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Anlage zur Patentanmeldung Hilfsgebrauchsmusteranmeldung Verfahren
zum Messen des Ventilspiels eines Verbrennungsmotors und Meßvorrichtung zum Ausüben
des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Ventilspiels
eines Verbrennungsmotors und eine Meßvorrichtung zum Ausüben des Verfahrens.
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Es ist bekannt, daß wesentlich für korrektes Betriebsverhalten eines
Verbrennungsmotors u.a. das Ventilspiel ist. Dabei handelt es sich um den Luftspalt
zwischen dem Ventilschaft des geschlossenen Ventiles und dem abgehobenen Ventilbetätigungsglied
(Kipphebel, Schwinghebel, Nocke o.dgl., je nach Anordnung der Nockenwelle bezüglich
des Zylinderkopfes bei den verschiedenen Bauformen von Verbrennungsmotoren).
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Bei zu geringem Ventilspiel besteht die Gefahr, daß das Ventil infolge
Wärmedehnung des Ventilsohaftes nicht mehr sicher schließt; bei zu großem Ventilspiel
besteht die Gefahr zu hoher Beschleunigungen im Momente des Eingriffes des Ventilbetätigungsgliedes
gegen den Ventilschaft, und außerdem verkürzt sich der auf einen bestimmten Kurbelwellenwinkel
abgestellte Ventilöffnungswinkel, der bei gegebener Nockenform vom Ventilspiel abhängt.
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Das Ventilspiel wird üblicherweise bei stehendem Motor mittels einer
Abstandslehre bestimmt. Dieses Meßverfahren ist aber mit erheblichen Unzulänglichkeiten
behaftet. So ist die Kontrolle des Luftspaltes mittels der Abstandslehre nicht während
des Motorbetriebes möglich. Außerdem ist diese Kontrolle arbeitsaufwendig, weil
stets der 2ylinderkopfdeckel geöffnet werden muß. Schließlich erfordert die korrekte
Anwendung einer Abstandslehre eine gewisse Erfahrung. Vor allem aber ist darüber
hinaus dieses Messen des Ventilspiels sehr lohnkostenintensiv, da es eine Arbeitskraft
über relativ lange Zeit beansprucht, und das herkömmliche Meßverfahren ist seiner
Natur nach nicht der Automatisierung zugänglich0
Aufgabe der Erfindung
ist es daher, ein Verfahren zu;n Messen des Ventilspiels eines Verbrennungsmotors
- und eine Meßvorrichtung zum Ausüben eines solchen Verfahrens - anzugeben, das
nicht nur die Kontrolle des Ventilspiels unter tatsächlichen Betriebsbedingungen,gegebenenfalls
sogar kontinuierlich während des Motorbetriebes, gestattet, sondern insbesondere
auch geeignet ist, in den Ablauf einer automatischen Motorprütung einbezogen zu
werden, bei der außer dem Anschluß eines Kontroll- und Registriergerätes möglichst
keinerlei manuelle Eingriffe zum Erfassen einzelner Funktionen des Verbrennungsmotors
mehr erforderlich sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Messen
des Ventilspiels eines Verbrennungsmotors ein induktiver Aufnehmer im Ventilgehäuse
zum Erfassen des Ventilzustandes angeordnet und das Verhältnis der Spannen für einerseits
geöffnetes und andererseits geschlossenes Ventil je Umlauf der Nockenwelle gemessen
wird.
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Die Erfindung beruht danach auf der Erkenntnis, daß es genügt, diesen
auf Nockenwellenwinkel bezogenen Ventilöffnungswinkel als den repräsentativen Wert
über das Ventilspiel zu ermitteln, da sich das tatsächliche Ventilspiel daraus mittels
eines festen Umrechnungsfaktors für die vorgegebene Geometrie der Nocke bestimmen
läßt. Diese Messung ist in betriebstechnisch besonders einfacher und auch meßtechnisch
bei hinreichender Genauigkeit vergleichsweise wenig aufwendiger Weise dadurch realisierbar,
daß mittels eines induktiven Aufnehmers abgetastet wird, ob das Ventil momentan
betätigt wird, oder geschlossen ist. Bei Bedarf läßt sich
dann z.B.
durch Umrechnung der entsprechende Verhältniswert in der Anzeige oder bei sonstiger
Weiterverarbeitung auf das tatsächliche Ventilspiel eichen.
