DE2830155A1

DE2830155A1 - Einrichtung zur messung der leistung von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2830155A1
Application number: DE19782830155
Authority: DE
Inventors: Viktor Borisovitsch An; Ivan Dmitrievitsch Buchtiarov; Aleksei Stepanovitsch Demin; Marat Nagumovitsch Farschatov; Nowosibirskaya Obla Krasnoobsk; Valery Andreevitsch Slepchuk
Original assignee: SP O PK T BJURO SIB OTDEL V AK
Current assignee: SP O PK T BJURO SIB OTDEL V AK
Priority date: 1977-07-11
Filing date: 1978-07-08
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS5443077A; FR2397628B1; FR2397628A1; HU180938B

Description

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Spetsialnoe opytnoe proektno-konstruktorskotekhnologicheskoe bjuro Sibirskogo otdelenia Vsesojuznoi Akademii selskokhozyaistvennykh Nauk imeni V. I. Lenina

EINRICHTUNG ZUR MESSUNG DER LEISTUNG VON VERBRENNUNGSMOTOREN

Die Erfindung bezieht sich auf die Meßtechnik, insbesondere auf Einrichtungen zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren.

Die -vorliegende Erfindung kann mit Erfolg in allen Zweigen der Volkswirtschaft benutzt werden, in denen Verbrennungsmotoren erzeugt oder angewandt werden, wie z.B. bei der Serienproduktion von Verbrennungsmotoren, in technischen Kraftfahrzeug-Betreuungsstationen, in Reparaturwerkstätten, Maschinen- und Traktorenparks usw·

Gegenwärtig erlebt die Kraftfahrzeug-r und Traktorenindustrie einen großen Aufschwung, wobei an die Genauig-

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keit, Einsatzbereitschaft, Zuverlässigkeit und einfache Bedienung der Mittel zur Kontrolle der Parameter von Verbrennungsmotoren immer strengere Anforderungen gestellt werden.

Eine bekannte Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren (z.B, nach der sowjetischen Urheberurkunde Nr. 314Oöö, Klasse G 01 1 23/08) enthält eine Reihenschaltung eines Gebers zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle, eines elektrischen Impulsformers, eines Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors für eine Drehzahl der Verbrennungsmotorwelle mit angeschalteter Steuereinheit zur Steuerung von Betriebsarten des Verbrennungsmotors, einer Steuereinheit zur Steuerung der Einrichtung mit angeschlossenem Taktimpulsgenerator, einer Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen und einer Einheit zur Registrierung der Meßergebnisse. Außerdem gehören zu dieser Einrichtung ein Digital-Analog-Umsetzer, der an die erwähnte Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarten Impulsfolgen angeschlossen ist, und ein Spannungsteiler, der mit diesem Umsetzer verbunden ist und an die Einheit zur Registrierung der Meßergebnisse geschaltet ist·

In dieser Einrichtung werden aber im Falle eines unteilbaren Verhältnisses der Impulsperioden die eventuellen restlichen Teile der -feriodenabschnitte von elektrischen Impulsen nicht erfaßt, deren Frequenz der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle proportional ist und

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die inneriialb der von der Steuereinheit der Einrichtung vorgegeoenen Zeitintervalle liegen. Dies führt bei der Bestimmung der Drehgeschwindigkeit der i/iotorwelle zu einem bedeutenden Fehler.

In dieser Einrichtung können außerdem die von der Steuereinheit der Einrichtung vorgegebenen Zeitintervalle infolge der Zunahme des durch ein unteilbares Verhältnis von Perioden der elektrischen Impulse des Impulsformers bedingten Fehlers nicht unter einen bestimmten Wert verkürzt werden. Bei der Approximation der Kurve des Übergangsprozesses in der Motoranlaufperiode durch eine Gerade entsteht hierbei ein bedeutender methodischer Fehler. Eine geringe Anzahl von Abtastwerten bei der Messung ruft dabei infolge der angenäherten Interpolation auch einen wesentlichen Fehler in der Leistungsabhängigkeit von der Drehzahl hervor.

Die Darstellung der Meßergebnisse in gewünschten Einheiten (z.B. in Pferdestärken) erfolgt in der bekannten Einrichtung mit Hilfe des Digital-Analog-Umsetzers und des Spannungsteilers, deren elektrische Parameter sich sowohl mit der Zeit, als auch mit Temperaturschwankungen ändern. Dies führt wiederum zu einem Fehler beim Messen der Verbrennungsmotorleistung·

Der Einbau des Drehgeschwindigkeitsgebers der bekannten Einrichtung ist ebenfalls aufwendig, da er eine inde-

