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rüfanlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Prüfanlage
für Brennkraftmaschinen, betstehend aus einer Einrichtung für den Kompressionsvergleich
der einzelnen Motorzylinder durch Messung und Registrierung der Spannung schwankungen
an der Batterie beim Anlassen des Motors ohne Zündung, einem von der Zündspannung
erregten kapazitiven Geber mit nachgeschalteter Triggerschaltung, deren Impulse
dem Registriergerät zwecks Einblendung von Marken zur Zylinderkennzeichnung zugeführt
sind, und einer Einrichtung für die Funktionsprüfung von Generator und Regler der
Brennkraftmaschine durch Messung und Registrierung der Generator-bzw. Batteriespannung
bei laufendem Motor und veränderlicher Drehzahl.
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Solche Anlagen, die ohne Schwierigkeiten als tragbares Gerät ausgeführt
werden können, ermöglichen eine rasche und bequeme Kontrolle der wichtigsten Betriebsfunktionen
von Brennkraftmaschinen und eignen sich daher spesiell für routinemäßige überprüfungen
von Fahrzeugmotoren. Der Vergleich der Kompressionsdrücke der einzelnen Zylinder
liefert dabei wertvolle
IIinweise auf allfällige Schäden, insbesondere
an den Kolbenringen bzw. Ventilen einzelner Zylinder. Da als Meßwert die Batteriespannung
herangezogen wird, erhält man die Vergleichsdaten für die Zylinderdrücke ohne jede
Demontagearbeit. Auf ebenso einfache Weise erhält man über den Zustand von Generator
und ziegler bereits nach kurzem Probelauf des Motors Aufschluß.
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Bei einem bekannten Gerät der eint,angs genannten Art muß darauf
geachtet werden, daß beim Xompressions-und beim Reglertest die Batteriespannung
stets polrichtig an das Gerät angelegt wird. Wegen der in der Praxis vorkommenden
Batteriespannungen von 6, 12, und 24 Volt ist eine automatische Spannungsbereichsumsciial
tung mit Hilfe einer Relaisschaltung vorgesehen.
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Bei der Überprüfung von Generator und ltegler muß ein Nullabgleich
auf die vorhandene Batteriespannung durchgeführt werden, da nur die Spannungsänderung,
nicht aber der Spannungswert selbst für den Test von Interesse ist. Der Nullabgleich
erfolgt mittels einer Hilfsspannung, deren Wert je nach der vorhandenen Batteriespannung
mit einem Potentiometer eingestollt werden muß.
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Bei der Kompressionsvergleichsmessung wird zwecks Kennzeichnung der
Zylinder an dem als Registrierstreifen anfallenden Kompressionsbild mit Hilfe des
kapazitiven Gebers der durch einen Widerstand parallel zum Únterbrecher gedämpfte
Zündspannungsimpuls für den ersten Motorzylinder der Triggerschaltung zugeführt,
welche beim oberen Totpunkt einen Impuls abgibt und dadurch die Betätigung der Schreibnadel
für die Zylinderkennzeichnung auslöst.
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Obwohl sich die bekannte Prüfeinrichtung im praktischen Gebrauch
bewährt und früheren Prüfmethoden
überlegen gezeigt hBt, sind-doch
verschiedene Nachteile zu verzeichnen, welche die Handlung des Gerätes wie auch
die Auswertung der Ergebnisse erschweren.
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So kann es durch einen Bedienungsfehler beim Anschluß des Gerätes
an die Batterie zu einer falschen Polung des Gerätes und damit zu einem Kurzschluß
unter Ansprechen der Sicherungen kommen. Vor allem aber ergeben sich Schwierigkeiten
beim Kompressionstest durch Störungen der Triggerfunktion für die Einblendung der
zur Zylinderkennzeichnung erforderlichen Marken, wobei in manchen Bällen nicht nur
bei der Totpunktlage des -jeweils in Betracht gezogenen Zylinders,.
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sondern auch der übrigen Zylinder am Registrierstreifen in unerwünschter
Weise Marken auf scheinen.- Schließlich erfordert auch der beim R;eaer- und Generatortest
durchzuführende Nullabgleich mittels einer Xilfsspannung besondere Aufnerksamkeit
des Bedieners, wobei auch der zusätzliche Schaltaufwand nachteilig zu verzeichnen
ist.
