DE3228955C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Betriebsverhaltens von Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Das Verfahren umfaßt die Einwirkung mit mechanischen Ultraschallschwingungen auf das gewählte bewegliche Element des zu kontrollierenden Mechanismus über sein Gehäuse, den Empfang und die Umwandlung der von diesem Element kommenden Ultraschallschwingungen, die infolge der Bewegung des Elements moduliert worden sind, in ein elektrisches Signal, die Trennung der modulierten Trägerfrequenz, die der Frequenz der einwirkenden Schwingungen gleich ist, aus dem elektrischen Signal, die Demodulation der abgetrennten Frequenz mit Erzeugung eines niederfrequenten Informationssignals, das die Bewegung des Elements charakterisiert, und die Ermittlung der Betriebskennwerte dieses Mechanismus anhand der gemessenen Parameter des Informationssignals. Die Einrichtung enthält einen elektrischen Generator (30), der an den elektromechanischen Sendewandler (32) angeschlossen ist, welcher auf dem Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) aufgestellt ist, auf dem auch ein Empfangswandler (33) angebracht ist, der mit einer Reihenschaltung aus einem Bandpaß (34), einem Detektor (35), einem NF-Verstärker (37) und einer Meßanordnung (38) zum Messen der Amplituden- und Zeitparameter des Informationssignals verbunden ist. Die Erfindung kann z.B. bei der Herstellung und Reparatur von Transportmittel-Dieselmotoren benutzt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bereitstellung von die Kontrolle des Betriebsverhaltens von Verbrennungsmotoren ermöglichenden Informationen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 11. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus dem Buch von B. V. Pavlov. »Akustische Diagnostik von Mechanismen«, Moskau, Verlag Maschinostroenie, 1971, Seiten 169—172 bzw. 181 bekannt. Derartige Verfahren und Vorrichtungen lassen sich bei der Herstellung, im Betrieb und bei Reparaturen von Verbrennungsmotoren verschiedener Bauart und Bestimmung, insbesondere im Betrieb und bei der Reparatur von Dieselmotoren, und hier insbesondere von Dieselmotoren für Transportmittel wie Traktoren unJ Kraftfahrzeuge, verwenden.

In den letzten Jahren sind die Anforderungen an Leistung. Zuverlässigkeit m<d Wirtschaftlichkeit von Verbrennungsmotoren ständig gestiegen. Eine effektive Kontrolle des Betriebsverhaltens der Verbrennungsmotoren und die Einbürgerung von Spezialmineln in die Betriebspraxis dieser Motoren, welche eine ausreichend schnelle und genaue Beurteilung des technischen Zustands der in Betrieb stehenden Mechanismen gewährleisten, gestatten sachgemäße Entscheidungen bezüglich der Terminierung und des Inhalts prophylaktischer Maßnahmen und von Reparaturen. Eine der wichtigen Einrichtungen des Dieselmotors stellt sein Kraftstoffsystern dar. Wie bekannt, werden die Leistung und Wirtschaftlichkeit sowie die Lebensdauer eines Dieselmotors weitgehend durch die sachgemäße Einstellung des Einspritzbeginns in den Brennraum in bezug, auf den oberen Totpunkt des Kolbens, die Kraftstoffeinspritzdauer, die Qualität der Kraftstoffzerstäubung und die Zahl und die Dauer der Nachspritzerscheinungen bestimmt. Eine operative und genaue Messung der Kennwerte des Kraftstoffeinspritzvorgangs ermöglicht nicht nur die Kontrolle des technischen Zustands des Kraft-Stoffsystems, sondern auch die Beeinflussung des Kraftstoffeinspritzvorgangs in Abhängigkeit von der Motorbelastung, der Drehzahl des Motors u. dgl. iii.

Es ist ein Verfahren zur Kontrolle von Verbrennungsmotormechanismen, darunter auch des Kraftstoifsystems eines Dieselmotors bekannt (s. das Buch von R. S. Ermolov u. a. »Elektrische Meßgeräte für die Diagnostik von Maschinen und Mechanismen«. Leningrad, Verlag Energija, 1979, Seiten 86—87), welches eine Konirolle der Kennwerte der Kraftstoffeinspritzung in den Motorzylinder gewährleistet Dieses Verfahren sieht eine Messung des Kraftstoffdrucks in der Einspritzleitung und die Ermittlung der Kennwerte des Einspritzvorgangs anhand der Meßergebnisse vor. Die Druckmessung wird nach diesem Verfahren mittels entsprechender elektromechanischer Druckgeber durchgeführt, welche die jeweiligen Druckänderungen in ein elektrisches Signal umwandeln und in die Rohrleitung eingebaut werden.

Dieses bekannte Verfahren ergibt aber eine verhältnismäßig niedrige Genauigkeit bei der Bestimmung der zeitl-.hen Kennwerte des Einspritzvorgangs, da gemäß diesem Verfahren die Kennwerte anhand von ungenügend schnell verlaufenden Druckänderungen ermittelt werden, welche die Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil des Motors gewährleisten, und nicht anhand von Angaben über die Funktion des Einspritzventils selbst. Hierbei wird das Betriebsverhalten des zu kontrollierenden Mechanismus nach der Form des Zeitdiagramms gewonnenen elektrischen Signals bewertet, und zur sachgemäßen Bewertung müssen die charakteristischen Merkmale dieses Diagramms, die jedem beweglichen Element des zu kontrollierenden Mechanis-ITi'is f^:gen sind, bekannt sein und sich unterscheiden lassen. Aus diesem Grunde hängt die Zuverlässigkeit der Meßergebnissc weitgehend von den Erfahrungen des Operators ab, welcher die Prüfungen durchführt. Außerdem bringt die Kontrolle des Betriebsverhaltens des Kraftstoffsys'ems nach diesem Verfahren in vielen Fällen bestimmte Schwierigkeiten mit sich, welche

bo durch die Spezifik der Druckmessung bedingt sind, wovon nachstehend gesprochen wird.

Am besten sind hinsichtlich der Meßgeviauigkeit und der bequemen Durchführung der Messungen akustische Schwingungsverfahren zur Kontrolle des Betriebsver-

b5 haltens von Verbrei.nungsmotormechanismen. Eines dieser Verfahren (das Buch von B. V. Pavlov, »Akustische Diagnostik von Mechanismen«, Moskau, Verlag Maschinostrojenie, 1971, Seiten 1b9— 172), von dem die

Erfindung ausgeht, ermöglicht die Ermittelung der Betriebsparameter unmittelbar desjenigen Mechanismus, der kontrolliert werden muß. Dieses Verfahren umfaßt den Empfang und die Umwandlung der mechanischen Schwingungen, die beim Betrieb irgendeines zu kontrollierenden Mechanismus des Motors durch den Zusammenprall der gewählten Elemente dieses Mechanismus. eines feststehenden und eines beweglichen, verursacht werden, beispielsweise der Elemente des Einspritzventils, in ein elektrisches Signal. Diese Arbeitsvorrichtung wird mittels irgendeines entsprechenden Mittels zum Empfang und zur Umwandlung mechanischer Schwingungen durchgeführt, beispielsweise mittels eines elektroakustischen Wandlers, der auf dem Gehäuse des zu kontrollierenden Mechanismus angeordnet wird. Hiernach wird aus dem empfangenen elektrischen Signal diejenige Komponente getrennt, die dem gewählten beweglichen Element des zu kontrollierenden Mechanismus entspricht. Weiterhin wprrien durch entsprechende Auswertung der abgetrennten Komponente des elektrischen Signals die spektralen und zeitlichen Parameter der empfangenen mechanischen Schwingungen bestimmt. Die ermittelten spektralzeitlichen Parameter werden weiterhin zur Analyse des Betricbsverhaltens des zu kontrollierenden Mechanismus benutzt. So bestimmt man. beispielsweise unter Zuhilfenahme der akustischen Schwingungen des Kraftstoffeinspritzventilgehäuses, die durch Zusammenstoßen der Düsennadel mit dem Düsenkörper bzw. der Einstellschraube verursacht werden, die Zeitparameter des Kraftstoffeinspritzvorgangs, und zwar den Einspritzbeginn, das Einspritzende und die Einspritzdauer.

Bei dem bekannten Verfahren wird aber das gesamte Spektrum der vibroakustischen Schwingungen empfangen, die sowohl durch die Arbeit sämtlicher beweglicher Elemente des zu kontrollierenden Mechanismus als auch durch die Arbeit der anderen Mechanismen des Motors verursacht werden. Aus diesem Grunde wird das die Information über das Betriebsverhalten des gewählten Elements des zu kontrollierenden Mechanismus tragende Signal von Störsignalen überlagert, welche den anderen beweglichen Elementen entstammen, so daß das vom gewählten Element stammende Signal nur schwer abgetrennt werden kann. Infolgedessen ist es nach diesem Verfahren schwer, eine hohe Zuverlässigkeit der Meßergebnisse zu gewährleisten.

Außerdem bietet das bekannte Verfahren keine Möglichkeit zur Beurteilung des Betriebsverhaltens von sich bewegenden aber nicht zusammenstoßenden Elementen eines zu kontrollierenden Mechanismus. Wenn nämlich die beweglichen Elemente des Mechanismus nicht zusammenstoßen, entstehen auch keine akustischen Schwingungen. Falls die Bewegung eines Elements nicht von Zusammenstößen begleitet wird, ist es praktisch unmöglich, nach diesem Verfahren den Bewegungsabiauf dieses Elements festzustellen. Aber sehr oft ist die Kenntnis der Besonderheiten des Bewegungsablaufs eines bestimmten Elements unumgänglich. Beispielsweise kann aus dem Charakter der Schwingungsbewegungen der Düsennadel im Einspritzventil, die sie während der Dauer der Kraftstoffeinspritzung beim Anlassen des Motors vollführt, auf die Qualität der Kraftstoffzerstäubung im Motorzylinder geschlossen werden.

Ebenfalls bekannt sind Vorrichtungen zur Kontrolle vors Verbrennungsmotormechanismen, in welchen die Prinzipien der vorstehend beschriebenen Verfahren angewendet werden. Eine dieser Vorrichtungen (das Buch von R-S. Ermolov u.a. ,>Elektrische Meßeinrichtungen zur Diagnostik von Maschinen und Mechanismen«, Leningrad, Verlag Energija. 1979, Seiten 86 — 87) realisiert das Verfahren, welches die Messung des Kraftstoffdrucks in der Rohrleitung des Kraftsloffsystems des

'. Motors umfaßt. Diese Vorrichtung enthält einen elektromechanischen Wandler, der als röhrenförmiger piezoelektrischer Wundler ausgebildet ist. und die Druckanderungen in der Rohrleitung in elektrische Signale umwandelt. Dieser Wandler wird bei der Durchführung

ίο der Kraftstoffsystemprüfungen in die Hochdruckkraftstoffeinspritzlcitung eingebaut. Der Wandlerausgang ist über einen NF-Verstärker mit einem der Eingänge der Meßanordnung zur Messung von Parametern des gewonnenen Informationssignals verbunden. Der andere

Ii Eingang der Meßanordnung ist mit einer Einrichtung verbunden, welche ein Signal erzeugt, das die Winkellage der Motorkurbelwclle kennzeichnet.

Beim Einbau des Wandlers unmittelbar in die /um Einspritzventil des Motorkraftstoffsystems führende Rohrleitung muß aber dieses System jedesmal teilweise zerlegt werden, wodurch der Hochdruckeinspritzkanal undicht werden kann und wobei verschiedenartige Verschmutzungen, beispielsweise bei der Installation des Wandlers, in das Kraftstoffsystem eindringen und es verunreinigen können. Infolge der unzulänglichen elektrischen Kennwerte des zur Anwendung kommenden Wandlers im Bereich der zu messenden Schwingungsfrequenzen muß er relativ große Abmessungen aufweisen, wodurch sein Einbau in vielen Fällen bedeutende

ίο Schwierigkeiten mit sich bringt. Wegen seiner großen Abmessungen beeinflußt ein solcher Wandler die zu messenden Druckänderungen. Außerdem verkürzt der in der Rohrleitung herrschende Druck die Lebensdauer des Wandlers.

Einfacher und bequemer zu handhaben ist eine Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, bei der als clcktromechanischer Wandler ein Dehnungsmeßstreifen verwendet wird, der unmittelbar auf der Rohrleitung angeordnet wird und die Änderungen des Rohrdurchmessers aufnimmt, die durch die Druckänderungen in dieser Rohrleitung hervorgerufen werden. Diese Ausführungsform beseitigt die Beeinflussung der durchzuführenden Messungen seitens des Wandlers und gewährleistet eine Vereinfachung des Kontrollverfahrens. Der Wandler hat aber ebenfalls relativ große Abmessungen auf (ca. 20 mm) und muß unbedingt an der Rohrleitung befestigt werden, wobei diese Befestigung unbedingt auf einem geraden und sorgfältig reingeputzten Rohrabschnitt zu erfolgen hat.

Außerdem müssen bei beiden Ausführungsformen der Vorrichtung die Wandler in unmittelbarer Nähe der Kraftstoffeinspritzpumpe auf der Rohrleitung installiert werden, da widrigenfalls bei den Messungen Fehler dadurch verursacht werden, daß sich die Druckwelle in der Rohrleitung nicht augenblicklich ausbreitet. Eine gewisse Unbequemlichkeit ergibt sich auch daraus, daß für verschiedenartige Motoren und infolge der unterschiedlichen Normung der Kraftstoffrohrleitungen in ver schiedenen Ländern in vielen Fällen für jede einzeln Prüfung ein besonderer Wandler hergestellt werde: muß.

Bekannt ist schließlich eine Vorrichtung, die das aku stischc und Vibrationsvcrfahrcn zur Kontrolle des Bc tricbsverhaltcns von Verbrennungsmotormcchanismci

b'i realisiert (s. das Buch von B. V. Pavlov. »Akustisch Diagnostik von Mechanismen«, Moskau, Verlag Ma schinostrojenie. 1971, Seite 181), und von der die Erfin dung ausgeht. Diese Vorrichtung enthält einen elektrc

akustischen limpfangswandlcr, der iinmiitclbnr auf dem Gehäuse des zu kontrollierenden Mechanismus angeordnet wird und zur Erzeugung von elektrischen Schwingungen dient, welche das Informationssignal enthalten, das die Schwingungsbewegung des gewählten beweglichen Elements des jeweiligen Mechanismus kennzeichnet. Der Ausgang des elektromechanischen Wandler ist über einen Verstärker zur Verstärkung der vom Wandler erzeugten elektrischen Schwingungen mit dem Eingang eines elektrischen Hochpaßfilters verbunden, das zum Trennen desjenigen Spektrur.iöands aus den elektrischen Schwingungen dient, welches dem Informationssignalband entspricht. Die Vorrichtung enthält weiter eine Meßanordnung für die Amplituden- und Zeitparameter des Informationssignals, deren einer Eingang am Ausgang des elektrischen Kilters liegt, und deren zweiter Eingang an den Winkellagegebcr der Molorkurbelwelle angeschlossen ist, der unter anderem einen Geber fur den oberen Toipunki des Kolbens darstellt. Die Meßanordnung besitzt eine mit einem Zeiger versehene Anzeigeeinrichtung, die in Einheiten der Kurbelwellenwinkellage geeicht ist.