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rung der Motorkonstruktion erfordert, wobei eine niedrige Einsatzbereitschaft der Einrichtung die Folge ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren zu entwickeln, deren zusätzliche Baueinheiten eine hohe Genauigkeit und schnelle Durchführung der Messung der Verbrennungsmotorleistung ermöglichen und eine höhere Zuverlässigkeit der Einrichtung ergeben.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren, die eine Reihenschaltung eines Gebers zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle, eines elektrischen Impulsformers, eines Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors für eine Drehzahl der Verbrennungsmotorwelle mit angeschalteter Steuereinheit zur Steuerung von Betriebsarten des Verbrennungsmotors, einer Steuereinheit zur Steuerung der Einrichtung mit einem angeschlossenen Takt impulsgenerator, einer Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen und einer Einheit zur Registrierung der Meßergebnisse enthält, - erfindungsgemäß zusätzlich eine Baueinheit zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen hat, bei der ein Eingang an den Taktimpulsgenerator angeschlossen ist, der andere Eingang am Ausgang des elektrischen Impulsformers liegt und der Ausgang mit dem Eingang der Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen verbunden ist, so-

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wie durch eine Baueinheit zur Urzeugung elektrischer Impulsfolgen erweitert wird, wobei die Anzahl von Impulsen in jeder Folge einem Teil der Periode innerhalb des von der Steuereinheit der Einrichtung vorgegebenen Zeitinterνalls proportional ist und hierbei ein Eingang der Baueinheit zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen am Ausgang des elektrischen Impulsformers liegt, ihr zweiter Eingang an den Ausgang der Steuereinheit der Einrichtung angeschlossen wird und ihr Ausgang mit einem anderen Eingang der Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen verbunden wird, während der Eingang des Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors für eine Drehzahl der Verbrennungsmotorwelle an den Taktimpulsgenerator geführt wird.

In der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren kann zweckmäßigerweise eine Addiereinheit zum Summieren zweier benachbarter Impulsfolgen zusätzlich benutzt werden, bei der ein Eingang an den Ausgang der Baueinheit zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen angeschlossen wird, der zweite Eingang mit dem Ausgang der Steuereinheit der Einrichtung verbunden wird, der dritte Eingang an den Ausgang der Baueinheit zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen geführt wird und der Ausgang an den Eingang der Einheit zur Registrierung der Meßergebnisse angeschaltet wird, deren weiterer Eingang an die Steuereinheit der Einrichtung angeschlossen wird.

Weiterhin ist es zweckmäßig, als Geber zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle in der

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Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren ein System des betreffenden Verbrennungsmotors zu benutzen, das eine Information über die jeweilige Winkellage der Verbrennungsmotorwelle liefert.

In der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren kann als System, das eine Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle liefert, zweckmäßigerweise der Wechselstromgenerator oder die Zündanlage gewählt werden.

Die Erfindung ermöglicht die Messung der Teile von Impulsperioden innerhalb des von der Steuereinheit der Einrichtung vorgegebenen Zeitintervalls, wobei die Genauigkeit der Leistungsmessung der Verbrennungsmotoren stark erhöht wird.

Außerdem gestattet es die vorliegende Erfindung, die von der Steuereinheit der Einrichtung bestimmten Zeitintervalle zu verkürzen und dadurch den methodischen Fehler bei der Approximation der Kurve des Übergangsvorganges in der Anlaufperiode des Verbrennungsmotors durch Geraden kleiner zu halten.

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Die Erfindung gibt auch die Möglichkeit, die Anzahl der Äbtastwerte bei der Messung bedeutend zu erhöhen und dadurch die Abhängigkeit der Motorleistung von der Motordrehzahl ebenfalls genauer zu bestimmen.

Die Jürfindung wird in der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 ein Struktursehaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der efiektiven Leistung von Verbrennungsmotoren mit der Anwendung eines Impulsgebers zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle;

Fig. 2 ein Strukturschaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der Abhängigkeit der Leistung eines Verbrennungsmotors von seiner Drehzahlι wobei zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle ein Impulsgeber benutzt wird;

Fig. 3 ein Strukturschaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der effektiven Leistung von Verbrennungsmotoren, wobei zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle der Wechselstromgenerator des betreffenden Motors benutzt wird;

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Pig. 4 ein Strukturschaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der Abhängigkeit der Leistung eines Verbrennungsmotors von seiner Drehzahl, wobei zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle der Wechselstromgenerator des betreffenden Motors benutzt wird;

Fig. 5 ein Strukturschaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der effektiven Leistung von Verbrennungsmotoren, wobei zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle die Zündanlage des betreffenden Motors benutzt wird;

Fig. 6 ein Strukturschaltbild der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung für die Messung der Abhängigkeit der Leistung eines Verbrennungsmotors von seiner Drehzahl, wobei zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle die Zündanlage des betreffenden Motors benutzt wird;

Fig. 7 ein Funktionsschaltbild der Baueinheit zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen;

Fig. 8 ein Funktionsschaltbild der Baueinheit zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen, in denen die Anzahl von Impulsen in jeder Folge einem Teil der Periode innerhalb des von der Steuereinheit der Einrichtung vorgegebenen Zeitintervalls proportional ist;

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Fig. 9 a, b, Cf d - Zeitdiagramme der Signale in der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren j

Fig. 10 a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, 1, m - Zeitdiagramme der Signale in der Baueinheit zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen.

