DE1950734A1 - Einrichtung zum Untersuchen von Verbrennungsmotoren mit elektrischer Zuendanlage - Google Patents

Description

PATCHTANWÄl-ΤΞ

DIPL.-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GONTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, 8, Okt. 1969

: 12 293

MARQÜETTE CORPORATION St. Paul, Minnesota, V.St.A»

Einrichtung zum Untersuchen von Verbrennungsmotoren mit elektrischer Zündanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Untersuchen der leistung von mit elektrischer Zündung arbeitenden Verbrennungsmotoren mit Unterbrecherkontakten oder einem gleichwertigen Schalter,

Solche Einrichtungen werden im Kraftfahrzeug-Reparaturwerkstätten und dergleichen benutzt, um die Motorleistung zu prüfen und das richtige Einstellen der Zündanlage zu erleichtern; gemäß der Erfindung soll eine Untersuchungseinrichtung geschaffen werden, die eine Vorrichtung umfaßt, mittels deren über einer Zeitachse Signale dargestellt werden, die der elektrischen Zündanlage entnommen werden, denn eine solche Darstellung ermöglicht es dem Benutzer, schnell zu entscheiden, welche ^eile nachgestellt oder erneuert werdenmüssen.

Genauer gesagt sieht die Erfindung eine Verbesserung der zum Untersuchen von Verbrennungsmotoren dienenden Einrichtung vor, die den Gegenstand der Patentanmeldung P I659125.6-33 bildet. Hierbei ist es insbesondere erwünscht, die erwähnten Signale mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre

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darzustellen, doch sollen die waagerechten Strahlspuren nicht durch das Öffnen der Unterbrecherkontakte getriggert werden, denn dies würde bedeuten, daß der durch das Öffnen der Kontakte eingeleitete Zündfunke nicht oder nur teilweise dargestellt würde, da er mit dem Anfang der waagerechten Strahlspur zusammenfällt.

Daher ist die Schaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung so ausgebildet, daß die waagerechte Strahlspur getriggert wird, wenn sich die TJnterbrecherkontakte schließen, so daß dann die beim Öffnen der Kontakte erzeugte Spannung auf einem Teil der Strahlspur dargestellt werden kann, von den Enden der Strahlspur durch einen Abstand getrennt ist.

Diese Anordnung bietet den großen Vorteil, daß wegen der Einleitung eines Zündfunkens beim Öffnen der Unterbrecherkontakte die Funkenspannung über der Zeitachse nach dem Beginn des Hinlaufs dargestellt wird, der vor dem Öffnen der Kontakte eingeleitet wurde, als die Kontakte noch geschlossen waren, so daß nicht die Gefahr besteht, daß die Darstellung des ersten Teils der Zündspannung verloren geht, weil der Hinlauf der Zeitachse noch nicht begonnen hatte. Zur Darstellung der Zündspannung wird vorzugsweise eine Kathodenstrahlröhre benutzt, bei der die Zeitachse die X-Achse bildet, und bei der die Zündspannung an die der Y-Achse zugeordneten Ablenkbleche angelegt wird.

Die Einrichtung ermöglicht die Untersuchung mehrzylindriger Motoren, und sie kann so ausgebildet sein, daß eine gesonderte Leitachse zur Darstellung des Zündfunkensignals für jeden Zylinder verfügbar ist, und daß die Bilder einander überlagert oder auf dem Bildschirm dadurch gegeneinander ' versetzt werden können, daß während des Betriebs des Motors eine geeignete Vorspannung von zunehmender Größe zur Wirkung gebracht wird.

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Ferner kann man dafür sorgen, daß die Zeitachse in Abhängigkeit von der Zündung eines bestimmten Zylinders beendet wird, so daß die Zündspannungen aller Zylinder oder beliebig gewählter Zylinder in Form eines Vergleichsbildes auf dem Bildschirm dargestellt werden können.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1A und 1B bilden zusammen ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Untersuchen von Verbrennungsmotoren.

Fig. 2 bis 7 veranschaulichen verschiedene Signalbilder, die mit Hilfe der Einrichtung erzeugt werden können.

Die dargestellte Einrichtung ist so ausgebildet, daß sie es ermöglicht, die Leistung eines Sechszylindermotors zu untersuchen, der eine Zündspule 10 mit einer Primärwicklung 11 und einer Sekundärwicklung 12 umfaßt, wobei die Primärwicklung über einen Zündschalter 14 an eine Batterie 13 anschließbar ist, deren andere Klemme mit einem Masseanschluß 15 verbunden ist. Die Primärwicklung 11 ist an dem mit 18 bezeichneten Punkt über Unterbrecherkontakte 16 und 17 geerdet, die durch einen Kondensator 19 überbrückt sind.

Die Unterbrecherkontakte werden durch einen sechsseitigen Nocken 23 betätigt, der durch den Motor zusammen mit einem Kontaktfinger 21 eines Verteilers 2C angetrieben wird, dessen Kontakte 22 mit den Zündkerzen 24 bis 29 verbunden sind, während der Kontaktfinger durch eine Leitung 32 mit der Sekundärwicklung 12 verbunden ist.