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Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Prüfanlage
der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer Arbeitsgenauigkeit und Bedienungsweise
zu vervollkommnen. Brfindungsgemäß ist zu diesem Zweck dem kapazitiven Geber ein
hochohmiger Ableitwiderstand gegen Masse parallel geschaltet. Durch die Verwendung
eines solchen Gebers werden we-sentlich verbesserte Triggerverhältnisse für die
Zylinderkennzeichnung auf dem Registrierstreifen erreicht. Durch die Parallelschaltung
eines hochohmigen Ableitwiderstandes gegen Masse können nämlich definierte Zwischenentladungen
erfolgen, so daß sichergestellt ist, daß jeweils nur die Marken zur Kennzeichnung
eines .bestimmten Zylinders aufgezeichnet werden.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist weiters vorgesehen,
dem Eingang der Meßeinrichtung eine Gleichrichterschaltung, vorzugsweise einen Brückengleichrichter,
vorzuschalten. Das Prüfgerät wird dadurch unabhängig von einem polrichtigen Anschluß
an die Batterie und au-ßerdem unabhängig davon, ob der positive oder der negative
Pol der Batterie an Fahrzeugmasse liegt. Da somit die Meßeinrichtung in jedem Fall
mit positiver Spannung gespeist wird, kann die Bedienung des Gerätes ohne Bedenken
auch ungeschultem Personal übertragen werden.
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Einen weiteren Beitrag zur Lösung der gestellten Aufgabe liefert
schließlich eine Ausführung der Prüfanlage nach der Erfindung, bei der die Meßeinrichtung
zum selbsttätigen Nullabgleich bei der Generator- und Regler-Funktionsprüfung eine
über einen Wahlschalter an die Eingangsspannung schaltbare Speicherschaltung aufweist,
die im wesentlichen aus einem Operationsverstärker mit parallelgeschaltetem Speicherkondensator
besteht, wobei die Eingangsspannung und die gespeicherte Spannung den beiden Eingängen
eines in an sich bekannter Weise dem Registriergerät vorgeschalteten Summierverstärkers
zugeführt sind. Damit erübrigt sich eine Spannungsbereichsumschaltung und der Nullabgleich
wird mit Hilfe der Speicherschaltung selbsttätig.durchgeführt. Sobald am Gerät die
Batteriespannung anliegt, wird dieselbe bei stehendem oder mit Standgas laufendem
Motor, je nachdem wann die Umschaltung auf den Generatortest erfolgt, in der Speicherschaltung
mit umgekehrter Polarität festgehalten. Die gespeicherte Spannung und die Eingangsspannung
werden dem Summierverstärker zugewahrt, an dessen Ausgang die Spannung Null aufscheint,
da
Eingangsspannung und Speicherspannung dem Betrag nach gleichgreß aber gegenphasig
sind. Bei Erhöhung der Eingangsspannung, infolge zunehmender Drehzahl des Motors
und damit Zuschaltung des Generators an die Batterie, erscheint an Ausgang des Summierverstärkers
eine Spannung, die der Spannungserhöhung proportional ist. Diese Spannung gelangt
sodann über einen weiteren Verstärker an das Registriergerät, welches den Spannungsverlauf
aufzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
schematischen Schaltbildes näher erläutert.
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Die dargestellte Schaltung der Prüfanlage gliedert sich in eine Meßschaltung
1, eine Triggerschaltung 2 und ein an die Ausgänge dieser beiden Schaltungen angeschlossenes
Registriergerät 3, welches die Prüfergebnisse z.B. auf einem Papierstreifen aufzeichnet.
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Den Eingang der Meßschaltung 1 bildet ein Gleichrichter 4, der im
vorliegenden Fall als Brückengleichrichter ausgeführt ist. Die Eingangsspannung
wird dem Gleichrichter 4 irber die beiden Batterieanschlußkabel 5 und 6 zugeführt.-Dem
Gleichrichter 4 ist ein Wahl schalter 7 mit den beiden Schaltkontakten a und b nachgeschaltet,
In der dargestellten Position des Wahlschalters 7 liegen die beiden Schaltkontakte
a, b an den mit c bezeichneten und über einen Kondensator 8 verbundenen Festkontakten
an. In dieser Position des Wahlscbalters 7 wird der Kompressionstest durchgeführt.
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Durch die kapazitive Ankopplung des nachrolgenden Mebverstårkers erübrigt
sich die bei bekannten Ausführungen solcher Prüfanlagen nötige Spannungsbereichumschaltung
auf ai e die unterschiedlichen Batteriespannungen.
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Der Kondensator 8 läßt nur die der Ansehung der Batteriespannung entsprechende
Wechselspannung an den nachgeschalteten Meßverstärker gelangen.
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In der anderen Stellung des Wahlschalters 7 liegen die Schaltkontakte
a, b an den unmittelbar miteinander verbundenen Pestkontakten g an. Diese Schalterposition
wird für die Generator und Regler-Punktionsprofung eingestellt. Die Eingangsspannung
wird einer Speicherschaltung 9 zugeführt, welche im wesentlichen aus einem Operationsverstärker
10 mit parallel geschaltetem Speicherkondensator 11 besteht. Der Speicherschaltung
9 folgt ein Snmmierverstärker 13, an dessen einem Eingang die über den Schalter
7 und die Leitung t2 geführte Meßspannung anliegt. Die in der Speicherschaltung
9 gespeicherte Spannung wird über eine Leitung 14 an den zweiten Ausgang des Summierverstärkers
9 geführt, Dem Summierverstärker 13 ist über einen Spannungsregler 15 ein Operationsverstärker
16 nachgeschaltet, dessen Ausgangsspannung dem Schreibsystem des Registriergerätes
3 zugeführt ist. Die Einstellung der Schreibnadelausgangsposition für den Generatortest
erfolgt mittels eines über einen Schalter 17 a9schatbar8n Spannungsteilers 18.