Im folgenden wird die Einrichtung zur

Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren am konkreten Beispiel iher Benutzung für die Messung der effektiven Leistung und für die Bestimmung der Abhängigkeit der Leistung eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors von seiner Drehzahl näher betrachtet.

Im Falle der Messung der effektiven Leistung enthält die Einrichtung zur Messung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 einen elektrischen Impulsformer 2, an dessen Eingang 3 ein Geber zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle 4 liegt. Der Geber ist als Induktionsgeber 5 ausgeführt und mit dem Motor 1 über die Welle 4 elektromagnetisch gekoppelt. Δη den Ausgang 6 des Impulsformers 2 ist der Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektor 7 mit seinem Eingang 8 angeschlossen. Am Ausgang des Selektors 7 liegen die Eingänge 9 und 10 der Steuereinheit 11 zur Steuerung der Betriebsarten des Verbrennungsmotors 11 bzw. der Steuereinheit 12 der Einrichtung. Der Ausgang 13 der Steuereinheit 11 ist an die Zündanlage 14 des Motors 1 angeschlossen. Die Welle 4, die Zündanlage 14 und der

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Wechselstromgenerator 15 des Motors 1 sind miteinander kinematisch verbunden. An den Ausgang 6 des Impulsformers 2 sind ebenfalls die Eingänge 16 und 17 der Baueinheit 18 zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen bzw. der Baueinheit 19 zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen angeschlossen, wobei die Zahl elektrischer Impulse in der Impulsfolge der Baueinheit 19 einem Teil der Periode innerhalb des von der Steuereinheit 12 der Einrichtung vorgegebenen ZeitintervalIs proportional ist. An die weiteren Eingänge 20, 21 und 22 des SelektDrs 7» der Steuereinheit 12 bzw. der Baueinheit 18 ist der Taktimpulsgenerator 23 angeschlossen. An den Ausgängen der Einheiten 12, 18 und 19 liegen die Eingänge 24, 25 bzw. 26 der Einheit 27 zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen. Der Eingang der Baueinheit 19 ist mit dem Ausgang der Steuereinheit 12 verbunden. An den Ausgang der Einheit 27 ist die Einheit 29 zur Registrierung der Meßergebnisse mit ihrem Eingang 30 geschaltet.

Im Falle der Messung der Abhängigkeit der Leistung eines Verbrennungsmotors von seiner Drehzahl enthält die Einrichtung zur Messung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 (Fig. 2) zusätzlich eine Addiereinheit 31 zum Summieren zweier benachbarter Impulsfolgen, wobei die Eingänge der Addiereinheit 31 an die Ausgänge der Einheiten 12, 18 bzw. 19 geschaltet sind. Zwei weitere Eingänge 35 und 36 der Einheit 29 liegen an den Ausgängen der Einheiten 12 und 31.

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flach einer Ausführungsvariante der Einrichtung zur Messung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 (Fig. 3 und 4) wird als Drehgeschwindigkeitsgeber für

die Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle 4 ein System dieses Motors 1 benutzt, das ^e"v^ne Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle 4 liefert, und zwar der Wechselstromgenerator 15 dieses Motors 1, wobei der Eingang 3 des Impulsformers 2 unmittelbar an den Ausgang des Generators 15 angeschlossen ist·

In einer anderen Ausführungsvariante der Einrichtung zur Messung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 (Fig. 5 und 6) wird als das eine Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle 4 liefernde System des Verbrennungsmotors 1 seine Zündanlage 14 benutzt, wobei der Eingang 3 des Impulsformers 2 unmittelbar am Ausgang dieser Zündanlage 14 liegt.

Die zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen vorgesehene Baueinheit 13 (Fig. 1,2, 3t 4» 5, 6) enthält, in Reihe geschaltet, einen Flipflop 37 (Fig. 7)ι an dessen Eingang 38 eine ODER-Schaltung 39 liegt, eine Koinzidenzschaltung 40, deren Ausgang 41 als Ausgang der Baueinheit 1ö (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) dient, einen Zähler 42 (Fig. 7), an dessen Eingang 43 die ODER-Schaltung 39 angeschlossen ist, und einen Dekoder 44, der mit dem Eingang 45 der ODER-Schaltung 39 verbunden ist, deren anderer Eingang 46 mit einem Knopf 47 zur Anfangszu— Standseinstellung Verbindung hat»