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Für besonders exakte Messungen kann das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch erweitert werden, daß der Verhältniswert aus Stillstands- und Betätigungsspanne
während je eines Umlaufes der Nockenwelle vor seiner Anzeige bzw.
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meßteehnischen Weiterverarbeitung durch einen Korrekturwert modifiziert
wird, bei dem es sich in der Praxis im wesentlichen um einen Erfahrungswert handelt,
in den insbesondere Veränderungen des dynamischen Ventilverhaltens bei besonders
hohen Drehzahlen und gegebenenfalls sonstige Motorkenndaten eingehen. Diese Erweiterung
ist aber im allgemeinen nur für wissenschaftliche oder aus anderen Gründen besonders
exakte Messung des Ventilspiels erforderlich. Versuche haben gezeigt, daß für die
normale Überprüfung eines Verbrennungsmotors auf Einführung eines derartigen Korrekturwertes
verzichtet werden kann, nicht nur weil solche Motorüberprüfungen im allgemeinen
im Leerlauf, also bei relativ niedriger Drehzahl stattfinden, sondern auch deshalb,
weil innerhalb des üblichen Drehzahlbereiches von Verbrennungsmotoren Drehzahleinflüsse
auf das Meßergebnis in der Praxis vernachlässigbar klein sind.
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Wenn aber ein derartiger Korrekturwert eingespeist wird, dann ist
es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sinnvoll, in diesem Korrekturwert auch
den Einfluß der Nockenform des konkreten Verbrennungsmotors zu berücksichtigen,
so daß das Ergebnis dieses Meßverfahrens unmittelbar den herkömmlieherweise bestimmten
Luftspalt, also das Ventilspiel im eigentlichen Sinne angibt0
Nach
einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist eine weitere Erhöhung der Meßgenauigkeit
erzielbar, indem der das Ventilspiel repräsentierende Verhältniswert nicht auf die
Drehzahl der Nockenwelle, also auf die Zeitspanne für einen Umlauf der Nockenwelle
bezogen wird, sondern auf den Drehwinkel der Nockenwelle.
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Denn insbesondere Verbrennungsmotoren mit wenigen Zylindern weisen
bekanntlich einen nicht völlig gleichförmigen Lauf auf, was bei der Zeitauswertung
(für die Spanne einerseits betätigten und andererseits nicht betätigten, also geschlossenen
Ventiles) zu einem Meßfehler führt.
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Werden dagegen diese Spannen auf den tatsächlichen Drehwinkel der
Nockenwelle bezogen, dann führt auch ungleichförmiger Lauf des Verbrennungsmotors
nicht mehr zu Meßfehlern bei der erfindungsgemäßen Bestimmung eines Meßwertes für
das Ventilspiel.
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Eine Meßvorrichtung zum Ausüben des vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Messen des Ventilspiels eines Verbrennungsmotors ist dadurch gekennzeichnet,
daß ein induktiver Aufnehmer im Ventilgehäuse angeordnet und mit einer Auswerteschaltung
Verbunden ist, in der ein in Abhängigkeit vom Übergang zwischen Ruhestellung und
Betätigung des Ventiles angesteuerter Schalter vorgesehen ist, dem ein mittelwertbildendes
Meßgerät nachgeschaltet ist.
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Die Auswerteschaltung ist dabei vorzugsweise so aufgebaut, daß der
Federteller am Ende des Ventilschaftes, unter den die Rückstellfeder drückt und
auf dessen Stirnfläche das Ventilbetätigungsglied periodisch einwirkt, infolge Herausbewegung
aus seiner Ruhestellung
über eine Meßspule einen Schalter ansteuert,
der beim Wiedererreichen der Ruhestellung (d. h. bei wieder geschlosseinem Ventil)
zurückgesetzt wird und bis zur nächstfolgenden Betatigung des Ventiles zurückgesetzt
bleibt. Das Verhältnis der Spannen dieser beiden Schalterstellungen zueinander ist
dann der gesuchte Meßwert über das Ventilspiel. Ein Einführen der oben beschriebenen
Korrekturgröße erfolgt vorzugsweise in Form einer künstlichen (also von der Schalteransteuerung
selbst unabhängigen) Verlängerung oder Verkürzung des Ausgangssignales des Schalters.