Die Untersuchungsergebnisse werden mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre 35 dargestellt, die einen Bildschirm 36 umfaßt und mit Waagerechtablenkblechen 37 und Senkrechtablenkblechen 38, einer Beschleunigungselektrode 39, Steuer-

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elektroden 40 und 41 sowie einer Kathode 42 ausgerüstet ist. Die an die Waagerechtablenkbleche 37 angelegte, die Zeitbasis bildende sägezahnförmige Spannung, über der das zu untersuchende Signal dargestellt wird, das den Senkrechtablenkblechen 38 zugeführt wird, wird einem sechsstufigen Ringzähler 45 entnommen, der für Jeden der sechs Zylinder eines Motors eine Stufe umfaßt, deren Ausgangsklemmen in Fig. 1A mit 50 bis 55 bezeichnet sind.

Die den Eingangsklemmen 47 und 48 des Ringzählers 45 zuzuführenden Eingangssignale werden einem Rechteckwellengenerator 65 entnommen, der einen Filter und eine Schmitt-Triggerschaltung enthält, welche durch einen die Unterbrecherkontakte 16 und 17 überbrückenden Eingangskreis gesteuert wird. Jedesmal dann, wenn über die Unterbrecherkontakte eine Spannung an eine der Zündkerzen angelegt wird, erscheint am Ausgang des Rechteckwellengenerators 65 ein negativer Rechteckimpuls, der den Eingängen 47 und 48 des Ringzählers zugeführt wird und bewirkt, daß ein Ausgangssignal nacheinander den Ausgangsklemmen 50 "bis 55 zugeführt wird, bis der Zähler seinen ZählVorgang beendet hat. Man kann den Zähler dadurch zurückstellen, daß man einen ähnlichen Impuls einer Rückstellklemme 49 zuführt; dieser Rückstellimpuls kann einem ähnlichen Rechteckwellengenerator 66 entnommen werden, der durch das Ausgangssignal eines Transformators 67 getriggert wird, der eine Primärwicklung von geringem Widerstand besitzt, die zwischen dem Zündkabel und der Zündkerze des gewählten Zylinders, z.B. der Zündkerze 24 des ersten Zylinders, angeschlossen sein kann. Dies bedeutet, daß der Ringzähler mit der Zählung immer dann beginnt, wenn dem gewählten Zylinder ein Zündimpuls zugeführt wird, so daß jeweils diejenige der Klemmen 50 bis 55 des Ringzählers 45,'an der das Ausgangssignal des Zählers in einem bestimmten Augenblick erscheint, anzeigt, welcher der sechs Zylinder gerade untersucht wird.

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Jede der Ausgangsklemmen 50 bis 55 des Ringzählers 45 ist einem von mehreren Schaltern 69 bis 74 zugeordnet, die alle an eine Leitung 68 angeschlossen sind, so daß das Ausgangssignal einer beliebigen oder mehrerer Zählerstufeii der Leitung 68 zugeführt werden kann« Diese Schalter sind auf einer Schalttafel der Einrichtung angeordnet und können durch den Benutzer wahlweise betätigt werden.

Damit der Ringzähler 45 nicht nur durch die der gewählten Zündkerze 24 zugeführte Zündspannung zurückgestellt werden kann, ist es möglich, einen Rückstellimpuls der Rückstellklemme 49 vom Ausgang einer Zählerstufe aus zuzuführen, die dem zuletzt zu zündenden Zylinder des Motors zugeordnet ist.

Zu diesem Zweck kann der Benutzer je nachdem, ob ein Vierzylindermotor oder ein Sechszylindermotor untersucht wird, einen Schalter 79 oder 80 schließen. Diese Schalter werden mit Hilfe von Knöpfen 85 und 90 betätigt, um bewegliche Kontakte 81, 82 oder 87, 88 zur Anlage an den zugehörigen festen Kontakten 83, 84 oder 89, 90 zu bringen. Wird der Schalter 79 geschlossen, wird ein einer Hilfsausgangsklemme 60 der vierten Stufe des Ringzählers 45 entnommener Impuls über eine Leitung 91 dem Eingang eines ähnlichen Rechteckwellengenerators 98 über die Schalter 79 und 94 den Leitungen 93 und 96 zugeführt. Das Ausgangssignal des Rechteckwellengenerators 98 wird über eine Leitung 97 und einen mit den Schaltern 69 und 94 gekuppelten Schalter 99 der Rückstellklemme 49 zugeführt. Wenn der Schalter 69 geschlossen wird, so daß das Ausgangssignal der ersten Stufe des Ringzählers 45 der Leitung 68 zugeführt wird, wird somit der Rückstellklemme 49 ein Impuls aus der vierten Stufe des Ringzählers zugeführt. Wenn ein Sechszylindermotor untersucht werden soll und man den Schalter 80 schließt, wird, der Rückstellimpuls der Klemme 49 von einer Hilfsausgangsklemme 61 der sechsten Stufe des Ringzählers aus zugeführt.

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Gemäß der vorstehenden -Beschreibung wird der Ringzähler 45 somit jedesmal dann zurückgestellt, wenn der Motor ein vollständiges Arbeitsspiel durchlaufen hat, so daß eine Prüfung, z.B. eine KurzSchlußprüfung, an der Zündkerze 24 durchgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht die Durchführung verschiedenartiger Untersuchungen, und die jeweils gewünschte Untersuchung wird mit Hilfe eines Zahlschalters 105 gewählt, dessen drehbarer Teil 106 durch eine Welle IO7 mit mehreren beweglichen Kontakten 108 bis 114 verbunden ist; die Welle 107 mit diesen Kontakten kann in vier verschiedene Stellungen gebracht werden, die durch einen Zeiger und eine ringförmige Skala 117 bezeichnet sind; der Wählschalter 105 kann in eine Stellung für eine Primärdarstellung oder eine Sekundärdarstellung oder eine Vergleichsdarstellung oder für die Leistungsprüfung gebracht werden.

