DE866261C

DE866261C - Geraet zum Zaehlen der in der Zeiteinheit mit Klopferscheinungen verbundenen Arbeitsspiele eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE866261C
Application number: DED2517D
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl-Ing Binder
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1942-06-13
Filing date: 1942-06-13
Publication date: 1953-02-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Zählen der Klopfschläge im Brennraum eines Verbrennungsmotors.
Während die Häufigkeit der Klopferscheinungen im Einzylindermütor unter Umständen noch durch einfaches Abhören kontrolliert werden kann, muß dieses Verfahren beim Mehrzylindermotor offenbar ganz versagen. Ein einwandfrei arbeitendes Gerät zum exakten Zählen der in einer bestimmten Zeiteinheit im Brennraum eines Verbrennungsmotors wiederkehrenden Klopfschläge ist bisher nicht bekanntgeworden. Durch die vorliegende Erfindung wird der bestehende Mangel behoben.
Erfindungsgemäß werden der Klopfton und die niederfrequenten Schwingungen des Arbeitsspiels auf elektrischem Wege durch doppeltes Differentiieren der mittels geeignetem Druckgeber, z. B.
Piezoquarz-, Kohledruck-, Kondensator- oder induktivem Indikator erzeugten, dem Druckverlauf im Brennraum des Motors proportionalen Spannung voneinander getrennt, die Klopfschwingungen gleichgerichtet und mittels eines Zählwerkes gezählt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
In der Zeichnung ist in schematischer Anordnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben.
Mit Hilfe eines geeigneten Motorindikators J, z. B. einer Quarzkammer od. dgl., wird der Druck im Brennraum eines Verbrennungsmotors in ihm proportionale elektrische Spannung übersetzt.
Diese Spannung wird in bekannter Weise in einem elektrischen Verstärker V zweimal nach der Zeit differentiiert.
Ist die Spannung am Eingang des Verstärkers von der Form U = A sin w t, so ergibt sich die doppelt differentiierte Spannung zu U" = -A . 2. sin co t, wenn vom Verstärkungsfaktor des Verstärkers abgesehen wird, oder, unter Berücksichtigung des Verstärkungsfaktors, zu o92 sincot.
Das ist die ursprüngliche Spannung, jedoch mit dem Quadrat der Kreisfrequenz w und einer Konstanten K multipliziert.
Der Vorgang der doppelten Differentiation bedeutet also, daß hohe Frequenzen sehr viel mehr verstärkt werden als tiefe. Auf die Klopfvorgänge im Verbrennungsmotor angewendet, bedeutet dies, daß die niederfrequenten Schwingungen des Arbeitsspiels und der hochfrequente Klopfton voneinander getrennt werden.
Bei 2400 Motorumdrehungen pro Minute ergibt sich die Frequenz der Arbeitsspiele zu f = 20 Hz.
Der Klopfton liegt erfahrungsgemäß bei oder oberhalb der Frequenz J2 = 2000 Hz. Das Frequenzverhältnis ist also 1 : 100. Wird nun ein Gemisch aus dem Klopfton und den durch das Arbeitsspiel verursachten niederfrequenten Schwingungen zweimal differentiiert, so wird der Klopfton IO ooomal mehr verstärkt als die Schwingungen des Arbeitsspiels.
Die Höhe des Spitzendrucks im Arbeitszylinder sei 50 atü, die Amplitude des Klopftons 0,5 at (was ein außerordentlich geringes Klopfen darstellt), d. h. das Verhältnis des Spitzendrucks zur Klopfamplitude 1 : 100. Nach Passieren des Differentierverstärkers V wird dieses Verhältnis gerade umgekehrt in das Verhältnis 100 : 1. Dies bedeutet, daß in der Spannungskurve hinter dem Verstärker der durch das Arbeitsspiel gegebene Druckverlauf praktisch nicht mehr erscheint, sondern nur noch der Klopfton übrigbleibt. Der Klopfton wird nun in dem Gleichrichter G gleichgerichtet. Die so erhaltenen Stromstöße werden mit Hilfe des von einer Stoppuhr gesteuerten Zählwerks Z, das z. B. in an sich bekannter Weise als Impulszähler ausgebildet sein kann, über eine bestimmte Zeitspanne summiert.
Auf diese Weise kann etwa die Anzahl der Klopfschläge pro Minute gezählt werden.
Mit einem Gerät nach der vorstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschriebenen Erfindung kann man die Häufigkeit der Klopferscheinungen an einem bestimmten bzw. beliebigen Zylinder eines Ein- oder Mehrzylindermotors exakt feststellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Gerät zum Zählen der in der Zeiteinheit mit Klopferscheinungen verbundenen Arbeitsspiele eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß der Klopfton und die niederfrequenten Schwingungen des Arbeitsspiels in an sich bekannter Weise auf elektrischem Wege durch doppeltes Differentiieren der mittels geeigneten Druckgebers, z. B. Piezoquarzes, Kohledruck-, Kondensator- oder induktiven Indikators, erzeugten, dem Druckverlauf im Brennraum des Motors proportionalen Spannung voneinander getrennt werden und daß die Klopfschwingungen gleichgerichtet und mittels Zählwerk gezählt werden.
2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk von einer Stoppuhr gesteuert wird, so daß die Anzahl der Klopfschläge innerhalb einer bestimmten Zeitspanne automatisch gezählt werden.
3. Gerät nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es für Netzanschluß eingerichtet ist.
4. Gerät nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Teil desselben in an sich bekannter Weise gegenüber dem Einfluß der Netzspannungsschwankungen stabilisiert ist.

Angezogene Druckschriften: Archiv f. techn. Messen V8234/I, September 1940, T IOI und 102.