DE2736444B2 - Eichvorrichtung für einen Motorprüf oszillograf en - Google Patents
Eichvorrichtung für einen Motorprüf oszillograf enInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen.
Motorprüfoszillografen bilden für den modernen Handwerker ein wichtiges Werkzeug zur genauen
Einstellung des Zündsystems und zur Prüfung des Betriebsverhaltens eines Motors. Man verbindet Eingangsleitungen
des Motorprüfoszillografen mit verschiedenen Punkten in dem Zündsystem, um die dort
vorhandenen elektrischen Signale abzutasten. Darüber hinaus verbindet man Ausgangsleitungen des
Motorprüfoszillografen mit dem Zündsystem, damit der Motorpriifoszillograf bei bestimmten Versuchen
Funktionen des Zündsystems steuert bzw. sich über sie hinwegsetzt. In einem typischen Fall wird eine Eingangsleitung
des Motorprüfoszillografen so angeschlossen, daß sie das Zünden der Zündspule in dem
ersten Zylinder überwacht. Diese Leitung wird dazu verwendet, einen Tachometer zu steuern, der die Motordrehzahl
in Ummdrehung pro Minute auf einem Meßgerät des Motorprüfoszillografen anzeigt. Zusätzlich
dient diese Leitung dazu, die Ablenkung einer Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen
auszulösen. Die Kathodenstrahlröhre hat eine geeichte Skala für den Vergleich des Betriebsverhaltens
und für die Messung verschiedener darauf angezeigter
Wellenformen.
Eine zweite Leitung dient zur Abtastung der Hochspannungsleitung zwischen der Zündspule und dem
Mittelanschluß der Verteilerkappe. Durch diese Leitung geht bei jeder Zündung in einer Zündkerze in
dem Motor ein Hochspannungsimpuls. Diese Leitung wird für die Vertikalablenkung auf der Kathodenstrahlröhre
verwendet und liefert eine sichtbare Darstellung des zu prüfenden Zündsystems. In einer Betriebsart
erstreckt sich über die Kathodenstrahlröhre von einer Seite zur anderen eine vollständige Zündsequenz
des Motors, die mit dem ersten Zylinder beginnt und endet. Bei einer anderen Betriebsart zeigt der
Motorprüfoszillograf den Zündimpuls eines ausgewählten Zylinders auf der gesamten Kathodenstrahlröhrenskala
an. Eine richtig arbeitende Zündspule erzeugt ein unterscheidungsfähiges Ausgangsmuster auf
der Kathodenstrahlröhre, das von dem geübten Mechaniker leicht zu erkennen ist. Auch werden verschiedene
andere Anzeigen geliefert, die es dem Mechaniker erlauben, die Zündsystemspannungen, den
Haltepunkt (point dwell) u. dgl. au Eichmarkierungen auf der Kathodenstrahlröhre zu messen.
Wie eingangs erwähnt, gestattet ein Motorprüfoszillograf
die Steuerung des Motorzündsystems und versetzt den Mechaniker in die Lage, verschiedene
ίο Motorprüfungen unter Verwendung des Motorprüfoszillografen
selbst durchzuführen.. Ein paar von dem Motorprüfoszillografen gesteuerte Leitungen sind mit
der Primärwicklung der Zündspule verbunden. Im Normalbetrieb wird ein Hochspannungsimpuls in der
Zündspule dadurch erzeugt, daß der elektrische Pfad durch die Primärwicklung der Zündspule zur Erzeugung
eines Magnetfeldes geschlossen wird. Der Kreis durch die Primärwicklung wird darin geöffnet, so daß
das Magnetfeld zusammenbricht und hierdurch eine Hochspannung in der Sekundärwicklung der Zündspule
induziert. Der Schaltkreis durch die Primärwicklung wird von den Unterbrecherkontakten gesteuert.
Wenn die Leitungen des Motorprüfoszillografen parallel zu den Unterbrecherkontakten geschaltet
werden und den Schaltkreis durch die Primärwicklung geschlossen halten, während die Unterbrecherkontakte
offen sind, kann das Zünden der Zündkerze, das im Zeitpunkt des öffnens der Unterbrecherkontakte
erfolgen würde, unterdrückt werden.
jo Der Motorprüfoszillograf ist durch die Eingangsleitung,
die die Leitung zu dem ersten Zylinder abtastet, mit einer Anzeige der Zündsequenz versehen. Er kann
daher den Zündzeitpunkt irgendeines oder aller Zylinder errechnen und das Zünden der entsprechenden
Zündkerze (n) durch das genannte Verfahren unterdrücken. In einem Motor, der in vollständigem
Gleichgewicht arbeitet, wobei alle Zylinder zu dem gesamten Leistungsvermögen beitragen, sollte das
Unterdrücken des Zündens einer oder mehrerer Zündkerzen eine proportionale Wirkung auf die Motorleistung
haben. Die Motorleistung wird von dem Tachometer des Motorprüfoszillografen in Umdrehungen
pro Minute gemessen. Bei der Motorprüfung verwendet der Mechaniker den Motorprüfoszillografen
dazu, die Zündung eines ausgewählten Zylinders zu überbrücken. Weist ein Zylinder schlechte Ventile,
Ringe od. dgl. auf, wird eine unproportionale Wirkung auf die Motordrehzahl auftreten, die von einem
geübten Mechaniker leicht erkennbar ist.
Motorprüfoszillografen gestatten die Einstellung der Verteilerstellung (wie sie von dem Hersteller vorgeschrieben
wird), um eine Zündung der Zündkerzen im richtigen Zeitpunkt im Verhältnis zu der Motordrehung
zu liefern, in einfacher und genauer Weise.