Obzwar die bekannte Vorrichtung gegenüber der zuvor beschriebenen eine höhere Meßgenauigkeit gewährleistet, ist die von ihr gewährleistete Genauigkeit unzureichend. Dies ist dadurch bedingt, daß das Informationssignal von dem gewählten beweglichen Element auf einem Rauschhintergrund empfangen wird, welchen die Arbeit der anderen beweglichen Elemente — sowohl des zu kontrollierenden als auch der anderen Mechanismen — des Motors erzeugen. Hierbei ist die Leistung vieler dieser Störsignale vergleichbar mit der Informationssignalleistung, und die Frequenz der Störsignale ist oft nahe der Informalionssignalfrcquenz. Aus diesem Grunde weist das elektrische Filter eine ziemlich komplizierte Bauart auf. Diese Schwierigkeit wird noch uiiuuiCM verstärkt, daß d;c von der. beweglicher¹. Elementen aufgenommenen Signale eine relativ geringe Frequenz in der Größenordnung von einigen hundert und tausend Hz aufweisen. Diese niedrige Frequenz bedingt unter anderem die größeren Abmessungen des Wandlers. Das in der bekannten Einrichtung erzeugte Informationssignal weist nur einen geringfügigen Informationsgehalt auf, da es keinerlei Informationen über den Verlauf der Arbeitsbewegung des gewählten beweglichen Elements sondern nur Angaben über die Zusammenstöße dieses Elements mit den anderen Elementen des zu kontrollierenden Mechanismus enthält. All dies macht die bekannte Einrichtung unbequem bei der Handhabung, wobei sie auch nicht imstande ist, eine hohe Zuverlässigkeit der mit ihrer Hilfe ausgeführten Messungen der Betriebsparameter des zu kontrollierenden Mechanismus zu gewährleisten.

Der Erfingung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bereitstellung von die Kontrolle des Betriebsverhaltens von Verbrennungsmotormechanismen und eine einfache und bequem zu handhabende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die es ermöglichen, während des Betriebs eines jeweiligen Mechanismus dieses Motors zuverlässige und genaue Informationen über die interessierenden Betriebskennwerte des zu kontrollierenden Mechanismus auf Grund der Messung von Bewegungsparametern eines jeweils gewählten Elements dieses Mechanismus zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch in im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 11 genannten Maßnahmen bzw. Merkmale gelöst Das crfindungsgcmäßc Verfahren ermöglicht dank aktiver Einwirkung von Ultraschallschwingungen auf das gewählte bewegliche Element des zu kontrollierenden Mechanismus die Feststellung sämtlicher Besonderheiten der Arbcits- und der unerwünschten Bewegungen, die das gewählte Element vollführt, einschließlich des Verlaufs des Berühungsvorgangs zwischen diesem Element und den Wandungen des Gehäuses des zu kontrollierenden Mechanismus, sowie zwischen ihm und

to den anderen Elementen des Mechanismus, mil welchen es gekoppelt ist. Da die Information über den Bewegungsablauf des gewählten beweglichen Elements des zu kontrollierenden Mechanismus zur Auswertung auf Frequenzen übertragen wird, die sich von den Frequenzen der Störschwingungen des Mechanismusgehäuses stark unterscheiden, weist das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Signal eine klare Form auf, die eine genaue Messung der Zeit- und AmplitudenkcnrvA'cric dieses Signals und — auf Grund der gemessenen Kennwerte — eine genaue Ermittlung der jeweils interessierenden Betriebskennwerte des Mechanismus gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet eine vollständige Realisierung der Möglichkeiten des erf'.ndungsgemäßen Verfahrens. Der Aufbau der Vorrichtung gewährleistet eine erhöhte Selektivität und Störsicherheit und somit eine hohe Genauigkeit bei der Ermittlung des Charakters des Bewegungsablaufs des gewählten beweglichen Elements des zu kontrollierenden

ίο Mechanismus, auf dessen Grundlage die Betriebskennwerte dieses Mechanismus bestimmt werden. Dies ist in einem bestimmten Maße durch das Vorhandensein eines elektrischen Hochfrequenzgenerators für den Ultraschallfrequenzbereich bedingt, mit dessen Hilfe die

j5 Intensität der Ultraschallschwingungen, die auf das gewählte bewegliche Element einwirken, in einem genügend weiten Bereich geändert werden kann, der eine Reduzierung der Störwirkungen im gewünschten Maße gewährleistet.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2bis lObzw. 12bis21.

Die im Patentanspruch 2 beschriebene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zweckmäßigerweise bei der einfachsten Anordnung des zu kontrollierenden Mechanismus am Motor verwendet werden, wenn das zur Verfolgung seiner Bewegung bestimmte Element im Inneren des Volumes desjenigen Teils des

so Gehäuses des Mechanismus angeordnet ist, der außerhalb des Motorgehäuses liegt, und wenn dieser Gehäuseteil des Mechanismus an zwei gegenüberliegenden Seiten von außen bequem zugänglich ist; anders gesagt in solchen Fällen, wenn der Schwingungsgenerator auf einer Linie mit dem Empfangsgenerator angeordnet werden kann, wobei diese Linie durch das gewählte bewegliche Element bzw. seine vorspringenden Teile führt.
Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 3 kann

Μ zweckmäßigerweise bei komplizierter Anordnung des zu kontrollierenden Mechanismus am Motor, wenn das gewählte bewegliche Element im Volumen desjenigen Teils dieses Mechanismus gelagert ist. der tief im Inneren des Motorgehäuses liegt, und wenn keine Möglichkeit für die Anordnung des Schwingungsgenerators und des Empfangswandlers auf einer Linie besteht, welche das gewählte bewegliche Element schneidet.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 kann

JZ. Z.O

10

zweckmäßigerweise in solchen Fällen verwendet weiden, wenn das Gehäuse des zu kontrollierenden Mechanismus nur von einer Seite zugänglich ist und keine Möglichkeit zur Anordnung des Schwingungsgenerators und des Empfangswandlers auf beiden Seiten dieses Gehäuses besteht, beispielsweise im Falle eines kleinen Mechanismus.

Die Aubfü^rungsform nach Patentanspruch 5 kann zweckmäßig verwendet werden, wenn bei der Durchführung der Kontrolle des Betriebsverhaltens des Motoreinspritzventils die Parameter der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil besonders genau gemessen werden sollen. Bei dieser Variante wird die hohe Meßgenauigkeit durch Erhöhung des Signal/Rausch-Verhältnisses für das erzielte Informationssignal gewährleistet, da eine größere Modulationstiefe der künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen infolge der komplizierten geometrischen Form derjenigen Tiefe der angeführten beweglichen Elemente vorliegt, auf die mit den Schwingungen eingewirkt wird.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 6 kann zweckmäßigerweise verwendet werden, wenn es schwerfällt, bestimmte Betriebskennwerte des zu kontrollierenden Mechanismus am laufenden Motor zu ermitteln, wenn beispielsweise die Beweglichkeil der Düsennadel des Motoreinspritzventils zu bewerten und hierdurch die Qualität der Kraftstoffzerstäubung durch dieses Einspritzventil zu bestimmen ibt.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 7 kann zweckmäßig verwendet werden, wenn die Unversehrtheit der Einspritzventilfeder festzustellen und ihr Vorspannungsgrad zu ermitteln ist.

Die Weiterbildung nach Patentanspruch 8 kann zweckmäßig verwendet werden, wenn die Kolbengcschwindigkeit im Motorzylinder bzw. die Kolbenlage im Zylinder an einem bestimmten Zeitpunkt festgestellt werden muß.

Die im Patentanspruch 9 beschriebene Ausführungsform ermöglicht neben der Feststellung der Lage des fangs- und des Sendewandlers am Gehäuse dieses Mechanismus gestittet, daß bei der Modulation der Ultraschallschwingungen die Amplitudenmodulation vorherrscht.

ο Ein Phasendemodulator gemäß Patentanspruch 15 wird verwendet, wenn die Bauart des Motors und des zu kontrollierenden Mechanismus nur eine derartige Anordnung des Empfangs- und des Sendcwnndlers am Gehäuse dieses Mechanismus ermöglicht, daß der Empfangswandler nur die von dem gewählten beweglichen Element reflektierten Ultraschallschv/ingungen empfängt, welche hauptsächlich nur phasenmoduliert werden.

Der Einbau eines Phasenschiebers gemäß Patentanspruch 16 gestattet es, die Funktion des Phasenmodulators zu optimieren und eine komplizierte Abstimmung dieses Demodulators jedesmal, wenn das Betriebsvorhalten eines neuartigen Mechanismus kontrolliert werden soll, zu vermeiden.

Der hinbau eines NF-Fiiiers gemäB FaieiHäuspruch 17 gestattet in Fällen, wenn die künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen infolge einer gleichzeitigen Bewegung von zwei unterschiedlichen beweglichen Elementen des zu kontrollierenden Mechanismus modulieri sind, das Trennen derjenigen Frequenz, die den Bewegungsablauf auf eines dieser Elementen kennzeichnet, aus dem Modulationsspektrum des Informationssignals und das Unterdrücken derjenigen Frequenzen, die den Bewegungsablauf des anderen Elements kennzeichnen.

Die Ausbildung der Meßanordnung gemäß Patentanspruch 18 vereinfacht die erfindungsgemäße Vorrichtung und ist zweckmäßig, wenn die Schwingungsbewegung des gewählten beweglichen Elements des zu kon-

J5 trollierenden Mechanismus eine scharf ausgeprägte Frequenz aufweist.

Der Einsatz eines Oszillographen als Meßanordnung gemäß Patentanspruch 19 ist zweckmäßig, wenn sine ausführliche ung genaue Analyse sämtlicher Merkmale

Kolbens im Motorzylinder auch die Ermittelung des 40 des Bewegungsablaufs des gewählten beweglichen EIe-

technischen Zustands der Kolbendichtungsringe sowie der Kolben- und Zylinderoberflächen, mit welchen diese Ringe in Berührung stehen.

Die Ausführungsform nach Patentanspruch 10 gestattet eine Beurteilung des technischen Zustands der Elemente des Wälzlagers sowie der in ihm laufenden Welle, wobei diese Linie durch das gewählte bewegliche Element bzw. seine vorspringenden Teile führt.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Ermittlung des Bewegungsablaufs des gewählten beweglichen Elements eine hohe Genauigkeit gewährleistet, gestattet die im Patentanspruch 12 beschriebene Weiterbildung den Einsatz der Vorrichtung zur Kontrolle der Zeit- und Winkelparameter der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil mit entsprechender Relation zwischen ihnen und der Winkellage der Kurbelwelle und die Anwendung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung von Dieselmotoren.

Die Vereinigung des Empfangs- und des Sendewandments des zu kontrollierenden Mechanismus gefordert wird, beispielsweise ein vollständiges B.id des Bewegungsablaufs der Düsennadel im Einspritzventil beim Betrieb des Motors gewünscht wird.

Der Einsatz eines^vStroboskops als Meßanordnung gemäß Patentanspruch 20 ist hauptsächlich bei einer vereinfachten Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßig, die zur Kontrolle des Betriebsverhaltens der Motormechanismen im Feld bestimmt ist.

Die Weiterbildung gemäß Patentanspruch 21 gewährleistet eine selbsttätige Steuerung der Kraftstoffeinspritzung.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung weisen gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen folgende Vorteile auf.

In erster Linie sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung dank der Möglichkeit, im vollen Umfang den Ablauf sämtlicher Aroeitsbewegungen und störenden Bewegungen des

lers zu einem einheitlichen Wandler gemäß Patentan- t>o gewählten beweglichen Elements des zu kontrollierenspruch 13 gestattet eine Vereinfachung der Bauart der den Mechanismus, welche die Funktion dieses Mechaerfindungsgemäßen Vorrichtung, was besonders wichtig bei der Kontrolle von kleinen Motoren und bei der
Kontrolle der Motoren im Felde ist.

Ein einfacher Amplitudendemodulator ge.näß Pa- t>5 tentanspruch 14 wird zweckmäßigerweise verwendet, wenn die Bauarten des Motors und des zu kontrollieren-

den Mechanismus eine derartige Anordnung des Empnismus bedingen, zu offenbaren, es gestatten, mit einer hohen Genauigkeit sämtlichen hauptsächlichen Betriebskenngrößen des Mechanismus festzustellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine genügend einfache Bauart auf, bei der keine speziellen, nicht standardisierten Elemente notwendig sind und die einen langfristigen und zuverlässigen Betrieb und eine bcquc-

lie Handhabung gewährleistet. So fordert das Anbringen der elektromechanischen Wandler am Gehäuse des zu kontrollie-enden Mechanismus nur eine kurze Zeil :on ca. 1 bis 2 Minuten, und das Aussortieren, beispielsweise der F.insprit/.ventilc mit gut beweglicher Düsennadel von den Einspritzventilen mit mangelhafter Beweglichkeit der Düsennadel dauert ca. 2 bis 3 Minuten pro Einspritzventil.

Außerdem sind das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung universell, da sie zur Kontrolle des Betriebsverhaltens eines jeden beliebigen Mechanismus eingesetzt werden können, der in einem Gehäuse angeordnete bewegliche Elemente aufweist und an einem beliebigen Motor angeordnet ist. Für verschiedene Mechanismen weroen nur sich voneinander unterscheidende Befestigungsmittel der elektromechanischen Wandler verwendet. Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung gestatten nicht nur die Kontrolle des BetriebEverhaltens ^uon Mechanismen, sondern auch die Bewertung des technischen Zustands dieser Mechanismen und das Auffinden von Störungen an ihnen.

Wesentlich ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren die gleichzeitige Verfolgung des Bewegungsablaufs mehrerer beweglicher Elemente eines jeweiligen Mechanismus ermöglicht, insbesondere solcher, deren Bewegungen mit unterschiedlichen Frequenzen erfolgen. In diesem Falle werden für jedes bewegliche Element besondere elektromechanische Wandler eingesetzt. Wenn aber die Frequenzen der Bewegungsabläufe der Elemente ähnlich sind, können die elektromechanischen Sendewandler der verschiedenen Elemente mechanische Ultraschallschwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen ausstrahlen, die sich im erforderlichen Maße unterscheiden. Anschließend wird eine Frequenztrennung der empfangenen und in ein elektrisches Signal umgewandelten Ultraschallschwingungen verwendet.

All dies gestattet insgesamt eine breite Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungswährend der Kontrolle des Betriebsverhaltens des in F i g. 5 gezeugten Zylinders nebst Kolben abspielen,

F i g. 7 ein Zeitdiagramm des Informationssignals, das während der Kontrolle des technischen Zustands von Kolbenringen ermittelt wurde,

F i g. 8 die Kraftstoffeinspritzpumpe eines .^ieoeliiiotors mit an der Einspritzpumpe angeotdneten Einrichtungen zur Kontrolle des Betriebsverhaltcns des Lagers und der in diesem Lager laufenden Pumpenwelle. ίο F i g. 9 das Informationssignal-Zeitdiagramm, das bei der Kontrolle des Bctricbsverhaltens und des technischen Zustands des Lagers und der in diesem Lager laufenden Welle der in Fig.8 gezeigten Kraftstoffeinspritzpumpe ermittelt wurde,

Fig. 10 ein Bolckschaltbild einer Vorrichtung-Einrichtung zur Kontrolle von Verbrennungsmotormechanismen,

F i g. 11 das Blockschaltbild einer Variante der Vorrichtung, die einen Geber für die obere Totpunktlage des Koibens enthält,

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die einen einheitlichen elektromechanischen Empfangs- und Sendewandler enthält,

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die einen Phasendetektor enthält,

Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung,die ein NF-Bandpaß enthält,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung, die mit einer Meßanordnung zum Messen des Informationssignalpegels ausgestattet ist,

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung,die mit einem Oszillographen ausgestattet ist und

Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung,die mit einem Stroboskop ausgestattet ist.

