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Verfahren zur Aufnahme eines PS-Diagramms an Kleinstl@ornpressoren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufnahme des PS-Diagramms an Kleinstkompressoren.
Zur Prüfung von Kompressoren benötigt man die Abhängigkeit des erzeugten Druckes
vom Kolbenhub. Zur Aufstellung dieser Beziehung sind verschiedene Möglichkeiten
bekannt, doch benötigen diese eine druckanzeigende Einrichtung im schädlichen Raum
oder einen diesen schädlichen Raum vergrößernden Zusatzraum. So wird z. B. im schädlichen
Raum des Zylinders ein Piezokristall eingebaut oder dieser schädliche Raum mit einem
äußeren Meßraum verbunden, in dem eine druckanzeigende Anlage untergebracht ist.
Diese Methoden können jedoch für Kleinstkompressoren nicht verwendet werden, da
erstens für den Einbau von Druckindikatoren nach dem Piezoeffekt nicht die erforderliche
Einbaufläche neben den Ein- und Auslaßventilen vorhanden ist und somit ein Einbau
von druckanzeigenden Elementen nicht möglich ist und zweitens die Anordnung eines
zusätzlichen Meßraumes sowie der notwendigen Verbindungsleitung zwischen diesem
und dem eigentlichen schädlichen Raum im Zylinder infolge der sehr geringen Höhe
des schädlichen Raumes das Volumen des letzteren um ein Mehrfaches vergrößert. Eine
Extrapolation des Druckes von diesem vergrößerten auf den eigentlichen schädlichen
Raum ist sehr umständlich.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Anordnung zur Aufnahme
des PS-Diagramms an Kleinatkompressoren ohne jede Vergrößerung des schädlichen Raumes
zu entwickeln.
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Nach der Erfindung wird zur Aufnahme eines PS-Diagramms an Kompressoren,
insbesondere Kleinsekompressoren, die Stellung des normalen Auslaßventils selbst
zur Ermittlung des jeweiligen Druckes im Zylinder ausgenutzt, indem dieses den Druckraum
mit einem äußeren Druckraum einstellbaren Gegendruckes verbindet und gleichzeitig
Träger eines elektrischen Kontaktes ist, der in einem Anzeigestromkreis liegt, welcher
einen weiteren, mit dem Kurbeltrieb umlaufenden und wahlweise einstellbaren Schleifkontakt
enthält. Der in der jeweiligen Kolbenstellung vorhandene Druck wird dadurch ermittelt,
daß man den Gegendruck so lange ändert, bis sich das Auslaßventil gerade in dem
Augenblick des Schließens des Schleifkontaktes öffnet. Der Druck am Gegendruckgefäß
wird mittels eines Manometers in dem Augenblick abgelesen, in dem das Anzeigeinstrument
im elektrischen Stromkreis ausschlägt.
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Im folgenden wird die zur Aufnahme eines PS-Diagramms benutzte Anordnung
und deren Wirkungsweise an Hand der Figur beschrieben. Auf einer mit dem Kurbeltrieb
verbundenen Scheibe 1 befindet sich ein Kontakt 2, der einen am Rand der Scheibe
angeordneten Gleitkontakt 3 bei laufendem Motor kurzzeitig berührt. Der Kurbeltrieb
bewegt in bekannter Weise den Kompres,sorkolben 4. Der Kontakt 2 liegt an einer
Gleichstromquelle 5, deren Rückleitung über ein Kontaktglied im Zylinderkopf 6 und
ein Stromanzeigegerät 7 führt. Das Kontaktglied im Zylinderkopf besteht aus einem
unterhalb des Zylinderdeckels isoliert angebrachten Kontakt 8 und einem auf dem
beweglichen Austrittsventil isoliert angebrachten Gegenkontakt 9. Öffnet sieh das
Austrittsventil, so wird dieser Kontakt geschlossen. Die Zuleitungen sind isoliert
durch den Zylinderkopf geführt. Die Druckseite des Kompressors ist mit einem Druckgefäß
10 verbunden. Auf dem Druckgefäß sind ein Manometer 11 und ein Regelventil 12 angebracht.