In den meisten Automobilmotoren wird ein mechanischer Anzeiger in Verbindung mit der Kurbelwelle
für eine Einzelpunktanzeige zum Zweck der Zündeinstellung verwendet. So ist typischerweise, wenn sich
eine feste Marke auf einem rotierenden Teil des Mo-
bo tors (wie z. B. dem Schwungrad; direkt unter einem
festen Pfeil auf dem Motorblock befindet, der erste Kolben am oberen Totpunkt. In einem Umlaufmotor
ist eine analoge Anordnung getrotfen. Wenn nur ein festei Bezugspunkt zugänglich ist, ist es schwer, den
b5 Verteiler genau so einzustellen, daß er genau bei 7V2°
vor dem oberen Totpunkt oder 3 ° nach dem oberen Totpunkt zündet. In einem modernen Motorprüfoszillografen
ist eine Leitung vorgesehen, die mit dem
Motorzündsystem verbunden ist, um die Zündung der ersten Zündkerze zu überwachen. Ein Einstellicht, das
mit dem Motorprüfoszillografen verbunden ist, ist über eine einstellbare Abstandsschaltung gekoppelt,
so daß das Licht vor oder nach dem tatsächlichen Zün- r>
den der ersten Zündkerze gezündet werden kann. Der Motorprüfoszillograf enthält ein Meßgerät, das in
Verteilergraden den Abstand anzeigt. Das Meßgerät zeigt das Doppelte des Motorabstandes an, da die
Zündkerzen bei zwei Motorumdrehungen einmal ι ο zünden und daher der Verteiler bei zwei Motorumdrehungen
einmal rotiert. Wenn daher der Hersteller für das Zünden der Zündkerze einen Abstand von
10° vorschreibt, muß der Verteiler auf einen Abstand
von 5 ° eingestellt werden. In einem solchen Fall wird ι r>
der Abstand gegenüber dem Einstellicht so lange verstellt, bis der gewünschte Abstand auf dem Meßgerät
des Motorprüfoszillografen angezeigt wird. Bei laufendem Motor wird der Verteiler verdreht, um den
Punkt, an den die Zündkerzen zünden sollen, zu verändern. Wenn das stroboskopisch wirkende Einstellicht
die feste Marke auf dem rotierenden Teil fluchtend mit dem festen Pfeil beleuchtet, so ist der
gewünschte Abstand von 10° genau erreicht, und der Verteiler wird in dieser Stellung gesichert. In einem 2">
typischen Motorprüfoszillografen ist eine geeignete Schaltung vorgesehen,'um mit Hilfe dieser Einstelllichtabstandstechnik
sowohl eine Früh- wie eine Spätzündeinstellung vornehmen zu können. Die Technik für die Abstandseinstellung bildet keinen Bestandteil Jd
der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung betrifft hingegen, eine Vorrichtung und eine
Technik zur genauen Eichung des Meßgeräts eines Molorprüfoszillografen an Hand der wirklichen Abstandseinstellung
des Einstellichts, wie es in Verteiler- j-> graden angezeigt wird.
Zum Reparieren, Prüfen der Genauigkeit oder Eichen eines Motorprüfoszillografen ist eine iLichvorrichtung
zu verwenden mit einem Simulator, der das Zündsystem eines Automobilmotors simuliert und die
Ausgangssignale liefert, die von dem Motorprüfoszillografen als Eingangssignale benötigt werden. Darüber
hinaus muß der Simulator auf die Rückkopplungssignale des Motorprüfoszillografen reagieren,
um zu prüfen, ob diese richtig arbeiten und in der Lage sind, die Zündung einer ausgewählten Zündkerze
des Zündsystems zu unterdrücken. Üblicherweise war es hierfür erforderlich, einen motorgetriebenen
Verteiler zu verwenden, der mit einer Anzahl von Zündkerzen verbunden war. In einer solchen
Vorrichtung werden die normalen Bestandteile eines Automobilzündsystems künstlich von einem Motor
angetrieben und mit einer geeigneten Gleichstromquelle verbunden. Derartige mechanische Vorrichtungen
weisen eine Anzahl von Nachteilen auf, nicht zuletzt ihre Größe und der damit verbundene Lärm.
Sie reagieren nicht vollständig auf die Rückkopplung des Motorprüf oszillograf en. Auch vereinigen sie nicht
einen Simulator und eine Eichvorrichtung zu einer einzigen Einheit. Darüber hinaus müssen getrennte
Vorkehrungen für einen 8-Zylinder-Motor, einen 6-Zylinder-Motor,
einen 4-Zylinder-Motor und einen Umlaufmotor getroffen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen
anzugeben, die aus Fesitkörperschaltkreisen aufgebaut ist, Ausgangssignale und
Eingangssignale bekannter Genauigkeit und Zuverlässigkeit liefert, die das Betriebsverhalten eines Motorzündsystems
für einen Motorprüfoszillografen nachahmen, um mit diesem beim Prüfen und Eichen
von Vorrichtungen und Funktionen wie einem Tachometer die Haltezeit, Spannungsmessungen, die Zündkerzenzündunterdrückung
und ein Einstellicht zusammenzuarbeiten. Eine solche Vorrichtung sollte auch in der Lage sein, als 8-Zylinder-Motor oder als
6-Zylinder-, 4-Zylinder- oder Umlaufmotor zu erscheinen.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Eichvorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Es ist eine Eingabevorrichtung vorgesehen, die es gestattet, die Anzahl der Zylinder und die Drehzahl
des zu simulierenden Motors auszuwählen. Eine Impulsfrequenzlogik ist mit diesen Eingangssignalen
verbunden und spricht auf diese an. Ein variabler Impulsgenerator ist mit der Impulsfrequenzlogik verbunden
und wird von dieser gesteuert. Der variable Impulsgenerator liefert eine erste Reihe von Impulsen,
deren Frequenz der Gesamtzahl der Zündkerzenzündungen eines Motors der gewählten Zylinderanzahl
und Drehzahl entspricht. Die erste Reihe von Impulsen wird dazu verwendet, einen Treiber zu steuern,
der mit einer konventionellen Zündspule und einer konventionellen Zündkerze verbunden ist. Zusätzlich
wird die erste Reihe von Impulsen durch die gewählte Zylinderanzahl geteilt und liefert eine zweite
Reihe von Impulsen mit einer Pulsfrequenz, die der Zündfrequenz einer einzelnen Zündkerze in dem zu
simulierenden Motor entspricht. Es sind entsprechende Ausgangsklemmen vorgesehen, um diese verschiedenen
Impulse und Signale dem Bedienungspersonal zugänglich zu machen, um sie als Eingangssignale
Motorprüfoszillografen zuzuleiten. Ferner sind Eingangsklemmen vorgesehen, die mit den Rückkopplungsleitungen
eines Motorprüfoszillografen verbunden werden können. Auch wird das Signal für die Zündung des Einstellichts für die Vertikalablenkung
einer Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen verwendet. In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies dadurch, daß das Licht des
Einstellichts durch eine photoelektrische Vorrichtung, wie z. B. einem Phototransistor, abgetastet wird. Das
elektrische Signal der photoelektrischen Vorrichtung wird dann verstärkt und mit der Vertikalablenkung
der Kathodenstrahlröhre verbunden. In einer alternativen Ausführungsform ist eine parallele körperliche
Verbindung zwischen der Einstellichtsignalquelie und dem Ablenkungskreis vorgesehen. Zur Eichung des
Einstellichts wird der Abstand Null ausgewählt und die Ablenkstellung auf der Kathodenstrahlröhre vermerkt.