Das Verfahren zur Kontrolle des Betriebsverhaltens von Verbrennungsmotormechanismen kann bei der Überprüfung eines Dieselmotors mit irgendeinem Ziel eingesetzt werden. Hierbei kann im allgemeinen Fall jeder beliebige Mechanismus des Dieselmotors, welcher

gemäßen Einrichtung zur Kontrolle von Verbrennungs- 40 bewegliche Elemente bzw. kinematische Elementenpaa-

motormechanismen sowohl in Betrieben, die sich mit der Produktion von Motoren und Kraftstoffsystemen befassen, als auch unmittelbar beim Betrieb und bei der Reparatur von Motoren.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein vereinfachtes Dieselmotor-Einspritzventil an dem Beispiel der Kontrolle dessen Betriebsverhaltens das erfindungsgemäße Verfahren bei Verbrennungsmotormechanismen erläutert wird,

Fig. 2 Zeitdiagramme der während der Kontrolle des Betriebsverhaltens des in Fig. 1 dargestellten Einspritzventils verlaufenden Arbeitsvorgänge,

F i g. 3 ein Spektrumdiagramm von Ultraschall-Schwingungen, welche das Gehäuse des Motormechanismus mit dem inneren beweglichen Element während der Kontrolle dieses Mechanismus durchlaufen,

F i g. 4 Zeitdiagramme der Schwingungsbewegung der Einspritzventilnadel während der Kraftstoffeinsprit- t>o zung, die bei der Kontrolle des Betriebsverhaltens des Einspritzventils bei Anlaufbetriebszuständen unter Anwendung einer der Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt worden sind,

F i g. 5 den Motorzylinder nebst Motorkolben, mit an dem Zylinder installierten Einrichtungen zur Kontrolle seines Betriebsverhaltens,

F i g. 6 Zeitdiagramme der Arbeitsabläufe, die sich re enthält, beispielsweise die Kolben-Zylinder-Paarung, das Kraftstoff-Einspritzventil, die Kraftstoffeinspritzpumpe u. dgl. m. der Kontrolle unterzogen werden. Am anschaulichsten und bequemsten kann bei den weiteren Ausführungen .als der zu kontrollierende Mechanismus des Dieselmotors das Einspritzventil in seinem Kraftstoffsystem dienen. An dem Beispiel der Kontrolle des Betriebsverhaltens dieses Einspritzventils wird nachstehend das Verfahren hauptsächlich beschrieben. Ein derartiges Einspritzventil stellt ein Ventil mit Düsennadel und mehreren seitlichen Düsenlöchern dar und ist in F i g. 1 dargestellt.

Vor Beginn der Motorprüfungen wird am Gehäuse i des Einspritzventils ein elektromechanischer Senderwandler 2 angeordnet, der mechanische Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich erzeugt, sowie ein elektromechanischer Empfangswandler 3, der diese Schwingungen empfängt und in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt. Der Sendeumwandler 2 und der Empfangswandler 3 werden beispielsweise auf dem in der Zeichnung gezeigten Niveau b angeordnet, welches durch den Bereich des Innenraums 4 des Einspritzventils verläuft, in welchem der obere Endteil einer Führungsnadel 5 beweglich ist die einen ringförmigen Anschlagbund 6 trägt. Nach dem Anlassen des Motors werden Sendewandler 2 und Empfangswandler 3 in Betrieb gesetzt, wodurch auf den ringförmigen Anschlagbund 6 der Führungsnadel 5 mechanische Ultraschall-

schwingungen einzuwirken beginnen, weiche der Sendewandler 2 erzeugt.

Während des Betriebs des Motors vollführen die Düsennadel 7 und die starr mit ihr gekoppelte Führungsnadel 5 unter Einwirkung der periodischen Druckänderungen des Kraftstoffs, das dem Eiirspritzventil über einen Kanal 8 und einen Stutzen 9 zugeführt wird, eine hin- und hergehende Bewegung. Zusammen mit der Düsennadel 7 und der Führungsnadel 5 bewegt sich auch eine des Einspritzventils, und die infolge der Beeinflussung der künstlich erzeugten mechanischen Schwingungen durch dieses Element, auf welches sie bei seiner Bewegung einwirken, erzeugt werden.

Nach dem Empfang und der Umwandlung der modulierten Ultraschalischwingungen in ein elektrisches Signal wird mittels einer geeigneten Einrichtung ein Frequenzband des erzielten elektrischen Signals abgetrennt, dessen Trägermittelfrequenz gleich der Fre-

mit ihnen gekoppelte Druckfeder 10, die zusammenge- io quenz der einwirkenden Ultraschallschwingungen ist.

drückt wird und sich ausdehnt und die in dem Raum 4 zwischen dem ringförmigen Anschlagbund 6 der Führungsnadel 5 und einet- Schraube 11 angeordnet ist, die zur Einstellung der anfänglichen Vorspannung dieser Feder bestimmt ist Die Düsennadel 7 bewegt sich aus ihrer unteren Stellung (gemäß der Zeichnung), in welcher die Spitze der Düsennadel 7 vollständig in das Innere einer Düse 12 eingreift und seitliche Düsenbohrungen 13 vollständig verschlossen sind, bis zu ihrer oberen Diese Trennung ist erforderlich, um aus dem gesamten Spektrum des elektrischen Signals seine niederfrequenten Komponenten zu entfernen, die durch die Vibration der Einspritzventilelemente und der Elemente der anderen Motormechasiismen verursacht werden, welche beim Betrieb des Motors in Erscheinung tritt und eine Störung darstellt. Das abzutrennende Frequenzband ist gleich A = F₁- ± Fm, worin F,- die Trägerfrequenz und die maximal zu erwartende Modulationsfrequenz

Stellung (gemäß der Zeichnung), in welcher die Spitze 20 bedeutet. Die Abtrennung der modulierten Trägerfre- icr Düsennade! 7 unter Einwirkung des Kraftstoff- quenz. welche im Bereich von einigen Einem bis zu drucks im Kanal 8 die Düse 12 verlassen hat und die
seitlichen Düsenbohrungen 13 vollständig offen stehen.

und gewährleistet hierdurch die Kraftstoffeinspritzung

mehreren zehn MHz liegen kann, aus dem gesamten Spektrum des elektrischen Signals mit Abfilterung seines NF-Teils, der durch die Vibration bedingt ist und in in den Motorzylinder (nicht dargestellt). Infolge der Be- 25 einem Frequenzbereich liegt, welcher sich bis ca. mehrewegung der Düsennadel 7 mitsamt der Führungsnadel 5 re zehn Kilohertz erstreckt, erhöht das Signal/Rauscherfolgt eine periodische Änderung der Ausbreitungsbedingungen für die mechanischen Ultraschallschwingun

gen in Richtung vom Sendewandler 2 zum Empfangs-Vertiäl'.nis und verbessert die Störsicherheit des Empfangskanals.
Hiernach wiro die abgetrennte Trägerfrequenz des

wander 3, der die mechanischen Schwingungen, welche 30 elektrischen Signals zur Gewinnung seiner niederfre-

40

durch die Wandungen des Gehäuses 1 und den Oberteil der Führungsnadel 5 laufen, empfängt. Die Verhältnisse liegen nämlich so. daß. wie bekannt, die mechanischen Ultraschallwellen sich in einem homogenen Medium geradlinig und mit konstanter Dämpfung ausbreiten, wobei die Breite der Richtcharakteristik dieser Schwingungen durch das Verhältnis der Fläche (bzw. des Durchmessers) des Strahlers zur Wellenlänge der Schwingungen in dem jeweiligen Medium bestimmt wird. ]e größer dieses Verhältnis ist. desto enger ist die Richtcharakteristik. Beim Durchgang der Ultraschallschwingung^ durch die Grenze zweier Medien, wie sie im vorliegenden Fall die Grenze zwischen der Wandung des Gehäuses 1 des Einspritzventils und dem Kraftstoffilm bzw. zwischen dem Kraftstoffilm und der Oberfläche der Führungsnadel 5 oder der Düsennadel 7 darstellt, wird die Geradlinigkeit der Ausbreitung der Schwingungen in dem einen bzw. anderen MaCi gestört und es erfolgt eine Änderung des Pegels und der Phasenlage dieser Schwingungen in Abhängigkeit von der Dichte der angrenzenden Medien. Konkreter, bei der hin- und hergehenden Bewegung des ringförmigen Anschlagbunds 6, welche dieser Bund bei der Kreuzung des Ausbreitungswegs der mechanischen Ultraschallschwingungen vollführt, finden periodische zeitliche Änderungen des Reflexions-, Dämpfungs- und Berechnungsgrades der sich ausbreitenden mechanischen Schwingungen statt. Diese Änderungen verursachen eine Amplituden- und Phasenmodulation der sich ausbreitenden mechanischen UUrasctiallschwingungen, wobei diese Modulation genau den Gesetzmäßigkeiten der Änderung der angeführten Ausbreitungsbedingungen folgt.

Bei dem Verfahren werden gerade modulierte mechanische Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich mittels des elektromechanischen Empfangswandlers empfangen und in elektrische Signale umgewandelt, welche von dem gewählten beweglichen F.lemcnt kommen, d. h. im vorliegenden Fall von der Fiihrungsnadcl 5 quenten Modulationskomponente demoduliert, welche das Informationssignal darstellt, da sie die gesamte Information über den Bewegungsablauf der Führungsnadel 5 im Bereich der Einwirkung der künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen auf sie trägt.

Nach der Demodulation wird das gewonnene Informationssignal einer entsprechenden Auswertung unterzogen, die im Messen seiner Spektral- und Zeitparametcr besteht. Hierdurch werden die Spektral- und Zeitparameter der mechanischen Ultraschallschwingungen ermittelt, welche von dem Oberteil der Führungsnadel 5 des Einspritzventils empfangen wurden. Die Analyse der festgestellten Parameter des Informationssignals gestattet eine Feststellung der hauptsächlichen Parameter der Kraftstoffeinspritzung und eine Beurteilung des Betricbsverhaltens des Einspritzvcntils.

Vorstehend wurde eine Variante des Verfahrens beschrieben, welche den F.mpfang und die Umwandlung der modulierten mechanischen Ultraschallschwingungen. die den zu kontrollierenden Mechanismus, d. h. das Einspritzventil mit dem in seinem Inneren befindlichen Element, als welches die Führungsnadel 5 mit dem ringförmigen Bund 6 gewählt worden sind, durchlaufen haben, in ein elektrisches Signal vorsieht. Bei dieser Variante erfolgt hauptsächlich eine Amplitudenmodulation der künstlich erzeugten mechanischen Ultraschall-Schwingungen, die auf die Führungsnadel 5 einwirken, welche durch den Schatteneffekt bedingt ist.

Das Verfahren zur Kontrolle des Betriebsverhaltens von Motormechanismen kann anhand von Zeitdiagrammen, die in F i g. 2 gezeigt sind, und anhand des in F 1 g. veranschaulichten Spektrunis des gewonnenen elektrischen Signals erläutert werden. In Fig. 2 ist in allen Zeitdiagrammen auf die Abzisse die Zeit t aufgetragen, und außerdem die Größe des Drehwinkels yder Motorkurbclwclle. Auf der Ordinate sind im Zeitdiagramm 2;i die elektrische Spannung U.\, im Zeitdiagramm 2 der Druck des Kraftstoffs P. der dem Einspritzventil züge-

fuhrt wird, und in den Zeildiagrammen 2c, 2d und 2e die elektrischen Spannungen Uu, Uo und Up aufgetragen. In dem in F i g. 3 gezeigten Diagramm ist auf die Abszisse die Frequenz Fder empfangenen Ultraschallschwingungen und über der Ordinate die Intensität Ur des gewonnenen elektrischen Signals aufgetragen. Im Zeitdiagramm 2a ist die Form der kontinuierlichen mechanischen Schwingungen gezeigt mit welchen auf das gewählte bewegliche Element des zu kontrollierenden Mechanismus eingewirkt wird. Das Zeitdiagramm 2b zeigt die Druckänderungen des dem Einspritzventil zugeführten Kraftstoffs. Im Zeitdiagramm 2c sind die in ein elektrisches Signal umgewandelten Ultraschallschwingungen gezeigt, die von dem oberen Teil der Führungsnadel 5 kommen und infolge der Bewegung der Führungsnadel 5 moduliert sind. Im Zeitdiagramm 2d ist die Form des Informationssignals gezeigt, das nach der Demodulation des im Diagramm 2c gezeigten elektrischen Signals erzielt worden ist und das im Einzelnen den Bewegungsablauf der Führungsnadel 5 und der mit ihr gekoppelten Düsennadel 7 kennzeichnet Im Zeitdiagramm 2e sind Marken dargestellt welche der oberen Totpunktlage des Kolbens im Zylinder entsprechen. Diese Marken werden in den nachfolgenden Abschnitten benutzt.

Wie aus den in F i g. 2 gezeigten Zeitdiagrammen ersichtlich, setzt nach Beginn der Druckerhöhung in dem dem Einspritzventil zugeführten Kraftstoff (F i g. 2b) infolge des Beginns der Bewegung der Düsennadel 7 und der mit ihr verbundenen Führungsnadel 5 auch eine Erhöhung des Pegels der Hüllkurve der empfangenen Ultraschallschwingungen ein. Hierbei ist die Anstiegsgescliwh'idigkeit der Modulationshüllkurve oder anders gesagt die Impulsflankendauer des Impulses A (F i g. 2d) des Informationssignals genau gleich der Bewegungsgeschwindigkeit der Düsennadel 7 mitsamt der Führungsnadel 5 aus der Stellung, in welcher die Düse 12 geschlossen ist, in die Stellung, in welcher die Düse 12 vollständig offen steht In der Stellung, in welcher die Düse 12 offen steht, kann das aus den gekoppelten Elementen — der Düsennadel 7, der Führungsnadel 5 und der Feder 10 — bestehende System niederfrequente Schwingungen mit geringer Amplitude vollführen, die durch verschiedene Ursachen hervorgerufen werden. Diesen Schwingungen entsprechen unbedeutende Oszillationen an der Spitze des Impulses A des Informationssignals. In der Stellung, wenn die Düse 12 geschlossen ist kann die Düsennadel 7 sie in einigen Fällen vorübergehend öffnen, wodurch unerwünschte Kraftstoffnachspritzungen stattfinden, oder anders gesagt es werden geringfügige Kraftstoffmengen nachgespritzt Das Zustandekommen der Kraftsioffnachspriizungen wird durch Übergangsvorgänge im Kraftstoffsystein des Motors bedingt. Im Zeitdiagramm in Fig.2d entsprechen der Kraftstoffnachspritzung Impulse Bund C

Aufgrund des Informationssignals, das, wie aus F i g. 2 ersichtlich, eine klar ausgeprägte Form aufweist werden die Zeitkennwerte der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil ermittelt, und zwar: der Zeitpunkt t\ des Einsprit/hcginns und der Zeitpunkt ti des Einspritzabschlusses, die Periodendauer T„ der nützlichen Kraftstoffeinspritzungen, die Dauer T₁₁ der nützlichen Kraftstoffeinspritzung, die Zeitintervalle D ohne Kraftstoffförderung, die Zeitpunkte /i und t-, des Beginns der Kraftstoffnachspritzung und die Zeitpunkte h und I* des Abschlusses der Kraftstoffnachspritzung, die Dausr T,,\, 7\,i der Krafistoffnachspritzvorgängc und die Dauer T₁₁ des Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt fi, ;in dem die nützliche Kraftstoffeinspritzung beginnt, und dem Zeitpunkt ti des Anfangs der ersten Kraftstoffnachspritzung sowie die Dauer Tb des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt fι und dem Zeitpunkt fs des Anfangs der zweiten Kraftstoffnachspritzung. Nach der Dauer der Vorder- und der Hinterflanke des Impulses A wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Düsennadel 7 beim öffnen bzw. Schließen der Düse 12 des Einspritzventils ermittelt Außerdem wird unter Zuhilfenahme der Marken E ίο (Fig.2a), welche die oberen Totpunktlagen des Kolbens anzeigen, die Größe der Voreilung jR-des Spritzbeginns bzw. der Spritzbeginn-Voreilwinkel bestimmt, worauf nachstehend ausführlicher eingegangen wird.

