungen können an jedem beliebigen Motor erfolgen, vorausgesetzt, daß sich alle mechanischen und, soweit vorhanden, elektronischen Bauelemente und Baugruppen in einem normalen, betriebsbereiten Zustand befinden.The invention relates to a method and an arrangement required for the application of the method for finding the best possible adjustment parameters of all internal combustion engines, in which the ignition of the fuel-air mixture is achieved by an electric spark, hereinafter referred to as motor for simplicity. The invention serves to set the best possible ignition timing and the best possible mixture composition. These adjustments may be made to any engine, provided that all mechanical and, if present, electronic components and assemblies are in a normal, ready to operate condition.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind eine Reihe von statischen und dynamischen Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um die Zündung und Vergaseranlagen einzustellen, die jedoch generell die vom Hersteller angegebene Richtwerte als Einstellparameter verwenden. Dementsprechend können diese nur Näherungswerte sein, vor allem, wenn man den verschleißbedingten Alterungsprozeß der Motoren berücksichtigt. Hinzu kommt, daß mit allen bisher bekannten Verfahren und Anordnungen es nicht möglich ist, beide Anlagen zusammen mit einem Gerät einzustellen.Characteristic of known technical solutions A number of static and dynamic methods and devices are known for adjusting the ignition and carburetor systems, but generally using the manufacturer's reference values as setting parameters. Accordingly, these can only be approximate, especially if one considers the wear-related aging process of the motors. In addition, with all previously known methods and arrangements, it is not possible to set both systems together with a device.

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Bei den statischen Verfahren werden am kalten Motor mittels Indikatormeßgerät (z.B. Meßuhr) die vorgegebenen Einstellwerte überprüft und korrigiert. Diese Methoden werden seit vielen Jahrzehnten angewendet und gelten heute als unzureichend, da alle Lagerspiele, Unrundheiten, thermische Ausdehnungen uva. nicht mit erfaßt werden können, Qm die Nachteile der statischen Messungen zu vermeiden, wurden in den letzten Jahren mehrere dynamische Verfahren entwickelt. Diese werden bei laufenden, betriebswarmen Motor angewendet. Folgende Prinzipien werden in der Praxis angewendet:In the static methods, the set values are checked and corrected on the cold engine by means of an indicator measuring device (for example a dial gauge). These methods have been used for many decades and are considered inadequate today, as all bearing clearance, ovality, thermal expansion, etc. can not be detected, Qm avoid the disadvantages of static measurements, several dynamic methods have been developed in recent years. These are used in running, warm engine. The following principles are applied in practice:

a) Zündstroposkopa) Ignition stroposcope

Dieses Gerät wird am laufenden Motor angeschlossen. Lichtblitze, die auf die mit Kerben versehene Keilriemenscheibe gerichtet werden, lassen erkennen, ob die Einstellung der Zündanlage den vorgegebenen Parametern entspricht, ggf. kann eine Korrektur erfolgen.This device is connected to the running motor. Flashes of light directed at the notched V-belt pulley indicate whether the ignition system setting meets the specified parameters and, if necessary, a correction can be made.

b) Schließwinkelmeßgerätb) closing angle measuring device

In den letzten JahrenWurden diese Geräte neu entwickelt (1978: OS 28 27347, 1979: OS 29 26820). Mit Hilfe derartiger Geräte ist es möglich, die Einhaltung des vorgegebenen Schließ· winkeis zu überprüfen, jedoch nicht die des Zündzeitpunktes.In recent years, these devices have been redeveloped (1978: OS 28 27347, 1979: OS 29 26820). With the aid of such devices, it is possible to check compliance with the predetermined closing angle, but not that of the ignition point.

c) Abgastestgerätc) exhaust gas tester

Diese Geräte zur Bestimmung der Abgaszusammensetzung ermöglichen eine Einstellung der Vergaseranlagen, jedoch ist ebenfalls eine gleichzeitige Einstellung der Zündanlagen nicht möglich.These devices for determining the exhaust gas composition allow adjustment of the gasifier systems, but also a simultaneous adjustment of the ignition systems is not possible.