Sodann wird ein Abstand vorgewählt. Die Ab-Standsgröße wird genau durch die Änderung der Ablenkungsstellung
auf der geeichten Skala der Kathodenstrahlröhre bestimmt. Das Abstandsanzeigemeßgerät
für das Einstellicht wird dann so eingestellt, daß es genau den vorgewählten Abstand anzeigt.
Im folgenden werden Ausfuhrungsbeispiele der
Erfindung an Hand der Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines allgemeinen Konzepts des erfindungsgemäßen Simulationssystems;
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer besonderen geprüften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Simulationssystems;
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines
Teils der Schaltung in Fig. 2, in der die konventionelle Automobilzündspule und Zündkerze durch Simulationsschaltungen
ersetzt sind;
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Teils des Schaltkreises der Fig. 2, wobei der Teil, der
den wahren Zündzeitpunkt der Zündkerze simuliert so ausgelegt ist, daß er abgeschaltet werden kann,
wenn der zu eichende Motorprüfoszillograf die Zündkerze kurzschließt, die von dem Motorprüfoszillografen
als Eingangssignal für den Tachometer abgetastet wird;
Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Darstellung der bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens
zum Eichen eines Motorprüfoszillografen als Bestandteil eines typischen Motorsimulators;
Fig. 6 zeigt eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen, wobei
kein Abstand gegenüber dem Einstellicht und die Betriebsart Frühzündung eingestellt ist;
Fig. 7 zeigt eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen,
wenn die Betriebsart Frühzündung und ein Abstand von 15° gegenüber dem Einstellicht eingestellt ist;
Fig. 8 ist eine Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre
eines Motorprüfoszillografen in der Betriebsart Spätzündung und ohne Abstand gegenüber
dem Einstellicht;
Fig. 9 zeigt die Darstellung der Anzeige der Kathodenstrahlröhre eines Motorprüfoszillografen in der
Betriebsart Spätzündung mit einem Abstand von 15° gegenüber dem Einstellicht.
Fig. 1 zeigt e>ne Motorsimulationsschaltung,die als
Ganzes das Bezugszeichen 10 trägt. Es ist eine Zylinderauswahlvorrichtung
12 und eine Drehzahlauswahlvorrichtung 14 vorgesehen, mit deren Hilfe die Zylinderanzahl des simulierenden Motors und die
Drehzahl des Motors ausgewählt werden kann. Die Zylinderwahl vorrichtung 12 und die Drehzahlauswahlvorrichtung
14 sind mit der Impulsfrequenzlogik 16 verbunden, die ihrerseits mit dem Impulsgenerator
18 verbunden ist. Der Impulsgenerator 18 weist zwei Ausgänge auf. Der erste Ausgang 20 liefert eine Reihe
von ersten Impulsen 21 mit einer Pulsfrequenz entsprechend der gesamten Anzahl der Zündungen aller
Zündkerzen eines mit der vorgewählten Drehzahl laufenden Motors, der die vorgewählte Anzahl von
Zylindern aufweist. Falls also ein Achtzylinder-Motor und eine Drehzahl von 3000 U/min ausgewählt
wurde, so beträgt die Frequenz der Pulse 21 an den ersten Ausgang 20 des Impulsgenerators 18 12000
Impulse pro Minute. Der erste Ausgang 20 ist mit einem Treiber 22 verbunden. Der Treiber 22 übernimmt
die gleichen Gatter- und Schaltungsfunktionen wie ein transistorisiertes Zündsystem in einem Automobil, d. h. er enthält einen Leistungstransistor, der
mit der Primärwicklung einer eine hohe Spannung erzeugenden Spule verbunden ist. Der Transistor steuert
den Strom hoher Stromstärke, der durch die Primärwicklung der Spule fließt (wie er früher durch die Unterbrecherkontakte gesteuert wurde), wobei der
Transistor selbst durch ein Signal niedriger Stromstärke gesteuert wird. Die bevorzugte Ausfühningsforrn der Erfindung weist eine übliche Automobilzündspule 24 auf, um dem benutzenden Mechaniker
eine Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre des Motorprüfoszillografen zu liefern, die derjenigen entspricht,
die man beim Prüfen eines wirklichen Motors erhalten würde. Die Primärwicklung der Zündspule ist auf einer Seite mit einer geeigneten Gleichstromquelle 26
verbunden, die aus einer Batterie oder einer gleichgerichteten Wechselstromquelle bestehen kann. Die andere
Seite der Primärwicklung der Zündspule 24 ist
> mit dem Ausgang des Treibers 22 verbunden. Wenn
ein Impuls 21 von dem Impulsgenerator 18 durch den Treiber 22 empfangen wird, wird der Schaltkreis von
der Stromquelle 26 durch die Zündspule 24 hindurch vervollständigt. Wenn der erste Impuls vorbeigeht,
ι« unterbricht der Treiber 22 den Schaltkreis durch die
Zündspule 24, das darin errichtete magnetische Feld bricht zusammen und es wird ein Hochspannungsimpuls
an dem Hochspannungsausgang 27 der Zündspule 24 erzeugt. Der Ausgang des Treibers 22 ist
ι3 auch mit einem Paar Primärausgangsklemmen 28 verbunden,
die für den Motorprüfoszillografen zugänglich sind, so daß die Spannung des an der Primärwicklung
der Zündspule 24 auftretenden Steuerimpulses benutzt oder gemessen werden kann. Ferner verwen-
2(i det der Motorprüfoszillograf die Klemmen 28 als
Rückkopplungseingangspunkt, um den Treiber 22 zu überwinden. Der Motorprüfoszillograf überbrückt die
Schaltfunktion des Treibers 22 während bestimmter Messungen, um das Zünden ausgewählter Zündkerzen
in der simulierten Zündfolge dadurch zu verhindern, daß der Stromfluß durch die Primärwicklung der
Zündspule 24 aufrechterhalten wird. Der Hochspannungsausgang 27 ist über eine konventionelle Zündkerzenleitung
32 mit der Zündkerze 30 verbunden.
