DE1090032B - Anordnung zum Pruefen der Zuendanlage von Viertakt-Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Prüfen der Zündanlage eines mit Funkenzündung arbeitenden Viertakt-Verbrennungsmotors mit einem Elektronenstrahloszillographen, der an einen Teil der Zündanlage anschließbar ist, um eine den den Zündkerzen zugeführten Impulsen entsprechende Anzeige zu liefern, und mit einer Einrichtung, die die Zeitablenkung für den Elektronenstrahl bei jeder zweiten Umdrehung der Motorkurbelwelle auslöst.

Es sind Prüfeinrichtungen bekannt, bei denen die Zeitablenkung des Oszillographen mit dem Arbeitsspiel des Motors dadurch synchronisiert wird, daß die Zeitablenkung durch einen Impuls ausgelöst wird, den man einer der Zündkerzen entnimmt. Der Auslöseimpuls wird dabei beispielsweise über eine an der Zündkerzenzuleitung angeordnete magnetische Fühleinrichtung durch Induktion abgeleitet. Bei diesen bekannten Prüfeinrichtungen sind jedoch besondere Maßnahmen nötig, um sicherzustellen, daß ein Kurzschluß zwischen den die Hochspännungsimpulse führenden Leitungen und den übrigen Maschinenteilen nicht auftreten kann, d, h., daß die Fühleinrichtung von dem Oszillographen in der gleichen Weise isoliert sein muß wie die Zündleitung selbst.

Es gibt Fälle, bei denen diese bekannten Anordnungen nicht möglich sind, wie z. B. bei Anlagen, bei denen der Motor, insbesondere aber die Zündkerzenzuleitungen derart verkapselt angeordnet sind, daß sie nur schwer zugänglich sind. Man hat daher bereits daran gedacht, die Zeitablenkung des Oszillographen durch mechanisch gesteuerte Schaltmittel, beispielsweise durch die Bewegung in der Ventileinrichtung betätigte Kontakte, zu synchronisieren.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Prüfen der Zündanlage von Brennkraftmaschinen zu schaffen, die sich besonders in solchen Fällen verwenden läßt, bei denen die Zündkerzen selbst praktisch nicht zugänglich sind oder das Zündsystem derart elektrisch abgeschirmt ist, daß die Herstellung einer elektrischen X^erbindung oder das Abgreifen von elektrischen Impulsen an diesem System nicht möglich ist. Es sind nun bereits Motoren bekannt, bei denen am Schwüngrad eine magnetische Fühleinrichtung angeordnet ist, die dazu dient, den oberen Totpunkt der Kurbelwelle zu bestimmen.

Das Neue gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Steuereinrichtung für die Zeitablenkung eine elektromagnetische Fühleinrichtung ist, die in an sich bekannter Weise mit der Kurbelwelle oder einem mit der Kurbelwellendrehzahl umlaufenden Bauteil zusammenwirkt, um bei jeder'Umdrehung einen zeitlich annähernd mit einem bestimmten Zündpunkt im Arbeitsspiel des Motors übereinstimmenden Impuls zu liefern, und daß die Steuereinrichtung eine elektrische Anordnung zum Prüfen der Zündanlage von Viertakt-Verbrennungsmotoren

Anmelder:
D. Napier & Son Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhx. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. März 1954

Frank Raymond Faber Ramsay, London,
ist als Erfinder genannt worden

Sperreinrichtung aufweist, die nur jeden zweiten der von der Fühleinrichtung erzeugten Impulse auf die Zeitablenkung des Oszillographen zur Einwirkung kommen läßt.

Wenn die Anordnung bei einem Viertaktmotor mit einer ungeraden Zahl von Zündstellungen je Kurbel· wellenumdrehung und mit einem Zündsystem, das einen Zündmagnet-Primärkreis umfaßt, der aufeinanderfolgende Spannungsimpulse entgegengesetzter Polarität erzeugt. Verwendung finden soll, weist die Sperreinrichtung vorzugsweise eine Elektronenröhre auf, die so geschaltet ist, daß sie nur dann leitend wird, wenn ein von der Fühleinrichtung erzeugter Impuls mit einem Spannungsimpuls positiver Polarität des Zündmagnet-Primärkreises zusammentrifft.

Die Fühleinrichtung kann dabei mit dem Gitter einer Triode verbunden sein, deren Anode über die Primärwicklung eines Transformators an den mit seiner Sekundärwicklung in dem Zeitablenkungskreis des Oszillographen liegenden Zündmagnet-Primärkreis angeschlossen ist.