Die Waagerechtablenkbleche 37 der Kathodenstrahlröhre 35 sind mit dem Ausgang eines Verstärkers 120 verbunden, dessen Eingang 121 über eine Leitung 122 an den Ausgang einer Zeilenablenkschaltung 123 angeschlossen ist, die einen Wechselrichter 124, einen Verstärker 125, einen Ablenkgenerator 126 und einen Ausgangsverstärker 127 umfaßt. -

Der Wechselrichter umfaßt einen NPN-Transistor 129, dessen Kollektor über einen Widerstand I30 mit einer Quelle für eine Gleichspannung von 10 V verbunden ist,' dessen Emitter über einen Widerstand 131 geerdet ist, und dessen Basis über eine Diode 132 geerdet ist, damit ein Teil der der Basis zugeführten Signale umgeleitet werden kann.

Ein positives Signal kann der Basis des Transistors 129 über einen Kondensator 133 vom Ausgang des Rechteckwellengenerators 65 aus über eine Leitung 118 zugeführt werden, und der Wechselrichter wird auf diese Weise betrieben, wenn die Zeilenablenkung in dem Zeitpunkt beginnen soll, in dem sich die Unterbrecherkontakte öffnen» Es ist jedoch auch möglich,

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die Zeitablenkschaltung zu betätigen, wenn sich die Unterbrecherkontakte schließen; zu diesem Zwßck ist ein Schalter 115 vorgesehen, der sieben Kontaktarme umfaßt, von denen sechs mit den Schaltern 69 bis 74- gekuppelt sind, während der siebte Kontaktarm 116 mit einer Leitung 157 verbunden ist» Wird der Schalter 155 gegenüber seiner in Fig. 1A gezeigten Stellung so betätigt, daß alle Kontaktarme von den festen unteren Kontakten abgehoben und zur Anlage an den oberen festen Kontakten gebracht werden, wird die Leitung 118 mit dem Kontakt 116 und daher auch mit der Leitung 137 und weiter über einen der Kontakte 138 und 139 des Schalters 110 mit der Leitung 140 und dem Eingang des Verstärkers 125 verbunden, so daß der Wechselrichter 124 der Zeilenablenkschaltung 123 kurzgeschlossen wird. Der Schalter 110 stellt jetzt eine Verbindung zu einem der Kontakte 138 und 139 her, wenn der Schalter 105 in die Stellung für die Primärdarstellung oder die Sekundärdarstellung gebracht wird. Wenn keiner der Kontaktarme des Schalters 115 aus seiner Stellung nach Fig. 1A entfernt wird, ist die Leitung 118 nicht kurzgeschlossen, sondern sie wird durch den Wechselrichter 124 gespeist.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 125 ist mit der l'riggerelektrode eines siliziumgesteuerten Gleichrichters 142 verbunden, der das Aufladen eines Kondensators 143 steuert, welcher mit einem Widerstand 144 in Reihe geschaltet ist, wobei diese Heihenschaltung die Anode und die Basis des siliziumgesteuerten Gleichrichters 142 überbrückt, so daß sich der Kondensator 143 entlädt, sobald der Gleichrichter leitfähig wird. Dann wird der Kondensator allmählich wieder aufgeladen, um für die nächste Entladung bereit zu sein, wenn der Verstärker 125 den nächsten Triggerimpuls erzeugt. Die Anode des Gleichrichters 142 ist mit der Eingangsklemme des Verstärkers 127 verbunden, dessen Ausgang, wie beschrieben, an den Verstärker 120 der Zeilenabiendschaltung angeschlossen ist.

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Die Länge der Zeitbasis richtet sich nach der Drehzahl des Motors und der Geschwindigkeit, mit der der Kondensator 145 aufgeladen wird, und sie kann mit der Hand geregelt werden, wenn man einen Schalter 147 auf seinen Kontakt 148 umstellt, während sie automatisch geregelt wird, wenn der Schalter 147 auf seinen Kontakt 149 eingestellt ist»

Zur Regelung mit der Hand kann der Benutzer ein Potentiometer 150 verstellen, das an eine Quelle für eine positive Gleichspannung von 20 V angeschlossen und über eine Leitung 146 mit einem Stromverstärker 145 verbunden ist, dessen Ausgangs signal dem oberen Ende des Widerstandes 144 zugeführt wird, so daß es durch Verstellen des Potentiometers 15O möglich ist, die Aufladezeit des Kondensators 143 einzustellen, d.h. daß der Benutzer die Länge der Zeitbasis entsprechend den Jeweiligen Betriebsbedingungen einstellen kann.

Beim automatischen Betrieb wird eine automatische Zeitablenkschaltung 128 benutzt, wobei der Kontaktarm 147 an dem Kontakt. 149 anliegt«, Der Ladekreis für den Kondensator 143 verläuft dann über den Emitter und Kollektor eines Transistors 152 und einen Widerstand 153 zu der Quelle für eine Gleichspannung von 20 V. Die Leitfähigkeit des Transistors 152 und damit auch die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators 143 wird durch einen Spannungsregler 154- geregelt, der ein dem Ausgang des Verstärkers .127 über eine Leitung I56 entnommenes Signal mit einem an einem Potentiometer 157 eingestellten Bezugssignal vergleicht und der Basis des Transistors 152 eine Ausgangsspannung zuführt, die sich nach einer etwa zwischen diesen Eingangsspannungen vorhandenen Differenz richtet, um die Leitfähigkeit des Transistors 152 so zu regeln, daß ein Bestreben besteht, die Spannungsdifferenz zu verringern und hierdurch die Länge der Zeitachse z.B. trotz Änderungen der Motordrehzahl auf dem eingestellten Wert zu halten.