jo Ein Teil der Zündkerzenleitung 32 ist zugänglich, so
daß der in der Zündkerzenleitung 32 auftretende Hochspannungsimpuls durch geeignete Eingangsmittel
des den Simulator benutzenden Motorprüfoszillografen aufgenommen werden kann. Diese Eingangs-
j5 mittel des Motorprüfoszillografen bestehen meistens
aus einer magnetischen Induktionssonde, die um die Zündkerzenleitung 32 angeordnet ist.
Ein zweiter Ausgang 34 des Pulsgenerators 18 liefert eine Reihe von zweiten Impulsen entsprechend
4» der Zündfrequenz einer Zündkerze des simulierten
Motors. In dem gleichen oben zitierten Beispiel (8 Zylinder 3000 U/min) betrüge die Frequenz der
zweiten Pulse 35 an dem zweiten Ausgang 34 1500 Impulse pro Minute.
In einem wirklichen Automobilmotor besteht eine endliche Verzögerung zwischen der Zeit, wenn der
Eingang zu der Primärwicklung geöffnet wird, um den Zusammenbruch des magnetischen Feldes der Zündspule
herbeizuführen und den Zeitpunkt, wenn daraus in der Zündkerze ein Funken erzeugt wird. Diese Verzögerung
kann zwischen 10 und 100 MikroSekunden
betragen, sie hängt hierbei ab von Faktoren, wie dem Leitungswiderstand und dem Spalt, den der Funken
überwinden muß. Um diese Verzögerung genau zu simulieren, ist der zweite Ausgang 34 des Impulsgenerators 18 mit einer Verzögeningsschaltung 36 verbunden. Die Verzögerungsschaltung 36 ist mit einem Einzelimpuls-Hochspannungsimpulsgenerator 38 verbunden. Der Impulsgenerator 38 ist durch einen
Kondensator 40 mit einer konventionellen Zündkerzenleitung 42 verbunden, von der ein Teil in ähnlicher
Weise wie die Zündkerzenleitung 32 von außen zugänglich ist, um mit Hilfe eines Meßfühlers ein zweites
benötigtes Eingangssignal für den Motorpriifoszillo grafen zu liefern. In der bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung sind geeignete, nicht dargestellte Vorrichtungen gezeigt, um in der Verzögeningsschaltung 36 die Verzögerungszeit einzustellen. Auf diese
Weise kann die Verzögerungsschaltung 36 anfänglich eingestellt werden, um den simulierten Funken an der
Zündkerze 42 genau in dem gewünschten Augenblick zu liefern. Hierbei handelt es sich um eine fabrikmäßige
Einstellung, die normalerweise, nachdem sie einmal vollzogen ist, nicht nachreguliert zu werden
braucht. Es ist zu beachten, daß eine Zündspule und eine Zündkerze für diese Schaltung nicht benötigt
werden, da sie nur eine Triggerfunktion liefern, die nicht auf der Kathodenstrahlröhre angezeigt wird.
Ein Motorprüfoszillograf weist, wenn er mit einem wirklichen Motor verbunden wird, eine Leitung auf,
die die Hochspannungsimpulse erfaßt, die in der Verbindungsleitung zwischen der Zündspule und dem
Mittelanschluß des Verteilers auftreten. Dieses Ein- is
gangssignal wird in dem Vertikalablenkungskreis zur Anzeige der Zündungen in den Zylindern auf der Oszillografenröhre
verwendet. Eine zweite Leitung ist derart angeschlossen, daß sie die Hochspannungsimpulse
in der Leitung zu einer Zündkerze aufnimmt. Das hierbei erzeugte Eingangssignal löst nicht nur die
Tachometerschaltung aus, sondern auch die Oszillografenzeitablenkung und zeigt einen bekannten Punkt
in der Zündfolge für die Synchronisation der Oszillografenanzeige und der Prüfoszillografenrückkopplungsfunktionen
an. Normalerweise wird das letztgenannte Signal von der Leitung genommen, die mit der
mit dem Zylinder 1 verbundenen Zündkerze abgenommen wird. Da dieses Eingangssignal mit einer
Frequenz zündet, die einer bekannten Drehzahl eines so Motors entspricht, der die vorgewählte Zylinderanzahl
aufweist, kann die Tachometergenauigkeit geprüft werden und dieser ggf. nachgeeicht werden. Falls
ein Motorprüfoszillograf mit dem Simulator in der in Fig. 1 dargestellten Weise verbunden wird, um ihn
zu eichen und/oder zu prüfen, wird das erste beschriebene Signal von der Zündkerzenleitung 32 genommen
und das zweite Signal von der Zündkerzenleitung 42. Eine noch detailliertere Darstellung einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt Fig. 2.