Die Einrichtung der vorliegenden Art kann vorzugsweise bei allen den Motoren mit Vorteil Anwendung finden, bei denen z. B. wegen der Radioentstörung das Zündsystem vollständig abgeschirmt ist, wie

z. B. bei Flugzeugmotoren od, dgl. Während bei den bekannten Einrichtungen durch die Abgreifleitungen diese Abschirmung durchbrochen wird, wird bei der vorliegenden Anordnung die Wirkung der Abschirmung nicht beeinflußt. Mit der vorliegenden Einrich-

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tung ist daher eine Prüfung der Zündanlage von Ver- durch jeden von dem Fühler aufgenommenen Span-

brennungsmotoren wesentlich einfacher durchführbar, nungsimpuls ausgelöst werden würde, würde sich so-

als dies mit den bekannten Einrichtungen bisher mit die Spur der Primärspannung des Zündmagneten

möglich war. - nach jeder dritten Spitze, und nicht etwa nach jeder

Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeich- 5 sechsten Spitze, wiederholen, und dies wäre uner-

nungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. wünscht, denn die Kurve würde dann nicht ein so

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines mit Magnet- klares Bild des Zündvorgangs ergeben. Es ist daher

zündung arbeitenden Sechszylinder-Viertakt-Ver- erforderlich, jeweils jeden zweiten der von dem

brennungsmotors, der^: mit einem Prüfoszillographen Fühler gelieferten Impulse auszuwählen, so daß die

verbunden ist; -.■■-_■- _:--. io Zeitablenkung durch die Spannungsimpulse26, nicht

Fig. 2 ist ein Schaubildj in dem die Spannung V jedoch durch die dazwischenliegenden Spannungs-

über der Zeit T aufgetragen ist; dieses Schaubild zeigt impulse 27, ausgelöst wird.

den Spannungsverlauf im Primärkreis des Magnet- Dies läßt sich mittels einer Schaltung nach Fig. 4

zünders während einer Umdrehung des Verteilers, erreichen, bei der die Leitung 19 von dem Fühlgerät

d.h. im Verlauf von zwei Umdrehungen der Kurbel- 15 13 mit dem Gitter28 einer Triode29 verbunden ist.

welle; Die Anode 30 ist über die Primärwicklung 31 eines

Fig. 3 ist ein Schaubild, in dem eine Spannung V Transformators 32 an den Primärkreis des Zündma-

über der Zeit T aufgetragen ist, und das die Span- gneten angeschlossen; die in Fig. 4 gezeigte Leitung

nungsimpulse zeigt, die das Fühlgerät im Verlauf 33 kann z. B. mit der in Fig. 1 erscheinenden Klemme

von zwei Kurbelwellenumdrehungen aufnimmt; 20 17 verbunden sein. Die Sekundärwicklung 34 des