Tatsächlich liegt aber nur dann ein guter Wirkungsgrad des Motors vor, wenn beide Anlagen zusammen mit einem Gerät eingestellt werden. Bisher war dies nur mittels umfangreicher Prüfstände und langwieriger Variation aller Parameter möglich.In fact, however, only a good efficiency of the engine is present if both systems are set together with a device. Previously, this was only possible by means of extensive test benches and lengthy variation of all parameters.

Durch einen ungenauen Zündzeitpunkt ergeben sich für den Betrieb des Motors die Nachteile: Probleme beim Starten, unrunder Betrieb beim Leerlauf oder bei niedriger Geschwindigkeit, schlechte Punktion bei hohen Drehzahlen, ruckweise Beschleu-Due to an inaccurate ignition timing, the disadvantages for the operation of the engine are: problems during starting, poor operation during idling or at low speed, poor puncture at high speeds, jerky acceleration.

nigung, Nachdieseln des Motors, abnorme Geräuschentwicklung, übermäßiger Kraftstoffverbrauch, ungünstige Auswirkungen des durch Fehlzündungen unverbrannten Gasgemisches auf den oder die Katalysatoren zum Abgasreinigen und erhöhte Abgabe schädlicher Abgase.engine, abnormal noise, excessive fuel consumption, adverse effects of the misfired unburned gas mixture on the catalyst (s) for purifying the exhaust gas, and increased emission of harmful exhaust gases.

Dies zeigt, welche wichtigen Einflüsse die Einstellungen des Zündzeitpunktes auf die Funktion des Motors haben. Gegenwärtig wird bei der Steuerung des Zündzeitpunktes stärker Gewicht auf die Abgastestentwicklung, als auf die Motorleistung gelegt.This shows which important influences the settings of the ignition point have on the function of the engine. At present, in the control of the ignition timing, more emphasis is placed on the exhaust gas development than on the engine output.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur Verbesserung der KraftstoffÖkonomie der Verbrennungsmotoren bei sumindest gleichbleibender Lebensdauer zu schaffen«The object of the invention is to provide a method and an arrangement for improving the fuel economy of internal combustion engines while maintaining the same service life. "

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist die Nutzung der Spannungszusammenbruchsgeschwindigkeit der Zündspannung von Verbrennungsmotoren als Maß für die Wahl des Zündzeitpunktes und der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches·The object of the invention is the use of the voltage breakdown rate of the ignition voltage of internal combustion engines as a measure of the choice of the ignition timing and the composition of the fuel-air mixture ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Spannungsverlauf (Fig. 2) auf der Primärspule der Zündspule ein Parameter gemessen wird, der direkt abhängig ist von solchen Motorkenngrößen wie der Temperatur, des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und der Druckverhältnisse im Brennraum des Motors. Der gemessene Parameter ist der zeitliche Mittelwert des Impulses 11 in Figur 2. Dieser kommt folgendermaßen zustande:According to the invention the object is achieved in that in the voltage curve (Fig. 2) on the primary coil of the ignition coil, a parameter is measured, which is directly dependent on such engine characteristics as the temperature, the air-fuel ratio and the pressure conditions in the combustion chamber of the engine. The measured parameter is the time average of the pulse 11 in Figure 2. This comes about as follows:

Nach Auslösung des Zündvorganges durch Öffnen des Unterbrechers 5 (Fig. 1) baut sich durch Selbstinduktion ein Spannungsimpuls 10 (Fig. 2) auf, der über die Sekundärwicklung 3 (Fig.. 1) der Zündspule hochtransformiert, die Zündspannung für den Aufbau eines Lichtbogens an der Zündkerze 1 (Fig. 1) liefert. Durch lawinenartig einsetzende Ionisation des Kerzenolektrodenzwischenraumes kommt es zu einem raschen Abfall der Spannung bis auf die Brennspannung des Lichtbogens. Die sichAfter triggering of the ignition process by opening the breaker 5 (Fig. 1), a voltage pulse 10 (Fig. 2) is built up by self-induction, which transforms over the secondary winding 3 (Fig. 1) of the ignition coil, the ignition voltage for the construction of an arc at the spark plug 1 (FIG. 1). Due to avalanche ionization of the candle electrode gap, there is a rapid drop in voltage up to the arc voltage of the arc. Which