Fig. 2 zeigt einen Oszillator und Zähler 44, der als
Ausgangssignal eine Reihe von Impulsen mit einer Pulsfrequenz von 12000 darstellt. 12000 entspricht
der maximalen Zündfrequenz eines achtzylindrigen Motors, der mit einer zu simulierenden Spitzengeschwindigkeit
von 3000 Umdrehungen rotiert. Der Oszillator und Zähler 44 ist mit dem Decodiergatter
46 verbunden, das Ausgangssignale mit 12000, 9000, 6000 und 3000 Impulsen pro Minute liefert. Dies entspricht
der maximalen Zündfunkenfrequenz von achtzylindrigen, sechszylindrigen, vierzylindrigen und
Rotationsmotoren mit einer Drehzahl von 3000 U/ min. Die vier Ausgapgssignale des Decodiergatters 46
sind mit vier Klemmen des Tandemschalters 48a, 48fc verbunden. Der Schleifkontakt des Schalters 48a ist
direkt mit einer Klemme eines zwei Schaltstellungen aufweisenden Schalters 50 verbunden und über eine
Schaltung 52, die eine Division durch vier vornimmt mit der zweiten Klemme des Schalters 50. Die Schaltung
52 ändert den Maßstab der Pulsfrequenz, wenn eine Drehzahl von 750 U/min ausgewählt wird. Der
Schleifkontakt des Schalters 50 ist mit dem Eingang eines Zählers 54 verbunden. Der Zähler 54 hat vier
Ausgänge, die mit den vier Klemmen der Schaltebene 48& des obengenannten Tandemschalters verbunden
sind. Die vier Ausgänge des Zählers 54 entsprechen einem Impuls für acht Eingangsimpulse, sechs Eingangsimpulse,
vier Eingangsimpulse bzw. jedem Eingangsimpuls entsprechend der Zündfrequenz einer
einzelnen Zündkerze in einem Achtzylinder-, Sechszylinder-, Vierzylinder- bzw. einem Rotationskolben-Motor.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Schalterstellung der Schalter 48a und 48f>
und 50 würden 12000 Impulse pro Minute an der Klemme 8 (entsprechend einem Achtzylinder-Motor) des Schalters
48a erscheinen. 12000 pro Minute würden an der ausgewählten Klemme des Schalters 50 erscheinen,
die mit der Bezeichnung »3000 U/min« bezeichnet ist und 3000 U/min würden an der nichtausgewählten
Klemme des Schalters 50 erscheinen, die die Bezeichnung »750 U/min« bezeichnet ist. Die 12000 Impulse
pro Minute würden von dem Schleifkontakt des Schalters 50 aufgenommen werden und an den Zähler
54 weitergegeben werden, von dem 1500 Impulse pro Minute von der mit »8« bezeichneten Stellung des
Schalters 48b durch den Schleifkontakt 1500 Impulse pro Minute aufgenommen würden. Würde man den
Schleifkontakt des Schalters 50 auf die Stellung »750 U/min« drehen bei sonst unveränderten Bedingungen,
so würden die an der Klemme, die mit »750 U/min« bezeichnet ist, auftretenden 3000 Impulse
von dem Schleifkontakt des Schalters 50 aufgenommen werden und an den Zähler 54 weitergegeben
werden, wo an der Klemme »8« des Schalters 48 b 375 Impulse pro Minute abgenommen würden. Der
Schleifkontakt des Schalters 48 b ist mit der Rückstellogik 56 verbunden, die wiederum auf den Zähler
54 rückgekoppelt ist, um den Zähler jeweils zurückzustellen, wenn ein Ausgangsimpuls an dem gewählten
Eingang auftritt, um den Zähler 54 in Synchronismus mit dem zu simulierenden Motortyp zu halten.
Würde man dem Zähler gestatten frei zu laufen, wäre es nicht möglich, Aktionen und Reaktionen, die von
der ausgewählten Zylinderanzahl abhängen, in den Simulator aufzunehmen. Der Schleifkontakt des
Schalters 48 b ist auch über eine Verzögerungsschaltung 36 mit dem Impulsgenerator 38 verbunden, der
an die Zündkerzenleitung 42 über den Kondensator 40, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben,
einen Impuls liefert. In ähnlicher Weise ist der Schleifkontakt des Schalters 50 mit dem Treiber 22 verbunden,
der mit der Zündspule 24 und der Primärausgangsklemme 28 verbunden ist. Die Zündspule
24 ist mit der Stromversorgungsquelle 26 und weiter mit ihrer Hochspannungsausgangsseite 27 mit der
Zündkerze 30 über die Zündkerzenleitung 32 verbunden, wie das anhand der Fig. 1 beschrieben
wurde.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform für den Ersatz der Zündspule 24, der Zündkerze 30 und
der Stromversorgungsquelle 26. Wie in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform beschrieben,
die allgemein anhand der Fig. 1 beschrieben wurde, und der anhand der Fig. 2 beschriebenen detaillierten
Form, werden die Zündspule 24 und die Zündkerze 30 benutzt, damit auf der Motorpriifoszillografenröhre
eine Anzeige auftritt, die mit der identisch ist, die man sieht, wenn man den Motorprüfoszillografen
mit einer wirklichen Maschine betreibt. Zusätzlich liefern die Zündspule 24 und die Zündkerze 30 den Vorteil,
billig und leicht erhältlich zu sein. Worauf es jedoch ankommt, ist die charakteristische Anzeige auf
der Oszillografenröhre, die von einer Zündspule verursacht wird, wenn der magnetische Fluß zusammenbricht
Man kann dies durch die in Fig. 3 dargestellte Schaltung simulieren, in der eine Impulsschaltung 58
auf die von dem Treiber 22 kommenden Impulse anspricht und einem einzelnen Hochspannungsausgangsimpuls
für jeden von dem Treiber 22 kommenden Impuls in gleicher Weise erzeugt, wie die
Zündspule 24. Zwischen der Impulsschaltung 58 und der Zündkerzenleitung 32 kann ein in bekannter
Weise ausgebildeter Impulsformschaltkreis eingefügt werden, um die von der Impulsschaltung 58 gelieferten
Impulse in gewünschter Weise zu formen, bevor sie an die Zündkerzenleitung 32 weitergegeben werden
und von dem Motoranalysator aufgenommen werden und auf der Oszillografenröhre dargestellt
werden.
