DE3105331A1

DE3105331A1 - Verfahren zum vergleich von an einer leer laufenden dieselmaschine gemessenen maschinenzykluszeiten

Info

Publication number: DE3105331A1
Application number: DE19813105331
Authority: DE
Inventors: Albert Ing.(Grad.) 7500 Karlsruhe Maringer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE3105331C2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München- VPA 81 P 3503 DE

Verfahren zum Vergleich von an einer leer laufenden Dieselmaschine gemessenen Maschinenzykluszeiten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergleich von während eines unter Vollgas beschleunigten Hochlaufs sowie eines ohne Brennstoffzufuhr erfolgenden Auslaufs einer in beiden Fällen entkuppelten Dieselmaschine gemessenen Maschinenzykluszeiten.

Ein derartiges Verfahren ist der US-Patentschrift 39 42 365 zu entnehmen. Dort wird das Verfahren dazu verwendet, um aus der gemessenen Beschleunigung beim Hochlauf und dem bekannten Trägheitsmoment der Maschine das sogenannte Bremsmoment sowie aus der Verzögerung beim Auslauf und dem Trägheitsmoment das Reibungsmoment der Maschine zu ermitteln. Durch Addition der beiden Momente wird das indizierte Moment der Dieselmaschine erhalten. Als erschwerend für die Messung der Beschleunigung werden in der US-Patentschrift Schwankungen der Momentangeschwindigkeit erwähnt, die durch die in den einzelnen Zylindern erfolgenden Drucksteigerungen sowohl bei der Verbrennung als auch bei der vorhergehenden Verdichtung der Verbrennungsluft entstehen. Diese Schwankungen der Momentangeschwindigkeit werden als besonders störend geschildert, wenn sie nicht regelmäßig verlaufen, sondern durch fehlerhafte Funktion eines oder mehrerer einzelner Zylinder der Maschine innerhalb eines Maschinenzyklus ungleichmäßig erfolgen. Dementsprechend ist in der US-Patentschrift auch ein Verfahren angegeben, bei dem für die Zykluszeiten einer Maschine, wobei unter "Zyklus" bei einer Viertaktmaschine jev/eils

Li 4 Bz / 06.02.1981

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zwei Wellenumdrehungen und bei einer Zweitaktmaschine eine Wellenumdrehung verstanden wird, Mittelwerte verwendet werden.

Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß gerade die in der US-Patentschrift erwähnten Anomalien in der Momentangeschwindigkeit zu Aufschlüssen über Fehler in der Einspritzanlage einer Dieselmaschine einerseits oder über Kompressionsfehler bzw. zylinderbezogene Reibungsfehler andererseits führen können, dies vor allem deshalb, weil die Dieselmaschine die Eigenart hat, daß bei Erreichen einer bestimmten Höchstdrehzahl der Regler der Maschine die Brennstoffzufuhr auf Null zurücknimmt und so der Auslauf des Motors bis zur Leerlaufdrehzahl ohne Brennstoffzufuhr erfolgt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren derart abzuwandeln, daß die Fehlerherkunft erkennbar wird.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs genannten Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Unterscheidung zylinderbezogener Fehler der Brennstoffeinspritzanlage von Kompressions- und/oder zylinderbezogenen Reibungsfehlern Arbeits- und Verdichtungshub in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder umfassende Momentangeschwindigkeitsintervalle innerhalb drehzahlmäßig miteinander korrespondierender Maschinenzyklen während des Hoch- und Auslaufs mittels einer Zeittaktimpulsfolge gemessen, gespeichert und bezüglich ihrer Dauer miteinander verglichen werden, wobei aufeinanderfolgende Intervalle wesentlich ungleicher Dauer danach diskriminiert werden, ob sie nur während des Hochlaufs oder auch während des Auslaufs auftreten.

In einer Weiterbildung ist das Verfahren so ausgestaltet, daß bei der Ausgabe von Momentangeschwindi^keits-

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intervallen diese den Zylindern ihrer Herkunft zugeordnet sind.

Maßnahmen zur Zuordnung beim Lauf einer Brennkraftmaschine gemessener zylinderbezogener Meßwerte auf die einzelnen Zylinder sind in der DE-Patentschrift 22 07 789 beschrieben.

Zweckmäßig werden bei einer Dieselmaschine für die Zuordnung zylinderbezogener Meßwerte zu den einzelnen Zylindern ein an der Welle der Maschine abnehmbares oberes Totpunktsignal, ein an einer Klemme einer Drehstromlichtmaschine abnehmbares, von der Drehzahl und der Polzahl der Maschine abhängiges sogenanntes Klemme-W-Signal und ein einer bestimmten Stellung des Kolbens eines Zylinders zugeordnetes Signal, beispielsweise ein das Ende der Einspritzzeit anzeigendes Signal, verwendet.

Die Erfindung wird anhand von zwei Figuren erläutert. Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung. Figur 2 stellt ein Drehzahl-Zeitdiagramm dar, das dem Verfahren zugrunde1iegt.