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Die zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen bestimmte Baueinheit 19 (Pig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) enthält einen Flipflop 48 (Fig. 8), bei dem an einem Ausgang 49 die Eingänge 50, 51, 52 der Koinzidenzschaltungen 53ι 54 bzw. und der Eingang 56 eines Impulsformers 57 liegen und an den anderen Ausgang 58 die Eingänge 59» 60, 61 der Koinzidenz-Schaltungen 62, 63 bzw. 64 sowie der Eingang 65 eines Im-r pulsformers 66 geschaltet sind« An die anderen Eingänge der Koinzidenzschaltungen 54 bzw. 62 ist eine ODER-Schaltung 69 angeschlossen. An den Eingängen 70 und 71 der Koinzidenzschaltungen 55 bzw. 64 liegt eine weitere Koinzidenzschaltung 72· Mit dem Ausgang der Schaltung 63 sind der Eingang 73 eines Frequenzteilers 74 und der Eingang 75 eines Zähere 76 verbunden, und auf den Ausgang der Schaltung 53 sind der Eingang eines weiteren Frequenzteilers 78 und der Eingang 79 eines Zählers 80 geführt. Die Frequenzteiler 74 und 78 sind mit den Zählern 81 bzw. 82 verbunden. Die anderen Eingänge 83 und 84 der Zähler bzw. 82 sind an die entsprechenden Schaltungen 64 und angeschlossen. Die Eingänge 85 und 86 der Zähler 81 bzw. 76 liegen am Ausgang des Impulsformers 57» während die Eingänge 87 und 88 der Zähler 80 bzw. 82 an den Ausgang des Impulsformers 66 geschaltet sind. Die übrigen Eingänge 89 und 90 der Zähler 76 bzw. 80 liegen an den Ausgängen der entsprechenden Koinzidenzechaltungen.54 und 62. An die Ausgänge der Zähler 76 und 80 sind die Eingänge 91 bzw· 92 der ODER-Schaltung 93 angeschlossen, während an

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die Ausgänge der Zähler 81 und 82 die Hingänge 94 bzw· 95 der ODER-Schaltung 96 angeschaltet sind. Am Ausgang der ODER-Schaltung 96 liegt der Eingang 97 eines Summators 98. Mit dem Ausgang der ODER-Schaltung 93 steht der Eingang 99 eines umkehrbaren Zählers 100 in Verbindung, und am Ausgang des Summators liegt der Eingang 101 eines weiteren umkehrbaren Zählers 102. Ein anderer Eingang 103 des Zählers 102 und der Eingang 104 eines Flipflops 105 sind an den Ausgang der Koinzidenzschaltung 72 geschaltet. An den Ausgang des Flipflops 105 ist ein Eingang 106 einer Koinzidenzschaltung 107 angeschlossen, deren Ausgang mit dem verbleibenden Eingang 108 des Zählers 102 verbunden ist. An die Eingänge 109, 110, 111 der Koinzidenzschaltungen 53i 63 bzw. 107 sowie an den Eingang 112 einer Koinzidenzschaltung 113 ist der Taktimpulsgenerator 114 angeschaltet. Am Ausgang der Koinzidenzschaltung 113 liegt der verbleibende Eingang 115 des Zählers 100. Die Eingänge 116 und 117 der Koinzidenzschaltung 72 bzw. des Flipflops 48 sind zusammengeschaltet und bilden den Eingang 17 der Baueinheit 19 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5» 6). Die Eingänge 118 und 119 (Fig. 8) der Schaltungen 72 bzw. 113 sowie der Eingang 120 eines Impulsformers 121 sind ebenfalls miteinander verbunden und stellen den Eingang 28 der Baueinheit 19 dar (Fig. 1, 2, 3, 4, 5» 6). Aus Ausgang des Impulsformers 121 (Fig. 8) liegt ein Eingang 122 der ODER-Schaltung 69.

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An die Ausgänge der umkehrbaren Zähler 100 und 102 sind die Eingänge 123 bzw. 124 der entsprechenden Dekoder 125 und 126 geführt. An den Ausgängen der Dekoder 125 und 126 liegen die Eingänge 127 bzw. 128 der entsprechenden Impulsformer 129 und 130. Der Ausgang der Impulsformers 129 ist an einen anderen Eingang 131 der Schaltung 69 und an den Eingang 132 einer weiteren Koinzidenzschaltung 133 angeschlossen, während der Ausgang des Impulsformers I30 an einem anderen Eingang 134 des Flipflops IO5 und am verbleibenden Eingang 135 der Koinzidenzschaltung 133 liegt. Auf den Ausgang der Schaltung 133 ist der Eingang I36 eines Flipflops 137 geführt. Mit dem Ausgang des Flipflops 137 stehen die übrigen Eingänge 138, 139, 140, 141, 142 der Schaltungen 62, 107, 64, 55 bzw. 54 in Verbindung.

Die Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren funktioniert wie folgt.

Der Geber zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle 4 (Fig. 1), der als weitgehend bekannter Induktionsgeber 5 ausgeführt ist, erzeugt Signale, deren Frequenz der Drehgeschwindigkeit der Welle 4 des Verbrennungsmotors 1 proportional ist. Diese Signale , die dem Eingang 3 des elektrischen Impulsformers 2 zugeführt werden, formt der letztere in die in Fig. 9a gezeigten Impulse 143 mit genormter Amplitude und Dauer um. Die Impulse 143 gelangen zum Eingang 8 (Fig. 1) des Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors 7 und zum Eingang 16 der Baueinheit

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1Ö zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen, auf deren Eingänge 20 bzw. 22 die Impulse vom Taktimpulsgenerator 23 gegeben werden.