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Der induktive Aufnehmer wird bevorzugt als sogenannter Oszillator-Aufnehmer
realisiert, bei dem die induktive Beeinflussung einer Meßspule eine Modulation der
Oszillatorschwingungen bewirkt und das demodulierte Signal den Meßwert repräsentiert.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden aus Drehzahlschwankungen
der Nockenwelle während eines Umlaufes herrührende Meßfehler dadurch beseitigt,
daß die Meßvorrichtung einen mit der Nockenwelle drehstarr gekoppelten Drehwinkelgeber
enthält, mittels dessen das Ausgangssignal des von der Meßspule angesteuerten Schalters
nicht zeitabhängig, sondern drehwinkelabhängig ausgewertet wird, so daß in den resultierenden
Verhältniswert nur der tatsächliche Bewegungsablauf der Nockenwelle eingeht.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender
Beschreibung von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch das Ventilgehäuse eines Verbrennungsmotors
in der Bauform mit einer unmittelbar auf den Federteller des Ventiles einwirkenden
Nockenwelle und mit erfindungsgemäß angeordneten Meßspulen für Meßvorrichtungen
zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 im Blockschaltbild
ein Beispiel für eine an eine Meßspule nach Fig. 1 angeschlossene Auswerteschaltung
in einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung und Fig. 3 Signalverläufe an verschiedenen
Punkten der Auswerteschaltung nach Fig. 2 zur Erläuterung ihrer Funktionsweise.
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Die Schnittdarstellung nach Fig. 1 zeigt als Beispiel für die Anwendung
der Erfindung einen geschnittenen Teil eines im Zylinderkopf liegenden Ventilgehäuses
10 mit zwei Ventilen 11, von denen jeweils der Ventilschaft 12 mit an-seinem Ende
befestigtem Federteller 15 und darunter angeordneter Rückstellfeder 14 gezeigt ist.
Oberhalb der Federteller 13 ist hier unmittelbar die Nockenwelle 15 mit Betätigungs-Nocken
16 angeordnet. Die Nocken 16 betätigen im Zuge der Umdrehung der Nockenwelle 15
das jeweils zugeordnete Ventil 11, indem sie durch Anlage gegen die Stirnfläche
17 des Federtellers 15 diesen gegen die Rückstellfeder 14 andrücken, das Ventil
11 also öffnen. Der Bewegungsablauf der Ventile 11 bestimmt sich somit nach dem
Bewegungsablauf der Nockenwelle 15 und der Umfangsform ihrer Nocken 16, die Rückbewegung
der Ventile 11 in ihre geschlossene oder Ruhestellung wird von den Rückstellfedern
14 bewirkt.
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Erfindungsgemäß läßt sich das Ventilspiel unter Betriebsbedingungen
ermitteln, indem ein Verhältniswert aus den beiden periodisch aufeinanderfolgenden
Spannen (z.B.
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Zeitspannen) für einerseits die Ruhestellung des Ventiles 11 und andererseits
die von der Nocke 16 erzwungene
Betätigung des Ventiles 11 über
einen vollen Umlauf der Nockenwelle 15 gebildet wird. Zum Erfassen dieser Spannen
ist im Ventilgehäuse 10 ein induktiver Aufnehmer vorgesehen, der im dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 aus dem Zusammenwirken einer Meßspule
18 mit dem ferromagnetischen Material des Federtellers 13 gebildet ist. Vorzugsweise
ist die Meßspule 18, wie in Fig. 1 dargestellt, am bezüglich Betätigungsrichtung
des Ventiles 11 rückwärtigen Rand des Federtellers 13, also in Höhe dessen Stirnfläche
17, angeordnet, und zwar konzentrisch dazu in einen Einstich in die Wandung des
Ventilgehäuses 10 eingelegt.