Bei der Figur 1 ist an einem vierzylindrigen Dieselmotor 1 an einer Schwungscheibe 2 eine Marke für den oberen Totpunkt des Verdichtungshubes eines Referenzzylinders angeordnet. Diese Marke wird von einem Aufnehmer 3 abgetastet, der ein entsprechendes elektrisches Signal über eine Leitung 4 an eine Auswerteeinheit 5 abgibt. An einer Klemme \i einer Drehstromlichtmaschine 6 ist ein elektrisches Wechselspannungssifmal abnehmbar, das als Klemme-W-Signal bezeichnet wird und dessen Frequenz von der Drehzahl und der Polpaarzahl der Drehstromlichtmaschine abhängt. Auch dieses Signal wird der Auswerteeinheit 5 zugeführt. An einer Brennstoffeinspritzleitung 7 für einen Referenzzylinder der Maschine 1 wird über einen Abnehmer 8 ein das Ende der

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Brennstoffeinspritzung anzeigendes elektrisches Signal abgenommen und ebenfalls der Auswerteeinheit 5 zugeführt. Das OT-Signal des Aufnehmers 3 kennzeichnet Anfang und Ende eines Maschinenzyklus, der jeweils einen Arbeitshub jedes der vier Zylinder umfaßt. Das Klemme-W-Signal liefert Unterteilungen des Arbeitszyklus, die den oberen Totpunkten von Arbeitshüben der einzelnen Zylinder zugeordnet sind. Das Einspritzende-Signal des Abnehmers 8 dient zur Identifizierung des Referenzzylinders für eine in der Auswerteeinheit 5 enthaltene Synchronisationseinrichtung, mit welcher die Meßwerte der einzelnen Zylinder für eine Ausgabe den Zylindern zugeordnet werden. Als Zeitmeßeinheit dient ein Taktgenerator 9, dessen Taktimpulsfolge ebenfalls der Auswerteeinheit 5 zugeführt ist. Ein Ausgang der Auswerteeinheit 5 ist an einen Eingang einer Ausgabeeinheit 10 angeschlossen, die den einzelnen Zylindern zugeordnete Drehzahlunterschiede beim Hoch- und Auslauf der Maschine anzeigt und/oder ausdruckt. Von der Auswerteeinheit 5 kann über einen weiteren Ausgang 11 eine mechanische Gaspedalbetätigungsvorrichtung 12 gesteuert werden, durch die ein gleichmäßiges und immer gleich dauerndes Durchtreten des Gaspedals bei aufeinanderfolgenden Prüfungen gewährleistet ist.

Im Drehzahl-Zeitdiagramm der Figur 2 ist an der Abszisse die Zeit t und an der Ordinate die Drehzahl η angetragen. Wird die im Leerlauf irn unteren Drehzahlbereich laufende Maschine durch Vollgas beschleunigt, so steigt die Drehzahlkennlinie an,' und zwar in idealisierter Form als Treppenlinie. Die steile Anstiegsflanke einer Stufe wird durch den Arbeitshub eines Zylinders hervorgerufen. Bei einer vierzylindrigen Maschine stellen also vier aufeinanderfolgende Treppenstufen einen Arbeitszyklus dar. Im ansteigenden Ast der Kennlinie ist in der Figur 2 zu erkennen, daß jede dritte Stufe doppelt so breit ist wie die übrigen, d. h., daß eine Anstiegs-

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flanke ausgefallen ist. Dies tritt in regelmäßigen Abständen auf, ist also einem bestimmten Zylinder zuzuordnen. Dieser Ausfall kann mehrere Ursachen haben. Ein Vergleich mit dem abfallenden Ast der Drehzahlkennlinie, der gleichfalls gestuft ist, zeigt jedoch, daß dort die Erscheinung nicht auftritt. Die Stufung im abfallenden Ast wird nicht durch die Arbeitshübe, sondern durch die Verdichtungshübe der Zylinder hervorgerufen, die einen steileren Abfall der Drehzahl im Laufe des Arbeitszyklus der Maschine bewirken. Während des abfallenden Astes, d. h. beim Auslauf der Maschine, wird kein Brennstoff in die Zylinder eingespritzt. Wenn also eine ungleichförmige Stufung im ansteigenden Ast und eine gleichförmige Stufung im abfallenden Ast der Drehzahlkennlinie zu erkennen ist, so muß daraus auf Fehler in der Einspritzanlage der Maschine geschlossen werden. Treten dagegen Stufungsunterschiede im ansteigenden und abfallenden Ast der Drehzahlkennlinie gleichermaßen auf, so kann nur ein mechanischer Fehler, entweder ein Kompressionsverlust in einem Zylinder oder ein zylinderspezifischer Reibungsfehler, die Ursache sein.

3 Patentansprüche
2 Figuren

Claims

- JS - VPA 81 P 3503 DE Patentansprüche

1. Verfahren zum Vergleich von während eines unter Vollgas beschleunigten Hochlaufs sowie eines ohne Brennstoffzufuhr erfolgenden Auslaufs einer in beiden Fällen entkuppelten Dieselmaschine gemessenen Maschinenzykluszeiten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterscheidung zylinderbezogener Fehler der Brennstoffeinspritzanlage von Kompressions- und/oder zylinderbezogenen Reibungsfehlern Arbeits- und Verdichtungshub in der Zündfolge aufeinanderfolgender Zylinder umfassende Momentangeschwindigkeitsintervalle innerhalb drehzahlmäßig miteinander korrespondierender Maschinenzyklen während des Hoch- und Auslaufs mittels einer Zeittaktimpulsfolge gemessen, gespeichert und bezüglich ihrer Dauer miteinander verglichen werden, wobei aufeinanderfolgende Intervalle wesentlich ungleicher Dauer danach diskriminiert werden, ob sie nur während des Hochlaufs oder auch während des Auslaufs auftreten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei der Ausgabe von Momentangeschwindigkeitsintervallen diese den Zylindern ihrer Herkunft zugeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß für die Zuordnung zylinderbezogener Momentangeschwindigkeitsintervalle zu den einzelnen Zylindern ein an der Welle der Maschine abnehmbares oberes Totpunktsignal, ein an einer Klemme einer Drehstromlichtmaschine abnehmbares sogenanntes Klemme-W-Signal und ein einer bestimmten Stellung des Kolbens eines Referenzzylinders zugeordnetes Signal ve rwendet s ind.