Die anderen Betriebskennwerte des zu kontrollierenden Einspritzventils können aus den Amplitudenparametern des Informationssignals ermittelt werden. So gestattet eine Messung der Amplitude des Impurs-rs A (F i g. 2d) des nützlichen Einspritzvorgangs die Ermittelung des Arbeitshubs der Düsennadel 7 beim öffnen und Schließen der Düse 12. Dies ist ein wichtiger Betriebsparameter des Einspritzventils, der für Einspritzventile unterschiedlicher Typen auch unterschiedliche Werte aufweist Nach der Amplitude der kleinen Spitze X mit negativer Polarität, die am Anfang der Spitze des Impulses A vorhanden ist, wird die Größe des Rückpralls (bzw. des schädlichen Rückwärtshubs) der Düsennadel 7 nach Ausführung des Arbeitshubs ermittelt. Dieser Parameter beeinflußt den Verlauf der Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum des Motorzylinders. Schließlich wird anhand der Amplitude der Impulse Sund C(unter Berücksichtigung der Impulsdauer), welche den Kraftstoffnachspritzvorgängen entsprechen, das während dieser Nachspritzvorgänge nutzlos in den Zylinder kommende Kraftstoffvolumen ermittelt, und somit der durch das Betriebsverhalten des Einspritzventils bedingte Kraftstoffmehrverbrauch.

Die Klarheit der Form des abgetrennten Informationssignals und somit die Zuverlässigkeit der auf Grund dieses Signals vorgenommenen Beurteilung der Betriebsparameter des Einspritzventils wird durch das Verhältnis der Nutz- und der Störsignale in den Kanälen für den Empfang und die Verarbeitung des Informationssignals (d. h. durch das Signal/Rausch-Verhältnis) bestimmt Hierbei entspricht einem größeren Signal/ Rausch-Verhältnis eine höhere Genauigkeit bei der Auswertung des Informationssignals und somit eine größere Zuverlässigkeit der Ergebnisse der Beurteilung. In Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren werden die Werte für das Signal/Rauscn-Verhältnis so durch den Pegel der durch Vibration verursachten Störungen, den Pegel des modulierten Nutzsignals und den Modulationsgrad der einwirkenden Ultraschallschwingungcn bestimmt Bei der Betrachtung von F i g. 3, welche das Spektrum des erzeugten elektrischen Signals v, darstellt ist zu sehen, daß die vom Empfangswandler 3 empfangcrcn Schwingungen eine Summe des Nutzsignals, das den Spektrumabschnitt F belegt, und des Störsignals, das den Spektrumabschnitt C belegt, darstellen. Das Nutzsignal stellt Uhraschallschwingungen bo mit der Trägerfrequenz F₍ dar. welche infolge der Bewegung des beweglichen Elements des zu kontrollierenden Mechanismus moduliert sind und deren Modulationsspektrum im Frequenzbereich von /·'<—Fm bis Fi + Fm liegt, wo F₁- einen Wert von hunderten und tauscnden Kilohertz aufweist. Das Störsignal stellt NF-Schwingungen dar, welche durch die Vibration des Gehäuses des /ti kontrollierenden Mechanismus bedingt sind und deren aktiver Bereich, beispielsweise für Mo-

toreinspritzventile, in den Grenzen von 0 bis 25 kHz liegt. Aus dem angeführten und dem Diagramm in F i g. 3 folgt, daß der Abschnitt G der Störungen und der Abschnitt F des Nutzsignals in bezug auf die Frequenz weit voneinander entfernt sind, und aus diesem Grunde die Störungen keinen wesentlichen Einfluß auf das Signal/Rausch-Verhältnis ausüben.

Auf der anderen Seite hängt der Nutzsignalpegel von der Art der gegenseitigen Anordnung der Quelle der einwirkenden Ultraschallschwingungen und des Empfängers der Schwingungen ab, welche das gewählte bewegliche Element durchlaufen haben. Der Modulationsgrad hängt vom Änderungsgrad der Bedingungen für die Ausbreitung der Ultraschallschwingungen während der Bewegung des beweglichen Einspritzventilelements ab. Der Nutzsignalpegel ist am größten, wenn Quelle und Empfänger, d. h. der Sende- und Empfangswandler 2 bzw. 3 (F i g. 1) auf diametral gegenüberliegenden Einspritzventilseiten und auf einer zur Einspritzventi'achse senkrecht verlaufenden Geraden liegen. Die stärkste Änderung der Verhältnisse für die Ausbreitung der einwirkenden Ultraschallschwingungen, und damit der größte Modulationsgrad, treten in Erscheinung, wenn mit diesen Schwingungen auf denjenigen Teil des gewählten beweglichen Elements eingewirkt wird, der eine komplizierte geometrische Form aufweist.

In F i g. 1 sind mit den Buchstaben a. b. c, d. e, f, g Geraden bezeichnet, welche den Niveaus entsprechen, auf welchen am Gehäuse 1 der Sendewandler 2 und der Empfangswandler 3 installiert werden können. Im allgemeinen Fall l:..nn man mit mechanischen Ultraschallschwingungen auf das jeweilige bewegliche Einspritzventilelement entlang jeder der dargestellten Geraden einwirken. Bei einer Betrachtung der Teile der beweglichen Einspritzventilelemente, weiche von den Geraden der jeweiligen Niveaus geschnitten werden, ist ersichtlich, daß sie fast alle eine komplizierte Form aufweisen, mit Ausnahme des mittleren Teils der Führungsnadel 5, der von der Geraden c geschnitten wird und somit als ein Element mit unkomplizierter Form zu betrachten ist. welches aus diesem Grunde keinen ausreichend großen Modulationsgrad gewährleistet. Aber obwohl die Spitze der Düsennadel 7 und der Mittelteil der Nadel mit der Ringnut 14, die von den Geraden g bzw. /'geschnitten werden, eine ausreichend komplizierte Form aufweisen, v> ist die Einwirkung mit Ultraschallwellen auf diese Teile der Düsennadel 7 schwierig, da es keine Möglichkeit gibt, Sendewandler 2 und Empfangswandler 3 auf den besagten Niveaus an vielen zur Zeit vorhandenen Einspritzventiltypen anzuordnen. Die Unmöglichkeit einer derartigen Anordnung ist dadurch bedingt, daß die entsprechend der Zeichnung untere Nadelspilze üblicherweise tief im Gehäuse 1 des Einspritzventils liegt. In einigen Fällen ist es auch schwer, auf das obere Ende der Düsennadel 7 und das mit diesem gekoppelte untere Ende der Führungsnadel 5, die von der Geraden e bzw. d geschnitten werden, mit Ultraschallschwingungen einzuwirken. Der Mittelteil des Gehäuses 1, in dessen Bereich im Inneren der obere Teil der Führungsnadel 5 mit dem ringförmigen Bund 6 angeordnet ist, liegt üblicher- μ weise außerhalb des Motorgehäuses und der Zutritt zu diesem Teil des Gehäuses 1 ist gewöhnlich nicht erschwert. Aus diesem Grunde wird bei dieser Variante mit den Ultraschallschwingungcn gerade auf den auf der Geraden fliegenden oberen Endteil der l'ührungsnadcl μ 5 eingewirkt, welche zusammen mit der Düsennadel 7 eine einheitliche Funktionsgruppc darstellt, die die Düse 12 des Einspritzventil öffnet und schließt. Der höhere Modulationsgrad der Ultraschallschwiingungen, mit welchen auf den oberen Endteil der Fülhrungsnadel 5 eingewirkt wird, ist nicht nur durch die komplizierte Form dieses Teils bedingt, sondern auch dadurch, daß an der Stelle, wo sich ihr ringförmiger Bund befindet, eine wesentliche Änderung des Wellenwiderstands des Mediums erfolgt, in dem sich diese Schwingungen ausbreiten. Dieser Wellenwiderstand /'ergibt sich zu P = p-c, wobei ρ die Dichte des Mediums und c die Fchallgeschwindigkeit im Medium bedeutet. Die Änderung des Wellenwiderstands ist darauf zurückzuführen, daß die Führungsnadel 5 mit dem Gehäuse 1 und der Feder 10 des Einspritzventils über Kraftstoffiirne verbunden ist, deren Dicke sich bei der Bewegung der Düsennadel 7 und der Führungsnadel 5 periodisch ändert Dies alles zusammen bewirkt, daß die Einwirkung mit Ultraschallschwingungen auf den oberen Endteil der Führungsnadel 5 (Niveau der Geraden b) ein genügend hohes Signal/Rausch-Verhältnis beim Empfang und bei der Auswertung des Informationssignals gewährleistet.

Aber bei der Untersuchung des Kraitstoffsystems des Motors kann es sich fügen, daß während der Kontrolle des Betriebsverhaltens des Einspritzventils bzw. eines anderen Mechanismus die Überwachung des Bewegungsablaufs eines Elements notwendig wird, das in demjenigen Teil des Mechanismus angeordnet ist. der tief im Inneren de* Motorgehäuses liegt und an dem es aus diesem Grunde unmöglich ist, den Sendewandler 2 und den Empfangswandler 3 anzuordnen. Beispielsweise kann es während der Kontrolle des Betriebsverhaltens des vorstehend beschriebenen Einspritzventils erforderlich werden, die Parameter des Einspritzvorgangs mittels der Einwirkung mit Ultraschallschwingungen unmittelbar auf die Düsennadel 7, deren Bewegung die präzise Messung einiger dieser Parametern gewährleistet, zu bestimmen. Die höhere Genauigkeit der Meßergebnisje ist in diesem Falle dadurch bedingt, daß die Oberfläche der Düscnnadel 7 äußerst genau an die Oberfläche der Wand der durchgehenden Bohrung 15 im Gehäuse 1 angepaßt ist. aus welchem Grunde die Düsennadel 7 in der Bohrung 15 nur Längsbewegungen vollführen kann, während die Führungsnadel 5 und die Feder 10 in dem Raum 4 außer den Arbeitsbewegungen in Längsrichtung auch Schwingungsbewegungen in anderen Richtungen ungehindert vollführen können, beispielsweise Querbewegungen, die durch die Vibration der anderen Mechanismen des laufenden Motors verursacht sind. Aus diesem Grunde wird bei der unmittelbaren Einwirkung der Ultraschallschwingungen auf die Düsennadel 7 das Informationssignal von einer kleineren Zahl von Störungen überlagert und die Ergebnisse der Signalauswertung fallen in diesem Falle genauer aus. Die erhöhte Genauigkeit der unmittelbar den Bewegungsablauf der Düsennadel 7 betreffenden Information gestattet eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Beurteilung der Zerstäubungsqualität des Kraftstoffs, worauf nachstehend ausführlicher eingegangen wird.

Bei ähnlichen Verhältnissen wie den vorstehend beschrieben werden Ultraschallschwirigiingcn empfangen und umgewandelt, die von dem gewählten beweglichen Element des zu kontrollierenden Mechanismus reflektiert sind, in Anwendung auf das Kralitstoffsysiem-Einspritzveniil des Motors wird in diesem Falle die Einwirkung mit Uliraschallsehwingungcn mittels eines diese Schwingungen erzeugenden Scndcwundlcrs 2;/ (Ii g. 1) durchgeführt, welchen man nicht unmittelbar an dem Gehäuse 1 anbringt, sondern an einer am Gehäuse 1 festgeklebten Unterlage i6. welche die Ausbrcitungs-

ichiung der Schwingungen ändert. Der Empfangs-■vandler 3a wird auf einer ähnlichen Unterlage 17 angeorachi. welche den Empfang von nur aus einer bestimmten Richtung kommenden Ultraschallschwingungen gewährleistet. Der Scndewandler 2a und der Empfangswandler Za werden an demjenigen Teil des Gehäuses 1 angebracht, der über dem Motorgehäuse liegt, beispielsweise auf der Geraden c. Im vorliegenden konkreten Fall ist die Unterlage 16 derart gewählt, daß die vom Sendewandler 2a erzeugten Ultraschallschwingungen sich durch das Gehäuse 1 in Form eines Bundes in Richtung des oberen Endes der Düsennadel 7 ausbreiten. Dementsprechend ist die Unterlage 17 derart gewählt, daß der auf ihr angebrachte Empfangswandle.r 3a nur solche Ultraschallschwingungen empfängt, welche von dem oberen Ende der Düsennadel 7 reflektiert sind. Die vom Empfangswandler 3a empfangenen Ultraschallschwingungen sind in diesem Falle, wie auch bei den vorstehend beschriebenen Fällen, moduliert, aber hier erfolgt hauptsächlich eine Phasenmodulation dieser Schwingungen. Die Phasenmodulation der Uiiraschaüschwingungen ist durch die während der Bewegung der Düsennadel 7 periodisch erfolgende Änderungen des Abstands zwischen dem oberen Ende der Nadel 7 und dem Empfangswandler 3a bedingt. Die weiteren Stufen der vorliegenden Variante des Verfahrens unterscheiden sich nicht von den vorstehend beschriebenen mit Ausnahme der Demodulation, die in diesem Falle eine Phasendemodulation darstellt. Die diese Variante darstellenden Zeitdiagramme haben dasselbe Aussehen wie die der F i g. 2 und 3.

Gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens werden während der Kontrolle des Betriebsverhaltens von Motormechanismen mechanische Ultraschallschwingungen empfangen und umgewandelt, mit welchen auf ein gewähltes bewegliches Element eingewirkt wird, die infolge einer Änderung der mechanischen Impedanz des zu kontrollierenden Mechanismus mitsamt dem in ihm befindlichen Clement moduliert sind. Diese Variante beruht auf der Tatsache, daß jede beliebige mechanische Einrichtung, im einfachsten Fall jedes Einzelteil, auf welches mechanische Schwingungen einwirken, ein bestimmtes Spektrum der eigenen Resonanzfrequenzen aufweist, das durch die Form und die Abmessungen dieses Teils bestimmt wird. Eine Änderung aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise der Dicke dieses Teils, hat eine entsprechende Änderung des Spektrums seiner Resonanzfrequenzen, oder anders gesagt eine entsprechende Änderung der mechanischen Impedanz dieses Teils zur Folge. Wenn man eine jeweilige konkrete Frequenz dieses Spektrums betrachtet, wirkt sich die Änderung der Dicke des Teils in einer Änderung der Amplitude der gewählten Resonanzfrequenz aus. Hierbei liefern Art und Größe dei Änderungen dieser Amplitude Informationen über Art und Größe der Änderungen der Teildicke. Die Motormechanismen, deren Betriebsverhalten gemäß dem Verfahren kontrolliert wird, weisen solche Abmessungen auf, die das Vorhandensein eines deutlich ausgeprägten eigenen Resonanzfrequenzspektrums gewährleisten. Die bewegliehen Elemente des laufenden Mechanismus verändern an der Stelle, wo auf ihn mit Ultraschallschwingungen eingewirkt wird, den Weg, auf dem die Ausbreitung der Schwingungen erfolgt, und ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit, und somit die Dicke des Mechanismus. Dies führt, wie oben erwähnt, zur Änderung der mechani'riicn Impedanz des zu kontrollierenden Mechanismus an der Stelle, wo auf ihn mit mechanischen Schwingungen eingewirkt wird, und folglich zur Änderung der Amplitude dieser Schwingungen, falls ihre Frequenz nahe an der gewählten Resonanzfrequenz dieses Mechanismus liegt. Wenn aber ein Signal über den Beginn irgend eines Prozeßes vorliegt, das in Relation mil einem in dem zu kontrollierenden Mechanismus ablaufenden Prozeß steht, bietet sich die Möglichkeit auch für die Ermittelung der Phase der sich abspielenden Änderungen der mechanischen Impedanz. Die nachfolgenden Arbeitsstufen der vorliegenden Variante des Verfahrens unterscheiden sich nicht von den gleichen Arbeitsstufen der Grundvariante dieses Verfahrens. An dieser Stelle muß aber darauf hingewiesen werden, daß bei dieser Variante, die das Resonanzverhalten des zu kontrollierenden Mechanismus ausnutzt, die Möglichkeit besteht, keine getrennte Einrichtung zur Erzeugung der elektrischen Ultraschallschwingungen und keine besondere Einrichtung zum Empfang dieser Schwingungen zu verwenden, die an verschiedenen Seiten des zu kontrollierenden Mechanismus angebracht werden. Bei dieser Variante k/-n man mit nur einer einzelnen elektromechanischen Einrichtung auskommen, die in sich die Funktionen von Sender- und Empfangswandler vereinigt. Dieser Aspekt wird nachstehend ausführlich beschrieben.

