DE643837C - Verfahren und Vorrichtung zur fortlaufenden Registrierung der Umlaeufe von Verbrennungskraftmaschinen unter Beruecksichtigung der jeweiligen Belastung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche die tatsächliche Gesamtbelastung von Verbrennungskraftmaschinen meßtechnisch erfassen.
Es ist von außerordentlicher Wichtigkeit und für eine wirtschaftliche Motorhaltung unerläßlich, einen Anhalt dafür zu haben, wann Instandsetzungsarbeiten mit Rücksicht auf die tatsächliche Inanspruchnahme eines Brennkraf tmotors während seiner Betriebszeit vorzunehmen sind.

Bislang war es, insbesondere bei Flugmotoren, bei denen die rechtzeitige Über-Ijolung Grundbedingung für die Fahrsicherheit ist, üblich, den Zeitpunkt, an dem eine Motorüberprüfung vorgenommen werden muß, an Hand eines Bordbuches, in dem die Betriebsstunden des Motors vermerkt werden, zu bestimmen, wobei die Anzahl der Betriebsstunden, nach deren Ablauf der Motor instandsetzungsbedürftig ist, durch Erfahrung festlag. Daß diese Überwachungsart nur einen sehr mangelhaften Überblick über den tatsächlichen Verschleißgrad des Motors bietet, ist ohne weiteres verständlich, wenn man bedenkt, daß auf diese Weise auch nicht annähernd berücksichtigt wird, ob und wie lange der Brennkraftmotor während des Betriebes über oder unter Normallast beansprucht war.

Auch die vielfach verwendeten selbsttätigen Zählgeräte, die die Schwankungen der Umdrehungszahl des Motors in Abhängigkeit von der Betriebsstundenzahl anzeigen, weisen die gleichen Mängel auf; denn das Drehzahlverhalten des Motors allein stellt kein Maß für die abgegebene Leistung und damit für die Belastung dar.

Zur Lösung der sich aus den vorerwähnten Übelständen ergebenden Aufgabe ist bereits vorgeschlagen worden, ein Zählgerät mit vorgeschalteter, veränderlicher Übersetzung zu verwenden, bei dem die Übersetzung außer - durch die Drehzahl des zu überprüfenden Motors noch durch die mit der Belastung schwankende Öltemperatur beeinflußt wird.

Auch dieses Gerät mißt aber die tatsächliche Belastung des Motors während seines Betriebes nicht mit genügender Genauigkeit, weil sich die Öltemperatur nicht allein durch die wechselnde Belastung ändert, sondern auch verschiedenen anderen Einflüssen unterworfen ist, wie beispielsweise der Außentemperatur und dem Grade der Kühlung.

Ebenso werden auch die bekannten Geräte zur Ermittlung der Belastung von Kraftfahrzeugen, bei denen der zurückgelegte Weg gemessen wird und außerdem noch der jeweilige axiale Druck der Kardanwelle auf die Zählung Einfluß nimmt, den tatsächlichen Betriebs verhältnis sen nicht in vollem Maße gerecht.

Die vorliegende Erfindung stellt eine außerordentlich einfache Lösung der Aufgabe, die tatsächliche Motorbelastung zu messen, dar. Dabei erfolgt, wie bei den bereits bekannten Vorrichtungen, der Antrieb bzw. die Einstellung des zur Messung der Belastung dienenden Gerätes (Zählwerkes) über ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung. Gemäß der Erfindung wird jedoch zur Beeinflussung die-

sei" Übersetzung die bekannte, durch zahlreiche Versuche erhärtete Erkenntnis benutzt, daß das spezifische Gewicht des Gemisches im Laderohr einer Brennkraftmaschine bei einer bestimmten Drehzahl mit sehr großer Annäherung unmittelbar der Leistung verhältnisgleich ist.

Es ist also bei einer bestimmten Drehzahl jedem spezifischen Ladegewicht eine ganz bestimmte Leistung des Motors und damit auch eine bestimmte Belastung zugeordnet.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zur fortlaufenden Registrierung der L^Tmläufe einer Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung der jeweiligen Belastung die Registrierung· der Umläufe durch die Änderung der Druckverhältnisse im Saugrohr beeinflußt wird. Zu diesem Zwecke erfolgt die Verstellung einer an sich bekannten veränderlichen Untersetzung des Registrierwerkantriebes durch eine der Einwirkung des im Saugrohr des Motors herrschenden Ladedruckes ausgesetzte Druckdose. Das Registrierwerk wird von dem Motor in an sich bekannter Weise über ein mit einer festen und einer veränderlichen Untersetzung ausgerüstetes Getriebe angetrieben, dessen feste Untersetzung derart abgestuft ist, daß die Zahl der Umdrehungen während einer Normallastbetriebsstunde des Motors einer Anzeigeeinheit des Registrierwerkes entspricht. Zweckmäßig ist das von dem Ladedruck beeinflußte Steuerorgan mit einer Anzeigevorrichtung verbunden, welche die Augenblickswerte der Ladedruckänderungen abzulesen gestattet.