Fig. 4 zeigt eine wahlweise zusätzlich zu verwendende Schaltlogik in der Leitung zwischen dem
Schleifkontakt des Schalters 48b und der Verzögerungsschaltung 36. Der normalerweise gechlossene
Schalter 61 ist in die Leitung eingefügt und wird von dem Gatter 62 betätigt. Das Gatter 62 ist mit den
Primärausgangsklemmen 28 verbunden und bestimmt, wenn das Zünden der Zündkerze, das als
Auslöseeingangssignal von dem Motorprüfoszillografen überwacht wird, von dem Motorprüfoszillografen
auch unterdrückt wird. Die zusätzliche Schaltung der Fig. 4 ist nur nötig, wenn eine Simulation des Motors
in allen Einzelheiten authentisch sein soll. Ihre ausschließliche Funktion besteht darin, das Tachometer
des Motorprüfoszillografen auf Null fallen zu lassen, wenn die überwachte Zündkerze, die das Tachometer
steuert und die unterdrückte Zündkerze identisch sind, wie das bei einem wirklichen Motor der Fall
wäre.
Normalerweise simuliert die Zündkerzenleitung 32 das Zünden der zu dem Zylinder 1 gehörenden Zündkerze.
Dieses Signal wird als Eingangssignal für den Motorprüfoszillografen verwendet, um das Tachometer
zu steuern, die Ablenkung der Kathodenstrahlröhre auszulösen und einen Zeitpuls entsprechend
dem Zünden des Zylinders 1 zu liefern, auf der zeitliche Sequenzen innerhalb des Motorprüfoszillografen
basieren können, wie z. B. der Einstellichtabstandsschaltung. Zum Abgleich des Einstellichts des Motorprüfoszillografen
nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist gemäß Fig. 2 eine
zusätzliche Eichvorrichtung 64 erforderlich. Eine lichtempfindliche Vorrichtung, wie z. B. eine Photodiode
66 wird an eine Stelle gebracht, an der ein Teil der Photodiode 66 von dem Einstellicht 68 so beleuchtet
wird, daß ein elektrisches Signal erzeugt wird. Das Ausgangssignal der Photodiode 66 wird mit einer
Spannungsreferenzvorrichtung 70 verbunden, die das Signal der Photodiode 66 verstärkt und ein Signal liefert,
das von dem Motorprüfoszillografen an den SpannungsreferenzausgarigskJemmen 72 festgestellt
werden kann.
Fig. 5 zeigt einen eine Eichschaltung 64 nach Fig. 2 enthaltenden Simulator 10 mit einem Gehäuse
74 und einer Frontplatte 76. Der Schalter 48 a, 48 b erscheint auf der Platte 76 als Drehknopf 78, der mit
der Bezeichnung »Zylinder« versehen ist. Der Schalter 50 erscheint auf der Frontplatte 76 als Drehknopf
80 mit der Bezeichnung U/min. Die Photodiode 66 ist in einer Ausnehmung der Platte 76 montiert und
mit »Photo« bezeichnet. Die Spannungsreferenzklemme 72 ist auf der Platte 76 befestigt und mit
»VOLT REF« bezeichnet. Eine Schleife der Zündkerzenleitung 32 erscheint auf der Frontseite der
Platte 76 in gleicher Weise wie eine Schleife der Zündkerzenleitung 62. Ein Motorprüfoszillograf 82,
der das Einstellicht 68 ansteuert, ist mit dem Simulator 10 und der Eichvorrichtung 64 in geeigneter Weise
durch die vorgesehenen Mittel verbunden. Es sind Vorkehrungen dafür zu treffen, das Ausgangssignal
der Spannungsreferenzklemme 72 als einen vertikalen Impuls auf der Oszillografenröhre 84 des Motorprüfoszillografen
82 zu zeigen. Dies erfolgt durch die Anschlußklemmen 72 des vertikalen Ablenkkreises der
ι» Oszillografenröhre. Es hat sich herausgestellt, daß ein
wirksames Verfahren für diesen Zweck darin besteht, die Spannungsreferenzklemme 72 mit den Voltmeteranschlüssen
86 des Motorprüfoszillografen 82 zu verbinden. Mit den so angeschlossenen Leitungen 82 und
i-> dem Schalter 88 in der Einschaltstellung kann der
Spannungsimpuls auf der Kathodenstrahlröhre 84 aufgezeichnet werden. In einem typischen Motorprüfoszillografen
82, mit dem das vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung anzuwenden wäre,
:o ist ein Schalter 90 vorgesehen, um Früh- und Spätzündung
einzustellen (Zündung vor oder nach dem oberen Totpunkt). Ferner ist ein Meßgerät 92 vorgesehen,
um den Zeitabstand gegenüber dem Einstellicht 68 in Verteilergraden anzuzeigen, ein Eichknopf 94 ist
j zur Einstellung der Eichung des Meßgeräts 92 vorgesehen. Ferner ist ein Abstandseinstellknopf 96 zur
Einstellung des Abstandes zwischen dem Zündsignal und dem Einstellicht 68 vorgesehen.