Das Vprfahren gestattet eine Bewertung der Qualität der Kraftstoffzerstäubung mittels des Motoreinspritzventils. Wie vorstehend angeführt, wird diese Bewertung auf Grund der Information über die Schwingungsbewegung der Düsennadel 7 (F i g. 1) de«; Einspritzven- tils durchgeführt, welche dieses die Düse 12 öffnende und schließende bewegliche Element während der Kraftstoffeinspritzung vollführt. Hierbei >vird während des Anlaufbetriebs mit mechanischen Ultraschallschwingungen auf die Düsennadel durchgeführt.

Während des Anlaufbeiriebs des Motors, wenn das Einspritzventil den Kraftstoff in den Zylinder mit einer Frequenz von 40 bis 80 Einspritzungen pro Minute einspritzt und die Anstiegsgeschwindigkeit des Kraftstoffdrucks im Kanal 8 relativ gering ist und weniger als 2 kp/cm² in 5 bis 15 Sekunden beträgt, vollführt, wie bekannt, die Düsennadel 7 des Einspritzventils während einer jeden Einspritzperiode periodische Schwingungen. Diese Schwingungen vollführt die Düsennadel 7 in bezug auf eine ihrer Stellungen in der durchgehenden Bohrung 15, die eine Zwischenstellung darstellt zwischen der Stellung, in welcher die Düse 12 vollständig offen steht (in der Zeichnung die obere Stellung), und der Stellung, in welcher die Düse 12 vollständig geschlossen ist (in der Zeichnung die untere Stellung). Wie bekannt, wird die Oualität der Kraftstoffzerstäubung hauptsächlich durch solche Einflußgrößen bestimmt, die mit der Beweglichkeit der Düsennadel 7 in Zusammenhang „iehen. Konstruktive und technologische Parameter des Einspritzventils (beispielsweise Größe der Löeher 13 in der Düse 12, strömungstechnische Kennwerte der Düse 12, öffnungsdruck des Einspritzventils, Steifigkeit der Feder 10 u.dgl. m.) bleiben, falls sie innerhalb der für sie festgelästen Toleranzen liegen, ohne wesentlichen Einfluß auf die Qualität der Kraftstoffzerstäu-

bO bung. Aus diesem Grunde kann man anhand der Frequenz und der Amplitude der Schwingungen der Düsennadel 7, welche die Beweglichkeit der Düsennadel 7 kennzeichnen, mit einem höheren Grad an Zuverlässigkeit die Qualität de- Kraftstoffzerstäubung bewerten.

*5 So beträgt, beispielsweise für den Dieselmotor-Typ D-50 die hauptsächliche Harmonische der Schwingungen der Düsennadel 7, falls sie eine gute Beweglichkeit aufweist, ca. 1000 Hz. Falls die Beweglichkeit der Düsenna-

del 7 unzureichend ist und das Einspritzventil infolgedessen keine hohe Qualität der Kraftstoffzerstaubung gewährleistet, liegt die Schwingungsfrequenz der Düsennadel 7 wesentlich unter dem angeführten Wert bzw. die Düsennadel 7 vollführt während des Einspritzvorgangs überhaupt keine Schwingungen.

In den Fig.4 gezeigten und bei der Durchführung von Prüfungen des Einspritzventils entsprechend der vorliegenden Variante des Verfahrens gewonnenen Zeildiagrammen werden als Beispiel zwei Kurven angeführt, welche die Schwingungen der Düsennadel 7 darstellen, die sie während der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil vollführt. Hierbei stellt die in F i g. 4a gezeigte Kurve die Schwingungen derjenigen Düscnnadel 7 dar, die eine gute Beweglichkeit aufweist, und somit eine hohe Qualität der Kraftstoffzerstaubung gewährleistet, und die Kurve in Fig.4b zeigt die Schwingungen der Düsennadel 7. die eine mangelhafte Beweglichkeit aufweist und keine hohe Quaiitäi der Krarisioffzerstäubung gewährleistet.

Da das Verfahren die Erzielung einer praktisch vollständigen Information über den Bewegungsablauf desjenigen Elements des Einspritzventils gewährleistet, mit dessen Hilfe die Düse 12 des Einspritzventils (Fig. I) geschlossen und geöffnet wird, gestallet dieses Verfahren eine Bewertung der Qualität der Kraftstoffzerstäubung mit hoher Genauigkeit und mit einem hohen Zuverlässigkeitsgrad. Diese Bewertung kann sowohl bei der Durchführung von Betriebsprüfungen unmittelbar des Motors, als auch bei der Durchführung von Funktionsprüfungen des Einspritzventils auf einem Spezialstand erfolgen. Da es möglich ist, eine ausführliche Information über den Bewegungsablauf der Düsennadel 7 zu erzielen, kann im letzten Falle der Kraftstoff in den Kanal 8 des Einspritzventils unter Anwendung einer entsprechenden Einrichtung gefördert werden, die sowohl von Hand als auch mechanisch angetrieben werden kann, wobei die Kraftstofförderung sowohl kontinuierlich als auch intermittierend erfolgen kann. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Beobachtung des Bewegungsablaufs der Düsennadel bei der Bewertung der Qualität der Kraftstoffzerstäubung sowohl durch den Empfang von modulierten Ultraschallschwingungen. welche das Gehäuse 1 und die Düsennadel 7 des Einspritzventils durchlaufen haben, falls es die reellen physikalischen Verhältnisse gestatten, als auch von von der Düsennadel 7 reflektierten Schwingungen durchgeführt werden kann. Außerdem kann man diese Beobachtung auch mittels des Empfangs von Ultraschallschwingungen durchführen, die infolge einer Änderung der mechanischen Impedanz des Einspritzventils während der Bewegung der Düsennadel 7 moduliert worden sind. Die übrigen Arbeitsstufen der vorliegenden Variante des Verfahrens unterscheiden sich nicht von der Grundvariante des Verfahrens.

Das Verfahren gestattet auch eine Bewertung der Elastizität, der Unversehrtheit und der Vorspannung der Feder 10 (F i g. 1) des Einspritzventils. Die Vorspannung der Feder 10 stellt eine wichtige Cetriebskenngröße des Einspritzventils dar, die mit dem vorgegebenen Gesetz der Druckänderung des dem Einspritzventil zugeführten Kraftstoffs in Zusammenhang steht. Die Bewertung der angeführten Kenngrößen erfolgt auf Grund der information, die über die Schwingungsbewegung der Feder 10 erzeugt wird, weiche durch die Bewegung der Düsennadel 7 hervorgerufen und nach Abschluß des Arbeitshubs der Düsennadel 7 vollführt wird. Zur Feststellung des Charakters solcher F.igenschwingungen der Feder 10 wird auf diese Feder mit Ultraschallschwingungcn auf dem mit der Linie a bezeichneten Niveau eingewirkt. Hierbei werden die Eigenschwingungen der Feder 10 üblicherweise dadurch überwacht, daß man mechanische Ultraschallschwingungen. die das Gehäuse 1 und die Feder 10 des Einspritzvcntils durchlaufen haben, empfängt und in ein elektrisches Signal umwandelt. In einigen Fällen kann diese Beobachtung auf die Weise durchgeführt werden,

in daß man reflektierte Schwingungen bzw. Schwingungen empfängt, welche infolge der Änderungen der mechanischen Impedanz des Einspritzventils moduliert worden sind, die während der Eigenschwingungen der Feder 10 entstehen. Die übrigen Arbeitsstufen für die Auswcrtung des erzeugten elektrischen Signals sind identisch mit denselben Arbeitsstufen der Grundvariante des Verfahrens. Die Unversehrtheit der Feder 10, ihre Elastizität und die durch Ermüdungserscheinungen bedingicfi Cläsü/iiäisändcrurigc" sc.'.'ie der Vorspannungs-

2n grad dieser Feder werden während der Zeitspannen, wenn keine Kraftstoffeinspritzung stattfindet, auf Grund der Frequenz und des Dämpfungsgrades der Eigenschwingungen der Feder 10 ermittelt, welche man bei der Auswertung des abgetrennten Informationssignals bestimmt.

Einen weiteren Verbrennungsmotormechanismus, dessen Bctriebsverhalten nach dem Verfahren kontrolliert ν-, irden kann, stellen Kolben und Zylinder dar. Bei der Kontrolle dieses Mechanismus nach dem Verfahren

jo kann man die Stellung des Kolbens 18 (F i g. 5) im Zylinder 19 und den technischen Zustand der Kolbenringe 20 feststellen. Zur Beobachtung der Bewegung des Kolbens 18 im Zylinder 19 wirkt man mit mechanischen Ultraschallschwingungen auf den Boden 21 des Kolbens

J5 ein. Hierbei wird die Einwirkung mit Ultrasciiallschwingungen mit Hiifc des Sendewandlers 26 durchgeführt, der auf dem Kopf des Zylinders 19 angeordnet wird. Das vom Sendewandler 26 ausgestrahlte Ultraschallwellenbündel durchläuft den Kopf des Zylinders 19, den Gasraum 22 des Zylinders, reflektiert von dem Boden 21 des Kolbens und kommt in den Empfangswandler 36. Während der Translationsbewcgung des Kolbens 18 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt erfolgt hier, wie auch bei den vorstehend beschriebenen

■)5 Fällen, eine zeitliche Änderung der Ausbreitungsverhältnisse für die Ultraschallschwingung^, beispielsweise es ändern sich die Verhältnisse bei der Reflexion dieser Schwingungen und die Länge des von den Schwingungen zu durchlaufenden Wegs. Infolgedessen weisen die vom Empfangswandler 3b empfangenen Ultraschallschwingungen eine Modulation auf, die eine Frequenz- und Phasenmodulation darstellt, wobei die Tiefe dieser Modulation von der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 18 und der Frequenz der auf ihn einwirkenden Ultraschallschwingungen abhängig ist. Im oberen Totpunkt des Kolbens 18 sind die Änderunger der Frequenz bzw. der Phase der empfangenen Ultraschallschwingungen gleich Null. Somit kann man, wenr während eines Arbeitsspiels des Kolbens 18 die Phasen differenz der auf seinen Boden 21 einwirkenden Schwin gungen und der Schwingungen, die vom Empfangs wandler 36 empfangen werden, gemessen wird, eindeu tig die Stellung des Kolbens im oberen Totpunkt fest stellen. Hierbei entspricht dem Eintreffen des Kolben

öS 18 am oberen Totpunkt eine maximale Periode der An derung dieser Differenz.

Der obere Totpunkt kann nicht nur durch Einwirkun; mit IJItraschallschwingungcn auf den Boden 21 des KoI

bens 18 ermittelt werden, sondern auch durch Einwirkung mit diesen Schwingungen entlang der Seitenwand des Zylinders 19 auf ncn oberen (gemäß der Zeichnung) Kolbenring 20. Empfangene Schwingungen, die von diesem Ring reflektiert sind, weisen eine Frequenz- und Phasenmodulation auf.

Die Überwachung der Bewegung des Kolbens 18 im Zylinder IS- wird durch die in F i g. 6 gezeigten Zeitdiagramme erläutert. In allen diesen Diagrammen sind auf die Abszisse wie auch in den Zeitdiagrammen in F i g. 2 die Zeit ι und die Größe des Winkels g> und über der Ordinate die elektrischen Spannungen Ua, Um und Un aufgetragen. Im Diagramm 6.7 sind kontinuierliche Ultraschallschwingungcn dargestellt, mit welchen auf den Boden 21 des Kolbens 18 eingewirkt wird, im Diagramm 6b sind die frequenzmodulierten Ultraschallschwingungen, welche empfangen werden, und im Diagramm 6c Hip Kurve der Änderung der Phasendifferenz zwischen den einwirkenden und den empfangenen Ultraschallschwingungen gezeigt. Wie aus dem Diagramm in F i g. 6c zu ersehen ist. kann der obere Totpunkt, der in diesem Diagramm milden Buchstaben UDPbezeichnet ist. ermittelt werden, indem man das Symmetriezentrum der dargestellten Kurve der Änderung der Phasendifferenz feststellt.

Um den technischen Zustand der Kolbenringe 20 (F i g. 5) zu ermitteln, wirkt man mit Ultraschallschwingungen auf die äußere Seitenwand des Kolbens 18 ein. Diese Einwirkung kann durchgeführt werden, wenn man d η die Ultraschallschwingungen erzeugenden Sendewandler 2c und den Empfangswandler 3c so an gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 19 anbringt, wie in der Zeichnung gezeigt ist.

Die vom Empfangswandler 3c empfangenen Ultraschallschwingungen sind in diesem Falle hauptsächlich amplitudenmoduliert, was durch den Schatteneffekt bedingt ist, der periodisch wirksam wird, weil der sich hin- und herbewegende Kolben 18 die Ausbreitungswege der Ultraschallschwingungen kreuzt, mit welchen auf ihn eingewirkt wird. Während der Kontrolle wird in diesem Falle der Bewegungsablauf des Kolbens 18 und seiner Kolbenringe 20 gegenüber den Wandungen des Zylinders 20 verfolgt, und anhand der Merkmale dieser Bewegung wird die Art und Weise bestimmt, wie die Kolbenringe 20 an der inneren Seitenfläche der Wand des Zylinders 19 anliegen. Hieraus wird auf den Verschleißgrad des Kolbens 18 und seiner Ringe 20 geschlossen. Es ist selbstverständlich, daß die Verfolgung der Bewegung des Kolbens 18 im Zylinder 19 nicht nur nach dem Schattenverfahren durchgeführt werden kann, sondern auch nach dem Reflexionsverfahren und dem Impedanzverfahren, die vorstehend beschrieben sind. Die anderen Arbeitsstufen der vorliegenden Variante des Verfahrens unterscheiden sich nicht von denselben Arbeitsstufen der Grundvariante des Verfahrens.