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Diese Ausbildung und Anordnung der Meßspule 18 hat zur Folge, daß
letztere während Ruhestellung des Ventiles 11 infolge Hineinragens des Federtellers
15 in die Querschnittsrläche der ringförmigen Meßspule 18 stark gedämpft ist (rechtes
Ventil 11 in der Darstellung der Fig. 1); dagegen wird die Dämpfung spürbar vermindert,
wenn die Nocke 16 gegen die Stirnfläche 17 des Federtellers 13 anliegt und letzteren
aus der Querschnittsfläche der Meßspule 18 herausgeschoben hat, also während der
Betätigungsspanne des Ventiles 11 (in Fig. 1 links dargestelltes Ventil 11).
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Es hat sich gezeigt, daß trotzt des großen, vom Ventilgehäuse 10 gebildeten
Metallkörpers in der Umgebung der Meßspule 18 ein deutlicher Dämpfungsunterschied
beim Ein- bzw. Austauchen der Stirnfläche 17 des Federtellers 15 in die bzw. aus
der Meßspule 18 auftritt.
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Dennoch kann es in Grenzfällen zweckmäßig sein, die Meßspule 18 gegenüber
dem umgebenden Ventilgehäuse 10 durch Zwischenlage einer ringförmigen Schale 19
aus hochpermeablem Material magnetisch abzuschirmen, wie in Fig. 1 angegeben.
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Fig, 2 zeigt in Form eines einpoligen Blockschaltbildes ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel für eine der Meßspule 18 nachgeschaltete Auswerteschaltung 20
nach der Erfindung. Die Auswerteschaltung 20 weist einen Trägerfrequenz-Generator
21 auf, der mit einer gegenüber der maximal in Betracht kommenden Drehzahl der Nockenwelle
15 wesentlich höheren Frequenz fl (siehe Fig. 3) frei schwingt. Auf den absoluten
Wert der Träger-Frequenz fl und auf Frequenzkonstanz kommt es nicht entscheidend
an, so daß ein Generator 21 einfachster Bauart angewandt werden kann. Die Meßspule
18 ist in bekannter Weise derart an den Generator 21 angeschlossen, daß eine Dämpfungsänderung
aufgrund Bewegung des Ventiles 11 (siehe Fig. 1) zu einer Modulation der vom Generator
21 gelieferten Träger-Frequenz fl führt.
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Vorteilhaft ist es, die Meßspule 18 als wirksamen Teil des frequenzbestimmenden
Schwingkreises im Generator 21 anzuschalten, so daß die Dämpfungsänderung sowohl
zu einer Amplituden- als auch zu einer Frequenzmodulation der Träger-Frequenz fl
führt. Je nach den zu erwartenden Umgebungsbedingungen für den Einsatz der erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung weist dann der dem Generator 21 nachgeschaltete Demodulator 22 entweder
einen Ratiodetektor zur Auswertung der Frequenzmodulation oder einen Amplitudendetektor
zur Auswertung der Amplitudenmodulation auf. Bei von elektrischen Störungen stark
verseuchter Umgebung ist eine Auswertung der Frequenzmodulation vorzuziehen, da
bekanntlich elektrische Störungen sich in erster Linie als Amplitudenschwankungen
auswirken. Demgegenüber führt ein Demodulator 22 mit
Auswertung
der Amplitudenmodulation zu einem einfacheren schaltungstechnischen Aufbau.
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e In den zur Erläuterung der Auswertschaltung 20 nach Fig. 2 in Fig.
3 gezeigten Kurvenzügen stellt das Diagramm a die amplitudenmodulierte Träger-Frequenz
fl am Ausgang des Generators 21 dar. Der Anfangs-Zeitpunkt des Diagrammes a entspricht
einem maximal ausgelenkten Ventil 11 (entsprechend Fig. 1 links), d.h. maximaler
Amplitude der Frequenz fl aufgrund minimaler Dämpfung.
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Im Zuge der Drehung der Nockenwelle 15 (Fig. 1) wird der Federteller
13 von der Rüokstellfeder 14 nach Überschreiten der maximalen Auslenkung in die
Ruhelage zurückgeführt, in der das Ventil 11 während der grösseren Spanne innerhalb
einer vollen Umdrehung der Nockenwelle 15 im geschlossenen Zustand verharrt. Diese
Spanne, während der das Ventil 11 nicht betätigt wird, entspricht maximaler Dämpfung,
also minimaler und im Prinzip konstantbleibender Amplitude der Frequenz fl. Nach
Ablauf dieser Spanne, die in Fig. 5 über der Zeit aufgetragen ist, steigt die Amplitude
wieder, nämlich aufgrund infolge Betätigung des Ventiles 11 wieder sinkender Dämpfung
der Meßspule 18.
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Die u.U. zugleich eintretende Frenquenzmodulation ist im Diagramm
a der Fig. 3 nicht berücksichtigt.
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Das Diagramm b in Fig. 7 gibt den Signalverlauf am Ausgang des Demodulators
22 wieder, im dargestellten Beispielsfalle nach Diagramm a also die nach Amplitudendemudulation
verbleibende niederfrequente Schwingung, die den Bewegungsablauf des Federtellers
15 bezüglich der Meßspule 18 (siehe Fig. 1) wiedergibt. Als Meßwert über das Ventilspiel
soll die (Zeit-) Spanne konstanter Amplitude - entsprechend nicht betätigtem Ventil
11 -bezüglich
der Spanne schwankender Amplitude - entsprechend
Betätigung des Ventiles 11 - ermittelt werden. Zur Ermittlung dieses Verhältniswertes
ist dem Demodulator 22 ein vom beschriebenen Spannungsverlauf gemäß Diagramm b angesteuerter
Schalter 25 nachgeschaltet, der vorzugsweise in der Bauform einer potentialgesteuerten
Kippstufe (Schmitt-Trigger) realisiert ist und dessen Ansprechschwelle 24 auf einen
Spannungswert eingestellt ist, der geringfügig oberhalb des Potentials mit konstanter
Amplitude des demodulierten Signales liegt, entsprechend der in Diagramm b eingetragenen
Geraden. Das Ausgangssignal des Schalters 23 weist also Schaltverhalten auf, wie
in Diagramm c dargestellt. Dieses Ausgangssignal kann unmittelbar auf einen Quotientenbildner
gegeben werden, an dessen Ausgang der gesuchte Verhältniswert tp/ti auftritt, der
der gesuchte, das Ventilspiel repräsentierende Meßwert ist. In Fig. 2 ist als Quotientenbildner
ein Mittelwertbildner 25 vorgesehen, der die (Zeit-) Spanne ti der Betätigung des
Ventiles 11, bezogen auf die Periode tp+ti eines vollständigen Umlaufes der Nockenwelle
15, aufintegriert und beispielsweise auf ein analog anzeigendes Zeiger-Meßinstrument
26 gibt, dessen Zeigerstellung den gesuchten Meßwert über das Ventilspiel angibt.
Handelt es sich um ein Meßinstrument 26 mit mittelwertbildendem Meßwerk, dann erübrigt
sich sogar der in Fig. 2 gesondert vorgesehene Mittelwertbildner 25. Das Diagramm
e der Fig. 5 gibt einen typischen Signalverlauf am Ausgang des Mittelwertbildners
25 in Abhängigkeit vom Verhältniswert tp/ti wieder, entsprechend der Anzeige eines
Meßinstrumentes 26 mit mittelwertbildendem Meßwerk, dessen Skala für eine bestimmte
Nockengeometrie gleich in "mm-Ventilspiel" geeicht sein kann.