Sobald die Welle 4 des Verbrennungsmotors 1 bei seinem Anlauf eine bestimmte, vorher festgelegte Geschwindigkeit erreicht, liefert der Selektor 7 ein Signal an den Eingang 10 der Steuereinheit 12, auf deren Eingang 21 die Impulse des Generators 23 gegeben werden. Dabei formiert die Steuereinheit 12 Impulsfolgen, in denen die in Fig. 9b gezeigten Impulse 144 in bestimmten ZeitIntervallen Δ Ί" (Pig. 9b) liegen. Diese Impulsfolgen gelangen zum Eingang 24 (Fig. 1) der Einheit 27 zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen und zum Eingang 28 der Baueinheit 19 zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen.

In der Baueinheit 19 werden Zeitabschnitte ermittelt, von denen jeder Abschnitt einem Teil Δ*ι» ^t₂, At., At , Ätci ^t₆ (Fig. 9c) der Periode innerhalb des Zeitintervalls AT(Fig. 9b) proportional ist, sowie Impulaserien 145 (Fig. 9d) ausgegeben, deren Impulszahlen n., n₂, η.,, n^, η., n_g (Fig. 9d) den¹ Periodenteilen At₁, Δ tp, Δ *3» Δ*4> Δ *5 bzw. Δ ^5 (Fig. 9c) sowohl am Anfang, als auch am Ende des Ze it Intervalls Δ T (Fig. 9b) proportional sind.

Bei der Messung der Periodenabschnitte At<·, ^t₂,

A 3 ^, Δ *c» Δ*6 ("^-S· 9c) ändert sich der Tel;— lungswert je nach der geforderten Meßgenauigkeit und be-

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trägt einen bestimmten Teil der Periode der vom Impulsformer 2 (Pig. 1) gelieferten Impulse 143 (Fig. 9a), beispielsweise 0,1, unabhängig von der Drehzahl des Motors 1.

In der zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen bestimmten Baueinheit 18 wird die Zahl der vom Impulsformer 2 (Fig. 1) abgegebenen Impulse 143 (Fig.9a), die im Zeitintervall A*T(Fig. 9b) erscheinen, mit einer Größe multipliziert, die dem Teilungswert für die Messung der Periodenabschnitte At,., Δ tp, /^t-, Δ. */■» Δ te»

At₆ (Fig· 9c) reziprok ist, also vorliegend mit zehn, worauf die Impulse an den Eingang 25 der Einheit 2? zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen ausgegeben werden.

In der Einheit 27 erfolgt die Subtraktion zweier Impulsfolgen mit je einer Impulszahl, die den ganzen Perioden und den in das erste und in das zweite Zeitintervall A'T" (Fig. 9c) hineinpassenden Periodenabschnitten At,., A.t₂,

Δ *ο» Δ t», A^c» Δ *6 Proportional ist. Diese Differenz, die die Leistung des Motors 1 (Fig. 1) bestimmt, wird an die Einheit 29 zur Registrierung der Meßergebnisse ausgegeben.

Bei der Messung der Periodenabschnitte At,., At₂,

Δ *3» A*4» A t^» A ^te (Fig· 9c) werden der Teilungswert und das Zeitintervall Al"(Fig. 9b) so gewählt, daß die geforderte Meßgenauigkeit und der bekannte. Faktor der Leistungs- und Beschleunigungsabhangigkeit berücksichtigt wer-

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den, damit man das Ergebnis der Leistungsmessimg z.B. in Pferdestärkeninheiten erhält.

Auf ein vom Ausgang des Selektors 7 an den Eingang 9 der Steuereinheit 11 abgegebenes Signal stellt die letztere nach dem Erreichen einer bestimmten Drehzahl durch Beeinflussung der Zündanlage 14 die vorgegebene Betriebsart des Motors 1 ein.

Im Falle der Messung der Abhängigkeit der Verbrennungsmotor Ie istung von der Drehzahl des betreffenden Motors enthält die Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren zusätzlich die Addiereinheit y\ (Fig. 2, 4, 6) zum Summieren zweier benachbarter Impulsfolgen, wobei auf die Eingänge 32, 33, 34 der Addiereinheit 31 die Signale von den Baueinheiten 12, 18 bzw. 19 gegeben werden.

Bei dieser Betriebsart funktioniert die Einrichtung ähnlich dem Betrieb bei der Messung der effektiven Leistung außer einem Unterschied, der darin besteht, daß in der Einheit 2.7 die Subtratkion zweier benachbarter Impulsfolgen erfolgt, deren Impulszahlen den Impulsperioden des Impulsformers 2 mit Berücksichtigung der Abschnitte Δ t*t

Δ*2' ^Δ*3» ^Δ1;4> Δ*^» Δ*6 (^?i6· 9c) proportional sind, die im Zeitintervall &f(Fig. 9&) liegen, während in der Einheit y\ (Fig. 2, 4, 6) diese Impulsfolgen summiert werden·

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Das der Leistung des Motors 1 proportionale Subtraktionsergebnis der Einheit 27 ebenso wie das Additionsergebnis der Einheit 31» das der mittleren Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 4 in der Meßzeit proportional ist, werden zur Registriereinheit 29 weitergeleitet, die durch ein auf ihren Eingang 24 von der Steuereinheit 12 der Einrichtung abgegebenes Signal angesteuert wird.