In einem Motorprüf analysator, wie er in F i g. 5 dar-
Ki gestellt ist, enthält die Oszillografenanzeigeröhre 84
geeichte Markierungen, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind. Die Ablenkung über die Oszillografenröhre 84
wird automatisch durch die Schaltung des Motorprüfanalysators 82 derart eingestellt, daß sie der geeichten
J5 Skala unabhängig von der Zylinderzahl entspricht. Es
ist zu beachten, daß der Motorprüfoszillograf 82 nicht in allen Einzelheiten dargestellt ist. Es sind nur diejenigen
Schalter, Meßgeräte und Verbindungen dargestellt, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
von Interesse sind. Das im folgenden beschriebene Verfahren zur Eichung des Einstellichts
verwendet eine gemäß Fig. 6 geeichte Oszillografenröhre
84, deren Eichung dem Motorprüfoszillografen Modell 595 der Firma Beckman entspricht. Jedoch
5 kann dieses Verfahren in Verbindung mit einem beliebigen Motorprüfoszillografen im wesentlichen gleichen
Leistungsvermögens angewandt werden, wobei die Technik der Eichskala des entsprechenden Instruments
anzupassen ist.
Zur Eichung des Einstellichts wird der Abstandseinstellknopf 96 zuerst in die Ausstellung gebracht,
so daß kein Abstand zwischen den durch den Spannungsimpuls durch die Zündkerzenleitung 62 angezeigten
Zündzeitpunkt der Zündkerze des Zylinders 1 und dem Zeitpunkt der Zündung des Einstellichts 68
besteht. Bei dieser Einstellung muß das Abstandsmeßgerät 92 Null anzeigen. Falls das nicht der Fall
ist und die ganze übrige Einrichtung normal arbeitet, wird die nicht gezeigte Nulleinstellung des Meßgeräts
92 dazu verwendet, bei fehlendem Eingangssignal einen Nullausschlag einzustellen. Wie in Fig. 6 zu erkennen,
soilte, wenn der Abstandseinstellknopf 96 auf keinen Abstand eingestellt ist und der Früh-Spätzündungsschalter
90 auf »früh« eingestellt ist und ferner das Einstellicht 68 eine solche Lage einnimmt, daß
es die Photodiode 66 anstrahlt, auf der linken Seite der Oszillografenröhre 84 ein einzelner Impuls auf der
45 "-Linie erscheinen (unter der Annahme, daß ein
S-Zylindermotor simuliert wird entsprechend der
Einstellung des Knopfes 78 in tig. 5, so daß die 8-Zylinderskala
in Fig. 6 unten zu verwenden ist). Wenn der Abstandseinstellknopf 96 nun verdreht wird, um
chien Abstand zu erzeugen, so wird in der Zündung
des Einstellichts 68 ein Abstand entsprechend einer Frühzündung auftreten. Wird der Knopf 96 in Richtung
auf eine frühere Zündung eingestellt, so wird sich der Impuls 98 von der linken Seite der Oszillografenröhre
84 in Richtung auf die rechte Seite bewegen, wie das in Fig. 7 dargestellt ist. In Fig. 7 hat sich der
Impuls 98 von der 45"-Linie zu der 30°-Linie (auf der 8-Zylinderskala) bewegt und zeigt eine Frühzündung
von 15 ° zn (45 ° - 30° = 15 °). (Es ist zu beachten,
daß die Oszillografenröhre 84 in Verteilergraden geeicht ist.) Da die Zündung nun um 15 Verteilergrade
verstellt wurde, sollte das Meßgerät 92 bei richtiger Eichung das Doppelte davon anzeigen, als 30
Motorgrade. Wird auf dem Meßgerät 82 nicht die richtige Anzeige gezeigt und ein Fehleichungszustand
angezeigt, muß der Eichknopf 94 nun verstellt werden, um das Meßgerät 92 derart zu eichen, daß es
die richtigen 30° des Abstands zwischen dem Motor
und dem Einstellicht 68 anzeigt.
Wenn der Früh-Spätzündungsschalter 90 auf du
»Spät-Stellung« eingestellt wird, erscheint der Impul:
98, wie in Fig. 8 gezeigt, auf der rechten Seite dei
5 Oszillografenröhre 84, falls kein Abstand zu dem Ein
stellicht 68 vorliegt und bewegt sich nach links, wem der Abstandseinstellknopf 96 zur Erzeugung einei
größeren Abstands zu dem Zeitlicht 68 verstellt wird Bei 15° Spätzündung erscheint der Impuls 98, wie
ίο in Fig. 9 gezeigt. Der Impuls 98 hat sich hier von (
nach 15° bewegt und zeigt damit eine Spätzündunj um 15 Verteilergrade an (15° - 0° = 15°). Das Meß
gerät 92 sollte daher wiederum 30 Motorgrade anzei gen entsprechend dem Doppelten der Verteilergrade
Ist das Abstandsmeßgerät 92 gemäß dem obigen Ver fahren geeicht, kann der Motorprüfoszillograf zun
genauen Einstellen des Verteilers eines wirklichei Motors verwendet werden, wobei der gewünscht«
Abstand in Graden im Meßgerät 92 eingestellt wird wobei man sich darauf verlassen kann, daß das Ver
hältnis zwischen dem angezeigten Abstand in Grader und dem Abstand des Zündzeitpunkts gegenüber den
Einstellicht 68 rjenau ist.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Eichvorrichtung für einen Motorprüfoszillografen,
gekennzeichnet durch:
a) einen ersten Festkörperimpulsgenerator (44, 46) zur Erzeugung einer Reihe von ersten
Impulsen entsprechend den Zündbefehlen für die Zündkerzen eines Motors mit einer
vorgewählten Zylinderzahl, der mit einer "> vorgewählten Geschwindigkeit rotiert,
b) eine Vorrichtung (22, 24, 26), die mit dem ersten Impulsgenerator verbunden ist und je
einen ersten Hochspannungsimpuls für jeden der ersten Impulse erzeugt und die eine Vor-
< richtung (32) aufweist, die diese ersten Hochspannungsimpulse abtastet und mit der
eine den Motorsimulator verwendende Vorrichtung verbunden werden kann,
c) einen zweiten Festkörperimpulsgenerator (54,56), der mit dem ersten Impulsgenerator
(44, 46) verbunden ist, um eine Reihe von zweiten Impulsen in Synchronismus mit den
ersten Impulsen zu erzeugen und die den Zündbefehlen an eine einzelne Zündkerze des Motors entsprechen und
d) eine Vorrichtung (38), die mit dem zweiten Impulsgenerator verbunden ist, um zweite
Hochspannungsimpulse für jeden der zweiten Impulse zu erzeugen und die eine Vorrichtung
(42) aufweist, um die zweiten Hochspannungsimpulse abzutasten und mit der eine den Motorsimulator benutzende Vorrichtung
verbunden werden kann.
2. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (48a, 4Sb), die
die Zylinderanzahl des simulierenden Motors auswählt.
3. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (50) zur Auswahl
der Drehzahl des zu simulierenden Motors.
4. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (38) zur Erzeugung
der zweiten Hochspannungsimpulse eine Vorrichtung (36) aufweist, um die zweiten Hoch-Spannungsimpulse
um eine Zeit nach dem Auftreten des zweiten Impulses zu verzögern, der den zweiten Hochspannungsimpuls auslöst, so daß der
zweite Hochspannungsimpuls fast zu dem Zeitpunkt auftritt, wenn ein wirklicher Funke in einer
Zündkerze in einem wirklichen Motor entsprechend dem zu simulierenden Motor auftreten
würde.
5. Eichvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung zwischen 10
und 100 Mikrosekunden beträgt.
6. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung
der ersten Hochspannungsimpulse die folgenden Elemente umfaßt: t>o
a) eine Zündspule (24) mit einer Primärwicklung und einer Hochspannungssekundärwicklung,
b) eine Gleichspannungsquelle (26), die mit einem Anschluß der Primärwicklung verbunden
ist,
c) eine Zündkerzcnanschlußleitung (32), die mit einem Anschluß der Hochspannungsse
kundärwicklung verbunden ist,
d) eine Zündkerze (30), die mit dem anderen Ende der Zündkerzenleitung verbunden ist
und funktionsfähig angeordnet ist, um einen vollständigen Schaltkreis für einen Hochspannungsimpuls,
der den Spalt überquert, liefert und
e) einen Treiber (22), der mit dem ersten Impulsgenerator (44,46) verbunden ist und der
mit dem anderen Anschluß der Primärwicklung verbunden ist und der den Schaltkreis
durch die Primärwicklung zu der Gleichstromquelle (26) während der Dauer jedes der ersten Impulse vervollständigt, wobei das
Magnetfeld der Zündspule (24) während eines ersten Impulses erzeugt wird und nach
dem ersten Impuls zusammenbricht, so daß an der Hocbspannungssekundärwicklung ein
Hochspannungsimpuls erzeugt wird.
7. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung
der ersten Hochspannungsimpulse die folgenden Bestandteile umfaßt:
a) eir.e Treiberschaltung (22), die mit dem ersten
Impulsgenerator (44,46) verbunden ist und auf die ersten Impulse anspricht,
b) eine Vorrichtung (58), die mit der Treiberschaltungverbunden
ist, um für jeden der ersten Impulse einen Hochspannungsimpuls zu erzeugen,
c) eine Vorrichtung (60), die mit der Vorrichtung (59) verbunden ist und die Hochspannungsimpulse
derartig formt, daß sie wie von einer Induktionsspule erzeugte aussehen,
d) eine Vorrichtung (42), um die geformten Hochspannungsimpulse von der Impulsformungsvorrichtung
(60) wegzuleiten, so daß die geformten Hochspannungsimpulse von der dem Motorsimulator verwendenden
Vorrichtung abgetastet werden können.
8. Eichvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Vorrichtung zur Erzeugung von ersten Hochspannungsimpulsen eine Vorrichtung
einschließt, die sich bei Vorliegen eines äußeren Signals über die Treiberschaltung (22)
hinwegsetzt und daß
b) die Vorrichtung zur Erzeugung von ersten Hochspannungsimpulsen eine Vorrichtung
zum Empfang eines äußeren Signals aufweist, die anzeigen, daß die Vorrichtung sich über
die Treiberschaltung (22) hinwegsetzen sollte.
9. Eichvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Eichvorrichtung zur Eichung eines Einstellichts,
das mit dem Motorprüfoszillografen verbunden ist, der eine Kathodenstrahlröhre (84) aufweist
mit einer Ablenkung, die in Motordrehzahlen geeicht ist, einem einstellbaren Treiber zum Zünden
des Einstellichts (68) im Abstand vorher oder nach dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders des
Motors und einer Anzeigevorrichtung (92), die die Größe des Abstandes des Einstellichts anzeigt, mit
dem dieses früher oder später gezündet wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (66,72,86),
um die Zündsignale von dem Treiber zu dem Einstellicht und zu einer Ablenkschaltung der Kathodenstrahlröhre
zu führen.
10. Eichvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (66, 72, 86)
die folgenden Bestandteile umfaßt:
a) eine Vorrichtung (66, 72), um die Lichtimpulse des Einstellichts, die auf Grund der
Zündsignale des Motorprüfcmllografen erzeugt werden, in elektrische Signale umzuwandeln
und
b) eine Vorrichtung (86), um die elektrischen Signale mit einem Ablenkschaltkreis der Kathodenstrahlröhre
zu verbinden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsvorrichtung
eine photoelektrische Vorrichtung (66) umfaßt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (70) zur Verstärkung
der elektrischen Signale, die von der photoelektrischen Vorrichtung erzeugt werden und die
mit der photoelektrischen Vorrichtung und der Verbindungsvorrichtung verbunden ist.
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