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Faßt man die Wirkungsweise der Zeitablenkschaltung zusammen, ist ersichtlich^ daß die dem Eechteckwellengenerator 65 entnommene Eechteckwellen-Ausgangsspanpung negativ ist, während die Unterbrecherkontakte geschlossen sind, und daß die sich beim Öffnen der Unterbrecherkontakte in der positiven Eichtung verändernde Ausgangsspannung dann, wenn die verschiedenen Schalter die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnehmen, durch den Kondensator 153 differenziert wird, wobei die resultierenden negativen Spitzen durch die Diode 152 umgeleitet werden, während die positiven Spitzen am Ende der differenzierten Eechteckwelle, die mit dem öffnen der Unterbrecherkontakte zusammenfallen, den Transistor 129 triggern, so daß ein Strom durch dessen die Widerstände 130 und 131 enthaltenden Emitter-Kollektorkreis fließt. Die verringerte Kollektorspannung wird über die Leitung 155 und die Leitung 156 dem Schalter 117 und von dort aus dem Eingang des Verstärkers 125 zugeführt, um den siliziumgesteuerten Gleichrichter 142 zu triggern, damit sich der Kondensator 145 entlädt, woraufhin er in der beschriebenen Weise erneut aufgeladen wird. Somit beginnt die Waagerecht-Sägezahnspannung, die den -Waagerechtablenkblechen 37 der Kathodenstrahlröhre zugeführt wird, mit dem Öffnen der Unterbrecherkontakte, so daß man eine Darstellung der in Fig. 5 gezeigten Art erhält.

Damit die Zeilenablenkung in Abhängigkeit vom Schließen der Unterbrecherkontakte 16 und 17 so eingeleitet werden kann, daß man Darstellungen erhält, wie sie in Fig. 2, 4, 5$ 6 und 7 wiedergegeben sind, kann man den Schalter 105 in die Stellung für die Primärdarstellung oder die Sekundärdarstelluäg bringen, woraufhin es nur erforderlich ist, den Kontaktarm 116 zur Anlage am zugehörigen oberen festen Kontakt zu bringen, so daß das Ausgangssignal des Wechselrichters 124 nicht mehr dem ^verstärker 125 der Zeitablenkschaltung zugeführt wird, und wobei nunmehr dem Verstärker sein Eingangssignal direkt vom Ausgang des Eechteckwellengenerators 65 aus zugeführt wird. Der Verstärker 125 ist so ausgebildet,

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daß er leitfähig wird, wenn ihm ein negatives Signal zugeführt wird, so daß er leitfähig wird und den siliziumgesteuerten Gleichrichter 142 am -beginn jeder Rechteckwelle des Generators 65 und somit synchron mit dem Schließen der Unterbrecherkontakte und daher nicht synchron mit dem nachfolgenden Öffnen der Unterbrecherkontakte triggert.

Das den Senkrechteblenkblechen 38 der Kathodenstrahlröhre 35 wird einem Verstärker 160 in Abhängigkeit von der Summe zweier Eingangssignale entnommen, die ihm an seinen Eingängen 161 und 162 über Leitungen 169 und 184 zugeführt werden. Die an den Eingang 162 angelegte Spannung bestimmt die senkrechte Höhe des Bildes, d.h. die Höhenlage auf dem Bildschirm 36, während das Signal selbst an dem Eingang 161 erscheint. Bei der Stellung nach Fig. 1 wird die an den Unterbrecherkontakten 16 und 17 erscheinende Spannung mit Hilfe eines Spannungsteilers 166 verringert und über Leitungen 164, 165 und 167, einen Kontakt 168, einen Kontaktarm 113 und die Leitung 169 dem Eingang 161 zugeführt.

Man erhält somit eine Fig. 3 entsprechende Darstellung, wenn sich der Kontaktarm 116 in der Stellung nach Fig. 1 befindet, und diese Darstellung, die von Motorenprüfern viele Jahre lang angewendet wurde, kann bevorzugt werden, da die Prüfer mit dieser Darstellung vertraut sind. Wenn man jedoch den Kontaktarm 116 in seine obere Stellung bringt, erhält man ein Bild nach Fig. 2, und man erkennt, daß die Spannung im Augenblick des Öffnens der Unterbrecherkontakte, die bei 170 dargestellt ist, eine hohe Spannung ist, die entsprechend einer Exponentialschwingung abklingt, daß gedoch die Spannungsspitze in Fig. 3 nicht erscheint, da sie mit dem Beginn der Zeitablenkung zusammenfällt.