In F i g. 7 ist das bei der Verfolgung der Bewegung eines Kolbens 18 mit drei Kolbenringen 20 zustandekommende Zeitdiagramm des Informationssignals dargestellt. In diesem Diagramm sind auf die Abszisse die Zeit t und die Größen des Drehwinkels der Motorkurbelwelle φ und auf die Ordinate die elektrische Spannung Ud aufgetragen. Die Anordnung der Impulse H auf der Zeitachse dieses Diagramms entspricht den Zeitpunkten, zu denen die Kolbenringe 20 die Bündel der auf sie einwirkenden Ultraschallschwingungen kreuzen. Die Amplitude dieser Impulse kennzeichnet, in welchem Maße die Kolbenringe 20 der Wand des Zylinders 20 anliegen. Je kleiner hierbei die Amplitude ist.

desto schlechter liegen diese Ringe an und desto größer ist der VcrschlciOgrad dieser Ringe. Wie auf dem Diagramm ersichtlich, weist die kleinste Amplitude der Impuls /V 3 auf. und somit liegt am schlechtesten der von unten erste (entsprechend der Zeichnung) Kolbenring 20 an. Die Stellung der Impulse H in bezug auf die Zeitachsc im Diagramm kennzeichnet auch die tatsächliche Stellung des Kolbens 18 im Zylinder 19 zu diesen Zeitpunkten und gestattet die Feststellung des Zeitpunkts, wenn der Kolben 18 in seinen oberen Totpunkt kommt, da diese Impulse im Diagramm in bezug auf den besagten Punkt symmetrisch liegen.

Das Verfahren kann außerdem auch zur Diagnostik eines Wälzlagers der Kraftstoff-Einspritzpumpe veri) wendet weiden, die zu den Bestandteilen des Motorkraftstoffsystems gehört. Bei der Drehung der im Wälzlager 24 gelagerten Welle 23 (F i g. 8), dessen Außenring 25 im Gehäuse 1 der Pumpe 26 befestigt ist und dessen Innenring 27 auf der Welle 23 sitzt, gibt es immer einen Schlag der Welle 23 und Ungleichmäßigkeiten — aus dem einen bzw. anderen Grunde — in der Bewegung der Elemente dieses Lagers, beispielsweise seiner Wälzkörper, die im vorliegenden Falle durch die Kugeln 28 repräsentiert werden. Um die Größe des Schlags der Welle 23 und den Ungleichmäüigkeitsgrad der Bewegung der Kugeln 28 zu ermitteln, wird bei dieser Variante des Verfahrens mit mechanischen Ultraschallschwellen auf das Lager 24 eingewirkt, in welchem die Welle 23 angeordnet ist. Die Einwirkung mit Ultraschallschwinjo gungen wird mittels eines Sendewandlers 2d durchgeführt, der am Gehäuse 1 der Einspritzpumpe 26 an einer der Gehäusewandungen befestigt ist. Die Schwingungen, welche dieses Gehäuse und das Lager 24 durchlaufen haben, werden mittels des Empfangswandlers 3d j5 empfangen, der an der gegenüberliegenden Gehäusewand befestigt ist. Bei der Rotation der Welle 23 ändern sich infolge ihres unrunden Laufs und infolge der Bewegung, der Rotation und der Vibration der Kugeln 28 und der anderen Elemente des Lagers 24 die Verhältnisse für die Ausbreitung der einwirkenden Ultraschallschwingungen, beispielsweise die Verhältnisse für ihre Reflexion und Dämpfung. Die Änderung der Verhältnisse zur Ausbreitung der Ultraschallschwingungen verursacht auch in diesem Falle eine Modulation dieser Schwingungen. Infolgedessen kennzeichnet die Form des Informationssignals, das nach der Demodulation der Hüllkurve der Gesamtschwingungen gewonnen wurde, mit ausreichender Genauigkeit alle Merkmale der Bewegungen, welche die einwirkenden Ultraschallschwingungen moduliert haben.

In Fig.9 ist ein Zeitdiagramm des Informationssignals gezeigt, daß bei der Einwirkung mit mechanischen Ultraschallschwingungen auf das Wälzlager 24 gewonnen wurde, in welchem die Welle 23 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 26 gelagert ist. In diesem Diagramm sind auf die Abszisse die Zeit t und auf die Ordinate die elektrische Spannung Up aufgetragen. In diesem Falle kennzeichnet die niederfrequente Komponente des im Diagramm dargestellten Informationssignals die Größe und die Merkmale des unrunden Laufs der Welle 23 und den Zustand der Laufbahn des Lagers 24, während die hochfrequente Komponente dieses Signals den Zustand der Kugeln 28 dieses Lagers kennzeichnet. Je größer hierbei die Amplitude dieser Komponenten ist, desto größer ist der unrunde Lauf der Elemente des Wälzlagers 24 und der Welle 23. Die Analyse der hochfrequenten Komponente gestattet außerdem Rückschlüsse über die Abweichungen der Größe der Kugeln 28 vom

Sollwert und von der genauen sphärischen Form.

Die Vorrichtung (siehe Fig. 10) zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird, wie auch die Grundvariante dieses Verfahrens, anhand eines Anwendungsbcispiels dieser Einrichtung bei der Kontrolle des Betnebsverhaltens des Einspritzventils eines Dieselmotor-Kraftstoffsystems betrachtet. Das Einspritzventil 2rJ·, das teilweise in F i g. 11 und ausführlicher in F i g. 1 gezeigt ist, gehört zum Einspritzventiltyp, der für die Ausrüstung des Kraftstoffsystems des Vierzylinder-Dieselmotors verwendet wird, der als Antriebsmotor des Traktors »Belorus« dient und eine Leistung von ca. 80 PS aufweist.

Die Vorrichtung zur Betriebskontrolle der Mechanismen enthält einen Ultraschallfreqiienzgenerator 30, welcher kontinuierlich sinusförmige bzw. mäanderförmige elektrische Schwingungen mit einer Frequenz von 100 kHz und darüber erzeugt. Die Wahl der jeweiligen konkreten Frequenz des Generators 30 wird hauptsächlich durch die Abmessungen des jeweils der Kontrolle ausgesetzten Mechanismus und die Abmessungen seiner beweglichen Elemente bestimmt, und die Höhe dieser Frequenz kann für kleine Mechanismen mehrere MHz erreichen und sogar noch größer sein. Der Generator 30 ist, wie auch die anderen Bestandteile der Einrichtung, mit konventionellen normalisierten Elementen der modernen Elektronik ausgeführt. Der Ausgang 31 des Generators 30 liegt am Eingang des elektromechanischen Sendewandlers 32, welcher derart am Gehäuseangeschlossen, welcher ein aktives Glied mit einem Durchlaßbercii," von 10 bis 20 000 Hz darstellt und /ur Verstärkung des von dem Detektor abgetrennten Informationssignals bestimmt ist. Die angeführten Grenzen des Durchlaßbereichs sind dadurch bedingt, daß das Modulationsspektnim des Informationssignals üblicherweise Frequenzen des Hörschallbereichs enthält, und die jeweilige Spektrumbreile dieses Signals durch die geometrischen Abmessungen und die Bewcgungsgeschwindigkeit des gewählten beweglichen Element? des zu kontrollierenden Mechanismus besti.nmt wird.

Die Einrichtung enthält außerdem eine Meßanordnung 38 für Amplituden- und Zeitparairietcr des Informationssignals, deren F.ingang 39 an den Ausgang des N F-Verstärkers 37 angeschlossen ist. Die Meßanordnung 38 gewährleistet das Messen der angeführten Parameter und die Ausgabe der Meßergebnisse in eir.er solchen Form, die zur Lösung der jeweiligen Aufgabe am bequemsten ist, die bei der Kontrolle des Betriebs-Verhaltens des Einspritzventils 29 gestellt wurde. Hierbei kann die Meßanordnung 38 ein analoges, digitales bzw. ein anderes Gerät darstellen, das dem jeweiligen Kontrollverfahren entspricht.

Die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung enthält einen Geber 40 für die Winkellage der Motorkurbelwelle. Der Geber 40 stellt eine elektromechanische bzw. elektrische Einrichtung dar, die ein elektrisches Signal erzeugt, das die Winkellage der Kurbelwelle, und zwar den oberen Totpunkt des Motorkolbens kennzeichnet. Der Aus

chen Ultraschallschwingungen durch den oberen Teil (entsprechend der Zeichnung) der Führungsnadel 5 mit dem ringförmigen Anschlagbund 6 läuft. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 ist auf einer Gerade J5 mit dem Sendewandler 32 ein elektromechanischer Ernnfangswandler 33 angeordnet, welcher das Bündel der von dem oberen Teil der Führungsnadel 5 kommenden mechanischen Ultraschallschwingungen empfängt.

Detektor 35, dessen Eingang 36 an den der Ausgang des Bandfilters 34 angeschlossen ist. Im vorliegenden Falle stellt der Detektor 35 einen Amplitudenmodulator dar und ist zum Abtrennen der Modulationshüllkurve da Trägerfrequenz bestimmt, die das Bandfeder 34 passiert hat. & h. zum Abtrennen des Informationssignals. Der Ausgang des Detektors 35 ist an einen N F-Verstärker

1 des Einspritzventils 29 befestigt ist, daß das von ihm 30 gang des Gebers 40 liegt am Eingang der Meßanord erzeugte Wellenbündel der mechanischen kontinuierli- nung 38. Der Einbau des Gebers 40 in die Vorrichtung

gestattet eine Synchronisation der Meßanordnung 38. In diesem Falle kann der Ausgang 42 der Meßanordnung 38 an einen elektromechanischen Regler 43 der Kraftstoffförderung angeschlossen werden, der zum Kraftsystem des Motors gehört. Die mögliche Kopplung der Meßanordnung 38 mit dem Regler 43 ist in der Zeichnung durch eine gestrichelte Link dargestellt.

Die Vorrichtung der Fig. 12 enthält ein Wirkwider-

welche infolge der Bewegung der Führungsnadel 5 mo- 40 Standsglied 44 und einen einheitlichen elektromechaniduüert sind, und entsprechende elektrische Schwingun- sehen Sende- und Empfangswandler 45. welcher den gen mit Ultraschalliquenz erzeugt, die ein lnforma- elektromechanischen Sendcwandler 32 und den elektrotionssignal enthalten, das die Bewegung des oberen mechaniscncn Empfangswandler 33 der Fi g. 10 und 11 Teils der Fürhungsnadel 5 kennzeichnet. Die elektrome- in sich vereinigt und die Funktionen beider Wandler chanischen Wandler: der Sendewandler 32 und der 45 gleichzeitig verrichtet. Praktisch stellt der Sende- und Empfangswandler 33 stellen normale kleine piezoelek- Empfangswandler 45 (Fig. 12) einen elektromechanitrische Wandler dar, welche eine ausreichende Empfind- sehen Wandler dar. welcher die Änderung der mechanilichkeit aufweisen und für den Betrieb mit Ultraschall- sehen Impedanz des Einspritzventil» 29 empfängt, die frequenzen, wie sie in der zu beschreibenden Einrich- während der Bewegung der Führungsnadel 5 stattfindet, tung benutzt werden, ausgelegt sind. Der Durchmesser 50 Bei dieser Variante ist der Ausgang 31 des Generators dieser Wandler überschreitet nicht 8 bis 10 mm. 30 mit dem Sende- und Empfangswandler 45 über das

Der Ausgang des Empfangswandler 33 liegt am Ein- Wirkwiderstandsglied 44 verbunden, das einen ohmgang eines elektrischen Bandfilters 34, das zum Abtren- sehen Widerstand darstellt. Gleichzeitig ist der Sendenen desjenigen Abschnitts aus dem gesamten Spektrum und Empfangswandler 45 wie auch bei allen anderen der von dem Empfangswandler 33 erzeugten elektri- 55 Varianten der Vorrichtung mit dem tiingang des Bandschen Schwingungen bestimmt ist, den das lnforma- filters 34 verbunden. Bei dieser Variante kann der Austionssignal belegt, mit der zentralen Trägerfrequenz, die gang 42 der Meßanordnung 38 wie auch bei der in gleich der Frequenz des Generators 30 ist. Das Bandfil- F i g. 11 dargestellten Variante mit dem elektromechaniter 34 stellt ein passives (bzw. aktives) Resonanz-Durch- sehen Regler 43 der Kraftstoffördemng zum Einspritzlaßfilter dar, das auf die Frequenz des Generators 30 60 ventil 29 verbunden werden.

abgestimmt ist. Die Einrichtung enthält ebenfalls einen Bei der Vorrichtung der Fig. 13 V/eist der Detektor

35 einen zusätzlichen Eingang 46 auf, und der Ausgang 31 des Generators 30 ist an den Eingang 46 des Detektors 35 angeschlossen, welcher in diesem Falle als Phasendemodulator ausgeführt ist. Bei dieser Variante der Vorrichtung wird die Kontrolle der Betriebsparameter des Einspritzventils 29 dann gewährleistet, wenn die Verfolgung des Bewegungsablaufs;, beispielsweise desl

oberen Endes der Düsennadel 7 dieses Einspritzventils mi; Hilfe von künstlich erzeugten mechanischen Ullra- ^challschwin^ungcn, die von der Düsennadel 7 reflekiiert worden sind, durchgeführt wird und eine Phasenmodulation dieser Schwingungen stattfindet. In diesem Falle sind der Sendewandler 32 und der Empfangswandler 33 auf dem Einspritzventil 29 mit Zwischenschaltung akustischer Prismen 47 angeordnet, wobei das Prisma 47a die Ausbreitung der mechanischen Ultraschallwellen in Richtung des oberen Endteils der Düsennadel 7 und das Prisma 47b den Empfang dieser Schwingungen nach ihrer Reflexion von der Düsennadel 7 gewährleistet.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist der Ausgang 31 des Generators 30 über einen Wahlschalter 48 an den Eingang 46 des Detektors 35 angeschlossen, wobei in Schaltstellung s des Wahlschalters 48 der Generator 30 mit dem Detektor 35 unmittelbar und in Schaltstellung ρ iiuei* cificFi PnäScfiSCiiicucf 43 /.üSärriiTicrigcSCiiüiiCt ist.

Der Phasenschieber 49 gewährleistet eine optimale Abstimmung der i-'hase des Signals des Generators 30 mit dem veränderlichen Phasenwinkel des Signals, das zum Detektor 35 aus dem Empfangskanal kommt. Der Phasenschieber 49 stellt ein Rcaktanzglied mit einstellbaren Kennwerten dar, das imstande ist, die Phase des Signals des Generators 30 im Bereich ±90° auf der Frequenz dieses Signals zu variieren. Bei der vorliegenden Variante der Vorrichtung kann auch wie bei den in Fig. 11 und F i g. 12 dargestellten Varianten der Ausgang 42 der Misseanordnung 38 an den elektromechanischen Regler 43 der Kraftstofförderung zum Einspritzventil 29 angeschlossen werden. Bei der Vorrichtung der Fi g. 14 ist der Ausgang des NF-Verstärkers 37 an den Eingang 39 der Messeanordnung 38 über einen NF-Bandpaß 50 zum Abtrennen eines einzelnen Abschnitts aus dem Informationssignalspektrum, den Frequenzen belegen, die

beweglichen Elements kennzeichnen. Der Bandpaß 50 stellt ein Resonanzfilter mit variabeler Frequenz dar. Bei dieser Variante kann der Ausgang 42 der Messeanordnung 38 ebenfalls an den elektromechanischen Regler 43 der Kraftstofförderung zum Einspritzventil angeschlosen werden.

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Varianten der Vorrichtung zur Kontrolle des Betriebsverhaltens von Mechanismen kann die Meßanordnung als Einrichtung zum Messen des Informationssignalpegels ausgebildet sein. Im einfachsten Falle kann als solche Einrichtung ein elektrisches Zeigermeßgerät benutzt werden, welches auf die Amplitude des Informationssignals anspricht, wie es in Fig. 15 gezeigt ist. Selbstverständlich können auch andere passende Meßgeräte verwendet werden.

Als Meßanordnung 38 kann auch ein Oszillograf (F i g. 16) benutzt werden. Der Oszillograf gewährleistet die Anzeige der Form des Informationssignals auf seinem Bildschirm, sowie die Messung der Amplituden- und Zeitparameter dieses Signals. Anhand dieser Parameter werden alle hauptsächlichen Parameter der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil 29 ermittelt.

Als Meßanordnung 38 kann außerdem auch die in Fig. 17 gezeigte stroboskopische Einrichtung benutzt werden, welche es ermöglicht, den Voreinspritzwinkel des Einspritzventils 29 visuell festzustellen. Diese Einrichtung enthält einen Impulsformer 51, dessen Eingang an den Ausgang des N F-Verstärkers angeschlossen ist und dessen Ausgang mit entsprechenden Elektroden einer Siroboskoplampe 52 in Verbindung steht, die mit einem Reflektor 53 ausgestattet ist. Am Schwungrad 54 des Motors ist eine bewegliche Marke vorhanden, welche die Rotation dieses Schwungrads mitmacht, und auf dem Gehäuse 56 des Motors ist eine feststehende Marke 57 aufgebracht, die in der Mitte einer Skala 58 liegt, welche in Drehw.nkcln der Kurbelwelle 59 des Motors geeicht ist. Die rotierende Marke 55 ist auf der Kante des Schwungrads 54 an einer solchen Stelle aufgetragen, daß bei der Stellung des Kolbens 18 im oberen Totpunkt diese Marke gegenüber der feststehenden Marke 57 steht.

Die Funktion der Vorrichtung läuft wie folgt. Nachdem die entsprechenden elektrischen Speisespannungen von der entsprechenden (nicht gezeigten) Speisequelle an die Vorrichtung (Fig. 10) gelegt wurden, beginnt der Generator 30 kontinuierliche sinusförmige elektrische Schwingungen zu erzeugen, deren Frequenz dem Ultraschaiibereich entspricht und ca. 1 Μί ίζ beträgt. Diese Schwingungen kommen vom Ausgang 31 des Generators 30 zum Eingang des elektromechanischen Sendewandlers 32, welcher starr am Gehäuse 1 des Einspritzventils 29 des laufenden Dieselmotors befestigt ist. Das Einspritzventil 29 ist in der Zeichnung nur zum Te;! dargestellt. Der Sendewandler 32 erzeugt mechanische Ultraschallschwingungen, welche sich in Richtung der eine hin- und hergehende Bewegung vollführenden Führungsnadel 5 ausbreiten, und genauer genommen in Richtung ihres oberen Endteils mit dem ringförmigen Bund 6, der eine komplizierte geometrische Form aufweist. Die mechanischen Ultraschallschwingungen, die das Gehäuse 1 des Einspritzventils 29 und den oberen Endteil der sich bewegenden Führungsnadel 5 durchlaufen haben, werden von dem Empfangs-J5 wandler 33 empfangen und von ihm in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Bewegung der Führungsnadel 5 verursach' eine Amplituden· und Phasenmodulation der das Einspritzventil 29 durchlaufenden mechanischen Ultraschallschwingungen, d.. während der Bewegung der Führungsnadel 5 diese Schwingungen infolge des Schatteneffekts eine unterschiedliche Dämpfung erleiden und auf verschiedene Art und Weise um die Führungsnadcl 5 biegen. Im vorliegenden Falle find'; aber hauptsächlich eine Amplitudenmodulation statt. Auf die entsprechende Weise ist auch das elektrische Signal moduliert, das vom Empfangswandler 33 erzeugt wird.

Das Spektrum des erzielten elektrischen Signals enthält, wie vorstehend angeführt, nicht nur den Abschnitt F(siehe auch Fi g. 3) mit der zentralen Trägerfrequenz Fc, die gleich der Frequenz der elektrischen Schwingungen des Generators 30 ist, sondern auch den Abschnitt G, den die Frequenzen derjenigen Schwingungen belegen, welche durch die Vibration des Einspritzventils sowie durch die Vibration der anderen Mechanismen des laufenden Motors, die auf das Gehäuse 1 des Einspritzventils 29 einwirken, verursacht werden und Störungen darstellen. Aus diesem Grunde wird das gewonnene elektrische Signal zur Unterdrückung dieser Störfrequenzen vom Ausgang des Empfangswandlers dem Eingang des elektrischen Bandfilters 34 zugeführt. Der Bandpaß 34, der auf die Mittenfrequenz von 1 MHz (d. h. auf die Frequenz des Generators 30) abgestimmt ist und eine Durchlaßbreite von 40 kHz aufweist, was der Bandbreite des Modulationsspektrums der Mittenfrequenz des gewonnenen Signals entspricht, trennt diese Frequenz zusammen mit ihrem Modulationsspektrum heraus und unterdrückt alle anderen Frequenzen des Spektrums dieses Signals.

Das Signal mit der abgetrennten Trägerfrequenz kommt vom Ausgang des Bandpasses 34 zum Eingang des Detektors 35, welcher in diesem Falle einen Amplitudendemodulator darstellt Der Detektor 35 trennt von dem ankommenden Signal seine niederfrequente Hüllkurve, die das Informationssignal darstellt, dessen Form die gesamte Information über die Bewegungsdynamik der Führungsnadel 5 enthält. Vom Ausgang des Detektors 35 kommt das Informationssignal zum Eingang des N F-Verstärkers 37, welcher nur die veränderlichen Komponenten dieses Signals verstärkt. Vom Ausgang des NF-Verstärkers 37 kommt das Informationssignal zum Eingang 39 der Meßanordnung 38 zum Messen der Amplituden- und Zeitparameter des Informationssignals, d. h. der Amplitude des Impulses A (siehe auch F i g. 2d) der nützlichen Einspritzung und der Amplituden der impulse S und C der Nachspritzungen sowie der Dauer dieser Impulse und der Zeitintervalle zwischen ihnen.

Nach 'den mit Hilfe der Meßanordnung 38 gemessenen Werten der IrifürrnatiörissignälpararTieter werden nachfolgend mittels der Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, die Hauptparameter der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil 29 ermittelt Ausgehend von diesen Parametern wird die Qualität der Kraftstoffeinspritzung bewertet, d. h. das gesamte eingespritzte Kraftstoffvolumen, die zeitliche Verteilung der eingespritzten Kraftstoffmenge, die Qualität der Kraftstoffzerstäubung u. dgl. m. Mit Hilfe der vorliegenden Variante der Vorrichtung kann auch das Betriebsverhalten der Zylinder-Kolben-Anordnung kontrolliert werden, einschließlich des technischen Zustands des Kolbens, der Kolbenringe und der Innenfläche der Zylinderseitenwanduiig. Es sei darauf hingewiesen werden, daß in diesem Falle die Vorrichtung als Geber für die Winkellage der Motorkurbelwelle benutzt werden kann, darunter auch als Geber für den oberen Totpunkt des Kolbens, welcher einen speziellen Geber ersetzt, der unmittelbar mit der Motorkurbelwelle gekuppelt ist Als Geber für den oberen Totpunkt mißt die Vorrich- «0 tung mit hoher Präzision den Zeitpunkt, zu dem der Kolben den oberen Totpunkt erreicht, da in diesem Falle die Messung unmittelbar am Kolben durchgeführt wird und die Meßergebnisse durch keinerlei Fehler beeinflußt werden, die den konventionellen Meßverfahren dieses Parameters eigen sind und durch eventuelle Verbiegungen der Kurbelwelle und andere mechanische Vorgänge herbeigeführt werdet. Außerdem kann die vorliegende Variante auch zur Kontrolle des Betriebsverhaltens und des technischen Zustands der Wälzlager benutzt werden, in welchen die Welle der Einspritzpumpe angeordnet ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung der F i g. 11 unterscheidet sich kaum von der Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung. Der einzige Unterschied besteht darin, daß bei dieser Variante der Spritzbeginn des Einspritzventils 29 an den Zeitpunkt gebunden wird, zu dem der Kolben den oberen Totpunkt bzw. eine andere beliebige Winkellage erreicht. Dies wird durch sehen der Vorderflanke des Impulses A und der Marke Eermittelt

Die in F i g. 12 dargestellte Vorrichtung wird benutzt, wenn die Verfolgung des Bewegungsablaufs des gewählten beweglichen Elements des zu kontrollierenden Mechanismus unter Ausnutzung der Resonanzeigenschaften dieses Mechanismus durchgeführt wird. Bei dieser Variante werden die vom Generator 30 erzeugten elektrischen Schwingungen, die eine konstante Frequenz aufweisen, vom Ausgang 31 dieses Generators über ein Wirkwiderstandsglied 44 dem Empfang- und Sendewandler 45 zugeführt Während der periodischen Bewegungen der Führungsnadel 5 des Einspritzventils 29 ändert sich, wie vorstehend angeführt, seine mechanische Impedanz in ausreichend breiten Grenzen, die eine Änderung der Belastung des Generators 30 verursachen, d. h. eine Änderung seines Laststroms, wodurch sich der Spannungsabfall am Wirkwiderstandsglied 44 ändert Die Änderungen der Spannung am Wirkwiderstandsglied 44 verursachen eine Modulation der elektrischen Schwingungen des Genergtors 30. Die auf diese Weise modulierten elektrischen Schwingungen des Generators 30 gelangen, wie auch bei allen anderen Varianten der Vorrichtung, zürn Eingang des Bandpasses 34 und passieren weiter zu allen anderen Elementen dieser Einrichtung.

Es sti darauf hingewiesen, daß die Möglichkeit nur einen einzelnen elektromechanischen Wandler zu verwenden, die Wahl der möglichen Befestigungsstellen dieses Wandlers am Einspritzventil 29 des Motors wesentlich erleichtert, dessen Gehäuse üblicherweise eine Vielzahl von störenden Vorsprüngen aufweist sowie verschiedene auf- und angebaute andere Mechanismen und Einzelteile trägt. In diesem Falle wird auch die Bauart der Kontrolleinrichtung einfacher, die sich außerdem auch bequemer handhaben läßt, insbesondere bei der Überprüfung von Dieselmotoren mit einer Leistung unter 50 PS. Aber die Empfindlichkeit der Einrichtung ist bei dieser Ausführungsvariante etwas niedriger gegenüber der Empfindlichkeit, die bei den anderen Ausführungsvarianten der Vorrichtung erreicht werden kann.

Die in F i g. 13 gezeigte Vorrichtung kann zur Anwendung kommen, wenn die vom Wandler 33 empfangenen mechanischen Ultraschallschwingungcn hauptsächlich phasenmoduliert sind. In diesem Falle wird das vom Generator 30 erzeugte Signal nicht nur dem Sendewandler 32, sondern auch vom Ausgang 31 des Generators 30 über den Wahlschalter 48 dem Eingang 46 des Detektors 35 zugeführt. Der Detektor 35 funktioniert als Phasendemodulator und das seinem Eingang 46 zugeführte Signal des Generators 30 fungiert als Referenzsignal eines solchen Demodulators.

In Schaltstellung s des Wahlschalters 48 kommt das Referenzsignal direkt vom Generator 30 zum Eingang 46 des Detektors 35, und in Schaltstellung ρ über den Phasenschieber 49. Die Zuleitung des Referenzsignals zum Detektor 35 über den Phasenschieber 49 führt dazu, daß die Phase dieses Signals gegenüber der Phase

Anlegen eines Signals vom Ausgang des Gebers 40 für 60 des modulierten Signals, das dem Detektor 35 über scidie Winkellage der Motorkurbelwelle an den Eingang nen Eingang 36 zugeführt wird, verschoben weiden

kann. Die Möglichkeil einer Verschiebung der Refercnzsignalpha.se gestattet es wiederum, den Arbeiisabschnitt der Phasendemodulaiorkennlinic in einen Ab schnitt dieser Kennlinie /11 verlagern, der eine maximale Steilheit aufweist. Der Retrieb des Detektors 15 im licreich des Kennlinienabschnitls mit maximaler Steilheit gewährleistet eine Erhöhung der Empfindlichkeit der

41 der Meßanordnung 38 erzielt. !Line derartige zeitliche Synchronisation der Funktion der Meßanordnung gestattet es. bei der Kontrolle des Bctriebsverhaltens des Einspritzventils den Kraftstoff-Vorcinsprit/winkel zu ermitteln. Diescf Vorcinspritzwinkel wird durch Messen des Zeitintervall* (siehe F i y. 2e) b/w. der diesem Zeitintervall entsprechenden WinkeldiHeien/. zwi-

Vorrichtung, eine Vergrößerung des Signal/Rausch-Verhältnisses und damit einer Steigerung der Meßgenauigkeit.

Die Anwendung des Phasenschiebers 49 in der Schaltung der Vorrichtung ist besonders zweckmäßig, wenn sie zur Kontrolle von verschiedenartigen Einsprilzventilen 29 und zur Kontrolle von Einspritzventilen 29. die an Dieselmotoren verschiedener Typen installiert sind, eingesetzt werden soll, und wenn es infolge der Anordnung der Wandler 32 und 33 jedesmal an einer anderen Stelle vorkommen kann, daß in einigen Fällen der Detektor 35 in einem Bereich seiner Kennlinie mit geringer Steilheit arbeiten muß, wodurch die Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Bei der vorliegenden Variante der Vorrichtung können sowohl zwei getrennte elektromechanische Wandler 32 und 33 als auch ein einzelner Wandler benutzt werden, der in sich die Funktionen beider Wandler vereinigt. Somit gestattet der Einbau des Phasenschiebers 49 in den Stromkreis für die Zuleitung des Referenzsignals zürn PhasendeniGdü'ator 35 eine Herabsetzung der Fordsrungen, welche an den Aufstellungsort des Sendewandlers 32 und des Empfangswandlers 33 und an diese Wandler selbst gestellt werden.

Wenn die vom Sendewandler 32 erzeugten mechanischen Ullraschallschwingungen infolge beispielsweise einer Eigenart in der Konstruktion des Motors und des zu kontrollierenden Mechanismus gleichzeitig auf zwei bewegliche Elemente dieses Mechanismus einwirken, sind die vom Empfangswandler 33 empfangenen mechanischen Ultraschallschwingungen infolge der Bewegung dieser beiden Elemente moduliert. Falls die Bewegungsabläufe dieser Elemente, oder anders gesagt, die Frequenzen ihrer Schwingungsbewegungen unterschiedlich sind, muß aus dem Modulationsspektrum des Informationssignals derjenige Abschnitt abgetrennt werden, welcher die Bewegung eines dieser Elemente kennzeichnet, das zur Beobachtung von Interesse ist. Einer derartigen Situation entspricht der anhand Fig. 14 erläuterte Fall. In F i g. 14 ist gezeigt, daß das Wellenbündel der künstlich erzeugten mechanischen Ultraschallschwingungen im Einspritzventil 29 auf die Berührungsstelle zwischen dem ringförmigen Anschlagbund 6 der Führungsnadel 5 und der Feder 10 gerichtet ist. Beim Betrieb des Motors unterscheidet sich das Spektrum der Schwingungsbewegungen der Feder 10 vom Spektrum der Schwingungsbewegungen der Führungsnadel 5 und nimmt, beispielsweise für den vorstehend erwähnten Dieselmotor-Typ D-50 einen Abschnitt ein, der unterhalb 100 Hz liegt, während das Spektrum der Bewegungen der Führungsnadel 5, die mit der Düsennadel 7 verbunden ist, in den Abschnitt entfällt, der oberhalb IOC Hz iiegt. Falls aber in dem beschriebenen Falle nur die Information über den Bewegungsablauf der Führungsnadel 5 (beispielsweise zur Ermittelung der Parameter der Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil 29) gewünscht wird, stimmt man den Bandpaß 50 mittels entsprechender Organe auf den Durchlaß der Frequenzen von nur über 100 Hz ab. Hierbei werden die Frequenzen unter 100 Hz einschließlich der niederfrequenten Harmonischen der Signale, die die Steilheit der Impulsflanken des Informationssignals verschlechtern, im erforderlichen Maße unterdrückt. Somit filtert der NF-Bandpaß 50 aus dem Informationssignal diejenigen Komponenten ab, die eine wertlose Information tragen, und erhöht hierdurch das Signal/Rausch-Verhältnis. Die mittels des Filters 50 abgetrennte Komponente, die nur den Bewegungsablauf der Führungsnadcl 5 kennzeichnet, kommt vom Filterausgang zum Eingang 39 der Meßanordnung 38.