Fig. 4 ist ein Schaltbild. Transformators 32 liegt an dem Zeitablenkungskreis,

Der in Fig. 1 bei 10 angedeutete Sechszylinder- um diesen Kreis immer dann auszulösen, wenn die Viertakt-Verbrennungsmotor besitzt einen Zünd- Sekundärwicklung 34 unter Strom gesetzt wird,
magneten 11, der den sechs Zündkerzen Hochspan- An die Triode 29 ist eine solche Vorspannung annungsimpulse zuführt. In dem Schwungradgehäuse 12 25 gelegt, daß bei der maximalen positiven Spannung im des Motors ist ein elektromagnetischer Fühler 13 vor- Primärkreis des Zündmagneten eine Unterbrechung gesehen. Hierbei kann es sich um eine ständig ein- erfolgt, und die an das Gitter 28 angelegte, dem gebaute Einrichtung handeln, die hauptsächlich dazu Fühler entnommene Spannung überschreitet diese bestimmt ist, festzustellen, wann sich die Kurbelwelle Vorspannung in ausreichendem Maße, so daß der 14 des Motors in ihrer oberen Totpunktlage befindet; 3° Zeitablenkungskreis unter allen Betriebsverhältnissen das Schwungrad besitzt hierbei an seinem Umfang eine des Motors über den Transformator 32 einen aus-Bohrung oder Vorsprung, der geeignet ist, jedesmal reichenden Auslöseimpuls erhält. Die Triode 29 ist dann, wenn sich die Bohrung oder der Vorsprung in somit nur dann leitend, wenn das Gitter 28 von dem der unmittelbaren Nähe des Fühlers, d. h. in der Fühler 13 einen Spannungsimpuls erhält, und wenn oberen Totpunktlage der Kurbelwelle, befindet, eine 35 der Anode 30 gleichzeitig vom Primärkreis des Zünd-Änderung des den Fühler durchsetzenden Flusses her- magneten ein positiver Spannungsimpuls zugeführt beizuführen. Bei der vorliegenden Anordnung hat das wird. Somit ist die Triode 29 dann leitend, wenn an Fühlgerät 13 eine andere Aufgabe, d. h., es dient zum das Gitter der Spannungsimpuls 26 von dem Fühler Auslösen der Zeitablenkung eines Oszillographen 15, angelegt wird, denn dieser Impuls entsteht gleichzeitig der zum Prüfen des Betriebsverhaltens des Magnet- 40 mit dem positiven Spannungsimpuls 20, der vom Prizündsystems verwendet wird.- märkreis des Zündmagneten geliefert wird. Wenn d-a-" Der Primärkreis des Magnetzünders 11 ist durch gegen an das Gitter der Triode der Spannungsimpuls eine Leitung 16 mit einer- Klammer 17 des Oszillo- 27 von dem Fühler 13 angelegt wird, bleibt die Triode graphen verbunden, auf dessen Bildschirm 18 eine nichtleitend, denn der Impuls 27 entsteht gleichzeitig senkrechte Kurve erzeugt wird, die der Primärspan- 45 mit dem negativen Impuls 23 im Primärkreis des nung des Zündmagneten entspricht. Die allgemeine Zündmagneten. Bei den beiden anderen positiven Anordnung eines für diesen Zweck bestimmten Os- Spitzen 22 und 24 der Primärspannung des Zündzillographen ist allgemein bekannt. Ebenfalls die Zeit- magneten liefert der Fühler 13 keinen Impuls an das ablenkung, die durch einen-von außen zugeführten Gitter 28, so daß die Triode auch bei diesen Span-Impuls ausgelöst wird, wobei es sich im vorliegenden 50 nungsspitzen nichtleitend bleibt. Ein Leitendwerden Falle um einen von dem Fühler 13 aus durch eine Lei- der Triode und die Zuführung eines Auslöseimpulses tung 19 zugeführten Spannungsimpuls handelt. zu dem Zeitablenkungskreis erfolgt daher nur einmal " Aus weiter unten erläuterten Gründen ist es er- im Verlauf zweier Kurbelwellenumdrehungen,
forderlich, die Zeitablenkung nicht bei jeder Kurbel- Um zu ermöglichen, daß die Gitterladung zwischen wellenumdrehung, sondern, nur bei jeder zweiten 55 dem Auftreten von Impulsen wieder verschwindet, ist Kurbelwellenumdrehung auszulösen, so daß die auf ein Gitterableitwiderstand 35 vorgesehen,
dem Schirm 18 erzeugte Kurve die in Fig. 2 darge- Der Fühler 13 ist so angeordnet, daß er einen Imstellte Form annimmt, bei der die Spitzen 20 bis 25 puls liefert, wenn die Kurbelwelle ihre obere Toterscheinen, welche die sechs Zeitpunkte wiedergeben, punktstellung erreicht; die Zündung ist jedoch im in denen im Primärkreis des Zündmagneten 11 Span- 60 allgemeinen so eingestellt, daß der Funke einige nungen erzeugt werden, um den Sekundärkreis zu Kurbelwellengrade vor dem oberen Totpunkt erzeugt speisen und jeweils in einem Motorzylinder einen wird. In den meisten Fällen hält jedoch der vom Pri-Zündfunken zu erzeugen. .Bei Magnetzündsystemen märkreis des Zündmagneten gelieferte Spannungssind die Spannungsspitzen abwechselnd positiv und impuls mindestens so lange an, bis sich die Kurbelnegativ. :."■--.V 65 welle in der oberen Totpunktlage befindet. Um dieses

Da sich die Bohrung oder der Vorsprung des Mo- notwendige Anhalten des Primärspannungsimpulses

torschwungrades bei jeder Umdrehung an dem Fühler auch bei größeren Frühzündungswinkeln zu gewähr-

13 vorbeibewegt, werden durch den Fühler bei jeder leisten, kann eine Verzögerungs- oder Speicherein-

Umdrehung die in Fig 3" bei.26 und 27 angedeuteten richtung vorgesehen sein, z. B. ein in den Anodenkreis

Spannungsimpulse erzeugt.' Wenn die Zeitablenkung 7° eingeschalteter Kondensator 36.