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Aus dem Diagramm b der Fig. 3 ist ersichtlich, daß es nicht möglich
ist, mit dem Schalter 23 exakt den Übergang vom ruhenden zum betätigten Ventil 11
zu erfassen: aufgrund (nicht einn,ezeiclme'Ger, in der Praxis aber nicht auszuschließender)
Störungsschwankungen im Signal hinter dem Demodulator 22 muß die Ansprechschwelle
24 vom an sich konstanten Potential einen hinreichenden Sicherheitsabstand einhalten,
und der Übergang vom kostanten zum ansteigenden Potential ist ohnehin fließend,
also nicht genau erfa?>bar. Darüberhinaus geht gerade auch in diesen Übergang
vom konstanten zu schwankendem Potentialverlauf das dynamische Verhalten des betätigten
Ventiles ein, das wiederum auger von der Ventilkonstuktion auch von der geometrischen
Form des Nockens 16 und der Momentandrehzahl der Nockenwelle 15 (siehe Fig. 1) abhängt.
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Deshalb ist es zweckmälJig, bei der Eichung der Anzeige (Diagramm
e in Fig. 3) des Meßinstrumentes 26 auch einen systembedingten Fehler zu berücksichtigen.
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Um aber auch Schwankungen dieses systembedingten Fehlers, insbesondere
bei Anwendung der Meßvorrichtung auf Verbrennungsmotoren mit anders geformten Nocken
16 oder mit extremen Drehzahländerungen, unmittelbar berücksichtigen zu können,
ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Korrekturgrößen-Einspeisung 27
vorgesehen. Dese wirkt auf ein Korrektirrglied 28, das im bevorzugten Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 als Impulsformerstufe zur Verlängerung der Ausgangssignale des Schalters
23 (gemät3 Diagramm c in Fig. 3) wirkt, also etwa als vom -Schalter 25 angesteuerte
monostabile Kippstufe aufgebaut ist.
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Die Rückkippzeit dieser monostabilen Kippstufe wird dadurch
das
Signal an der Korrekturgrößen-Einspeisung 27 bestimmt, etwa eine Stromeinspeisung
zur Beeinflu^,ung der Umladevorgänge in der Kippstufe, das seinerseits als der ma.3-gelbliche
Korrekturwert automatisch oder von Hand in Abhelligkeit von bestimmten kritischen
Betriebs- und/oder Kon strukt ionswerten zu untersuchender Verbrennungsmotoren variierbar
ist.
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In Fig. 5 ist als Diagramm d ein Beispiel für einen Signalverlauf
hinter dem Korrekturglied 23 darc,estellt, in dem eine Korrekturgröße tk symmetrisch
zum Ausgangssignal (Diagramm c) des Schalters 25 berücksichtigt wurde.
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Prinzipiell ergibt sich aberdas gleiche Ergebnis, wenn die Korrekturgröße
tk stets nur am Ende des Ausgangssignales des Schalters 25 berücksichtigt wird,
was die beschriebene Realisierung des Korrekturgliedes 28 durch eine einfache monostabile
beeinflußbare Kippstufe ermöglicht.
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Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit ist, nach einer bevorzugten Weiterbildung
der Erfindung, in Fig. 2 ein an die Nockenwelle 15 gekoppelt er digitaler Drehwinkelgeber
29 vorgesehen. Dieser liefert,zeitunabhängig,in Abhänigkeit der tatsächlichen Drehbewegung
der Nockenwelle 15 Impulse, mittels derer eine Auswertung der Meßsignale innerhalb
der Auswertschaltung 20 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Bewegung der Nockenwelle
15 ermöglicht wird. Denn eine zeitabhängige Auswertung, wie sie beispielshalbden
Diagrammen a bis d in Fig. 5 zugrundegelegt ist, erbringt nur dann genaue Meßwerte,
wenn die Winkelgeschwindigkeit der Nockenwelle 15 während deren gesamten Umlaufes
konstant ist, was aber gerade bei unter extremen Belastungsbedingungen eingesetzten
Verbrennungsmotoren
oder bei Verbrennungsmotoren mit niedriger
Zylinderzahl hufig nicht der Fall ist. Insbesondere ermöglicht es darüberhinaus
der Übergang von der zeitabhängigen Auswertung zur Auswertung in Abhängigkeit von
der tatsächliegen Drehbewegung der Nockenwelle- 15, Ventilspiel-Untersuchungen an
stehenden und am extern - ggf. auch diskontinuierlich - durchgedrehten Verbrennungsmotor
vorzunehmen, weil nun die unabhängige Variable in den Diagramm a bis d der Fig.
5 nicht mehr die unbeeinflußbar ablaufende Zeit ist, sondern die tatsächliche Drehbewegung
der Nockenwelle 15; zumal. die Neßgenauigkeit der erfindungsgemßen Meßvorrichtung
drehzahlunabhängig ist, da keine Spannungsinduktion in der Meßspule 18 ausgewertet
wird.
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Für diese Weiterbildung ist in der Auswerteschaltung 20 zweckmäßigerweise
ein Zählgerät 30 vorgesehen. Dieses wird nach Maßgabe der tatsächlichen Drehbewegung
der Nockenwelle 15 vom Drehwinkelgeber 29 mit Zählimpulsen versorgt, die einerseits
über die Spanne des auftretens eines Ausgangssignales am Schalter 25 - bzw. am ihm
nachgeschalteten Korrekturglied 28 - und andererseits über die Spanne des Ausbleibens
dieses Signales (vgl. Diagramm c bzw. d in Fig. 5) aufsummiert werden. Im Mittelwertbildner
25 wird (entweder nach Umwandlung in Analogsignale oder unmittelbar digital) das
Verhältnis dieser beiden Zählergebnisse zueinander bestimmt, das am Meßinstrument
26 als Naß für das Ventilspiel angezeigt wird oder anderweitig verarbeitet (z.B.
registriert) werden kann.
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Während also bei der zeitabhängigen Signalauswertung gemäß Diagramm
a bis d in Fig. 5 z. B. ein Stillstand oder
auch nur eine Verzögerung
der Drehbewegung der Nockenwelle 15 gerade während Betätigung des Ventiles 11 zu
einer Vergrößerung der Zeit-Spanne ti und folglich zu einem Meßfehler rührt, tritt
ein derartiger Meßfehler bei Zugrundelegen der tatsächlichen Drehbewegung der Nockenwelle
15 nicht auf: Bei Verlangsamung der Drehbewegung folgen die von Drehwinkelgeber
29 ausgegebenen Zahlimpulse langsamer aufeinander, bei Stillstand der Nockenwelle
15 bleiben sie ganz aus; der am Meßinstrument 26 angezeigte Verhaltnisert tp/ti
ist also der den tatsächlichen Bewegungsabläufen im Verbrennungsrnotor entsprechende
Meßwert über das Ventilspiel.
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Zur praktischen Anwendung der Erfindung bedarf es nicht des Einbaues
einer kompletten eßvorichtung vorbeschriebener Art für jedes Ventil 11 eines Verbrennungsmotors;
es wird oft genügen, jedes Ventilgehäuse 10 mit einer Meßspule 18 (und gegebenenfalls
die Nockenwelle 15 mit einem Drehwinkelgeber 29) auszustatten und die Auswerteschaltung
20 periodisch oder bei Bedarf auf das gerade zu überwachende Ventil 11 zu schalten.
Für Ermöglichung einer automatischen Diagnose von Verbrennungsmotoren wird zweckmäßigerweise
je Ventil 11 eine Meßspule 18 und u. U.
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je Motor ein Generator 21, unter Umständen auch gleich mit Demodulator
22, eingebaut (gegebenenfalls ferner ein Drehwinkelgeber 29) und an einen Zentralanschluß
geschaltet, über den eine üblicheautomatisch~arbeitende Prüf- und Registriereinriohtung
anschließbar ist, die auch andere Motor funktionen erfaßt und nun zusätzlich mit
den verbliebenen Teilen der Auswerteschaltung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist.
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Auf diese Weise ist es möglich, sowohl unter verschiedenen Betriebsbedingungen
als auch bei diskontinuierlich beweitem Verbrennungsmotor dessen Ventilspiel zu
bestimmen bzw. kontinuierlich zu überwachen, ohne den Zylinderkopfdeckel abnehmen
und herkömmliche stationäre mechanische Meßverfahren anwenden zu müssen.
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- Ansprüche -