Der abstimmbare N F-Bandpaß 50 kann auch bei der vorstehend beschriebenen Kontrolle des Betriebsverhaltens des Einspritzventil 29 eingesetzt werden, wenn beim Anlaufbetrieb des Motors die Beweglichkeit der Düsennadel 7 kontrolliert wurde, und die anhand des in Fig.4 gezeigten Zeitdiagramms erläutert wird. Wie vorstehend angeführt, weist die gutbewegliche Düsennadel 7 (Fig. 14) eine Schwingungsfrequenz von ca. 1000 Hz bzw. etwas darüber auf. Aus diesem Grunde wird der NF-Bandpaß 50 auf ein bestimmtes Frequenzband mit der unteren Frequenz von 1000 Hz abgestimmt Somit ergibt sich, daß, falls die Beweglichkeit der Düsennadel 7 unzureichend ist und folglich ihre Schwingungsfrequenz die untere Frequenz des Durchlaßbereichs des Bandpasses 50 unterschreitet, am Ausgang dieses Filters kein Signal vorhanden ist. FaBi aber die Beweglichkeit der Düsennadel 7 gut ist, entsteht am Ausgang des Filters 50 ein Signal, das anschließend dem Eingang 39 der Meßanordnung 38 zur entsprechenden Auswertung zugeführt wird.

Der NF-Bandpaß kann außerdem zur sorgfältigeren Analyse der Merkmale der einen bzw. anderen Komponente des Informationssignals während der ebenfalls vorstehend beschriebenen Kontrolle des technischen Zustands des Wälzlagers 24 (F i g. 8) und der in diesem Lager angeordneten Welle 23 der Einspritzpumpe 26 eingesetzt werden. In diesem Falle weist, wie aus dem Zeitdiagramm in F i g. 9 ersichtlich, das Informationssignal sich nach den Frequenzen stark voneinander unterscheidende Komponenten auf. Aus diesem Grunde fällt das Abtrennen einer jeden dieser Komponenten nicht schwer.

Die Verwendung eines NF-Bandpasses 50 (Fig. 14) gestaltet in einigen Fällen die erfolgreiche Anwendung des in F i g. 15 gezeigten einfachen elektrischen Meßgeräts als Meßanordnung 38, welches den Pegel des Informalionssignals mißt. Dies gilt beispielsweise bei der Ermittelung der Beweglichkeit der Düsennadel 7 des Einspritzventils 29 und bei der Feststellung des technischen Zustands des Wälzlagers. Die Möglichkeit, ein derartiges Gerät zu verwenden, wird in erster Linie dadurch bedingt, daß die Frequenzen der Schwingungsbewegungen der Elemente sich in diesen Fällen in relativ engen Grenzen ändert. Aus diesem Grunde bestimmt der Wert des Informationssignalpegels mit ausreichender Genauigkeit den entsprechenden Beweglichkeitsgrad der Düsennadel 7 im Falle, welcher als erster angeführt worden ist, und die Größe des unrunden Laufs der Elemente des Wälzlarers 24 (F i g. 8) und der in diesem Lager laufender Welle 23 im FHIe, welcher als zweiter angeführt wurde.

Die Verwendung der in Fig. 16 gezeigten Vorrichtung mit einem Oszillographen als Meßanordnung 38 ist besonders effektiv, da die Vorrichtung ein deutliches Informationssignal erzeugt. Der Oszillograph gibt die Möglichkeit, eine besonders reiche und übersichtliche Information über den Bewegungsablauf des gewählten beweglichen Elements des zu kontrollierenden Mechanismus und hierbei in einer äußerst deutlichen Form zu erzielen. Wenn ein Einstrahlosziilograph verwendet und die Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil kontrolliert wird, wird das Signal vom Geber 40 für die b^r) Kurbelwellen-Winkellage dem Eingang 41 der Meßanordnung 38 zugeführt, welcher den Eingang des Waagerechtablenksystems des Oszillographen darstellt. Das Informationssignal wird vcn dem NF-Verstärker

32 955

dem Eingang 39 der Meßanordnung 38 zugeführt, welcher den Eingang des V-Ablenkverstärkers des Oszillographen darstellt Bei einer derartigen äußeren Auslösung der Ablenkung im Oszillograph stellt das Zeitintervall zwischen dem Beginn der Ablenkung und der Vorderflanke des Informationssignalimpulses die Kraftstoff-Voreinspritzung dar. Falls die Form eines jeweiligen Informationssignalimpulses detailliert untersucht werden soll, kann die interne Auslösung der Ablenkung im Oszillograph verwendet werden. Wenn ein Zweistrahloszillograph verwendet wird, dessen Schirm F i g. 16 gezeigt ist, und wenn das Betriebsverhalten des Einspritzventils 29 kontrolliert wird, wird das Informationssignal dem Ablenkverstärkereingang eines der Strahlenkanäle zugeführt. Das Signal vom Geber 40 wird entweder dem Ablenkverstärkereingang des anderen Strahlkanals, oder aber dem Eingang des Ablenksystems zugeführt. Hiernach wird anhand der Darstellung des Informationssignals auf dem Bildschirm eine visuelle Analyse des Bewegungsablaufs des gewählten beweglichen Elemeßtsdurchgeführt, und mit Hilfe einer im Oszillograph eingebauten Meßanordnung wird die Messung der Amplituden- und Zeitparameter dieses Signals durchgeführt. Auf Grund der Ergebnisse der durchgeführten Messungen und der visu» Men Untersuchung des Informationssignals werden die hauptsächlichen Betriebskennwerte des zu kontrciüerenden Einspritzventils 29 ermittelt.

Falls in der Vorrichtung als Meßanordnung 38 das in Fig. 17 gezeigte Stroboskop zur Anwendung kommt, wird das Informationssignal von Ausgang des NF-Verstärkers 37 dem Eingang eines Impulsformers 51 zugeführt. Der Impulsformer 51 spr.ht auf die Vorderflanke des Hauptimpulses des Irformationssignals an und erzeugt einen Rechteckimpuis mi' vorgegebener Dauer und Amplitude, der einer Stroboskoplampe 52 zugeführt wird und sie periodisch mit der Impulsfolgefrequenz der Informationssignalimpulse zündet. Die periodischen Lichtblitze der Stroboskoplampe 52 werden mittels eines Reflektors 53 eng gebündelt auf diejenige Stelle eines Motorgehäuses 56 gerichtet, wo sich die Skala 58 mit der zentralen feststehenden Marke 57 befindet, wobei der Lichtstrahl auch auf den Rand des Schwungrads 54 fällt, auf welchen die bewegliche Marke 55 aufgetragen ist, die zusammen mit dem Schwungrad rotiert. Wenn die Lampe 52 die rotierende Marke und die feststehende Marke 57 mit einer Blitzfrequenz periodisch beleuchtet, die der Drehfrequenz der Kurbelwelle 59 gleich ist, stehen beide Marken infolge des stroboskopischen Effekts scheinbar still. Nach dem. Winkelabstand zwischen der rotierenden Marke 55 und der feststehenden Marke 57 wird an der Skala 58 der Kraftstoff-Voreinspritzwinkcl des Einspritzventil 29 in bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens 18 ermittelt. Anhand der gemessenen Größe dieses Winkelabstands nimmt der Operator eine Einstellung der Kraftstoffeinspritzung vor.

Die Variante der Vorrichtung, bei der als Meßanordnung 38 ein Stroboskop verwendet wird, weist gegenüber den anderen Varianten eine einfachere Bauart auf, da hier der Geber 40 für die Winkellage der Kurbelwelle, die elektronische Einheit für die Ermittelung und Anzeige des Kraftstoffvoreinspritzwinkels und clic entsprechenden Verbindungslcitungen entfallen. Die Leistungsaufnahme und die Abmessungen der Vorrichtung sind bei dieser Variante auch nicht groß. Die Handhabung der Vorrichtung fordert keine spezielle Ausbildung des Bedienungspersonals, da bei der Arbeit mit der Vorrich

tung der Operator nicht die Steuerorgane elektronischer Einrichtungen manipuliert. Aus diesem Grunde ist die Benutzung dieser Variante der Vorrichtung besonders vorteilhaft bei der Kontrolle des Betriebsverhalter.s des Motorkraftstoffsystems während vorbeugender Maßnahmen und Reparalurarbeiten, die unmittelbar während des Betriebs des Transportmittels durchgeführt werden, auf welchem sich der Motor befindet.

Viele der vorstehend beschriebenen Varianten der Vorrichtung gestatten den Anschluß des Ausgangs 42 (siehe Fig. U bis 14) der Meßanordnung 38 an den Regler 43 der Kraftstofförderung zum Einspritzventil 29, welcher einen Bestandteil des Motorkraftstoffsystems darstellt, wodurch eine automatische Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und somit des Motors im vorgegebenen optimalen Zustand ermöglicht wird. Die Möglichkeit für einen derartigen Anschluß der Meßanordnung 38 wird dadurch bedingt, daß die Vorrichtung die Feststellung sämtlicher Hauptparameter der Kraftstoffeinspritzung, und zwar der Spritzdauer, des Vorein

sprilzwinkels und der Spritzfolgefrequenz sowie der Zeitpunkte des Beginns d
deren Dauer gewährleistet.

Zeitpunkte des Beginns der Nachspritzvorgänge und

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bereitstellung von die Kontrolle des Betriebsverhaltens von Verbrennungsmotoren mit Kolben, Zylinder, Einspritzventil und Kraftstoffeinspritzpumpe ermöglichenden Informationssignalen, bei dem

— aus dem mittels eines am Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) angebrachten, mechanische in elektrische Schwingungen umsetzenden Empfangswandler (33) gewonnenen elektrischen Gesamtsignal die vom gewählten mechanischen Element (5) stammende Signalkomponente angetrennt und

— die spektral-zeitlichen Parameter der mechanischen Schwingungen an der abgetrennten elektrischen Signalkomponente zur Ermittlung der gewünschten Betriebskennwerte des zu kontroRsc/enden Mechanismus (5) gemessen werden, dadurch gekennzeichnet,

— daß auf das gewählte bewegliche Element (5) über das Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) mittels künstlich erzeugter, kontinuierlicher mechanischer Ultraschallschwingungen eingewiikt wird, die durch das bewegliche Element (5) moduliert werden,

— daß das Frequenzband der elektrischen Schwingungen abgetrennt wird, dessen Trägerfrequenz gleich der der aufgeprägten Ultraschallschwingungen ist,

— daß die abgetrennte Trägerfrequenz zur Gewinnung ihrer dit Bewegung des gewählten beweglichen Elements (5) t .genüber dem Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) charakterisierenden, das Informationssignal darstellenden NF-Modulationskomponente demoduliert, und

— daß die spektral-zeitlichen Parameter der empfangenen Ultraschallschwingungen gemessen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß modulierte Ultraschallschwingungen herangezogen werden, die den zu kontrollierenden Mechanismus mit dem in seinem Inneren befindlichen gewählten beweglichen Element (5) durchlaufen haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß modulierte Ultraschallschwingungen herangezogen werden, die vom gewählten beweglichen, im Inneren des zu kontrollierenden Mechanismus (29) angeordneten Element (5) reflektiert worden sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß Ultraschallschwingungen herangezogen werden, die durch die Änderung der mechanischen Im- t>ü pedanz des zu kontrollierenden Mechanismus (29) mit dem im seinem Inneren befindlichen gewählten beweglichen Element (5) moduliert worden sind

5 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, hs

daß mit den künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen auf das Ende der Düsennadel (7) b/.w. der Führungsnadel (5) des Einsprit/.vcniils eingewirkt

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß mit den künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen während der Anlaßvorgänge des Motors auf das gewählte bewegliche Element (5) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) eingewirkt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß mit den künstlich erzeugten mechanischen Ultraschallschwingungen auf die Einspritzventilfeder (10) eingewirkt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß mit den künstlich erzeugten mechanischen Ultraschallschwingungen auf den Boden des im Zylin der befindlichen Kolbens (18) eingewirkt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß mit den künstlich erzeugten mechanischen Ultraschallschwingungen auf die Seitenwand des im Zylinder befindlichen Kolbens (18) eingewirkt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet.

daß mil den künstlich erzeugten Ultraschallschwingungen auf das Wälzlager der Einspritzpumpenwelle eingewirkt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.

— mit eineiii auf dem Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) angebrachten, mechanische in elektrische Schwingungen umsetzenden Empfangswandler (33), der über ein elektrisches Filter (34) an eine Meßanordnung (38) angeschlossen ist. gekennzeichnet durch

— einen Generator (30) zur Erzeugung kontinuierlicher elektrischer Schwingungen im Ultraschallbereich,

— einen elektrische in mechanische Schwingungen umsetzenden Sendewandler (32), der auf dem Gehäuse (1) des zu kontrollierenden Mechanismus (29) angeordnet und dessen Ausgang (31) an den Generator (30) angeschlossen ist,

— wobei das elektrische Filter (34) als Bandpaß für die Trägerfrequenz des Generators (30) ausgebildet ist und die Bandbreite seines Durchlaßbereiches der des Informationssignalspektrums entspricht, und

— wobei der Ausgang des Filters (34) über einen Detektor (35) der zum Trennen des Informationssignals dient, und einen NF-Verstärker (37) an die Meßanordnung (38) angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Geber (40) für die Winkellage der Motorkurbelwelle (59), dessen Ausgang an einen Synchronisiereingang (41) der Meßanordnung (38) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet,

daß de^r Sendewandlcr (32) und der Empfangswandler (33) zu einem einheitlichen elektromechanischen Wandler (45) vereinigt sind, und daß der Ausgang (31) des Generators (30) über ein Wirkwiderstandsglied (44) an don Sende- und Empfangswandlcr (45) angeschlossen ist.

14. Vorrichtung η .ich Anspruch II, dadurch yc-

kennzeichnet, daß der Detektor (35) als Amplitudendemodulator ausgebildet ist und zum Abtrennen der Modulationshollkurve der gewonnenen elektrischen Schwingungen dient.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß der Detektor (35) als Phasendemodulator zur Trennung des Informatiorissignals ausgebildet ist, das eine Änderung der Phasendifferenz zwischen dem Signal des Generators (30) und den gewonnenen elektrischen Schwingungen darstellt, und daß der Ausgang (31) des Generators (30) an einen zweiten Eingang (46) des Detektors (35) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgang (31) des Generators (30) über einen Phasenschieber (49) an den zweiten Eingang (46) des Detektors (35) angeschlossen ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgang des N F-Verstärkers (37) über einen NF-Bandpaß (50) an den Eingang (39) der Meßanordnung (38) angeschlossen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßanordnung (38) zum Messen des Informationssignalpegels ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßanordnung (38) als Oszillograph zur Anzeige der Form und zum Messen der Dauer der Phase des Informationssignals ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

daß die Meßanordnung (38) als Stroboskop ausgebildet ist, das zur Ermittlung des Zeitpunkts des Beginns des Informationssignals gegenüber dem Zeitpunkt des Eintreffens des Kolbens (18) in die vorgegebene Stellung bestimmt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ausgang (42) der Meßanordnung (38) an den Eingang des Kraftstoffreglers (43) angeschlossen ist, der die Kraftstoffeinspritzung über das Einspritzventil (Ä) steuert.