Bei Dampfmaschinen, insbesondere Lokomotiven, ist es bereits bekannt, die Leistung in Abhängigkeit von drei verschiedenen Größen zu messen, nämlich in Abhängigkeit vom Druck, von der Füllung und vom Weg (Umlauf). Diese Einrichtungen unterscheiden sich von dem Erfindungsgegenstand schon dadurch, daß hier zur Messung der Leistung und auch der Belastung von drei Größen ausgegangen wird, während bei dem Gegenstand der Erfindung von zwei Größen ausgegangen wird und dieser überdies eine Brennkraftmaschine betrifft, die, was die Leistungsmessung anbetrifft, nicht ohne weiteres mit Dampfmaschinen verglichen werden kann.

Bei Dampfmaschinen ist die Leistungsmessung ohne weiteres durchführbar, weil die aufzuwendende Energie (Dampfdruck und Füllung) vor ihrem Verbrauch durch eine Messung in einfacher Weise erfaßbar ist. Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Energie erst durch Verbrennung im Zylinder frei gemacht wird, ist eine derartige Messung der Leistung jedoch nicht möglich. Während bei der Dampfmaschine zur Bestimmung der Belastung also die tatsächliche Leistung gemessen und dabei vom Dampfdruck und von der Dampffüllung ausgegangen wird, wird bei dem erfindungsgemäßen "'Verfahren die Leistung überhaupt nicht bestimmt, sondern es wird zur Ermittlung der Belastung von dem Ladedruck ausgegangen, einem Faktor, der weder die aufzuwendende Energie noch die Leistung darstellt, sondern lediglich in einem bestimmten Verhältnis zur jeweiligen Leistung steht. Der Ladedruck ist naturgemäß von den Größenabmessungen der Kraftmaschine unabhängig.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht, und zwar zeigt

Abb. ι eine schaubildliche Darstellung der gesamten erfindungsgemäßen Einrichtung und Abb. 2 einen besonderen Teil des zum Antrieb des Gerätes dienenden Getriebes.

Eine durch die Brennkraftmaschine angetriebene Welle 23 treibt über einen Exzenter und eine an diesem angelenkte Koppel 25 eine Schwinge 27 an, die im Punkt 28 drehbar gelagert ist. Auf der Schwinge 27 ist ein verschiebbarer Gleitstein 29 gelagert, an dem eine Schubstange 20, die an ihrem anderen Ende mit einem Schaltarm 21 eines Zählwerkes in gelenkiger Verbindung steht, schwingend befestigt ist.

An der Schubstange 20 greift eine Stange 18 an, die die erstere mit dem einen Arm eines doppelarmigen Hebels 13 verbindet. Der Hebel 13 ist in einem auf dem Druckraum ι befestigten Lager 11 und ι ο schwenkbar gelagert und ist mittels einer Schubstange 14 mit einem Zeiger 30 formschlüssig gekuppelt.

Der Druckraum 1 steht durch eine Rohrleitung 3 in Verbindung mit dem Teil des Ansaugerohres 4 des Brennkraftmotors, der unmittelbar an die Einlaßöffnungen der Zylinder anschließt. Auf diese Weise werden bei der Anzeige alle auf die Leistung des Motors Einfluß nehmenden konstruktiven und Verstellmaßnahmen, wie beispielsweise die jeweilige Drosselstellung, sowie die Tatsache, ob der Motor mit Auf- oder Überlader ausgerüstet ist, mit berücksichtigt, weil sich all dies letzten Endes im spezifischen Gewicht des Gemisches vor den Einlaßventilen auswirkt.

Der Zeiger 30 spielt über eine Ringskala 31, die in einer zweiten feststehenden Ringskala 32 verschiebbar geführt ist.

Die verschiebbare Ringskala 31 ist mit einer zur Ablesung des Ladedruckes dienenden Teilung versehen, deren Ausgangspunkt in der Mitte liegt. Dieser Ausgangspunkt muß, wenn die Druckanzeige richtig sein soll, bei still- 1*0 stehendem Motor, d. h. vor Anlaufen des Motors, unter den Zeiger 30 gestellt werden.

