DE19946045C1 - Verfahren zum Prüfen von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen von Verbrennungsmotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die eine von in Zylinderbohrungen (2) verschiebbaren Kolben (3) drehbar antreibbare Kurbelwelle (5) besitzen. Weiterhin sind mehrere in jede Zylinderbohrung (2) mündende Lufteinlaßkanäle (7) vorhanden, deren Einlässe in die Zylinderbohrung (2) durch öffnend ansteuerbare Ventile verschlossen sind. Ein Elektromotor wird an die Kurbelwelle (5) angekoppelt und dann durch Betrieb des Elektromotors die Kurbelwelle (5) in Bewegung versetzt und dabei Meßwerte erfaßt. Die Lufteinlaßkanäle (7) werden mit Druckluft beaufschlagt und der Luftdurchfluß in den Lufteinlaßkanälen (7) während der Drehbewegung der Kurbelwelle (5) erfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von Ver­ brennungsmotoren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angege­ benen Gattung.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 0 536 561 B1 be­ kannt. Dabei werden bestimmte Meßwerte, die beim Kalttest nur des Verbrennungsmotors aufgenommen worden sind, mit korrespondierenden Meßwerten eines Kalttests des Verbren­ nungsmotors und mindestens eines der zu prüfenden Teile miteinander verglichen. Zu den Kalttests werden die Kraft­ stoffanschlüsse an eine Druckluftversorgungseinrichtung an­ geschlossen und mit Druckluft beaufschlagt. Die zu prüfen­ den Teile sind dabei Teile des Kraftstoffzuführsystems. Dieses Verfahren ist allein aufgrund eines zweimaligen Kalttests zeit- und arbeitsaufwendig. Darüber hinaus ist eine Überprüfung von Funktion und Bauteilen am oder in der Zylinderbohrung nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, das mit geringer Prüfzeit durchführbar ist und durch das Funktion und Bauteile an oder in der Zylinderboh­ rung prüfbar sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Luftdurchfluß- und/oder Luftdruckverläufe während eines Tests geben Aufschluß über vorhandene Fehler oder eine Feh­ lerfreiheit des Verbrennungsmotors. Durch die erfindungsge­ mäße Lösung können in einem einzigen Testumlauf, der auf wenige oder sogar nur eine einzige Kurbelwellenumdrehung beschränkt sein kann, die Messungen des Luftdurchlasses und/oder des Luftdrucks durchgeführt werden, so daß der dazu erforderliche Zeitaufwand zur Prüfung jedes Verbren­ nungsmotors gering ist. Stabilisierungszeiten während des Testlaufs sind nicht erforderlich.

Es können sofort alle auf Undichtigkeiten der Zylinderboh­ rung beruhenden Fehler wie z. B. das Fehlen von Kolbenrin­ gen, Beschädigungen der Zylinderlaufbahn oder lose Injekto­ ren festgestellt werden. Eine Zuordnung der Meßergebnisse zu den Fehlern ist sehr genau und einfach möglich, wodurch auch ein sehr einfacher Betriebsablauf am Prüfstand ermög­ licht wird. Bei dem Test kann die Kurbelwelle mit niedriger Drehzahl von dem Elektromotor angetrieben werden, wodurch ein leichter und billiger Elektromotor geringerer Lei­ stungsstärke ausreicht, der wiederum auch nur einen einfa­ cher aufgebauten Prüfstand benötigt.

Vorzugsweise wird jeder Lufteinlaßkanal separat mit Druck­ luft beaufschlagt und der Luftdurchfluß und/oder der Luft­ druck in jedem Lufteinlaßkanal separat erfaßt, so daß die Zuordnung der Meßergebnisse zu Fehlern noch einfacher mög­ lich ist. Zum Erkennen von Fehlern werden die Meßwerte der erfaßten Luftdurchflußmengen und/oder Luftbrücke mit Soll­ werten verglichen. Dabei ist es meist ausreichend, wenn diese Sollwerte nicht eng tolerierte Werte sind, sondern Streubänder bilden, innerhalb der der getestete Verbrennungsmotor in Ordnung ist und außerhalb der der getestete Verbrennungsmotor einen Fehler aufweist.

Werden die Winkelstellungen der Kurbelwelle während einer Kurbelwellenumdrehung erfaßt und der zu den jeweiligen Win­ kelstellungen gemessene Luftdurchfluß und/oder Luftdruck diesen Winkelstellungen zugeordnet, so können auf einfach­ ste Weise ohne aufwendige Kurvenbetrachtungen die Steuer­ zeiten der Ventile gemessen werden.

Die genauen Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Ventile werden auf ebenfalls einfachste Weise erfaßt, indem die Winkelstellungen der Kurbelwelle eine Kurbelwellenumdrehung bei Erkennen des Beginns und/oder Endes eines Luftdurch­ flusses und/oder einer Luftdruckänderung erfaßt werden. Zu einem einfachen Aufbau des Prüfstandes mit einer Anord­ nung der Luftdurchflußgeber von außen her und somit kurzen Prüfzeiten pro Motor führt es, wenn während des Prüfverfah­ rens in den Lufteinlaßkanälen Luftdurchflußgeber und/oder Luftdruckgeber angeordnet werden. Die Winkelstellungen der Kurbelwelle werden vorzugsweise durch Drehzahl- und ggf. Bezugsmarkengeber erfaßt, wozu die ohnehin in den Verbren­ nungsmotor eingebauten Drehzahl- und Bezugsmarkengeber be­ nutzt werden können, die in dem Verbrennungsmotor auch später verbleiben.

Ein Ausführungsbeispiel eines Verbrennungsmotor, an dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Querschnitt eines Verbrennungsmotors.

Der dargestellte Verbrennungsmotor besitzt ein Zylinderge­ häuse 1, in dem eine Zylinderbohrung 2 ausgebildet ist. In der Zylinderbohrung 2 ist ein Kolben 3 verschiebbar angeordnet, der mit ihn umschließenden Kolbenringen 15 versehen ist, die in radial umlaufenden Nuten in der zylindrischen Mantelfläche des Kolbens 1 eingesetzt sind und wobei an dem Kolben 3 eine Pleuelstange 4 mit ihrem einen Ende angelenkt ist. Das andere Ende der Pleuelstange 4 ist exzentrisch an einer Kurbelwelle 5 angelenkt, die sich in einem Kurbelge­ häuse 6 befindet, das sich an das eine Ende der Zylinder­ bohrung 2 anschließt. In das andere Ende der Zylinderboh­ rung 2 münden radial zwei sich gegenüberliegende Luftein­ laßkanäle 7. Die Mündungen 8 der Lufteinlaßkanäle 7 sind durch die Schließglieder von Sitzventilen 9 verschlossen, die öffnend ansteuerbar sind.

Koaxial zur Zylinderbohrung 2 ist zwischen den beiden Mün­ dungen 8 der Sitzventile 9 eine Zündkerze 10 angeordnet. auf der Kurbelwelle 5 ist drehfest ein Schwungrad 11 ange­ ordnet, das an seiner umlaufenden Peripherie als Zahnrad ausgebildet ist. Radial zu den Zähnen 12 des Zahnrads ge­ richtet sind am Kurbelgehäuse 6 ein Drehzahlgeber 13 und ein Bezugsmarkengeber 14 angeordnet, durch die die Drehzahl des Schwungrades 11 und damit der Kurbelwelle 5 sowie die Position des Schwungrades 11 und damit die Position des Kolbens 3 in der Zylinderbohrung 2 erfaßt werden. Auf die Mündung 8 des einen Lufteinlaßkanals 7 gerichtet ist in diesem eine Einspritzdüse 18 angeordnet. An jedem Luftein­ laßkanal 7 ist über einen Luftdurchflußgeber 16 eine Druck­ luftquelle 17 angeschlossen. Dabei sind die Luftdurchfluß­ geber 16 und die Druckluftquellen 17 Teile eines Prüfstan­ des.

Zur Durchführung des Verfahrens zum Prüfen des Verbren­ nungsmotors werden an die Lufteinlaßkanäle 7 die Luftdurch­ flußmesser 16 und die Druckluftquellen 17 angeschlossen und die Lufteinlaßkanäle 7 von den Druckluftquellen 17 mit Druckluft beaufschlagt. Solange die Sitzventile 9 geschlos­ sen sind, wird von dem Durchflußgebern 16 kein Luftdurch­ fluß gemessen.

An die Kurbelwelle 5 wird ein Elektromotor angeschlossen, der die Kurbelwelle 5 mit niedriger Drehzahl antreibt. Ab­ hängig von Winkelstellungen der Kurbelwelle 5 und damit von bestimmten Positionen des Kolbens 3 in der Zylinderbohrung 2 erfolgt ein Öffnen der Sitzventile 9. Damit strömt Luft von der Druckluftquelle 17 her, durch den dem geöffneten Sitzventil 9 zugeordneten Lufteinlaßkanal 7 in die Zylin­ derbohrung 2, so daß an dem an diesem Lufteinlaßkanal ange­ schlossenen Luftdurchflußgeber 16 ein Luftdurchfluß gemes­ sen wird.

Da gleichzeitig über den Drehzahlgeber 13 und den Bezugs­ markengeber 14 die jeweilige Winkelstellung der Kurbelwelle 5 und damit indirekt auch die Stellung des Kolbens in der Zylinderbohrung erfaßt wird, kann in einer nicht darge­ stellten Auswerteeinheit die exakte Winkelstellung der Kur­ belwelle 5 festgestellt werden, in der die Öffnung des Sitzventils 9 erfolgt ist und damit ein Luftstrom im Luft­ einlaßkanal 7 eingesetzt hat. Der weitere gemessene Luft­ durchfluß zeigt die Position des von der Kurbelwelle 5 über die Pleuelstange 4 verschobenen Kolbens 3 an.

Wird von dem Luftdurchflußgeber 16 nach dem Öffnen des Sitzventils 9 ein gegenüber einem bestimmten Sollwertbe­ reich erhöhter Luftdurchfluß gemessen, so läßt dies auf ei­ nen auf Undichtigkeiten in der Zylinderbohrung beruhenden Fehler wie z. B. das Fehlen der Kolbenringe 15 schließen. Da mit dem Schließen des Sitzventils 9 ein Luftdurchfluß im Lufteinlaßkanal 7 beendet wird, können von der Auswerteeinheit die Steuerzeiten der Sitzventile exakt festgestellt werden.

Das Verfahren wird bei ungefülltem Kurbelgehäuse 6, das heißt ohne Öl mit nur wenigen oder sogar nur einer einzigen Kurbelwellenumdrehung durchgeführt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Prüfen von Verbrennungsmotoren, insbeson­ dere für Kraftfahrzeuge, die eine von in den Zylinder­ bohrungen verschiebbaren Kolben drehbar antreibbare Kurbelwelle besitzen, mit einem oder mehreren in jede Zylinderbohrung mündenden Lufteinlaßkanälen, deren Ein­ lässe in den Zylinder durch öffnend ansteuerbare Ven­ tile verschlossen sind, wobei ein Elektromotor an die Kurbelwelle angekoppelt wird und dann durch Betrieb des Elektromotors die Kurbelwelle in Drehbewegung versetzt und dabei Meßwerte erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteinlaßkanäle (7) mit Druckluft beaufschlagt werden und der Luftdurchfluß und/oder der Luftdruck in den Lufteinlaßkanälen (7) während der Drehbewegung der Kurbelwelle (5) erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (5) mit niedriger Drehzahl von dem Elektromotor angetrieben wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lufteinlaßkanal (7) separat mit Druckluft beaufschlagt und der Luftdurch­ fluß und/oder der Luftdruck in jedem Lufteinlaßkanal (7) separat erfaßt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der erfaßten Luftdurchflußmengen und/oder Luftdrücke mit Sollwerten verglichen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Winkelstellungen der Kur­ belwelle (5) während einer Kurbelwellenumdrehung erfaßt werden und der zu den jeweiligen Winkelstellungen ge­ messene Luftdurchfluß und/oder Luftdruck diesen Winkel­ stellungen zugeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellungen der Kurbelwelle (5) einer Kurbelwellenumdrehung bei Erken­ nen des Beginns und/oder Endes eines Luftdurchflusses und/oder einer Luftdruckänderung erfaßt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer des Prüfver­ fahrens in den Lufteinlaßkanälen (7) Luftdurchflußgeber (16) und/oder Luftdruckgeber angeschlossen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellungen der Kurbelwelle (5) durch einen Drehzahl- und einen Bezugsmarkengeber (14) erfaßt werden.