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somit ergebende zeitliche Änderung der Sekundärspannung löst auf der Primärseite der Zündspule einen Spannungsimpuls 11 (Fig. 2) aus» Dessen Impulsfläche ist ein eindeutiges Maß für die Änderungsgeschwindigkeit der Licht!)ogenspannung an der Zündkerze 1 (Fig. 1) und wird erfindungsgemäß zur Messung genutzt. Nach Abklingen dieses Meßimpulses treten auf der Primärseite Schwingungen auf, deren Dämpfung durch ohmsche Verluste zum Beispiel der Primärwicklung 4 und in der Hauptsache durch Energierückführung auf die Sekundärseite und damit in den gezündeten Lichtbogen bewirkt wird.Thus resulting temporal change of the secondary voltage triggers on the primary side of the ignition coil a voltage pulse 11 (FIG. 2) »whose pulse area is a clear measure of the rate of change of the light!) Voltage on the spark plug 1 (Fig. 1) and is inventively for measurement used. After the decay of this measuring pulse vibrations occur on the primary side, the damping of which is caused by ohmic losses, for example, the primary winding 4 and in the main by energy recycling to the secondary side and thus in the ignited arc.

Der beschriebene Impuls 11 wird zur Lösung der gestellten Aufgabe benutzt. Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß durch abwechselndes Verändern des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und des Zündwinkels das jeweilige motorspezifische Meßwertmaximum erreicht wird«The described pulse 11 is used to solve the task. According to the invention, this is achieved in that the respective engine-specific maximum value is achieved by alternately changing the air-fuel ratio and the ignition angle. "

Der schadstoffminimale und verbrauchsminimale Betriebszustand, d.h. der bestmögliche Wirkungsgrad gilt damit als erreicht. Voraussetzung für die Messung ist dabei ein fehlerfreies Funktionieren aller Baugruppen des Motors. Die erfindungsgemäße Meßanordnung besteht aus einer Vorrichtung 7 (Fig. 1) zur Abtrennung des bezeichneten Impulses 11 (Fig. 2) und einer nachgeschalteten Einrichtung 8 (Fig. 1) zur Integration der Impulsfläche sowie einem Meßgerät 9 (Fig. 1).The minimum and lowest consumption operating state, i. the best possible efficiency is thus achieved. Prerequisite for the measurement is a faultless functioning of all modules of the engine. The measuring arrangement according to the invention consists of a device 7 (FIG. 1) for separating the designated pulse 11 (FIG. 2) and a downstream device 8 (FIG. 1) for integrating the pulse area and a measuring device 9 (FIG. 1).

Ausführungsbeispielembodiment

Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachstehenden Aus~ führungsbeispieles näher erläutert. Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau einer praktisch aufgeführten Meßanordnung. Gleichzeitig zeigt Figur 1 die Bestandteile einer konventionellen Zündanlage, d.h. die Zündkerze 1, den Zündverteiler 2, die Sekundär- 3 und Primärwicklung 4 der Zündspule, den nockengesteuerten Unterbrecher 5 und den Betriebskondensator 6. Die Meßanordnung wird an den Punkten A und. B (Motormasse) angeschlossen und besteht aus einer Vorrichtung 7 zur Abtrennung des bezeichneten Impulses 11 (Fig. 2), einer nachgeschalteten Einrichtung 8 zur Integration der Impulsfläche und einem Meßgerät 9.The present invention will be explained in more detail with reference to the following exemplary embodiment. Figure 1 shows the schematic structure of a practically listed measuring arrangement. At the same time, Figure 1 shows the components of a conventional ignition system, i. the spark plug 1, the distributor 2, the secondary 3 and primary winding 4 of the ignition coil, the cam-controlled breaker 5 and the operating capacitor 6. The measuring arrangement is at the points A and. B (engine mass) connected and consists of a device 7 for the separation of the designated pulse 11 (Fig. 2), a downstream device 8 for integrating the pulse area and a meter. 9

Claims

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invention claim

1. A method for adjusting internal combustion engines, characterized in that the voltage collapse velocity is detected to determine the required ignition timing and the mixture composition ·

o. Method according to item 1, characterized in that the best possible adjustment parameters are achieved at a maximum value of the voltage breakdown rate.

5. Arrangement for adjusting internal combustion engines, characterized in that it consists of a device for separating the pulse (11) of a downstream device for integrating the pulse area and a measuring device.

For this 1 sheet drawings