Die zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen vorgesehene Baueinheit 18 (Fig. 1, 2, 3t 4, 5, 6) funktioniert folgenderweise.

Mit dem Knopf 47 (Fig· 7) werden der Flipflop 37 und der Zähler 42 über die ODER-Schaltung 39 und über die Eingänge 38 bzw. 43 in ihre Anfangszustände eingestellt. Hierbei liefert der Flipflop 37 ein Verbotspotential an die Koinzidenzschaltung 40. Bei der Ankunft des Impulses 143 (Fig. 9a) vom Impulsformer 2 (Fig. 1, 2, 3» 4, 5» 6) am Eingang 16 ändert der Flipflop 37 (Fig. 7) seinen Zustand, wobei die Impulse des Generators 23 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6), die über den Eingang 22 der Koinzidenzschaltung 40 (Fig.7) zugeführt werden, die letztere passieren und vom Ausgang 41 zum Zähler 42 gelangen. Gleichzeitig erscheinen diese vom Ausgang 41, d.h. vom Ausgang der Baueinheit 18 (Fig. 1, 2, 3f 4, 5t 6) abgegebenen Impulse am Eingang 25 der Einheit 27.

Wenn im Zähler 42 (Fig. 7) eine bestimmte Anzahl von Impulsen (z.B. zehn) akkumuliert ist, spricht der Dekoder 44 an, der den Flipflop 37 über die ODER-Schaltung 39 wie-

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der in den Ausgangszustand bringt, wobei die am Eingang 22 der Koinzidenzschaltung 40 anliegenden Impulse des Generators 23 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) über diese Schaltung 40 nicht mehr zum Zähler 42 gelangen können. Bei der Ankunft des nächstfolgenden Impulses 143 (Fig. 9a) vom Impulsformer 2 (Fig. 1» 2, 3» 4f 5t 6) wiederholt sich der beschriebene Vorgang in der Baueinheit 1Ö.

Somit wird in der Baueinheit 18 aus einem Impuls des Impulsformers 2 eine Anzahl von Impulsen erzeugt, die durch den Zustand des Dekoders 44 (Fig. 7) bestimmt wird (vorliegend also zehn Impulse des Generators 23)·

Die zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen bestimmte Baueinheit 19 funktioniert wie folgt.

Die in Fig. 10a gezeigten Impulse 143 mit den Perioden T₁, T₂, Ty T₄, Τ« T₆, Tr, (Fig. 10a) gelangen vom Ausgang 6 (Fig. 1, 2, 3» 4» 5i 6) des Impulsformers 2 zum Eingang 117 (Fig. 8) des Flipflops 48· Hierbei ändert der Flipflop 48 mit der Ankunft a'edes Impulses 143 (Fig. 10a) seinen Zustand. An den Ausgängen 49, 58 des Flipflops 48 werden Signale in Form einer Impulsfolge 146 (Fig. 10b) bzw» einer Impulsfolge 147 (Fig. 10c) erzeugt, die dem Eingang 50 (Fig. 8) der Koinzidenzschaltung 53 und dem Eingang 60 der Koinzidenzschaltung 63 zugeführt werden. Auf die anderen Eingänge 109 und 110 der Koinzidenzschaltungen 53 bzw. 63 werden Impulse des Taktimpulsgenerators 114 gegeben· Also gelangen die Impulsfolgen 148 (Fig. 1Od) des Generators

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114 in den Perioden T^, T₃, T₅, T₇ (Fig. 1Oa) und die Impulsfolgen 149 (Fig· 1Oe) dieses Generators 114 während der Perioden T₂, T₄, T₆ (Fig. 1Oa) über die Koinzidenzschal tungen 63 und 53 (Fig. 8) zu den Eingängen 75 bzw. 79 der Zähler 76 und 80 sowie über die Frequenzteiler 74 und 78 zu den Zählern 81 und 82. Die Zähler 76, 81 und 80, 82 werden mit den von den Ausgängen der Impulsformer 57 und 66 abgegebenen Signalen in Form von Impulsfolgen 150 und I5I (Fig. 1Of bzw. 1Og) so gelöscht, daß die Löschung immer nur am Ende der folgenden Periode erfolgt.