Der Antrieb dieses Zeigers 30 erfolgt mit Hilfe einer in dem Druckraum 1 untergebrachten Druckdose 5, 6, die mit einer nadelartigen Übertragungsstange 9 an dem.einen Arm des doppelarmigen Hebels 13 angreift, über den sie im Betrieb die veränderliche Untersetzung des Belastungsmessers verstellt. Der mit der Dose 5, 6 über den einen Arm des Hebels 13 formschlüssig gekuppelte Zeiger3O zeigt somit bei Stillstand den in diesem Falle auch im Ansaugrohr herrschenden barometrischen Druck der Außenluft an. Deshalb ist die feststehende Skala mit Barometerteilung versehen, wodurch bei stillstehendem

ig Motor auf dieser der augenblickliche Barometerstand bequem ablesbar ist.

Die Druckdose selbst ist an einem im Gehäuse des Druckraumes 1 eingeschraubten Gewindebolzen 7, der durch eine Gegenmutter 8 in der jeweiligen Lage festgehalten wird, befestigt. Durch Verstellen dieses Befestigungsbolzens kann die Lage der Druckdose verändert und das Gerät durch die dadurch erfolgende Verstellung der Untersetzung des Geräteantriebes dem zu prüfenden Motor weitgehend angeglichen werden.

Durch die Dose 5, 6 wird aber nur der Ladedruck als Verstellgröße für die Belastungsanzeige herangezogen. Um auch die weitere, außer dem Druck für das spezifische Gewicht des Gemisches maßgebende Größe, nämlich die Temperatur des Gemisches, zu berücksichtigen, würde es an sich genügen, dafür Sorge zu tragen, daß ein guter Wärmeübergang zwischen dem Gemisch und der Druckdose bzw. ihrem Gestänge vorhanden ist. Das kann dadurch erreicht werden, daß man für eine gut wärmeleitende Verbindung zwischen dem Ansaugrohr selbst und der Druckkammerwandung sorgt, wobei die Rohrleitung 3, um die unvermeidbaren Wärmeverluste klein zu halten, selbstverständlich möglichst kurz gehalten sein muß.

Zur besseren Erfassung der auftretenden Temperaturänderungen wird erfindungsgemäß aber die Einschaltung eines temperaturempfindlichen Organs, beispielsweise eines Bimetallstabes 15, 16, vorgeschlagen, der die Temperaturänderungen in stärkerem Maße auf die veränderliche Untersetzung des Geräteantriebes einwirken läßt.

Dieser Stab 15, 16 ist an dem Hebel 13 so angebracht, daß er nur die veränderliche Untersetzung des Getriebes beeinflußt, nicht aber die allein von der Stellung der Stange 9 der Druckdose 5, 6 abhängige Ladedruckanzeige (Zeiger 30).

Selbstverständlich muß dieses temperaturempfindliche Organ der Temperatur des Gemisches im Ansaugrohr 4 ausgesetzt sein, was fio in der schematischen Darstellung der Abb. 1 nicht weiter kenntlich gemacht ist.

Die Abb. 2 zeigt die Lage des Bimetallstabes nach erfolgtem Ansprechen bei Temperaturabfall. Der obenliegende Stab 15 zieht sich in diesem Falle stärker zusammen als der untere Stab 16. Die Folge davon ist, daß die Getriebestange 18 hochgezogen und dadurch die Übersetzung des Geräteantriebes vergrößert wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ι . Verfahren zur fortlaufenden Registrierung der Umläufe einer Verbrennungskraftmaschine unter Berücksichtigung der jeweiligen Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß die Registrierung durch die Änderungen der Druckverhältnisse im Saugrohr der Brennkraftmaschine beeinflußt wird.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer veränderlichen Untersetzung des Registrierwerkantriebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Registrierwerkantriebes durch eine der Einwirkung des im Saugrohr (4) des Brennkraftmotors herrschenden Ladedruckes ausgesetzte Druckdose (5, 6) erfolgt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das Registrierwerk von dem Brennkraftmotor über ein mit einer festen und einer veränderlichen Untersetzung ausgerüstetes Getriebe angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Unter- -95 Setzung derart abgestuft ist, daß die Zahl der Umdrehungen während einer Normallastbetriebsstunde der Brennkraftmaschine einer Anzeigeeinheit des Registrierwerkes entspricht.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Ladedruck beeinflußte Steuerorgan mit einer Anzeigevorrichtung (30, 31 bis 34) verbunden ist, die die Augenblickswerte der Ladedruckänderung abzulesen gestattet.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das die" Getriebeuntersetzung verstellende Über- no tragungsgestänge (13, 17 bis 20) ein durch die Gemischtemperatur beeinflußtes temperaturempfmdliehes Glied Ci5, 16), z.B. ein Bimetallstab, eingeordnet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen