DE2140172A1

DE2140172A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberpruefung von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2140172A1
Application number: DE19712140172
Authority: DE
Inventors: Frieder Dipl Ing Heintz; Viktor Koepernik
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1971-08-11
Publication date: 1973-02-22
Also published as: FR2150033A5; GB1328939A; IT963891B

Description

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5.8.1971 Ka/Dr

Anlage zur
Patent- «ad·
enmeldung

EOBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Verfahren und Einrichtung zur überprüfung von Brennkraft-

maschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung bzw· zur Messung dee Kompressionsdruckes in Verbrennungsräumen von Brennkraftmaschinen.

Bei bekannten Verfahren zur Messung des Kompressionsdruckes in Zylindern von Brennkraftmaschinen wird ein Manometer ver- * wendet, das mit einem schreibenden Meßwerk in Wirkverbindung steht. Bei dem Meßvorgang werden die Zündkerzen aus der Brennkraftmaschine herausgeschraubt und das Manometer an die jeweilige Kerzenbohrung gepreßt. Dann wird der Motor über den Anlasser durchgedreht und der Kompressionsdruck wird von dem schreibenden Meßwerk aufgezeichnet. Das beschriebene

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Meßverfahren ist aufwendig und teuer, weil für diese Meßmethode zwei Prüfpersonen erforderlich sind. Die erste Prüfperson hat das Manometer gegen die Kerzenbohrung zu pressen und die zweite Prüfperson hat über den Anlasser den Motor durchzudrehen.

Ein derartiges Meßverfahren ist im Zuge der Automatisierung in Kraftfahrzeugwerkstätten nicht mehr wirtschaftlich sinnvoll einzusetzen, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrunde "liegt, ein Meßverfahren zu entwickeln, mit dem durch eine kurze und einfache überschlägige Überprüfung ermittelt werden kann, ob der Kompressionsdruck in den einzelnen Zylindern einen ausreichenden Wert hat oder ob der Kompressionsdruck in den Zylindern ungenügend ist. Dabei braucht zunächst für die erste überschlägige Messung nicht ermittelt zu werden, in welchem der Zylinder einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine der Kompressionsdruck ungenügend ist. Bs soll nur ermittelt werden, ob der Kompressionsdruck insgesamt gesehen ausreichend ist oder nicht. Wird festgestellt, daß der Kompressionsdruck insgesamt ungenügend ist, dann kann beispeileweise mit dem bekannten und oben beschriebenen Verfahren der oder die betreffenden Zylinder ermittelt werden, die in besonderem Maße zur Verminderung der Leistung der Brennkraftmaschine beitragen.

Das angesprochene Problem und die damit zusammenhängende Aufgabe kann in zweckmäßiger Weise dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung der Inlasser der Brennkraftmaschine betätigt wird und daß die Stromaufnahmemaxima des Anlassers während des Kompressionshubes der einzelnen Kolben der Brennkraftmaschine ermittelt und in einer elektrischen Vergleicnsßchalteinrichtung untereinander bzw. mit einem

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oberen und einem unteren Grenzwert verglichen werden und aufgrund des Vergleichs eine Aussage über den Zustand der Brennkraftmaschine bzw. über ihre Betriebsbereitschaft gemacht wird.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Eine zx^eckmaßige Einrichtung ist dadurch gegeben, daß gemäß der Erfindung zur Speicherung der Stromaufnahmemaximä ein elektrischer Analog-Speieher vorgesehen ist, der mit einer Vergleichsschalteinrichtung zum Vergleich der Stromaufnahmemaximä untereinander·verbunden ist, wobei an dem Ausgang der Vergleichsschalteinrichtung eine Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist, die die Abweichung der Stromaufnahmemaximä untereinander anzeigt und insbesondere bei einer bestimmten prozentualen Abweichung der Stromaufnahmemaxima ein "Gut/Schlecht-Signal" abgibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm, in dem der Anlasserstrom über der Winkelstellung der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgetragen ist,

Pig· 2 eine Schalteinrichtung in Blockdarstellung zur Ermittlung der prozentualen Abweichung der Stromaufnahmomaxina untereinander \ind

Fi Ti- 5 eino Schalteinrichtung sur Ermittlung des Kompressioncdj'uckes im Vergleich mit einem oberen und/oder i unteren Grenzwert.

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Für eine erste Beurteilung des Kompressionsdruckes in den Zylindern einer Mehrzylinderkraftmaschine ist solion ein Vergleich der Kompression der einzelnen Zylinder untereinander ausreichend. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Schwankung des Anlasserströmes als' Meßgröße herangezogen werden, da der Anlasser ein von der Kompression abhängiges Drehmoment aufbringen muß und der Anlasserstrom sich entsprechend ändert. Da der Anlasserstrom auch die Klemmenspannung an der Betriebsspannungsquelle des Anlassers verändert, kann ^ auch die Klemmenspannung der Betriebsspannungsquelle zur * Ermittlung der Stromaufnahmemaxima des Anlassers der Brennkraftmaschine herangezogen werden. In Fig. 1 ist ein Diagramm dargestellt, bei dem auf der Abszisse die Winkelstellung f der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgetragen ist, wobei auf der Ordinate der Anlasserstrom I« aufgetragen ist. Dabei ist deutlich zu erkennen, daß der Anlasserstrom schwankt, wobei die einzelnen Stromspitzen Jeweils den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet werden können, wobei allerdings nicht jede Stromspitze einem bestimmten Zylinder der Brennkraftmaschine zugeordnet werden kann.

»Eine Zuordnung der Stromamplituden zu den einzelnen Zy-..-,., ,. „. . beispielsweise lindern ist nur dann möglich, wenn die Einrichtung/Ίοcn die Stellung des Verteilerfingers eine^s Zündverteilers der Brennkraftraanchine berücknichtifjen würde. Dies ist _φ im Bedarfsfall ohne größere Schwierickeiten inoclich, so daß die Einrichtung ohne größeren Aufwand umgebaut v/erden kann. Für eine erste überschlägigc Prüfung ist jedoch ausreichend zu ermitteln, ob Λα ο oireuung der AnlasserstiKWcpitzen einen bestimmten Wort übersteigt oder ob sie innerhalb einen bestimmten Bereiche» liegt. Übersteigt die Streuung der AnlasBerctror.n]\i t::t.n einen bestimmten Prozentsatz, no muß Oi ο Bremilrr·". ft"ta:u:hine

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jedem Fall eingehender untersucht werden. In diesem Fall ist der zeitliche Wehraufwand einer absoluten Kompressionsdruckmessung mit Zuordnung auf die einezelnen Zylinder nach der herkömmlichen bekannten Meßmethode zu vertreten.

In Fig. 2 i3t ein Blockschaltbild dargestellt, mit dem die Streuung der Stromaufnahmemaxima festgestellt werden kann, so daß eine überschlägige Aussage über den Zustand der Brennkraftmaschine getroffen werden kann. .Eine Fahrzeugbatterie 10, die einseitig mit Masse verbunden· ist, ist über eine Klemme 11 mit einem Tiefpaß 12 verbunden. Der Ausgang dieses Tiefpasses 12 ist an einen Regelverstärker 13 und an einen Schwellwertschalter 14 angeschlossen. Der Ausgang des Regelverstärkers 13 ist mit einem NuIlspannungsschalter 15 und dem Eingang eines Analogspeichers 16 verbunden. Der Analogspeicher wird von einer Zähleinrichtung 17 beeinflußt, die wiederum von dem Nullspannungsschalter 15 getriggert wird. Der Ausgang der Zähleinrichtung 17 und der Ausgang des Analogspeichers 16 sind mit einer Schreibeinrichtung 18 verbunden. Diese Schreibeinrichtung Ί8 erhält ebenso wie eine Vergleichsschalteiririchtung 19 ein Startsignal von einer Startschaltung 20, die über ein Verzögerungsglied 21 mit dem Ausgang des Schwellwertschalters 14 verbunden ist. Außerdem ist die Startschalteinrichtung 20 mit der Zähleinrichtung 17 verbunden. Die Startschalteinrichtung weist weiterhin ' einen externen Startschalter 22 auf. An den Ausgang des _# Analogspeichers ist, wie bereits angedeutet, die Vergleichsschalteinrichtung 19 angeschlossen, deren Ausgänge wiederum mit Girnallarapen 23 und 24 verbunden sein können. Die Signallampe 24 kann beispielsweise rot eingefärbt sein und die Signallampe 25 kann grün gefärbt sein. Dien bedeutet folgendes: Vo η η diti iJigiui Llanipt; 24 η · {'Leuchtet, doim ist der Komjj £ e sr. ioiiiiil tue Ic flor· zu prüi'e n.; .u BrennkrartEia.u:hine insge-

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samt gesehen schlecht, wenn die grüne Signallampe aufleuchtet, dann ist der Kompressionsdruck der gemessenen Brennkraftmaschine insgesamt betrachtet gut. Weiterhin ist in dem ■ Blockschaltbild ein Startschalter 26 angedeut'et, der die Fahrzeugbatterie 10 mit einem Anlasser 27 verbindet. Der Ausgang des Analogspeichers 16 kann bei Verwendung dieser hier beschriebenen Einrichtung in einer Diagnoseanlage mit einem Rechner 4-1 der Diagnose anlage oder mit einem Schreiber dieser Diagnoseanlage verbunden sein. Ebenfalls ist es möglieh, daß wie in der Zeichnung angedeutet der Rechner der ™ nicht dargestellten Diagnoseanlage die Startschaltung 20 gemäß Einrichtung beeinflußt, so daß in einem durch die Diagnoseeinrichtung festgelegtem Programm diese Startschaltung 20 zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgelöst wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltanordnung ist folgende: Die an der Klemme 11 der Fahrzeugbatterie 10 abgenommene Spannung wird zu einem Tiefpaß geleitet, der höherfrequente Störspitzen vom Kollektor des Anlassers 27 ausfiltert. Der Regelverstärker 13 bringt dann das durch den Tiefpaß 12 gelangende Signal auf einen Lormalpegel, da die Schwankung des Anlasserstromes und somit die Schwankungen der Batterie spannung bei verschiedenen Wagentypen große Unterschiede aufweist. Der Nullspannungsschalter 15 erzeugt synchron zu den Schwankungen der Klemmenspannung der Batterie 10 Taktimpulse zum Aiisteiiern der Zähleinrichtung 17· Diese Zähle inri ch fcurxg steuert den Ana Io gsp ei eher so, daß er entsprechend der an einem Zylinderwahlschalter 'd8 eingestellten Zylinderzahl der Brennkraftmaschine so viele Speicherplätze Xreihält, wie die Brennkraftmaschine Zylinder aufweißt.. Demzufolge werden bei Irüfung einer 4-Zylinder-Brennkraftmanchino die aufeinamlevfolgende Werte in dem Analogspeichor £-; .[ν-ΐοιι.!rt. Die in dom Analogspeicher 16 zeitlich parallel ans teilenden Stromaufnnhmeranxitna

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werden durch die Vergleichsschalteinrichtung untereinander verglichen. Überschreitet diese Abweichung einen bestimmten Wert, dann leuchtet die Lampe 24 auf, dies bedeutet, daß der Betriebszustand der gemessenen Brennkraftmaschine schlecht ist. Ist die Abweichung der einzelnen Stromaufnahmemaxima untereinander dagegen gering, dann leuchtet die Lampe 25 auf, wobei dies bedeutet, daß der Betriebszustand des Motors gut ist. Die Abweichung kann mit einem Geber 40 auf einen bestimmten Wert eingestellt werden.

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Zur Dokumentation der Prüfung können die Amplitudenmittelwerte auch mit dem Schreiber 18 mit einer relativ langsamen Schreibgeschwindigkeit auf einer Prüfkarte registriert werden, über einen Schalter 41 können die gespeicherten Werte auch auf einem Instrument 42 nacheinander angezeigt werden.

Der beschriebene PrüfVorgang läuft mit Betätigung des Anlassers 27 automatisch ab, wenn die externe Starttaste 22 geschlossen ist. Der Meßvorgang wird dabei durch die Kontrolle des Eingangssignales mittels eines Schwellwertschalters eingeleitet. Um kurzzeitige Störungen, die eintreten können abzublocken,ist der Verzögerungsschalter 21 vorgesehen. Über diesen Verzögerungsschalter 21 gelangt der Startimpuls zu der Startschalteinrichtung, die nun Start- bzw. Stoppimpulse für den Zähler 17 den Schreiber und die Vcrgleichsschalteinrichtung 19 erzeugt.

Ein anderes Auπführungsbeispiel ist in Fig. 3 dargestellt. Gleichwirkonde Teile in dieser Zeichnung tragen gleiche Eezu(jGr,oichen wie in Fig. 2. An die Fahrzeugbatterie 10 ist über den^Ctartschalter 26 der Anlas.·.or 27 angeschlossen. Wird der ßtartfjchalter geschlossen, dann beginnt sich der Anlasser 27 z\j drehen. Das an der Klemme 11 anliegende . öl oktri isdn; .'Ji^ual wird dem Tiefpaß 1° zugeleitet und Re-■J .-πι;¹ t von i]( H. über den Koßc-3 verM-i. ■'-:or 13, de¹ das il

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auf einen Normalpegel bringt, zu der Vergleichsschalteinrichtung. Da diese Vergleichsschalteinrichtung so aufgebaut ist» daß die einzelnen die Stromaufnahmemaxima charakterisierenden elektrischen Signale einzeln mit Grenzwerten verglichen werden, können diese die Stromaufnahmemaxima des Anlassers 27 charakterisierenden Signale auch in zeitlicher Nacheinanderfolge an diese Vergleichsschalteinrichtung 30 angelegt werden. Die Vergleichsschalteinrichtung 30 vergleicht also nacheinander die Stromaufnahmemaxima, die den einzelnen Zylindern zugeordnet werden mit einem oberen und/oder unteren Grenzwert. Außerdem können die die Stromaufnahmemaxima des Anlassers charakterisierenden elektrischen Signale mit Hilfe eines parallelgeschalteten Schreibers 31 festgehalten werden. Da für eine absolute Messung des Anlasserstromes aber eine Vielzahl von Betriebsparametern zu berücksichtigen ist, sind die oberen und unteren Grenzwerte, die in der Vergleichsschalteinrichtung anliegen, in Abhängigkeit von Betriebsparainetern der Brennkraftmaschine 42 bzw. des zu überprüfenden Kraftfahrzeuges 43 zu verändern. Dies bedeutet, daß beispielsweise, der obere und untere Grenzwert der Vergleichsschalteinrichtung bei warmer und kalter Brennkraftmaschine unterschiedlich sein müssen. Bei Verwendung der Einrichtung zur Ermittlung des kompressionsdruckes in einer Diagnose anlage sind diese Betriebsparaineter auf einfachem Wege zu erhalten; sie werden in der Diagnoseanlage bei der , Überprüfung des Kraftfahrzeugec festgestellt und in ein Prüfprotokoll eingetragen. Diese Werte können bis zur Ermittlung des Kompressionsdruckes gespeichert werden und dann zur Beeinflußung der obeiOn und unteren Grenzwerte in .der VergleichöschalteinrichtuiiiT hai ringe zogen werden.

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Die Auswertung der Vergletchsmes sling erfolgt wie bei dem in I'ig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Liegen die Stromaufnahmemaxima über dem oberen bzw. unter dem unteren Grenzwert, so wird die Lampe 24 aufleuchten, dies bedeutet, daß der Kompressionsdruck unzureichend ist. Liegt der Kompressionsdruck dagegen zwischen dem oberen und dem unteren Grenzwert, dann wird die Lampe 25 aufleuchten, dies bedeutet, daß der Kompressionsdruck der Brennkraftmaschine ausreichend ist. Die Startschaltung kann so aufgebaut sein wie bei dem Ausführungsbeinpiel nach Fig. 2, so daß auf die Erläuterung dieser Startschalteinrichtung einschließlich der Wirkungsweise des Schwellwertschalters 14 und des Verzögerungsschalters 21 bei diesem Ausführungsbeicpiel verzichtet werden kann.

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Claims

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Ansprüche . .

erfahren zur Überprüfung bzw. zur Messung des Kompressionsdruckes in Verbrennungsräumen von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlasser (27) der Brennkraftmaschine betätigt wird und daß die Stromaufnahme-

* maxima des Anlassers (27) während des Kompressionshubes der einzelnen Kolben der Brennkraftmaschine ermittelt und in einer elektrischen Vergleichsschalteinrichtung (19 bzw. 30) untereinander bzw. mit einem oberen und einem unteren Grenzwert verglichen werden und aufgrund des Vergleichs eine Aussage über den Zustand der Brennkrai tmaschine bzw. über· ihre Betriebsbereitschaft gemacht wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

* 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der Stromauf nahmemaxima ein elektrischer Analog-Speicher (16 ) vorgesehen ist, der mit einer Vergleichsschalteinrichtung · (19) zum Vergleich der Stromaufnahmemaxima untereinander verbunden ist, wobei an den Ausgang der Vergleichsschal teinrichtung (19) eine Anzeigeeinrichtung (24,25) angeschlossen ist, die die Abweichung der· Stromaufnahme-

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maxima untereinander anzeigt und insbesondere bei einer bestimmten, einstellbaren prozentualen Abweichung der Stromaufnahmemaxima ein "Gut/Schlecht-Signal" abgibt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Speicher (16) für die Stromauf nahmemaxima von einer Zähleinrichtung (17) steuerbar ist, wobei die Zähleinrichtung (17 ) den Analog-Speicher (16) für eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Zahl von zu speichernden Stromaufnahmemaxima vorbereitet.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Stromauf nahm emaxima des Anlassers (27) die Klemmenspannung der Betriebsspannungsquelle (10) des Anlassers (27) dient, wobei die Klemmenspannung der Betriebsspannungsquelle insbesondere über einen Tiefpaß (12) und einen zur Einstellung auf einen Kormalpegel dienenden Regelverstärker (13) an den Analogspeicher (16) angelegt ist. ·
5· Einrichtung nach einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Regelverstärkera (1^) und dem Eingang der Zähleinrichtung (17)

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ein sogenannter Nullspannungsschalter (15) zur Erzeugung von synchronen Taktimpulsen für die Zähleinrichtung (17) geschaltet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 'd bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Analogspeiehers (16) oder die Ausgänge des Analogspeichers (16) und der Zähleinrichtung (17) mit einer Schreibeinrichtung (18) zur Aufzeichnung der gemessenen Werte auf einem Registrierpapier verbunden sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (17) und/oder die Schreibeinrichtung (18) sowie die Vergleichsschalteinrichtung (19) von einer Startschaltung (20) betätigbar sind, wobei der Startschaltung (20) ein Sctwellwertschalter (14) und eine Verzögerungsschalteinrichtung (21) zur Unterdrückung von Störsignalen vorgeschaltet ist.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnähme des Anlassers (27) charakterisierenden Signale an eine Vergleichsschalteinrichtung (30) zum Vergleich mit einem oberen und/od-er einem unteren Grenzwert angelegt sind und daß

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an den Ausgang der Vergleichsschaltung (24,25) ein Indikator, insbesondere ein Anzeigegerät angeschlossen ist.
9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der bei einer Mehrzylinderbrennkraftmaschine zeitlich nacheinanderfolgenden die Stromaufnahmemaxima des Anlassers (27) charakterisierenden Signale eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, wobei die Speichereinrichtung mit der Vergleichsschalteinrichtung (30) verbunden ist, in der ein Vergleich zwischen den gespeicherten die Stromaufnahmemaxima charakterisierenden Signalen und einem oberen und/oder einem unteren Grenzwert erfolgt.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die die Stromaufnahmemaxima charakterisierenden elektrischen Signale in zeitlicher Nacheinanderfolge an die Vergleichseinrichtung (30) anlegbar sind, wobei ein Vergleich zwischen jedem einzelnen ein Stromauf nähme,- · maximum kennzeichnenden Signal und einem oberen und/oder unteren Grenzwert erfolgt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge- *

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kennzeichnet, daß der untere und/oder obere Grenzwert in der Vergleichsschalteinrichtung (30) durch Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und des zu prüfenden Kraftfahrzeuges beeinflußbar ist.

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12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, gekennzeichnet durch die Verxfendung in einer Diagnoseeinrichtung.

13· Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den oberen und/oder unteren Grenzx^ert beeinflussenden Betriebsparameter durch vorhergehende Messungen mit der Diagnoseeinrichtung feststellbar sind.

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