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Die Triggerschaltung 2 der Prüfanlage umfaßt einen Zündindikator
19, welcher als kapazitiver Geber ausgebildet ist, an dessen einem Eingang 20 die
Zündspannung der zu testenden Brennkraftmaschine anliegt und dessen anderer Ausgang
21 an Masse geschaltet ist.
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Dem Geber ist ein hochohmiger Ableitwiderstand 22 gegen Nasse parallel
geschaltet, sodaß definierte Zwischenentladungen erfolgen können. Dem Zündindikator
19 ist ein Komperator 23 und diesem ein Operationsverstärker 24 nachgeschaltet,
an dessen Ausgang die zur
Zylinderkennzeichnung benötigten Triggerimpulse
äufscheinen. Diese werden über eine Leitung 25 dem Trigger eingang des Registriergerätes
3 zugeführt. Jedem Triggerim-puls-- entspricht eine von einem Schreibstift auf dem
Registrierstreifen aufgezeichnete Marker Aus der' Lage dieser Marken ist die Zuordnung
der einzelnen Schleifen ¢ der registrierte,n Meßkurve zu den Zylindern der Brennkraftmaschine
beim Konpressionstest zu entnehmen.
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Die Arbeitswei-se der dargestellten Prüfanlage ist nun folgende :zunächst
werden die Kabel spund 6 an den Batterieklemmen der zu untersuchenden -Brennkraftmaschine
angeschlossen, der Eingang 20 des Indikators 19 an Zündspannung gelegt und der Eingang
21 des mdikators 19 mit Fahrzeugmasse verbunden. Zur Durchführung des Kompressions-Vergleichstestes
wird der Wahischalter 7 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung gebracht.~In
dieser Schalterstellung ist die Spe;icherschaltung 9 außer Betrieb gesetzt. Die
Brennkraftmaschine wird nun mit Hilfe des Starters ohne Zündung angelassen. Die
Überwindung der Kompression der einzelnen Motorzylinder beim Startvorgang äußert
sich in Spannungsschwankungen an der Batterie, die vom Konden-Motor 8 als Wechsel
spannung der Meßschaltung 1 zugeführt werden. Diese Wechselspannung wird vom Registriergerät
3 auf einem Pap-ierstreifen aufgezeichnet, wobei die Amplitude mittels des Spannungsreglers
15 beliebig einge-stellt werden kann. Zugleich werden die vom Zündindikator 19 abgeleiteten
Triggerimpulse dem Registriergerät 3 zugeführt und die zur Kennzeichnung des betreffenden
Motorzylinders dienenden Marken auf den Papierstreifen aufgezeichnet. Die Auswertung
des Registrierstreifens erfolgt auf bekannte, hier nicht näher erläuterte Weise.
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Für den Generator- bzw. Reglertest wird der Wahlschalter 7 in seine
andere Schalterstellung gebracht, in der die Schaltkontakte a, b an den Festkontakten
g anliegen. Die Batteriespannung rird nun bei stehendem oder mit Standgas laufenden
Motor je nachdem, wann die Umschaltung auf Generatortest erfolgt, in der Speicherschaltung
9 festgehalten. Mit Hilfe eines der Speicherschaltung zugeordneten Zeitgliedes 26
wird sichergestellt, daß zur Speicherung der Batteriespannung eine Zeit von etwa
einer Sekunde zur Verfügung steht. Nach Ablauf dieser Zeitspanne, also ca. 1 Sekunde
nach Umschaltung auf Generatortest wird mit einem Relaiskontakt 27 der Haltezustand
der Schaltung hergestellt, Die Spannung wird solange gespeichert, als eine Spannung
von wenigstens 5 Volt am Eing;-g der Schaltung anliegt.
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Bei Abklemmen der An';chlußkabel 5 und 6 entlädt sich der Speicherkondensator
11.
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Während bei Stillstand des Motors die Ausgang spannung des Swmierverstarkers,
wie eruahnt, gleich Null ist? erscheint bei Erhöhung der Eingangsspannung zufolge
zunehmender Motordrehzahl und Zuschaltung des Generators an die Batterie am Ausgang
des Summierverstarkes 13 eine Spannung, welche der Spannungserhöhung proportional
ist. Diese Spannung gelangt über den Verstärker 16 zum Registriergerät 3 und ruft
dort einen entsprechenden Ausschlag der bis zu diesem Zeitpunkt geradlinig vcrlaufenden
Meßkurve hervor. Zur Einstellung der Schreibnadel- lßusgangsposition wird dabei
der Schalter 17 geschlossen. Die ,tuswertung der am Rebistrierstreifen aufscheinenden
Kurve erfolgt auch beim Regler- und Generatortest nach bekannten, hier nicht näher
erörterten Prinzipien.