Beim Erscheinen einer von der Steuereinheit 12 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) abgegebenen Folge von Impulsen (Fig· 10h), die in den Zeitabschnitten At folgen, erzeugt der Impulsformer 121 (Fig. 8) am Ende des Zeitintervalle A (Fig· 1Oh) einen Impuls 153 (Fig· 1Oi), der über die ODER-Schaltung 69 (Fig. 8) zum Eingang 67 der Koinzidenzschaltung 5^ und zum Eingang 68 der Koinzidenzschaltung 62 gelangt. Den anderen Eingängen 5I und 59 der Schaltungen 54 bzw. 62 werden von den Ausgängen 58 und 49 des Flipflops 48 die Impulse 146 (Fig. 10b) und 147 (Fig. 10c) zugeführt. Im Zeitpunkt der Koinzidenz der Impulse 153 (Fig. 1Oi) mit den Impulsen 146 (Fig. 10b) oder mit den Impulsen 147 (Fig. 10c) überträgt die Schaltung 54 (Fig. 8) oder die Schaltung 62 den Inhalt eines der Zähler 76, 80 (z.B. des Zählers 80) über die ODER-Schaltung 93 in den Zähler 100.

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ty 1530155

Andererseits gibt die Steuereinheit 12 (Fig. 1, 2, 3f 4, 5, 6) mit ihrer Serie von Impulsen 154 (Jig. 1Oj) die öffnung der Koinzidenzschaltung 113 (Jig. d) für den Durchgang der Impulse des Generators 114 frei, die nun zum Eingang 115 des Zählers 100 gelangen.

Wenn hierbei der Inhalt des Zählers 100 gleich Mill wird, erzeugt der Impulsformer 129 auf ein Signal vom Dekoder 125 einen Impuls, der über die Schaltung 69 und die Schaltung 54 den Inhalt des anderen Zählers 76 in den Zähler 100 überträgt, worauf im letzteren wieder die Subtraktion erfolgt, bis die Null erreicht wird. Also erscheinen am Ausgang des Impulsformers 129 die in Fig. 10k gezeigten Impulse 155, deren Perioden T₂, T~, T^ (Fig. 10k) den Perioden T₂, T₃, T₄ (Fig. 10a) der Impulse 143 des Impulsformers 2 (Fig. 1,2, 3, 4, 5t 6) gleich sind, wobei der Anfang der Periode T₂ (Fig. 10k) mit dem Ende des Zeitintervalls Δ t (Fig. 10h) zusammenfällt. Diese Impulse 155 (Fig. 10k) werden zum Eingang 132 (Fig. 8) der Koinzidenzschaltung 133 weitergeleitet.

Beim Erscheinen von Signalen an den Eingängen 116 und 118 der Koinzidenzschaltung 72 liefert die letztere eine Folge von Impulsen 156 (Fig. 101). In den Zeitpunkten der Koinzidenz dieser Impulse 156 mit den von den Ausgängen 49, 58 (Fig. 8) des Flipflops 48 über die Schaltungen 55 und 64 zugeführten Signalen bewirken'die Impulse I56 (Fig. 10 1) die Übergabe des Inhalts eines der Zähler 81, 82 (z.B. des Zählers 81) in den Summator 98 über die ODER-Schaltung 96.

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as 1630155

Der Zustand der Zähler 81 und 82 fällt mit dem Zustand der Zähler 76 und 80 nur bei einem entsprechenden in den Frequenzteilern 74 und 78 eingestellten Teilungsverhältnis, z.B. von 0,1 zusammen. Gleichzeitig mit der übertragung des Inhalts der Zähler 81 und 82 in den Summator 98 wird der Zustand des Summators 98 selbst in den umkehrbaren Zähler 102 übertragen. Darauf werden auf den Eingang 108 des Zählers 102 die Impulse des Generators 114 über die Schaltung 107 gegeben. Wenn der Inhalt des Zählers 102 gleich Null wird, spricht der Dekoder 126 an, der die Auslösung des Impulsformers 130 bewirkt, wobei der letztere den Flipflop 105 in den Zustand einstellt, bei dem die Impulse des Generators 114 zum Zähler 102 nicht gelangen können. Bei der Ankunft des nächstfolgenden Signals am Eingang 116 wird in den Summator 98 der Inhalt des anderen Zählers 82 übergeben, im übrigen laufen aber die Vorgänge wie oben beschrieben ab.

Somit werden am Ausgang des Impulsformers 130 die in Fig. 10m gezeigten Impulse 157 erzeugt, die in Bezug auf die Impulse 143 (Fig. 10a) des Impulsformers 2 (Fig. 1,2, 3, 4, 5, 6) um 0,1 T₂, 0,1 (T₂ + T₃); 0,1 (T₁ +T₂₊ T₃) Usw. nach Fig. 10m verschoben sind.

Im Zeitpunkt der Koinzidenz der in den Impulsformern 129 und 130 (Fig. 8) erzeugten Impulse setzt die Schaltung 133 den Flipflop 137 in Betrieb, der ein Verbotssignal an die Koinzidenzschaltungen 62, IO7, 64, 33t 54 liefert, wo-

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bei der Meßvorgang beendet wird. Hierbei ist die Anzahl von Impulsen 157 (Fig. 1Om), die am Ausgang des Impulsformers
130 (Fig. 8) erscheinen, dem in fig, 10 m gezeigten Periode nabschnitt Δ T ittit dem vorgegebenen Teilungswert proportional. Diese Impulse 157 (Fig. 10m) werden zum Eingang 26 der Einheit 27 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) weitergeleitet.