Man kann ein Rasterbild der in Fig. 4 und 6 dargestellten Art erhalten, wenn man einen Rastersignalgenerator 170 benutzt, um den Pegel der aufeinander folgenden Zeitablenkungen zu verändern. Hierbei wird ein Kondensator 173

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wiederholt von einer Quelle für eine Gleichspannung von +20 V aus über einen Widerstand 194- und eine Diode 193 aufgeladen, vorausgesetzt, daß ein in dem Rastersignalgenerator vorgesehener NPN-Transistor 171 abgeschaltet ist« Dieser Transistor 171 ist so geschaltet, daß er bei jedem Öffnen der Unterbrecherkontakte 16 und 17 kurzzeitig eingeschaltet wird. Das Ausgangssignal des Rechteckwellengenerators 65 wird über Leitungen 134- und 187 einem Differenzierungskondensator 188 zugeführt, der negative Impulse erzeugt, auf die positive Impulse folgen, die den beiden Planken der Recheckwelle entsprechen. Die Diode 189 läßt nur die positiven Impulse zur Basis des Transistors 171 durch, um diesen Transistor kurzzeitig leitfähig zu machen, und dann entlädt sich der Kondensator 173 über den Emitter und Kollektor des Transistors 171, einen Widerstand 191» einen Kondensator 174- und eine Diode 192, so daß sich in dem Kondensator 174- eine bestimmte Ladung aufbaut, die in der Praxis jedesmal vergrößert wird, wenn ein positiver Impuls zur Basis des Transistors 171 gelangt.

Die Spannung des Kondensators 174-, die auch an dem Widerstand 191 liegt, bildet die Eingangsspannung für einen Verstärker 175» dessen Ausgang ah ein Potentiometer 182 angeschlossen ist, dessen Schleifkontakt 183 durch den Benutzer der Einrichtung verstellt werden kann, um einen vorbestimmten Teil des Ausgangssignals zu wählen und ihn dem Eingang 162 des Senkrechtablenkverstärkers 160 zuzuführen und so die Höhenlage der'Zeitachse auf dem Bildschirm zu bestimmen. Die Leitung 184 ist durch einen Kondensator 185 überbrückt, der einen Wechselspannungsfilter bildet.

Es ist nur erwünscht, daß die erwähnte Rasterdarstellung dann erzielt werden kann, wenn der Schalter 105 auf die Primärdarstellung oder die Sekundärdarstellung eingestellt ist, und wenn der Kontaktarm 111 dieses Schalters eine seiner beiden Stellungen einnimmt, verbindet er eine Quelle für eine Gleichspannung von +10 V mit dem Verstärker 175 über eine Leitung 180, den einen oder anderen der festen Kontakte 178

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• - 12 und 179 und eine Leitung 177·

Es liegt auf der &and, daß ein wiederholtes Aufladen des Kondensators 173 nach jeder Entladung bewirkt, daß sich die Ladung des Kondensators 174- schrittweise aufbaut, so daß die aufeinander folgenden waagerechten Zeitachsen auf dem Bildschirm 36 schrittweise in einer größeren Höhe erscheinen.

Die Wiederholung des Rasterdarstellungsarbeitsspiels wird durch das Signal des Rechteckwellengenerators 66 bewirkt, bei dem es sich um einen negativen Hechteckimpuls handelt, der synchron mit dem Zünden der gewählten Zündkerze 24 auftritt. Dieser Rechteckimpuls wird über eine Leitung 200, einem Differenzierungskondensator 201, eine Leitung 202 und eine Diode 203 der ^asis eines PNP-Transistors 172 zugeführt. Der Differenzierungskondensator 201 erzeugt eine negative Spannüngsspitze, auf die eine positive Spannungsspitze folgt; diese beiden Spannungsspitzen entsprechen den beiden Flanken der durch den Generator 66 erzeugten Rechteckwelle, und die Diode 203 gewährleistet, daß nur die negativen Spannungsspitzen zur Basis des Transistors 172 gelangen» Diese Spannungsspitzen genügen, um den Transistor einzuschalten, so daß sich der Kondensator 174 dann über den Emitter und kollektor dieses Transistors und die relativ kleinen Widerstände 191 und 206 entlädt· Die Widerstandswerte sind so gewählt, daß der Kondensator 174 im wesentlichen kurzgeschlossen wird, so daß die dem Verstärker 175 zugeführte Spannung auf Null zurückgeht. Sobald der Impuls aufgetreten ist, wird der Transistor 172 erneut nicht leitfähig, und er wird normalerweise in diesem Zustand durch einen Spannungsteiler gehalten» der drei Widerstände 194, 195 und 196 umfaßt, die an eine Quelle für eine positive Gleichspannung von 20 V angeschlossen sind, wobei der Knotenpunkt zwischen den Widerständen 195 und 196 mit der Basis des Transistors verbunden ist.

Bei jeder Zündung der gewählten Zündkerze geht somit die Senkrechtrasterspannung auf Null zurück, und das Arbeits-

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spiel zur Erzeugung aufeinander folgender, jeweils in einer größeren Höhe erscheinenden Leitachsen für die einzelnen Zylinder wiederholt sich.

Gemäß Fig. 6 beginnt jede Zeitablenkung mit dem Schließen der Unterbrecherkontakte, und jede Stufe der durch den Generator 170 erzeugten treppenförmigen Rasterspannung erscheint beim Öffnen der Unterbrecherkontakte, so daß die HöhenverSchiebung des Rasterbildes tatsächlich an einem längs der Zeitachse nach rechts verschobenen Punkt eintritt, wie es in Figo 6 bei 207 dargestellt ist.

Wenn alle Signale der sechs Zylinder einander überlagert werden sollen, wird der Schleifkontakt 183 gemäß Fig. 1B in seine unterste Stellung gebracht, so daß die Rasterspannung· beseitigt wird und die Senkrechtablenkbleche 38 auf einer festen Spannung gehalten werden, wobei die waagerechten Zeitachsen auf dem Bildschirm jeweils in der gleichen Höhe ersehe inen ο

Wenn der Benutzer der Einrichtung nur ein Bild für einen oder mehrere gewählte Zylinder erzeugen will, kann er die Schalter 68 bis 74- betätigen und eine Austast- oder Löschschaltung 210 benutzen«

Diese Austastschaltung 210 umfaßt einen frei laufenden Multivibrator 212, dessen Ausgangssignal in Form einer Rechteckspannungswelle über eine leitung 214 und einen Blockkondensator 215, eine Diode 216 und eine Leitung 217 dem Bteuergitter 41 der Kathodenstrahlröhre 35 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Multivibrators erscheint an einem Widerstand 218 und wird durch eine Diode 216 gleichgerichtet, so daß nur die negativen ^eile der Rechteckwellenspannung an das Steuergitter angelegt werden, und wenn sich der Multivibrator in Betrieb befindet, bleibt das Gitter 41 auf einer negativen Spannung, so daß die Zeitachse nicht auf dem Bildschirm erscheint. Ein Kondensator 219 filtert den Welligkeits-

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- 14 anteil dieser negativen Spannung aus.

Der Benutzer schließt diejenigen der Schalter 69 bis 74, die den zu untersuchenden Zylindern zugeordnet sind, und wenn z.B. der Schalter 70 geschlossen wird, wird bewirkt, daß während des Arbeitsspiels des Ringzählers 45 immer dann, wenn ein Ausgangssignal an der Klemme 51 erscheint, d.h. während des Teils des Arbeitsspiels, während dessen der zweite Zylinder gezündet wird, das Ausgangssignal der Basis eines Transistors 213 über die leitung 68, den Kontaktarm 109, einen der beiden festen Kontakte 220 und 221 und eine Leitung 219 zugeführt wird. Normalerweise ist der Transistor 213 nicht leitfähig, da seiner Basis von einer Quelle 222 für eine positive Gleichspannung von 20 V eine Vorspannung über einen Widerstand 217 zugeführt wird; wenn (jedoch die dem !Ringzähler entnommene Spannung erscheint, wird der Transistor 213 leitfähig, so daß ein Strom durch einen Widerstand 223, den Kollektor und Emitter des Transistors und einen Widerstand 216 fließt. Infolgedessen wird eine negative Spannung an die Basis eines Transistors 220 des Multivibrators angelegt, um diesen Transistor im leitfähigen Zustand zu halten und ein Schwingen des Multivibrators zu verhindern, so daß das negative Austastsignal der Kathodenstrahlröhre 35 nicht mehr zugeführt wirdβ Sobald das Ausgangssignal nicht mehr an der Klemme 51 des Ringzählers erscheint, wird der Transistor 213 wieder abgeschaltet, und der die Transistoren 220 und 221 umfassende Multivibrator nimmt seine Tätigkeit wieder auf. Infolgedessen werden nur die Kurven für die gewählten Zylinder aufgezeichnet, wie es z.B. in Fig. 6 für drei Zylinder dargestellt ist.

Wenn die Kontaktarme 108 bis 114 des Schalters. 105 einen Schritt im Uhrzeigersinne in die Stellung für die Sekundärdarstellung gedreht werden, bleiben die Verbindungen der Kontaktarme 109, 110 und 111 unbeeinflußt, doch wird der Kontaktarm 112 jetzt an den Kontakt 224 angelegt, und der Kontaktarm 113, der an den Signaleingang des Senkrechtablenk-

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Verstärkers 160 angeschlossen ist, ist nicht mehr mit dem Kontakt 168 verbunden, der zu den Unterbrecherkontakten 17 und 16' führt, sondern er ist jetzt mit dem Kontakt 225 verbunden, dem ein Signal von der Sekundärwicklung 12 des Zündtransformator 10 aus zugeführt wird. Somit ist das Ende der Sekundärwicklung 12 über eine lösbare Verbindung 226, einen Kondensator 228 und eine abgeschirmte Leitung 227 mit der . zu dem Kontaktarm 112 führenden Leitung 233 verbunden.

Die Seele der abgeschirmten Leitung 227 ist ferner über einen durch einen Widerstand 232 überbrückten Kondensator 230 am Punkt 231 geerdet. Die Kondensatoren 228 und 230 bilden einen Spannungsteiler, der gewährleistet, daß nur ein Teil der in der Sekundärwicklung erscheinenden Spannung der Leitung 233 und über den Kontaktarm 112 und den Kondensator 235 dem Eingang eines Verstärkers 236 zugeführt wird, dessen Ausgang an den Kontakt 225 und somit an den Eingang des . Senkrechtablenkverstärkers angeschlossen ist. Ein den Eingang des Verstärkers 236 überbrückender Kondensator 237 bewirkt eine weitere Unterteilung des Signals. Eine typische, auf diese Weise gewonnene Darstellung der Sekundärspannung ist in Fig. 5 wiedergegeben, Wenn die Untersuchungseinrichtung auf eine Sekundärdarstellung eingestellt wird, erfolgt die Raeterdarsteilung oder die Überlagerungsdarstellung und die Wahl eines oder mehrerer beliebiger Zylinder mit Hilfe der Austastschaltung 210 in der gleichen Weise wie bei der Primärdarstellung. Außerdem kann man den Wechselrichter 124 abschalten, so daß die Zeitablenkung beginnen kann, wenn sich die Unterbrecherkontakte schließen oder sich wieder öffnen.

Wenn alle Spannungen der sechs Zylinder gemäß Fig. 4 in einer Vergleichsdarstellung wiedergegeben werden sollen, dreht man den Schalter 105 im Uhrzeigersinne in die nächste Stellung, so daß der Kontaktarm 109 eo verstellt wird, daß die Austastschaltung 210 nicht mehr vom Eingang des Ringzählers 45 aus betätigt werden kann. Ferner wird der Kontaktarm 110 von den Kontakten 138 und 139 abgehoben und zur Anlage

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an einem Kontakt 246 gebracht, so daß der Zeitablenkungsgenerator 126 nicht bei jeder Zündung eines Zylinders getriggert wird. Der Kontaktarm 111 wird von den Kontakten 178 und 179 abgehoben, um den Verstärker 175» der die Treppenoder Rasterspannung liefert, abzuschalten.

Jetzt wird der Ablenkgenerator 126 am Ende jedes Arbeitsspiels des Motors unter Verwendung des Signals getriggert, das je nachdem, ob ein Vierzylindermotor oder ein Sechszylindermotor geprüft wird, an der Klemme 60 bzw. der Klemme 61 des Eingzählers 45 erscheint. Dieser am Ende des Arbeitsspiels auftretende Ausgangsimpuls wird über die Leitung 91 bzw» die Leitung 92 dem Kontakt 84 des Schalters 82 bzw. dem Kontakt 90 des Schalters 88 und von dort aus über die Leitung 242 dem Eingang des Impulsgenerators 243 zugeführt, dessen Impulse über die Leitung 245 und den Kontakt 246 dem Kontaktarm 110 und weiter dem Eingang des die Zeilenablenkschaltung 123 steuernden Verstärker 125 zugeführt«

Die Einleitung der Zeitablenkung in dem Zeitpunkt, in dem die letzte Zündkerze gezündet wird, bedeutet, daß die Prüfung des Motors mit dem ersten Zylinder und nicht etwa erst mit dem zweiten Zylinder beginnen kann; hierin besteht eine verbesserung gegenüber den bis jetzt bekannten Untersuchung seinrichtungen, bei denen die Zeitablenkung im Zeitpunkt der Zündung der Zündkerze des ersten Zylinders eingeleitet wird ο

Um die Zeitkonstante des Ladekreises des Ablenksignalgenerators zur Verwendung bei der Vergleichsdarstellung nach Fig. 7 zu vergrößern, wird ein Kondensator 248 mit dem Kondensator 143 durch eine Leitung 249 und den Kontaktarm 114 parallelgeschaltet, der zur Anlage an dem geerdeten Kontakt 250 gebracht wird.

Die Spannung der Sekundärwicklung, die bei der Stellung für die Vergleichsdarstellung benutzt wird, wird dem Eingang des Verstärkers 236 durch den Kontaktarm 112 und einen festen

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Kontakt 253 zugeführt, so daß anstelle des Kondensators 235 ein verstellbarer Kondensator 254 benutzt werden kann, der es ermöglicht, die Größe der Spannungsspitzen einzustellen, die gemäß Pig. 7 auf dem Bildschirm erscheinen. Der Ausgang des Verstärkers 236 ist mit dem Eingang 161 des Senkrechtablenkverstärkers 160 über den Kontaktarm 113, den festen Kontakt 252 und die leitung 239 verbundene

In manchen Fällen ist es erwünscht, eine Prüfung durchzuführen, bei der eine oder mehrere Zündkerzen des Motors kurzgeschlossen sind, und zu diesem Zweck wird der Schalter 105 in die Leistungsprüfstellung gedreht, bei der der Kontaktarm 108 an einen festen Kontakt 258 angelegt wird, wobei die Unterbrecherkontakte 16 und 17 über einen verhältnismäßig kleinen Widerstand 260 kurzgeschlossen werden können, wenn ein siliziumgesteuerter Gleichrichter 257 durch das Ausgangssignal einer Schmitt-Triggerschaltung 256 getriggert und leitfähig gemacht wird» Der Eingang der Triggerschaltung 256 wird mit der Leitung 68 durch einen festen Kontakt 261 und den Kontaktarm 109 verbunden, so daß ihm ein Eingangssignal immer dann zugeführt wird, wenn ein Ausgangssignal an einer der Klemmen 50 bis 55 des Ringzählers 45 erscheint, deren zugehörige Schalter 69 bis 74 wahlweise geschlossen worden sind. VVenn z.B. der Schalter 70 geschlossen ist, wenn sich die Unterbrecherkontakte 16 und 17 schließen, um die zweite Zündkerze zu zünden, wird somit ein Impuls dem Eingangskreis der Schmitt-Triggerschaltung 256 zugeführt, und diese Schaltung erzeugt einen rechteckigen Ausgangsimpuls, der den siliziumgesteuerten Gleichrichter 257 triggert und leitfähig macht, so daß die Unterbrecherkontakte 16 und 17 über die •leitung 259 während der Dauer des Eechteckimpulses kurzgeschlossen werden, die so gewählt ist, daß Gewähr dafür besteht, daß sich die Unterbrecherkontakte geöffnet haben wprden. Das Vorhandensein der Kurzschlußverbindung bedeutet, daß kein Ausgangssignal in der Sekundärwicklung 12 des Zündtransformators auftritt, und daß kein Spannungsimpuls der praktisch kurzgeschlossenen zweiten Zündkerze zugeführt wird.

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Selbst wenn die erste Zündkerze 24 auf diese Weise kurzgeschlossen würde, könnte der Ringzähler 45 immer noch dadurch zurückgestellt werden, daß das Rucksteilsignal einer der Hilfsausgangsklemmen 60 und 61 entnommen und der Rückstellklemme 49 über den Schalter 99 zugeführt wird.

Bei der Jjeistungsprüfstellung des Schalters 105 liegt der Eontakt arm 110 an dem Kontakt 264 an, der mit dem Kontakt 246 verbunden ist, der Kontaktarm 112 berührt den Kontakt 265, der mit dem Kontakt 253 verbunden ist, der Kontaktarm 133 liegt an dem Kontakt 266 an, welcher mit dem Kontakt verbunden ist, und der Kontaktarm 114 steht in Berührung mit dem Kontaktarm 267, der mit dem Kontakt 250 verbunden ist; somit arbeitet die Einrichtung bezüglich der Wirkungsweise der Kathodenstrahlröhre 35 ähnlich wie bei der Stellung des Schalters 105 für die Vergleichsdarstellung„

Somit ergibt sich auch bei der Leistungsprüfstellung immer noch eine Vergleichsdarstellung, doch wenn irgendeine Zündkerze praktisch kurzgeschlossen ist, erscheint die dieser Zündkerze in der Darstellung nach Fig. 7 zugeordnete Spannungsspitze nicht mehr, so daß der Benutzer weiß, daß die betreffende Zündkerze tatsächlich kurzgeschlossen ist, und daß er die erforderlichen Prüfungen durchführen und feststellen kann, welchen Einfluß das Ausfallen der betreffenden Zündkerze auf den Betrieb des Motors hat.

Patentansprüche:

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   π). Einrichtung zum Untersuchen eines Verbrennungsmotors mit einer elektrischen Zündanlage mit Unterbrecherkontakten oder Schaltern, wobei die Einrichtung eine Vorrichtung zum Darstellen von der elektrischen Zündanlage entnommenen Signalen über einer ^eitbasis umfaßt, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (123) zum Einleiten einer Zeitablenkung im Zeitpunkt des Schließene der Unterbrecherkontakte (16, 17).

   2. Einrichtung, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Signale wiedergebende Kathodenstrahlröhre (35)» wobei die Zeitablenkvorrichtung (123) die Erzeugung einer Strahlspur in Richtung einer X-Achse steuert, und wobei die Strahlspur in Richtung der Y-Achse entsprechend den der elektrischen Zündanlage entnommenen Signalen modifiziert wird.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennz'e ichne t durch eine Wählvorrichtung (105), die es ermöglicht, eine Zeitablenkung einzuleiten, wenn die Unterbrecherkontakt (16, 17) entweder geschlossen oder geöffnet sind.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für einen Mehrzylindermotor mit allen Zylindern gemeinsam zugeordneten Unterbrecherkontakten, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitablenkvorrichtung (123) eine Zeitablenkung bei Jedem Schließen der Unterbrecherkontakte (16, 17) einleitet·

   5. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4-, dadurch gekennzeichnet , daß im Verlauf der Herbeiführung

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   eines ^atzes von Zeitablenkungen, von denen federn Zylinder des Motors eine zugeordnet ist, eine Vorspannung von zunehmender Größe in Richtung der Y-Achse zur Wirkung gebracht wird, um die in Richtung der X-Achse verlaufenden Strahlspuren voneinander zu trennen.

   60 Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorspannung schrittweise vergrößert.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 6 für einen Mehrzylindermotor, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Unterbrechen der Zeitablenkung während der ganzen Dauer eines Arbeitsspiels des Motors in Abhängigkeit von der Zündung der Zündkerze eines gewählten Zylinders.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch einen Ringzähler (4-5) zum Zählen der aus der Betätigung der Unterbrecherkontakte (16, 17) abgeleiteten Impulse sowie durch eine Rückstellschaltung zum Zurückstellen des Ringzählers in Abhängigkeit davon, daß der Ringzähler ein gewähltes Zählergebnis erreicht, oder daß dem Zündstromkreis eines der Zylinder ein Signal entnommen wird.

   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen mit der Zündanlage gekuppelten Rechteckwellengenerator (65) zum Erzeugen von mit den Zündspannungen phasengleichen Rechteckwellen, wobei die Zeitablenkung in Abhängigkeit von einer der Flanken einer solchen Rechteckwelle eingeleitet wird.

   10. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine automatische Kompensationsschaltung, durch die die Länge der Zeitbasis so aufrechterhalten wird, daß die Strahlspuren in der Richtung der X-Achse trotz Änderungen der Motordrehzahl die gleiche Länge erhalten.

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   11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, für einen Mehrzylindermotor, gekennzeichnet durch einen normalerweise offenen Stromkreis, mittels dessen die Zündanlage im wesentlichen kurzgeschlossen werden kann, sowie eine Triggerschaltung (256) zum Schließen dieses Stromkreises, während der Erzeugung der Zündspannung für gewählte Zylinderβ

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, für einen Mehrzylxndermotor, gekennzeichnet durch eine Austastschaltung (210), mittels deren die Darstellung der Signale gelöscht werden kann, sowie Wählvorrichtungen, mittels deren die Austastschaltung während der Erzeugung der Zündspannung für gewählte Zylinder zur Wirkung gebracht werden kann«

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