Das Druckgefäß ist ziemlich groß dimensioniert, um einen ruhigen Ausschlag des Manometers
zu erzielen.
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Zur Aufnahme des PS-Diagramms wird der Schleifkontakt 3 so eingestellt,
daß der Kontakt 2 auf der Scheibe bei einer bestimmten Hubstellung des Kompressorkolbens
diesen Schleifkontakt berührt. Wird der Schleifkontakt in Stellung a gebracht, so
wird der Kontakt 2-3 nach einer Drehung der Scheibe um 90° aus. der Nullage, d.h.
etwa bei einer Mittellage des Kolbens zwischen oberem und unterem Totpunkt, geschlossen.
Das Regelventil 12 wird gedrosselt, und zwar so weit, bis der Gegendruck des Druckgefäßes
10 gerade so groß ist, daß das Austrittventil sich bei der Stellung d der Scheibe
öffnet. Das Ventil wird dabei etwas angehoben und schließt den Kontakt 8-9 zur gleichen
Zeit, wie der Kontakt der Scheibe den Schleifkontakt berührt. Das Meßgerät schlägt
aus. Der am Manometer 11 abzulesende Druck entspricht praktisch dem Druck im Kompressor
bei der Stellung a der Kurbelscheibe, als der Mittellage des Kolbens zwischen oberem
und unterem Totpunkt.
Wird der Schleifkontakt in die Stellung b
gebracht, so ist ein höherer Gegendruck erforderlich, um das Au.slaßventil bis zu
dem der Stellung b entsprechenden Hub des Kolbens geschlossen zu halten. Das Regelventil
wird also weiter gedrosselt, bis das Auslaßventil auf den Kontakt 8-9 zur gleichen
Zeit schließt, wie der Kontakt 2 auf der Scheibe den Gleitkontakt 3 berührt. Das
Stromanzeigegerät schlägt aus, und das Manometer zeigt den bei dieser Kolbenstellung
erzielten Druck im Kompressorkolben an.
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Steht der Schleifkontakt in der Stellung c, so wird der Kontakt 2-3
am oberen Totpunkt des Kolbens geschlossen, und der Gegendruck im Gefäß 11 muß durch
Drosselung des Ventils weiter vergrößert werden, bis das Stromanzeigegerät ausschlägt.
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Wird schließlich der Schleifkontakt so eingestellt, daß die Kontaktgabe
im unteren Totpunkt des Kolbens in Stellung d des Schleifkontaktes eintritt, so
ist im Zylinder kein Kompressionsdruck vorhanden, und der Gegendruck muß auf praktisch
Null verringert tverden. Sind beide Drücke gleich, so wird das Ventil erst in einer
etwas späteren Kolbenstellung als dem unteren Totpunkt geöffnet. Die Kontakte 2-3
und 8-9 «-erden also nicht gleichzeitig geschlossen, und das Stromanzeigegerät schlägt
nicht aus. Jedoch ergibt sich definitionsgemäß für die untere Totpunktlage der Kompressionsdruck
Null, und eine Messung in dieser Kolbenlage erübrigt sich.
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Der Schleifkontakt kann auf jede Stellung zwischen a und d gebracht
und somit kann für jeden Kolbenweg zwischen dem unteren und oberen Totpunkt der
Kompressionsdruck ermittelt und das PS-Diagramm aufgenommen werden. Zwar ist der
Kompressionsdruck im Zylinder etwas größer als im Gegendruckraum, jedoch ist diese
Differenz so gering, daß der am Manometer beim Ausschlag des. Stromanzeigegerätes
abgelesene Druck mit tusreichender Genauigkeit dem eigentlichen Kompressionsdruck
entspricht.
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Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht die Aufstellung eines
PS-Diagramms an Kleinstkompressoren ohne jegliche Vergrößerung des schädlichen Raumes
und besitzt einen einfachen elektrischen Aufbau. Die Messung stellt praktisch eine
Nullmethode dar, und die Genauigkeit der Meßwerte erfüllt alle praktischen Anforderungen.
Ein PS-Diagramm kann mittels dieser Anlage in kurzer Zeit auch vom Nichtfachmann
aufgenommen werden.