Eine höhere Einsatzbereitschaft der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren wird erreicht, wenn in der Funktion eines Gebers zur
Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 4 ein Sy stern des Verbrennungsmotors 1 benutzt wird, das die Information über die Winkellage der Welle 4 des betreffenden
Verbrennungsmotors 1 liefert.

Wie in Fig. 3, 4, 5, 6 dargestellt ist, wird als das System des Verbrennungsmotors 1, das die Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle 4 trägt,der
Wechselstromgenerator 15 (Fig. 3» 4) oder die Zündanlage
14 (Fig. 5, 6) des genannten Motors 1 benutzt. Der Betrieb der Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren in diesen Fällen wurde oben beschrieben.

Die vorliegende Erfindung bringt einen bestimmten technischen und wirtschaftlichen Effekt, da sie den Einsatz
von Bedienungspersonal mit niedriger Qualifikation ermöglicht.

Außerdem weist die gemäß der Erfindung ausgeführte
Einrichtung ein geringes Gewicht und verhältnismäßig klei-

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ne Abmessungen auf und ermöglicht dadurch, ihren operativen Einsatz zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1j Einrichtung zur Messung der Leistung von Verbrennungsmotoren, die eine Reihenschaltung eines Gebers zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der Verbrennungsmotorwelle, eines elektrischen Impulsformers, eines Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors für eine Drehzahl der Verbrennungsmotorwelle mit angeschalteter Steuereinheit zur Steuerung von Betriebsarten des Verbrennungsmotors, einer Steuereinheit zur Steuerung der Einrichtung mit einem angeschlossenen Taktimpulsgenerator, einer Einheit zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen und einer Einheit zur Registrierung der Meßergebnisse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Baueinheit (18) zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen hat, bei der ein Eingang (22) an den Taktimpulsgenerator (23) angeschlossen ist, der andere Eingang (16) am Ausgang (6) des elektrischen Impulsformers (2) liegt und der Ausgang mit dem Eingang (25) der Einheit (27) zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen verbunden ist, sowie durch eine Baueinheit (19) zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen erweitert ist, wobei die Anzahl n*, n₂, n~, n^, n,-, n_ß von Impulsen, in jeder Folge (145) einem Teil ( Δ^» Δ^,Δΐ-, Δ *4» A^tzt Δ*6^ ^der ^^eri°^^e innerhalb des von der Steuereinheit (12) der Einrichtung vorgegebenen ZeitIntervalls

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ORIGINAL INSPECTED

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Δ "I proportional ist und hierbei ein Eingang (17) der Baueinheit (19) zur Urzeugung elektrischer Impulsfolgen am Ausgang (6) des elektrischen Impulsformers (2) liegt, ihr zweiter Eingang (28) an den Ausgang der Steuereinheit (12) der Einrichtung angeschlossen ist und ihr Ausgang mit einem anderen Eingang (26) der Einheit (27) zur Ermittlung der Differenz zweier benachbarter Impulsfolgen verbunden ist, während der Eingang (20) des Drehgeschwindigkeitsniveau-Selektors (7) für eine Drehzahl der Verbrennungsmotorwelle (4) an den Taktimpulsgenerator (23) geschaltet ist·
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Addiereinheit (31) zum Summieren zweier benachbarter Impulsfolgen enthält, bei der ein Eingang (33) an den Ausgang der Baueinheit (18) zur Ausgabe einer genormten Anzahl von elektrischen Impulsen angeschlossen ist, der zweite Eingang (32) mit dem Ausgang der Steuereinheit (12) der Einrichtung verbunden ist, der dritte Eingang (34) an den Ausgang der Baueinheit (19) zur Erzeugung elektrischer Impulsfolgen geführt ist und der Ausgang an den Eingang (36) der Einheit (29) zur Registrierung der Meßergebnisse angeschaltet ist, deren weiterer Eingang (35) an die Steuereinheit (12) der Einrichtung angeschlossen ist.

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3 28301 as
3. Einrichtung nach. Ansprüchen 1 und 2, d a durch gekennzeichnet, daß

als Geber zur Aufnahme der Drehgeschwindigkeit der

Verbrennungsmotorwelle (4) ein System des betreffenden Verbrennungsmotors 1 benutzt wird, das eine Information über die jeweilige Winkellage der Verbrennungsmotorwelle (4) liefert.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als System des Verbrennungsmotors (1), das eine Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle (4) des genannten Motors 1 trägt, der Wechselstromgenerator (15) des betreffenden Verbrennungsmotors (1) benutzt wird.

5· Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als System des Verbrennungsmotors (1), das eine Information über die Winkellage der Verbrennungsmotorwelle (4) liefert, die Zündanlage (14) des betreffenden Verbrennungsmotors (1) benutzt wird.

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