Wenn der von dem Fühler gelieferte Impuls nicht kräftig genug ist, um zu gewährleisten, daß die Abschaltvorspannung der Triode unter allen Betriebsbedingungen des Motors überschritten wird, kann man zwischen dem Fühler 13 und der Triode 29 einen S Verstärker 37 bekannter Ausführung anordnen.

Während bei der beschriebenen Anordnung eine Elektronenröhre als Mittel zum Unterbrechen der Fühlerimpulse nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung verwendet wird, wäre es auch möglich, statt dessen für diesen Zweck ein elektromagnetisches Relais vorzusehen, dessen Magnetisierungsspule so gechaltet ist, daß sie nur dann, wenn die Primärspannung des Zündmagneten positiv ist, Strom aus der Primärwicklung des Zündmagneten erhält und einen Magneten anzieht, um die Kontakte zu schließen.

Als weitere Alternative könnte man eine Doppelgitterröhre verwenden, bei welcher der Impuls von dem Fühler 13 an das eine Gitter und der Impuls aus dem Primärkreis des Zündmagneten an das andere Gitter angelegt wird, wobei an der Anode ständig ein positives Potential liegt und wobei die Vorspannung der Röhre so gewählt ist, daß sie ständig nichtleitend bleibt, es sei denn, daß beide Gitter positiv geladen sind.

Es liegt auf der Hand, daß sich die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung nur für Motoren eignet, bei denen je Kurbelwellenumdrehung eine ungerade Zahl von Zündstellungen vorhanden ist, denn bei Motoren mit einer geraden Zahl von Zündstellungen je Kurbelwellenumdrehung würde dem Primärkreis des Zündmagneten bei jeder Kurbelwellenumdrehung, und nicht etwa nur bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung, in der oberen Totpunktstellung oder in deren Nähe ein Impuls der gleichen Polarität entnommen werden. Das System wäre ebenfalls nicht für Motoren mit Batteriezündung geeignet, da hier die Primärspannung des Zündsystems stets die gleiche Polarität besitzt.

lographen, der an einen Teil der Zündanlage anschließbar ist, um eine den den Zündkerzen zugeführten Impulsen entsprechende Anzeige zu liefern, und mit einer Einrichtung, die die Zeitablenkung für den Elektronenstrahl bei jeder zweiten Umdrehung der Motorkurbelwelle auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für die Zeitablenkung eine elektromagnetische Fühleinrichtung (13) ist, die in an sich bekannter Weise mit der Kurbelwelle oder einem mit der Kurbelwellendrehzahl umlaufenden Bauteil zusammenwirkt, um bei jeder Umdrehung einen zeitlich annähernd mit einem bestimmten Zündpunkt im Arbeitsspiel des Motors übereinstimmenden Impuls zu liefern, und daß die Steuereinrichtung eine elektrische Sperreinrichtung aufweist, die nur jeden zweiten der von der Fühleinrichtung erzeugten Impulse auf die Zeitablenkung des Oszillographen (15) zur Einwirkung kommen läßt.

2. Anordnung nach Anspruch 1 zur Verwendung bei einem Viertaktmotor mit einer ungeraden Zahl von Zündstellungen je Kurbelwellenumdrehung und mit einem Zündsystem, das einen Zündmagnet-Primärkreis umfaßt, der aufeinanderfolgende Spannungsimpulse entgegengesetzter Polarität erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung vorzugsweise eine Elektronenröhre (29) aufweist, die so geschaltet ist, daß sie nur dann leitend wird, wenn ein von der Fühleinrichtung (13) erzeugter Impuls mit einem Spannungsimpuls positiver Polarität des Zündmagnet-Primärkreises zusammentrifft.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung mit dem Gitter einer Triode verbunden ist, deren Anode über die Primärwicklung (31) eines Transformators (32) an den mit seiner Sekundärwicklung (34) in dem Zeitablenkungskreis des Oszillographen liegenden Zündmagnet-Primärkreis angeschlossen ist.

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1. Anordnung zum Prüfen der Zündanlage eines

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 228 032, 2 263 859, mit Funkenzündung arbeitenden Viertakt-Ver- 2 430 069,2 450164,2 471968,2 604 515,2 604 516, brennungsmotors mit einem Elektronenstrahloszil- 45 2 622 441,2 645 751.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen