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Die
Erfindung betrifft ein Meßsystem
für einen
Motor eines Fahrzeugs, und insbesondere ein System und ein Verfahren
zum Messen der Interferenz zwischen einem Einlaß-/Auslaßventil und einem Kolben.
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Insgesamt
weist ein Motor zum Erzeugen der Antriebskraft eines Fahrzeugs einen
Kolben, der eine geradlinige Bewegung innerhalb eines Zylinders durchführt, und
ein Einlaßventil
und ein Auslaßventil auf,
die in einem Zylinderkopf vorgesehen sind. Eine Pleuelstange ist
mit ihrem einen Ende an dem Kolben und mit ihrem anderen Ende an
einem versetzten Abschnitt einer Kurbelwelle derart angebracht,
daß die Kraft
des Kolbens auf die Kurbelwelle übertragen wird,
um dieselbe zu drehen, wodurch die Hin- und Herbewegung des Kolbens
in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird.
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Die
Kurbelwelle gibt die Rotationskraft nach einem Kupplungsvorgang
an ein Getriebe ab und dreht eine Nockenwelle über einen Zeitsteuerriemen. Das
Einlaßventil
und das Auslaßventil
werden durch die rotierende Nockenwelle geöffnet und geschlossen, um Kraftstoff
zuzuführen
bzw. Verbrennungsabgas auszustoßen.
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Die
Nockenwelle wird mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben,
wobei die Nockenwelle und die Kurbelwelle über den Zeitsteuerriemen miteinander
verbunden sind.
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Jedes
der oben genannten Bauteile des Motors weist seine eigene Festigkeit
auf und kann eine Verformung durch eine Vielzahl von Faktoren, wie Trägheit, einer
Belastung und einem Drehmoment aus der Kraftübertragung erfahren. Bezüglich der
Nockenwelle ist, wenn das eine Ende drehbar abgestützt ist
und das andere Ende Rotationskräfte
aufnimmt, die Lastverteilung in Axialrichtung längs der Nockenwelle nicht gleichmäßig, so
daß die
Nockenwelle verformt werden kann.
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Eine
derartige Verformung des Nockenwelle verändert die Dauer des Öffnens und
die Dauer des Hubs des Einlaßventils
und des Auslaßventils,
so daß sich
eine Interferenz zwischen den Ventilen und dem Kolben ergibt, die
eine Hauptursache für
Motorstörungen
ist.
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Da
es keinen Stand der Technik gibt, nach welchem eine derartige Verformung
der Bauteile des Motors einschließlich der Nockenwelle gemessen wird,
ist es schwierig, Daten zu erlangen, um das Problem der Interferenz
zwischen dem Einlaß-/Auslaßventil
und dem Kolben durch Vornehmen von Einstellungen zu korrigieren.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und ein System zum Messen der Interferenz zwischen einem Einlaß-/Auslaßventil
und einem Kolben zu schaffen, wobei ein Drehmomentwert, der eine
Verformung der rotierenden Wellen bewirkt, eine Torsionsabweichung,
die erzeugt wird, wenn das Drehmoment auf jede rotierende Welle übertragen
wird, und eine Drehschwingung, die durch Verformen jeder Welle und
Spannung und Elastizität
eines Zeitsteuerriemens erzeugt wird, gemessen werden, um die Interferenz
zwischen dem Einlaß-/Auslaßventil
und dem Kolben zu berechnen und bei der Konstruktion zu berücksichtigen,
so dass Motorstörungen
ausgeschlossen werden.
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Dies
wird erfindungsgemäß erreicht
durch ein Verfahren zum Messen der Interferenz zwischen einem Ventil
und einem Kolben, mit folgenden Schritten: Messen eines Standard-Drehmomentwertes
bezüglich
der Verformung der Nockenwelle, die in Abhängigkeit von der Drehzahl des
Motors bewirkt wird, durch Spannungserfassungsmittel; Messen der
Abweichung der Torsionsverformung einer Kurbelwelle und einer Einspritzpumpenwelle
durch Festlegen der Nockenwelle und zwangsläufiges Drehen der Kurbelwelle
unter dem Standard-Drehmomentwert;
Messen einer Schwingung, die erzeugt wird, wenn die Nockenwelle,
die Kurbelwelle und die Einspritzpumpenwelle gedreht werden, und
Messen eines Kurbelwellen-Drehwinkels, um eine Stellung des Kolbens
im oberen Totpunkt (TDC) zu erfassen, wobei beide Messungen bei
einer vorbestimmten Motordrehzahl durchgeführt werden; Anzeigen der Bewegung
des Kolbens und des Einlaß-/Auslaßventils
als Graph bei der Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt (TDC) nach
Analysieren der Abweichung der Torsionsverformung und der Schwingung
jeder Welle; und Bestimmen, ob es eine Interferenz zwischen dem
Einlaß- /Auslaßventil
und dem Kolben gibt, durch Vergleich des berechneten Wertes mit
dem als Graph angezeigten Wert.
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Vorzugsweise
wird als Spannungserfassungsmittel ein Dehnmeßstreifen verwendet.
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Die
Dehnmeßstreifen
werden bevorzugt an der Nockenwelle an Stellen vorgesehen, an denen die
Verformung durch die Kraftübertragung
am größten ist.
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In
bevorzugter Weise wird die Abweichung der Torsionsverformung aus
der Messung eines Verformungswinkels unter Verwendung von Winkelmessern
abgeleitet, die an den Riemenscheiben der Kurbelwelle und der Einspritzpumpenwelle
vorgesehen werden.
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Die
Abweichung der Torsionsverformung kann aus der Messung der Abweichung
der Torsionsverformung der Kurbelwelle durch Festlegen der Einspritzpumpenwelle
und zwangsläufiges
Drehen der Kurbelwelle abgeleitet werden.
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Bevorzugt
wird die Messung der Schwingung unter Verwendung eines Torsionsschwingungsmeßgerätes durchgeführt.
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Erfindungsgemäß ist ein
System zum Messen der Interferenz zwischen einem Ventil und einem Kolben
versehen mit ersten Winkelerfassungsmitteln zum Erfassen eines Drehwinkels
einer Kurbelwelle; und zweiten Winkelerfassungsmitteln zum Erfassen eines
Drehwinkels einer Einspritzpumpenwelle, wobei die ersten und die
zweiten Winkelerfassungsmittel die Abweichung der Torsionsschwingung
der Kurbelwelle und der Einspritzpumpenwelle messen, wenn das Drehmoment,
das gleich dem Nockenwellenverformungsdrehmoment ist, das an der
Nockenwelle in einem feststehenden Zustand gemessen wird, entweder
an die Kurbelwelle oder an die Einspritzpumpenwelle abgegeben wird,
wobei das System bei einem Motor angewendet wird, bei dem die Kurbelwelle,
die Einspritzpumpenwelle und die Nockenwelle über Kraftübertragungsmittel miteinander verbunden
sind.
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Vorzugsweise
wird die Messung des Nockenwellenverformungsdrehmoments mittels Dehnmeßstreifen
gemessen, die an der Stelle der Nockenwelle vorgesehen sind, an
der die Verformung, die von dem Drehmoment aus der Kraftübertragung
verursacht wird, am größten ist.
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Die
Dehnmeßstreifenanordnung
weist vorzugsweise vier Widerstände
auf, die über
eine Wheatstone-Brücke
miteinander verbunden sind, die einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluß aufweist,
mit einem ersten Signalprozessor zum Verarbeiten der Signale, die
von dem ersten Ausgangsanschluß der
Wheatstone-Brücke
abgegeben werden; einem zweiten Signalprozessor zum Verarbeiten
der Signale, die von dem zweiten Ausgangsanschluß der Wheatstone-Brücke abgegeben
werden; und einer Steuereinrichtung zum Analysieren der Signale
von dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluß, um die Verformung der Nockenwelle
zu bestimmen, und zum Berechnen des Standard-Drehmoments aus dem
bestimmten Wert der Verformung der Nockenwelle und Abgeben desselben.
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Erfindungsgemäß ist ein
System zum Messen der Interferenz zwischen einem Ventil und einem Kolben
vorgesehen, mit Reflexionsstreifen, die am Außenumfang der Riemenscheibe
der jeweiligen Welle angeklebt sind und aus lichtreflektierendem Material
sind; Torsionsschwingungserfassungsmitteln zum Emittieren von Licht
zu der Riemenscheibe der jeweiligen rotierenden Welle hin, zum Aufnehmen der
Reflexion dieses Lichtes, das von den Reflexionsstreifen reflektiert
wird, und zum Abgeben der Schwingung jeder Welle als Signal einer
AC (Wechselstrom)-Komponente; Verstärkungsmitteln zum Verstärken des
abgegebenen Signals der AC-Komponente;
Kurbelwellenwinkelerfassungsmitteln
zum Erfassen des Kurbelwellendrehwinkels von der Riemenscheibe der
Kurbelwelle;
Aufzeichnungsmitteln zum Speichern der Kolbenstellungsinformation
und des Signals der AC-Komponente bezüglich der Schwingung jeder
Welle in einem vorbestimmten Format; und Kurvenformanzeigemitteln
zum graphischen Anzeigen der Information über die Kolbenstellung und
des Signals der AC-Komponente
bezüglich
der Schwingung jeder Welle.
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Vorzugsweise
führt das
Kurbelwellenwinkelerfassungsmittel einen Lichtsignal-Unterbrechungsvorgang
an Zähnen
der Riemenscheibe der Kurbelwelle durch.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Nockenwelle eines Testmotors nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Schaltungsschema einer Dehnmeßstreifenanordnung
aus 1;
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3 ein
Schaltungsschema einer Vorrichtung zum Erfassen eines Standard-Drehmoments entsprechend
den Signalen, die von den Dehnmeßstreifen aus 1 übertragen
werden;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Nockenwellenantriebs eines Testmotors
nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ein
Blockschema eines Systems zum Messen der Interferenz zwischen den
Ventilen, die von einer Nockenwelle betätigt werden, und einem Kolben über die
Torsionsschwingung jeder rotierenden Welle eines Motors;
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6a eine graphische Darstellung eines Kolbenhubs
in Kurvenform;
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6b eine graphische Darstellung der Torsionsschwingung
einer Kurbelwelle in Kurvenform;
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6c eine graphische Darstellung der Torsionsschwingung
einer Nockenwelle in Kurvenform;
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7 eine
graphische Darstellung der Ventilzeitsteuerung relativ zur Kolbenbewegung;
und
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8 eine
graphische Darstellung der Ventilzeitsteuerung, wie berechnet und
nach der Verformung, relativ zu der Kolbenbewegung.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung
erläutert.
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Wie
aus 1 ersichtlich, sind Dehnmeßstreifen S an einer Nockenwelle 1 zum
Messen der Torsionsverformung derselben vorgesehen.
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Die
Dehnmeßstreifen
weisen einen ersten Widerstand R1, einen zweiten Widerstand R2,
einen dritten Widerstand R3 und einen vierten Widerstand R4 auf,
die am Umfang der Nockenwelle 1 vorgesehen sind. Die Widerstände R1,
R2, R3 und R4 sind in zwei Zweiergruppen eingeteilt, die um den
Umfang der Nockenwelle 1 herum um 180° zueinander versetzt sind. Jeder
Dehnmeßstreifen
S ist in Axialrichtung der Nockenwelle 1 im Winkel von
45° angeordnet.
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Wie
aus 2 ersichtlich, sind der erste Widerstand R1 und
der zweite Widerstand R2 mit der einen Seite eines Eingangsanschlusses
Vi verbunden. Der dritte Widerstand R3 und der vierte Widerstand R4
sind mit der einen Seite eines anderen Eingangsanschlusses Vi verbunden.
Ferner sind der zweite Widerstand R2 und der dritte Widerstand R3
mit einem ersten Ausgangsanschluß Vo1 derart verbunden, daß die Ausgabe
des zweiten Widerstands R2 und des dritten Widerstand R3 dahin übertragen
wird. Der ersten widerstand R1 und der vierte Widerstand R4 sind
mit einem zweiten Ausgangsanschluß Vo2 derart verbunden, daß die Ausgabe
des ersten Widerstands R1 und des vierten Widerstands R4 dahin übertragen
wird. Eine derartige Verbindung wird über eine Wheatstone-Brücke 10 realisiert,
wie in 3 gezeigt ist.
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Wie
aus 3 ersichtlich, ist der Ausgangsanschluß Vo der
Wheatstone-Brücke 10 mit
einem Signalprozessor 20 verbunden. Eine Steuereinrichtung 40 berechnet
den Verformungsgrad der Nockenwelle 1 durch eine Maßabweichung,
die von einem Rechenprogramm berechnet wird, welches Signale verwendet,
die von dem Signalprozessor 20 abgegeben werden, so daß ein Standard-Drehmoment, welches
eine Nockenwellenverformung bewirkt, errreicht werden kann.
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Wie
aus 4 ersichtlich, ist eine Vorrichtung zum Messen
der Verformung einer Kurbelwelle und einer Einspritzpumpenwelle
durch Analysieren der Beziehung zwischen der Spannung des Zeitsteuerriemens
und dem Drehmoment, das an der Nockenwelle 1 erfaßt wird.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein erster Winkelmesser 131 an
einer Riemenscheibe 130 einer Kurbelwelle 132 vorgesehen.
Da als Testmotor ein Dieselmotor ausgewählt ist, ist ferner eine Einspritzpumpenwelle 124 vorgesehen,
die ein erste Riemenscheibe 120 und eine zweite Riemenscheibe 123 aufweist,
wobei die Einspritzpumpenwelle 124 das Druckniveau des
eingespritzten Kraftstoffs derart erhöht, daß die Verformung jeder rotierenden
Welle entsprechend des Standard-Drehmoments der Nockenwelle erfaßt wird.
Die zweite Riemenscheibe 123 der Einspritzpumpenwelle 124 ist
mit einem zweiten Winkelmesser 121 versehen.
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Bei
der oben genannten Vorrichtung ist die Riemenscheibe 130 der
Kurbelwelle 132 mit der zweiten Riemenscheibe 123 über einen
ersten Zeitsteuerriemen 140 verbunden, wobei die Riemenscheibe 100 der
Nockenwelle 1 mit der ersten Riemenscheibe 120 der
Einspritzpumpenwelle über
einen zweiten Zeitsteuerriemen 141 verbunden. Im Falle
eines Gasmotors kann jedoch die Riemenscheibe 100 direkt
mit der Riemenscheibe 130 der Kurbelwelle 132 verbunden
sein.
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Aus 5 ist
ein Blockschema einer Vorrichtung zum Messen der Verformung jeder
rotierenden Welle durch Erfassen der Torsionsschwingung jeder rotierenden
Welle ersichtlich.
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Wie
aus der Zeichnung ersichtlich, sind eine Nockenwelle 201,
die in einem Zylinderkopf 200 vorgesehen ist, eine Einspritzpumpenwelle 211,
die in einem Zylinderblock 210 montiert ist, und eine Kurbelwelle 230 vorgesehen.
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Ein
Phosphorstreifen 232, der durch Licht erregt wird, ist
an einer Riemenscheibe 231 der Kurbelwelle 230 festgeklebt.
Torsionsschwingungsmeßgeräte (TVM) 300, 400 und 500 sind
jeweils entsprechend den Positionen der Wellen 201, 211 und 230 vorgesehen.
Ferner ist ein Kurbelwellenwinkelsensor 240 zum Erfassen
eines Kurbelwellen-Drehwinkels vorgesehen, wodurch die Stellung
eines Kolbens erfaßt
wird.
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Ein
erster Verstärker 310,
ein zweiter Verstärker 410 und
ein dritter Verstärker 510,
welche die gemessenen Schwingungssignale auf einen vorbestimmten
Pegel verstärken,
sind mit den jeweiligen Torsionsschwingungsmeßgeräten 300, 400 bzw. 500 verbunden.
Die verstärkten
Schwingungssignale werden in einem Bandaufzeichnungsgerät 600 gespeichert
und an ein Oszilloskop 700 abgegeben, welches die Torsionsschwingungssignale,
die von jeder Welle erfaßt
werden, und Daten bezüglich
der Stellung der Kurbelwelle in Kurvenform anzeigt.
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Der
Kurbelwellenwinkelsensor 240 erfaßt die Stellung des Kolbens
mittels Lichtsignal-Unterbrechung über die Spitzen von Zähnen, die
an der Riemenscheibe 231 der Kurbelwelle ausgebildet sind. Ferner
messen die TVM 300, 400 und 500 nur die
AC (Wechselstrom)-Komponenten der Torsionsschwingungen der rotierenden
Wellen, welche die DC (Gleichstrom)-Komponenten ausschließen, die
durch konstante Drehzahl erzeugt werden.
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Wie
oben erläutert,
erhält
man durch die beiden Typen von Meßvorrichtungen Daten bezüglich der
durch das Einwirken des Drehmoments infolge der Trägheit und
Kraftübertragung
erzeugten Verformung jeder Welle, und dann wird die Interferenz
zwischen dem Kolben und einem Einlaß-/Auslaßventil gemessen, wie nachfolgend
beschrieben wird.
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Zuerst
ergibt sich in einem Zustand, in dem die Widerstände R1, R2, R3 und R4 an der
Nockenwelle 1 montiert sind und der Motor mit einer vorbestimmten
Drehzahl läuft,
so daß Kraft
in nur einer Richtung auf die Nockenwelle 1 ausgeübt wird,
durch die Spannung des Zeitsteuerriemens, der mit der Kurbelwelle
und der Einspritzpumpenwelle verbunden ist, und die Trägheit und
das Drehmoment der rotierenden Wellen ein vorbestimmter Wert der
Verformung.
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Wenn
eine vorbestimmte Spannung Vin an die Dehnmeßstreifen R1, R2, R3 und R4
angelegt wird, die im gleichen Abstand voneinander um den Umfang
der Nockenwelle 1 herum vorgesehen sind, wird die Spannung
mit der Verformung der Nockenwelle 1 verändert.
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Änderungen
der Spannung, die von dem Ausgangsanschluß Vo der Dehnmeßstreifen
R1, R2, R3 und R4 abgegeben wird, werden in Signale umgewandelt,
die durch die Steuereinrichtung 40 über den ersten Signalprozessor 20 und
den zweiten Signalprozessor 30 erkannt werden können. Die
Steuereinrichtung 40 berechnet die Differenz zwischen den Spannungen,
die von dem Ausgangsanschluß Vo1 und
Ausgangsanschluß Vo2
abgegeben werden, unter Verwendung eines Programms, das darin eingebaut
ist, so daß die
Verformung der Nockenwelle 1 berechnet wird. Ferner wird
ein Standard-Drehmoment, das sich auf die Kurbelwellenverformung
bezieht, aus der berechneten Abweichung berechnet.
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Wie
aus 4 ersichtlich, wird, nachdem der Motor läuft und
das auf die Nockenwellenverformung bezogene Standard-Drehmoment gemessen
ist, bei dem Testmotor, der mit den Winkelmessern 131 und 121 an
der Riemenscheibe 130 der Kurbelwelle bzw. an der Riemenscheibe 120 der
Einspritzpumpenwelle ausgestattet ist, die Nockenwelle 100 unter
Verwendung eines Werkzeugs, wie einer Spannvorrichtung, festgelegt,
um die Drehung zu verhindern, und die Riemenscheibe 130 der
Kurbelwelle wird unter Verwendung eines Werkzeugs, wie einer Drehkurbel, gedreht,
bis ein Drehmoment erreicht ist, das gleich dem Standard-Drehmoment
ist, das an der Nockenwelle 100 wirkt.
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Wenn
die Zeitsteuerriemen 140 und 141, welche eine
Verbindung von der Riemenscheibe 130 der Kurbelwelle zu
der Riemenscheibe 100 der Nockenwelle hin schaffen, aus
dehnbarem Material sind, wie Gummi oder einer Kette, dehnen sie
sich dementsprechend während
des Drehmomentübertragungsvorgangs
aus oder ziehen sich zusammen.
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Wenn
das Drehmoment zwangsläufig
an der Riemenscheibe 130 der Kurbelwelle wirkt, werden diese
und die Riemenscheibe 120 der Einspritzpumpenwelle gedreht.
Hierbei wird die Drehzahlabweichung von den Winkelmessern 131 und 121 gemessen,
die an den Riemenscheiben 130 und 120 vorgesehen
sind. Wenn die Drehzahlabweichung anzeigt, daß eine Lücke zwischen einem TDC (oberen
Totpunkt) des Kolbens und dem Einlaß-/Auslaßventil von einem berechneten
Wert abweicht, kann die Interferenz zwischen dem Ventil und dem
Kolben durch Analysieren eines Hubs des Einlaß-/Auslaßventils gemessen werden.
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Ein
Vorgang, bei dem die Riemenscheibe 120 der Einspritzpumpenwelle
festgelegt ist und das Drehmoment an der Riemenscheibe 130 der
Kurbelwelle wirkt, wird auch zusätzlich
zu dem oben genannten Vorgang des Festlegens der Nockenwelle und
des Wirkens des Drehmoments gleich dem Vorgang bei einem handelsüblichen
Motor durch die Riemenscheibe 130 der Kurbelwelle durchgeführt, um die
Winkelabweichung entsprechend eines Übersetzungsverhältnisses
zu messen, so daß auch
die Verformung der Zeitsteuerriemen und der Wellen gemessen werden
kann.
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Der
Vorgang zum Messen der Torsionsschwingung für jede Welle wird nachfolgend
mit Bezug auf 5 beschrieben.
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Wenn
der Testmotor mit einer vorbestimmten Drehzahl läuft, werden die Einspritzpumpenwelle
und die Nockenwelle in einem festgelegten Übersetzungsverhältnis durch
die Kraft gedreht, die von der Kurbelwelle 230 übertragen
wird.
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Hierbei
wird infolge der konstanten Trägheit und
Reibung, die durch den mechanischen Eingriff verursacht werden,
die Kraft an der jeweiligen Welle in einer Richtung entgegengesetzt
zur Drehrichtung erzeugt. Dementsprechend wird eine Schwingung durch
Kräfte
erzeugt, d.h. durch Ausdehnen und Zusammenziehen der Mittel, die
die Antriebsleistung und die Belastung von den angetriebenen Enden
der Welle übertragen,
um diesen entgegengesetzten Rotationskräften entgegenzuwirken.
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Die
Schwingung, die an jeder Welle auftritt, wird auf die Riemenscheiben
der Wellen 201, 211 und 230 übertragen.
Hierbei wird ein vorbestimmtes Lichtsignal von den jeweiligen Torsionsschwingungsmeßgeräten 300, 400 bzw. 500 emittiert.
Dieses Licht wird jedoch durch die Reflexionsstreifen, die durch die
gestrichelten Linien gezeigt sind und am Außenumfang der Riemenscheiben
der jeweiligen Wellen 201, 211 und 230 vorgesehen
sind, zu den TVM 300, 400 und 500 zurück reflektiert.
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Hierbei
gibt die jeweilige TVM 300, 400 und 500 Kennzeichen
der Schwingung von dem reflektierten Licht in einer AC-Kurvenform
ab, wie in 6 gezeigt, welche auf die vorbestimmten
Pegel durch die Verstärker 310, 410 und 510 verstärkt werden. Die
verstärkten
AC-Werte werden in dem Bandaufzeichnungsgerät 600 gespeichert
und gleichzeitig in das Oszilloskop 700 eingegeben, damit
sie in Kurvenformen als AC-Komponente
angezeigt werden können,
wie in 6 gezeigt.
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Wenn
zum Beispiel ein Gegenstand mit konstanter Drehzahl von 6000 U/min
gedreht wird, wird dies als DC-Komponente dargestellt. Daher variieren die
oben genannten abgegebenen AC-Komponenten zwischen
5995 und 6005 U/min. Diese Variation der Drehzahl wird infolge der
Belastung und der konstanten Trägheit
durch die Eigengewichtskraft und den mechanischen Eingriff, den
Energieverlust und derartige Faktoren erzeugt. Hierbei sind, wenn
die ± 5 U/min
durch die Schwingung verursacht wird, die ± 5 U/min AC-Komponenten.
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In
dem oben genannten Zustand des Messens der Torsionsschwingung der
Riemenscheibe der jeweiligen Wellen 201, 211 und 230 führt der
Kurbelwellen-Winkelsensor 240 einen Lichtsignal-Unterbrechungsvorgang
an den Zähnen
der Riemenscheibe 231 der Kurbelwelle durch, so daß der Kurbelwellenwinkel
gemessen wird. Dementsprechend wird eine Information über die
Kolbenstellung erfaßt
und dieses Signal wird in dem Bandaufzeichnungsgerät 600 gespeichert
und gleichzeitig auf das Oszilloskop 700 übertragen,
um es als Graph darzustellen, wie in 6 gezeigt,
der Informationen über
den TDC (oberen Totpunkt), den Hub und die Stellung des Kolbens gibt.
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Die
jeweilige Phasenverschiebung der Kurvenform wird durch die Graphen
berücksichtigt,
die an dem Oszilloskop angezeigt sind, und beim TDC-Hub der Kurbelwelle
wird die Schwingung der Kurbelwelle visuell oder unter Verwendung
eines Programms mit der Schwingung der Nockenwelle verglichen, um
die Verformung der Nockenwelle und den Wert des Ventilhubs zu messen.
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Wie
oben beschrieben, wird die Messung des Ventilhubs aus einem Vergleich
zwischen der Schwingung der Kurbelwelle und der Nockenwelle unter
Verwendung eines Wertes berechnet, der durch Subtrahieren des Schwingungsniveaus
der Kurbelwelle (B) von dem Schwingungsniveau der Nockenwelle (A)
ermittelt wird.
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Nachdem
der oben genannte Vorgang durchgeführt ist, wird die Interferenz
zwischen dem Einlaß-/Auslaßventil
und dem Kolben gemessen. Dies wird nachfolgend beschrieben.
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Wie
aus 7 ersichtlich, werden beim Vorgang der Hin- und Herbewegung
des jeweiligen Kolbens in seinem oberen Totpunkt TDC der Hub des Ventils,
das durch die Drehung der Nockenwelle öffnet und schließt, und
der Hub des Kolbens begrenzt, so daß keine Interferenz zwischen
diesen auftritt. Hierbei wird der Abstand L1 zwischen den oberen Totpunkten
TDC des Ventils und des Kolbens gemessen, um einen Standardwert
festzulegen.
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Als
nächstes
wird, wenn der tatsächliche
Abstand zwischen dem Einlaß-/Auslaßventil
und dem Kolben (gemessen durch das Standard-Drehmoment im Vergleich
zu der Winkelabweichung jeder Welle und dem Drehmoment, das durch
die Torsionsschwingung jeder Welle gemessen wird, und die Riemenspannung
und Elastizität),
und der Abstand des Einlaß-/Auslaßventils
und des Kolbens ohne Interferenz zwischen ihnen durch einen Graph
angezeigt werden, das Ergebnis angezeigt, wie aus 8 ersichtlich
ist.
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Wie
in 8 gezeigt, gibt es eine Differenz zwischen dem
Ventilhub, der berechnet wurde, und dem Ventilhub, der tatsächlich vorhanden
ist, wie mit der Linie ΔL
gezeigt ist, als Ergebnis der Verformung der Nockenwelle durch unterschiedliche
Belastungen, die durch Spannung und Elastizität der Kraftübertragungsmittel und den Rotationsvorgangs
hervorgerufen werden.
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Wenn
der Abstand des Ventils und des Kolbens im oberen Totpunkt TDC des
Kolbens verglichen wird, ist ferner der tatsächliche Abstand L2 zwischen
dem Ventil und dem Kolben größer als
der berechnete Wert des Abstandes L1.
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Dementsprechend
können
Probleme der Verformung der Nockenwelle oder der Spannung und Elastizität der Kraftübertragungsmittel
erfaßt
werden.
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Dementsprechend
können
Schritte beim Gestaltungsvorgang unternommen werden, wie beispielsweise Änderungen
der Zylinderstruktur und des Wellenmaterials, Einstellen der Ventilzeitsteuerung usw.,
so daß keine
Interferenz zwischen den Ventilen und den Kolben auftritt.